(57)【要約】【課題】  トナー画像に十分なエッチング耐性が要求されない静電潜像を利用したパターン作製方法を提供する。【解決手段】  表面にフォトレジスト膜が形成された基板の該フォトレジスト膜上に、静電潜像を利用した電子写真法によりトナー画像を形成する。このトナー画像をマスクとして、フォトレジスト膜を露光する。露光されたフォトレジスト膜を現像してレジストパターンを形成する。このレジストパターンをマスクとして、基板の表面を加工する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）表面にフォトレジスト膜が形成された基板の該フォトレジスト膜上に、静電潜像を利用した電子写真法によりトナー画像を形成する工程と、
（ｂ）前記トナー画像をマスクとして、前記フォトレジスト膜を露光する工程と、
（ｃ）露光された前記フォトレジスト膜を現像してレジストパターンを形成する工程と、
（ｄ）前記レジストパターンをマスクとして、前記基板の表面を加工する工程と
を有するパターン作製方法。
【請求項２】
前記工程ａが、
感光体に、静電潜像を形成する工程と、
前記静電潜像をトナーで現像することにより、前記感光体上にトナー画像を形成する工程と、
前記感光体上のトナー画像を、前記基板上のフォトレジスト膜上に転写する工程と
を有する請求項１に記載のパターン作製方法。
【請求項３】
前記基板上の前記フォトレジスト膜の上に、光照射によって静電潜像が形成される感光体膜が形成されており、前記工程ａにおいて、前記感光体膜に静電潜像を形成する請求項１に記載のパターン作製方法。
【請求項４】
表面にフォトレジスト膜が形成された加工対象物を保持して、第１の方向に搬送するステージ（２）と、
前記ステージ上に保持された加工対象物のフォトレジスト膜上に、静電潜像を利用した電子写真法によりトナー画像を形成するトナー画像形成手段（４〜９）と、
前記ステージによる搬送方向に関して、前記トナー画像が形成される位置よりも下流側において、前記トナー画像をマスクとして前記フォトレジスト膜を露光する露光装置（１８）と
を有するパターン作製装置。
【請求項５】
前記トナー画像形成手段が、
外周面上に、光照射によって静電潜像が形成される感光体膜が形成され、該感光体膜が前記ステージに保持された加工対象物の表面に接し、該加工対象物が前記第１の方向に搬送されると、外周面が該ステージの搬送速度と同じ速度で移動するように回転する感光ドラムと、
前記感光体膜に静電潜像を形成する静電潜像形成装置と、
前記感光体膜に形成された静電潜像にトナーを付着させることによって現像し、トナー画像を形成する現像装置と
を有する請求項４に記載のパターン作製装置。
【請求項６】
前記トナー画像形成手段が、
前記ステージに保持された加工対象物の表面に形成されている感光体膜に静電潜像を形成する静電潜像形成装置と、
前記加工対象物上の感光体膜に形成された静電潜像に、トナーを付着させることによって現像し、トナー画像を形成する現像装置と
を有する請求項４に記載のパターン作製装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パターン作製方法及びパターン作製装置に関し、特に静電潜像を利用してトナー画像を形成するパターン作製方法及びパターン作製装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント基板の少量多品種化の進展に伴い、プリント基板の回路パターンを形成するためのダイレクトイメージング法の採用が徐々に始まっている。ダイレクトイメージング法では、レーザビームを走査してフォトレジスト膜を直接露光するため、配線パターンに対応するマスクが不要であるという利点がある反面、マスクを用いた方法に比べてスループットが低いという欠点がある。
【０００３】
下記の特許文献１及び２に、マスクを使用することなく、かつダイレクトイメージング法よりもスループットを高めることができる電子写真法を用いたプリント基板の製造方法が開示されている。以下、この製造方法について説明する。
【０００４】
まず、表面に導電層が形成された基板の導電層上に、光導電性感光層を形成する。この感光層に、レーザビームを走査することにより、静電潜像を形成する。この静電潜像を静電トナーで現像することにより、トナー画像を形成する。トナー画像をエッチングマスクとし、トナーの付着していない領域の光導電性層を溶解除去する。トナー画像及びその下に残っている感光層をエッチングマスクとして、導電層をエッチング除去する。その後、トナー画像及び感光層を除去する。
