JPH0720640A - Method for hardening film of water-soluble photoresist - Google Patents

Method for hardening film of water-soluble photoresist

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Publication number
JPH0720640A
JPH0720640A JP5192811A JP19281193A JPH0720640A JP H0720640 A JPH0720640 A JP H0720640A JP 5192811 A JP5192811 A JP 5192811A JP 19281193 A JP19281193 A JP 19281193A JP H0720640 A JPH0720640 A JP H0720640A
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JP
Japan
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water
substrate
hardening
heat treatment
soluble photoresist
Prior art date
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JP5192811A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshige Sawada
宏慈 沢田
Masanobu Sato
佐藤雅伸
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Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain a resist film which is not chipped even if the etching time is increased and has the etching resistance and adhesion to a substrate improved even if the burning time is prolonged by hardening the film of a water-soluble photoresist. CONSTITUTION:A substrate 28 is developed in a developing section 14, then dipped in a hardening soln. 36, washed with water in a washing section 18, drained in a draining section 20 and heat-treated in a burning section 22. When the substrate 28 is heat-treated, moisture is supplied to heat-treating chambers 46 and 50 in addition to the moisture contained in a water-soluble photoresist film on the substrate surface and entrained into the heat-treating chambers.

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
ドウマスクなどの基板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、金属基板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 1. Field of the Invention The present invention hardens a water-soluble photoresist that has been subjected to a development treatment applied on the surface of a metal substrate in a series of steps for manufacturing a substrate such as a shadow mask for a color CRT by a photoetching method. The present invention relates to a method for treating a membrane.

【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 photoetching 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。
The shadow mask is generally manufactured in large quantities and continuously, and the shadow mask material is sent from the steel plate manufacturer to the shadow mask manufacturer in the form of a coil having a weight of 1 to 2 tons. In general, the shadow mask material fed from the coil is subjected to various treatments in a long strip shape, and after the series of steps of photoetching is finished, the long strip is cut into a single-wafer 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
や赤外線ヒーター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)。
First, it has a long strip shape and a plate thickness of 0.05 to
Degrease the shadow mask material such as 0.3 mm low carbon aluminum killed steel or Invar type alloy containing 36% nickel, remove the rust preventive oil on the surface, wash with water, and then use an acidic solution or alkaline solution to prepare. Surface treatment and washing with water (surface preparation step). Next, a photosensitive solution, for example, a photosensitive solution containing casein and dichromate is applied to both the front and back surfaces of the shadow mask material, and dried to form a photoresist film having a thickness of several μm on the front and back surfaces of the shadow mask material. Are deposited (coating step). Next, on the surface of each photoresist film deposited on both the front and back sides of the shadow mask material, form each master pattern having a required image corresponding to the electron beam passage hole to be formed on the front side and the back side. Are aligned and brought into close contact with each other, and exposure is performed (baking step). Subsequently, the photoresist film is developed using warm water or the like, the shadow mask material is dipped in a hardening liquid, for example, a chromic anhydride solution, and then burned by hot air or an infrared heater at a temperature of 220 to 280 ° C. By performing (heat treatment), a resist film having a desired pattern image is formed on both main surfaces of the shadow mask material (developing step). A ferric chloride aqueous solution is used to perform spray etching on both main surfaces of the shadow mask material to form a large number of through holes, and then the resist film is peeled off from both surfaces of the shadow mask material (etching step). Finally,
The shadow mask material is cut to obtain a sheet-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。
In the above series of photo-etching processes, the burning treatment after the shadow mask material is immersed in the hardening liquid after the development treatment is to cure the unreacted casein and to improve the corrosion resistance of the resist film during etching. Is to improve. As a method of this dura treatment,
For example, in JP-A-57-148859, after development, a chromic anhydride solution or a dichromate solution is applied to the surface of a photoresist film by dipping or spraying, followed by washing with water, substituting water with alcohol, and drying. After that, a method of applying a burning treatment is disclosed. Also,
In Japanese Patent Publication No. 3-62264, the exposed water-soluble photoresist is washed with water, developed, and then drained by a squeezing roller or an air knife, and then the water-soluble photoresist is immersed in an aqueous chromic anhydride solution. Before and after this immersion, a chromic anhydride aqueous solution is sprayed onto the water-soluble photoresist by a spray method or a shower method, and then the water-soluble photoresist is washed with water,
A method is disclosed in which after washing, water is removed with a squeezing roll, water is further removed with a hot air type air knife, and then the water-soluble photoresist is burned. In these methods, hexavalent chromium of chromic anhydride or dichromate is reduced to trivalent chromium by burning, and a cross-linking reaction by the bond between the reduced trivalent chromium and casein produces a water-soluble photochromic compound. I try to harden the resist.

