(57)【要約】【課題】簡単な工程で２次元から３次元を含む描画を可能にすると共に、高精度のパターン形成が可能な描画装置及びこの描画装置を用いた描画方法を得る。【解決手段】描画装置１０には、同一の走査ステージ１２に露光ヘッド２０及び導電体吐出ヘッド２２、絶縁体吐出ヘッド２４を配設しており、走査ステージ１２上のプリント基板１４に、同一の走査ステージ１２上でパターンを形成させることができる。これにより、各ヘッド毎に走査ステージを有する場合と比較して、工程を簡略化することができると共に、パタニング間の時間を短縮することができ、パターン形成の高速化を実現することができる。また、プリント基板１４に対する露光ヘッド２０及び吐出ヘッド２２、２４の位置ズレが生じないため、パターンの高密度化が容易であり、高精度のパターンが形成される。【選択図】　　図１
2004012902.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被描画媒体に対して少なくとも１方向に相対移動し前記被描画媒体を露光する少なくとも一つの露光ヘッドと、
前記露光ヘッドと同一の相対移動ラインに沿って設けられ、被描画媒体に対して少なくとも１方向に相対移動して、機能性材料を吐出する少なくとも一つの吐出ヘッドと、
を有することを特徴とする描画装置。
【請求項２】
同一の相対移動ラインに沿って設けられ、被描画媒体に対して少なくとも１方向に相対移動し、互いに異なる露光機能を備えた複数の露光ヘッドを設けたことを特徴とする描画装置。
【請求項３】
同一の相対移動ラインに沿って設けられ、被描画媒体に対して少なくとも１方向に相対移動し、互いに異なる機能性材料を吐出する複数の吐出ヘッドを設けたことを特徴とする描画装置。
【請求項４】
被描画媒体を載置する走査ステージを備え、
前記走査ステージに、同一の移動ラインに沿って、請求項１又は２に記載の露光ヘッド及び請求項１又は３に記載の吐出ヘッドを配設したことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の描画装置。
【請求項５】
フォトレジストが吐出可能なフォトレジスト吐出ヘッドと、
前記フォトレジスト吐出ヘッドによって導電性の被描画媒体に吐出されたフォトレジストを露光する露光ヘッドと、
を備え、
前記フォトレジスト吐出ヘッド及び前記露光ヘッドを、前記被描画媒体の搬送方向に沿って配設し、被描画媒体上で連続してパターン形成を行うことを特徴とする描画方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、積層回路パターンなどの描画を行う描画装置及びこの描画装置を用いた描画方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、積層回路パターンの作成方法において、光変調素子が利用されており、具体的な作成方法として、まず、図１７（Ａ）に示すように、プリント基板の表面を銅メッキした後、図１７（Ｂ）に示すように、フォトレジストと呼ばれる感光性樹脂を塗布する。
【０００３】
このフォトレジストは光が当たると硬化するようになっており（逆の場合もある）、図１７（Ｃ）に示すように、フォトレジストを光変調素子で露光した後、現像を行うと（図１７（Ｄ）参照）、露光された部分のフォトレジストが残り、他の部分は洗い流されてしまう。
【０００４】
そして、図１７（Ｅ）に示すように、エッチングにより、フォトレジストが洗い流された部分の銅を腐食させた後、図１７（Ｆ）に示すように、フォトレジストを剥離して、絶縁材を全面に塗布する（図１７（Ｇ）参照）。
【０００５】
次に、図１７（Ｈ）に示すように、上下を導通させる必要のある部分をレーザで穴あけした後、図１７（Ｉ）に示すように、銅メッキをして、フォトレジストを塗布する（図１７（Ｊ）参照）。
【０００６】
そして、図１７（Ｋ）に示すように、フォトレジストを光変調素子で露光した後、現像を行う（図１７（Ｌ）参照）。これにより、露光されていない部分のフォトレジストが洗い流され、図１７（Ｍ）に示すように、エッチングを行って露光されていない部分の銅を腐食させる。
【０００７】
次に、図１７（Ｎ）に示すように、フォトレジストを剥離させた後、図１７（Ｏ）に示すように、スクリーン印刷により絶縁体を塗布する。ここで、スクリーン印刷には予め穴部が形成されており、この穴部内に半田を付着させ、半田を介して電子部品等を導通させる。
【０００８】
ここで、被描画媒体に導電体或いは絶縁体を塗布したり、フォトレジストを露光したりする工程は、それぞれ独立して装置が設けられており、各装置に設けられたステージに被描画媒体をセットして各工程が行われる。このため、各工程毎に被描画媒体をステージにセットしなければならず、作業時間が掛かってしまう。
【０００９】
また、各工程毎に装置が独立しているため、各工程毎に被描画媒体の位置決めを行わなければならず、積層されたパターン形成の場合、パターンの位置ズレが生じる場合がある。
【００１０】
