图案形成方法技术

本发明专利技术是一种图案形成方法，包括以下工序：在基板上成形成对由无掩模直接描画曝光装置照射的主波长的ｈ线灵敏度低、对含有紫外光的能线灵敏度高的第一感光性材料的膜的工序；在上述第一感光性材料上形成对上述主波长的ｈ线灵敏度高的第二感光性材料的工序；使用无掩模直接描画曝光装置对上述第二感光性材料描画第二图案的工序；使第二感光性材料显像的工序；对已形成第二图案的上述第二感光性材料和第一感光性材料一起曝光的工序；剥离第二感光性材料的工序；使第一感光性材料显像、形成作为目标的第一图案的工序。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光刻方法，具体来说，涉及下述根据被曝光图 案，在第一感光性材料上形成的第二感光性材料上使激光聚光扫描后直接描 画第二图案并显像，将该第二图案作为掩模并对上述第一感光性材^h—起曝 光，剥离上述第二感光性材料后使上述第一感光性材料显像，在基板上形成 作为阻焊剂的第一图案。
技术介绍
印刷线路板是安装电阻和电容器等电子元器件、并用布线连接这些元器件 间而构成电子电路的部件。在导体电路图案的软钎焊区上搭载电子元器件， 但除了该软钎焊区的导体电路部分用作为永久保护膜的阻焊剂覆盖。阻焊剂在软钎焊电子元器件时防止焊锡附着在不必要的部分上，同时防止 导体电路部分直接暴露在空气中而后氧化。另外，阻焊剂还有改善电特性和维持导体间绝缘性等作用。工件表面的一部分由所期望的图案覆盖，只对未覆盖的部分进行以下处理 的材料称为抗蚀剂，印刷线路板所使用的抗蚀剂主要是具有感光性的光硬化 树脂。除此之外的抗蚀剂，除了用于软钎焊处理的阻焊剂外，还有用于镀覆 处理的抗镀剂、用于蚀刻处理的抗蚀刻剂。为了在以印刷线路板、半导体、液晶为首的各种布线基板上形成图案，以 往是在基板上形成感光性的液状抗蚀剂膜和干膜抗蚀剂膜后，通过光掩模进 行曝光。在布线基板的制造中，人们期待能够以低价且一短交货期提供高精度的布 线，但因基板种类不同，多品种少量生产和多品种变量生产的情况较多，这 时，制作掩模导致成本上升和交货期的延长。因此，人们强烈要求能够同时 全部实现多品种变量、高精度、低成本的无掩模曝光。由于这样的无掩模直接描画曝光技术不需要制造光掩模，所以不仅能够大幅度地节约掩模制造设备费、材料费，还能缩短制造掩模花费的时间(交货 期)来制造印刷布线基板。并且，由于无掩模直接描画曝光技术能够检测出 基板的变形和弯曲量并一边进行位置校正一边曝光，所以具有能够进行高精 度对位的特征。作为进行无掩;f莫曝光的第 一方法有使用输出大的激光和多角镜使激光扫 描并在基板上直接描画图案的方法。该方法的优势是能够大面积描画比较粗 糙的图案，由简单且便宜的装置构成。作为进行无掩模曝光的第二方法，如专利文献l (日本特开平11-320968 号公报)的记载，有使用液晶和数字微反射镜器件(DMD —Digital Micro-Mirror Device)等二维空间光调制元件产生二维图案、由投影透镜在 基板上直接描画该图案的方法。采用该方法，能够进行微细的图案描画。在 作为这种二维光调制的特征的二维描画中，只要增大光强度就更能够提高描 画速度，专利文献2 (日本特开2002-182157号公报)和专利文献3 (日本特 开2004-157219号公报)中提出了增大光强度的光学系统。但是，上述第一方法难以高精细地描画大面积，如果要缩小处理能力就必 需大功率的激光，装置变贵，运转成本增高。上述第二方法中使用的二维光调制元件的耐久性和寿命不仅依赖于入射 光的强度，还依赖于其波长。因此，适用于无掩模曝光技术的光强度区域中，生率增大、或直到发生致命故障为止的寿命降低的趋势。为此，在使紫外光 入射到二维光调制元件中时，与曝光时间的长时间化相反，需要限制其光强 度或入射波长长于紫外光的可见光(40Q 800nm)至红外光(超过800nm)。另一方面，在以往使用掩模的曝光装置中，作为所使用的光源的水银灯具 有i线(365nm) 、 h线(405nm) 、 g线(436nm)的强波长光i普分布。液状 抗蚀剂的曝光中经常使用的金属卣化灯也主要是高效放射i线附近的光的方 式。用于形成布线的曝光技术所使用的感光性材料，从大量生产性和操作性 的观点看，其结构设计是照射光的波长越短灵敏度越高，在可见光区域中为 低灵敏度。 一般，由作为水银明线的i线来曝光时，能够形成良好的图案。进行无掩模曝光时，光源使用水银灯不是不可能的，但是从水银灯中难以高效率地得到指向性高的曝光照明光。即，对于无掩;f莫曝光的光调制光学系统，与短波长的紫外光相比，长波长 的可见光比较适合。