JP2002139848A - ブラスト加工用マスキングパターンの形成方法 - Google Patents

ブラスト加工用マスキングパターンの形成方法

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JP2002139848A
JP2002139848A JP2000332307A JP2000332307A JP2002139848A JP 2002139848 A JP2002139848 A JP 2002139848A JP 2000332307 A JP2000332307 A JP 2000332307A JP 2000332307 A JP2000332307 A JP 2000332307A JP 2002139848 A JP2002139848 A JP 2002139848A
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compressed gas
pattern
masking pattern
photoresist
substrate
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JP2000332307A
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Maki Sugimoto
真樹 杉本
Moriyasu Izawa
守康 伊澤
Kazutoshi Nishimura
一敏 西村
Shigekazu Sakai
茂和 境
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Sintobrator Ltd
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Sintobrator Ltd
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H7/00Gearings for conveying rotary motion by endless flexible members
    • F16H7/08Means for varying tension of belts, ropes, or chains
    • F16H2007/0863Finally actuated members, e.g. constructional details thereof
    • F16H2007/0874Two or more finally actuated members

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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板の表面に形成したフォトレジスト膜の厚
みが15μmを超えるような厚膜であっても、微細で高
精細なマスキングパターンを形成することができるマス
キングパターンの形成方法を提供する。 【解決手段】 基板の表面に形成したフォトレジスト厚
膜をフォトマスクを介して露光した後、ノズルから圧縮
ガスとともに噴射される現像液をもって現像する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、シリコン、ガラ
ス、セラミックス等の硬脆材料からなる基板に孔明け加
工、模様付け加工などの加工をサンドブラスト加工によ
り行なうに当り、基板に高精細なマスキングパターンを
形成するためのマスキングパターンの形成方法に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】電子部品、液晶パネル等に用いられるシ
リコン、ガラス、セラミックス等の硬脆材料の基板に高
精細な加工を行なう手段として、基板の表面にフォトレ
ジスト膜として感光性樹脂を塗布またはラミネートし、
このフォトレジスト膜をフォトマスクを介して露光、現
像して基板に微細なパターンを転写したのち噴射材を噴
射するサンドブラスト加工が知られている。
【0003】フォトレジスト膜として用いる感光性樹脂
フィルムとしては、ネガ型のものとポジ型のものとの二
種類があり、ネガ型のものとしては、例えばビスアジド
化合物等の感光性架橋剤にゴムの環化物を加えた組成の
ものがあるが、これは露光部がゲル化して現像液に不溶
となることを利用するものである。また、ポジ型のもの
としては、例えばアルカリ可溶性樹脂とその溶解を阻止
する能力を持つ感光剤からなるものがあるが、これは露
光により感光剤がその溶解阻止力を失うため現像でパタ
ーンが生成するものである。
【0004】フォトレジスト膜は現像、乾燥された後に
数μm〜数十μmのアルミナ等の粉末が噴射材として噴
射されて基板が加工されるが、フォトレジスト膜は噴射
材の噴射によって磨耗するために噴射材の噴射に耐え得
る所定の厚みが必要である。このような比較的厚手とし
たフォトレジスト膜を従来は現像液をキャニスターまた
はダイアフラムポンプなどにより送出しノズルから吐出
することにより現像していた。しかしながら、フォトレ
ジスト膜、特にネガ型のフォトレジスト膜は液体を吸っ
て体積を増す膨潤なタイプであるため、深い彫刻加工を
施すためにフォトレジスト膜を厚くすると、パターンを
形成するために溶出すべき部分が溶出しにくくなってパ
ターンの隙間の奥に留まってしまうものであった。この
ため、例えば穴径の小さいパターンを形成するような場
合アスペクト比(穴の深さ/穴径の比)を1を超える細
くて深いものとすることは困難であって、微細で高精細
なマスキングパターンを形成するこができなかった。従
って、サンドブラスト加工後に形成されるパターンも十
分高精細なものでないという欠点のあるものであった。
また、このような欠点を有しているため、従来はフォト
