CN115942996A - 喷嘴、显影装置以及被处理体的加工方法 - Google Patents

喷嘴、显影装置以及被处理体的加工方法 Download PDF

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Abstract

在一个方式中，提供一种向被处理体喷射处理液的喷嘴。该喷嘴具备：具有中心轴线的壳体、向壳体内供给处理液的液体供给口、向壳体内供给压缩气体的气体供给口、以及将处理液与压缩气体一同喷射的喷射口，喷射口具有以中心轴线为中心的圆环形状。

Description

喷嘴、显影装置以及被处理体的加工方法
技术领域
本发明涉及喷嘴、显影装置以及被处理体的加工方法。
背景技术
在专利文献1中，记载了向在被处理体的表面形成的抗蚀膜供给显影液，而使该抗蚀膜显影的显影装置。该显影装置具有包含横长狭缝形状的喷射口的喷嘴，通过从该喷嘴向喷射口的短边方向倾斜的方向与高压气体一同喷射显影液，而在被处理体上形成抗蚀图案。
专利文献1：日本专利5153332号公报
如上述那样，在专利文献1记载的喷嘴中，向喷射口的短边方向倾斜的方向喷射显影剂，由此能够促进抗蚀膜向该短边方向的显影。另一方面，在喷射口的长边方向，通过对抗蚀膜从大致垂直方向供给显影剂，能够抑制抗蚀膜的显影的进行。因此，在使用专利文献1记载的喷嘴而进行了显影处理的情况下，存在在喷射口的长边方向以及短边方向上，在抗蚀图案的图案尺寸上产生差异的情况。若使用这样的抗蚀图案对被处理体进行加工，则存在因面内方向而会在被处理体的加工精度产生偏差的情况。因此，特别是在对被处理体的加工要求较高的精度的情况下，存在以被要求的精度对被处理体进行加工变得困难的情况。
发明内容
因此，本公开的目的在于，提高相对于被处理体的加工的均匀性。
在一个方式中，提供一种喷射处理液的喷嘴。该喷嘴具备具有中心轴线的筒状的壳体。该壳体具有：液体供给口，其向壳体内供给处理液；气体供给口，其向壳体内供给压缩气体；以及喷射口，其将处理液与压缩气体一同喷射。喷射口具有以中心轴线为中心的圆环形状。
上述方式的喷嘴具备具有圆环形状的喷射口，从该喷射口喷射从液体供给口导出的处理液以及从气体供给口导出的压缩气体。从具有圆环形状的喷射口在以中心轴线为中心的周向上均匀地喷射处理液，因此在该周向上抑制加工精度的偏差。因此，能够提高相对于被处理体的加工的均匀性。
一个实施方式的喷嘴也可以进一步具备杆部件，该杆部件在中心轴线的延伸方向上配置于液体供给口与喷射口之间，且具有直径随着朝向喷射口侧而扩大的倾斜面，将从液体供给口供给的处理液以及从气体供给口供给的压缩气体引导至喷射口的流体通路被形成于壳体的内周面与倾斜面之间。流入在壳体的内周面与杆部件之间形成的流体通路的处理液以及压缩气体沿着杆部件的倾斜面被引导，并从喷射口喷射。由此，向相对于中心轴线倾斜的方向喷射处理液，因此能够向被处理体的开口部的侧壁面全面地供给处理液。其结果，能够提高被处理体的加工精度。
一个实施方式的喷嘴也可以构成为从喷射口将处理液雾状地喷射。将处理液雾状地喷射，由此处理液容易被供给至被处理体的开口部的内部，因此能够更加提高被处理体的加工精度。
在一个实施方式中，也可以进一步具备：液体供给管，其将处理液沿着中心轴线引导至壳体内；及扩散板，其将在液体供给管流动的处理液扩散，且形成有沿着以中心轴线为中心的周向排列的多个开口。在该实施方式中，在液体供给管流动的处理液在与扩散板碰撞而扩散后，与压缩空气一同被引导至流体通路。将这样扩散的处理液导入流体通路，由此能够提高从喷射口喷射的处理液的均匀性。
在一个实施方式中，处理液也可以为将抗蚀膜显影的显影液或者对被处理体进行蚀刻的蚀刻液。从上述的喷嘴向被处理体喷射显影液或者蚀刻液，由此能够以较高的均匀性加工被处理体。
在一个方式中，提供一种将在被处理体上形成的抗蚀膜显影的显影装置。该显影装置具备：处理容器；配置于处理容器内的上述喷嘴；搬运机构，其在处理容器内使被处理体相对于喷嘴相对地移动；显影液供给装置，其将显影液作为处理液供给至喷嘴；以及将压缩气体供给至喷嘴的压缩气体供给装置。
在上述方式的显影装置中，从上述的喷嘴将显影液与压缩气体一同相对于被处理体进行喷射，由此能够以较高的均匀性将抗蚀膜显影。
在一个实施方式中，显影液供给装置也可以将被加热到40℃以上的显影液供给至喷嘴。将被加热到40℃以上的显影液供给至喷嘴，由此能够将抗蚀膜有效地显影。
在一个实施方式中，也可以进一步具备回收装置，该回收装置从处理容器内回收包含显影液的气体，且进行气液分离。通过回收装置对包含显影液的气体进行气液分离，由此能够从该气体回收显影液。
