(57)【要約】本発明の主たる目的は、プリント配線基板、ＭＣＭ用配線基板などを短い製造時間で且つ安価に製造する配線基板の製造方法を提供することにある。上記本発明の目的は、電子写真法を用いてマスク基板上にトナーパターンを形成するとともに、レーザ光の走査幅を制限して解像度を上げ、マスク全域にわたるパターン形成を可能にするためにスキャン＆ステップでトナーパターンを形成したフォトマスクを配線基板の製造工程に直結して配線基板を製造することにより達成される。具体的には▲１▼レーザ光の走査幅を制限して、スキャン＆ステップ描画でトナーパターンを形成する。▲２▼液体トナーを使用する。▲３▼同一パターンのずらし露光によって、重ね露光を行なう。のいずれか、あるいは組み合わせ、あるいは全ての組み合わせによって達成される。
2003050618.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体に電荷を帯電させ、レーザ光によって所望の配線パターンを前記感光体上に描画して、前記レーザ光が照射された前記感光体上の部位の電荷を放電させて潜像を形成し、光を散乱する微粒子状物質から成るトナーを溶剤に分散させた液体トナーを前記感光体上の配線パターンの潜像に供給して、トナーが付着したトナーパターンを形成し、
前記感光体上のトナーパターンをマスクのベース基体に転写してフォトマスクを形成し、
前記フォトマスクを使用してレジストを露光して、配線パターンを作成することを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項２】
前記光を散乱する微粒子状物質が黒色顔料または黒色染料であることを特徴とする請求の範囲第１項記載の配線基板の製造方法。
【請求項３】
前記黒色顔料または黒色染料がカーボンブラックまたはグラファイトであることを特徴とする請求の範囲第２項記載の配線基板の製造方法。
【請求項４】
レーザ光の最大走査幅以内の走査幅ＳＬを決め、複数回の走査幅ＳＬ位置をマスクのベース基体の送り方向に対し垂直方向にステップして決め、
各走査幅ＳＬ位置において、前記マスクのベース基体を送り方向に移動させながら、前記感光体上のトナーパターンを前記マスクのベース基体に転写して形成したフォトマスクを使用することを特徴とする請求の範囲第１項記載の配線基板の製造方法。
【請求項５】
感光体上にレーザ光によって所望の配線パターンを描画して、前記感光体上に光を散乱する微粒子状物質から成るトナーパターンを形成し、マスクのベース基体に前記トナーパターンを転写してフォトマスクを製造する工程において、フォトマスクを形成するマスクのベース基体領域を、一辺がレーザ光の最大走査幅以下の複数の領域に区分し、
前記区分された各々の領域に対し、前記マスクのベース基体を同一方向に送りながら、感光体上に前記レーザ光を最大走査幅以下の走査幅ＳＬでレーザ光の照射を行い潜像を形成し、
前記潜像に対応して、リソグラフィに用いる露光光を散乱する微粒子状物質からなるトナーパターンを形成し、
前記マスクのベース基体にトナーパターンを転写して、前記マスクのベース基体全領域にわたって所望の遮光パターンを形成し、前記フォトマスクを使用してレジストを露光して、配線パターンを作成することを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項６】
前記走査幅ＳＬは、被転写体の幅に応じて、各走査毎に適宜可変であることを特徴とする請求の範囲第４項または請求の範囲第５項記載の配線基板の製造方法。
【請求項７】
前記マスクのベース基体が、光学ガラス基体、耐熱性光学プラスチック基板、またはポリエステルフィルムであることを特徴とする請求の範囲第１項乃至請求の範囲第５項のいずれか一つに記載の配線基板の製造方法。
【請求項８】
ベースフィルムに光熱変換材料を塗布した光熱変換層と、光を散乱する微粒子状物質を含むインク層とから構成された積層型インクシートに、所望の配線パターンに従ってレーザ光を照射して前記光熱変換層を加熱し、
前記光熱変換層の加熱によって、前記インク層中の微粒子状物質を含む顔料をマスク基板上に転写して配線パターンを形成したフォトマスクを形成し、
前記フォトマスクを使用してレジストを露光して、配線パターンを作成することを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項９】
フォトマスクを使用して配線基板上のレジストを露光して、配線パターンを形成する配線基板の製造方法において、
前記フォトマスクに同一の配線パターンよりなる第１の配線パターンと、第２の配線パターンを形成し、前記フォトマスクの第１の配線パターンを使用して配線基板上のレジストを露光し、
前記フォトマスクを移動させて、前記第２の配線パターンを前記第１の配線パターンの露光位置へ重なるように位置決めして、前記第２の配線パターンを使用して前記配線基板上のレジストを重ね露光することを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項１０】
前記第１、第２の配線パターンの他にさらに同一の配線パターンよりなる第３、第４の配線パターンを前記フォトマスクに形成し、
前記フォトマスクの第１乃至第４の配線パターンを順次同一位置へ位置決めして、前記配線基板上のレジストを重ね露光することを特徴とする請求の範囲第９項記載の配線基板の製造方法。
【請求項１１】
前記フォトマスクの前記第１乃至第４の配線パターンを順次同一位置へ位置決めして露光する際に、複数の配線パターンを同一ショットで露光し、
前記フォトマスク上の複数の配線パターンの配置間隔だけ前記フォトマスクをシフトさせて、重ね露光を繰り返すことを特徴とする請求の範囲第１０項記載の配線基板の製造方法。
【請求項１２】
前記レーザ光によって所望の配線パターンを前記感光体上に描画して、潜像を形成する処理に代わって、
ＬＥＤアレイを配線パターンなどの設計データに基づき点滅制御し、該点滅光によって前記感光体を露光して前記感光体上に配線パターンを描画して、潜像を形成することを特徴とする請求の範囲第１項記載の配線基板の製造方法。
【請求項１３】
前記フォトマスクを配線基板の上層の露光工程に使用し、
金属膜によって配線パターンを形成したフォトマスクを前記配線基板の下層の露光工程に使用することを特徴とする請求の範囲第１項記載の配線基板の製造方法。
【請求項１４】
前記フォトマスクを使用して配線基板上のレジストを露光して、配線パターンを形成する配線基板の製造方法において、
線幅が５０μｍ以上の配線パターンを形成する領域には、インクジェット方式のフォトマスク印刷装置によって作製されたフォトマスクを使用することを特徴とする請求の範囲第１項記載の配線基板の製造方法。
【請求項１５】
配線基板用フォトマスク印刷装置と、配線基板用露光装置を同一クリーンルーム内に設置し、
設計部署よりフォトマスク設計データを通信回線を介して前記配線基板用フォトマスク印刷装置へ転送して、フォトマスクを印刷し、
前記印刷されたフォトマスクを前記配線基板用露光装置へ直接装着して、配線基板を露光することを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項１６】
前記フォトマスクを使用してレジストを露光する方法が、レンズを介した縮小率が１／５から１／２．５である縮小投影露光か、等倍投影露光か、１．２５／１である拡大投影露光あるいはレンズを介さずにフォトマスクと配線基板とを０．５〜１０μｍの間隔で保持して行なう近接露光であることを特徴とする請求の範囲第１項乃至請求の範囲第１５項のいずれか一つに記載の配線基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、各種電子機器に使われるプリント配線板（マザーボード）、および前記マザーボード上に実装されるモジュールを構成する半導体集積回路チップおよび各種半導体部品を搭載する配線基板の製造方法に関する。また、その製造に使用されるフォトマスクの製造方法に関する。
背景技術
典型的な多種多様の製品であるプリント配線板の製造プロセスでは、これまでほぼ一色であった「銅張り積層板＋サブトラクティブ法」が、搭載するＩＣパッケージのサイズ、ピッチの小型化の傾向に対応できなくなってきたため、新たな製法のビルドアップ基板の採用が進んでいる。
（１）ＩＣパッケージ形態の小型化傾向
