特開 2024-49032 基板ホルダ及び基板の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024049032

(43)【公開日】2024-04-09

(54)【発明の名称】基板ホルダ及び基板の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B05C 1/02 20060101AFI20240402BHJP

   B05D 3/00 20060101ALI20240402BHJP

   B05C 13/02 20060101ALI20240402BHJP

【ＦＩ】

B05C1/02 102

B05D3/00 G

B05C13/02

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022155258

(22)【出願日】2022-09-28

(71)【出願人】

【識別番号】000166948

【氏名又は名称】シチズンファインデバイス株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000001960

【氏名又は名称】シチズン時計株式会社

(72)【発明者】

【氏名】碓氷 孝樹

(72)【発明者】

【氏名】中村 剛志

【テーマコード（参考）】

4D075

4F040

4F042

【Ｆターム（参考）】

4D075AC21

4D075AC28

4D075AC29

4D075AC86

4D075AC88

4D075AC91

4D075AC93

4D075BB05Y

4D075CA47

4D075CA48

4D075DA06

4D075DB14

4D075EA05

4D075EA35

4D075EA45

4F040AA02

4F040AB04

4F040AC01

4F040BA16

4F040CB14

4F040CB15

4F040CB40

4F042AA02

4F042BA08

4F042BA10

4F042DF05

4F042DF29

(57)【要約】

【課題】 ローラ体を利用した基板への膜形成において、基板のクラック、破断、気泡の混入等の不具合を抑制できる基板ホルダ及び基板の製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】 上面１１、下面１２及び上面１１と下面１２とを接続する側面１３を有し、上面１１に基板２０を収容する収容部１４を備え、収容部１４に収容された基板２０の表面にローラ体３１を接触させ膜を形成するための基板ホルダ１０であって、側面１３は、上面１１または下面１２に向かうにしたがって基板ホルダ１０の内方に傾斜した傾斜面１５を備える。また、基板ホルダ１０の傾斜面１５をローラ体３１の移動方向上に配置して基板２０と基板ホルダ１０を相対移動させ、基板２０の表面に膜を形成する。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

上面、下面及び前記上面と前記下面とを接続する側面を有し、前記上面に基板を収容する収容部を備え、当該収容部に収容された基板の表面にローラ体を接触させ膜を形成するための基板ホルダであって、
前記側面は、前記上面または前記下面に向かうにしたがって前記基板ホルダの内方に傾斜した傾斜面を備えることを特徴とする基板ホルダ。

【請求項2】

前記収容部は底面と側面とを備える凹部形状であることを特徴とする請求項１に記載の基板ホルダ。

【請求項3】

前記基板ホルダは前記基板より小さいヤング率を有する材料により構成されていることを特徴とする請求項１に記載の基板ホルダ。

【請求項4】

基板の製造方法において、
上面、下面及び前記上面と前記下面とを接続する側面を有し、前記上面に基板を収容する収容部を備えた基板ホルダを用意する工程と、
前記収容部に基板を収容する工程と、
前記収容部に収容された前記基板の表面に膜を形成する工程と、を有し、
前記基板ホルダの前記側面は、前記上面または前記下面に向かうにしたがって前記基板ホルダの内方に傾斜した傾斜面を備え、
前記膜を形成する工程は、前記膜となる材料を含むローラ体と前記基板ホルダとを相対移動させ、前記基板と前記ローラ体とを接触させて前記基板に前記膜となる材料を付着させる工程であり、
前記傾斜面は、前記基板ホルダと前記ローラ体の移動方向上に配置されている
ことを特徴とする基板の製造方法。

【請求項5】

前記ローラ体は前記傾斜面を経由して前記基板と接触することを特徴とする請求項４に記載の基板の製造方法。

【請求項6】

前記ローラ体はロール状のフィルムレジストであり、前記膜は前記フィルムレジストであることを特徴とする請求項４に記載の基板の製造方法。

【請求項7】

前記ローラ体の下方に配置されたローラを備え、前記膜を形成する工程は、前記ローラ体と前記ローラとの間に前記収容部に収容された前記基板ホルダを通過させることで前記基板に前記膜を形成する工程であることを特徴とする請求項４に記載の基板の製造方法。