一个方式的被处理体的加工方法包含：在被处理体上形成具有感光性的抗蚀膜的工序、对抗蚀膜进行曝光的工序、从具有圆环状的喷射口的喷嘴对被曝光的抗蚀膜与压缩气体一同喷射显影液而形成抗蚀图案的工序。
在上述方式的加工方法中，从具有圆环状的喷射口的喷嘴喷射显影液而形成抗蚀图案。从圆环状的喷射口向该喷射口的周向均匀地喷射显影液，因此能够以较高的均匀性将抗蚀膜显影。使用这样形成的抗蚀图案，由此能够提高对被处理体加工的均匀性。
在一个实施方式中，也可以从喷射口雾状地喷射显影液。雾状地喷射显影液，由此能够抑制抗蚀膜的膨起，并且容易将显影液供给至抗蚀膜的开口部的内部。因此，能够在抗蚀膜以较高的精度形成图案。
在一个实施方式中，也可以以从沿着喷射口的中心轴线的方向观察呈圆环状，并且直径随着从喷射口分离而变大的喷射模式喷射显影液。以这样的喷射模式喷射显影液，由此能够在抗蚀膜以较高的均匀性以及较高的精度形成图案。
在一个实施方式中，显影液的喷射方向也可以相对于中心轴线以10°以下的角度倾斜。向相对于中心轴线以10°以下的角度倾斜的方向喷射显影液，由此能够向抗蚀膜的开口部的侧壁面全面地供给显影液，因此能够在抗蚀膜以较高的精度形成图案。
在一个实施方式中，也可以进一步包含隔着抗蚀图案将研磨材料向被处理体进行喷射，而除去被处理体的一部分的工序。使用由上述的方法形成的抗蚀图案对被处理体进行加工，由此能够以较高的均匀性对被处理体进行加工。
在一个实施方式中，进一步包含从喷嘴隔着抗蚀图案向被处理体喷射蚀刻液，而除去被处理体的一部分的工序。使用上述的喷嘴喷射蚀刻液，由此能够以较高的均匀性对被处理体进行加工。
在一个实施方式中，也可以进一步包含向抗蚀图案供给剥离液，而从被处理体除去抗蚀图案的工序。
发明效果
根据本发明的一个方式以及各种实施方式，能够提高对被处理体加工的均匀性。
附图说明
图1是示意性地表示一个实施方式的显影装置的图。
图2是一个实施方式的喷嘴的立体图。
图3是一个实施方式的喷嘴的剖视图。
图4是扩散板的俯视图。
图5是喷射口的仰视图。
图6是沿着图2的VI―VI线的显影液的喷射流的剖视图。
图7是表示相对于被处理体的喷嘴的扫描方向的图。
图8是表示通过显影处理除去抗蚀膜的一部分的样子的图。
图9是表示一个实施方式的被处理体的处理方法的流程图。
图10是表示形成抗蚀膜的工序的图。
图11是表示对抗蚀膜进行曝光的工序的图。
图12是表示将抗蚀膜显影的工序的图。
图13是表示对被处理体进行喷砂加工的工序的图。
图14是表示将抗蚀图案剥离的工序的图。
图15的(a)是表示通过比较例1而形成的抗蚀图案的SEM照片，图15的(b)是表示通过实施例1而形成的抗蚀图案的SEM照片。
图16的(a)是表示通过比较例2而形成的抗蚀图案的SEM照片，图16的(b)是表示通过实施例2而形成的抗蚀图案的SEM照片。
具体实施方式
以下，参照附图，对本公开的实施方式进行说明。此外，在以下的说明中，对相同或者相当要素标注相同附图标记，且重复的说明不再重复。附图的尺寸比率不必与说明的尺寸比率一致。在以下的说明中，将通过曝光而被转印图案的感光性皮膜称为抗蚀膜，将通过将抗蚀膜显影而形成有具有与被转印至抗蚀膜的图案对应的形状的开口部的皮膜称为抗蚀图案。
图1是示意性地表示一个实施方式的显影装置100的图。图1所示的显影装置100例如是将通过光刻而对图案进行了曝光的抗蚀膜显影的显影装置。在以下的说明中，将后述的喷嘴2的移动方向设为X方向，将后述的被处理体10的搬运方向设为Y方向，将与X方向以及Y方向垂直的方向设为Z方向而进行说明。
如图1所示，显影装置100具备：处理容器1、喷嘴2、被处理体搬运机构3、喷嘴搬运机构4、显影液供给装置5、压缩空气供给装置(压缩气体供给装置)6以及回收装置7。
处理容器1在其内部划分出显影室S1。在显影室S1配置有作为处理对象物的被处理体10。被处理体10例如是印刷电路基板、硅基板、玻璃基板、金属基板等的加工基板，也可以是对这些加工基板实施了规定的处理的中间生产物。在被处理体10的表面上形成有被转印规定的图案的抗蚀膜12。抗蚀膜12例如是具有感光性的干膜抗蚀剂。
喷嘴2以后述的喷射口20与被处理体10对置的状态配置于显影室S1。喷嘴2相对于在被处理体10上形成的抗蚀膜12喷射显影液14作为处理液。此外，显影装置100也可以具备多个喷嘴2。
上述被处理体搬运机构3以及喷嘴搬运机构4构成在显影室S1内使被处理体10相对于喷嘴2移动的搬运装置。被处理体搬运机构3在显影室S1内支承被处理体10。被处理体搬运机构3例如是传送带装置，沿Y方向搬运在其上载置的被处理体10。
喷嘴搬运机构4在显影室S1保持喷嘴2。喷嘴搬运机构4例如包含沿X方向延伸的导轨41、保持该喷嘴2的保持部件42、及驱动保持部件42的驱动部43。喷嘴搬运机构4通过驱动部43的驱动力，使保持部件42沿着导轨41移动，由此沿X方向搬运喷嘴2。
