CN1133902C - 抗蚀剂的显影方法以及显影装置 - Google Patents

Abstract

本发明的课题是提供提高刻蚀技术中抗蚀剂的显影图形的精度，避免操作的迟缓和烦杂的显影方法以及显影装置。本发明的显影装置具有积存显影液(22)的显影容器(20)，把被涂敷了光抗蚀剂和被曝光了的挠性薄膜(12)引导到显影容器(20)内使其浸泡在显影液(22)中的导向装置(14，16)，从排放口(28a)把由显影液(22)产生的液压加到浸泡在显影液(22)中的挠性薄膜(12)上的泵(26)。

Description

抗蚀剂的显影方法以及显影装置

本发明涉及刻蚀技术中的抗蚀剂的显影方法以及显影装置。

作为半导体元件安装技术的TAB(载带自动键合)技术正在被实用化。在该技术中，具有在挠性电路底板上安装半导体元件，适于大批量生产，能够小型化，能够形成精密图形等等众多的特征。

这里，挠性电路底板经过多个工序制造。即，经过在以树脂为主要材料的长挠性薄膜上粘贴铜等金属箔的工序，涂敷光抗蚀剂的工序，把电路图形进行曝光的工序，显影电路图形的工序，进行刻蚀留下电路图形的工序，除去光抗蚀剂的工序，电镀工序等，制造出挠性电路底板。

图3中示出了这些工序中的把电路图形进行显影的工序。图中，卷绕在卷筒102上的挠性薄膜104是涂敷了光抗蚀剂(未图示)，并且把电路图形进行了曝光的薄膜。挠性薄膜104由链轮106、112、114引导通过显影容器108内。在显影容器108中积存显影液110，涂敷在挠性薄膜104上的光抗蚀剂的被曝光的部分由显影液110溶解并去除。另外，在这里使用的是正型光抗蚀剂。接着，挠性薄膜104经过链轮116在清洗机118中被清洗，并在干燥机120中干燥后被卷筒122卷绕。

在上述工序中，随着进行挠性薄膜104的显影，显影液110特别地将在挠性薄膜104的附近劣化，浓度降低。即，例如即使存在于同一显影容器108内，显影液110的浓度也部分地不相同，在显影程度上产生偏差。特别地，在电路图形的间距细微的情况下，如果进行后续的刻蚀工序，则由于其偏差的原因将产生电路图形的断线和短路。另外，随着增加使用次数，显影液110的浓度不仅部分地而且整体地下降，使得显影速度迟缓。为了避免这一点，需要调整挠性薄膜104的送出速度和显影液的温度等条件，使得操作复杂化。

本发明是着眼于上述问题而产生的，其目的在于提供使刻蚀技术中的抗蚀剂的显影图形精度提高，避免操作的迟缓和复杂化的显影方法以及显影装置。

(1)本发明在刻蚀技术中抗蚀剂的显影方法中，包括把被涂敷了抗蚀剂以及被曝光了的显影对象物浸泡在积存于容器内的显影液中，同时把由上述显影液产生的液压加入到上述显影对象物上的工序。

如果依据本发明，把显影对象物浸泡在积存于容器中的显影液内，进行显影。从而，显影液虽然接触空气，但由于仅是其液面因此接触面积小，空气中的二氧化碳难以溶入显影液中。如果这样做，则二氧化碳溶入显影液中产生的碳酸和作为显影液主要成分的碱的中和反应减少，能够抑制显影液中的碱浓度的降低。

另外，在簇射显影液情况下由于显影液成为细小的雾状，故显影液和空气的接触面积非常大，有相当多的空气中的二氧化碳溶入显影液中，过早地使显影液恶化。但是，如果依据本发明，将防止在簇射显影液时产生那样的泡沫。

进而，如果依据本发明，则由显影液产生的液压加入到显影对象物上。该液压不仅能够加速显影速度，而且能够搅拌显影液使浓度均匀，降低后续的刻蚀工艺中的断线和短路等的不良情况。另外，由于在液压方向上进行显影，因而可能成为各向异性显影，能够在与表面几乎成直角的方向显影抗蚀剂，得到出色的抗蚀剂图形。