【請求項8】

前記ローラ体または前記ローラは、前記基板の前記下面と直交する方向に移動可能である、ことを特徴とする請求項７に記載の基板の製造方法。

【請求項9】

前記基板ホルダは前記基板より小さいヤング率を有する材料により構成されていることを特徴とする請求項４に記載の基板の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板の表面にレジスト膜等の膜を形成するために利用される基板ホルダ及びこの基板ホルダを用いて基板表面に膜を形成する基板の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、基板の表面にレジスト膜等の膜を形成する方法として、スクリーン印刷法、カーテンコーテイング法、スプレーコーティング法、ロールコーティング法等が利用されている。ロールコーティング法においては、基板と基板に形成される膜材料を表面に含むローラとを相対移動して基板表面にローラ表面を接触させ、ローラ表面の膜材料を基板表面に付着させることで基板表面に膜を形成する（例えば、特許文献１参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０００－１３５４６０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ロールコーティング法による基板への膜形成では、基板の表面とローラの表面とを確実に密着させるため、ローラから基板に向かって所定の圧力を印加した状態で基板とローラとを相対移動させる。しかしながら、このローラから基板への圧力が大きいと、基板にクラックや破断といった不具合を生じることがある。このクラックや破断は、特に基板とローラとの接触が開始または終了する基板の端部において生じやすい。ここで、ローラから基板への圧力を小さくすることでこのクラックや破断を防止することは可能であるが、ローラから基板への圧力が小さいと基板とローラとの密着が不十分となり、基板表面と基板に付着される膜材料との間への気泡の混入や、形成された膜の厚みが均一でない等の不具合が生じる。

【0005】

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、ローラ体を利用した基板への膜形成において、基板のクラック、破断、気泡の混入等の不具合を抑制できる基板ホルダ及び基板の製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上面、下面及び前記上面と前記下面とを接続する側面を有し、前記上面に基板を収容する収容部を備え、当該収容部に収容された基板の表面にローラ体を接触させ膜を形成するための基板ホルダであって、前記側面は、前記上面または前記下面に向かうにしたがって前記基板ホルダの内方に傾斜した傾斜面を備える基板ホルダとする。
前記収容部は底面と側面とを備える凹部形状としてもよく、前記基板ホルダは前記基板より小さいヤング率を有する材料により構成してもよい。
また、基板の製造方法において、上面、下面及び前記上面と前記下面とを接続する側面を有し、前記上面に基板を収容する収容部を備えた基板ホルダを用意する工程と、前記収容部に基板を収容する工程と、前記収容部に収容された前記基板の表面に膜を形成する工程と、を有し、前記基板ホルダの前記側面は、前記上面または前記下面に向かうにしたがって前記基板ホルダの内方に傾斜した傾斜面を備え、前記膜を形成する工程は、前記膜となる材料を含むローラ体と前記基板ホルダとを相対移動させ、前記基板と前記ローラ体とを接触させて前記基板に前記膜となる材料を付着させる工程であり、前記傾斜面は、前記基板ホルダと前記ローラ体の移動方向上に配置されている基板の製造方法とする。
前記ローラ体は前記傾斜面を経由して前記基板と接触させてもよい。
また、前記ローラ体はロール状のフィルムレジストであり、前記膜は前記フィルムレジストとしてもよい。
また、前記ローラ体の下方に配置されたローラを備え、前記膜を形成する工程は、前記ローラ体と前記ローラとの間に前記収容部に収容された前記基板ホルダを通過させることで前記基板に前記膜を形成する工程としてもよい。
さらにまた、前記ローラ体または前記ローラは、前記基板の前記下面と直交する方向に移動可能としてもよい。
さらにまた、前記基板ホルダは前記基板より小さいヤング率を有する材料により構成してもよい。

【発明の効果】

【0007】

本発明の基板ホルダ及び基板の製造方法によれば、ローラ体を利用した基板への膜形成において生じる前述する不具合を抑制することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の一実施例による基板ホルダを示す図である。

【図2】本発明の一実施例による基板の製造方法を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下に本発明を実施するための形態を、図面を用いて説明する。図面においては各構成をわかりやすくするために実際の形状や実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせる場合がある。

