(57)【要約】【課題】アライメントの精度の悪化を抑制する複合板の加工方法を提供する。【解決手段】金属板２０及び金属板２０に貼り付けられた樹脂製の裏打ち材３０を備える複合板１０に、パイロットホール１２を用いて金属板２０のエッチングパターンを形成する加工方法であって、パイロットホール１２を画定する金属板２０の第１境界Ｑ１又は裏打ち材３０の第２境界Ｑ２を用いた光学的アライメントにより、金属板２０上に第１マスク４２を形成することと、第１マスク４２を用いて金属板２０をエッチングすることと、第２境界Ｑ２を用いた光学的アライメントにより、金属板２０上に第２マスク４４を形成することと、第２マスク４４を用いて金属板２０をエッチングすることとを含む。【選択図】図２２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属板及び前記金属板に貼り付けられた樹脂製の裏打ち材を備えた複合板に、パイロットホールを用いて前記金属板のエッチングパターンを形成する加工方法であって、
前記パイロットホールは前記複合板の第１領域に形成され、前記エッチングパターンは前記複合板の第２領域に形成され、
前記パイロットホールは前記金属板と前記裏打ち材とを貫通して設けられ、
前記パイロットホールは、当該パイロットホールを画定する前記金属板の第１境界と前記裏打ち材の第２境界を有し、
前記エッチングパターンを形成する工程は、
前記金属板上に第１マスクを形成する第１工程と、
前記第１工程の後、前記第１マスクを用いて前記金属板をエッチングする第２工程と、
前記第２工程の後、前記金属板上に第２マスクを形成する第３工程と、
前記第３工程の後、前記第２マスクを用いて前記金属板をエッチングする第４工程と、を含み、
前記第１工程での前記複合板の光学的アライメントには、前記第１境界又は前記第２境界を用い、
前記第２工程での前記複合板の光学的アライメントには、前記第２境界を用いる、ことを特徴とする複合板の加工方法。
【請求項２】
前記第１領域において着色された前記裏打ち材を用いて前記複合板の光学的アライメントを行う、請求項１に記載の複合板の加工方法。
【請求項３】
前記裏打ち材が、透明な樹脂基体と、着色された接着剤とを有する、請求項２に記載の複合板の加工方法。
【請求項４】
前記裏打ち材が、着色された樹脂基体と、透明な接着剤とを有する、請求項２に記載の複合板の加工方法。
【請求項５】
前記第１領域における前記裏打ち材の光学特性が、前記複合板の光学的アライメントを行う検出器の特性に応じて決定される、請求項１乃至４の何れか１項に記載の複合板の加工方法。
【請求項６】
前記第１領域内において、前記複合板の搬送に使用されるスプロケットホールを開孔し、前記スプロケットホールを前記パイロットホールとして用いる、請求項１乃至５の何れか１項に記載の複合板の加工方法。
【請求項７】
前記第１マスクを用いたエッチング及び前記第２マスクを用いたエッチングにより、前記金属板の主面に対して段差を有するように前記金属板を加工する、請求項１乃至６の何れか１項に記載の複合板の加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合板の加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、２回のエッチングにより金属層から微細な形状を有する部品を製造する方法において、テープ上の金属層にロールの回転によりレジスト液を塗布する技術を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−５９７３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
金属層を複数回エッチングするとき、金属層に設けられた貫通孔をアライメントマークとして利用する場合がある。この場合、貫通孔の平面パターンがエッチングにより影響を受けると、以降のアライメントの精度が悪化する可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１態様は、金属板及び前記金属板に貼り付けられた樹脂製の裏打ち材を備えた複合板に、パイロットホールを用いて前記金属板のエッチングパターンを形成する加工方法であって、前記パイロットホールは前記複合板の第１領域に形成され、前記エッチングパターンは前記複合板の第２領域に形成され、前記パイロットホールは前記金属板と前記裏打ち材とを貫通して設けられ、前記パイロットホールは、当該パイロットホールを画定する前記金属板の第１境界と前記裏打ち材の第２境界を有し、前記エッチングパターンを形成する工程は、前記金属板上に第１マスクを形成する第１工程と、前記第１工程の後、前記第１マスクを用いて前記金属板をエッチングする第２工程と、前記第２工程の後、前記金属板上に第２マスクを形成する第３工程と、前記第３工程の後、前記第２マスクを用いて前記金属板をエッチングする第４工程と、を含み、前記第１工程での前記複合板の光学的アライメントには、前記第１境界又は前記第２境界を用い、前記第２工程での前記複合板の光学的アライメントには、前記第２境界を用いることを特徴とする複合板の加工方法である。