(2)上述显影对象物可以是粘贴了金属箔，而且对应电路图形曝光了上述抗蚀剂而构成挠性的薄膜。在TAB技术中使用这样的挠性薄膜。

(3)上述液压也可以循环地加入积存在上述容器中的上述显影液。通过这样做，能够在容器内搅拌显影液使其浓度均匀。

(4)上述液压最好根据上述显影液的浓度进行调整。这样，如果改变显影液的液压，则能够进行显影速度的调整。例如，在显影液新，碱浓度高时，由于原来显影液显影速度很快，因此减小液压，如果随着进行显影，显影液劣化，则通过加大液压能够抑制显影速度的下降。这样，不管显影液的状态如何，能够在恒定的显影时间内进行显影。

(5)上述液压最好是随着上述显影液浓度的下降而升高。这样，即使显影液的浓度下降也能够通过提高液压维持显影能力。

(6)本发明在进行刻蚀技术中的抗蚀剂显影的显影装置中具有

积存显影液的容器；

把被涂敷了抗蚀剂以及被曝光的显影对象物引导到上述容器内使其浸泡在上述显影液中的导向装置；

在浸泡于上述显影液的上述显影对象物上加入由上述显影液产生的液压的泵。

使用该显影装置，能够实施上述显影方法。

(7)上述显影对象物是粘贴了金属箔而且对应电路图形曝光了上述抗蚀剂构成的挠性薄膜，

还可以具有进行上述挠性薄膜的卷开的开卷筒和进行卷绕上述挠性薄膜的卷绕筒。

这样，能够有效地进行对于在TAB技术中使用的挠性薄膜的抗蚀剂的显影。

(8)本发明的显影装置还可以具有调整上述显影液的液压的阀门。用该阀门调整显影液的液压，能够维持恒定的显影时间。

图1示出本发明实施形态的显影装置。

图2示出本发明另一个实施形态的显影装置。

图3示出以往的显影装置。

下面，参照附图说明本发明的实施形态。

图1是示出本发明实施形态的显影装置的概略图。该显影装置具有开卷筒10，显影容器20，清洗机30，干燥机40以及卷绕筒50。

开卷筒10上卷绕了在TAB技术中使用的挠性薄膜12。挠性薄膜12上作为金属箔粘贴着例如铜箔，在该铜箔上涂敷着光抗蚀剂。进而，光抗蚀剂对应电路图形进行曝光。从而，挠性薄膜12成为等待刻蚀技术中的显影工序的状态，用图1所示的显影装置进行显影工序。

另外，挠性薄膜12卷绕在开卷筒10上，使得光抗蚀剂的涂敷面朝向外侧。

显影容器20中积存着显影液22，构成为能够把挠性薄膜12浸泡在显影液22中进行显影。即，在开卷筒10侧的显影容器20的上方设有导向装置14，挠性薄膜12沿显影容器20的内周面被引导到其内部。另外，在显影容器20的底部，挠性薄膜12通过导向装置16被导向横方向。进而，借助导向装置18，挠性薄膜12被导向上方，送出到显影容器20以外。这样，挠性薄膜12浸泡在显影容器20中所积存的显影液22内进行显影。

本实施形态中，在显影容器20内，把显影液22的液压加入到挠性薄膜12上。即，用泵26从设置在显影容器20下部的管路24吸入显影液22，从设置在管路28的顶端的排放口28a排放显影液22。这样，把液压加入在挠性薄膜12上，能够提高显影能力，同时还能够进行显影液22的搅拌。

另外，管路24设定于对应显影容器20的开口位置使得能够从排放口28a的上方位置吸入显影液22。通过这样做，即使在排放口28a上方的位置上，也能够通过管路24的吸入搅拌显影液。

排放口28a构成为面向挠性薄膜12中的光抗蚀剂的涂敷面，把排放的显影液22喷涂到光抗蚀剂上。详细地讲，使挠性薄膜12其光抗蚀剂的涂敷面朝向显影容器20的中央侧那样，使用导向装置14、16进行导向。从而，在显影容器20的底部由于涂敷面朝向上方，因此排放口28a配置成朝向下方。

另外，在管路28上设有阀门60，构成为能够调整从排放口28a排放的显影液22的液压。

这样，通过显影容器20内的挠性薄膜12用导向装置32送到清洗机30的下方。清洗机30向挠性薄膜12上簇射清洗液，洗去显影液22。

其次，挠性薄膜12经过导向装置42传送到干燥机40的下方进行干燥，经过导向装置44被卷绕筒50卷绕。卷绕筒50用马达52进行旋转。从而，通过卷绕筒50的旋转，从开卷筒10经过显影容器20内部卷绕挠性薄膜12。