此外，显影装置100可以具备被处理体搬运机构3以及喷嘴搬运机构4中的一方作为搬运装置，仅使被处理体10以及喷嘴2的一方沿X方向以及Y方向移动，也可以具备被处理体搬运机构3以及喷嘴搬运机构4双方，使被处理体10以及喷嘴2双方移动。
显影液供给装置5以高压高温状态储存用于将抗蚀膜12显影的显影液14。显影液14例如含有碳酸钠水溶液。在显影液供给装置5连接有配管51，显影液供给装置5经由该配管51将显影液14向喷嘴2供给。此外，显影液供给装置5也可以将被加热到40℃以上的显影液14向喷嘴2进行压送。
压缩空气供给装置6例如包含压缩机，经由配管52向喷嘴2供给压缩空气(压缩气体)15。从压缩空气供给装置6向喷嘴2供给的压缩空气15的压力也可以略小于从显影液供给装置5向喷嘴2供给的显影液14的压力。调整向喷嘴2供给的压缩空气15的压力与向喷嘴2供给的显影液14的压力的差压，由此能够调整显影液14从喷嘴2的喷射量。显影液14的喷射量随着向喷嘴2供给的压缩空气15的压力与向喷嘴2供给的显影液14的压力的差压增大而增加。例如，该差压也可以设定为0.01MPa以上0.05MPa以下。此外，压缩空气供给装置6也可以向喷嘴2供给空气以外的气体。
回收装置7从显影室S1回收包含显影液14的气体，且进行气液分离。如图1所示，回收装置7具备气液分离机61。气液分离机61例如是旋风分离式的气液分离机，经由配管53与显影室S1连接，并且经由配管54与鼓风机62连接。在抗蚀膜12的显影时，从喷嘴2喷射显影液14以及压缩空气15，由此显影室S1的内部压力增加。因此，要求将显影室S1形成负压。鼓风机62经由配管54吸引气液分离机61内的气体。通过鼓风机62使气液分离机61内的压力成为负压，由此显影室S1内的包含显影液14的气体经由配管53被吸引至气液分离机61。气液分离机61包含过滤器，通过该过滤器捕集所吸引的气体中包含的显影液14，并将捕集到的显影液14回收至回收罐63。被回收罐63回收的显影液14再利用于抗蚀膜12的显影处理。
另外，从喷嘴2喷射的显影液14被设置于显影室S1的下方的罐回收。被该罐回收的显影液14通过泵而被排出至显影装置100的外部。此外，被回收的显影液14也可以返回显影液供给装置5，再利用于抗蚀膜12的显影处理。
参照图2以及图3，对一个实施方式的喷嘴详细地进行说明。图2是喷嘴2的立体图，图3是沿着喷嘴2的中心轴线AX的剖视图。如图2以及图3所示，喷嘴2具备具有圆环形状的喷射口20，从该喷射口20喷射显影液14以及压缩空气15作为气液二相流。在以下的说明中，存在将喷射口20侧的方向称为喷嘴2的前端侧，将与喷射口20相反的一侧的方向称为喷嘴2的基端侧的情况。
如图2以及图3所示，喷嘴2具备筒状的壳体22。壳体22具有其轴线与中心轴线AX一致的圆筒形状，在其内部具有混合室S2。壳体22包含基端部221、中间部222以及前端部223。基端部221、中间部222以及前端部223从喷嘴2的基端侧依次配置。这些基端部221、中间部222以及前端部223可以一体地形成，也可以构成为分体并相互连结。基端部221的内周面221s在与中心轴线AX平行的方向上具有大致恒定的直径。中间部222的内周面222s随着朝向喷嘴2的前端侧而逐渐缩径。前端部223的内周面223s随着朝向喷嘴2的前端部而逐渐扩径。基端部221的内周面221s以及中间部222的内周面222s划分混合室S2。前端部223的内周面223s划分后述的流体通路40。
在壳体22形成有向壳体22内供给显影液14的液体供给口24与向壳体22内供给压缩空气15的气体供给口26。液体供给口24形成于壳体22的中心轴线AX上，在该液体供给口24插入有液体供给管25。液体供给管25提供将显影液14沿着中心轴线AX引导至混合室S2的导入路28。液体供给管25的基端侧的端部与配管51连接。液体供给管25的前端侧的端部配置于混合室S2内。从显影液供给装置5供给的显影液14通过配管51以及液体供给管25被引导至混合室S2。
在一个实施方式中，也可以在液体供给管25的前端侧的端部设置有将在液体供给管25流动的显影液14扩散的扩散板30。扩散板30具有大致圆板形状，并配置于中心轴线AX上。
图4是扩散板30的俯视图。如图4所示，在扩散板30形成有能够供显影液14通过的多个开口32。这些多个开口32沿着以中心轴线AX为中心的假想圆C等间隔地排列。扩散板30将在导入路28内沿中心轴线AX方向流动的显影液14扩散，并从多个开口32喷射。
