JP2972490B2 - Method for hardening water-soluble photoresist - Google Patents

Method for hardening water-soluble photoresist

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JP2972490B2
JP2972490B2 JP16959093A JP16959093A JP2972490B2 JP 2972490 B2 JP2972490 B2 JP 2972490B2 JP 16959093 A JP16959093 A JP 16959093A JP 16959093 A JP16959093 A JP 16959093A JP 2972490 B2 JP2972490 B2 JP 2972490B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、カラーCRT用シャ
ドウマスクをフォトエッチング法により製造する一連の
工程において、シャドウマスク材の表面に被着された現
像処理後の水溶性フォトレジストを硬膜処理する方法に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION This invention, in a series of steps of manufacturing a shadow mask for a color CRT by a photo-etching method, hardening the water-soluble photoresist after development which is deposited on the surface of the shadow mask material How to process.

【0002】[0002]

【従来の技術】フォトエッチング法における一連の工程
について、シャドウマスクを製造する場合を例にとって
説明する。
2. Description of the Related Art A series of steps in a photo-etching method will be described by taking a case of manufacturing a shadow mask as an example.

【0003】シャドウマスクは、一般に、大量かつ連続
して製造されており、鋼板メーカーからは1〜2トンの
重量のコイルの形態でシャドウマスク材がシャドウマス
クメーカーへ送られ、シャドウマスクメーカーでは、コ
イルから繰り出されるシャドウマスク材に対し長尺帯状
のままで各種処理を施し、フォトエッチングの一連の工
程が終わった後に長尺帯状物を切断して枚葉形態にする
のが一般的である。
[0003] Shadow masks are generally manufactured in large quantities and continuously. A shadow mask material is sent from a steel plate manufacturer to a shadow mask manufacturer in the form of a coil weighing 1 to 2 tons. In general, various treatments are applied to the shadow mask material fed from the coil while maintaining a long strip shape, and after a series of steps of photoetching, the long strip is cut into a single sheet form.

【0004】まず、長尺帯状をなし、板厚が0.05〜
0.3mmの低炭素アルミキルド鋼やニッケルを36%
含有するインバー型合金等のシャドウマスク材を脱脂し
て、表面の防錆油を除去し、水洗した後、酸性溶液又は
アルカリ性溶液を用いて整面処理し、水洗する(整面工
程)。次に、シャドウマスク材の表裏両面に感光液、例
えばカゼインと重クロム酸塩とからなる感光液を塗布
し、それを乾燥させて、シャドウマスクの表裏両面に
それぞれ厚みが数μmのフォトレジスト膜を被着形成す
る(コーティング工程)。次に、シャドウマスク材の表
裏両面に被着形成された各フォトレジスト膜の表面に、
形成しようとする電子ビーム通過孔に対応した所要の画
像を有する各マスターパターンを、表・裏で画像位置を
一致させてそれぞれ密着させ、露光を行なう(焼付け工
程)。続いて、温水等を使用してフォトレジスト膜を現
像し、シャドウマスク材を硬膜液、例えば無水クロム酸
溶液中に浸漬させた後、220〜280℃の温度の熱風
や赤外線ヒータによるバーニング処理(加熱処理)を施
すことにより、シャドウマスク材の両主面に所要のパタ
ーン画像を有するレジスト膜をそれぞれ形成する(現像
工程)。塩化第二鉄水溶液を使用し、シャドウマスク材
の両主面に対しスプレイエッチングを行なって多数の透
孔を形成した後、シャドウマスク材の両面からレジスト
膜をそれぞれ剥離する(エッチング工程)。最後に、シ
ャドウマスク材を切断して枚葉形態のシャドウマスクを
得る(シャーリング工程)。
[0004] First, it has a long strip shape, and the plate thickness is 0.05 to
36% of 0.3mm low carbon aluminum killed steel and nickel
The contained shadow mask material such as an Invar type alloy is degreased to remove the rust-preventive oil on the surface, washed with water, subjected to surface conditioning using an acidic solution or an alkaline solution, and then washed with water (surface conditioning step). Next, a photosensitive solution, for example, a photosensitive solution composed of casein and dichromate is applied to both the front and back surfaces of the shadow mask material , and then dried, and a photoresist having a thickness of several μm is applied to each of the front and back surfaces of the shadow mask material. A film is formed (coating step). Next, on the surface of each photoresist film deposited on both the front and back surfaces of the shadow mask material,
Each master pattern having a required image corresponding to the electron beam passage hole to be formed is brought into close contact with the image position on the front side and the back side so as to be in close contact, and exposure is performed (printing step). Subsequently, the photoresist film is developed using warm water or the like, and the shadow mask material is immersed in a hardening solution, for example, a chromic anhydride solution, followed by a burning process using hot air at a temperature of 220 to 280 ° C. or an infrared heater. By performing (heating treatment), a resist film having a required pattern image is formed on each of both main surfaces of the shadow mask material (developing step). Using a ferric chloride aqueous solution, spray etching is performed on both principal surfaces of the shadow mask material to form a large number of through holes, and then the resist films are peeled off from both surfaces of the shadow mask material (etching step). Finally, the shadow mask material is cut to obtain a single-wafer shaped shadow mask (shearing step).