【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2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。
By the way, in recent years, color CRTs are required to have a large screen, high brightness and high definition. The shadow mask used in such a color CRT tends to have a large thickness in order to prevent image shake due to thermal expansion and vibration during use of the CRT. As the plate thickness of the shadow mask increases, the time required for etching the shadow mask material in manufacturing the shadow mask increases. Here, in the production of the shadow mask, a photosensitive liquid consisting of casein and dichromate is generally used. However, when the etching time of the shadow mask material becomes long, the surface of the shadow mask material is coated with the photosensitive liquid. There is a problem that the deposited resist film cannot withstand etching for a long time. That is, as shown in a partially enlarged cross-sectional view of FIG. 2, a part of the resist film 2 is etched while etching the shadow mask material 1 in which resist films 2 and 3 having a desired pattern image are deposited on both main surfaces. If the chip 4 has a chip 4 and etching is continued as it is, the shadow mask material 1 in the part having the chip 4 is excessively etched to form a through hole 5 larger than a normal through hole indicated by a chain double-dashed line. Therefore, there is 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 chipping of the resist film is considered to be that the resist becomes too hard due to thermal denaturation of casein during burning, and the resist film becomes rather brittle. Therefore, as a countermeasure against this, it is conceivable to lower the burning temperature so as not to cause thermal denaturation of casein, which actually reduces the occurrence of chipping of the resist film. However, when the burning temperature is lowered, chromium in the dichromate is not completely reduced from hexavalent to trivalent during burning,
Insufficient cross-linking between chromium and casein. As a result,
A new problem that the resist film dissolves in the etching solution during etching, the adhesion between the resist film and the shadow mask material deteriorates, and the through holes formed in the shadow mask material by etching become large. 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 prolonging the burning time. However,
For example, in the case of performing burning with hot air, burning at a temperature of 240 ° C. for 2 minutes can reduce trivalent chromium, whereas burning at a temperature of 200 ° C. that does not cause chipping of the resist film during etching can be performed. If this is done, the processing will take more than 10 minutes. As described above, the method of lowering the burning temperature is not practically applicable because the productivity is greatly reduced.

【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
ッチング性及び金属基板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, and 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 of hardening a water-soluble photoresist, which can form a resist film having good etching resistance and adhesion to a metal substrate without performing the above.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
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
された基板を硬膜液中に浸漬させ又は基板に硬膜液をス
プレイしもしくは垂れ掛け塗布した後、水洗し、次いで
水切りした後、基板を熱処理チャンバー内へ搬送して基
板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、前記熱処理チャンバー内
に、基板表面に被着された水溶性フォトレジスト膜中に
含有されて熱処理チャンバー内に持ち込まれる水分とは
別に水分を供給する。
The invention according to claim 1 is
After immersing the substrate on which the water-soluble photoresist film that has finished the development treatment on the surface is immersed in the hardening liquid or spraying or dripping the hardening liquid on the substrate, washing with water, and then draining, In a method of hardening a water-soluble photoresist for carrying a substrate to a heat treatment chamber and subjecting the substrate to heat treatment, in the heat treatment chamber, the water-soluble photoresist film deposited on the substrate surface is Water is supplied separately from the water contained and brought into the heat treatment chamber.

【0011】請求項2記載の発明は、請求項1の水溶性
フォトレジストの硬膜処理方法において、熱処理チャン
バー内に水蒸気を供給する。
According to a second aspect of the present invention, in the method for hardening a water-soluble photoresist film according to the first aspect, water vapor is supplied into the heat treatment chamber.

【0012】請求項3記載の発明は、請求項1の水溶性
フォトレジストの硬膜処理方法において、熱処理チャン
バー内に配設された蒸発皿に水を供給する。
According to a third aspect of the present invention, in the method for hardening a film of a water-soluble photoresist according to the first aspect, water is supplied to the evaporation dish arranged in the heat treatment chamber.