一方、図１８（Ａ）、（Ｂ）に示すように、３種類の波長露光（例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂ）で別の色に発色する銀塩感材を用い、４つの露光ヘッド（Ｒ、Ｇ、Ｂ、ＵＶ）を有する露光装置によって、ＢｌａｃｋをＵＶ（４０５ｎｍ）、ＲｅｄをＢ（４５０ｎｍ）とＧ（５３２ｎｍ）、ＧｒｅｅｎをＢ（４５０ｎｍ）とＲ（６３５ｎｍ）、ＢｌｕｅをＧ（５３２ｎｍ）とＲ（６３５ｎｍ）で露光した後、現像液に通し、現像すると、感材がウエブの場合、同時に全ての色が発色し、各色のパターンが形成されるが、高濃度の着色を得るためには感材の肉厚を数十μｍとする必要があり、パターン形成の精度が不充分であった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事実を考慮し、簡単な工程で２次元から３次元を含む描画を可能にすると共に、高精度のパターン形成が可能な描画装置及びこの描画装置を用いた描画方法を得ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明では、被描画媒体に対して少なくとも１方向に相対移動し被描画媒体を露光する少なくとも一つの露光ヘッドを設けており、この露光ヘッドの同一の相対移動ラインに沿って又は平行に、被描画媒体に対して少なくとも１方向に相対移動して、機能性材料を吐出する少なくとも一つの吐出ヘッドを設けている。
【００１３】
例えば、被描画媒体を載置可能な走査ステージに導電体を吐出する導電吐出ヘッドと、絶縁性樹脂を吐出する絶縁吐出ヘッドと、レーザ光を出射する露光ヘッドと、を互いに平行となるように配設し、同一の移動ラインに沿って移動可能となるようにする。
【００１４】
すなわち、同一の走査ステージに各ヘッドを配設する。これにより、走査ステージ上に被描画媒体が載置された状態で、導電吐出ヘッドによって導電体を吐出させて被描画媒体上に導電体層を形成させ、この導電体層以外の部分を絶縁吐出ヘッドによって絶縁性樹脂を吐出させて絶縁体層を形成させた後、加熱機能を有する露光ヘッドによるレーザアニールによって導電体層を硬化させることで、回路パターンを形成させることができる。
【００１５】
このように、同一の走査ステージ上で被描画媒体に回路パターンが形成されるようにすることで、被描画媒体に対する各ヘッドの位置ズレが生じないため、パタンの高精度化が容易である。
【００１６】
また、同一走査ステージに各ヘッドを配設することで、各ヘッド毎に走査ステージを有する場合と比較して、工程を簡略化することができると共に、パタニング間の時間を短縮することができ、パターン形成の高速化を実現することができる。
【００１７】
このため、パタニング間の時間的余裕が取れないメカニズムの場合、例えば、機能性材料を吐出後この機能性材料が変形する前に硬化させなければならない場合でもパターン形成を実施することができると共に、機能性材料が流れる前にこの機能性材料を硬化させることも可能となり、高精度のパターンを形成することができる。また、各走査ステージ間の搬送、或いはパタニング間の移動に要する時間に伴う経時による、パターンの寸法変化の恐れがない。さらに、フォトレジストのように最終的に除去してしまう無駄な材料を必要としないため、コストが削減され、また、フォトレジストを塗布する工程を削減することができるため、工数が低減される。
【００１８】
また、同一の走査ステージに各ヘッドを配設することで、各ヘッド毎に走査ステージを有する場合と比較して、回路パターンを形成するために必要な装置全体の設置スペースを小さくすることができ、また、コスト削減及び省電力化を図ることができる。
【００１９】
ここで、レーザ露光光源と光変調素子とによる露光ヘッドを用いることで、局所的な加熱が可能となり、サーモバスと異なり被描画媒体の熱伸縮が避けられる。また、局所的に加熱できるため、サーモバスと比較して、被描画媒体の耐熱温度を下げることができる。
【００２０】
請求項２に記載の発明では、同一の相対移動ラインに沿って、被描画媒体に対して少なくとも１方向に相対移動し、互いに異なる露光機能を備えた複数の露光ヘッドを設けている。
【００２１】
例えば、フォトレジスト用露光ヘッド及びスルーホール用パルスレーザー露光ヘッドを同一の走査ステージに設けることで、フォトレジスト用露光ヘッドによりパターンを形成した後、被描画媒体を移動させることなく、スルーホール用パルスレーザー露光ヘッドによってスルーホールをあけることができるため、穴部の位置合せ精度を向上させることができる。
【００２２】
請求項３に記載の発明では、同一の相対移動ラインに沿って、被描画媒体に対して少なくとも１方向に相対移動し、互いに異なる機能性材料を吐出する複数の吐出ヘッドを設けている。
【００２３】
請求項４に記載の発明では、被描画媒体を載置する走査ステージを備えており、この走査ステージに、同一の移動ラインに沿って、被描画媒体を露光する露光ヘッド及び前記被描画媒体に機能性材料を吐出する吐出ヘッド、互いに異なる露光機能を備えた複数の露光ヘッド又は、互いに異なる機能性材料を吐出する複数の吐出ヘッド、をそれぞれ配設している。
【００２４】
請求項５に記載の発明では、フォトレジストを吐出可能なフォトレジスト吐出ヘッドと、フォトレジストを露光する露光ヘッドと、を被描画媒体の搬送方向に沿って配設しており、フォトレジスト吐出ヘッドによって導電性の被描画媒体にフォトレジストを吐出させた後、このフォトレジストが吐出された領域を露光ヘッドで露光して、被描画媒体上で連続してパターン形成を行う。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係る描画装置について説明する。
【００２６】
図１に示すように、描画装置１０には略直方体状の走査ステージ１２が備えられており、走査ステージ１２の上面には、被描画媒体としてのプリント基板１４が位置決めされた状態で載置可能となっている。また、描画装置１０には、走査ステージ１２の長手方向に沿った端部に、略直方体状のヘッド保持体１６が備えられている。
