JPH0719058B2

JPH0719058B2 - パタ−ン形成方法及び露光装置

Info

Publication number: JPH0719058B2
Application number: JP59173596A
Authority: JP
Inventors: 始徳光; 正展八木; 雄司池神; 健治大沢
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1984-08-21
Filing date: 1984-08-21
Publication date: 1995-03-06
Anticipated expiration: 2010-03-06
Also published as: JPS6151150A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、感光性レジストで被覆されたプリント基板の
感光性レジスト上を露光用マスクを介して照射露光し、
プリント基板上に所定のパターン潜像を得るパターン形
成方法及びその実施に直接使用する露光装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、感光性レジストを硬化させる紫外線露光を窒素ガ
ス雰囲気中で行ない露光時間の短縮化を図ることが知ら
れている。即ち、第８図において、（１）はプリント基
板、（２）は感光性レジスト、（３）は感光性レジスト
（２）上に形成すべきパターンを有する露光用マスク、
（3a）はその暗部である。そして、（４）はテーブル、
（５）は気密シーリングであり、プリント基板（１）の
周囲は気密保持可能な空間（６）とされる。また、
（７）は窒素ガス（N₂）の入口、（８）は窒素ガスの出
口であり、空間（６）には窒素ガスが充填される。この
状態でプリント基板（１）の感光性レジスト（２）上が
露光用マスク（３）を介して紫外線の平行エネルギー光
線（９）で照射露光され、プリント基板（１）上に所定
のパターン潜像が得られる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この従来の方法の場合、感光性レジスト（２）の膜厚が
薄いときには有効である。しかし例えば厚膜を必要とす
るソルダーレジスト等を形成するため感光性レジスト
（２）の膜厚が20μｍ〜100μｍ程度で、これを窒素ガ
ス雰囲気中で底部まで硬化させるならば、表面部分の硬
化性が酸素阻害を全く受けないため、異常に硬化が進
み、像としては露光用マスク（３）の開口部の大きさよ
りも大きい像ができてしまい高解像度のレジスト像を得
ることができないという問題点があつた。例えば第９図
は現像後のレジスト像の状態を模式的に示したもので、
感光性レジスト（２）の表面部分が必要以上に硬化した
状態を示している。

本発明は斯る点に鑑み、例えば窒素雰囲気中での露光に
よる露光時間の大巾短縮という利点を生かしながら、高
解像度のレジスト像を得るためのパターン形成方法及び
その実施に直接使用する露光装置を提供するものであ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

上述問題点を解決するため、第１の発明パターン形成方
法は、第１図Ａに示すように、感光性レジスト（２）上
を非活性ガス（例えば窒素ガス）雰囲気中で露光する一
次露光及び同図Ｂに示すように、活性ガス（例えば空
気）雰囲気中で露光する二次露光の工程を有するもので
ある。

また、第２の発明露光装置は、露光用マスク（３）をプ
リント基板（１）に対して平行均一な所定の空隙をもつ
て配し、また、プリント基板（１）の周囲を気密保持可
能な空間（６）とすると共に、この空間（６）に対し、
非活性ガス及び活性ガスを切換充填する三方バルブ（1
7）等の手段を設けてなるものである。

〔作用〕

第１の発明パターン形成方法においては、まず第１図Ａ
に斜線図示するように一次露光の工程で感光性レジスト
（２）の表面部分のみ硬化される。そして次に同図Ｂに
斜線図示するように二次露光の工程で感光性レジスト
（２）の底部まで硬化される。この場合、感光性レジス
ト（２）の表面の光が当たるべきでないところに、散乱
光や反射光があたつたとしても、酸素阻害を受けるた
め、ほとんど硬化しない。従つて、一次露光の工程で露
光時間の短縮化が図られると共に二次露光の工程が存在
するため高解像度のレジスト像を得ることができる。

また、第２の発明露光装置においては、プリント基板
（１）の周囲の空間（６）に非活性ガス及び活性ガスを
切換充填でき、非活性ガス雰囲気中で露光する一次露光
及び活性ガス雰囲気中で露光する二次露光の工程を行な
うことができ、上述第１の発明パターン形成方法の実施
に直接使用し得る。

［実施例］以下、第２図及び第３図を参照しながら、第１及び第２
の発明の実施例について説明しよう。これら第２図及び
第３図において、第８図と対応する部分には同一符号を
付して示している。