【0013】請求項4記載の発明は、上記水溶性フォト
レジストの硬膜処理方法において、基板に対し加熱処理
を施している途中において少なくとも1回、基板を水中
に浸漬させ、その後に水切りすることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the method for hardening a film of a water-soluble photoresist, the substrate is immersed in water at least once during the heat treatment of the substrate and then drained. Is characterized by.

【0014】[0014]

【作用】本発明者らの実験により、水溶性フォトレジス
ト膜を無水クロム酸水溶液中に浸漬させた後において、
加熱処理によってフォトレジスト膜の含有水分が蒸発す
ると、フォトレジスト中の6価のクロムが3価のクロム
へ還元される反応速度が遅くなることが分かった。
According to the experiments conducted by the present inventors, after immersing the water-soluble photoresist film in the chromic anhydride aqueous solution,
It was found that when the water content of the photoresist film is evaporated by the heat treatment, the reaction rate of reducing hexavalent chromium in the photoresist to trivalent chromium becomes slow.

【0015】上記した本発明に係る硬膜処理方法では、
基板を硬膜液中に浸漬させ又は基板に硬膜液をスプレイ
するなどし水洗・水切りした後熱処理チャンバー内で基
板を加熱処理する際に、外部から熱処理チャンバー内へ
水分が供給される。このとき、熱処理チャンバー内に水
蒸気を供給したり、熱処理チャンバー内に配設された蒸
発皿に水を供給する。また、別の本発明に係る硬膜処理
方法では、基板を加熱処理している途中において基板を
水中へ浸漬させたり、又は基板に水をスプレイしもしく
は垂れ掛け塗布した後水切りされ、フォトレジスト膜が
水分を含有した状態で加熱処理が行なわれる。これによ
り、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、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。
このため、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
び金属基板との密着性の良好なレジスト膜が形成され
る。
In the dura mating method according to the present invention described above,
When the substrate is heat-treated in the heat treatment chamber after being rinsed and drained by immersing the substrate in the hardener or spraying the substrate with the hardener, moisture is supplied from the outside into the heat treatment chamber. At this time, water vapor is supplied into the heat treatment chamber, or water is supplied to the evaporation dish arranged in the heat treatment chamber. Further, in the film-hardening method according to another aspect of the present invention, the substrate is immersed in water while the substrate is being heat-treated, or water is sprayed on or dripped onto the substrate and then drained off to form a photoresist film. The heat treatment is performed in a state where the water contains water. As a result, when, for example, a chromic anhydride aqueous solution is used as the hardening liquid, the chromic anhydride 6 permeated into the photoresist film is
The reaction in which valent chromium is reduced to trivalent chromium is promoted.
Therefore, the hexavalent chromium is sufficiently reduced to the trivalent chromium even at the low temperature at which the chipping of the resist film does not occur during etching and even when the burning is performed without increasing the processing time. As a result, a resist film having good etching resistance and good adhesion to a metal substrate is formed.

【0016】例えば、熱風によるバーニングを行なう場
合において、エッチング時にレジスト膜の欠けが生じな
い200℃の温度での処理では、途中においてフォトレ
ジスト膜に水分を供給しないようにしたときは、6価の
クロムが還元されて無くなるまでに10分以上もの時間
がかかってしまう。これに対し、200℃の温度で2分
間バーニング処理した後、40℃の温度の水に基板を3
0秒間浸漬させるようにしたときは、さらに200℃の
温度で2分間バーニング処理するだけで、6価クロムは
ほぼ完全に3価クロムに還元される。
For example, in the case of performing burning with hot air, at a temperature of 200 ° C. in which the resist film is not chipped during etching, when water is not supplied to the photoresist film during the process, it is hexavalent. It takes more than 10 minutes before chromium is reduced and disappears. On the other hand, after the burning treatment was performed at a temperature of 200 ° C. for 2 minutes, the substrate was immersed in water at a temperature of 40 ° C.
When soaking for 0 seconds, the hexavalent chromium is almost completely reduced to trivalent chromium only by performing a burning treatment at a temperature of 200 ° C. for 2 minutes.