气体供给口26形成于壳体22的基端部221。在气体供给口26连接有气体供给管27。气体供给管27经由配管52与压缩空气供给装置6连接。从压缩空气供给装置6供给的压缩空气15经由配管52以及气体供给管27被引导至混合室S2，在混合室S2内与显影液14混合。
喷嘴2进一步具备杆部件36以及突出部38。杆部件36以及突出部38在与中心轴线AX平行的方向上配置于液体供给口24与喷射口20之间。突出部38具有大致圆柱形状，与扩散板30的下表面连接。杆部件36的上表面具有与突出部38大致相同的直径，并固定于突出部38。杆部件36的下表面具有比杆部件36的上表面大的直径。即，杆部件36形成直径随着接近喷嘴2的前端侧而增大的圆锥台形状，并具有直径随着接近喷射口20而扩大的倾斜面36s。
如图3所示，倾斜面36s相对于中心轴线AX以角度θ倾斜。角度θ与在抗蚀图案形成的图案尺寸等对应地任意设定。与该角度θ对应地，决定从喷射口20喷射的显影液14的喷射角度。例如，角度θ设定为大于0°且10°以下。
杆部件36的倾斜面36s配置为与前端部223的内周面223s隔着间隙相对。换言之，前端部223的内周面223s配置为包围杆部件36的倾斜面36s。在这些内周面223s与倾斜面36s之间形成有将从液体供给口24供给的显影液14以及从气体供给口26供给的压缩空气15从混合室S2引导至喷射口20的流体通路40。
该流体通路40沿着杆部件36的倾斜面36s延伸，在流体通路40的延伸方向上具有大致恒定的宽度(内周面223s与倾斜面36s之间的距离)。流体通路40从相对于中心轴线AX垂直的剖面观察具有圆环形状，其直径随着朝向喷射口20而被扩大。流体通路40将在混合室S2混合的显影液14以及压缩空气15引导至喷射口20。
流体通路40的出口构成喷射显影液14以及压缩空气15的喷射口20。图5是喷嘴2的仰视图。如图5所示，喷嘴2的喷射口20形成于杆部件36的下表面与前端部223的内周面223s的下表面之间，具有以中心轴线AX为中心的圆环形状。显影液14在从喷射口20被喷射时，通过压缩空气15的剪断力而被微细化成为雾状地被喷射。
参照图3，对喷嘴2内的显影液14以及压缩空气15的流动进行说明。从显影液供给装置5供给的显影液14通过配管51被引导至液体供给管25，在导入路28沿着中心轴线AX的延伸方向流动。到达导入路28的端部的显影液14与扩散板30碰撞而在导入路28内被扩散。在导入路28内扩散的显影液14随机通过多个开口32的任一个而向混合室S2被喷射。由此，从多个开口32排出均匀的量的显影液14。
另一方面，从压缩空气供给装置6供给的压缩空气15经由配管52以及气体供给口26被导入混合室S2内。被导入混合室S2内的压缩空气15一边与通过多个开口32的显影液14混合，一边沿着中间部222的内周面222s与显影液14一同被引导至流体通路40。然后，显影液14以及压缩空气15被导入流体通路40的入口，在流体通路40朝向喷射口20流动。此时，显影液14以及压缩空气15的流动方向被调整为沿着杆部件36的倾斜面36s的方向。在流体通路40流动的显影液14与压缩空气15一同从圆环状的喷射口20喷射。此时，显影液14被压缩空气15剪断，成为雾状地从喷射口20被喷射。
显影液14从喷射口20的喷射方向与杆部件36的倾斜面36s的倾斜方向一致。即，显影液14从以中心轴线AX为基准的喷射口20的喷射角度与倾斜面36s的角度θ一致。即，显影液14相对于中心轴线AX以10°以下的角度θ从喷射口20喷射。此外，显影液14相对于中心轴线AX以大于0°的角度从喷射口20被喷射。
图6是沿着图2的VI―VI线的显影液14的喷射流的剖视图。喷射口20具有圆环形状，因此如图6所示，从喷射口20喷射的显影液14的流动从相对于中心轴线AX垂直的剖面观察具有圆环状的图案。另外，相对于中心轴线AX以角度θ从喷射口20喷射显影液14，因此显影液14的喷射宽度W随着从喷射口20分离而增大。即，从圆环形状的喷射口20以空圆锥型(空心锥型)的喷射模式喷射显影液14。以这样的喷射模式喷射显影液14，由此能够以较高的均匀性以及较高的精度将抗蚀膜12显影。
再次参照图1。如图1所示，显影装置100进一步具备控制装置8。控制装置8是具备处理器、存储部、输入装置、显示装置等的计算机，对显影装置100的各部进行控制。在控制装置8中，操作人员能够使用输入装置，进行用于对显影装置100进行管理的指令的输入操作等，另外，能够通过显示装置将显影装置100的运转状况可视化而进行显示。在显影装置100的存储部储存有用于通过处理器控制由显影装置100执行的各种处理的控制程序、用于与处理条件对应地使显影装置100的各构成部执行处理的程序。