近年、通信・情報・マルチメディア技術の発展に伴い、携帯電話やノートブック型パソコンに代表されるように、電子機器の小型・軽量化が急速に進んでいる。そのため、半導体デバイスの高集積化が進むとともに、そのパッケージ形態においても、高密度実装に適した形態の採用が進んでいる。例えば、ＱＦＰ（Ｑｕａｄ  Ｆｌａｔ  Ｐａｃｋａｇｅ）に代わって、小型・多ピン化されたＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）、あるいはＣＳＰ（Ｃｈｉｐ  Ｓｉｚｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）の採用が進んでいる。ＣＳＰは多種多様あるが、その外部端子形態はエリアアレイ状に配列した小型のＢＧＡと言える。ＢＧＡ、ＣＳＰともにその最小端子ピッチは今後さらに狭ピッチ化していくことが予想されている。
１９９９年１１月に発行されたＳＩＡ（米国半導体工業会）のロードマップでは、ＢＧＡ／ＣＳＰ／フリップチップの最小端子ピッチ予測を以下のように記している。１９９９年には、ＩＣ最小線幅（ｎｍ）／ＢＧＡ端子ピッチ（ｍｍ）／ＣＳＰ端子ピッチ（ｍｍ）／フリップチップ端子ピッチ（ｍｍ）が、それぞれ１８０（ｎｍ）／１．０（ｍｍ）／０．５（ｍｍ）／０．２（ｍｍ）であったものが、２００１年には、１５０（ｎｍ）／０．８（ｍｍ）／０．４（ｍｍ）／０．２（ｍｍ）となり、２００６年には、１００（ｎｍ）／０．６５（ｍｍ）／０．３５（ｍｍ）／０．１５（ｍｍ）となり、２００９年には、７０（ｎｍ）／０．６（ｍｍ）／０．３（ｍｍ）／０．１５（ｍｍ）となり、２０１２年には、５０（ｎｍ）／０．５（ｍｍ）／０．２５（ｍｍ）／０．１５（ｍｍ）となると予測されている。
（２）プリント配線基板の高密度実装対応化
これらアレイ状の端子をもつ多ピン・パッケージの登場により、従来のサブトラクティブ法〔銅箔をエッチングして導体パターンをつくり、これを重ねて一括積層する〕で、ドライフィルムフォトレジスト〔感光膜〕を用いて露光する工程によって製造するプリント配線板で前記多ピン・パッケージを直接実装することが限界に近づいてきた。これは、従来方法では配線ピッチが２００μｍ程度までが一般的な精度と見なされているためである。
配線ピッチが２００μｍ以下の領域を実現する新たな製法のプリント配線板（ビルドアップ配線板）が各種開発されている。前記ビルドアップ配線板の製造プロセスは、ＬＳＩの製法として既に確立されたリソグラフィ技術を利用して、絶縁層形成、ビアホール形成、パターン形成・層間接続を連続的に繰り返して多層化することが特徴である。しかし、導体パターン形成を順次繰り返して積み上げていくシーケンシャル積層方式であるため、層数が増すと工程が複雑で高価になる問題点がある。
今後のビルドアップ配線板には、半導体チップの密度は今後とも上がり、入出力端子数も増加することより、より狭ピッチの配線基板が要求されていくことが予測される。それに対し、ビルドアップ構造のプロセス要素技術はコスト等の問題はあるが、現時点のビルドアップ配線板の精度から半導体チップのレベルまで、すでにその多くが確立されている。ビルドアップ配線板は、従来のプリント配線板のようなマザーボードとしての役割よりもむしろ、半導体部品を搭載し、機能そのものを実現するＭＣＭ（Ｍｕｌｔｉ  Ｃｈｉｐ  Ｍｏｄｕｌｅ）モジュールの一部としての役割が重要視されている。
（３）プリント配線板の配線パターン形成における露光方法
前述したサブトラクティブ法による従来のプリント配線板上の導体パターンの形成では、Ｃｕ箔を張った絶縁基材（銅張積層板）にエッチング用レジストを塗布し、該エッチング用レジストに配線パターンを露光し、現像した後、配線とならないＣｕ箔部分をエッチングによって除去し、配線となるＣｕ箔部分を残すプロセスが行われている。
その露光のために使用されるフォトマスクの製法は、一般にマスクのベース材にハロゲン化銀乳剤層を形成する方法と、金属薄膜を使用する方法等が使われている。
第１のマスクのベース材にハロゲン化銀乳剤層を形成する方法は、該乳剤層に対して、レーザフォトプロッタによって所望の配線パターンを描画して、その後、現像、定着処理によってフォトマスクを作成する。
第２の金属薄膜を使用する方法は、マスクのベース材（ガラス基板）上にスパッタリング等によりＣｒ等の金属の薄膜を被着、フォトファブリケーションレジストを塗布し、アルゴンレーザ光、ＦＤ−ＹＡＧレーザ光、ヘリウム−ネオンレーザ光等のレーザによって配線パターンを露光、レジストの除去、金属薄膜のエッチングなどの工程によってフォトマスクを作成する。前記マスクのベース材としては、ポリエステルフィルム、ガラス基板などが使用される。
（４）レーザフォトプロッタによるフォトマスク製作
前記レーザフォトプロッタは、前記マスクのベース材としてのフィルムを円筒ドラムに巻きつけ、ドラムの回転とレーザービームヘッドの円筒ドラム軸方向へのシフト動作によって配線パターンを描画するタイプと、前記マスクのベース材としてのガラス基板をフラットテーブルに載置して、レーザビームをスキャン、フラットテーブルのシフト動作によって配線パターンを描画するタイプに分けられる。
例えば、円筒ドラムタイプのレーザフォトプロッタでは、フィルム形態のマスキング材料を円筒ドラムに巻きつけ、Ａｒレーザ、又は赤色半導体レーザ等を、４〜１２μｍ程度のビーム径にて照射して、２〜１２μｍ程度の描画ピッチでレーザビームヘッドを円筒ドラム軸方向へシフト動作することによって配線パターンの描画を行う仕様になっており、装置スペックでは最小線幅２５μｍ程度を保証している。フィルムベースのマスクでは、温湿度などの影響によるマスク自身の伸縮量も無視できないので、前記マスクのベース材をフィルムから寸法安定性の良いガラス基板に変えることで精度を上げることが見込める。
前記マスクのベース材をガラス基板とした場合には、フラットテーブルタイプのレーザフォトプロッタにてマスクに描画をする。例えば、ハロゲン化銀乳剤層を形成したガラス基板を、平面走査型レーザフォトプロッタの描画テーブルに載置して、プリント配線板設計支援システム（ＣＡＤ）により作成された配線パターンなどのＣＡＤデータをプロッタ用データに変換した後、プロッタ側のメモリに転送される。そして、プロッタが、該データをレーザ光走査用のデータに展開し、前記ガラス基板上にレーザ光を照射する。このガラス基板を、現像液、及び定着液により処理した後、水洗、乾燥させてフォトマスクを作成する。
フォトマスク製造用に使用されているレーザープロッタは、描画の高速化のためラスタースキャン法で、前記マスキング材料にマスクパターンを描画している。
前記マスキング材料上に集光されたレーザースポットが、前記マスキング材料上を、左から右等に高速で移動するようになっている。前記ビルドアップ配線基板の製造プロセスにおいても、導体パターンの形成には前記レーザフォトプロッタによって描画されたフォトマスクが使用されているが、配線ピッチ微細化の要求に対応して、既にＬＳＩの製造プロセスとして開発されたリソグラフィ技術を適用することが考えられる。
ＬＳＩの製造のために開発されたリソグラフィ技術を、前記ビルドアップ配線板の製造プロセスに適用する場合に、従来の工法のマスクとしては、透明なマスク基板上に形成されたクロム（Ｃｒ）等のような遮光性を有する金属膜あるいはＭｏＳｉ、ＺｒＳｉＯまたはＳｉＮ等のような減光性または遮光性を有する無機膜を加工して作製される。
すなわち、通常のマスクは、前記透明なマスク基板上に前記金属膜あるいは無機膜が所望の形状で形成されて構成されている。この金属膜または無機膜は、通常スパッタリング法で形成される。
その金属膜の加工は、まず、金属膜上にレジスト膜を塗布した後、そのレジスト膜に所望のパターンを描画する。続いて、現像により所望の形状のレジストパターンを形成した後、そのレジストパターンをマスキング層としてドライエッチングやウエットエッチングで金属膜を加工する。その後、レジストパターンを除去した後、洗浄等を行い、所望の形状の前記金属膜からなる遮光パターンを透明なマスク基板上に形成する。無機膜の場合も同様である。
しかし、これらの構成のマスクでは、製造工程数が多く、コストが高くなる問題がある。前述したＭＣＭ（Ｍｕｌｔｉ  Ｃｈｉｐ  Ｍｏｄｕｌｅ）などを構成する配線基板は、将来はより多品種少量生産傾向になると予測され、また、製品開発期間の短縮の要求から、フォトマスクを低コストで、および短期間（短ＴＡＴ：Ｔｕｒｎ  Ａｒｏｕｎｄ  Ｔｉｍｅ）で作製する必要が高まっている。