【0010】

図１は本発明の一実施例による基板ホルダを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ－Ａ断面における正面断面図である。基板ホルダ１０は平面視が矩形形状の板状部材であり、例えば、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）やポリエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリテロラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ナイロン等の樹脂材料によって構成することができ、本実施例ではナイロンである。基板ホルダ１０の上面１１には、底面１４ａと側面１４ｂとを備え、開口が矩形形状の凹部からなる収容部１４が形成されている。なお、底面１４ａは上面１１と平行であり、側面１４ｂは上面１１と直交する面である。また、基板ホルダ１０は、上面１１と下面１２とを接続する側面１３の一部に上面１１に向かうにしたがって基板ホルダ１０の内方に傾斜した傾斜面１５を備える。

【0011】

基板ホルダ１０は、ローラ体を利用して基板へ膜を形成する際に利用されるものであり、収容部１４は膜が形成される基板を収容する収容空間として機能する。収容部１４の開口は収容される基板よりわずかに大きく、上面１１から底面１４ａまでの長さは収容される基板の厚みよりわずかに小さく設定されている。

【0012】

傾斜面１５は、基板への膜形成において基板ホルダ１０を経由してローラ体を基板へ接触させる際の経路上に位置した側面１３の上面１１側に形成されており、傾斜面１５が形成された側面１３の下面１２側は上面１１と直交する面である。本実施例では、基板ホルダ１０における対向する２つの側面１３のそれぞれの全体にわたって傾斜面１５を備える。基板ホルダ１０は傾斜面１５を備えることで、基板とローラ体との接触の開始、終了時にローラ体が基板の端部へ及ぼす応力を小さくすることができ、基板のクラックや破断の発生を抑制することができる。ここで、傾斜面１５と上面１１とのなす角θは大きい程、ローラ体が基板の端部へ及ぼす応力は小さくなり、好ましくは１３５°以上である。

【0013】

なお、本実施例では、基板ホルダ１０の対向する２つの側面１３のそれぞれに傾斜面１５を備えた例を示したが、一つの側面１３にのみ傾斜面１５を備えていてもよい。また、基板ホルダ１０の側面１３の上面１１側に傾斜面１５を備えた例を示したが、下面１２から上面１１にわたる側面１３全体を傾斜面１５としてもよい。また、図１に示す本実施例では、収容部１４の開口端と傾斜面１５とが離間している例を示しているが、収容部１４の開口端部と傾斜面１５とは離間せず、収容部１４の縁部から傾斜面１５が形成されていてもよい。

【0014】

次に、本発明の一実施例による基板の製造方法を説明する。図２は本発明の基板の製造方法を示す模式図である。本実施例では、前述した基板ホルダ１０を用い、基板にレジスト膜を形成する方法を例として本発明の基板の製造方法を説明する。

【0015】

［基板収容工程：図２（ａ）］
まず、基板２０と基板ホルダ１０とを準備する。基板２０は低温同時焼成セラミックス基板（ＬＴＣＣ基板）であり、一方の表面には銅箔（不図示）が形成されている。次に基板ホルダ１０の収容部１４に基板２０を収容する。基板ホルダ１０の収容部１４は、基板２０の外形よりわずかに大きく形成されており、基板２０と収容部１４の側面１４ｂとの間には隙間２１が形成される。また、基板ホルダ１０の上面１１から底面１４ａまでの長さは、収容部１４に収容された基板２０の厚みよりわずかに小さく設定されており、収容部１４に収容された基板２０の表面は基板ホルダ１０の上面１１からわずかに突出している。なお、基板ホルダ１０の上面１１から底面１４ａまでの長さを収容部１４に収容される基板２０の厚みと同じとし、収容部１４に基板２０を収容した際に、基板２０と基板ホルダ１０の上面１１とが同一平面上となるようにしてもよい。

【0016】

［膜形成工程：図２（ｂ－１）、（ｂ－２）］
次に、基板ホルダ１０の収容部１４に収容された基板２０の表面にフィルムレジスト３１の膜を形成する。本実施例において、基板２０表面へのフィルムレジスト３１の形成は、ロール状のフィルムレジスト３１からなるローラ体を利用するロールコーティング法によって行う。ロール状のフィルムレジスト３１は、シート状のフィルムレジスト３１をロール状に巻いたものである。フィルムレジスト３１は、感光性フィルム層とこの感光性フィルム層に積層された粘着剤層とからなり、ロール状のフィルムレジスト３１の表面は粘着剤層が露出している。