【0017】[0017]

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

【0018】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、バー
ニング処理部22及びシャドウマスク材の巻取り部24から
構成されている。
FIG. 1 is an example in which the present invention is applied to a manufacturing process of a shadow mask, and is a schematic diagram showing an example of the structure of a developing / hardening processing apparatus for carrying out the film hardening method according to the present invention. It is a figure. This apparatus includes a long strip shadow mask material (substrate) supply unit 10, an accumulator 12, a development processing unit 14, a hardener supply unit 16, a water washing unit 18, a water draining unit 20, a burning processing unit 22, and a shadow mask material. It is composed of a winding section 24.

【0019】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26の形態で保持され、そのコイル26から基
板28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28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30が配設されており、そ
の現像槽30の内部へ基板28が導入され、基板28が現像槽
30内を通過する間に、基板28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32から基板28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36が収容された硬膜液槽34が配設さ
れており、その硬膜液槽34内の無水クロム酸水溶液36中
に基板28を浸漬させるようになっている。また、硬膜液
槽34の上方には、基板28の搬送路を挾んでその両側に一
対のシャワーノズル38が配設されており、硬膜液槽34内
の無水クロム酸水溶液36中へ基板28を浸漬させるのに先
立って、一対のシャワーノズル38から基板28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 shadow mask material supplying section 10, a substrate having a surface coated with a water-soluble photoresist film after baking is held in the form of a coil 26, and a substrate 28 is continuously fed from the coil 26. It is supposed to be. The substrate 28 delivered from the shadow mask material supply unit 10 is adjusted by the accumulator 12 such that the timing of conveyance is adjusted and the tension is kept constant. The development processing section 14 is provided with a developing tank 30, a substrate 28 is introduced into the developing tank 30, and the substrate 28 is a developing tank.
While passing through the inside of the substrate 30, hot water, for example 40 ° C. hot water, is sprayed onto both main surfaces of the substrate 28 from a plurality of spray nozzles 32 lined up on both sides of the substrate 28 along the transfer path,
It is developed. The hardening fluid supply unit 16 is provided with a hardening solution, for example, a hardening solution tank 34 containing a chromic anhydride aqueous solution 36. The substrate 28 is adapted to be immersed. Further, a pair of shower nozzles 38 are arranged above the hardening solution tank 34 so as to sandwich the transfer path of the substrate 28, and a pair of shower nozzles 38 are placed in the hardening solution tank 34 into the chromic anhydride solution 36. Prior to dipping 28, a chromic anhydride aqueous solution is sprayed from a pair of shower nozzles 38 onto both main surfaces of substrate 28. As a means for supplying the hardening liquid to the substrate, the dipping method and the coating method applied from the shower nozzle are used together in the illustrated example, but the hardening liquid is applied to the substrate by only one of the methods. You may supply it, or
A spray method may be used.

【0020】水洗部18には、水洗槽40が配設されてお
り、水洗槽40内には、基板28の搬送路に沿ってその両側
に複数個のスプレイノズル42が列設されている。そし
て、基板28は、水洗槽40内を通過している間に複数個の
スプレイノズル42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40の出口部分には、一対の絞りローラ44が配設されて
おり、この水切り部20において水洗後の基板28の水切り
が行なわれる。尚、水切り部20に、絞りローラ44の搬送
方向後側に一対のエアーナイフを並設するようにしても
よく、また、水切りの手段として、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。
A water washing tank 40 is disposed in the water washing section 18, and a plurality of spray nozzles 42 are lined up on both sides of the water washing tank 40 along the transfer path of the substrate 28. While the substrate 28 is passing through the washing tank 40, hot water, for example 40 ° C., is applied to both main surfaces from the plurality of spray nozzles 42.
It is washed by being sprayed with warm water. A pair of squeezing rollers 44 are arranged at the outlet of the washing tank 40, and the substrate 28 after washing is drained in the draining section 20. Incidentally, a pair of air knives may be arranged in parallel in the water draining section 20 on the rear side of the squeezing roller 44 in the transport direction, and as a water draining means, a squeegee of the surface of the substrate may be formed by a film or a rubber plate. You may make it employ | adopt a system.