【００２７】
このヘッド保持体１６には、図２に示すように、ヘッド保持体１６の長手方向に沿ってガイドレール１８が配設されており、露光ヘッド２０及び吐出ヘッド２２（図１で示す吐出ヘッド２４については、吐出ヘッド２２と構成が略同一であるため、図示及び説明を省略する）が、連結部２６、２８を介して、ヘッド保持体１６の長手方向に対して直交した状態でそれぞれ片持ち支持され、ガイドレール１８に沿ってそれぞれ矢印Ａ方向を移動可能となっている（以下、この矢印Ａ方向を「主走査方向」という）。
【００２８】
露光ヘッド２０及び吐出ヘッド２２の連結部２６、２８は、リニアモータ（図示省略）となっており、図示しない駆動装置によってリニアモータが駆動することで、露光ヘッド２０及び吐出ヘッド２２が、連結部２６、２８を介してガイドレール１８に沿って移動する。
【００２９】
一方、図１に示すように、この描画装置１０の制御部は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）３０を具備しており、図示しない入力装置からの作業命令がＣＰＵ３０に入力されると、露光ヘッド２０の走査速度等の作業条件に対応してレーザエネルギのレベル等の制御内容を決定するため、ＣＰＵ３０に接続されたメモリに格納されている記録条件とヘッド送り速度との関係を記録したテーブル３２から、作業条件に適合したレーザエネルギのレベル等の設定値を読み取る。
【００３０】
テーブル３２から読み取ったレーザエネルギのレベル等の設定値に基づいて露光ヘッド２０を制御するための制御信号を記録条件設定回路３４へ送信する。この記録条件設定回路３４は、レーザエネルギに関する設定値を含めた制御信号を記録レーザドライバ３６へ送信し、記録レーザドライバ３６を介して、露光ヘッド２０のファイバアレイ光源６６（図４（Ａ）、（Ｂ）参照）を駆動させることで、レーザ光が発光可能となる。
【００３１】
また、ＣＰＵ３０は、テーブル３２から読み取ったレーザエネルギのレベル等の設定値に基づいて露光ヘッド２０を制御するための制御信号を露光ヘッド２０用の主走査ドライバ３８へ送信する。この露光ヘッド２０用の主走査ドライバ３８は、ヘッド保持体１６に設けられた駆動装置へ露光ヘッド２０を移動操作させる制御信号を送信して露光ヘッド２０を主走査方向へ移動させる。
【００３２】
また、露光ヘッド２０用の主走査ドライバ３８は、制御信号を記録同期信号発生回路４０へ送り、露光ヘッド２０の移動速度に対応して露光ヘッド２０の露光タイミングを同期させるべく、記録同期信号発生回路４０を介して変調素子ドライバ４２へ同期信号を送信する。
【００３３】
この変調素子ドライバ４２では、ＣＰＵ３０のメモリに記憶している記録データ４４から、描画パターンの記録情報を読み出して、この描画パターンの記録情報に基づいて、プリント基板１４が露光される。
【００３４】
さらに、ＣＰＵ３０は、テーブル３２から読み取ったレーザエネルギのレベル等の設定値に基づいて吐出ヘッド２２を制御するための制御信号を吐出ヘッド２２用の主走査ドライバ４８へ送信する。
【００３５】
この吐出ヘッド２２用の主走査ドライバ４８は、吐出ヘッド２２を移動させる駆動装置へ制御信号を送信し、吐出ヘッド２２を主走査方向へ移動させると共に、図示しない同期信号発生回路によって、吐出ヘッド２２の移動速度に対応して吐出ヘッド２２に封入された機能性材料の吐出タイミングを同期させるべく、吐出素子ドライバ５０へ同期信号を送信し、静電方式等による吐出手段によって、記録された描画パターンの記録情報に基づき、プリント基板１４に機能性材料を吐出させる。
【００３６】
また、ＣＰＵ３０は、テーブル３２から読み取ったレーザエネルギのレベル等の設定値に基づいて吐出ヘッド２４を制御するための制御信号を吐出ヘッド２４用の主走査ドライバ５２を介して、吐出ヘッド２４を移動させる駆動装置へ制御信号を送信し、吐出ヘッド２４を主走査方向へ移動させると共に、図示しない同期信号発生回路を介して吐出素子ドライバ５４へ同期信号を送信し、静電方式等による吐出手段によって、記録された描画パターンの記録情報に基づき、プリント基板１４に機能性材料を吐出させる。
【００３７】
一方、図２に示すように、露光ヘッド２０及び吐出ヘッド２２、２４をガイドレール１８に沿って移動可能に連結させる連結部２６、２８には、それぞれネジ部（図示省略）を設けており、矢印Ａ方向及び矢印Ａ方向に対して直交する矢印Ｂ方向に対して、ガイドレール１８に対する連結部２６、２８の位置調整ができるようにしている。
【００３８】
これにより、露光ヘッド２０及び吐出ヘッド２２、２４の矢印Ａ方向及び矢印Ｂ方向に対する位置調整が可能となる。具体的には、露光ヘッド２０及び吐出ヘッド２２、２４によって、規定パターンをプリント基板１４上にパタニングし、目標パターンと実際のパターンの差を測定して、位置調整を行う。
【００３９】
例えば、吐出ヘッド２２の３本目の吐出ラインが露光ヘッド２０の露光ラインと一致するパターンを目標パターンとし、露光ラインが吐出ラインの何本目に一致しているかを見て、露光ヘッド２０の位置調整を行う。逆に、露光ラインを基準として吐出ヘッド２２の位置調整を行っても良い。
【００４０】
なお、ここでは、連結部２６、２８に設けたネジ部によって露光ヘッド２０及び吐出ヘッド２２、２４の位置調整が可能となるようにしたが、露光ヘッド２０に用いられる変調素子或いは吐出ヘッド２２、２４に用いられる吐出素子の配列データを図示しない制御部に送信して露光ヘッド２０及び吐出ヘッド２２、２４を自動的に位置調整できるようにしても良い。