前述したレーザフォトプロッタは、多種多様なプリント配線板のマスク製造に適用するために、ＣＡＤシステム、フィルム自動現像機などと連動して、ＣＡＤデータ完成後２〜３時間でフォトマスクが完成するシステムが出来上がっている。半導体レーザによる露光処理によって反応する感光材料を使用して、前記のＣｒマスクの製造工程に比べて、より少ない工程にて早くマスクが完成する。
しかし、前記レーザフォトプロッタの描画の解像度を上げるためには、描画の所要時間も大きくなる。前記の処理時間でフォトマスクを作製すると、実用的な最小線幅は４０μｍ程度と言われている。低価格なレーザフォトプロッタは精度が悪く、高価格なレーザフォトプロッタは複雑な調整が必要となる。
また、レーザフォトプロッタを使用したマスク製造プロセスにも現像、定着処理が必要であって、工程時間も長く、設備も大掛かりなものとなる。
発明の開示
したがって、本発明の目的は、フォトマスクを短いＴＡＴで製造して、そのフォトマスクを使用して、配線基板を短いＴＡＴで製造することのできる技術を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、フォトマスクを安価に製造することによって、配線基板の製造コストを低減する技術を提供することにある。
本願発明等者は、現行のＬＳＩの製造においてフォトマスクの遮光体パターンとして一般的に使用されているクロム等のようなメタルに代わるものとして、微粒子状物質とバインダーとを含む遮光体パターンのフォトマスクとしての特性を調べた。
微粒子状物質で光を散乱、吸収し、遮光性を得る。バインダーは前記微粒子状物質を結び付けて膜とするものである。まず手始めに感光性組成物であるレジストに組み込んで特性を調べた。
具体的には、ポリヒドロキシスチレン（重量平均分子量約２０，０００）１０ｇ、２，６−ビス（４−アジドベンザル）アセトン−２，２′−ジスルホン酸−Ｎ，Ｎ−ジエチレンオキシエチルアミド４ｇ、溶剤をプロピレングリコールメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）としたカーボンブラック分散液（カーボンブラック粒径約２０ｎｍ、含率２０重量％）７５ｇ、ヘキサメトキシメチルメラミン１．５ｇに、さらに溶剤としてＰＧＭＥＡを加えて、固形分が１６％のカーボンを分散させたレジスト（Ｒ１）である。カーボンブラックが微粒子状物質である。
光学ガラス基体（ブランクス）上に、レジストＲ１を回転塗布し、例えば１００℃で２分ベークして膜厚６００ｎｍの塗膜を得た。その後、所望のパターンを電子線描画装置を用いて電子線ＥＢにて描画した。
電子線描画の後、界面活性剤として、ドデシルスルホン酸ナトリウム０．３重量％を含む２．３８重量％テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）水溶液によって現像を行い、カーボンを少なくとも含む遮光体パターンを形成した。
レジスト膜中に分散しているカーボン微粒子により光が散乱され、透過が妨げられる。これによって、カーボンブラックの微粒子を含む所望の形状の遮光体パターンを有するフォトマスクが形成できた。
作製されたフォトマスクは、波長が３６５ｎｍの光でのＯＤ値（ＯＤ値とは、入射光をＩ  ＩＮ、透過光をＩ  ＯＵＴとしたとき、−ＬＯＧ１０（Ｉ  ＯＵＴ／Ｉ  ＩＮ）で表される値のこと）は３．０であり、透過率（Ｔ％＝１００×Ｉ  ＯＵＴ／Ｉ  ＩＮである）は０．１０％であった。
さらにブロードな遮光特性を持っていることから、３６５ｎｍの光に限らず、４０５ｎｍの光や４３６ｎｍの光も遮光することができた。さらに波長の長い光も遮光することができる。このためｉ線のような単一波長の光だけでなく、水銀ランプ等のような多波長の光を使った露光も可能であった。
以上の評価の結果、本願発明者は、現行のレーザプリンタで使用されている電子写真の原理を応用して、マスクのベース材（ガラス基板等）上に、カーボンなどの微粒子状物質とバインダーとを含む遮光体パターンを形成することによりフォトマスクを作製するフォトマスク印刷装置を着想した。乾式現像であるためスループット、コスト面で優れる。
ここでレーザプリンタ写真原理としては例えば、朝倉書店発行「新版レーザーハンドブック」１９８９．６出版ｐｐ．６１１〜ｐｐ．６１７に記載がある。ただし、現行のレーザプリンタの解像度では、例えばＭＣＭ用配線基板などに要求される目標仕様：配線幅／配線間隔（Ｌｉｎｅ／Ｓｐａｃｅ）＝３０μｍ／３０μｍ、（現状は７５μｍ／７５μｍでも可）の印刷は不可であるので、高解像度化の対策が必要である。
本願発明では、ＭＣＭ用配線基板用、およびプリント配線板用のフォトマスクを主な対象とするため、レーザビームスポット径を１０μｍ以下とするフォトマスク印刷装置を検討した。そして、このフォトマスク印刷装置によって印刷したフォトマスクを使用して、ＭＣＭ用配線基板、またはプリント配線板などを露光・製造する方法を検討した。
従って、本願発明では、（１）マスク全域にわたって３０μｍ以下の解像度を得た、短ＴＡＴで、低コストな乾式現像によるフォトマスク製造方法を開発して、配線基板の製造現場にてフォトマスクを印刷して、短ＴＡＴの配線基板製造を実現することが目的である。また、もう１つの目的は、（２）ＭＣＭ用途に耐える品質（欠陥密度など）を得ることである。
上記課題を解決し、目的を達成するための手段は下記の通りである。
（１）簡易な光学系で高い解像度を得つつマスク全域に渡ってパターン形成を可能にするため、マスク領域をレーザ走査幅を絞った領域に区分し、区分内をレーザ走査とマスク基板スキャンによりパターン描画、印刷するとともに、区分領域間をステップ送りしてパターン描画、印刷を行なうスキャン＆ステップ方式を採用する。
（２）クリーンルーム内に設置したフォトマスク印刷装置に、設計部署より通信回線を介してフォトマスク設計データを送りフォトマスクを印刷し、配線基板の製造計画に従って、前記印刷したフォトマスクを使用して配線基板の露光・製造を行なう。
また、もう一つの目的である低欠陥化のために、
（３）微細（０．５〜１．０μｍ程度）なトナーでも発塵の問題を解決するため液体トナーを採用する。
（４）トナーパターンの欠陥（デフェクト）による露光されたパターンの不良を防止するために、フォトマスク上に複数の同一パターンを形成して、各パターンによる重ね露光を行う。
（５）液体トナーの中の不純物、異物などによるトナーパターンの欠陥（デフェクト）の発生を予防するために、中間ドラム（中間転写体）を導入する。
発明を実施するための最良の形態
以下、図面を用いた実施例により本発明を詳細に説明する。
図１に本願発明によるフォトマスクＭ１を用いて、配線基板１００３上に形成されたレジスト１００４をレンズ１００２を介して露光して配線回路パターンを作成する概要を示す。ただしレンズを介さず近接露光でパターンを形成することも可能である。フォトマスクＭ１は、例えばガラス基板１０００上にトナーあるいはインクからなる遮光体パターン１００１が形成されて構成される。ここでトナーとは、例えばカーボンブラックを主原料にその表面にカルボン酸、フェノール類、キノン類、ラクトン類あるいはポリビニルフェノールが生成されたものである。インクは、例えばジスアゾ系、チオフェンジスアゾ系、トリスアゾ系あるいはシアヌル酸系染料からなるものである。
以下実施例１から５にてフォトマスクＭ１の製造方法の実施例を示し、実施例６から８において配線基板製造方法の実施例を示す。
＜実施例１＞
図２に配線基板用途として十分な解像度と品質を持ち、かつ短ＴＡＴに製造が可能なフォトマスク印刷装置の主要構成を示す。電子写真プロセスの原理によりマスクのベース材（マスクブランクス）上に回路パターンを形成する。
図２の１０１は回転式感光体ドラム、１０２はレーザ照射装置、１０３はレーザ光、１０４は液体トナーボックス、１０５は帯電器、１０６はクリーナ、１０７は交流コロナ、１０８は中間ドラム、１０９はガラス基板（マスクブランクス）、１１０はマスクブランクスを載置するテーブル、１１１は帯電器、１１２は赤外線加熱器そして１１３はトナーパターンを示す。
回転式感光体ドラム１０１は、ドラムの表面を帯電させ、レーザ光を照射して静電的な潜像を形成して、現像によりドラムの表面の静電的潜像にトナーを付着させて可視化して、該トナー像を中間ドラムへ転写する一連の処理の媒体となる。回転式感光体ドラム１０１の材料は、レーザ光１０３に感度を持たせることが必要であり、無機系の材料としてはＳｅ系、ＣｄＳ系、ＺｎＯ系などがあり、また有機系の感光体材料も各種ある。