【0021】バーニング処理部22は、第1のバーニング
チャンバ46、温水槽48、第2のバーニングチャンバ50、
水蒸気供給手段52及び給水手段54により構成されてい
る。第1及び第2の各バーニングチャンバ46、50の内部
にはそれぞれ、基板28の搬送路に沿ってその両側に多数
個の赤外線ヒータ56が列設されている。そして、それぞ
れのバーニングチャンバ46、50内を基板28が通過する間
に、基板28はそれぞれ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。
The burning processing unit 22 includes a first burning chamber 46, a hot water tank 48, a second burning chamber 50,
It is composed of steam supply means 52 and water supply means 54. Inside each of the first and second burning chambers 46, 50, a plurality of infrared heaters 56 are arranged in a row along the transfer path of the substrate 28 on both sides thereof. Then, while the substrate 28 passes through the respective burning chambers 46 and 50, the substrate 28 is heated to about 200 ° C., respectively.
It should be noted that hot air may be used to heat the substrate, or an induction heating method may be used.

【0022】温水槽48内には温水、例えば40℃の温水
58(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)が収容されている。この温水槽48内の
温水58中に基板28を浸漬させることにより、フォトレジ
スト膜に水分が供給される。尚、温水58中に基板28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。温水
槽48の出口部分には、一対の絞りローラ60が配設されて
おり、この一対の絞りローラ60によって水浸漬後の基板
28の水切りが行なわれ、この後に、基板28は第2のバー
ニングチャンバ50内へ送り込まれる。水蒸気供給手段52
は、蒸気発生用のボイラー62と蒸気用配管64とから構成
され、ボイラー62で発生した水蒸気を、蒸気用配管64を
通して第1のバーニングチャンバ46内へ供給する。ま
た、給水手段54は、水タンク66、ポンプ68、給水用配管
70及び蒸発皿72から構成されており、ポンプ68により水
タンク66から給水用配管70を通して第1のバーニングチ
ャンバ46内に設置された蒸発皿72へ水を供給する。蒸発
皿72に供給された水は、赤外線ヒータ56の熱によって第
1のバーニングチャンバ46内で蒸発し水蒸気になる。
尚、第1のバーニングチャンバ46内へ水分を供給するた
めに、図示例のものでは水蒸気供給手段52と給水手段54
とを併用しているが、何れか一方の手段のみによって第
1のバーニングチャンバ46内へ水分を供給するようにし
てもよい。また、温水槽48を設けるのに代えて、或いは
温水槽48を設けてさらに、水蒸気供給手段又は給水手段
によって第2のバーニングチャンバ50内へ水分を供給す
るようにしてもよい。
Hot water in the hot water tank 48, for example, hot water at 40 ° C.
58 (room temperature water may be used, but warm water is preferable because it has better permeability of moisture into the photoresist film and can shorten the processing time). By immersing the substrate 28 in the warm water 58 in the warm water tank 48, water is supplied to the photoresist film. Instead of immersing the substrate 28 in the warm water 58, water may be supplied to the substrate by a spray method, a shower method, or the like. A pair of squeezing rollers 60 are arranged at the outlet of the hot water tank 48, and the substrate after being immersed in water by the pair of squeezing rollers 60.
Draining of 28 is performed, after which the substrate 28 is pumped into the second burning chamber 50. Water vapor supply means 52
Is composed of a steam generating boiler 62 and a steam pipe 64, and supplies the steam generated in the boiler 62 into the first burning chamber 46 through the steam pipe 64. Further, the water supply means 54 includes a water tank 66, a pump 68, and a water supply pipe.
It is composed of 70 and an evaporating dish 72, and supplies water from the water tank 66 to the evaporating dish 72 installed in the first burning chamber 46 from the water tank 66 by the pump 68. The water supplied to the evaporation dish 72 is evaporated in the first burning chamber 46 by the heat of the infrared heater 56 to become water vapor.
In order to supply water into the first burning chamber 46, in the illustrated example, the steam supply means 52 and the water supply means 54
However, the water may be supplied into the first burning chamber 46 by only one of the means. Further, instead of providing the hot water tank 48, or by providing the hot water tank 48, water may be supplied into the second burning chamber 50 by the steam supply means or the water supply means.

【0023】バーニング処理部22でバーニング処理され
て硬膜処理を終えた基板28は、駆動用ローラ74を経て、
シャドウマスク材の巻取り部24でコイル76の形態に巻き
取られるようになっている。図中の78は、基板の搬送用
ローラである。
The substrate 28 which has been subjected to the burning treatment in the burning treatment section 22 and the hardening treatment has finished passes through the driving roller 74,
The shadow mask material winding portion 24 is wound in the form of a coil 76. Reference numeral 78 in the drawing denotes a substrate carrying roller.