同図において、（10）は基台であり、この基台（10）上
にＸ及びＹ方向にその位置を任意に変え得るＸ−Ｙテー
ブル（11）が設けられる。このＸ−Ｙテーブル（11）上
に、感光性レジスト（２）で被覆されたプリント基板
（１）が配置される。

また、（３）は露光用マスクであり、感光性レジスト
（２）上に形成すべきパターンを有するものである。こ
の露光用マスク（３）は、マスクホルダ（12）で保持さ
れ、プリント基板（１）に対して平行均一な所定の空
隙、例えば0.01mm〜10mmをもつて配される。この場合、
マスクホルダ（12）は基台（10）に固定された油圧シリ
ンダ（13）に接続され、この油圧シリンダ（13）により
その高さ位置、従つて露光用マスク（３）の高さ位置が
変えられる。

また、この露光用マスク（３）は、本例の場合、パイレ
ツクスガラス（登録商標）あるいは石英ガラスが用いら
れる。例えばパイレツクスガラスの透過特性は第４図に
示すよう表わされる。また、光源として使用される例え
ば高圧水銀ランプのエネルギー分布は、第５図に示すよ
うに表わされる。パイレツクスガラスを用いることによ
り、有効成分である300nm〜400nmの波長を生かすことが
でき、ポリエステルフイルムや一般ガラスを用いる場合
に比べ、約1/2の露光時間ですむ利点がある。

また、第２図、第３図に戻つて（14）は気密シーリング
であり、プリント基板（１）の周りを囲むようにＸ−Ｙ
テーブル（11）上に配され、プリント基板（１）の周囲
は気密保持可能な空間（６）とされる。

また、（15）は窒素ガス供給路、（16）は空気供給路、
（17）は窒素ガス及び空気の切換えのための電磁バルブ
であり、この電磁バルブ（17）より得られる窒素ガスあ
るいは空気は供給路（18）を介し、Ｘ−Ｙテーブル（1
1）の内部を介して吹き出し口（19）より空間（６）内
に吹き出される。また、（20）はＸ−Ｙテーブル（11）
に形成された窒素ガスあるいは空気の排出口（基板の吸
着も兼ねる）であり、この排出口（20）からの窒素ガス
あるいは空気は排出路（21）を介し電磁バルブ（22）を
介して排出ポンプに供給される。この場合、電磁バルブ
（22）は排出時のみ開かれる。

また、（９）は紫外線の平行エネルギー光線であり、露
光用マスク（３）を介して感光性レジスト（２）上を照
射露光できるようにされる。

以上の装置において、露光は以下のような工程でなされ
る。

まず、Ｘ−Ｙテーブル（11）上に、感光性レジスト
（２）で被覆されたプリント基板（１）がセツトされ、
露光用マスク（３）とのＸ−Ｙ方向の位置が合せられる
と共に、露光用マスク（３）の高さ位置が調整される。

次に、電磁バルブ（17）の切換えで、空間（６）内に吹
出口（19）より窒素ガスが吹き出される。この場合、電
磁バルブ（22）は最初開かれて、空間（６）内の空気が
排出され、空間（６）内が窒素ガスで充填されると閉じ
られる。

次に、空間（６）内が窒素ガスで充填された状態、即ち
窒素ガス雰囲気中において、平行エネルギー光線（９）
が露光用マスク（３）を介して感光性レジスト（２）上
に照射され、一次露光される。この場合、第１図Ａに示
すように、感光性レジスト（２）の表面部分のみ硬化さ
れる。

次に、電磁バルブ（17）の切換えで、空間（６）内に吹
出口（19）より空気が吹き出される。この場合、電磁バ
ルブ（22）は最初開かれて、空間（６）内の窒素ガスが
排出され、空間（６）内が空気で充填されると閉じられ
る。

次に、空間（６）内が空気で充填された状態、即ち空気
雰囲気中において、平行エネルギー光線（９）が露光用
マスク（３）を介して感光性レジスト（２）上に照射さ
れ、二次露光される。この場合、第１図Ｂに示すように
感光性レジスト（２）の底部まで硬化される。そしてこ
の場合、感光性レジスト（２）の表面の光が当たるべき
でないところに、散乱光や反射光があたつたとしても、
酸素阻害を受けるためにほとんど硬化しない。