【０００６】
第２態様は、第１態様において、前記第１領域において着色された前記裏打ち材を用いて前記複合板の光学的アライメントを行うことである。
【０００７】
第３態様は、第２態様において、前記裏打ち材が、透明な樹脂基体と、着色された接着剤とを有することである。
【０００８】
第４態様は、第２態様において、前記裏打ち材が、着色された樹脂基体と、透明な接着剤とを有することである。
【０００９】
第５態様は、第１乃至第４態様の何れかにおいて、前記第１領域における前記裏打ち材の光学特性が、前記複合板の光学的アライメントを行う検出器の特性に応じて決定されることである。
【００１０】
第６態様は、第１乃至第５態様の何れかにおいて、前記第１領域内において、前記複合板の搬送に使用されるスプロケットホールを開孔し、前記スプロケットホールを前記パイロットホールとして用いることである。
【００１１】
第７態様は、第１乃至第６態様の何れかにおいて、前記第１マスクを用いたエッチング及び前記第２マスクを用いたエッチングにより、前記金属板の主面に対して段差を有するように前記金属板を加工することである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】加工された複合板の一例を説明する平面図。
【図２】図１の線II−IIにおける断面図。
【図３】図１の領域Ａを拡大した平面図。
【図４】図３の領域Ｂを拡大した平面図。
【図５】図４の線Ｖ−Ｖにおける断面図。
【図６】複合板の製作方法を説明する図。
【図７】複合板の加工方法を説明する平面図。
【図８】図７の線VIII−VIIIにおける断面図。
【図９】複合板の加工方法を説明する平面図。
【図１０】図９の線Ｘ−Ｘにおける断面図。
【図１１】複合板の加工方法を説明する平面図。
【図１２】図１１の線XII−XIIにおける断面図。
【図１３】図１１の領域Ｃを拡大した平面図。
【図１４】複合板の加工方法を説明する平面図。
【図１５】図１４の線XV−XVにおける断面図。
【図１６】複合板の加工方法を説明する平面図。
【図１７】図１６の線XVII−XVIIにおける断面図。
【図１８】複合板の加工方法を説明する平面図。
【図１９】図１８の線XIX−XIXにおける断面図。
【図２０】複合板の加工方法を説明する断面図。
【図２１】複合板の加工方法を説明する断面図。
【図２２】複合板の加工方法を説明する断面図。
【図２３】複合板の加工方法を説明する断面図。
【図２４】複合板の加工方法を説明する断面図。
【図２５】裏打ち材の構成を説明する断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１に示すように、本実施形態に係る複合板１０の加工方法により、例えば、アレイ状に配置された複数の部品２１が複合板１０に形成される。複合板１０は、例えば帯状の板である。複合板１０は、主面に垂直な方向から見た平面パターンにおいて、幅方向における両側部分にそれぞれ位置する２つの第１領域Ｐ１と、幅方向における中央部分に位置する第２領域Ｐ２とを有する。２つの第１領域Ｐ１及び第２領域Ｐ２は、複合板１０の長手方向に沿って延伸する。図１に示す例において、第２領域Ｐ２は、２つの第１領域Ｐ１の間に挟まれた領域である。
【００１４】
複合板１０は、複合板１０の一方の主面から他方の主面に貫通する複数のスプロケットホール１１を有する。複数のスプロケットホール１１は、２つの第１領域Ｐ１のそれぞれにおいて、長手方向に沿って周期的に配列される。複数のスプロケットホール１１は、例えば、回転するスプロケットの歯が挿入されることにより、複合板１０の搬送に使用される。複数のスプロケットホール１１の少なくとも何れかは、リソグラフィにおけるアライメントマークであるパイロットホール１２として機能する。
【００１５】
図２に示すように、複合板１０は、金属板２０及び金属板２０の片面に貼り付けられた樹脂製の裏打ち材３０を備える。金属板２０は、例えばステンレス、銅、合金等の種々の金属材料からなる。第２領域Ｐ２内における金属板２０は、複数の部品２１の材料である。裏打ち材３０は、例えばポリイミド（ＰＩ）、ポリパラフェニレンテレフタルアミド（ＰＰＴＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の種々の樹脂材料を含む。
【００１６】
