JP2015021185A - 曲面状の内周面上に微細形状の凹部を形成する装置及びその方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】曲面状の内周面を洗浄する手段と、洗浄された前記曲面状の内周面に感光物質を塗布してフォトレジスト層を形成する手段と、前記フォトレジスト層に凹部の形状が印刷されたか穿孔されたフォトマスクを密着させる手段と、前記フォトマスクを用い、前記フォトレジスト層を露光する手段と、露光された前記フォトレジスト層を現像して前記凹部の設計形状通りにパターニングする手段と、現像によって露出した曲面状の内周面を選択的にエッチングする手段と、曲面状の内周面に残留するフォトレジストを分離除去する剥離手段と、を含むことを特徴とする、曲面状の内周面上に微細形状の凹部を形成する装置。
【選択図】図3a
Description
曲面状の内周面を洗浄する手段と、
洗浄された前記曲面状の内周面に感光物質を塗布してフォトレジスト層を形成する手段と、
前記フォトレジスト層に凹部の形状が印刷されたか穿孔されたフォトマスクを密着させる手段と、
前記フォトマスクを用い、前記フォトレジスト層を露光する手段と、
露光された前記フォトレジスト層を現像して前記凹部の設計形状通りにパターニングする手段と、
現像によって露出した曲面状の内周面を選択的にエッチングする手段と、
曲面状の内周面に残留するフォトレジスト層を分離除去する剥離手段と、を含むことを特徴とする曲面状の内周面上に微細形状の凹部を形成する装置に関するものである。
曲面状の内周面を洗浄する工程と、
洗浄された前記曲面状の内周面に感光物質を塗布してフォトレジスト層を形成する工程と、
前記フォトレジスト層に凹部の形状が印刷されたか穿孔されたフォトマスクを密着させる工程と、
前記フォトマスクを用い、前記フォトレジスト層を露光する工程と、
露光された前記フォトレジスト層を現像して前記凹部の設計形状通りにパターニングする工程と、
現像によって露出した曲面状の内周面を選択的にエッチングする工程と、
曲面状の内周面に残留するフォトレジスト層を分離除去する剥離工程と、を含むことを特徴とする曲面状の内周面上に微細形状の凹部を形成する方法に関するものである。
101:塗布カップ
102:フォトレジスト層
102−1:フォトレジストの硬化部分
102−2:フォトレジストの未硬化部分
103:延長手段
104:塗布カップの中心部
110:フォトマスク
111:凹部の形状の例示
120:発光手段
121:上部密閉器具
122:下部密閉器具
123:密閉用シーリング
124:真空孔
125:延長手段
126:昇降手段
130:光源ランプ
131:反射鏡
132:シャッター
133:延長手段
140:薬液供給管
140−1:固定式薬液供給管
140−2:回転式薬液供給管
141:噴霧ノズル
142:上部蓋
143:シーリング部
145:下部支え
146:配管連結部
147:ギア
148:シーリング部
149:回転軸
150:上部密閉器具
151:延長手段
152:密閉用シーリング
153:下部密閉器具
154:薬液供給口
155:薬液排出口
156:電極棒
156−1:電極棒バスバー
157:電極
157−1:電極バスバー
158:電極棒ホルダー
200:凹部
Claims (35)
- 曲面状の内周面を洗浄する手段と、
洗浄された前記曲面状の内周面に感光物質を塗布してフォトレジスト層を形成する手段と、
前記フォトレジスト層に凹部の形状が印刷されたか穿孔されたフォトマスクを密着させる手段と、
前記フォトマスクを用い、前記フォトレジスト層を露光する手段と、
露光された前記フォトレジスト層を現像して前記凹部の設計形状通りにパターニングする手段と、
現像によって露出した曲面状の内周面を選択的にエッチングする手段と、