【0017】

図２の（ｂ－１）は膜形成工程において基板２０へフィルムレジスト３１を形成する前の状態を示し、（ｂ－２）は基板２０へフィルムレジスト３１を形成した後の状態を示す。基板２０の表面へのフィルムレジスト３１の形成は、基板ホルダ１０の上面１１側に配置されたロール状のフィルムレジスト３１と、基板ホルダ１０の下面１２側に配置されたローラ３２との間に基板２０を収容した基板ホルダ１０を通過させることで行うことができる。ロール状のフィルムレジスト３１とローラ３２とはそれぞれの軸が平行となるように配置され、基板ホルダ１０が通過していない状態では、フィルムレジスト３１の外周とローラ３２の外周とは基板ホルダ１０の厚みより小さな隙間をもって対峙するようフィルムレジスト３１とローラ３２とは配置されている。ロール状のフィルムレジスト３１は軸を中心に回転可能、かつ基板ホルダ１０の下面１２側を基準としたとき下面１２と直交する上下方向に移動可能に保持され、フィルムレジスト３１を回転させる回転機構（不図示）と接続されるとともに、フィルムレジスト３１を下方向に向かって付勢する付勢機構（不図示）と接続されている。また、ローラ３２は、フィルムレジスト３１の下方に配置され、ローラ３２の軸を中心として回転可能、かつ上下方向に移動しないよう固定、保持されている。

【0018】

基板２０へのフィルムレジスト３１の形成においては、まず、基板２０を収容部１４に収容した基板ホルダ１０をフィルムレジスト３１とローラ３２との間に、基板ホルダ１０の傾斜面１５が形成された側面１３側より進入させる。このときフィルムレジスト３１は、フィルムレジスト３１と接続された回転機構によってフィルムレジスト３１のローラ３２と対峙する面が基板２０の進入方向に回転しており、基板ホルダ１０はフィルムレジスト３１との摩擦によって基板ホルダ１０の進入方向へ移動する。また、フィルムレジスト３１は上下方向に移動可能に保持されているため、基板ホルダ１０の移動に伴い、フィルムレジスト３１は基板ホルダ１０の傾斜面１５、上面１１及び基板２０の表面に沿って上方向に移動する。

【0019】

そして、基板ホルダ１０の移動に伴い、フィルムレジスト３１と接触した基板ホルダ１０及び基板２０の表面にフィルムレジスト３１が付着する。なお、基板ホルダ１０及び基板２０の表面に付着したフィルムレジスト３１は、基板ホルダ１０の移動に伴ってロール状に巻かれた状態から引き出されていく。この工程において、基板ホルダ１０の収容部１４に収容された基板２０の表面を基板ホルダ１０の上面１１より僅かに突出させる、または基板２０の表面と基板ホルダ１０の上面１１とを同一平面上となるよう基板ホルダ１０の上面１１から収容部１４の底面１４ａまでの長さを設定しておく。このような構成とすることで、基板２０を基板ホルダ１０に収容せずにフィルムレジスト３１とローラ３２との間を通過させた場合と比較し、基板２０とフィルムレジスト３１及びローラ３２との接触の開始、終了時にフィルムレジスト３１が基板２０の端部へ及ぼす応力を小さくすることができ、基板２０のクラックや破断の発生を抑制することができる。

【0020】

また、基板ホルダ１０に傾斜面１５を備えた構成とすることで、フィルムレジスト３１及びローラ３２との接触の開始、終了時にフィルムレジスト３１が基板ホルダ１０の端部へ及ぼす応力を小さくすることができ、基板ホルダ１０のクラックや破断や、基板ホルダ１０とフィルムレジスト３１やローラ３２との接触時に生じる衝撃に起因した基板ホルダ１０や基板２０の位置ずれを抑制することが可能となる。

【0021】

さらに、本実施例では、基板２０をＬＴＣＣ基板、基板ホルダ１０をナイロンにより構成しており、基板２０のヤング率は７０～１５０ＧＰａ、基板ホルダ１０のヤング率は約１ＧＰａである。本実施例では、基板ホルダ１０のヤング率を基板２０のヤング率より小さくすることで、基板２０の表面へのフィルムレジスト３１の形成時においてフィルムレジスト３１から基板２０へ応力が作用した際に、基板２０より先に基板２０を支持する基板ホルダ１０に歪みが生じることとなり、基板２０に及ぼされる衝撃が緩和される。したがって基板２０のクラックや破断の発生を抑制することができる。また、同様に、基板ホルダ１０のヤング率が基板２０のヤング率より小さいことで、フィルムレジスト３１を基板２０の表面に形成する際における基板２０の基板ホルダ１０の収容部１４内でのがたつきを抑制することができ、基板２０の表面へフィルムレジスト３１を気泡の混入等なく適切に形成することができる。