【0005】上記した一連のフォトエッチング工程にお
いて、現像処理後にシャドウマスク材を硬膜液中に浸漬
させた後バーニング処理するのは、未反応のカゼインを
硬化させて、エッチング時におけるレジスト膜の耐食性
を良くするためである。この硬膜処理の方法としては、
例えば特開昭57−148859号公報に、現像処理後
にフォトレジスト膜の表面に無水クロム酸溶液又は重ク
ロム酸塩溶液をディップ又はスプレイで塗布し、水洗
後、水をアルコールで置換し、乾燥させた後、バーニン
グ処理を施すようにする方法が開示されている。また、
特公平3−62264号公報には、露光された水溶性フ
ォトレジストを水洗し、現像した後、絞りローラ又はエ
アーナイフによって水切りし、次いで無水クロム酸水溶
液中に水溶性フォトレジストを浸漬させるとともに、こ
の浸漬の前後においてスプレイ方式又はシャワー方式に
より無水クロム酸水溶液を水溶性フォトレジストに吹き
付けるようにし、次いで水溶性フォトレジストを水洗、
洗浄した後、絞りロールで水切りを行ない、さらに熱風
式エアーナイフで水分を除去させ、その後に水溶性フォ
トレジストのバーニングを行なうようにする方法が開示
されている。これらの方法では、無水クロム酸又は重ク
ロム酸塩の6価のクロムをバーニングによって3価のク
ロムに還元し、この還元された3価のクロムとカゼイン
との結合による架橋反応により、水溶性フォトレジスト
を硬化させるようにしている。
[0005] In the above-described series of photo-etching steps, after the development processing, the shadow mask material is immersed in a hardening solution, and then the burning processing is performed to harden unreacted casein and to improve the corrosion resistance of the resist film during etching. It is to improve. As a method of this hardening treatment,
For example, JP-A-57-148859 discloses that after a development process, a chromic anhydride solution or a dichromate solution is applied to the surface of a photoresist film by dip or spray, washed with water, replaced with alcohol, and dried. After that, a method of performing a burning process is disclosed. Also,
In Japanese Patent Publication No. 3-62264, the exposed water-soluble photoresist is washed with water, developed, then drained with a squeezing roller or an air knife, and then dipped in a chromic anhydride aqueous solution, Before and after this immersion, a chromic anhydride aqueous solution was sprayed on the water-soluble photoresist by a spray method or a shower method, and then the water-soluble photoresist was washed with water,
A method is disclosed in which after washing, water is removed by a squeezing roll, moisture is removed by a hot-air type air knife, and then burning of a water-soluble photoresist is performed. In these methods, hexavalent chromium of chromic anhydride or dichromate is reduced to trivalent chromium by burning, and a cross-linking reaction by binding of the reduced trivalent chromium and casein causes water-soluble photoreaction. The resist is cured.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、カラ
ーCRTは、大画面、高輝度及び高精細の要求が高くな
ってきている。そして、このようなカラーCRTにおい
て使用されるシャドウマスクは、CRTの使用中におけ
る熱膨張や振動による画像の揺れを防止するために、板
厚が厚くなる傾向になる。シャドウマスクの板厚が厚く
なると、それを製造する場合においてシャドウマスク材
のエッチングに要する時間が長くなる。ここで、シャド
ウマスクの製造には、一般にカゼインと重クロム酸塩と
からなる感光液が使用されるが、シャドウマスク材のエ
ッチング時間が長くなると、前記感光液を用いてシャド
ウマスク材の表面に被着形成されたレジスト膜が長時間
のエッチングに耐えられなくなる、といった問題があ
る。すなわち、図3に部分拡大断面図を示すように、両
主面に所要のパターン画像のレジスト膜2、3が被着さ
れたシャドウマスク材1をエッチングしている間にレジ
スト膜2の一部に欠け4が生じ、そのままエッチングを
続けると、欠け4を生じた部分のシャドウマスク材1が
余分にエッチングされ、二点鎖線で示した正常な透孔よ
りも大きくなった透孔5が形成されてしまい、シャドウ
マスクの不良の原因になる、といった問題がある。
In recent years, color CRTs have been required to have a large screen, high luminance and high definition. The shadow mask used in such a color CRT tends to have a large thickness in order to prevent the image from fluctuating due to thermal expansion and vibration during use of the CRT. When the thickness of the shadow mask is increased, the time required for etching the shadow mask material in manufacturing the shadow mask increases. Here, in the manufacture of the shadow mask, a photosensitive solution composed of casein and dichromate is generally used. However, when the etching time of the shadow mask material is prolonged, the photosensitive mask is used to coat the surface of the shadow mask material. There is a problem that the deposited resist film cannot withstand long-time etching. That is, as shown in a partially enlarged sectional view of FIG. 3, a part of the resist film 2 is etched while the shadow mask material 1 on which the resist films 2 and 3 of a required pattern image are applied on both main surfaces is etched. When the etching is continued as it is, the shadow mask material 1 in the portion where the notch 4 is generated is excessively etched, and a through hole 5 larger than a normal through hole indicated by a two-dot chain line is formed. This causes a problem that the shadow mask becomes defective.