レーザ照射装置１０２としては、例えばＨｅ−Ｎｅ、Ｈｅ−Ｃｄ、Ａｒ＋レーザなどのガスレーザや、（ＧａＡｌ）Ａｓなどの半導体レーザが使用される。レーザ照射装置１０２によって照射されたレーザ光１０３を走査することにより、回転式感光体ドラム１０１上に配線パターンなどを露光する。ここで、ＣＡＤシステム（図示なし）によって作成された配線パターンなどの設計データに基づき、レーザの描画パターンデータを作成して、該描画パターンデータに従ってレーザ照射装置１０２がＯＮ−ＯＦＦ制御されている。
液体トナーボックス１０４には、液体トナーが入っていて、回転式感光体ドラム１０１の回転に合わせて、液体トナーを回転式感光体ドラム１０１の表面に供給して、現像処理を行う。この液体中に分散剤を添加することによってトナーがミセル化しにくくなることから、トナーの粒径を小さくすることが出来て高解像化できる。
分散剤を添加した液体トナーでトナーの粒径を１μｍ以下にすると、例えば３０μｍの配線パターンを形成するときのエッジラフネスが小さくなって配線寸法精度が良くなるという効果がある。さらにトナーが飛散しにくくなるためマスクの外観欠陥発生が少なくなる。
装置内にトナーが組み込まれているうちは粉末トナーでもマスク外観欠陥に繋がりにくいが、粉末トナーの場合はトナー補充や装置メンテナンス時に装置等に飛散し、長期にわたってマスク外観欠陥発生に繋がることがわかった。フォトマスクでは外観欠陥品質が極めて重要で、無欠陥が要求されるので液体トナーにより外観欠陥不良が避けられるようになる効果は極めて大きい。
中間ドラム１０８はＡｌのドラムに抵抗体を巻き付けた構造であり、回転式感光体ドラム１０１の表面に形成されたトナー像を、中間ドラムの表面に転写して、さらにそのトナー像をガラス基板（マスクブランクス）１０９へ転写するための媒体となる。中間ドラム１０８はデフェクト（トナーパターンの欠陥）発生防止に効果がある。
マスクブランクスを載置するテーブル１１０は、その上面にガラス基板１０９を載置する。ガラス基板１０９は中間ドラム１０８と一定の間隔を保ちながら、中間ドラム１０８の回転による周速と同一速度にて移動させて、中間ドラム１０８の表面に転写されているトナー像をガラス基板１０９へ転写する。テーブル１１０は、ガラス基板１０９の下面の周辺部を保持する構造となっており、ガラス基板１０９の下面の中央部はテーブル１１０に窓状の開放空間を設けてある。図２では、その窓状の開放空間を挟んでガラス基板１０９を両端で支えるテーブル１１０の断面を示している。そのテーブルの窓を通して、テーブル１１０の下部にガラス基板１０９の下面に近接して置かれた帯電器１１１によりガラス基板１０９の帯電を行い、中間ドラム１０８からガラス基板１０９へのトナー像の転写を誘引する。
また、テーブル１１０の下部に置かれた赤外線加熱器１１２から前記テーブルの窓を通して赤外線を照射し、ガラス基板１０９に転写されたトナー像を加熱定着させてトナーパターン１１３を形成する。加熱装置としては赤外線加熱器のほかオーブン炉なども用いることができる。吸収率の関係で赤外線はガラスではなくトナーに選択的に吸収されるため、赤外線加熱器は効率がよい。
なお、１０９のガラス基板に代わって耐熱性光学プラスチック基板を用いることもできる。耐熱性光学プラスチック基板は安価という特長がある。一方、ガラス基板は出来上がった遮光体パターン（配線パターン）の位置歪みが少なく、またトナーパターンをＯ２プラズマ下でアッシング再生することによりガラス基板を再利用できるという特長がある。
図３に、図２に主要構成を示したフォトマスク印刷装置における、帯電利用方式（電子写真方式）を応用したフォトマスクの印刷の原理を説明する。
図３（ａ）に示すように感光体ドラム１０１を帯電器１０５を用いて負（感光体がｎ形半導体のときは負、感光体がｐ形半導体のときは正）の電荷（イオン）を均一に与えて帯電させる。その後、図３（ｂ）に示すようにレーザ照射装置から発せられたレーザ光１０３にて所望のパターンを描画する。このときレーザ照射された部分の電荷は放電によって消失する。
その後、図３（ｃ）に示すように液体トナーボックス１０４より正（感光体表面の電荷極性と反対）に帯電したトナー１２０を供給して、そのトナー１２０が感光体ドラム１０１上の負の帯電が残されている部分に被着する。被着したトナー１２０により、レーザ光により描画された配線パターンが顕在化する。
続いて図３（ｄ）に示すように、アースされた感光体ドラム１０１上に被着したトナー１２０のパターンを、マイナスのバイアスを印加した中間ドラム（中間転写体）１０８の表面に転写する。
その後図３（ｅ）に示すようにガラス基板１０９を中間ドラム１０８に近接あるいは接触させ、ガラス基板裏面に配置された帯電器１１１を使って負（感光体を帯電させた極性と同じ）に帯電させて、ガラス基板の負の電位を中間ドラム（中間転写体）１０８の電位よりも高くする。それによって、中間ドラム（中間転写体）１０８の表面上のトナーパターン１２０をガラス基板に移す。
最後に図３（ｆ）に示すように赤外線加熱器１１２を用いてトナー１２０を加熱定着させてトナーからなるトナー遮光体パターン１１３をガラス基板上に形成する。このとき圧着処理を行って、定着を促進してもよい。なお、図２に記載された交流コロナ１０７とクリーナ１０６は回転式感光体ドラム１０１上の帯電電荷とトナーの除去、中間ドラムのクリーニングに用いられる。また、ガラス基板１０９の表面はトナーが被着しやすいように表面処理しておくと良い。
本願発明のフォトマスク印刷装置では、現行のレーザプリンタにおいて使用されている粉体トナーのトナー径が６〜１０μｍ程度であるのに対して、解像度を上げために、さらに小さな径のトナーを使用する。６μｍ以下の径のトナーは、そのままでは凝集してしまうため、分散剤（石油系の溶剤）として例えばアイソパーの中にカーボンブラックを分散させた液体トナーを使用する。
トナー径は、０．５〜１．０μｍ程度となり、微細パターン形成に有効である。トナーは、例えばカーボンブラックやグラファイト等のような黒色顔料または黒色染料（微粒子状物質）と、例えばノボラック樹脂やポリスチレン等のような熱軟化性を有する樹脂（バインダー）とを有している。この黒色顔料または黒色染料は、３０％以上、好ましくは３０％〜４０％程度が好ましい。なお、通常使用されているトナーでは、黒色顔料または黒色染料の含有率が１０％程度であり、マスクには充分な遮光性を得る上で適していない。
この液体トナーを使用することによって、装置のメンテ時にトナー部を外すときなどに発塵が少なく、このことが影響して異物付着の少ないフォトマスクを製造することができる。
中間ドラム（中間転写体）１０８の導入の理由は、第１に不純物の除去である。感光体ドラム１０１に液体現像処理を行うと、トナーの他に溶剤も付着する。この溶剤には、不純物が混じっており、また、逆極性のトナーも付着する。感光体ドラムをアースして、中間ドラムに負のバイアスを印加することによって、正に帯電したトナーだけが感光体ドラムから中間ドラムへ移り、不純物は移らない。この際に、溶剤が中間ドラム（中間転写体）１０８に付着することがあり、中間ドラム（中間転写体）１０８を加熱して、溶剤を乾燥させることを行う。また、中間ドラム（中間転写体）１０８の加熱により、中間ドラム面に転写されたトナーを溶かし、続いてガラス基板に転写する時に、ガラス基板にトナーを付き易くする効果がある。
図５は、図２に示す電子写真プロセスの原理によるフォトマスク印刷装置において、前記レーザ照射装置１０２によって照射されたレーザ光１０３を走査して、前記回転式感光体ドラム１０１上に結像させる光学系のスキャン機構を示す。
レーザ光の走査技術は従来より各種提案されており、その中で回転多面鏡（ポリゴンミラー）１３３を使う方式がレーザープリンタでは最も広く使われている。半導体レーザは直接強度変調ができるために、ガスレーザのときのようなＡ／Ｏ変調器を必要としないうえ、小型で低価格にできるため、本願発明には望ましい。
半導体レーザ１０２より照射されたレーザ光１０３をコリメートレンズ１３２によって平行ビームとして、高速回転している回転多面鏡（ポリゴンミラー１３３）の鏡面に当て、その反射光を集光レンズ（ｆθレンズ）１３４によって前記回転式感光体ドラム１０１上の走査面に結像させている。前記ｆθレンズ１３４は、レーザビーム偏向角θと走査面上走査位置が比例するように、及び焦点の軌跡が直線となるように製作される。