図３に示すように、部品２１は、例えば、外周に複数の歯２２を有する歯車であるギザローラーである。部品２１は、製造過程において、一対のビーム２８を介して金属板２０の他の領域に接続される。部品２１は、概略として円環状のスリット２９により金属板２０の他の領域と隔てられる。金属板２０の下面に接する裏打ち材３０の上面は、スリット２９において露出される。なお、本実施形態における上下等の方向の定義は、単に説明の便宜上の定義である。例えば、視線方向を軸として観察対象を９０°回転すれば上下は左右に、左右は上下に変換して理解され、１８０°回転すれば上下及び左右はそれぞれ反転して理解されることは勿論である。
【００１７】
図４及び図５に示すように、部品２１は、金属板２０に等しい厚さを有する肉厚部２３と、肉厚部２３より薄い厚さを有する肉薄部２４とを有する。即ち、部品２１は、複合板１０の主面を基準として異なるレベルの段差を有する。これにより、部品２１は、微細な形状を有しながら、機械的強度の低下を抑制することができる。
【００１８】
図６に示すように、金属板２０は、図示を省略した供給リールから搬送方向Ｄに搬送され、第１ローラー５２及び第２ローラー５３の間に裏打ち材３０と共に挟み込まれる。裏打ち材３０は、リール５１から供給され、第１ローラー５２及び第２ローラー５３により、金属板２０の片面の全面に貼り付けられる。このように、複合板１０は、金属板２０及び裏打ち材３０のラミネート加工によって製作され、巻取リール５４によって巻き取られる。以下、本実施形態に係る複合板１０の加工方法の一例を説明する。
【００１９】
先ず、図７及び図８に示すように、複合板１０の第１領域Ｐ１内において、パイロットホール１２を形成する。詳細には、複合板１０の２つの第１領域Ｐ１内において、それぞれ複数のスプロケットホール１１をプレス機械によって開けることにより、少なくとも１つのパイロットホール１２を形成する。複数のスプロケットホール１１は、例えば、互いに同一の寸法を有して等間隔に配置された所謂パーフォレーションである。
【００２０】
次に、図９及び図１０に示すように、第２領域Ｐ２内における金属板２０の、露出された片面にポジ型の感光性を有するレジスト液を塗布してベークすることにより、金属板２０上に第１レジスト膜４１を形成する。尚感光性のレジストはポジ型に限定されることはなく、ネガ型であってもよい。またドライフィルムレジストでもよい。
【００２１】
次に、図１１及び図１２に示すように、第１フォトマスク６１を用いて、露光装置８０から照射される紫外線等の光７１を、第１レジスト膜４１に選択的に照射する。第１フォトマスク６１は、例えば、ガラス基板及びガラス基板上にパターニングされた遮光膜からなる。露光装置８０は、アライメントの基準としてパイロットホール１２を光学的に検出する検出器８１を備える。露光装置８０は、検出器８１により検出されたパイロットホール１２の位置を基準として、複合板１０に対して相対的に第１フォトマスク６１をアライメントする。第１レジスト膜４１は、第１フォトマスク６１が複合板１０にアライメントされた状態で、第１フォトマスク６１から露光装置８０に露出された領域に光７１を照射される。このように、光学的に検出された対象を基準とするアライメントを、本実施形態において「光学的アライメント」という。
【００２２】
図１３に示すように、検出器８１は、初回のリソグラフィにおいて、パイロットホール１２を画定する金属板２０の第１境界Ｑ１を、アライメントの基準として光学的に検出する。パイロットホール１２をそれぞれ画定する金属板２０の第１境界Ｑ１及び裏打ち材３０の第２境界Ｑ２は、平面パターンにおいて互いに一致する。この場合の「一致」は、パイロットホール加工時の若干のズレを含んでもよい。そのズレ量は、アライメントに支障がない範囲であることは言うまでもない。
【００２３】
次に、図１４及び図１５に示すように、第１レジスト膜４１の、光７１を照射された領域を、現像液を用いて溶解することにより、第１レジスト膜４１を選択的に除去する。このように、第１境界Ｑ１又は第２境界Ｑ２をアライメントの基準として光学的に検出するリソグラフィにより、第２領域Ｐ２内における金属板２０上に、第１フォトマスク６１のパターンが転写された第１マスク４２を形成する。金属板２０は、第２領域Ｐ２内の上面を第１マスク４２により選択的に露出される。
【００２４】
次に、図１６及び図１７に示すように、第１マスク４２を用いて金属板２０をエッチングする。具体的には、第２領域Ｐ２内における金属板２０の上面のうち、第１マスク４２から露出された領域を、エッチング液７２を用いてハーフエッチングする。即ち、金属板２０は、第１マスク４２に露出された上面から、裏打ち材３０を貼り付けられた下面に到達しないようにエッチングされる。これにより、金属板２０に、第１マスク４２のパターンに対応する薄肉領域２０１が形成される。