【００４１】
この場合、矢印Ａ方向に関しては、同期信号発生回路による露光或いは吐出タイミングの調整によって露光ライン及び吐出ラインの矢印Ａ方向の位置調整を図ることもできる。
【００４２】
ところで、吐出ヘッド２２、２４はインクジェット方式で構成されており、吐出ヘッド２２には、加熱によって導電性発現する、導電体としての銅微粒子樹脂カプセル分散液が封入され、吐出ヘッド２４には絶縁体としての絶縁性樹脂分散液が封入されている。また、吐出ヘッド２２、２４はそれぞれ静電方式で構成されており、静電気力によって封入された機能性材料を外部へ吐出させる。
【００４３】
一方、露光ヘッド２０は、図３及び図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、複数の照射ヘッド５６によって構成されており、各照射ヘッド５６には、ファイバアレイ光源６６が備えられ、光源波長は３５０〜４５０ｎｍである（但し、ヒートモードの場合は、波長範囲が広がり３５０〜９５０ｎｍとなる）。
【００４４】
このファイバアレイ光源６６から出射されたレーザ光は、レンズ系６７を構成する１対の組合せレンズ７１によって平行光化され、１対の組合せレンズ７３へ入射される。この組合せレンズ７３は、レーザ出射端の配列方向に対しては、レンズの光軸に近い部分は光束を広げ且つ光軸から離れた部分は光束を縮め、配列方向と直交する方向に対しては光をそのまま通過させる機能を備えており、光量分布が均一となるようにレーザ光を補正する。
【００４５】
この組合せレンズ７３によって、光量分布が均一となるように補正されたレーザ光は、集光レンズ７５によって集光され、反射ミラー６９を介して、入射された光ビームを画像データに応じて各画素毎に変調する空間光変調素子としてのデジタル・マイクロミラー・デバイス６８（以下、「ＤＭＤ６８」という）へ入射される。
【００４６】
ＤＭＤ６８へ入射されたレーザ光は、レンズ系７０、７２によりプリント基板１４上に結像される。ここで、ＤＭＤ６８は、図５に示すように、ＳＲＡＭセル（メモリセル）６０上に、微小ミラー（マイクロミラー）６２が支柱により支持されて配置されたものであり、画素（ピクセル）を構成する多数の（例えば、６００個×８００個）の微小ミラーを格子状に配列して構成されたミラーデバイスである。
【００４７】
各ピクセルには、最上部に支柱に支えられたマイクロミラー７６が設けられており、マイクロミラー７６の表面にはアルミニウム等の反射率の高い材料が蒸着され、マイクロミラー７６の反射率は９０％以上である。
【００４８】
また、マイクロミラー７６の直下には、ヒンジ及びヨークを含む支柱を介して通常の半導体メモリの製造ラインで製造されるシリコンゲートのＣＭＯＳのＳＲＡＭセル７４が配置されており、全体はモノリシック（一体型）に構成されている。
【００４９】
ＤＭＤ６８のＳＲＡＭセル７４にデジタル信号が書き込まれると、支柱に支えられたマイクロミラー７６が、対角線を中心としてＤＭＤ６８が配置された基板側に対して±α度（例えば±１０度）の範囲で傾けられる。
【００５０】
ここで、図６（Ａ）は、マイクロミラー７６がオン状態である＋α度に傾いた状態を示し、図６（Ｂ）は、マイクロミラー７６がオフ状態である−α度に傾いた状態を示しており、画像信号に応じて、ＤＭＤ６８の各ピクセルにおけるマイクロミラー７６の傾きを制御することによって、ＤＭＤ６８に入射された光はそれぞれのマイクロミラー７６の傾き方向へ反射される。
【００５１】
また、図５は、ＤＭＤ６８の一部を拡大し、マイクロミラー７６が＋α度又は−α度に制御されている状態の一例を示しており、それぞれのマイクロミラー７６のオンオフ制御は、ＤＭＤ６８に接続された図示しないコントローラによって行われる。なお、オフ状態のマイクロミラー７６により光ビームが反射される方向には、光吸収体（図示せず）が配置されている。
【００５２】
また、ＤＭＤ６８は、図７に示すように、マイクロミラー７６が多数個（例えば、８００列×６００行）配列されているが、千鳥状に配置すると共に、主走査方向（矢印Ａ方向）に対して所定角度（例えば、０．１°〜５°）を成すように僅かに傾斜させ、露光ヘッド２０を主走査させたときに、隣接する露光部分が若干重なり合うようにしている。
【００５３】
これにより、ＤＭＤ６８の位置が多少ズレたとしても該ズレを吸収することができ、高精細な露光を実現することができると共に、重なり合う部分のマイクロミラー７６のうちどちらか一方を、オフ状態とすることで、多重露光を回避することもできる。
【００５４】
次に、本発明の実施の形態に係る描画装置の作用について説明する。
【００５５】
図８（Ａ）に示すように、記録された描画パターンの記録情報に基づき、絶縁体吐出ヘッド２４（図１参照）によって、走査ステージ１２（図１参照）の上面に位置決めされたプリント基板１４上に絶縁性樹脂分散液８０を吐出させる。
【００５６】
次に、加熱によって導電性発現する導電体が封入された導電体吐出ヘッド２２（図１参照）によって、図８（Ｂ）に示すように、記録された描画パターンの記録情報に基づき、導電体としての銅微粒子樹脂カプセル分散液８２を吐出させる（なお、プリント基板１４上に銅微粒子樹脂カプセル分散液８２を吐出させた後に絶縁性樹脂分散液８０を吐出させても良い）。
【００５７】
そして、加熱機能を有する露光ヘッド２０（図１参照）によって、図８（Ｃ）に示すように、プリント基板１４を全面露光し、銅微粒子樹脂カプセル分散液８２及び絶縁性樹脂分散液８０を硬化させる。