【０００５】
上記方法により、配線パターンに対応するマスクを用いることなく、配線パターンを形成することができる。また、長時間を必要とするフォトレジスト膜のダイレクト露光工程が必要無いため、ダイレクトイメージング法に比べて、スループットを高めることができる。
【０００６】
【特許文献１】特開昭６３−１２９６８９号公報
【特許文献２】特開平６−２２４５４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１及び２に記載された方法では、トナー画像をエッチングマスクとして、その下の感光層を溶解除去している。トナー画像のエッチング耐性が十分でない場合には、残すべき領域の感光層が溶解除去されてしまい、所望のパターンを形成することができなくなる。
【０００８】
本発明の目的は、トナー画像に十分なエッチング耐性が要求されない静電潜像を利用したパターン作製方法及びパターン作製装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一観点によれば、（ａ）表面にフォトレジスト膜が形成された基板の該フォトレジスト膜上に、静電潜像を利用した電子写真法によりトナー画像を形成する工程と、（ｂ）前記トナー画像をマスクとして、前記フォトレジスト膜を露光する工程と、（ｃ）露光された前記フォトレジスト膜を現像してレジストパターンを形成する工程と、（ｄ）前記レジストパターンをマスクとして、前記基板の表面を加工する工程とを有するパターン作製方法が提供される。
【００１０】
本発明の他の観点によると、表面にフォトレジスト膜が形成された加工対象物を保持して、第１の方向に搬送するステージと、前記ステージ上に保持された加工対象物のフォトレジスト膜上に、静電潜像を利用した電子写真法によりトナー画像を形成するトナー画像形成手段と、前記ステージによる搬送方向に関して、前記トナー画像が形成される位置よりも下流側において、前記トナー画像をマスクとして前記フォトレジスト膜を露光する露光装置とを有するパターン作製装置が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
トナー画像を遮光マスクとして、フォトレジスト膜のある領域を一括露光することができるため、ダイレクトイメージング法に比べて、露光時間を短縮することができる。レジスト膜を現像して形成したレジストパターンをマスクとして基板表面を加工するため、トナー画像には、エッチングマスクとしての機械的強度やエッチング耐性が求められない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１に、第１の実施例によるパターン作製装置の概略正面図を示す。基台１の上に、Ｘステージ２が取り付けられている。Ｘステージ２は、その上に加工対象物５０を保持し、Ｘ方向（図１において横方向）に移動することができる。
【００１３】
Ｘステージ２の上方に、第１のカメラ３、第２のカメラ１０、トナー画像形成装置１２、及び露光装置１８が配置されている。第１のカメラ３は、Ｘステージ２に保持されている加工対象物５０の表面に形成されたパターンを観察し、画像データを生成する。
【００１４】
トナー画像形成装置１２は、感光ドラム４、静電潜像形成装置５、現像装置６、除電クリーニングドラム８、帯電装置９、及び定着ドラム１５を含んで構成される。感光ドラム４の円筒状の外周面が、光の照射によって電気抵抗が変化する感光体膜で覆われており、Ｘステージ２に保持された加工対象物５０の表面に接する。感光ドラム４は、Ｘ方向に直交する仮想平面と、加工対象物５０の表面との交線に平行な中心軸を持ち、その中心軸を回転中心として回転する。Ｘステージ２がＸ方向に移動すると、感光ドラム４は、その外周面が加工対象物５０に接触した状態で回転する。外周面の円周方向への移動速度は、Ｘステージ２の移動速度と等しい。
【００１５】
帯電装置９が、感光ドラム４の外周面上に形成されている感光体膜を、コロナ放電によって一様に帯電させる。静電潜像形成装置５は、例えばレーザビームを、感光ドラム４の中心軸に平行な方向に走査するビーム走査器を含んで構成される。なお、多数の発光ダイオードが直線状に配置された高密度ＬＥＤアレイを用いて静電潜像形成装置５を構成してもよい。感光ドラム４を回転させながら、形成すべきパターンに基づいてレーザビームを走査することにより、感光ドラム４の感光体膜に静電潜像を形成することができる。