【0024】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28を現像処理部14、硬膜液供給部
16、水洗部18、水切り部20及びバーニング処理部22へ順
次搬送しながら処理することにより、基板28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、外部から第1の熱処理チャンバー46内へ水分を供給
するようにし、また、第2の熱処理チャンバー50内へ基
板28を送り込む前に基板28を温水58中へ浸漬させるよう
にして、現像処理後無水クロム酸水溶液36中に浸漬され
水洗された基板28を水切りした後2つの熱処理チャンバ
ー46、50内で基板28を加熱処理する際に、何れの熱処理
チャンバー46、50内においてもフォトレジスト膜が水分
を含有した状態で加熱処理を行なうようにしている。こ
れにより、基板28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
への還元反応が促進されるため、各熱処理チャンバー4
6、50内において200℃程度の低い温度で基板28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 device having the above-mentioned structure, the substrate 28 having the water-soluble photoresist film after baking adhered on both main surfaces is subjected to the developing process part 14 and the film hardening liquid supply part.
16, the washing unit 18, the draining unit 20, and the burning treatment unit 22 while sequentially transported, the water-soluble photoresist film deposited on both main surfaces of the substrate 28 is developed and hardened, and the required treatment is performed. A substrate having a resist film having a pattern image deposited on both main surfaces is obtained. Then, in this method, moisture is supplied from the outside into the first heat treatment chamber 46, and the substrate 28 is immersed in the hot water 58 before the substrate 28 is fed into the second heat treatment chamber 50. When the substrate 28 is heat treated in the two heat treatment chambers 46 and 50 after the substrate 28 that has been developed and then immersed in the chromic anhydride aqueous solution 36 and washed with water is drained, in which heat treatment chamber 46 or 50 Also, the heat treatment is performed in a state where the photoresist film contains water. As a result, the reduction reaction of chromic anhydride, which has penetrated into the water-soluble photoresist film on the surface of the substrate 28, from hexavalent chromium to trivalent chromium is promoted.
Even if the substrate 28 is heat-treated at a low temperature of about 200 ° C. in the temperature range of 6 and 50, the hexavalent chromium is sufficiently reduced to trivalent chromium, and the resist film has excellent etching resistance and adhesion to the substrate. Is obtained.

【0025】尚、水洗部18で基板28を水洗した後に水切
りを行なわないときは、また、温水槽48内の温水58中へ
基板28を浸漬させた後に水切りを行なわないときは、第
1のバーニングチャンバ46内及び第2のバーニングチャ
ンバ50内での基板28の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、
水洗後及び水浸漬後に第1及び第2の各バーニングチャ
ンバ46、50内への基板搬入前には、絞りローラ44、60等
によって基板28を水切りする必要がある。
When the water is not drained after the substrate 28 is washed in the water washing section 18, and when the water is not drained after the substrate 28 is immersed in the hot water 58 in the hot water tank 48, the first During the burning process of the substrate 28 in the burning chamber 46 and the second burning chamber 50, the moisture distribution in the photoresist film is not uniform, so that the uniform hardening process cannot be performed, and the subsequent etching process is performed. At times, uneven etching is likely to occur. Therefore,
Before the substrate is carried into the first and second burning chambers 46, 50 after washing with water and immersion in water, the substrate 28 needs to be drained by the squeezing rollers 44, 60 and the like.

【0026】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、タン
グステン酸、タングステン酸塩、モリブデン酸、モリブ
デン酸塩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。
Examples of the water-soluble photoresist include milk casein, natural polymers such as fish glue, gelatin, and egg white, or synthetic polymers such as PVA (polyvinyl alcohol) and polyacrylamide, and dichromate. Diazonium salts, azide compounds, etc. added as sensitizers are generally used, but in order to improve the etching resistance of these water-soluble photoresists and the adhesion to the substrate, the photosensitivity after development is improved. The hardening treatment may be performed using a solution of chromic anhydride, dichromate, or tungstic acid, tungstate, molybdic acid, molybdate, or the like. These cases are also the same in that the crosslinking or coordination bond of the hardener and the thermosetting of the polymer compound are used, and the present invention can be applied similarly.