【0007】レジスト膜に欠けが発生する原因として
は、バーニング時におけるカゼインの熱変性によりレジ
ストが硬くなり過ぎて、レジスト膜が却って脆くなると
いったことが考えられる。従って、この対策として、バ
ーニングの温度を下げてカゼインの熱変性が起こらない
ようにするといったことが考えられ、これにより実際に
レジスト膜の欠けの発生は少なくなる。ところが、バー
ニングの温度を下げると、バーニング時に重クロム酸塩
のクロムが6価から3価へ完全には還元されなくなり、
クロムとカゼインとの架橋が不十分となる。この結果、
エッチング時にレジスト膜がエッチング液に溶解した
り、レジスト膜とシャドウマスク材との密着性が悪くな
ったりして、エッチングによってシャドウマスク材に形
成された透孔が大きくなってしまう、といった新たな問
題が生じることになる。
The cause of the chipping of the resist film is considered to be that the resist becomes too hard due to the thermal denaturation of casein during burning, and the resist film becomes rather brittle. Therefore, as a countermeasure, it is conceivable to lower the burning temperature to prevent the thermal denaturation of casein from occurring, thereby reducing the occurrence of chipping of the resist film. However, when the burning temperature is lowered, the chromium of the dichromate is not completely reduced from hexavalent to trivalent during burning,
Insufficient crosslinking of chromium with casein. As a result,
New problems such as the resist film dissolving in the etchant during etching, and the poor adhesion between the resist film and the shadow mask material, resulting in larger holes formed in the shadow mask material due to etching. Will occur.

【0008】この場合、バーニングの温度を下げてもバ
ーニング時間を長くすれば、完全に6価のクロムを3価
のクロムに還元することは可能である。しかしながら、
例えば熱風によりバーニングを行なう場合、240℃の
温度で2分間バーニング処理すれば3価のクロムへの還
元が可能であるのに対し、エッチング時にレジスト膜の
欠けを生じない200℃の温度でバーニングを行なうよ
うにすると、処理に10分以上もの時間がかかってしま
う。このように、バーニングの温度を下げる方法は、生
産性が大きく低下することになるため、現実的にみて採
用することができない。
In this case, even if the burning temperature is lowered, it is possible to completely reduce hexavalent chromium to trivalent chromium by extending the burning time. However,
For example, in the case of performing burning with hot air, a reduction treatment to trivalent chromium can be performed by performing a burning treatment at a temperature of 240 ° C. for 2 minutes. If it is performed, the processing takes more than 10 minutes. As described above, the method of lowering the burning temperature significantly reduces productivity, and cannot be practically adopted.

【0009】この発明は、以上のような事情に鑑みてな
されたものであり、エッチングの時間が長くなってもエ
ッチング時にレジスト膜の欠けが生じるようなことがな
く、かつ、バーニングの時間を長くすることなく、耐エ
ッチング性及びシャドウマスク材との密着性の良好なレ
ジスト膜を形成することができる水溶性フォトレジスト
の硬膜処理方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances. Even if the etching time is long, the resist film is not chipped during the etching, and the burning time is long. It is an object of the present invention to provide a method for hardening a water-soluble photoresist, which can form a resist film having good etching resistance and good adhesion to a shadow mask material without performing the method.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】この発明は、表面に現像
処理を終えた水溶性フォトレジスト膜が被着されたシャ
ドウマスク材を硬膜液中に浸漬させ又はシャドウマスク
に硬膜液をスプレイしもしくは垂れ掛け塗布した後、
水洗し、次いで絞りローラ、フィルム、ゴム板等のスキ
ージ又はエアーナイフなどを使用して水切りし、水溶性
フォトレジスト膜の表面に付着した水分を除去した後、
熱風や赤外線ヒータを使用し或いは誘導加熱などにより
シャドウマスク材に対し加熱処理を施すようにする水溶
性フォトレジストの硬膜処理方法において、シャドウマ
スク材を水切りした後であってシャドウマスク材に対し
加熱処理を施す前に、水分を含有している水溶性フォト
レジスト膜に紫外線を照射することを特徴とする。この
場合、水溶性フォトレジスト膜に紫外線を照射している
途中において水溶性フォトレジスト膜に水分を供給する
ようにしてもよい。
Means for Solving the Problems] The present invention, Shah water-soluble photoresist film having been subjected to the developing treatment on the surface is deposited
Dough mask material immersed in hardening solution or shadow mask
After spraying or dripping the hardening liquid on the material ,
Washed with water, then squeeze roller, a film, drained using such squeegee or air knife rubber plate or the like, water-soluble
After removing the moisture adhering to the surface of the photoresist film ,
Using hot air or infrared heater or induction heating
In hardening processing method of the water-soluble photoresist to allow subjected to a heat treatment to a shadow mask material, Shadouma
After draining the mask material and before subjecting the shadow mask material to heat treatment , a water-soluble photo
The resist film is irradiated with ultraviolet rays. In this case, water may be supplied to the water- soluble photoresist film during the irradiation of the water-soluble photoresist film with ultraviolet rays.