本实施形态如以上那样构成，以下说明其作用。

首先，在开卷筒10上卷绕结束了光抗蚀剂的涂敷以及曝光的挠性薄膜12，拉出该挠性薄膜12，使其由导向装置14、16、18、32、42、44导引，安装到卷绕筒50上。另外，在显影容器20中予先充满显影液22。

接着，在使卷绕筒50旋转的同时，驱动泵26，在挠性薄膜12上加入显影液22的液压。这时，泵26在吸入显影容器20内的显影液22的同时从排放口28a排放显影液22。从而，由于显影容器20内的显影液被搅拌，其碱浓度成为均匀。另外，显影液22的液压由于加入到挠性薄膜12中的光抗蚀剂的涂敷面上，因此能够提高显影效果。通过这样做，能够无偏差且均匀地进行光抗蚀剂的显影。

还有，如果伴随显影的进行，显影液22的碱浓度降低，则通过用阀门60加大显影液22的液压，能够提高显影速度。反之，在新显影液22的情况下，由于即使不加入液压也能够确保充分的显影速度，所以通过阀门60减小显影液22的液压。这样，通过调整排出的显影液22的液压，则无论显影液的碱浓度的状况如何，都能够在恒定时间内进行显影，大幅度地提高操作效率。

另外，图2示出本发明其它实施形态的显影装置。该图所示的显影装置由于除去管路74的构成以外和图1所示的显影装置相同，因此标注相同的符号并且省略说明。

如图2所示，管路74位于排放口28a的上方，而且，从显影液22的液面进入到顶端部分。通过这样做，由于在最远离排放口28a的位置，吸入并且搅拌显影液22，所以能够进行显影液22的总体搅拌。

其次，说明使用了上述显影装置进行的实验结果。作为显影液，使用氢氧化钠(NaOH)溶液，把液温设定为27.0℃，光抗蚀剂的厚度设定为4μm。而且，调查得到和用75秒曝光的掩模图形线宽度相同的抗蚀剂图形线宽度时的显影液的碱浓度和排放的显影液的液压之间的关系。下表中示出其结果。

浓度(mol/1)	0.115～0.120	0.120～0.125	0.125～0.130	0.130～0.135	0.135～0.140	0.140～0.145
							液压(kgf/cm2)	2.0	1.7	1.5	1.3	1.1	1.0

如上表所示，在碱浓度为0.140～0.145mol/1时，使用新显影液，能够在低液压下进行充分的显影。另一方面，在碱浓度是0.115～0.120mol/1时，显影液的劣化加重，通过把显影液的液压提高到2.0kgf/cm²，能够和使用新显影液时的相同时间进行显影。这样，通过实验也确认了本发明的效果。

Claims (5)

1.刻蚀技术中的抗蚀剂的显影方法，

包括把被涂敷了抗蚀剂以及被曝光了的显影对象物浸泡在容器内所积存的显影液中，同时，把由上述显影液产生的液压加到上述显影对象物上的工序，并且调整上述液压使得上述液压随上述显影液的浓度下降而升高。

2.权利要求1中记述的刻蚀技术中的抗蚀剂的显影方法，其中

上述显影对象物是粘贴了金属箔、在上述金属箔上涂敷了上述抗蚀剂而且对应于电路图形曝光上述抗蚀剂构成的挠性薄膜。

3.权利要求2中记述的刻蚀技术中的抗蚀剂的显影方法，其中

上述液压循环地加入积存在上述容器中的上述显影液。

4.对刻蚀技术中的抗蚀剂进行显影的显影装置，具有

积存显影液的容器；

把涂敷了抗蚀剂以及被曝光了的显影对象物引导到上述容器内使其浸泡在上述显影液中的导向装置；

把由上述显影液产生的液压加到浸泡在上述显影液中的上述显影对象物上的泵；

调整上述晃影的液压的阀门，用于使上述液压随上述显影液浓度的下降而升高。

5.权利要求4中记述的对刻蚀技术中的抗蚀剂进行显影的显影装置，其中

上述显影对象物是粘贴了金属箔、在上述金属箔上涂敷了上述抗蚀剂而且对应电路图形曝光了上述抗蚀剂构成的挠性薄膜，

还具有进行上述挠性薄膜的开卷的开卷筒和进行上述挠性薄膜的卷绕的卷绕筒。

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