控制装置8与被处理体搬运机构3、喷嘴搬运机构4、显影液供给装置5、压缩空气供给装置6以及回收装置7能够通信地连接。例如，控制装置8向显影液供给装置5以及压缩空气供给装置6送出控制信号，对向喷嘴2供给的显影液14以及压缩空气15的流量进行控制。另外，控制装置8向回收装置7送出控制信号，对气液分离机61以及鼓风机62的动作进行控制。另外，控制装置8向被处理体搬运机构3以及喷嘴搬运机构4送出控制信号，对Y方向上的被处理体10的搬运速度、以及X方向上的喷嘴2的移动速度进行控制。
图7是示意性地表示喷嘴2相对于被处理体10的相对的移动方向的图。控制装置8在相对于喷嘴2供给显影液14以及压缩空气15的状态下，在对被处理体搬运机构3进行控制而使被处理体10从开始位置S向Y方向的一侧以恒定的速度移动后，对喷嘴搬运机构4进行控制而使喷嘴2向X方向的一侧以恒定的速度移动。接下来，控制装置8在对被处理体搬运机构3进行控制而使被处理体10向Y方向的另一侧以恒定的速度移动后，对喷嘴搬运机构4进行控制而使喷嘴2向X方向的一侧以恒定的速度移动。控制装置8如上述那样对被处理体搬运机构3以及喷嘴搬运机构4进行反复控制，相对于被处理体10对喷嘴2二维地进行扫描，由此向在被处理体10上形成的抗蚀膜12的整个面均匀地喷射显影液14。
如上述那样，显影液14相对于在被处理体10上形成的抗蚀膜12被喷射，由此将抗蚀膜12显影。图8的(a)是表示包含被曝光的曝光区域12a与未被曝光的未曝光区域12b的抗蚀膜12的剖视图。如图8的(b)所示，若从喷嘴2的喷射口20相对于抗蚀膜12喷射显影液14，则抗蚀膜12的未曝光区域12b熔化而被选择性地除去。如图8的(c)所示，若抗蚀膜12的曝光区域12a被完全除去，则能够获得与被曝光的图案对应的形成有开口部45的抗蚀图案16。
如上所述，显影装置100从圆环形状的喷射口20以空圆锥型的喷射模式喷射显影液14。从喷嘴2喷射的显影液14在喷射口20的周向均匀地被喷射，因此能够以较高的均匀性形成抗蚀图案16。另外，从圆环形状的喷射口20喷射显影液14，由此例如与从圆形的喷射口喷射显影液的情况相比较，能够向较宽的范围供给显影液14，因此能够使抗蚀膜12的显影处理高速化。
另外，从喷嘴2向相对于中心轴线AX以角度θ倾斜的方向喷射显影液14，由此能够向抗蚀膜12的曝光区域12a的侧壁面均匀地供给显影液14。其结果，能够提高抗蚀图案16的开口部45的垂直性，从而能够以较高的精度形成图案。例如，在曝光时向抗蚀膜12照射的能量线L随着朝向抗蚀膜12的下部而衰减，因此在显影时，抗蚀膜12的开口部的侧壁面容易成为宽度随着朝向下方而变窄的倒锥形状。因此，在向与中心轴线AX平行的方向喷射显影液14的情况下，存在显影液14不与抗蚀膜12的侧壁面直接抵碰，而在抗蚀膜12的下部产生显影残留的情况。与此相对，从喷嘴2向相对于中心轴线AX以角度θ倾斜的方向喷射显影液14，由此能够使显影液14与抗蚀膜12的下部的侧壁面直接接触，因此即便在抗蚀膜12的膜厚较大的情况下，也能够形成具有微小且均匀性较高的图案的抗蚀图案16。
另外，在以往的显影装置中，存在在抗蚀膜12的显影中显影液14渗入由此使抗蚀膜12膨起的情况。若抗蚀膜12膨起，则成为在抗蚀图案16形成的开口部45的宽度缩小的原因。与此相对，在上述的显影装置100中，从喷嘴2的喷射口20高速地喷射雾状的显影液14，因此能够抑制显影液14向抗蚀膜12的渗入，从而能够抑制抗蚀膜12的膨起。另外，雾状的显影液14进入抗蚀膜12的未曝光区域12b的深处，因此能够提高开口部45的垂直性。因此，能够提高在抗蚀图案16形成的图案的精度。
接下来，对一个实施方式的被处理体的加工方法进行说明。图9是表示一个实施方式的被处理体的加工方法的流程图。该方法使用包含显影装置100的基板处理系统而进行。以下，对使用具有开口部的抗蚀图案16对被处理体10进行加工，由此除去被处理体10的一部分的方法进行说明。
在该方法中，首先，在被处理体10上形成抗蚀膜12(步骤ST1：抗蚀膜的形成)。在被处理体10上形成的抗蚀膜12是光致抗蚀剂，例如利用液状抗蚀剂或者干膜抗蚀剂。在使用液状抗蚀剂而形成抗蚀膜12的情况下，使用涂布机(例如，旋转涂布机、辊涂机、模具涂布机、刮棒涂布机等)，或者通过丝网印刷在被处理体10上均匀地涂覆液状抗蚀剂。之后，使被涂覆的液状抗蚀剂干燥，由此在被处理体10上形成抗蚀膜12。