レジスト膜の厚みが25μm以下の薄いものに限定され
てしまい、十分深いパターンを高精細に加工することは
不可能なことであった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した従来
の問題点を解決し、基板の表面に形成したフォトレジス
ト膜の厚みが15μmを超えるような厚膜であっても、
微細で高精細なマスキングパターンを形成することがで
きるマスキングパターンの形成方法を提供するためにな
されたものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになされた本発明は、基板の表面に形成したフォトレ
ジスト厚膜をフォトマスクを介して露光した後、ノズル
から圧縮ガスとともに噴射される現像液をもって現像す
ることを特徴とするブラスト加工用マスキングパターン
の形成方法を基本とする。そして、このようなブラスト
加工用マスキングパターンの形成方法におけるフォトレ
ジスト厚膜としては15μmを超える厚みの感光性フィ
ルムが好ましく、これを請求項2の発明とし、また、前
記した各発明においては、ノズルから0.10〜0.3
0MPa の圧縮ガスととも現像液を1〜3 l/min 噴射して
現像したり、現像液がノズル先端から100mm 以内の位置
で圧縮ガスに混合されるようにした場合にその効果が特
に顕著であり、これらを請求項3および請求項4の発明
とする。
【0007】本発明のマスキングパターンの形成方法
は、特に、フォトレジスト厚膜、特に、厚みが15μmを
超えるような比較的厚手のフォトレジスト厚膜に対して
常法により露光し、その後現像するに当り、現像液を圧
縮ガスによって噴射して吹き付けることにより、膨潤な
溶出部を容易に排除することができ、パターンの隙間の
奥深くまで新鮮な現像液が入り込むことができて、従来
よりも微細で高精細なパターンを基板に形成することが
できる。
【0008】
【発明の実施の形態】基板にマスキングパターンを形成
するに当たっては、感光製樹脂フィルムなどのフォトレ
ジスト厚膜を基板に熱圧によりラミネートしたうえ、回
路等微細なパターンが描画されたフォトマスクを当接し
て紫外線や遠紫外線を照射して露光し、その後現像する
ことにより基板に微細なパターンを転写するのである
が、本発明においては、耐磨耗性を確保するため必要な
厚みを有するフォトレジスト厚膜を用いるものとする。
なお、フォトレジスト厚膜の厚みが15μm以下では材
質によっては噴射材の噴射中に磨耗してしまい基板に深
いパターンを形成することができ難いから、15μmを
超えるものとすることが好ましく、最も好ましくは50
〜100μmの厚みのものが用いられる。
【0009】露光後フォトレジスト厚膜を現像するに当
たっては、図1に示すような現像液噴射装置を用いる。
図において、1はノズル、2はエアーコンプレッサー、
3は現像液タンクである。現像液は、エアーコンプレッ
サー2からの圧縮ガスをノズル1へ送出する圧縮ガス送
出ホース4の途中でノズル先端からの距離がdである位
置に現像液の供給管5を接続して、ここで圧縮ガスに混
合される。このような現像液噴射装置により現像液を圧
縮ガスとともにノズル1から噴射して基板に吹きつける
ことによって、膨潤なフォトレジスト厚膜の溶出部が排
除されて新鮮な現像液をパターンの隙間の奥深くまで吹
きつけることができるので、微細で高精細なマスキング
パターンを形成することができる。
【0010】現像に当たって現像液の噴射量は 1〜3 l/
min とするのが望ましい。その理由は噴射量が1l/min
未満では圧縮ガス内に占める現像液の量が少なくパター
ンへの液回りが悪くなって安定した現像を行ない難いか
らであり、一方、3 l/min を超えて噴射しても現像の効
果にさほどの向上効果は認められなくなり、従って、現
像液の噴射量は 1〜3 l/min とするのが望ましい。な
お、現像液の噴射量の最も好ましい範囲は 1〜2 l/min
であり、この場合より安定した現像を行なうことができ
る。
【0011】また、現像液を噴射するための圧縮ガスの
圧力は0.10〜0.30MPa とするのが望ましい。圧縮ガスの
圧力が0.10MPa 未満では現像液の噴射を加速する力が弱
く膨潤なフォトレジストの排出性が悪化するからであ
り、一方、0.30MPa を超えると圧力が強すぎてマスキン
グパターンのダレ、変形が生じ易くなるからである。従
って、圧縮ガスの圧力は0.10〜0.30MPa とするのが望ま
しいが、その圧力を0.15〜0.20MPa とするのが高精細な
マスキングパターンを形成するうえでさらに望ましい。
【0012】また、圧縮ガス送出ホース4の途中に現像
液の供給管5を接続する位置、即ちノズル先端からの距
離dは100mm 以下とするのが望ましい。その理由は現像
液の供給管5を接続する位置がノズル先端から100mm を
超えると噴射速度が小さくなって膨潤なフォトレジスト
の除去効果が弱くなってしまうからであり、特に、ノズ
ル先端からの距離dを 30 〜50mmとするのが現像液の噴
射が安定するのでさらに望ましい。また、現像に当たっ
ては現像液を圧縮ガスとともに噴射しつつノズルをスィ
ングさせるか或いは基板をスピンさせて現像液が基板全
体に吹き付けられるようにする。
【0013】以上のようにして露光、現像されたフォト
レジスト厚膜はその後洗浄、乾燥することにより基板に
マスキングパターンが形成される。次いで、この基板に
マスキングパターンを通じて噴射材を噴射することによ
り各種の微細なパターンを基板に形成することができ
る。ここでサンドブラスト加工の条件としては、ノズル
内径1〜10mm、噴射材の平均粒径100 μm以下、噴射
材の投射量50g 〜300/min 、圧縮ガス圧力0.1 〜0.4MPa
とするのが適当である。噴射材をこのような条件のもと
でマスキングパターンを通じて噴射することによりフォ
トレジスト厚膜に微細で高精細な加工を行なうことがで
きる。