【００１６】
現像装置６が、トナー容器６Ａとトナー供給ドラム６Ｂとを含んで構成される。トナー供給ドラム６Ｂが、トナー容器６Ａ内の静電トナー２０を感光ドラム４の感光体膜の表面に供給する。感光体膜に形成されている静電潜像がトナーで現像され、感光体膜の表面にトナー画像が形成される。
【００１７】
感光ドラム４が回転して、トナー画像が形成された領域が加工対象物５０の表面に接すると、感光体膜上のトナー画像が加工対象物５０の表面に転写される。加工対象物５０の表面を、トナーの帯電極性とは逆極性に帯電させておくことにより、トナー画像の転写を行うことができる。これにより、加工対象物５０の表面に、未定着のトナー画像２１が形成される。除電クリーニングドラム８が、感光ドラム４の外周面のうち、加工対象物５０の表面に接触した後の領域の除電及びクリーニングを行う。
【００１８】
加工対象物５０がＸ方向に搬送されると、未定着のトナー画像２１が、定着ドラム１５により定着され、定着済トナー画像２２が形成される。
【００１９】
露光装置１８が、紫外光１９を加工対象物５０の表面に照射する。露光装置１８は、例えばガス放電型紫外線ランプや、紫外域の高調波を出力する固体レーザ発振器で構成される。加工対象物５０の、定着済トナー画像２２が形成された領域を露光装置１８の下方まで搬送することにより、その領域を紫外光１９で露光することができる。
【００２０】
加工対象物５０に、スルーホール等のパターンが形成されている場合には、第１のカメラ３がこのパターンを観察し、画像データを生成する。この画像データに基づいて、静電潜像形成装置５で形成する静電潜像の位置決めが行われる。感光ドラム４の外周面のうちトナー画像が形成されている領域を、第２のカメラ１０が観察し、画像データを生成する。第１のカメラ３の画像データと第２のカメラ１０の画像データとを比較することにより、加工対象物５０に形成されているパターンと、感光ドラム４の感光体膜上に形成されているトナー画像との位置ずれの有無を検出することができる。
【００２１】
次に、図２（Ａ）〜図２（Ｇ）を参照して、図１のパターン作製装置を用いたパターン作製方法について説明する。
【００２２】
図２（Ａ）に示すように、加工対象物５０は、コア基板５１、導電膜５２、及びフォトレジスト膜５３の３層構造を有する。コア基板５１は、例えばエポキシ樹脂等で形成され、導電膜５２は、例えば銅で形成される。図２（Ｂ）に示すように、フォトレジスト膜５３の表面上に、トナー画像２１を形成する。このトナー画像２１は、図１に示した感光ドラム４の外周面上に形成されているトナー画像を転写することにより形成される。
【００２３】
図２（Ｃ）に示すように、トナー画像２１を定着させることにより、定着済トナー画像２２を得る。トナー画像２１の定着は、トナー画像２１を、図１に示した定着ドラム１５の下を通過させることにより行われる。図２（Ｄ）に示すように、定着済トナー画像２２を遮光マスクとして、フォトレジスト膜５３を紫外線１９で露光する。この露光は、露光すべき領域を、図１に示した露光装置１８の下を通過させることにより行われる。
【００２４】
図２（Ｅ）に示すように、露光されたフォトレジスト膜５３を現像する。定着済トナー画像２２の下にレジストパターン５３ａが残り、その他の領域においては、導電膜５２が露出する。図２（Ｆ）に示すように、レジストパターン５３ａをエッチングマスクとして、導電膜５２をエッチング除去する。レジストパターン５３ａの下に配線パターン５２ａが残り、その他の領域においてはコア基板５１が露出する。図２（Ｇ）に示すように、フォトレジスト膜５３を、その上の定着済トナー画像２２と共に除去する。
【００２５】
上記実施例では、図２（Ｄ）に示した工程において、加工対象物５０の表面のある領域内のフォトレジスト膜５３が一括露光される。このため、レーザビームを走査しながら露光を行う従来のダイレクトイメージング法に比べて、露光時間を短縮することができる。なお、上記実施例では、図１に示した静電潜像形成装置５により、レーザビームを走査しながら感光ドラム４の感光体膜に静電潜像を形成している。一般的に静電潜像を形成するために必要な露光量は、フォトレジスト膜に必要とされる露光量に比べて４桁程度少ない。このため、上記実施例による方法の静電潜像を形成するための露光時間は、ダイレクトイメージング法によるフォトレジスト膜の露光時間に比べて短い。その結果、スループットの向上を図ることが可能になる。