另一方面，在使用干膜抗蚀剂而形成抗蚀膜12的情况下，利用层压装置。图10示出了抗蚀膜12的形成所使用的例示的层压装置70。层压装置70具备：对具有感光性的干膜抗蚀剂进行保持的供给辊71、卷绕干膜抗蚀剂并压接于被处理体10的压接辊72、对被处理体10进行支承的载台73。压接辊72对从供给辊71卷绕的干膜抗蚀剂一边剥离保护膜一边进行加压，由此将该干膜抗蚀剂粘贴在被处理体10上。压接辊72例如也可以包含加热元件，一边对干膜抗蚀剂进行加热一边压接于被处理体10的上表面。由此，在被处理体10的上表面形成抗蚀膜12。此外，也可以在载台73的内部设置加热元件，使用压接辊72以及载台73的一方或者双方对干膜抗蚀剂进行加热，由此将干膜抗蚀剂粘贴在被处理体10上。
干膜抗蚀剂的层压条件与被处理体10的加工条件对应地适当设定。例如，在作为被处理体10而使用直径300mm、厚度10mm的氧化铝基板，并且在被处理体10上形成具有直径500μm的点形状的抗蚀图案16的情况下，作为一个例子，在以下所示的层压条件下在被处理体10上形成干膜抗蚀剂。
(层压条件)
·载台的设定温度：70℃
·载台的搬运速度：500mm/min
此外，干膜抗蚀剂或者抗蚀剂液所含有的抗蚀剂材料可以是正型抗蚀剂材料，也可以是负型抗蚀剂材料。正型抗蚀剂材料是抗蚀膜12的曝光区域12a熔化且未曝光区域12b残留的抗蚀剂材料。负型抗蚀剂材料是抗蚀膜12的未曝光区域12b熔化且曝光区域12a残留的抗蚀剂材料。
接下来，通过曝光装置将在被处理体10上形成的抗蚀膜12曝光(步骤ST2：曝光处理)。该步骤如图11所示，例如通过隔着具有规定的图案的图案掩模18从曝光装置的光源向抗蚀膜12照射能量线L(例如可见光线或者紫外线)而进行。作为图案掩模18，例如利用具有在透明的板材(例如，玻璃、膜等)上形成黑色的膜的结构，并具有能量线L透过的区域与能量线L不透过的区域的负型的掩模。作为用于照射能量线L的光源，例如利用LED灯、水银灯、金属卤素灯、受激准分子灯、氙气灯等。在一个例子中，从超高压水银灯向抗蚀膜12照射紫外线。通过该曝光处理，将图案掩模18的图案转印于抗蚀膜12。
接下来，将转印至抗蚀膜12的图案显影(步骤ST3：显影处理)。在该步骤中，向抗蚀膜12吹送显影液14，由此将抗蚀膜12显影。作为以往的显影装置，通常公知有使用显影液喷射喷嘴来喷射由泵进行了加压的显影液的喷淋式的显影装置。这样的喷淋式的显影装置难以向微小的图案的内部供给显影液14而难以将微小的图案以较高的精度显影。与此相对，在一个实施方式的被处理体的加工方法中，使用图1所示的显影装置100，将抗蚀膜12显影。例如，显影装置100一边相对于被处理体10相对地使喷嘴2在X方向以及Y方向进行扫描，一边从具有圆环状的喷射口20的喷嘴2将显影液14与压缩空气15一同向抗蚀膜12进行喷射。例如在步骤ST3中，如图1所示，一边使用喷嘴搬运机构4使喷嘴2在左右方向(X方向)高速地移动，一边使用被处理体搬运机构3使被处理体10在前后方向(Y方向)移动。此时，从喷射口20以空圆锥型的喷射模式向抗蚀膜12喷射雾状的显影液14。将显影液14向抗蚀膜12进行喷射，由此选择性地除去抗蚀膜12的曝光区域或者未曝光区域。之后，对被显影的抗蚀膜12进行水洗以及鼓风处理，由此如图12所示，在被处理体10上形成具有微小且均匀的图案的抗蚀图案16。
曝光装置对抗蚀膜12的显影条件与在抗蚀图案16形成的图案的形状以及尺寸对应地适当设定。例如，在形成具有直径500μm的点形状的抗蚀图案16的情况下，在以下所示的显影条件下将抗蚀膜12显影。
(显影条件)
·显影液：碱性水溶液
·显影液的温度：40℃
·喷嘴的移动宽度：500mm
·喷嘴的移动速度：10m/min
·被处理体的移动速度：100mm/min
此外，在一个实施方式中，为了使抗蚀膜12固化，也可以在显影处理前，将被处理体10搬运至加热炉而进行加热处理(预烘干)。另外，也可以在显影处理后对被处理体10进行清洗处理，并且进行再加热处理(后烘干)。
接下来，对被处理体10进行加工(步骤ST4：加工)。例如，该加工是蚀刻加工。例如，蚀刻加工是喷砂加工。例如，该喷砂加工由喷砂处理装置80进行。如图13所示，喷砂处理装置80一边将喷砂喷嘴82在左右方向以及前后方向进行扫描，一边隔着抗蚀图案16将研磨材料84与压缩空气一同对被处理体10吹送，由此切削并除去被处理体10的表面中的从抗蚀图案16的开口部露出的部分。其结果，在被处理体10转印有抗蚀图案16的图案。
被处理体10的喷砂加工条件与在被处理体10形成的图案对应地适当设定。例如，在使用上述的抗蚀图案16在被处理体10形成深度50μm的孔的情况下，在以下所示的喷砂加工条件下，对被处理体10进行加工。
(喷砂加工条件)
·喷砂喷嘴的移动速度：10m/min
·喷砂喷嘴的喷射内压：0.25MPa
接下来，通过剥离装置90从被处理体10剥离抗蚀图案16(步骤ST5)。例如，如图14所示，剥离装置90从雾化喷嘴92向被处理体10的表面喷淋剥离液94，由此从被处理体10的表面除去抗蚀图案16。通过上述的一系列的工序，制作形成有微小的图案的被处理体10。