現行のＡ４サイズ対応、６００ｄｐｉレーザプリンタにおいては、感光体ドラム上のレーザスポット径は５０〜６０μｍ程度となっているが、本願発明のフォトマスク印刷装置においては、高解像度化のために、感光体ドラム上のレーザスポット径ｄ＝１０μｍ以下とする。感光体ドラム上のレーザスポット径ｄ＝１０μｍで、２０μｍ線幅の解像性（ＭＴＦ）は、０．８以上確保できると見込まれる。
この感光体ドラム上のレーザスポット径ｄを決定する要素としては、集光レンズ（ｆθレンズ）１３４へ入射するレーザビーム径Ｄ、レーザの波長λ、ｆθレンズ１３４の焦点距離ｆが挙げられ、レーザスポット径ｄは次式にて求められる。
ｄ＝（４・λ・ｆ）／（π・Ｄ）                            ………（１）
現行のＡ４サイズ対応レーザプリンタは、Ａ４幅走査のために焦点距離が１５０ｍｍのｆθレンズを採用しているが、本願発明のフォトマスク印刷装置においては例えば焦点距離が約４５ｍｍのｆθレンズを採用する。また、半導体レーザ（ＧａＡｌＡｓ）を使用するとレーザの波長λ＝７６０〜８５０ｎｍである。該レーザの波長λに対応して、ｆθレンズへ入射するレーザビーム径Ｄ＝４．３５〜４．８７ｍｍと設定すると、レーザスポット径ｄ＝１０μｍと求められる。
レーザスポットの走査幅ＳＬは、ｆθレンズ１３４の口径Ｗ（ほぼ焦点距離ｆと同じ）を考慮して、現行のレーザプリンタにおける換算と同じく、ｆの約１．２から１．５倍とする。
ＳＬ＝ｆ×（１．２〜１．５）                              ………（２）
レーザスポットの走査幅ＳＬは、５４〜６８ｍｍである。
以上のように、入射ビームスポット径ｄはｄ＝（４・λ・ｆ）／（π・Ｄ）の関係があるので、解像度を上げる、すなわち入射ビームスポット径ｄを小さくするには焦点距離ｆを小さくする必要がある。このときｆθレンズの画角は小さくなる。すなわち解像度を上げるためには走査幅ＳＬを小さくする必要がある。
この走査幅ＳＬの制限を回避するため、図６に示すように、光学系のスキャン機構をステップ送りするためのステージ、駆動機構を設けた。１０１は回転式感光体ドラム、１３１は光学系ステージでその上にはレーザ照射装置１０２、コリメートレンズ１３２、ポリゴンミラー（回転多面鏡）１３３、ｆθレンズ１３４が載っており、レーザ照射装置１０２からはレーザ光１０３が発せられ、コリメートレンズ１３２、ポリゴンミラー１３３、ｆθレンズ１３４を介して回転式感光体ドラム、１０１に照射される。
なお、図示されていないが光学系ステージ１３１上には、ポリゴンミラーの各鏡面の角度誤差に起因する走査線間隔のムラを補正する面倒れ補正用のシリンドリカルレンズ（後述）も置かれている。
光学系ステージ１３１はロッド１２１を介して駆動装置１２２でその位置をステップ移動させることが可能で、ポリゴンミラー１３３によるスキャンと駆動装置によるステッピングを併用して幅広い描画範囲を確保する。
走査幅ＳＬは前述した通り最小解像度に依存するが、例えば最小解像度を１０μｍとすると走査幅ＳＬは５４〜６８ｍｍ程度であり、図６（ａ）に示すように最大、走査幅ＳＬの範囲でスキャンする。その後図６（ｂ）に示すように駆動装置１３６によってステッピング送りして描画を行なう。なお、このステップ送り量はレーザ干渉計でモニタし、位置精度をフィードバックすると高い精度でステップ送りできる。
図７は、回転多面鏡（ポリゴンミラー）１３３を用いたレーザ光走査系を適用するときに、回転多面鏡の各鏡面の角度精度（高精度な垂直度）に誤差があることに起因して、走査線間隔にムラが発生することを防止するための補正に使用される面倒れ補正光学系を示す。
補正のために、円筒レンズ１（１３５）を、レーザ光１０３を平行ビームとするコリメートレンズ１３２と回転多面鏡（ポリゴンミラー１３３）の間に置き、円筒レンズ２（１３６）を、ｆθレンズ１３４と感光体ドラム１０１との間に置く。
円筒レンズのもつ特定方向のみの結像特性を利用して、結像面を鏡面上に置き、各鏡面の変動（面倒れ）を補正する。その補正の原理は、回転多面鏡（ポリゴンミラー１３３）面上で焦点を結んだスポット（物点）と感光体面上の結像点（像点）を共役な関係（点から発した光がレンズによってもう一度点に絞られる関係）にしておけば、回転多面鏡の面が多少傾いても、感光体面上の結像点はずれることが無くなる。
感光体ドラム１０１の回転速度を、レーザスポット径ｄ＝１０μｍとした場合のパターン形成時間を説明する。回転多面鏡（ポリゴンミラー）１３３の回転数は、２００００〜３００００ｒｐｍ。ここで、２００００ｒｐｍを採用するとして、回転多面鏡の面数は６面とすると、１秒間に、２００００（ｒｐｍ）×６（面）÷６０（ｓ／ｍ）＝２０００ライン走査することになる。よって、感光体ドラム１０１の回転速度（周速）は、２０００（１／ｓ）×１０（μｍ）＝２００００（μｍ／ｓ）＝２（ｃｍ／ｓ）程度となる。
また、感光体ドラムからパターンの転写を行いながら回転する中間ドラムの回転速度（周速）、および、中間ドラムからパターンの転写を受けるガラス基板の送り速度は同じである。よって、例えば長辺方向に２００ｍｍのサイズのマスクであれば、最大走査幅５４〜６８ｍｍで、約１０秒でこの領域のパターン形成が完了する。
この幅５４〜６８ｍｍ、長さ２００ｍｍの短冊領域４個でマスク全域をカバー出来るのでマスク全面のパターン形成にかかる時間は約４０秒である。ほぼ同時に現像、定着も終わるので、現行のレーザフォトプロッタを使用した時の２〜３時間、あるいは既存のＬＳＩ用Ｃｒマスクを作製するための平均時間３２時間と比較して２桁以上も製造時間を短縮することが出来る。
＜実施例２＞
第２の実施例として、レーザ熱転写方式のフォトマスクの製造法を図４を用いて説明する。まず最初にレーザ熱転写方式の原理を説明する。ベースフィルムに光熱変換材料を塗布した光熱変換層１４１と、インク層１４２からなる積層型インクシート１４０に、レンズによって集光されたレーザ光１４３を照射すると、光熱変換層１４１でレーザ光が吸収されて熱に変換されインク層を加熱する。これにより、インク層中のカーボンブラックなどの顔料がマスク基板１０９に転写されてインクパターン１４４が形成される。
レーザ熱転写方式は、集光されたレーザ光を熱源としているため、レーザ光のスポット径に対応した数μｍオーダーのドット形成が可能であり、高解像度のフォトマスク印刷装置を構成するのに適している。光熱変換層としては、レーザの発振波長における吸光度が高いことが望ましい。吸光度が高いほどよくレーザ光を吸収しよく発熱するためである。
積層型インクシート１４０は、図示しないインクシート供給部よりインクリボンのように供給され、転写位置において、この積層型インクシート１４０とマスク基板１０９とを近接、及び同期させて動かす。レーザ熱転写方式は、帯電およびクリーナが不要となるためメンテナンスが容易という特徴がある。
＜実施例３＞
図８（ａ）は、図２および図６に示したスキャン＆ステップ転写方式によってフォトマスクを製造した例を示す。フォトマスクを上面から見た図である。このマスクはガラス基板１０９、配線パターン２１０、配線パターンが形成されたチップ（プリント配線板より、用途別に切り出される個別の配線基板をチップと呼ぶ）２１１、マスク合わせに用いる合わせマーク２１２、およびマスクの品種やロット番号などを示す識別マーク２１３およびスクライブ領域となる遮光帯２２０からなる。
この遮光帯部２２０にはトナーあるいはインクが形成されている。ここでＷはチップ２１１の短辺方向の幅で、Ｌは長辺方向の長さである。今、チップ２１１の長辺方向が水平方向に並んだマスクを作る場合で、スキャン＆ステップ転写機の最大スキャン幅ＳＬよりチップ長Ｌの方が長い場合、ステップ送りによるスティッチング部（つなぎ部）２１４が配線パターンの上にかかる。
このような場合、図８（ｂ）に示すようにスティッチング部２１４で配線パターン２１０はＹ方向の位置合わせずれによるずれ２１５、Ｘ方向の位置合わせずれによる断線２１６、あるいは重なりによるパターン部分太り２１７が生じる。特に断線は致命的な問題である。
図８に示す問題を解決する方法として、図９に示すように９０度回転したマスクを作り、チップ２１１の短辺方向をスキャン＆ステップ転写のスキャン方向にすれば、各チップの配置がスキャン幅ＳＬ１およびＳＬ２内に収まって、スティチング部（スキャン繋ぎ部）２１４にまたがらないようにした。