【0011】[0011]

【作用】この発明に係る硬膜処理方法によれば、シャド
ウマスク材を硬膜液中に浸漬させ又はシャドウマスク材
に硬膜液をスプレイするなどし水洗・水切りした後シャ
ドウマスク材を加熱処理する前に、シャドウマスク材上
の水溶性フォトレジスト膜に紫外線が照射されるので、
硬膜液として例えば無水クロム酸水溶液を使用した場
合、紫外線により、水溶性フォトレジスト膜中に浸透し
た無水クロム酸の6価クロムが3価クロムに還元される
反応が促進される。この際、無水クロム酸が浸透した水
溶性フォトレジスト膜の、紫外線に対する感度は、フォ
トレジスト膜の含有水分が少なくなると低下する傾向が
あるが、シャドウマスク材を加熱処理する前の、水分を
含有している状態のフォトレジスト膜に紫外線照射され
るので、紫外線の利用効率が高くなる。また、シャドウ
マスク材を水洗した後水切りして、水溶性フォトレジス
ト膜の表面に付着した水分を除去してから、水溶性フォ
トレジスト膜への紫外線照射を行なうようにするので、
紫外線照射時においてフォトレジスト膜中の水分の分布
が均一になり、このため、均一な硬膜処理を行なうこと
ができる。従って、エッチング時にレジスト膜の欠けが
発生しないような低い温度で、かつ、処理時間を長くし
たりすることなくバーニングを行なっても、6価クロム
は3価クロムへ十分に還元される。この結果、耐エッチ
ング性及びシャドウマスク材との密着性の良好なレジス
ト膜が形成される。
According to the hardening method of the present invention, the shadow
Sha After the Umasuku material was washed with water and drained for example by spraying a hardening liquid is immersed or shadow mask material <br/> in hardener
Before heating the dough mask material, place it on the shadow mask material.
UV rays are irradiated on the water-soluble photoresist film of
When, for example, an aqueous solution of chromic anhydride is used as the hardening solution, the reaction of reducing hexavalent chromium of chromic anhydride permeated into the water-soluble photoresist film to trivalent chromium is promoted by ultraviolet rays. At this time, water impregnated with chromic anhydride
The sensitivity of a soluble photoresist film to ultraviolet light is
Tends to decrease as the water content of the photoresist film decreases
However, before heating the shadow mask material,
UV light is applied to the photoresist film containing
Therefore, the utilization efficiency of the ultraviolet rays is increased. Also shadow
After washing the mask material with water, drain it and use the water-soluble photoresist
After removing the moisture adhering to the surface of the membrane,
Since the photoresist film is irradiated with ultraviolet rays,
Moisture distribution in photoresist film during UV irradiation
And uniform hardening treatment
Can be. Therefore , hexavalent chromium is sufficiently reduced to trivalent chromium even if burning is performed at such a low temperature that does not cause chipping of the resist film during etching and without increasing the processing time. As a result, a resist film having good etching resistance and adhesion to the shadow mask material is formed.

【0012】また、シャドウマスク上の水溶性フォトレ
ジスト膜に紫外線を照射している途中に水溶性フォトレ
ジスト膜に水分を供給するようにしたときは、紫外線の
利用効率がより高くなるため、6価クロムから3価クロ
ムへの還元が一層促進されることになり、より良好なレ
ジスト膜が形成される。
Further , a water-soluble photoresist on a shadow mask is used.
The water-soluble photoresist
When to supply water to the resist film, the ultraviolet
Since the utilization efficiency is higher , the reduction of hexavalent chromium to trivalent chromium is further promoted, and a better resist film is formed.

【0013】[0013]

【実施例】以下、この発明の好適な実施例について説明
する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below.

【0014】図1は、この発明をシャドウマスクの製造
工程に適用した場合の例であって、この発明に係る硬膜
処理方法を実施する現像・硬膜処理装置の構成の1例を
示す模式図である。この装置は、長尺帯状のシャドウマ
スク材(基板)の供給部10、アキュムレータ12、現像処
理部14、硬膜液供給部16、水洗部18、水切り部20、紫外
線照射部22、バーニング処理部24及びシャドウマスク材
の巻取り部26から構成されている。
FIG. 1 shows an example in which the present invention is applied to a manufacturing process of a shadow mask, and is a schematic view showing an example of a configuration of a developing / hardening apparatus for performing a hardening method according to the present invention. FIG. The apparatus includes a supply unit 10 for a long strip-shaped shadow mask material (substrate), an accumulator 12, a development processing unit 14, a hardening liquid supply unit 16, a washing unit 18, a draining unit 20, an ultraviolet irradiation unit 22, a burning processing unit. 24, and a winding section 26 of a shadow mask material.