【００５８】
ここで、絶縁性樹脂分散液の種類によっては、露光ヘッド２０を構成するＤＭＤ６８（図５参照）のマイクロミラー７６（図５参照）を制御して銅微粒子樹脂カプセル分散液８２が吐出された領域のみ露光させることもできる（なお、必要な領域のみを局所的に露光できるということであり、銅微粒子樹脂カプセル分散液８２が吐出された領域より少し広い領域を露光しても良い）。
【００５９】
この場合、プリント基板１４を局所的に露光することができ、サーモアニールによる場合と異なり表面だけ加熱されるため、プリント基板１４の熱伸縮が避けられ、また、プリント基板１４の耐熱温度を下げることができる。また、サーモアニールによる場合と比較して時間の削減を図ることができる。
【００６０】
さらに、サーモアニールでは、銅微粒子樹脂カプセル分散液８２中の樹脂が完全に蒸散せず、また銅微粒子間に間隙が残るため、抵抗値が十分下がりきらない問題がある（抵抗値：５〜８×１０−５Ωｃｍ）が、レーザアニールによる場合は、通常のメッキによる銅配線パタン同等の抵抗値（３〜５×１０−６Ωｃｍ）となるため、一般的な回路基板の用途に広く用いることができる。
【００６１】
次に、図８（Ｄ）に示すように、銅微粒子樹脂カプセル分散液８２及び絶縁性樹脂分散液８０が硬化して形成された絶縁性層８４及び銅微粒子層８６の上に、絶縁体吐出ヘッド２４によって、絶縁性樹脂分散液８０を吐出させ、導電体吐出ヘッド２２によって、銅微粒子樹脂カプセル分散液８２を吐出させた後、図８（Ｅ）に示すように、露光ヘッド２０によって、プリント基板１４を全面露光して、銅微粒子樹脂カプセル分散液８２及び絶縁性樹脂分散液８０を硬化させる。
【００６２】
そして、図８（Ｆ）に示すように、絶縁性層８４及び銅微粒子層８６上に、絶縁体吐出ヘッド２４によって、絶縁性樹脂分散液８０を吐出させ、導電体吐出ヘッド２２によって、銅微粒子樹脂カプセル分散液８２を吐出させた後、図８（Ｇ）に示すように、露光ヘッド２０によって、プリント基板１４を全面露光して、銅微粒子樹脂カプセル分散液８２及び絶縁性樹脂分散液８０を硬化させる。
【００６３】
次に、図８（Ｈ）に示すように、絶縁性層８４及び銅微粒子層８６上に、半田を付けて外の回路基板から電極を取り出す領域を除いて、絶縁体吐出ヘッド２４によって、絶縁性樹脂分散液８０を吐出させ、プリント基板１４の表面を絶縁性樹脂によって被覆する。
【００６４】
このように、加熱によって導電性発現する材料を吐出ヘッド２２でプリント基板１４上に吐出（プリント基板１４の全面に吐出させたいわゆる塗布状態としても良い）させた後、加熱機能を有する露光ヘッドによってアニーリング（全面或いは局所）することで、簡単に導電性のパタニングを行うことができ、積層回路基板８８を簡単に形成させることができる。
【００６５】
本形態では、図１に示すように、同一の走査ステージ１２に露光ヘッド２０及び吐出ヘッド２２、２４を配設することで、各ヘッド毎に走査ステージを有する場合と比較して、工程を簡略化することができると共に、パタニング間の時間を短縮することができ、パターン形成の高速化を実現することができる。
【００６６】
また、同一の走査ステージ１２でプリント基板１４に回路パターンが形成されるようにすることで、プリント基板１４に対する露光ヘッド２０及び吐出ヘッド２２、２４の位置ズレが生じないため、パターンの高密度化が容易である。
【００６７】
このため、パタニング間の時間的余裕が取れないメカニズムの場合、例えば、絶縁体或いは導電体などの機能性材料を吐出後この機能性材料が変形する前に硬化させなければならない場合でもパターン形成を実施させることができると共に、機能性材料が流れる前にこの機能性材料を硬化させることも可能となり、高精度のパターンが形成される。
【００６８】
また、各走査ステージ１２間の搬送、或いはパタニング間の移動に要する時間に伴う経時による、パターンの寸法変化の恐れがない。さらに、フォトレジストのように最終的に除去してしまう無駄な材料を必要としないため、コストが削減され、また、フォトレジストを塗布する工程を削減することができるため、工数が低減される。
【００６９】
また、同一の走査ステージに露光ヘッド２０及び吐出ヘッド２２、２４を配設することで、各ヘッド毎に走査ステージを有する場合と比較して、回路パターンを形成するために必要な装置全体の設置スペースを小さくすることができ、また、コスト削減及び省電力化を図ることができる。
【００７０】
なお、本形態では、走査ステージ１２に、光変調器としてＤＭＤを用いたアニール用の露光ヘッド２０、銅微粒子樹脂カプセル分散液８２を吐出させる静電方式の吐出ヘッド２２及び絶縁性樹脂分散液８０を吐出させる静電方式の吐出ヘッド２４を設ける等したが、本発明はこの実施例に限るものではない。
【００７１】
例えば、露光ヘッドの光変調器として、ＤＭＤを備えた照射ヘッドについて説明したが、例えば、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ　Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｓｙｓｔｅｍｓ）タイプの空間変調素子（ＳＬＭ；Ｓｐａｃｉａｌ　Ｌｉｇｈｔ　Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）や、電気光学効果により透過光を変調する光学素子（ＰＬＺＴ素子）や液晶光シャッタ（ＦＬＣ）等、ＭＥＭＳタイプ以外の空間変調素子を用いた場合にも、基板上に配列された全画素部に対し一部の画素部を使用することで、１画素当り、１主走査ライン当たりの変調速度を速くすることができるので、同様の効果を得ることができる。