前記したように、焦点距離ｆ＝４５ｍｍのｆθレンズを採用すると最大走査幅ＳＬ＝約５４〜６８ｍｍと見込まれるので、前記ＳＬ１およびＳＬ２を前記最大走査幅ＳＬ以内の範囲に収めて、スティチング部２１４にまたがらないようにして、各チップの印刷を行なった。
＜実施例４＞
第４の実施例として、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）による縮小露光系の例を図２３に示す。図５に示す回転式感光体ドラム１０１上にレーザ光１０３を走査して静電的な潜像を形成する光学系の代わりに、図２３の方式が考えられる。１９１は例えば６００ｄｐｉのＬＥＤアレイであり、図示しないＣＡＤシステムと接続され、ＣＡＤシステムによって作成された配線パターンなどの設計データに基づき、点滅制御される。
ＬＥＤアレイ１９１の発光が、１９２のレンズによって回転式感光体ドラム１０１上に結像されるように設定する。ここで、ｆ：レンズの焦点距離、Ｌ１：結像点（感光体上）、Ｌ２：像点（ＬＥＤ）とすると、
１／ｆ＝１／Ｌ１＋１／Ｌ２，Ｌ１／Ｌ２＝１／４
を満たす１／４の縮小光学系レンズ１９２を採用すると、回転式感光体ドラム１０１への結像は、２４００ｄｐｉのドットになり、約１０μｍのレーザスポットで描画した場合とほぼ同等の潜像が得られる。
なお、ＬＥＤアレイとしては、例えばＡｌＧａＡｓ混晶、ＧａＩｎＰＡｓ混晶を用いた赤外ＬＥＤなどがある。本方式は、図５に示すような光学系のスキャン機構が不要となるため、機械的耐久性が高い。
＜実施例５＞
第５の実施例として、フォトマスク印刷装置をインクジェット方式によって実現した例を図２４に示す。２０１はノズル、２０２はキャビティでその中にはインクが入れられている。２０３はダイアフラムで、２０４はピエゾ素子である。
ピエゾ素子２０４にパルス電圧を印加してダイアフラム２０３をパルス的に押し、キャビティ２０２に入っているインクをノズル２０１から液滴２０５として噴出させ、ガラス基板（マスクブランクス）１０９上にインクパターン２０６を形成する。分解能は５０μｍ以上であるが、光学系が不要となるため安価である。
＜実施例６＞
図１０乃至図１７において、本願発明のフォトマスク印刷装置において印刷したフォトマスクを使用して、配線基板を製造する工程を説明する。なお、本実施例の配線基板のコア層にはガラス基板を使用しているが、本発明はこれに限定されず、コア層として、ガラス繊維を含有するエポキシ樹脂（ガラエポ）やポリイミド樹脂などの樹脂基板、セラミック基板、またはシリコン基板であってもよい。
図１０（ａ）に示すように、ガラス板２０の主面にガラスと配線材料との接着力を増すための接着層２１を形成する。接着層２１は、例えばスパッタリング法で堆積したＴｉＮ（窒化チタン）膜やＴｉＷ（チタンタングステン）膜などによって構成する。
次に、図１０（ｂ）に示すように、接着層２１の上部にスパッタリング法でＡｌ合金膜２３を堆積した後、図１０（ｃ）に示すように、前記したフォトマスクＭ１（図１）を用い、基板上に形成したフォトレジスト膜（図示せず）を露光、現像して、フォトレジストパターンを形成し（図示せず）、ドライエッチングでＡｌ合金膜２３をパターニングすることにより、第１層目の配線３を形成する。また、このとき同時にアライメントマーク１２を形成する。
前記したフォトマスクＭ１としては、実施の形態１乃至実施の形態５のいずれの実施例に記載した方法によって製作されたフォトマスクであっても、本実施例の対象となる。露光方法は、図１に概要を示す縮小投影露光の場合には、縮小率は１／５から１／２．５などである。
ここで、等倍投影露光を用いることも出来るし、１．２５／１のような拡大投影露光を用いることも出来る。縮小投影露光は微細なパターンを高精度に形成するのに適し、等倍や拡大投影露光は露光時間の短縮、スループットの向上に効果がある。
また、レンズを介さずにフォトマスクＭ１と配線基板１００３とを１〜３μｍ程度の間隔で保持して、等倍露光を行なうことも出来る。前記フォトマスクＭ１と配線基板１００３とを近接して露光する場合には、接近させるほど解像度は高くなる。
しかし、本願発明のフォトマスクは、例えばガラス基板上に前記した組成のトナーあるいはインクからなる遮光体パターンが形成されて構成されるものであり、この遮光体パターンが前記配線基板１００３上に形成されたフォトレジスト膜１００４と接触する場合には、前記遮光体パターンが破損する恐れがある。そのため、本願発明では近接露光を行なう場合には、前記フォトマスクＭ１と配線基板１００３の平坦性を考慮して、両者が接触しない接近度合いを調節することにして、その間隔を０．５〜１０μｍの範囲とした。
次に、図１０（ｄ）に示すように、第１層目の配線３の上部に層間絶縁膜７を形成した後、図１０（ｅ）に示すように、本発明のフォトマスクＭ１を用い、基板上に形成したフォトレジスト膜（図示せず）を露光、現像して、フォトレジストパターンを形成し（図示せず）、層間絶縁膜７をドライエッチングすることにより、配線３の上部の層間絶縁膜７にスルーホール８を形成する。層間絶縁膜７は、ＣＶＤ法で堆積した酸化シリコン膜または塗布法で堆積したポリイミド膜などによって構成する。
なお、ここではフォトレジストパターンの露光光として超高圧水銀灯のｉ線（波長３６５ｎｍ）の光を用いた。この他にｇ線（波長４３６ｎｍ）やｈ線（波長４０５ｎｍ）も用いることができるし、これらの光を含んだブロードバンドの光を用いることもできる。ただし露光光としては３５０ｎｍより波長の長い光を用いることが、マスクブランクスの価格を抑えるうえで好ましい。
波長が３５０ｎｍ以下では石英ガラスのような高価なガラスが必要となるためである。マスク価格を抑えるうえで通常の光学ガラスやＬＥガラスを用いることが望ましい。配線パターン寸法が２０μｍより粗い大きなパターンを扱う場合にはフォトマスク上の寸法精度や位置精度もゆるくなるのでそのような場合にはポリカーボネイトのようなプラスチックのフォトマスクブランクスを用いることもできる。この場合には特にブランクスコストを下げることが可能となる。
次に、図１１に示すように、上記図１０（ｂ）〜図１０（ｅ）に示す工程を複数回繰り返すことによって第２〜第４層目の配線４、５、６を形成した後、配線６の上部に絶縁膜９を形成する。絶縁膜９は、ＣＶＤ法で堆積した酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または塗布法で堆積したポリイミド膜などによって構成する。
次に、図１２に示すように、前記フォトマスクＭ１を用い、基板上に形成したフォトレジスト膜（図示せず）を露光、現像して、フォトレジストパターンを形成し（図示せず）、絶縁膜９をドライエッチングすることにより、配線６の上部の絶縁膜９に開孔１１を形成した後、開孔１１の内部にバリアメタル層１６を形成する。バリアメタル層１６は、例えば開孔１１の内部を含む絶縁膜９上に蒸着法でＣｒ膜およびＣｕ膜を堆積し、続いて前記フォトマスクＭ１を用い、基板上に形成したフォトレジスト膜（図示せず）を露光、現像して、フォトレジストパターンを形成し（図示せず）、ドライエッチングで絶縁膜９上の不要なＣｒ膜およびＣｕ膜を除去することによって形成する。
次に、図１３に示すように、開孔１１の内部にマイクロバンプ１０を形成する。マイクロバンプ１０は、例えば開孔１１の内部を含む絶縁膜９上に蒸着法でＡｕ膜またはＳｎ膜を堆積し、続いて前記フォトマスクＭ１を用い、基板上に形成したフォトレジスト膜（図示せず）を露光、現像して、フォトレジストパターンを形成し（図示せず）、ドライエッチングで絶縁膜９上の不要なＡｕ膜（またはＳｎ膜）を除去することによって形成する。
配線３〜６は、スパッタリング法で堆積したＷ膜やメッキ法で形成したＣｕ膜を使って形成することもできる。メッキ法で形成したＣｕ膜を配線材料に用いる場合、ガラス板２０と配線３との間に形成する接着層２１は、例えばスパッタリング法で堆積したＴｉＮ（窒化チタン）膜やＣｒ膜によって構成する。また、上層の配線と下層の配線とを異なるメタル材料で構成することもできる。
次に、図１４に示すように、フッ酸を含むエッチング液を用いてガラス板２０の裏面（下面）を板厚の半分程度までウェットエッチングすることにより、後の工程でバンプ電極１３が接続される領域に開孔１４ａを形成する。また、このとき同時にアライメントマーク１２の直下に開孔１５を形成し、スクライブ領域にスクライブガイド２２を形成する。ガラス板２０の裏面をウェットエッチングする際は、開孔１４ａ、１５およびスクライブガイド２２を形成する領域を除き、ガラス板２０の裏面をフォトレジスト膜などで覆っておく。また、マイクロバンプ１０および配線３〜６が形成されたガラス板２０の主面側もレジスト膜、カバーレイフィルム、紫外線の照射によって剥離が生じるＵＶフィルムなどで覆っておく。