以上，对各种实施方式的喷嘴2、显影装置100以及被处理体的加工方法进行说明，但不限定于上述的实施方式，能够在不变更发明的主旨的范围内构成各种变形方式。
例如，在上述的实施方式中，使显影液14与压缩空气15一同从喷嘴2喷射，但在一个实施方式中，也可以从喷嘴2喷射蚀刻液。在该情况下，具备喷嘴2的蚀刻装置向喷嘴2的液体供给管25供给蚀刻液来作为处理液，向气体供给管27供给压缩空气。由此，蚀刻液以及压缩空气在混合室S2内混合，从具有圆环形状的喷射口20以空圆锥型的喷射模式喷射雾状的蚀刻液。以空圆锥型的喷射模式隔着抗蚀图案16向被处理体10喷射雾状的蚀刻液，由此向被处理体10的开口部的侧壁面也均匀地供给蚀刻液，因此能够以较高的精度对被处理体10进行加工。
另外，在图9所示的被处理体10的加工方法的步骤ST4中，隔着抗蚀图案16对被处理体10进行喷砂加工，由此除去被处理体10的一部分，但在一个实施方式中，也可以通过湿式蚀刻(化学蚀刻)，除去被处理体10的一部分。湿式蚀刻是使用蚀刻液(药剂)使被处理体10的表面化学腐蚀，由此局部除去被处理体10的方法。在一个实施方式中，可以使被处理体10浸渍于蚀刻液，也可以隔着抗蚀图案16向被处理体10喷射蚀刻液而除去被处理体10的一部分。在向被处理体10喷射蚀刻液的情况下，也可以从上述的喷嘴2以空圆锥型的喷射模式向被处理体10喷射蚀刻液。从具有圆环形状的喷嘴2相对于被处理体10喷射蚀刻液，由此能够以较高的均匀性以及精度对被处理体10进行加工。
另外，在其他的实施方式中，在步骤ST4中，也可以使用被显影处理的抗蚀图案16对被处理体10进行镀敷加工。例如，隔着在被处理体10上形成的抗蚀图案16形成镀敷层，由此能够在被处理体10上形成与在抗蚀图案16形成的图案的形状对应的金属掩模。
作为一个例子，当在300mm×300mm的不锈钢基板上粘贴干膜抗蚀剂而形成具有点形状的抗蚀图案16，并且使用该抗蚀图案16在被处理体10上形成金属掩模的情况下，例如根据以下的层压条件、曝光条件以及显影条件，进行抗蚀膜12的形成、曝光处理以及显影处理。
(层压条件)
·载台的设定温度：70℃
·载台的搬运速度：500mm/min
(曝光条件)
·能量线：紫外线
(显影条件)
·显影液：碱性水溶液
·显影液的温度：60℃
·喷嘴的移动宽度：400mm
·喷嘴的移动速度：10m/min
·被处理体的移动速度：30mm/min
在该实施方式中，在具有根据上述的条件而形成的抗蚀图案16的被处理体10上使用电镀法形成镍制的镀敷层。然后，使用剥离液94剥离抗蚀图案16，由此形成金属掩模。
以下，虽基于实施例以及比较例对上述的喷嘴2以及显影装置100的效果进行说明，但本发明不限定于以下的实施例。
在实施例1以及比较例1中，在被处理体10上形成具有感光性的干膜抗蚀剂，使用光刻技术对该干膜抗蚀剂进行曝光·显影，由此形成覆盖被处理体10的一部分的湿式蚀刻用的抗蚀图案16。应该形成于被处理体10上的抗蚀图案16的设计尺寸形成厚度15μm、线宽12μm。在实施例1中，从图2所示的喷嘴2以空圆锥型的喷射模式向干膜抗蚀剂喷射雾状的显影液14，由此形成抗蚀图案16。另一方面，在比较例1中，从喷淋喷嘴向干膜抗蚀剂供给液体状的显影液14，由此形成抗蚀图案16。然后，通过电子显微镜(SEM)观察通过实施例1以及比较例1而形成的抗蚀图案16。
图15的(a)是通过比较例1而形成的抗蚀图案16的SEM照片。图15的(b)是通过实施例1而形成的抗蚀图案16的SEM照片。如图15的(a)所示，确认到通过比较例1而形成的抗蚀图案16的线宽比在干膜抗蚀剂曝光的线宽即12μm窄。在比较例1中，认为液体状的显影液14渗入干膜抗蚀剂而膨起，由此抗蚀图案16的开口部缩小。与此相对，如图15的(b)所示，确认到通过实施例1而形成的抗蚀图案16的线宽为12μm，从而能够以较高的精度形成抗蚀图案16。
接下来，对实施例2以及比较例2进行说明。在实施例2以及比较例2中，在被处理体10上形成具有感光性的干膜抗蚀剂，使用光刻技术对该干膜抗蚀剂进行曝光、显影，由此形成覆盖被处理体10的一部分的喷砂用的抗蚀图案16。应该形成于被处理体10上的抗蚀图案16的设计尺寸形成厚度35μm、线宽30μm。在实施例2中，从图2所示的喷嘴2以空圆锥型的喷射模式向干膜抗蚀剂喷射雾状的显影液14，由此形成抗蚀图案16。另一方面，在比较例2中，从喷淋喷嘴向干膜抗蚀剂供给液体状的显影液14，由此形成抗蚀图案16。然后，通过电子显微镜(SEM)观察通过实施例2以及比较例2而形成的抗蚀图案16。