【0014】
【実施例】ガラス基板に 100μmまたは50μmのネガ型
のフォトレジスト厚膜を熱圧により形成し、紫外線で露
光後種々の条件で現像液を噴射してフォトレジスト厚膜
に貫通して形成しうる最小の穴径を調べ、アスペクト比
を求めた。また、拡大鏡によりパターンの鮮明度、形状
の安定性、だれや変形の発生をチェックし、その結果パ
ターンの精細度が不良なものを×、やや良好なものを
△、良好なものを○、極めて良好なものを◎と判定し
た。その試験条件および結果を表1に示す。
【0015】
【表1】
【0016】表1において、試験No.1〜No.8においては
100 μmの厚みの感光性樹脂フィルムを用い、試験No.9
〜No.17 においては50μmの厚みのものを用いている。
ここで試験No.1のものは、圧縮ガスを用いることなく現
像液を吹き付けた従来の比較例であるが、形成された穴
径は100 μm、アスペクト比1.0 が限界であって、アス
ペクト比1.0 以下はパターンが不鮮明でその精細度が不
良なものであった。
【0017】以上の比較例に対し、試験No.2〜No.8のも
のは、圧縮ガス圧0.15MPa 、圧縮ガスの供給位置をノズ
ル先端から30mmと一定として現像液の噴射量を0.5 〜3.
5l/minの間で変化させた実施例であるが、いずれもアス
ペクト比1.0 を超える微細な穴を形成することができた
うえに、パターンの精細度も不良なものは発生しなかっ
た。このうち特に試験No.4、No.5のものは穴径が50μm
でアスペクト比2.0 の微細な穴を形成できたうえに、パ
ターンの精細度も極めて良好なものであった。
【0018】また、試験No.9〜No.13 のものは、現像液
の噴射量を1.5l/min、圧縮ガスの供給位置をノズル先端
から30mmと一定として圧縮ガスの圧力を0.05〜0.4MPaの
間で変化させた実施例であり、試験No.14 〜No.17 のも
のは、現像液の噴射量を1.5l/min、圧縮ガスの圧力を0.
15MPa で一定として圧縮ガス供給位置を20〜110mm の間
で変化させた実施例であるが、いずれもアスペクト比1.
0 を超える微細な穴を形成することができ、また、パタ
ーンの精細度もやや良好以上と判定されるものであっ
た。特に試験No.12 およびNo.15 においては 穴径が25
μmでアスペクト比2.0 の微細な穴を極めて良好な精細
度にて形成することができた。
【0019】以上の試験によりマスキングパターンを形
成した基板に噴射材を噴射してサンドブラスト加工を行
なったところ、試験No.2〜17実施例においては試験No.1
の従来の比較例に対し微細な径の穴を良好な精細度でも
って形成することができた。
【0020】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明のマスキ
ングパターンの形成方法は、基板の表面に形成したフォ
トレジスト厚膜をフォトマスクを介して露光して現像す
るに当り、現像液を圧縮ガスにより噴射して吹き付ける
ことにより、膨潤な溶出部を容易に排除することができ
るので、新鮮な現像液をパターンの隙間の奥深くまで送
り込むことができて、従来よりも微細で高精細なパター
ンを基板に形成することができる。なお、現像液を圧縮
ガス送出ホースの途中でノズル近傍の位置にて圧縮ガス
に混合することにより現像液の衝突力を有効に高めるこ
とができ、このようにして形成されたマスキングパター
ンを通じてアルミナ等の噴射材を吹き付けてサンドブラ
スト加工することにより従来よりも微細で精度の高いパ
ターンを加工することができる。従って、本発明は工業
上有益な価値を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に使用する現像液噴射装置の1例を示す
構成説明図である。
【符号の説明】
1 ノズル 2 エアーコンプレッサー 3 現像液タンク 4 圧縮ガス送出ホース 5 現像液の供給管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西村 一敏 愛知県西春日井郡西春町大字宇福寺字神明 51番地 新東ブレーター株式会社内 (72)発明者 境 茂和 愛知県西春日井郡西春町大字宇福寺字神明 51番地 新東ブレーター株式会社内 Fターム(参考) 2H025 AB11 AB17 AB20 AC01 AD01 FA03 FA15 FA42 2H096 AA27 AA30 BA01 EA02 GA01 GA02 GA21 5F046 JA27 LA18 LA19

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板の表面に形成したフォトレジスト厚
    膜をフォトマスクを介して露光した後、ノズルから圧縮
    ガスとともに噴射される現像液をもって現像することを
    特徴とするブラスト加工用マスキングパターンの形成方
    法。
  2. 【請求項2】 フォトレジスト厚膜が15μmを超える
    厚みの感光性フィルムである請求項1に記載のマスキン
    グパターンの形成方法。
  3. 【請求項3】 ノズルから0.10〜0.30MPa の圧
    縮ガスととも現像液を1〜3 l/min 噴射して現像する請
    求項1または2に記載のマスキングパターンの形成方
    法。
  4. 【請求項4】 現像液がノズル先端から100mm 以内の位
    置で圧縮ガスに混合されるようにする請求項1〜3のい
    ずれかに記載のマスキングパターンの形成方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN1963671B (zh) * 2006-11-17 2010-05-12 北京京东方光电科技有限公司 光刻胶涂覆设备及光刻胶涂覆方法

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