【0015】シャドウマスク材の供給部10には、焼付け
の終わった水溶性フォトレジスト膜が表面に被着された
基板がコイル28の形態で保持され、そのコイル28から基
板30が連続して繰り出されるようになっている。シャド
ウマスク材の供給部10から繰り出された基板30は、アキ
ュムレータ12により、搬送のタイミングが調整されると
ともに、テンションが一定に保たれるように調節され
る。現像処理部14には、現像槽32が配設されており、そ
の現像槽32の内部へ基板30が導入され、基板30が現像槽
32内を通過する間に、基板30の搬送路に沿ってその両側
に列設された複数個のスプレイノズル34から基板30の両
主面に対し温水、例えば40℃の温水が吹き付けられ、
現像処理される。硬膜液供給部16には、硬膜液、例えば
無水クロム酸水溶液38が収容された硬膜液槽36が配設さ
れており、その硬膜液槽36内の無水クロム酸水溶液38中
に基板30を浸漬させるようになっている。また、硬膜液
槽36の上方には、基板30の搬送路を挾んでその両側に一
対のシャワーノズル40が配設されており、硬膜液槽36内
の無水クロム酸水溶液38中へ基板30を浸漬させるのに先
立って、一対のシャワーノズル40から基板30の両主面に
無水クロム酸水溶液が吹き掛けられるようにされてい
る。尚、硬膜液を基板に供給する手段として、図示例の
ものでは浸漬方式とシャワーノズルからの垂れ掛け塗布
方式とを併用しているが、何れか一方の方式のみによっ
て硬膜液を基板に供給するようにしてもよいし、また、
スプレイ方式を利用するようにしてもよい。
In the supply portion 10 of the shadow mask material, a substrate having a surface coated with a baked water-soluble photoresist film is held in the form of a coil 28, and the substrate 30 is continuously fed from the coil 28. It is supposed to be. The substrate 30 fed out from the shadow mask material supply unit 10 is adjusted by the accumulator 12 so that the transfer timing is adjusted and the tension is kept constant. The development processing section 14 is provided with a development tank 32, and the substrate 30 is introduced into the development tank 32, and the substrate 30 is
While passing through the inside 32, hot water, for example, 40 ° C. hot water, is sprayed on the two main surfaces of the substrate 30 from the plurality of spray nozzles 34 arranged on both sides along the transport path of the substrate 30,
It is developed. The hardening solution supply section 16 is provided with a hardening solution tank 36 containing a hardening solution, for example, a chromic anhydride solution 38, and the hardening solution tank 36 in the hardening solution tank 38 in the hardening solution tank 36 is provided. The substrate 30 is immersed. Further, a pair of shower nozzles 40 are disposed above the hardening solution tank 36 on both sides of the transport path of the substrate 30, and the substrate is introduced into an aqueous solution of chromic anhydride 38 in the hardening solution tank 36. Prior to immersing the substrate 30, a chromic anhydride aqueous solution is sprayed onto both main surfaces of the substrate 30 from a pair of shower nozzles 40. As a means for supplying the hardening liquid to the substrate, in the illustrated example, the dipping method and the hanging coating method from the shower nozzle are used in combination, but the hardening liquid is applied to the substrate by only one of the methods. May be supplied, or
A spray method may be used.

【0016】水洗部18には、水洗槽42が配設されてお
り、水洗槽42内には、基板30の搬送路に沿ってその両側
に複数個のスプレイノズル44が列設されている。そし
て、基板30は、水洗槽42内を通過している間に複数個の
スプレイノズル44から両主面に対し温水、例えば40℃
の温水が吹き付けられることにより、水洗される。水洗
槽42の出口部分には、搬送方向に一対の絞りローラ46及
び一対のエアーナイフ48が順次配設されており、この水
切り部20において水洗後の基板30の水切りが行なわれ
る。尚、水切りの手段としては、フィルム又はゴム板に
よって基板の表面をスキージするような方式を採用する
ようにしてもよい。
The washing section 18 is provided with a washing tank 42, and a plurality of spray nozzles 44 are arranged in both sides of the washing tank 42 along the transport path of the substrate 30. Then, the substrate 30 is heated from a plurality of spray nozzles 44 to both main surfaces while passing through the washing tank 42 with hot water, for example, 40 ° C.
Is washed by being sprayed with hot water. A pair of squeezing rollers 46 and a pair of air knives 48 are sequentially provided in the outlet direction of the washing tank 42 in the transport direction, and the draining unit 20 drains the substrate 30 after washing. As a means for draining, a method of squeegeeing the surface of the substrate with a film or a rubber plate may be adopted.

【0017】紫外線照射部22には、基板30の搬送路
に沿ってその両側に複数個の紫外線照射ランプ、例えば
6.4kWの水銀ランプ50が列設されている。また、
バーニング処理部24は、バーニングチャンバ52の内
部に、基板30の搬送路に沿ってその両側に多数個の赤
外線ヒータ54を列設して構成されている。そして、バ
ーニングチャンバ52内を基板30が通過する間に、基
板30は200℃程度まで加熱される。尚、基板を加熱
するのに、熱風を用いるようにしてもよいし、また誘導
加熱方式を利用するようにしてもよい。バーニング処理
部24でバーニング処理されて硬膜処理を終えた基板3
0は、駆動用ローラ56を経て、シャドウマスク材の巻
取り部26でコイル58の形態に巻き取られるようにな
っている。図中の60は、基板の搬送用ローラである。
A plurality of ultraviolet irradiation lamps, for example, a 6.4 kW mercury lamp 50 are arranged in a row on both sides of the ultraviolet irradiation section 22 along the transport path of the substrate 30. Also,
The burning processing section 24 is configured by arranging a number of infrared heaters 54 on both sides of the burning chamber 52 along the transport path of the substrate 30. Then, while the substrate 30 passes through the burning chamber 52, the substrate 30 is heated to about 200 ° C. Note that hot air may be used to heat the substrate, or an induction heating method may be used . Ba Ningu processor board 3 having been subjected to the burning treatment by hardening treatment with 24
Numeral 0 is wound in the form of a coil 58 by the shadow mask material winding section 26 via a driving roller 56. Reference numeral 60 in the drawing denotes a substrate transport roller.