次に、図１５に示すように、開孔１４ａをさらにウェットエッチングすることによって配線３に達する貫通孔１４を形成する。このウェットエッチングを行う際は、貫通孔１４を形成する領域を除き、ガラス板２０の裏面をフォトレジスト膜などで覆っておく。また、ガラス板２０の主面側もレジスト膜、カバーレイフィルム、ＵＶフィルムなどで覆っておく。
なお、本実施例では、ガラス板２０に貫通孔１４を形成する方法としてウェットエッチングを用いていたが、アルミナなどの研磨剤をガラス基板に高圧で吹き付けるサンドブラスト法を用いて行なうこともできる。この場合は、ガラス板２０の裏面をメタルマスクで覆い、アルミナなどの研磨剤を高圧で吹き付けて、開孔１４ａ、貫通孔１４を形成する。
次に、図１６に示すように、貫通孔１４の底部にバリアメタル１７を形成した後、貫通孔１４の内部にバンプ電極を形成する。バリアメタル１７は、例えば貫通孔１４の内部を含むガラス板２０の裏面に蒸着法でＣｒ膜、Ｃｕ膜およびＡｕ膜を堆積し、続いて前記フォトマスクＭ１を用い、基板上に形成したフォトレジスト膜（図示せず）を露光、現像して、フォトレジストパターンを形成し（図示せず）、ドライエッチングで不要なＣｒ膜、Ｃｕ膜およびＡｕ膜を除去することによって形成する。バリアメタル１７は、貫通孔１４の内壁全体を覆うように形成してもよい。
バンプ電極は、マイクロバンプ１０よりも低融点の共晶半田（Ｐｂ３７／Ｓｎ６３：１８３□）や低温半田（Ｓｎ１７／Ｂｉ５７／Ｉｎ２６：７８．９□）などを半田ボール供給法やスクリーン印刷法で貫通孔１４の内部に供給した後、この半田をリフローすることによって形成する。バンプ電極１３の形状は、ボール状に限らず、ランド状とすることもできる。
図１７は、集積回路が形成された複数のシリコンチップ４０を回路基板１上に実装してマルチチップモジュール（ＭＣＭ）を構成した例である。
マイクロバンプ１０を介した回路基板１とシリコンチップ４０との電気的接続は、Ａｕ／Ｓｎ共晶（Ａｕ８０／Ｓｎ２０：２８０℃、Ａｕ１０／Ｓｎ９０：２１７℃）あるいはＡｕ／Ａｕ熱圧着（４５０〜５５０℃）により行う。
また、Ａｕ／Ｓｉ共晶（Ａｕ９８／Ｓｉ２：３７０℃）接合、Ａｕ／Ｇｅ共晶（Ａｕ８８／Ｓｉ１２：３５６℃）接合、高温半田（Ｐｂ９７．５／Ａｇ２．５：３０４℃）リフロー、Ｐｂフリー半田（Ｓｎ９６／Ａｇ３．５／Ｃｕ０．５：２６０℃）リフロー、Ｗプラグ／Ｉｎプール（Ｉｎ融点：１５６．６℃）埋め込みなどにより行うこともできる。
さらに、表面が清浄（高真空下）であれば、金属同士を接近させると常温で互いに接合する性質を利用した表面活性化接合法を用いることもできる。
金属材料の組み合わせとしては、Ａｌ−Ａｌ、Ａｌ−Ｓｉ、Ｃｕ−Ｓｎ、Ｓｉ−ＧａＡｓ、Ｓｉ−ＩｎＰ、ＧａＡｓ−ＩｎＰなどを挙げることができる。なお図中の１３はバンプ電極である。
本実施例においてフォトマスクとして本発明のフォトマスク（プリントマスクと呼ぶ）をすべての露光工程に用い、コストを削減する方法と、パターン変更の少ない下層の工程にはレーザライタやＥＢを用いて描画したＣｒマスクを用い、品種によってパターン変更が生じる上層の工程にはプリントマスクを用いる方法がある。後者では共通の汎用パターンに対し、耐久力のあるＣｒマスクを繰り返し使うことでマスク作成の手間を省き、マスク製造ＴＡＴの必要な上層ではプリントマスクとすることでトータルのＴＡＴを短くできる。
＜実施例７＞
第７の実施例としては、配線基板の製造現場において本発明のプリントマスクを作成して、配線基板を露光・製造する方法の概念図を図１８に示す。
新たな仕様の配線基板に対応する特定のフォトマスクに関しては、製造現場にフォトマスクをストックしておくことは、管理上非常に効率が悪い。そこで、プリントマスク５０４用プリンタ５０３を配線基板製造用の露光装置５０５が置かれているクリーンルームに設置する。
プリンタ５０３はパソコンやワークステーション５０１が設置されている設計所と通信回線５０２あるいは無線でオンライン接続される。配線基板の製造計画に基づき、製造ラインへの新たな機種の配線基板の投入に先立ち、設計データをプリンタ５０３へオンライン供給して、プリントマスク５０４を製作する。このプリントマスクを該当機種の配線基板の露光に使用して、製造終了後にはストックせずに、ガラス基板（ブランクス）をアッシングや溶剤処理によって完全にブランクスの状態に再生処理する。このようにすれば、フォトマスクの管理上のコストを低減することができる。
プリンタのトナーとして液体トナーを用いる。粉体トナーはトナー系メンテ時に粉体が飛散し、クリーン度が低下してマスクやウエハ基板に被着し、欠陥となって歩留まりを低下させる。液体トナーは飛散しにくいので欠陥が発生しにくい。
液体トナーを用いたプリンタ５０３を露光装置５０５と同一クリーンルーム内で稼働させることにより、ＴＡＴが短く歩留まりの高い配線基板製造が可能となる。
この特長は設計所と配線基板製造工程とをオンライン接続し、設計、マスク製造、露光を一連で行うことによってさらに活かされる。
＜実施例８＞
第８の実施例としては、プリントマスクの製造過程においてトナーパターンに欠陥が生じた場合でも、マスクを破棄せずに使用可能とする方法を示す。
図１９は、プリントマスクのマスク基板１０９上に形成されたトナーパターン１１３の例を示す。正常なトナーパターン１１３の他、白欠陥と呼ばれるトナーパターンの欠け１５０や、黒欠陥と呼ばれる開口面上のトナー付着１５１といった欠陥（デフェクト）が発生する。フォトマスクのトナーパターン１１３に欠陥がある場合でも良品がとれる露光法を示す。
図２０はその露光に用いるマスクを示したものであり、マスク上に同じパターンが配置されたＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄを配置する。１０１０は遮光体面である。ここでは２×２で配列した場合を示したが、横１列に並べても、縦１列に並べた場合でもかまわない。斜めに配列してもかまわない。
次ぎに、このマスクを図２１に示すようにＹ方向の露光領域を制限するマスキングブレード１０１１と、Ｘ方向の露光領域を制限するマスキングブレード１０１２を用いて（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）の左図に示すようにＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄを順次選択し、露光を行う。この際（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）の右図に示すようにウエハ１０１３上の同じ位置にそれぞれ露光する。この方法により４回重なり露光を行う。
このようにすれば、いずれかのパターン領域、例えばＡに欠陥があっても残りの領域に欠陥がない場合、露光強度の関係からレジストには欠陥として転写されないことが詳細な検討からわかった。欠陥がＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ各領域の対応する場所（転写した際に重なる場所）にある確率は極めて小さいため、本方法で欠陥転写は防止される。そのため、配線基板上にパターン生成後の欠陥検査と、欠陥修正工程を省くことができる。
図２２ではもう１つの欠陥転写防止法を示す。マスクは図２０のマスクでＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに同じパターンを配置しておく。（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）に示すようにずらし露光を行い、図２２（ｆ）に示される各場所には、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの各パターンによって４回重なり露光が行われるようにする。１ショットで４チップを露光するので露光時間が比較的短くてすむ。
上記の図２１、図２２に示す例では、シリコン基板上に配線パターンを重ね露光する方法を示しているが、ガラス基板、または樹脂基板上に配線パターンを重ね露光して配線基板を製造する場合にも同様の方法が採用できる。