【0027】[0027]

【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金属基
板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 method for hardening the water-soluble photoresist is carried out by the method according to the present invention, even if the etching time becomes long. There is no occurrence of chipping of the resist film during etching, and without lengthening the burning time, it is possible to form a resist film having good etching resistance and adhesion to a metal substrate. It is possible to obtain a good shadow mask in which proper through holes are formed, and it is possible to maintain high productivity.

【図面の簡単な説明】[Brief description of 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 view 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 processing apparatus for carrying out a hardening treatment method according to the present invention. .

【図2】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. 2 is a diagram for explaining a problem in the conventional film-hardening 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 水切り部 22 紫外線照射部 22 バーニング処理部 28 基板 30 現像槽 32 スプレイノズル 34 硬膜液槽 36 硬膜液(無水クロム酸水溶液) 38 シャワーノズル 40 水洗槽 42 スプレイノズル 44、60 絞りローラ 46、50 バーニングチャンバ 48 温水槽 52 水蒸気供給手段 54 給水手段 56 赤外線ヒータ 58 温水 62 蒸気発生用のボイラー 66 水タンク 72 蒸発皿 14 Development Processing Section 16 Hardening Solution Supply Section 18 Rinsing Section 20 Draining Section 22 Ultraviolet Irradiation Section 22 Burning Processing Section 28 Substrate 30 Developing Tank 32 Spray Nozzle 34 Hardening Solution Tank 36 Hardening Solution (Aqueous Chromic Acid Aqueous Solution) 38 Shower Nozzle 40 Water washing tank 42 Spray nozzle 44, 60 Squeeze roller 46, 50 Burning chamber 48 Hot water tank 52 Steam supply means 54 Water supply means 56 Infrared heater 58 Hot water 62 Boiler for steam generation 66 Water tank 72 Evaporating dish

Claims (4)

【特許請求の範囲】[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基板を硬膜液中に浸漬させ又は基
板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、次いで水切りした後、基板を熱処理チャンバー
内へ搬送して基板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、前記熱処理
チャンバー内に、基板表面に被着された水溶性フォトレ
ジスト膜中に含有されて熱処理チャンバー内に持ち込ま
れる水分とは別に水分を供給することを特徴とする、水
溶性フォトレジストの硬膜処理方法。
1. A substrate coated with a water-soluble photoresist film whose surface has been subjected to a development treatment is dipped in a hardening solution, or after the hardening solution is sprayed or drip-coated onto the substrate,
In a method of hardening a water-soluble photoresist, wherein the substrate is transferred into a heat treatment chamber and subjected to heat treatment after being rinsed with water and then drained, and a substrate surface is deposited in the heat treatment chamber. A method of hardening a water-soluble photoresist, characterized in that the water is supplied separately from the water contained in the water-soluble photoresist film and brought into the heat treatment chamber.
【請求項2】 熱処理チャンバー内に水蒸気を供給する
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 of hardening a water-soluble photoresist according to claim 1, wherein steam is supplied into the heat treatment chamber.
【請求項3】 熱処理チャンバー内に配設された蒸発皿
に水を供給する請求項1記載の、水溶性フォトレジスト
の硬膜処理方法。
3. The method of hardening a water-soluble photoresist according to claim 1, wherein water is supplied to an evaporation dish arranged in the heat treatment chamber.
【請求項4】 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基板を硬膜液中に浸漬させ又は基
板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、次いで水切りした後、基板を熱処理チャンバー
内へ搬送して基板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、基板に対し
加熱処理を施している途中において少なくとも1回、基
板を水中に浸漬させ又は基板に水をスプレイしもしくは
垂れ掛け塗布し、その後に水切りすることを特徴とす
る、水溶性フォトレジストの硬膜処理方法。
4. A substrate coated with a water-soluble photoresist film whose surface has been subjected to a development treatment is dipped in a hardening liquid, or after the hardening liquid is sprayed or drip-coated onto the substrate,
In a method of hardening a film of a water-soluble photoresist in which a substrate is transferred into a heat treatment chamber and subjected to heat treatment after being washed with water and then drained, at least during the heat treatment of the substrate. A method for hardening a water-soluble photoresist, which comprises immersing the substrate in water once, or spraying or dripping water onto the substrate, and then draining.
JP5192811A 1993-06-14 1993-07-05 Method for hardening film of water-soluble photoresist Pending JPH0720640A (en)

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KR1019940008575A KR0130734B1 (en) 1993-06-14 1994-04-22 A method for curing a film of a water-soluble photoresist

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