【0018】以上のような構成の現像・硬膜処理装置を
使用し、焼付けの終わった水溶性フォトレジスト膜が両
主面に被着された基板30を現像処理部14、硬膜液供給部
16、水洗部18、水切り部20、紫外線照射部22及びバーニ
ング処理部24へ順次搬送しながら処理することにより、
基板30の両主面に被着された水溶性フォトレジスト膜が
現像及び硬膜処理され、所要のパターン画像を有するレ
ジスト膜が両主面に被着形成された基板が得られる。そ
して、この方法では、現像処理後無水クロム酸水溶液38
中に浸漬され水洗された基板30を水切りした後、基板30
に紫外線を照射し、その後に加熱処理を行なうようにし
ているので、基板30表面の水溶性フォトレジスト膜中に
浸透した無水クロム酸の、6価のクロムから3価のクロ
ムへの還元反応が紫外線によって促進されるため、バー
ニング処理部24において200℃程度の低い温度で基板
30を加熱処理するようにしても、6価クロムが3価クロ
ムへ十分に還元され、耐エッチング性及び基板との密着
性に優れたレジスト膜が得られる。
Using the developing / hardening apparatus having the above-described structure, the substrate 30 having the baked water-soluble photoresist film adhered to both main surfaces thereof is subjected to the developing section 14 and the hardening solution supply section.
16, the washing section 18, the draining section 20, the ultraviolet irradiation section 22, and by performing processing while sequentially transporting to the burning processing section 24,
The water-soluble photoresist film adhered to both main surfaces of the substrate 30 is developed and hardened to obtain a substrate in which a resist film having a required pattern image is formed on both main surfaces. In this method, after the development treatment, the aqueous solution of chromic anhydride 38
After the substrate 30 immersed in and washed with water is drained, the substrate 30
Is irradiated with ultraviolet rays, and then heat treatment is performed. Therefore, the reduction reaction of chromic anhydride that has penetrated into the water-soluble photoresist film on the surface of the substrate 30 from hexavalent chromium to trivalent chromium is performed. The substrate is treated at a low temperature of about 200 ° C.
Even if 30 is heat-treated, hexavalent chromium is sufficiently reduced to trivalent chromium, and a resist film excellent in etching resistance and adhesion to a substrate can be obtained.

【0019】尚、無水クロム酸が浸透した水溶性フォト
レジスト膜の、紫外線に対する感度は、フォトレジスト
膜の含有水分が少なくなると低下する傾向がある。従っ
て、紫外線の利用効率が高くなるように、基板30を水
洗し水切りした後バーニングチャンバ52内へ搬入する
前の段階で基板30に紫外線照射するようにする。
た、水洗後に水切りを行なわないときは、基板への紫外
線照射時及びバーニング処理時においてフォトレジスト
膜中の水分の分布が均一にならないため、均一な硬膜処
理を行なえなくなり、続いて行なわれるエッチング処理
時にエッチングむらを生じ易くなる。従って、水洗後基
板に対し紫外線照射する前には、絞りローラ46やエア
ーナイフ48によって水切りする必要がある。また、基
板に対し紫外線を照射することによりフォトレジスト膜
中の6価クロムが3価クロムへ還元される反応が進行す
るが、基板の加熱処理を行なわない場合には、レジスト
膜が軟らかい状態のままとなり、この結果、エッチング
処理中においてレジスト膜が湾曲し易くなり、レジスト
膜にクラックや欠けを生じ易くなる。従って、基板の加
熱処理を行なうことが必要である。
Incidentally, the sensitivity of a water-soluble photoresist film impregnated with chromic anhydride to ultraviolet light tends to decrease as the water content of the photoresist film decreases. Therefore, as in the utilization efficiency of ultraviolet rays becomes high, you like to ultraviolet radiation to the substrate 30 at the stage before loading the substrate 30 into the washing and the burning chamber 52 after the draining. Further, when the draining is not performed after the water washing, the distribution of moisture in the photoresist film is not uniform during the irradiation of the substrate with ultraviolet light and the burning process, so that a uniform hardening process cannot be performed, and the subsequent etching is performed. Uneven etching tends to occur during processing. Therefore, it is necessary to drain the water with the squeezing roller 46 and the air knife 48 before irradiating the substrate with ultraviolet light after washing. By irradiating the substrate with ultraviolet rays, a reaction in which hexavalent chromium in the photoresist film is reduced to trivalent chromium proceeds, but when the substrate is not subjected to heat treatment, the resist film is in a soft state. As a result, the resist film is likely to bend during the etching process, and the resist film is easily cracked or chipped. Therefore, it is necessary to heat the substrate.