【００２５】
次に、図１８及び図１９に示すように、第１マスク４２を剥離する。なお、薄肉領域２０１の底面から金属板２０の上面に連続する薄肉領域２０１の側壁面は、例えば、等方性エッチングにより金属板２０の上面側に膨らむように形成される。
【００２６】
次に、図２０に示すように、第２領域Ｐ２内における金属板２０の上面にポジ型の感光性を有するレジスト液を塗布してベークすることにより、金属板２０上に第２レジスト膜４３を形成する。このときレジスト液は、薄肉領域２０１を充填するように金属板２０の上面に塗布される。本実施例では第２レジスト膜４３は、薄肉領域２０１上における厚さが他所より厚いが、他の実施例（レジスト膜形成をスプレーや印刷によるレジスト液塗布で行う等）の場合は、薄肉領域２０１上における厚さが他所と同様になってもよい。
【００２７】
次に、図２１に示すように、第２フォトマスク６２を用いて、露光装置８０から照射される光７１を、第２レジスト膜４３に選択的に照射する。第２フォトマスク６２は、第１フォトマスク６１と同様に、ガラス基板及びガラス基板上にパターニングされた遮光膜からなる。露光装置８０は、検出器８１により検出されたパイロットホール１２の位置を基準として、複合板１０に対して相対的に第２フォトマスク６２をアライメントする。第２レジスト膜４３は、第２フォトマスク６２が複合板１０にアライメントされた状態で、第２フォトマスク６２から露光装置８０に露出された領域に光７１を照射される。
【００２８】
図２２に示すように、検出器８１は、２回目のリソグラフィにおいて、パイロットホール１２を画定する裏打ち材３０の第２境界Ｑ２を、アライメントの基準として光学的に検出する。金属板２０の第１境界Ｑ１は、図１７に示す初回のエッチング液７２の影響により、図１３に示す状態と比べて、第２境界Ｑ２に対して変位し得る。このため、第１境界Ｑ１をアライメントの基準とすると、アライメントの精度が悪化したり、アライメント不能になったりする可能性がある。初回のエッチングによるパターンを基準として用いることも可能であるが、検出器８１の方式や構造により設計に制約が生じる可能性がある。裏打ち材３０は、エッチング液７２の影響を受けない材料からなるため、検出器８１が第２境界Ｑ２をアライメントの基準として検出することにより、設計に制約が生じることなく、アライメント精度の悪化を抑制できる。本実施例においては、金属板はステンレスである、エッチング液は塩化第２鉄、塩化第２銅、塩化アンモニウム等を用いている。一方裏打ち板にはＰＥＴを用いている。従って、金属板の第１境界Ｑ１はエッチングによりパイロットホールとしてアライメントの精度を悪化させているが、裏打ち板はエッチングされないため、第２境界Ｑ２はパイロットホールとしてのアライメント精度を維持できている。
【００２９】
裏打ち材３０は、検出器８１により第２境界Ｑ２を検出されるように、少なくとも第１領域Ｐ１において着色される。裏打ち材３０の光学特性は、検出器８１の特性に応じて決定される。例えば、検出器８１は、複合板１０を挟み込むように配置された発光素子及び受光素子を備える透過型センサーである。受光素子が、発光素子から発せられた、約６６０ｎｍの波長を有する赤色のセンサー光を受け、検出回路が、６０％未満の透過率を有する材料のエッジを検出する。この場合、裏打ち材３０の光学特性は、センサー光に対して６０％未満の透過率を有するように決定されればよい。これにより、裏打ち材３０の第２境界Ｑ２が検出器８１により検出される。裏打ち材３０の光学特性は、センサー光の波長、受光素子及び検出回路の特性、裏打ち材３０の寸法、配向、材料等に応じて適宜決定され得る。
【００３０】
次に、図２３に示すように、第２レジスト膜４３の、光７１を照射された領域を、現像液を用いて溶解することにより、第２レジスト膜４３を選択的に除去する。このように、第２境界Ｑ２をアライメントの基準として光学的に検出するリソグラフィにより、第２領域Ｐ２内における金属板２０上に、第２フォトマスク６２のパターンが転写された第２マスク４４を形成する。図２３に示す例において、金属板２０は、薄肉領域２０１の底面を第２マスク４４により選択的に露出される。
【００３１】
次に、図２４に示すように、第２マスク４４を用いて金属板２０をエッチングする。具体的には、薄肉領域２０１の底面のうち、第２マスク４４から露出された領域を、エッチング液７２を用いてエッチングする。薄肉領域２０１の底面から開始されたエッチングは、金属板２０の下面に到達するまで継続される。これにより、金属板２０は、薄肉領域２０１の底面から、裏打ち材３０の上面を選択的に露出するように形成された貫通領域２０２を有する。このように、第１マスク４２を用いたエッチング及び第２マスク４４を用いたエッチングにより、高精度に、金属板２０の主面に対して段差を有するように金属板２０を加工する。