曲面状の内周面に残留するフォトレジストを分離除去する剥離手段と、を含むことを特徴とする、曲面状の内周面上に微細形状の凹部を形成する装置。 - 前記洗浄する手段は、脱脂液又は溶剤を曲面状の内周面上に噴霧するか接触させる湿式噴霧装置又は湿式循環装置を含むことを特徴とする、請求項1に記載の曲面状の内周面上に微細形状の凹部を形成する装置。
- 前記洗浄する手段は、前記内周面を洗浄するブラシ、又は超音波洗浄手段をさらに含むことを特徴とする、請求項2に記載の曲面状の内周面上に微細形状の凹部を形成する装置。
- 前記フォトレジスト層を形成する手段は、
前記曲面状の内周面に沿って所定の速度で昇降移動しながら感光物質を塗布する塗布カップと、
前記塗布カップに液状の感光物質を定量供給する定量注入手段と、
前記塗布カップを昇降駆動する駆動手段と、
前記塗布カップを前記駆動手段に連結する延長手段と、を含むことを特徴とする、請求項1に記載の曲面状の内周面上に微細形状の凹部を形成する装置。 - 前記塗布カップはその全部又は一部の材質がポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、シリコーン樹脂又はテフロン樹脂で構成され、その外径が感光物質を塗布する曲面の内径より少し大きく、その中心部が縁より上下に突出した形状で構成されることを特徴とする、請求項4に記載の曲面状の内周面上に微細形状の凹部を形成する装置。
- 前記駆動手段は、エアアクチュエータシリンダー、電動アクチュエータシリンダー又はサーボモータであることを特徴とする、請求項5に記載の曲面状の内周面上に微細形状の凹部を形成する装置。
- 前記定量注入手段は、マイクロポンプ又はシリンジポンプであることを特徴とする、請求項5に記載の曲面状の内周面上に微細形状の凹部を形成する装置。
- 前記駆動手段に前記定量注入手段が連結されていることを特徴とする、請求項5に記載の曲面状の内周面上に微細形状の凹部を形成する装置。
- 前記曲面状の内周面上に微細形状の凹部を形成する装置は、複数の塗布カップ、 複数の定量注入手段、及び複数の駆動手段及び延長手段が並列に連結され、多数個の曲面状の内周面上に感光物質を塗布するように構成されることを特徴とする、請求項1に記載の曲面状の内周面上に微細形状の凹部を形成する装置。
- フォトマスクを密着させる前記手段が、前記フォトレジスト層とフォトマスクとの間に液状パラフィンとイソパラフィンから選択される1種以上の密着液を塗布する手段を含むことを特徴とする、請求項1に記載の曲面状の内周面上に微細形状の凹部を形成する装置。
- フォトマスク密着させる前記手段は、感光物質が塗布されてフォトマスクが挿入された曲面状の内周面を密閉し、真空圧を加える手段をさらに含むことを特徴とする、請求項10に記載の曲面状の内周面上に微細形状の凹部を形成する装置。
- 前記真空圧を加える手段は、曲面状の内周面の上部と下部を密閉し、上部又は下部のいずれか一方の側又は両側に形成された真空孔を介して、曲面の内周面の内部の空気を排出して真空圧を加える手段であることを特徴とする、請求項11に記載の曲面状の内周面上に微細形状の凹部を形成する装置。
- 前記露光する手段は、
曲面状の内周面の中に挿入される発光手段と、
前記発光手段の内部又は外部に設置される光源ランプと、
前記発光手段を曲面状の内周面の中に入れてから出すために発光手段を昇降させる昇降手段と、
前記光源ランプを昇降手段に連結する延長手段と、
を含むことを特徴とする、請求項1に記載の曲面状の内周面上に微細形状の凹部を形成する装置。 - 前記露光する手段は、
前記光源ランプから発生する光を遮蔽するシャッターと、
前記光源ランプから発生した熱を除去する冷却装置と、