【0020】次に、図2は、この発明に係る硬膜処理方
法を実施する現像・硬膜処理装置の別の構成例を示す模
式図である。図2において、図1で使用した符号と同一
符号を付したものは、図1に関して説明したものと同一
機能を有する同一要素・部材であり、その説明を省略す
る。
FIG. 2 is a schematic view showing another example of the configuration of a developing / hardening apparatus for performing the hardening method according to the present invention. In FIG. 2, components denoted by the same reference numerals as those used in FIG. 1 are the same elements and members having the same functions as those described with reference to FIG. 1, and description thereof will be omitted.

【0021】この装置では、紫外線照射部22とバーニン
グ処理部24との間に、温水供給部62、第2の水切り部64
及び第2の紫外線照射部66が基板30の搬送方向に順番に
設けられている。温水供給部62には、温水、例えば40
℃の温水70(室温水でもよいが、温水の方がフォトレジ
スト膜への水分の浸透性が良く処理時間を短縮すること
ができるので、好ましい)が収容された温水槽68が配設
されており、その温水槽68内の温水70中に基板30を浸漬
させることにより、フォトレジスト膜に水分を供給する
ようにする。尚、温水70中に基板30を浸漬させる方法に
代えて、スプレイ方式、シャワー方式等によって基板に
水分を供給するようにしてもよい。第2の水切り部64
は、搬送方向に順次配設された一対の絞りローラ72及び
一対のエアーナイフ74から構成されている。また、第2
の紫外線照射部66には、基板30の搬送路に沿ってその両
側に複数個の紫外線照射ランプ、例えば6.4kWの水
銀ランプ76が列設されている。
In this apparatus, a hot water supply section 62 and a second drain section 64 are provided between the ultraviolet irradiation section 22 and the burning section 24.
A second ultraviolet irradiation section 66 is provided in order in the transport direction of the substrate 30. The hot water supply unit 62 has hot water, for example, 40
A hot water tank 68 containing hot water 70 ° C. (although room temperature water may be used, but hot water is preferable because water permeability to the photoresist film is good and processing time can be shortened) is provided. By immersing the substrate 30 in hot water 70 in the hot water tank 68, water is supplied to the photoresist film. Instead of immersing the substrate 30 in the hot water 70, water may be supplied to the substrate by a spray method, a shower method, or the like. Second drainer 64
Is composed of a pair of squeezing rollers 72 and a pair of air knives 74 arranged sequentially in the transport direction. Also, the second
A plurality of ultraviolet irradiation lamps, for example, a 6.4 kW mercury lamp 76, are arranged on both sides of the ultraviolet irradiation section 66 along the transfer path of the substrate 30.

【0022】図2に示した構成の装置を使用して現像・
硬膜処理を行なうようにしたときは、基板30に紫外線を
照射している途中においてフォトレジスト膜に水分が供
給されるため、フォトレジスト膜中に浸透した無水クロ
ム酸の6価クロムが3価クロムへ還元される反応が一層
促進されることになる。この結果、より良好なレジスト
膜が基板表面に形成される。
Developing using the apparatus having the configuration shown in FIG.
When the hardening process is performed, moisture is supplied to the photoresist film during the irradiation of the substrate 30 with ultraviolet rays, so that hexavalent chromium of chromic anhydride that has penetrated into the photoresist film becomes trivalent. The reaction of reduction to chromium will be further accelerated. As a result, a better resist film is formed on the substrate surface.

【0023】尚、水溶性フォトレジストとしては、牛乳
カゼインの他、フィッシュグルー、ゼラチン、卵白など
の天然高分子、或いはPVA(ポリビニルアルコー
ル)、ポリアクリルアミドなどの合成高分子に、重クロ
ム酸塩、ジアゾニウム塩、アジド化合物などをセンシタ
イザーとして加えたものが一般に使用されるが、これら
の水溶性フォトレジストの耐エッチング性及び基板との
密着性の向上を目的として、現像処理後において、感光
性を有する無水クロム酸や重クロム酸塩、或いは、テト
ラゾニウム塩、ポリジアゾニウム塩、p−ジアゾフェニ
ルアミンのパラホルムアルデヒド縮合物等のジアゾニウ
ム塩類や、4、4’−ジアジドスチルベン−2,2’−
ジスルホン酸ソーダ等の水溶性ビスアジド化合物などの
溶液を使用して硬膜処理するようにしてもよい。これら
の場合にも、硬膜剤の光架橋又は配位結合と高分子化合
物の熱硬化とを利用する点では同じであり、この発明を
同様に適用することができる。
As the water-soluble photoresist, besides milk casein, natural polymers such as fish glue, gelatin and egg white, or synthetic polymers such as PVA (polyvinyl alcohol) and polyacrylamide, dichromate, Those containing a diazonium salt, an azide compound or the like as a sensitizer are generally used, but for the purpose of improving the etching resistance of these water-soluble photoresists and the adhesion to the substrate, the photosensitivity after development processing is increased. Diazonium salts such as chromic anhydride or dichromate, or tetrazonium salts, polydiazonium salts, para-formaldehyde condensates of p-diazophenylamine, and 4,4′-diazidostilbene-2,2′-
The hardening treatment may be performed using a solution of a water-soluble bis azide compound such as sodium disulfonate. These cases are also the same in that the photocrosslinking or coordination bond of the hardener and the thermosetting of the polymer compound are used, and the present invention can be similarly applied.