【００２６】
また、上記実施例では、定着済トナー画像２２は、フォトレジスト膜５３の露光時に、紫外光を遮光するマスクとして機能すればよい。図２（Ｆ）に示した導電膜５２をエッチングする時には、レジストパターン５３ａがエッチングマスクとして作用する。このため、定着済トナー画像２２には、エッチングマスクに必要とされる物理的強度及びエッチング耐性が必要とされない。このため、トナーとして、一般的に用いられているカーボンブラック含有の静電トナーを用いることができる。紫外光を十分遮光するために、カーボンブラックの含有量を５重量％以上とすることが好ましい。また、帯電不良の発生を防止するために、カーボンブラックの含有量を１５重量％以下とすることが好ましい。
【００２７】
上記実施例において、湿式トナー及び乾式トナーの何れを用いてもよい。静電潜像の現像速度の観点では、乾式トナーが優れており、パターンの解像度の観点では、湿式トナーの方が優れている。例えば、乾式トナーの粒径が７〜８μｍであるのに対し、湿式トナーの粒径は、０．１〜０．５μｍである。
【００２８】
図３に、第２の実施例によるパターン作製装置の概略正面図を示す。第２の実施例では、図１に示した第１の実施例によるパターン作製装置のトナー画像形成装置１２の代わりに、構造の異なるトナー画像形成装置３０が配置されている。その他の構成は、第１の実施例による装置の構成と同じである。なお、第２の実施例で取り扱う加工対象物５０の表面には、ＺｎＯ等の感光体膜が形成されている。
【００２９】
トナー画像形成装置３０は、帯電装置３１、静電潜像形成装置３２、湿式現像器３３、定着装置３６を含んで構成され、これらの装置が、加工対象物５０が搬送されるＸ方向にこの順番に配置されている。帯電装置３１が、加工対象物５０の表面に形成された感光体膜を一様に帯電させる。静電潜像形成装置３２が、レーザビーム３８を出射し、走査することにより、加工対象物５０の感光体膜に、形成すべきパターンに対応した静電潜像を形成する。
【００３０】
湿式現像器３３が、加工対象物５０の感光体膜に形成されている静電潜像に、トナーを電気泳動により付着させて現像する。この方法は、エレクトロファックス方式、液体現像転写方式と呼ばれている。これにより、感光体膜の表面にトナー画像２１が形成される。この方法では、１００本／ｍｍ以上の解像性を得ることができる。定着装置３６が、トナー画像２１を乾燥させることにより、定着させる。定着装置３６により、未定着のトナー画像２１から定着済トナー画像２２が得られる。
【００３１】
図４（Ａ）〜図４（Ｈ）を参照して、図３に示したパターン作製装置を用いてパターンを作製する方法について説明する。
【００３２】
図４（Ａ）に示すように、第２の実施例で取り扱う加工対処物５０は、第１の実施例で取り扱った加工対象物と同様に、コア基板５１の上に、導電膜５２、及びフォトレジスト膜５３が積層された積層構造を含む。第２の実施例で取り扱う加工対象物５０においては、フォトレジスト膜５３の表面に、静電潜像を形成するための感光体膜５４が密着している。感光体層５４は、例えばＺｎＯ等で形成される。図３に示した帯電装置３１により、感光体膜５４の表面を一様に帯電させる。静電潜像形成装置３２により、感光体膜５４にレーザビーム３８を入射させて静電潜像を形成する。
【００３３】
図４（Ｂ）に示すように、図３の湿式現像器３３により、静電潜像を湿式トナーで現像し、トナー画像２１を形成する。図４（Ｃ）に示すように、未定着のトナー画像２１を乾燥させることにより、定着済トナー画像２２を形成する。図４（Ｄ）に示すように、定着済トナー画像２２を遮光マスクとして、感光体膜５４を通してフォトレジスト膜５３を露光する。図４（Ｅ）に示すように、感光体膜５４を定着済トナー画像２２と共に除去する。図４（Ｄ）の工程で露光されて潜像が形成されているフォトレジスト膜５３が露出する。
【００３４】
図４（Ｆ）に示すように、フォトレジスト膜５３を現像することにより、レジストパターン５３ａを残す。図４（Ｇ）に示すように、レジストパターン５３ａをエッチングマスクとして、導電膜５２をエッチング除去することにより、レジストパターン５３ａの下に配線パターン５２ａを残す。図４（Ｈ）に示すように、レジストパターン５３ａを除去する。コア基板５１の上に配線パターン５２ａが残る。