【００３２】
第２マスク４４が剥離されることにより、図１〜図５に示すような、段差を有する複数の部品２１が露出される。更に、裏打ち材３０が金属板２０から剥離された後、複数のビーム２８がカットされることにより、複数の部品２１がそれぞれ単体として製造される。
【００３３】
図２５に示すように、裏打ち材３０は、２層以上の多層構造を有し得る。例えば、裏打ち材３０は、透明な樹脂基体である第１層３１及び着色された接着剤である第２層３２を有する。第１層３１は、例えばＰＩ、ＰＥＴ等の樹脂材料からなる。第２層３２の接着剤として、エポキシ系、アクリル系、シリコーン系の接着剤が採用可能である。一方、第１層３１として、着色された樹脂基体を採用し、第２層３２として、透明な接着剤を採用してもよい。裏打ち材３０は、それぞれ着色された複数の層を有してもよい。裏打ち材３０における着色は、緑、青、赤、橙等、種々の色によりなされてよい。また、上述の複合板１０の加工方法において、レジスト膜の形成から、パターニングされたレジスト膜であるマスクの剥離までの一連の工程は、３回以上繰り返されてもよい。
【００３４】
以下に、上述した実施形態から導き出される内容を、各態様として記載する。
【００３５】
第１態様は、金属板及び前記金属板に貼り付けられた樹脂製の裏打ち材を備えた複合板に、パイロットホールを用いて前記金属板のエッチングパターンを形成する加工方法であって、前記パイロットホールは前記複合板の第１領域に形成され、前記エッチングパターンは前記複合板の第２領域に形成され、前記パイロットホールは前記金属板と前記裏打ち材とを貫通して設けられ、前記パイロットホールは、当該パイロットホールを画定する前記金属板の第１境界と前記裏打ち材の第２境界を有し、前記エッチングパターンを形成する工程は、前記金属板上に第１マスクを形成する第１工程と、前記第１工程の後、前記第１マスクを用いて前記金属板をエッチングする第２工程と、前記第２工程の後、前記金属板上に第２マスクを形成する第３工程と、前記第３工程の後、前記第２マスクを用いて前記金属板をエッチングする第４工程と、を含み、前記第１工程での前記複合板の光学的アライメントには、前記第１境界又は前記第２境界を用い、前記第２工程での前記複合板の光学的アライメントには、前記第２境界を用いることを特徴とする複合板の加工方法である。第１態様によれば、第２境界が、第１マスクを用いた金属板のエッチングの影響を受けないため、第１マスク及び第２マスク間のアライメントの精度の悪化を抑制できる。
【００３６】
第２態様は、第１態様において、前記第１領域において着色された前記裏打ち材を用いて前記複合板の光学的アライメントを行うことである。第２態様によれば、第２境界を確実に検出する可能性を向上できる。
【００３７】
第３態様は、第２態様において、前記裏打ち材が、透明な樹脂基体と、着色された接着剤とを有することである。第３態様によれば、着色された裏打ち材を実現できる。
【００３８】
第４態様は、第２態様において、前記裏打ち材が、着色された樹脂基体と、透明な接着剤とを有することである。第４態様によれば、着色された裏打ち材を実現できる。
【００３９】
第５態様は、第１乃至第４態様の何れかにおいて、前記第１領域における前記裏打ち材の光学特性が、前記複合板の光学的アライメントを行う検出器の特性に応じて決定されることである。第５態様によれば、第２境界を確実に検出する可能性を向上できる。
【００４０】
第６態様は、第１乃至第５態様の何れかにおいて、前記第１領域内において、前記複合板の搬送に使用されるスプロケットホールを開孔し、前記スプロケットホールを前記パイロットホールとして用いることである。第６態様によれば、搬送用のスプロケットホールをパイロットホールとして兼用できる。
【００４１】
第７態様は、第１乃至第６態様の何れかにおいて、前記第１マスクを用いたエッチング及び前記第２マスクを用いたエッチングにより、前記金属板の主面に対して段差を有するように前記金属板を加工することである。第７態様によれば、高精度にアライメントされた第１マスク及び第２マスクを用いることにより、金属板を微細な形状に加工できる。
【符号の説明】
【００４２】
１０…複合板、１１…スプロケットホール、１２…パイロットホール、２０…金属板、３０…裏打ち材、４２…第１マスク、４４…第２マスク、８１…検出器、Ｐ１…第１領域、Ｐ２…第２領域、Ｑ１…第１境界、Ｑ２…第２境界。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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