【0022】

さらに、本実施例では、フィルムレジスト３１を下方（ローラ３２側）へ付勢する付勢機構と接続しているため、フィルムレジスト３１を基板２０へ付着させる際に基板２０に所定の圧力を付与することができる。この所定の圧力を適宜調整することで、基板２０のクラックや破断を防止し、フィルムレジスト３１と基板２０との間への気泡の混入や、基板２０の表面に付着するフィルムレジスト３１の厚みを均一とすることができる。なお、付勢機構としては、例えばフィルムレジスト３１を固定する台座（不図示）とフィルムレジスト３１の軸との間に自然長より伸長させた状態のばねを配置し、そのばねの復元力によってフィルムレジスト３１を下方へ付勢する機構とすることができる。

【0023】

［基板取り出し工程］
次に、基板ホルダ１０より基板２０を取り出す。膜形成工程でフィルムレジスト３１が付着した基板ホルダ１０及び基板２０では、収容部１４の側面１４ｂと基板２０との間に隙間２１が形成されており、この隙間２１にフィルムレジスト３１が架橋している。この架橋したフィルムレジスト３１を刃物などで基板２０の外形に沿って切ることにより基板ホルダ１０から基板２０を取り出すことができる。

【0024】

以上の工程によりフィルムレジスト３１が表面に形成された基板２０は、公知技術のフォトリソグラフィー技術を利用して、フィルムレジスト３１をパターニングし、基板２０の表面に形成された銅箔上に金属膜を形成したり、フォトレジスト３１をマスクとして銅箔をエッチングしたりすることで、様々な要求に応じた配線基板を製造することができる。

【0025】

以上、本発明の基板ホルダ及び基板の製造方法について、実施例に基づき説明してきたが、本発明の範囲は前述の実施例に限定されるものではなく本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。例えば、実施例においては基板ホルダ１０の傾斜面１５を基板ホルダ１０の上面１１側に形成したが、基板ホルダ１０の側面１３の下面１２側に向かうにしたがって基板ホルダ１０の内方に傾斜した傾斜面１５を備えた構成としてもよく、上面１１側と下面１２側の両方に傾斜面１５を設けてもよい。下面１２側に傾斜面１５を設ける際には、下面１２側のローラ３２を上下方向に移動可能とするとよい。また、傾斜面１５を基板ホルダ１０における対向する２つの側面１３のそれぞれの全体にわたって形成したが、傾斜面１５は基板ホルダ１０の少なくとも一部に形成されればよく、例えば、基板ホルダ１０の側面１３を形成する一辺に部分的に形成してもよい。

【0026】

また、実施例においては基板２０に形成する膜をフィルムレジスト３１の膜としたが、例えばフィルムレジスト３１の代わりに液状のレジストを基板２０の表面に形成してもよい。液状のレジストを基板２０の表面に形成する場合は、ロール状のフィルムレジスト３１の代わりに円柱状のローラ体を準備し、その円柱状のローラ体の側面に液状のレジストを供給し、液状のレジストが供給されたローラ体の側面と基板ホルダ１０及び基板２０とを接触させることでそれぞれの表面に液状のレジストを塗布し、塗布後にレジストを乾燥することで膜を形成してもよい。また、膜はレジストに限定されず、様々なコーティングフィルムや塗液とすることができる。さらにまた、実施例ではフィルムレジスト３１とローラ３２の二つのローラ体によって膜を形成する工程を説明したが、ローラ体が一つでもよく、また、二つ以上のローラ体を組み合わせてもよい。

【符号の説明】

【0027】

１０ 基板ホルダ
１１ 上面
１２ 下面
１３ 側面
１４ 収容部
１４ａ 底面
１４ｂ 側面
１５ 傾斜面
２０ 基板
２１ 隙間
３１ フィルムレジスト
３２ ローラ

【図1】

【図2】