【００７２】
なお、ＭＥＭＳとは、ＩＣ製造プロセスを基盤としたマイクロマシニング技術によるマイクロサイズのセンサ、アクチュエータ、そして制御回路を集積化した微細システムの総称であり、ＭＥＭＳタイプの空間変調素子とは、静電気力を利用した電気機械動作により駆動される空間変調素子を意味している。
【００７３】
また、感光性材料としては、フォトレジスト、ジアゾ、フォトポリマー、微粒子分散材料（樹脂、誘電体、導電材、それらのカプセル構造粒子）、熱結晶化材料、感熱材料、熱転写材料、分子拡散材料（いわゆる昇華型熱転写材料）等があり、感光性材料形態は、フィルム、液状、固体、微粒子、微粒子分散液、微粒子成膜フィルム（基板）等があるが、露光ヘッドにより、２次元描画として、いわゆるパタニング（エッチングマスク、メッキマスク、撥水親水、凹凸、熱アニール、熱転写、熱反応、アブレーション等）を形成し、３次元描画（２次元描画を複数回繰り返すもの）として、光硬化、粉末焼結、熱溶融、熱硬化による立体造形を形成することができれば良い。
【００７４】
一方、吐出ヘッドを構成するインクジェットヘッドには、オンデマンドノズルタイプ（ピエゾ、静電メンブレム、サーマル等）、コンティニュアスタイプ（電界偏向、熱偏向等）又は、オンデマンドノズルレスタイプ（超音波、静電吐出等）があり、吐出材料としては、光反応液、微粒子分散液（樹脂、誘電体、導電材、熱結晶化材料、感熱材料、熱溶融材料、分子拡散材料（いわゆる昇華型熱転写材料）、触媒、酵素、バクテリア、ＤＮＡ、化学反応薬品等と、それらのカプセル構造粒子）、熱溶融液（ＷＡＸ等）、化学反応液、触媒溶液、表面改質液等がある。
【００７５】
この吐出ヘッドにより、２次元描画として、パタニング（エッチングマスク、メッキマスク、撥水親水、凹凸）を形成し、３次元描画として、熱溶融冷却硬化、光硬化、粉末焼結、熱硬化による立体造形を形成することができれば良い。
【００７６】
具体的には、導電性微粒子含有液吐出ヘッド及び露光へッドを用いても良い。図９（Ａ）に示すように、ガラス基板９０上に導電性微粒子含有液吐出ヘッドによって、導電性微粒子を含む液９２を全面吐出させる。次に、図９（Ｂ）に示すように、露光ヘッドによって、導電性微粒子を含む液が塗布された絶縁材を、必要な導電パターン状にアニールすることで、導電膜のパターン９６が形成され、回路基板９８が形成される。
【００７７】
ここで、上記導電性微粒子としては、銅、銀、金等の１０ｎｍ〜１０μｍの微粒子の周りを絶縁体で被覆したものを用いることができる。
【００７８】
また、絶縁膜吐出ヘッド及び回路切断パルスレーザー露光ヘッドを用いても良い。図１０（Ａ）に示すように、絶縁膜吐出ヘッドによってプリント基板１００の最外層の導電膜１０２に透明絶縁膜を全面吐出させる。この透明絶縁膜を、透明絶縁膜は透過するが、導電膜吐出ヘッド或いはメッキで形成された導電膜は吸収する波長を備えた露光ヘッドによって露光することで、図１０（Ｂ）に示すように、導電膜１０２の回路パターンを切断して空洞とする回路基板１０３が形成される。
【００７９】
この回路基板１０３では、表面にでていない回路パターンの変更が可能となり、回路パターンが空気に触れない状態で加熱できるため、切断部周辺の導電膜材料が酸化しにくい。
【００８０】
さらに、絶縁膜吐出ヘッド、マーキングインキ吐出ヘッドまたはパルスレーザーマーキング露光ヘッドを用いて、最外層の絶縁膜をつける前に、露光ヘッドまたは吐出ヘッドで番号、バーコード、位置あわせマーク等のマーキングを行っても良い。
【００８１】
最外層の絶縁膜をつける前にマーキングが為されるため、マークは表面に直接露出することはなく、偽造や剥離を防止することができる。また、各層毎に異なる内容でマーキングすることができるため、回路が各層毎で異なる場合の検査条件の間違い防止にもなり、最終製品に回路基板が実装される場合の実装間違いも防ぐことができる。
【００８２】
また、スペーサー構造材料吐出ヘッド及び硬化用レーザー露光ヘッドを用いても良い。図１１（Ａ）に示すように、スペーサー構造材料吐出ヘッドによって、ＬＣＤ１０４のガラス間隔を均一にするためのスペーサー１０６を吐出させた後、露光ヘッド（材料が光硬化型なら３５０〜４５０ｎｍの紫外レーザー、材料が熱硬化型の場合、３５０〜９５０ｎｍのハイパワーレーザーを光源とする）によって、図１１（Ｂ）に示すように、スペーサー１０６該当位置周辺のみ照射してスペーサー１０６を硬化させることで、基板１０５が形成される。
【００８３】
この基板１０５では、スペーサー１０６の高さ精度が向上すると共に、スペーサー１０６を高強度化することができる。また、これにより、ウエハレベルフリップチップのバンプ用のスペーサとしても応用可能となる。
【００８４】
さらに、フォトポリマ吐出ヘッド及び硬化用露光ヘッドを用いても良い。図１２（Ａ）に示すように、昇降可能に設けられた台１１０の上面にフォトポリマ吐出ヘッドによって、フォトポリマを１層分パターン状に吐出させる。次に、図１２（Ｂ）に示すように、露光ヘッドによって、３５０〜４５０ｎｍの光を照射してフォトポリマを硬化させ、図１２（Ｃ）に示すように、台１１０を下降（約５０μｍ）させて、フォトポリマ吐出ヘッド及び硬化用露光ヘッドを相対的に１層分上昇させる。このとき、露光ヘッド及びフォトポリマ吐出ヘッドを基準位置に戻す。