産業上の利用可能性
以上に詳しく説明した様に、本願発明により３０μｍパターンというような微細パターン形成が可能で、配線基板用フォトマスクとして十分微細なパターンを得ながらフォトマスクを４０分程度で製造することが可能となる。現行のレーザフォトプロッタを使用した時の２〜３時間、あるいは既存のＬＳＩ用Ｃｒマスクを作製するための平均時間３２時間と比較して極めて短いフォトマスク供給ＴＡＴが得られる。フォトマスク供給ＴＡＴの短縮は製品（配線基板）開発の速度を速める。また、量産時の製品立ち上がりを早め製品競争力が高まる。
また、乾式現像で装置もコンパクトで、製造コストも低い。液体トナーは飛散しにくいのでマスク上のトナーパターンの欠陥の発生源となる異物が発生しにくい。このため、クリーンルーム内への設置が可能であり、配線基板の露光工程に隣接して、マスク製造、露光を一連で行いＴＡＴが短く歩留まりの高い配線基板製造が可能となる。
さらに、本願発明では、従来の金属膜（Ｃｒなど）マスクや、ハロゲン化銀乳剤層を形成したマスクと比べて、ガラス基板上に形成するパターンは有機物のみなので、マスクの使用後はガラス基板（ブランクス）をアッシングや溶剤処理によって完全にブランクスの状態に再生処理することができる。
再生処理によって廃出される物質に環境汚染対策を要するものは特になく、環境に優しく、資源再利用の効果がある。フォトマスクをストックしておいて繰り返し使用するのではなく、必要時期に、プリント配線板（配線基板）などの製造現場において印刷して製作することにより、マスク管理に伴う手続きとコストを削減することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
図１は本願発明によるフォトマスクＭ１を用いて、配線基板上に形成されたレジストをレンズを介して露光して配線回路パターンを作成する概要を示す図、
図２は本発明のフォトマスク印刷装置の主要構成図、
図３は本発明のフォトマスク印刷装置における帯電利用方式（電子写真方式）を応用したフォトマスクの印刷の原理を説明する原理説明図、
図４はレーザ熱転写方式のフォトマスク印刷装置の原理を説明する原理説明図、
図５は本発明で採用したレーザ光を走査して回転式感光体ドラム上に結像させる光学系のスキャン機構を示す装置構成図、
図６は光学系のスキャン機構をステップ送りするためのステージ、駆動機構を示す装置構成図、
図７は回転多面鏡の各鏡面の角度誤差に起因する走査線間隔のムラを防止する面倒れ補正光学系を示す概要図、
図８は本発明のフォトマスク印刷装置において、スキャン＆ステップ転写方式によってフォトマスクを印刷した例を示す図であり、（ａ）は上面全体図、（ｂ）は要部上面図、
図９は図８のフォトマスクにおいて、ステップ送りによるスティッチング部が配線パターンにかかる問題を解決したスキャン＆ステップ転写方法を示す図、
図１０は配線基板を製造する工程において、ガラス基板（コア基板）上に配線層、層間絶縁膜を積層して、スルーホールを形成する工程を説明する図、
図１１は配線基板を製造する工程において、配線層、層間絶縁膜の積層工程を繰り返し、絶縁膜を形成する工程を説明する図、
図１２は配線基板を製造する工程において、絶縁膜に開孔を形成した後、開孔の内部にバリアメタル層を形成する工程を説明する図、
図１３は配線基板を製造する工程において、開孔の内部にマイクロバンプを形成する工程を説明する図、
図１４は配線基板を製造する工程において、ガラス板の裏面に開孔を形成する工程を説明する図、
図１５は配線基板を製造する工程において、ガラス板の裏面に貫通孔を形成する工程を説明する図、
図１６は配線基板を製造する工程において、貫通孔の底部にバリアメタルを形成する工程を説明する図、
図１７は集積回路が形成された複数のシリコンチップを配線基板上に実装してマルチチップモジュール（ＭＣＭ）を構成した例を示す図、
図１８は配線基板の製造現場においてプリントマスクを作成して、配線基板を露光・製造する方法の概念図、
図１９はプリントマスクのマスク基板上に形成されたトナーパターンの欠陥の例を説明する図、
図２０はフォトマスクのトナーパターンに欠陥がある場合でも良品がとれる露光法に使用するマスクの例を示す図、
図２１はフォトマスクのトナーパターンに欠陥がある場合でも良品がとれる露光法（欠陥転写防止法）を説明する図、
図２２はフォトマスクのトナーパターンに欠陥がある場合でも良品がとれる第２の露光法（欠陥転写防止法）を説明する図、
図２３はＬＥＤによる縮小露光によって、感光体ドラム上に潜像を形成するフォトマスク印刷装置の原理説明図、
図２４はインクジェット方式によるフォトマスク印刷装置の原理説明図である。
なお、各図面の符号の説明は次の通りである。
３…第１層目の配線、４，５，６…第２〜第４層目の配線、７…層間絶縁膜、８…スルーホール、９…絶縁膜、１０…マイクロバンプ、１１…開孔、１２…アライメントマーク、１３…バンプ電極、１４…貫通孔、１４ａ，１５…開孔、１６…バリアメタル層、１７…バリアメタル、２０…ガラス板、２１…接着層、２２…スクライブガイド、２３…Ａｌ合金膜、４０…シリコンチップ、１０１…回転式感光体ドラム、１０２…レーザ照射装置、１０３…レーザ光、１０４…液体トナーボックス、１０５…帯電器、１０６…クリーナ、１０７…交流コロナ、１０８…中間ドラム、１０９…ガラス基板（マスクブランクス）、１１０…テーブル、１１１…帯電器、１１２…赤外線加熱器、１１３…トナーパターン、１２０…トナー、１２１…ロッド、１２２…駆動装置、１３１…ステージ、１３２…コリメートレンズ、１３３…回転多面鏡（ポリゴンミラー）、１３４…集光レンズ（ｆθレンズ）、１３５…円筒レンズ１、１３６…円筒レンズ２、１４０…積層型インクシート、１４１…光熱変換層、１４２…インク層、１４３…レーザ光、１４４…インクパターン、１５０…欠け欠陥（白欠陥）、１５１…黒欠陥、１６０…トナーパターン、１６１…トナーパターン、１６２…積層トナーパターン、１６３，１６４…黒欠陥、１８１…転写モジュール、１８２…マスクテーブル、１８３…マスクスキャン用駆動系（Ｘ方向駆動系）、１８４…マスクステッピング用駆動系（Ｙ方向駆動系）、１９１…ＬＥＤアレイ、１９２…１／４の縮小光学系レンズ、２０１…ノズル、２０２…キャビティ、２０３…ダイアフラム、２０４…ピエゾ素子、２０５…インクの液滴、２０６…インクパターン、２１０…配線パターン、２１１…チップ、２１２…合わせマーク、２１３…識別、２１４…スティッチング部、２１５…ずれ、２１６…断線、２１７…パターン部分太り、２２０…スクライブ領域となる遮光帯、３０１…印刷モジュール１、３０２…印刷モジュール２、３１３…トナーパターン、４０１…印刷モジュール１、４０２…印刷モジュール２、４１３…積層トナーパターン、５０１…パソコンやワークステーション、５０２…通信回線、５０３…プリントマスクのプリンタ、５０４…プリントマスク、５０５…露光装置、１０００…ガラス基板、１００１…遮光体パターン、１００２…レンズ、１００３…配線基板、１００４…レジスト、１０１０…遮光体面、１０１１…Ｙ方向の露光領域を制限するマスキングブレード、１０１２…Ｘ方向の露光領域を制限するマスキングブレード、１０１３…ウエハ、１０１４…露光領域、１０１５…ずらし露光マスク位置、１０１６…４回重なり露光領域、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ…マスク上に配置された同じトナーパターン、Ｗ…チップ短辺幅、Ｌ…チップ長さ、ＳＬ…最大スキャン幅。
【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７】
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【図５】
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【図６】
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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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【国際調査報告】
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