【0024】[0024]

【発明の効果】この発明は以上説明したように構成され
かつ作用するので、この発明に係る方法により水溶性フ
ォトレジストの硬膜処理を行なうようにしたときは、エ
ッチングの時間が長くなってもエッチング時にレジスト
膜の欠けが生じるようなことがなく、かつ、バーニング
の時間を長くすることなく、耐エッチング性及びシャド
ウマスク材との密着性の良好なレジスト膜を形成するこ
とができ、このため、適正な透孔が形成された良好なシ
ャドウマスクが得られるとともに、生産性も高く維持す
ることができる。
Since the present invention is constructed and operates as described above, when the hardening treatment of a water-soluble photoresist is performed by the method according to the present invention, even if the etching time becomes long, The etching resistance and the shadow are prevented without causing the chipping of the resist film during the etching and without increasing the burning time.
It is possible to form the adhesion of excellent resist film with Umasuku material, Therefore, with good shadow mask proper hole is formed is obtained, it is possible to maintain productivity is high.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明をシャドウマスクの製造工程に適用し
た場合の例であって、この発明に係る硬膜処理方法を実
施する現像・硬膜処理装置の構成の1例を示す模式図で
ある。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a case where the present invention is applied to a manufacturing process of a shadow mask, and showing an example of a configuration of a developing / hardening apparatus for performing a hardening method according to the present invention. .

【図2】この発明に係る硬膜処理方法を実施する現像・
硬膜処理装置の別の構成例を示す模式図である。
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating the development and hardening of the hardening method according to the present invention.
It is a schematic diagram which shows another example of a structure of the hardening processing apparatus.

【図3】従来の硬膜処理方法における問題点を説明する
ための図であって、シャドウマスク材の部分拡大断面図
である。
FIG. 3 is a diagram for explaining a problem in a conventional hardening treatment method, and is a partially enlarged cross-sectional view of a shadow mask material.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

14 現像処理部 16 硬膜液供給部 18 水洗部 20、64 水切り部 22、66 紫外線照射部 24 バーニング処理部 30 基板 32 現像槽 34 スプレイノズル 36 硬膜液槽 38 硬膜液(無水クロム酸水溶液) 40 シャワーノズル 42 水洗槽 44 スプレイノズル 46、72 絞りローラ 48、74 エアーナイフ 50、76 紫外線照射ランプ(水銀ランプ) 52 バーニングチャンバ 54 赤外線ヒータ 62 温水供給部 68 温水槽 70 温水 14 Development processing part 16 Hardening liquid supply part 18 Rinse part 20, 64 Drain part 22, 66 UV irradiation part 24 Burning processing part 30 Substrate 32 Development tank 34 Spray nozzle 36 Hardening liquid tank 38 Hardening liquid (chromic anhydride aqueous solution) ) 40 Shower nozzle 42 Rinse tank 44 Spray nozzle 46, 72 Squeeze roller 48, 74 Air knife 50, 76 UV irradiation lamp (mercury lamp) 52 Burning chamber 54 Infrared heater 62 Hot water supply section 68 Hot water tank 70 Hot water

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−69613(JP,A) 特開 平4−27113(JP,A) 特開 昭63−237418(JP,A) 特開 昭59−57432(JP,A) 特公 平3−62264(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G03F 7/40 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (56) References JP-A-62-69613 (JP, A) JP-A-4-27113 (JP, A) JP-A-63-237418 (JP, A) JP-A-59-1984 57432 (JP, A) JP 3-62264 (JP, B2) (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) G03F 7/40

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 表面に現像処理を終えた水溶性フォトレ
ジスト膜が被着されたシャドウマスク材を硬膜液中に浸
漬させ又はシャドウマスク材に硬膜液をスプレイしもし
くは垂れ掛け塗布した後、水洗し、次いで水切りして水
溶性フォトレジスト膜の表面に付着した水分を除去した
後、シャドウマスク材に対し加熱処理を施すようにする
水溶性フォトレジストの硬膜処理方法において、シャドウマスク材を水切りした後であってシャドウマス
ク材 に対し加熱処理を施す前に、水分を含有している水
溶性フォトレジスト膜に紫外線を照射することを特徴と
する、水溶性フォトレジスト膜の硬膜処理方法。
1. After immersing a shadow mask material on which a water-soluble photoresist film having undergone a developing treatment is applied on a surface thereof into a hardening solution or spraying or dripping the hardening solution onto the shadow mask material , , washed with water, then drained to water
After removal of water adhering to the surface of the soluble photoresist film, the film hardening process of the water-soluble photoresist to allow subjected to a heat treatment to a shadow mask material, the shadow mass even after having drained the shadow mask material
Before subjected to heat treatment to click material, water containing water
A method for hardening a water- soluble photoresist film , comprising irradiating the soluble photoresist film with ultraviolet rays.
【請求項2】 水溶性フォトレジスト膜に紫外線を照射
している途中において水溶性フォトレジスト膜に水分を
供給するようにする請求項1記載の、水溶性フォトレジ
ストの硬膜処理方法。
2. The method according to claim 1, wherein water is supplied to the water- soluble photoresist film during the irradiation of the water-soluble photoresist film with ultraviolet rays.
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