【００８５】
そして、図１２（Ｄ）に示すように、フォトポリマ吐出ヘッドによって、フォトポリマを１層分パターン状に吐出させた後、露光ヘッドによって、フォトポリマを硬化させ、図１２（Ｅ）に示すように、台１１０を下降させて、フォトポリマ吐出ヘッド及び硬化用露光ヘッドを相対的に１層分上昇させる。以上のような工程を複数回繰り返すことで、図１２（Ｆ）に示すように、回路基板１１２が形成され、光で固めないものに比べ高強度、高精度の立体造形を行うことができる。
【００８６】
また、導電吐出ヘッド及びトリミング用パルスレーザー露光ヘッドを用いても良い。図１３（Ａ）に示すように、導電吐出ヘッドによってプリント基板１１３上に導電回路（導電体）を形成した後、図１３（Ｂ）に示すように、抵抗計１１４により、抵抗値を測定しながら、露光ヘッド（パルスレーザーが望ましい）によって導電回路を削り（一般にトリミングと呼ぶ）、目標抵抗値になったら照射を停止する。
【００８７】
そして、図１３（Ｃ）に示すように、プリント基板１１３の上面を絶縁体によって被覆することで、回路基板１１５が形成される。このような工程により、回路基板に高精度の抵抗を作ることが可能になると共に、多数の抵抗を一度に調整することが可能となる。
【００８８】
さらに、互いに異なる露光機能を有するフォトレジスト用露光ヘッドとスルーホール用パルスレーザー露光ヘッドとを用いても良い。図１４（Ａ）に示すように、銅メッキされた銅メッキ基板１１６に、図１４（Ｂ）に示すように、パルスレーザー搭載のスルーホール用パルスレーザ露光ヘッドによってスルーホール１１８をあける。
【００８９】
そして、図１４（Ｃ）に示すように、銅メッキ基板１１６の両面をフィルム上のフォトレジストでラミネートし、図１４（Ｄ）に示すように、フォトレジスト用露光ヘッドにより、フォトレジストを硬化させた後、図１４（Ｅ）に示すように、現像によって未露光部のフォトレジストを取り除き（なお、ここでは、露光によって、現像液に対して不溶性となる、いわゆるネガ型フォトレジストを用いたが、露光によって現像液に溶解し易くなる、いわゆるポジ型フォトレジストを用いても良く、ポジ型フォトレジストを用いた場合、現像によって露光部のフォトレジストが取り除かれる）、フォトレジストが取り除かれ露出した銅をエッチングによって腐食させる。
【００９０】
次に、図１４（Ｆ）に示すように、フォトレジストを剥離する。次に、図１４（Ｇ）に示すように、銅メッキ基板１１６の両面をフィルム上のフォトレジストでラミネートし、図１４（Ｈ）に示すように、フォトレジスト用露光ヘッドにより、フォトレジストを硬化させた後、図１４（Ｉ）に示すように、現像によって未露光部のフォトレジストを取り除く。
【００９１】
そして、図１４（Ｊ）に示すように、銅メッキ基板１１６に形成されたスルーホール１１８の内縁部をメッキした後、図１４（Ｋ）に示すように、フォトレジストを剥離して、回路基板１２０を形成する。このように、同一装置でスルーホールを開けることで、穴部の位置合せ精度を向上させることができる。
【００９２】
なお、以上の形態では、走査ステージにプリント基板を載置させた状態でパターンが形成される方法について説明したが、各ヘッドを固定し、被描画媒体を移動させてパターンを形成させても良い。
【００９３】
図１５に示すように、被描画媒体として長尺状のウエブ１２２を用いる。送出装置１２４によって送出されたウエブ１２２は、巻取装置１２６によって巻き取られるようになっており、送出装置１２４と巻取装置１２６との間で搬送路１２８が構成される。
【００９４】
この搬送路１２８には、搬送されるウエブ１２２を間に置いて上下に、フォトレジストを吐出するフォトレジスト吐出ヘッド１３０、露光ヘッド１３２、現像液を吐出する現像液吐出ヘッド１３４、エッチング液を吐出するエッチング液吐出ヘッド１３８及び洗浄液を吐出する洗浄液吐出ヘッド１４０を、それぞれ搬送路１２８に対して直交する方向に配設しており、隣接するヘッド同士が互いに平行となるように配置されている。
【００９５】
これにより、ウエブ１２２が搬送さる過程で、ウエブ１２２の移動と共に各処理が施されて、パターンが形成される。なお、ここでは、搬送されるウエブ１２２の上下に各ヘッドを配置したが、ウエブ１２２の上方或いは下方のみでも良い。また、ここでは、現像液吐出ヘッド１３４、エッチング液吐出ヘッド１３８及び洗浄液吐出ヘッド１４０を用いたが、必ずしも吐出ヘッドを用いる必要はなく、現像液、エッチング液、洗浄液がそれぞれ貯留されたタンクを用いても良い。
【００９６】
また、ヘッドの形態の組み合わせとして、図１に示すように、露光ヘッド２０及び吐出ヘッド２２、２４がラインヘッドである場合について説明したが、これに限るものではなく、例えば、図１６に示すように、露光ヘッド１４２及び吐出ヘッド１４４、１４６がシリアルヘッドであっても良く（この場合、主走査方向（矢印Ａ方向）と直交する方向に対しても移動可能とする）、また、図示はしないが、吐出ヘッドがシリアルヘッドで露光ヘッドがラインヘッドである場合、吐出ヘッドがラインヘッドで露光ヘッドがポリゴン走査ヘッドである場合、吐出ヘッドがラインヘッドで露光ヘッドがシリアルヘッドである場合等、様々な組み合わせが可能である。
【００９７】
【発明の効果】
本発明は、上記構成としたので、同一の走査ステージ上で被描画媒体に回路パターンが形成されるようにすることで、被描画媒体に対する各ヘッドの位置ズレが生じないため、パタンの高精度化が容易である。
【００９８】