前記光源ランプから発生した光の漏洩を防止する反射板と、をさらに含むことを特徴とする、請求項13に記載の曲面状の内周面上に微細形状の凹部を形成する装置。 - 前記露光する手段は、曲面状の内周面上に一定の真空圧を加えた状態で露光を実施し、露光が終了した後、真空を解除する真空露光装置であることを特徴とする、請求項13に記載の曲面状の内周面上に微細形状の凹部を形成する装置。
- 前記真空露光装置は、
上部蓋と、
下部密閉器具と、
前記上部密閉器具と前記下部密閉器具のうちいずれか一方の側又は両側に形成された真空孔と、
前記真空孔から空気を排出する真空ポンプ又は真空エジェクタと、を含み、
前記発光手段が前記上部密閉器具又は前記下部密閉器具のうちいずれか一つに一体化されていることを特徴とする、請求項15に記載の曲面状の内周面上に微細形状の凹部を形成する装置。 - 前記発光手段、延長手段、及び昇降手段は並列に複数個が構成され多数個の曲面状の内周面を同時に露光するように構成されることを特徴とする、請求項13乃至請求項16のうちいずれか一項に記載の曲面状の内周面上に微細形状の凹部を形成する装置。
- 光源ランプは一つのみを使用することを特徴とする、請求項17に記載の曲面状の内周面上に微細形状の凹部を形成する装置。
- 現像手段、エッチング手段及び剥離手段は、湿式噴霧装置又は湿式循環装置であることを特徴とする、請求項1に記載の曲面状の内周面上に微細形状の凹部を形成する装置。
- 前記湿式噴霧装置は、
薬液が曲面状の内周面以外の部分に接触しないように上部蓋と下部支え及びシーリング手段を具備し、
前記上部蓋に連結された固定式薬液供給管と、
前記固定式薬液供給管に薬液を供給する薬液供給口と、
モータの回転をギアを介して伝達して回転可能に構成され、曲面状の内周面の表面に薬液を接触させるための噴霧用ノズルが取り付けられた回転式薬液供給管と、
前記固定式薬液供給管と回転式薬液供給管を連結する配管連結部と、
処理済みの薬液を排出させる薬液排出口と、を含むことを特徴とする、請求項19に記載の曲面状の内周面上に微細形状の凹部を形成する装置。 - 前記固定式薬液供給管が多数に分岐され、その個数だけ配管連結部及びギアが連結された回転式薬液供給管が多数設置され、前記回転式薬液供給管がそれぞれのモータを利用して回転されるか、一つのモータを使用するが多数個のギアの組み合わせで回転力を伝達するように構成されて多数の曲面状の内周面上に対して同時に薬液を噴霧するように構成されることを特徴とする、請求項20に記載の曲面状の内周面上に微細形状の凹部を形成する装置。
- 前記回転式薬液供給管に取り付けられたノズルの上下間隔をPとし、ノズルの端から曲面状の内周面の表面までの間隔をd、適用噴霧圧力でのノズルの噴射角度をθとする際、ノズル間の間隔pはd×tan(θ/2)よりは大きく、2d×tan(θ/2)よりは小さいことを特徴とする、請求項21に記載の曲面状の内周面上に微細形状の凹部を形成する装置。
- 前記湿式噴霧装置は、前記上部蓋と下部支えが多数個の曲面状の内周面を同時に処理するように複数に設置され、前記薬液供給口と薬液排出口は曲面状の内周面の数と同じく複数形成されることを特徴とする、請求項20に記載の曲面状の内周面上に微細形状の凹部を形成する装置。
- 前記湿式循環装置は、
薬液が曲面状の内周面以外の部分に接触しないように上部密閉器具と下部密閉器具及びシーリング手段を具備し、
曲面状の内周面の中に挿入される電極棒であって、電極棒を負極にし曲面状の内周面を正極にして曲面の内周面を電解エッチングするための、電極棒と、
電解液を連続的に供給するための薬液供給口と、
電解液を連続的に排出するための薬液排出口と、を含むことを特徴とする、請求項19に記載の曲面状の内周面上に微細形状の凹部を形成する装置。 - 前記電極棒は円筒状であり、材質はステンレス、チタン、銀、プラチナ及び金のうちから選択されるもので構成されることを特徴とする、請求項24に記載の曲面状の内周面上に微細形状の凹部を形成する装置。