图16的(a)是通过比较例2而形成的抗蚀图案16的SEM照片。图16的(b)是通过实施例2而形成的抗蚀图案16的SEM照片。如图16的(a)所示，确认到在通过比较例2而形成的抗蚀图案16中，在底部附近，开口部的宽度缩小。该开口宽度的缩小被认为是因为从喷淋喷嘴供给的显影液的一部分滞留在开口部的底部，而未向开口部的侧壁面充分地供给显影液14。与此相对，如图16的(b)所示，确认到在通过实施例2而形成的抗蚀图案16中，开口部的侧壁面具有较高的垂直性，能够以较高的精度将抗蚀图案16显影。
附图标记的说明
1…处理容器；2…喷嘴；3…被处理体搬运机构；4…喷嘴搬运机构；5…显影液供给装置；6…压缩空气供给装置(压缩气体供给装置)；7…回收装置；10…被处理体；12…抗蚀膜；14…显影液；15…压缩空气(压缩气体)；16…抗蚀图案；20…喷射口；22…壳体；24…液体供给口；25…液体供给管；26…气体供给口；30…扩散板；32…开口；36…杆部件；36s…倾斜面；40…流体通路；84…研磨材料；94…剥离液；100…显影装置；221s、222s、223s…内周面；AX…中心轴线；θ…角度。

Claims (15)

1.一种喷嘴，其喷射处理液，所述喷嘴的特征在于，
具备具有中心轴线的筒状的壳体，
所述壳体具有：
向所述壳体内供给所述处理液的液体供给口、
向所述壳体内供给压缩气体的气体供给口、以及
将所述处理液与所述压缩气体一同喷射的喷射口，
所述喷射口具有以所述中心轴线为中心的圆环形状。
2.根据权利要求1所述的喷嘴，其特征在于，
进一步具备杆部件，所述杆部件在所述中心轴线的延伸方向上配置于所述液体供给口与所述喷射口之间，所述杆部件具有直径随着朝向所述喷射口侧而扩大的倾斜面，
将从所述液体供给口供给的所述处理液以及从所述气体供给口供给的所述压缩气体引导至所述喷射口的流体通路被形成于所述壳体的内周面与所述倾斜面之间。
3.根据权利要求1或2所述的喷嘴，其特征在于，
构成为从所述喷射口雾状地喷射所述处理液。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的喷嘴，其特征在于，进一步具备：
液体供给管，所述液体供给管将所述处理液沿着所述中心轴线引导至所述壳体内；以及
扩散板，所述扩散板将在所述液体供给管流动的所述处理液扩散，所述扩散板形成有沿着以所述中心轴线为中心的周向排列的多个开口。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的喷嘴，其特征在于，
所述处理液是将抗蚀膜显影的显影液，或者将被处理体蚀刻的蚀刻液。
6.一种显影装置，其将在被处理体上形成的抗蚀膜显影，所述显影装置的特征在于，具备：
处理容器、
配置于所述处理容器内的权利要求1～5中任一项所述的喷嘴、
在所述处理容器内使所述被处理体相对于所述喷嘴相对地移动的搬运机构、
将作为所述处理液的显影液向所述喷嘴供给的显影液供给装置、以及
将所述压缩气体向所述喷嘴供给的压缩气体供给装置。
7.根据权利要求6所述的显影装置，其特征在于，
所述显影液供给装置将被加热到40℃以上的所述显影液供给至所述喷嘴。
8.根据权利要求6或7所述的显影装置，其特征在于，
进一步具备从所述处理容器内回收包含所述显影液的气体并进行气液分离的回收装置。
9.一种被处理体的加工方法，其特征在于，包含：
在被处理体上形成具有感光性的抗蚀膜的工序、
对所述抗蚀膜进行曝光的工序、以及
对被曝光的所述抗蚀膜从具有圆环状的喷射口的喷嘴将显影液与压缩气体一同喷射而形成抗蚀图案的工序。
10.根据权利要求9所述的被处理体的加工方法，其特征在于，
从所述喷射口雾状地喷射所述显影液。
11.根据权利要求9或10所述的被处理体的加工方法，其特征在于，
以从沿着所述喷射口的中心轴线的方向观察呈圆环状，并且直径随着从所述喷射口分离而变大的喷射模式喷射所述显影液。
12.根据权利要求11所述的被处理体的加工方法，其特征在于，
所述显影液的喷射方向相对于所述中心轴线以10°以下的角度倾斜。
13.根据权利要求9～12中任一项所述的被处理体的加工方法，其特征在于，
进一步包含隔着所述抗蚀图案向所述被处理体喷射研磨材料，而除去所述被处理体的一部分的工序。
14.根据权利要求9～12中任一项所述的被处理体的加工方法，其特征在于，
进一步包含从所述喷嘴隔着所述抗蚀图案向所述被处理体喷射蚀刻液，而除去所述被处理体的一部分的工序。
15.根据权利要求9～14中任一项所述的被处理体的加工方法，其特征在于，
进一步包含向所述抗蚀图案供给剥离液，而从所述被处理体除去所述抗蚀图案的工序。
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