また、同一走査ステージに各ヘッドを配設することで、各ヘッド毎に走査ステージを有する場合と比較して、工程を簡略化することができると共に、パタニング間の時間を短縮することができ、パターン形成の高速化を実現することができる。このため、高精度のパターンを形成することができ、また、各走査ステージ間の搬送、或いはパタニング間の移動に要する時間に伴う経時による、パターンの寸法変化の恐れがない。
【００９９】
また、フォトレジストのように最終的に除去してしまう無駄な材料を必要としないため、コストが削減され、また、フォトレジストを塗布する工程を削減することができるため、工数が低減される。
【０１００】
さらに、同一の走査ステージに各ヘッドを配設することで、各ヘッド毎に走査ステージを有する場合と比較して、回路パターンを形成するために必要な装置全体の設置スペースを小さくすることができ、また、コスト削減及び省電力化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る描画装置を示す斜視図及び描画装置の動作を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係る描画装置に備えられた露光ヘッド及び吐出ヘッドの位置調整方法を示す説明図である。
【図３】本発明の実施形態に係る描画装置に備えられた露光ヘッドの照射ヘッドの概略構成を示す斜視図である。
【図４】（Ａ）は図３に示す照射ヘッドの構成を示す光軸に沿った副走査方向の断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の側面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る描画装置に備えられた露光ヘッドを構成するＤＭＤの構成を示す部分拡大図である。
【図６】（Ａ）及び（Ｂ）はＤＭＤの動作を説明するための説明図である。
【図７】本発明の実施形態に係る描画装置に備えられた露光ヘッドのレーザ光の走査線を示す平面図である。
【図８】（Ａ）〜（Ｈ）は、本発明の実施形態に係る描画装置に備えられた露光ヘッド及び吐出ヘッドによって回路基板を形成する方法を示す断面図である。
【図９】（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の実施形態に係る描画装置の変形例としての露光ヘッド及び吐出ヘッドによって回路基板を形成する方法を示す断面図である。
【図１０】（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の実施形態に係る描画装置の変形例としての露光ヘッド及び吐出ヘッドによって回路基板を形成する方法を示す断面図である。
【図１１】（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の実施形態に係る描画装置の変形例としての露光ヘッド及び吐出ヘッドによって回路基板を形成する方法を示す断面図である。
【図１２】（Ａ）〜（Ｆ）は、本発明の実施形態に係る描画装置の変形例としての露光ヘッド及び吐出ヘッドによって回路基板を形成する方法を示す断面図である。
【図１３】（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の実施形態に係る描画装置の変形例としての露光ヘッド及び吐出ヘッドによって回路基板を形成する方法を示す断面図である。
【図１４】（Ａ）〜（Ｋ）は、本発明の実施形態に係る描画装置の変形例としての露光ヘッド及び吐出ヘッドによって回路基板を形成する方法を示す断面図である。
【図１５】本発明の実施形態に係る描画装置の変形例を示す説明図である。
【図１６】本発明の実施形態に係る描画装置の他の変形例を示す斜視図及び描画装置の動作を説明するブロック図である。
【図１７】（Ａ）〜（Ｏ）は、従来の回路基板を形成する方法を示す断面図である。
【図１８】（Ａ）及び（Ｂ）は、複数の露光ヘッドでパターンを形成する方法を示す断面図である。
【符号の説明】
１０　　　　　描画装置
１２　　　　　走査ステージ
２０　　　　　露光ヘッド
２２　　　　　導電体吐出ヘッド（吐出ヘッド）
２４　　　　　絶縁体吐出ヘッド（吐出ヘッド）
１３０　　　フォトレジスト吐出ヘッド
１３２　　　露光ヘッド
１４２　　　露光ヘッド
１４４　　　吐出ヘッド
１４６　　　吐出ヘッド
【図１】
2004012902.tif 000003
【図２】
2004012902.tif 000004
【図３】
2004012902.tif 000005
【図４】
2004012902.tif 000006
【図５】
2004012902.tif 000007
【図６】
2004012902.tif 000008
【図７】
2004012902.tif 000009
【図８】
2004012902.tif 000010
【図９】
2004012902.tif 000011
【図１０】
2004012902.tif 000012
【図１１】
2004012902.tif 000013
【図１２】
2004012902.tif 000014
【図１３】
2004012902.tif 000015
【図１４】
2004012902.tif 000016
【図１５】
2004012902.tif 000017
【図１６】
2004012902.tif 000018
【図１７】
2004012902.tif 000019
【図１８】
2004012902.tif 000020