以上のようにして露光がなされ、プリント基板（１）上
に所定のパターン潜像が得られる。

尚、第６図は実際に露光、現像した後の、第７図に示す
ような理想とのずれ量αを示したものである。この場
合、露光用マスク（３）の暗部（3a）の幅は240μｍ、
感光性レジスト（２）の膜厚は35〜40μｍ、そして平行
エネルギー光線（９）が1mwの例である。そして第６図
において、「○」はαが±10μｍ未満、「△」はαが±
10〜20μｍ、「×」は±20μｍ以上である。また、「C
u」は回路パターン上でのデータであり、「基」はその
他の基板上でのデータである。また「−」は負を示し、
その他は正を示している。尚、窒素ガス雰囲気中での一
次露光が2secのときは未硬化であつた。この第６図にお
いては、黒太線枠内が解像度の上で効果的である。

尚、上述実施例における、窒素ガスは、例えば２酸化炭
素ガス等の酸素を含まないものでもよく、また上述実施
例における空気は酸素でもよい。また、活性ガス及び非
活性ガスを切換充填する手段は上述実施例に限られるも
のでないことは勿論である。

〔発明の効果〕

以上述べたように、第１の発明パターン形成方法によれ
ば、感光性レジスト上を非活性ガス（例えば窒素ガス）
雰囲気中で露光する一次露光及び活性ガス（例えば空
気）雰囲気中で露光する二次露光の工程を有するもので
あり、一次露光の工程で露光時間の短縮化が図られると
共に、二次露光の工程が存在するため高解像度のレジス
ト像を得ることができる。例えば、従来の窒素雰囲気中
だけでの露光においては、感光性レジストが35〜40μｍ
の膜厚で、0.5mmパターン/0.5mmスペースが限界であつ
たが、本発明方法においては、0.1mmパターン/0.1mmス
ペースが可能である。

また、第２の発明露光装置によれば、露光用マスクをプ
リント基板に対して平行均一な所定の空隙をもつて配
し、また、プリント基板の周囲を気密保持可能な空間と
すると共に、この空間に対し非活性ガス及び活性ガスを
切換充填する手段を設けてなるものであり、非活性ガス
雰囲気中で露光する一次露光及び活性ガス雰囲気中で露
光する二次露光の工程を行なうことができ、上述第１の
発明パターン形成方法の実施に直接使用し得る。しか
も、空間の体積が小さいのでガスの切換充填が効率的に
行なえる利益がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の発明パターン形成方法の説明のための
図、第２図及び第３図は夫々第１及び第２の発明の実施
例を示す構成図、第４図〜第７図は夫々その説明のため
の図、第８図は従来技術を示す構成図、第９図はその説
明のための図である。（１）はプリント基板、（２）は感光性レジスト、
（３）は露光用マスク、（3a）は暗部、（６）は空間、
（９）は平行エネルギー光線、（17）及び（22）は夫々
電磁バルブである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大沢健治東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内 (56)参考文献特開昭51−120727（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−109949（ＪＰ，Ａ) 特開昭53−130030（ＪＰ，Ａ) 特開昭50−55333（ＪＰ，Ａ) 特開昭48−24677（ＪＰ，Ａ) 特公昭53−40124（ＪＰ，Ｂ２)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも一部が感光性レジストで被覆さ
れたプリント基板と上記感光性レジスト上に形成すべき
パターンを有する露光用マスクとを平行均一な所定の空
隙を設けて保持し、上記露光用マスクを介して上記感光
性レジスト上を平行エネルギー光線で照射露光し、上記
プリント基板上に所定のパターン潜像を得るためのパタ
ーン形成方法において、非活性ガス雰囲気中で上記パターンに対応した領域以外
の領域を露光して上記感光性レジストの表面層のみを硬
化させる１次露光工程と、活性ガス雰囲気中で上記パターンに対応した領域以外の
領域を露光して上記感光性レジストの硬化した表面層の
下側層を硬化する２次露光工程と、を含むパターン形成方法。
【請求項２】少なくとも一部が感光性レジストで被覆さ
れたプリント基板に対して露光用マスクを介して平行エ
ネルギー光線で照射露光し、上記プリント基板の感光性
レジスト上に所定のパターン潜像を得るように構成され
た露光装置において、上記プリント基板と上記露光用マスクとを平行均一な所
定の空隙を設けて保持する保持装置と、上記空隙を含む空間の周囲を気密保持する気密シーリン
グ装置と、上記空間内のガスを排出するための排出手段と、上記空間内に非活性ガス及び活性ガスを充填する充填手
段と、を有し、上記充填手段は非活性ガス及び活性ガスのいず
れか一方を供給するための切り換え手段を有するように
構成されていることを特徴とする露光装置。