【００３５】
上記第２の実施例による方法でも、第１の実施例の場合と同様に、トナー画像にエッチングマスクとしての機械的強度やエッチング耐性が要求されず、かつスループットの向上を図ることができる。
【００３６】
上記実施例では、一例として、プリント基板の配線パターンを形成した。上記実施例によるパターン作製方法は、レジストパターンをマスクとして基板表面を加工するその他の技術に適用することが可能である。
【００３７】
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】第１の実施例によるパターン作製装置の概略正面図である。
【図２（Ａ）】第１の実施例によるパターン作製方法を説明するための加工対象物の断面図（その１）である。
【図２（Ｂ）】第１の実施例によるパターン作製方法を説明するための加工対象物の断面図（その２）である。
【図２（Ｃ）】第１の実施例によるパターン作製方法を説明するための加工対象物の断面図（その３）である。
【図２（Ｄ）】第１の実施例によるパターン作製方法を説明するための加工対象物の断面図（その４）である。
【図２（Ｅ）】第１の実施例によるパターン作製方法を説明するための加工対象物の断面図（その５）である。
【図２（Ｆ）】第１の実施例によるパターン作製方法を説明するための加工対象物の断面図（その６）である。
【図２（Ｇ）】第１の実施例によるパターン作製方法を説明するための加工対象物の断面図（その７）である。
【図３】第２の実施例によるパターン作製装置の概略正面図である。
【図４（Ａ）】第２の実施例によるパターン作製方法を説明するための加工対象物の断面図（その１）である。
【図４（Ｂ）】第２の実施例によるパターン作製方法を説明するための加工対象物の断面図（その２）である。
【図４（Ｃ）】第２の実施例によるパターン作製方法を説明するための加工対象物の断面図（その３）である。
【図４（Ｄ）】第２の実施例によるパターン作製方法を説明するための加工対象物の断面図（その４）である。
【図４（Ｅ）】第２の実施例によるパターン作製方法を説明するための加工対象物の断面図（その５）である。
【図４（Ｆ）】第２の実施例によるパターン作製方法を説明するための加工対象物の断面図（その６）である。
【図４（Ｇ）】第２の実施例によるパターン作製方法を説明するための加工対象物の断面図（その７）である。
【図４（Ｈ）】第２の実施例によるパターン作製方法を説明するための加工対象物の断面図（その８）である。
【符号の説明】
【００３９】
１  基台
２  Ｘステージ
３  第１のカメラ
４  感光ドラム
５  静電潜像形成装置
６  現像装置
６Ａ  トナー容器
６Ｂ  トナー供給ドラム
８  除電クリーニングドラム
９  帯電装置
１０  第２のカメラ
１２  トナー画像形成装置
１５  定着ドラム
１８  露光装置
１９  紫外光
２１  未定着トナー画像
２２  定着トナー画像
３０  トナー画像形成装置
３１  帯電装置
３２  静電潜像形成装置
３３  湿式現像器
３６  定着装置
３８  レーザビーム
５０  加工対象物
５１  コア基板
５２  導電膜
５２ａ  配線パターン
５３  レジスト膜
５３ａ  レジストパターン
５４  感光体膜
【図１】
2007059715.tif 000003
【図２（Ａ）】
2007059715.tif 000004
【図２（Ｂ）】
2007059715.tif 000005
【図２（Ｃ）】
2007059715.tif 000006
【図２（Ｄ）】
2007059715.tif 000007
【図２（Ｅ）】
2007059715.tif 000008
【図２（Ｆ）】
2007059715.tif 000009
【図２（Ｇ）】
2007059715.tif 000010
【図３】
2007059715.tif 000011
【図４（Ａ）】
2007059715.tif 000012
【図４（Ｂ）】
2007059715.tif 000013
【図４（Ｃ）】
2007059715.tif 000014
【図４（Ｄ）】
2007059715.tif 000015
【図４（Ｅ）】
2007059715.tif 000016
【図４（Ｆ）】
2007059715.tif 000017
【図４（Ｇ）】
2007059715.tif 000018
【図４（Ｈ）】
2007059715.tif 000019