由于这个问题，难以同时实现曝光的高处理能力和高精 细化。为了提高无掩模曝光的曝光处理能力，开发了适用于可见光光源的无掩模 曝光装置的抗蚀剂。这些抗蚀剂对可见光至红外光区域具有感光区域，进行 无掩模曝光时也能够维持良好的曝光处理能力。但是，这些具有可见光光源 的无掩模曝光专用的抗蚀剂不能使用通常对紫外光感光的抗蚀剂时所使用的 黄色室，所以必须使用暗室或红色室，除此之外，在大量生产现场还必须改 变基板制造条件，所以与对紫外光具有感光区域的通用材料相比，其材料价 格高，运转成本增高。除了为上述可见光光源专用开发的抗蚀剂之外，还有对可见光区域具有感光区域的感光性材料。例如专利文献4 (日本特开2007-242371号公报)和专 利文献5 (日本特开2004-221564号公报)所示，含有囟化银乳剂层的银盐照 片感光性材料(以下称为囟化银材料)，即使是可见光光源的无掩模曝光装 置也能够以低曝光量进行均匀的图案曝光。但是该感光性材料由于是电磁波 屏蔽材料、触摸屏用途的导电性材料，所以不能作为用于印刷线路板的绝缘 材料的阻焊剂来使用。另外，对于将半导体激光用于光源的无掩模直接描画曝光装置，阻悍剂的 灵敏度比抗镀剂和抗蚀刻剂等其他感光性材料低很多，所以曝光处理能力明 显要低。随着电子元器件的小型化、高密度化，软钎焊部分的焊盘尺寸和间距尺寸 也年年变小，在阻焊剂的曝光工序中，其分辨率和形成于焊盘间的图案的对 位精度等变得很重要。因此，期待将无掩模曝光应用于阻焊剂曝光工序中。在阻焊剂曝光工序中如果不能得到充分的硬化，曝光后的显像工序中阻焊 剂表面容易被显像液侵入，有时印刷线路板不能得到所需的性能。在增大曝 光量生产印刷线路板时，则存在不仅使曝光图案的精度显著降低，而且生产 工序所需的时间也加长，对生产率产生影响的弊端。因此，需要用低曝光量 也能形成对位精度高、分辨率高的图案。在现有技术(专利文献1至5 )的任一个中，都没有记载相对于无掩模曝光装置的照射可见光的光源对作为灵敏度低的感光材料的阻焊剂以高处理能力进行曝光而形成闺案的技术。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种在无掩模曝光中，满足低成本和短交货 期要求水准的、高精度且高曝光效率的。为了达到上述目的，本专利技术的的特征是，包括以下工序成 膜工序，在基板上形成对可见光灵敏度低、对含有紫外光或近紫外光的能线灵 敏度高的第一感光性材料的膜；形成工序，在上述第一感光性材料上形成对可 见光的灵敏度比上述第一感光性材料还高的第二感光性材料；第一曝光工序， 使用照射由上述可见光构成的曝光光的无掩模直接描画曝光装置、对上述第二 感光性材料描画第二图案；第一显像工序，用显像液处理该已描画的第二感光 性材料而形成第二图案；第二曝光工序，对形成在上述第一感光性材料上的上 述第二感光性材料一起照射含有上述紫外光或近紫外光的能线，对上述第一感 光性材料转印上述第二图案而使第一图案曝光；剥离工序，从该第二曝光工序 中已曝光的第一感光性材料上除去上述第二感光性材料；第二显像工序，用显 像液处理该剥离工序中残留下的第 一感光性材料，形成上述第 一图案。另外，本专利技术的特征是，在上述中，上述第一感光性材料用 感光性阻焊剂形成，上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图案形成方法，其特征在于，包括以下工序：　成膜工序，在基板上形成对可见光灵敏度低、对含有紫外光或近紫外光的能线灵敏度高的第一感光性材料的膜；　形成工序，在上述第一感光性材料上形成对可见光的灵敏度比上述第一感光性材料还高的第二 感光性材料；　第一曝光工序，使用照射由上述可见光构成的曝光光的无掩模直接描画曝光装置、对上述第二感光性材料描画第二图案；　第一显像工序，用显像液处理该已描画的第二感光性材料而形成第二图案；　第二曝光工序，对形成在上述第一感 光性材料上的上述第二感光性材料一起照射含有上述紫外光或近紫外光的能线，对上述第一感光性材料转印上述第二图案而使第一图案曝光；　剥离工序，从该第二曝光工序中已曝光的第一感光性材料上除去上述第二感光性材料；　第二显像工序，用显像液处 理该剥离工序中残留下的第一感光性材料，形成上述第一图案。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：加藤薰子，山口欣秀，长谷部健彦，岸雅一，山口刚，
申请(专利权)人：日立比亚机械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]