- 前記上部密閉器具と下部密閉器具は、多数個の曲面状の内周面を同時に処理するように複数に設置されるかその大きさを延長し、前記電極棒及び薬液供給口と薬液排出口は、曲面状の内周面の数と同じく複数形成されることを特徴とする、請求項24に記載の曲面状の内周面上に微細形状の凹部を形成する装置。
- 曲面状の内周面を洗浄する工程と、
洗浄された前記曲面状の内周面に感光物質を塗布してフォトレジスト層を形成する工程と、
前記フォトレジスト層に凹部の形状が印刷されたか穿孔されたフォトマスクを密着させる工程と、
前記フォトマスクを用い、前記フォトレジスト層を露光する工程と、
露光された前記フォトレジスト層を現像して前記凹部の設計形状通りにパターニングする工程と、
現像によって露出した曲面状の内周面を選択的にエッチングする工程と、
曲面状の内周面に残留するフォトレジスト層を分離除去する剥離工程と、を含むことを特徴とする曲面状の内周面上に微細形状の凹部を形成する方法。 - 前記フォトレジスト層を形成する工程は、
洗浄された曲面状の内周面の中に塗布カップを挿入する工程と、
挿入された塗布カップを曲面状の内周面の上側の端部分に位置させる工程と、
塗布カップに液状の感光物質を供給する工程と、
塗布カップが設定された速度で下降しながら曲面状の内周面に感光物質を塗布する工程と、
を含むことを特徴とする、請求項27に記載の曲面状の内周面上に微細形状の凹部を形成する方法。 - 前記フォトレジスト層が形成された曲面状の内周面と凹部の形状が印刷されたか穿孔されたフォトマスクを密着させる工程において、曲面状の内周面にフォトマスクを円柱状に巻いて挿入し、内周面とフォトマスクとの間に液状パラフィンとイソパラフィンから選択される一つ以上の密着液を塗布する工程を含むことを特徴とする、請求項27に記載の曲面状の内周面上に微細形状の凹部を形成する方法。
- 前記露光する工程は、曲面状の内周面の中に発光手段を挿入した後、光源ランプを点灯して所定時間の間露光し、光源ランプを消灯してから発光手段を排出する工程であることを特徴とする、請求項29に記載の曲面状の内周面上に微細形状の凹部を形成する方法。
- 露光する工程において、光源ランプを点灯し続けたままシャッターを閉じ、曲面状の内周面の中に発光手段を挿入した後、シャッターを開放して露光を始め、所定時間が経過した後シャッターを閉鎖してから発光手段を除去することを特徴とする、請求項30に記載の曲面状の内周面上に微細形状の凹部を形成する方法。
- 請求項21乃至請求項22の露光は、曲面状の内周面に一定の真空圧を加えた状態で露光を実施し、露光が終了した後真空を解除することを特徴とする曲面状の内周面上に微細形状の凹部を形成する方法。
- 前記電解エッチング工程では、電解液として塩化ナトリウム、塩化カリウムのような各種塩類の水溶液、酢酸、硫酸、硝酸、塩酸、フッ酸、ホウフッ酸、オキサル酸、アスコルブ酸、クエン酸、シアン酸及びそれらの金属塩の水溶液の中から一つ以上を選択して使用することを特徴とする、請求項27に記載の曲面状の内周面上に微細形状の凹部を形成する方法。
- 前記方法が電解エッチング工程で電解液にEDTA、チオウレア、チオシアネート及び界面活性剤で構成される郡から選択される1種以上の添加剤を追加してエッチングを実施することを特徴とする、請求項27に記載の曲面状の内周面上に微細形状の凹部を形成する方法。
- 前記剥離工程において、薬液は剥離液に加えてベンゾトリアゾール、トリルトリアゾールのようなアゾール系化合物を付加して金属面の酸化を防止することを特徴とする、請求項27に記載の曲面状の内周面上に微細形状の凹部を形成する方法。
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