TW202223543A - 噴嘴、顯影裝置及被處理體之加工方法 - Google Patents

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神田真治
澁谷紀仁
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日商新東工業股份有限公司
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Abstract

本發明於一態樣中，提供一種朝被處理體噴射處理液之噴嘴。該噴嘴具備：殼體，其具有中心軸線；液體供給口，其朝殼體內供給處理液；氣體供給口，其朝殼體內供給壓縮氣體；及噴射口，其將處理液與壓縮氣體一起噴射；且噴射口具有以中心軸線為中心之圓環形狀。

Description

噴嘴、顯影裝置及被處理體之加工方法
本發明係關於一種噴嘴、顯影裝置及被處理體之加工方法。
於專利文獻1中，曾記載朝形成於被處理體之表面之抗蝕膜供給顯影液，而將該抗蝕膜顯影之顯影裝置。該顯影裝置具有包含橫長狹槽形狀之噴射口之噴嘴，藉由自該噴嘴朝與噴射口之短邊方向傾斜之方向，將顯影液與高壓氣體一起噴射，而於被處理體上形成抗蝕劑圖案。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利5153332號公報
[發明所欲解決之問題]
如上述般，專利文獻1所記載之噴嘴藉由朝與噴射口之短邊方向傾斜之方向噴射顯影劑，而促進抗蝕膜向該短邊方向之顯影。另一方面，於噴射口之長邊方向上，藉由對抗蝕膜自大致垂直之方向供給顯影劑，而抑制抗蝕膜之顯影之進行。因此，於利用專利文獻1所記載之噴嘴進行顯影處理之情形下，有於噴射口之長邊方向及短邊方向上，在抗蝕劑圖案之圖案尺寸上產生差異之情形。若利用此抗蝕劑圖案，加工被處理體，則有根據面內方向，在被處理體之加工精度上產生不均一之情形。因此，尤其是於對被處理體之加工要求較高之精度之情形下，有難以按照被要求之精度加工被處理體之情形。
為此，本發明之目的在於提高對於被處理體之加工之均一性。 [解決問題之技術手段]
於一態樣中提供一種噴射處理液之噴嘴。該噴嘴具備具有中心軸線之筒狀之殼體。該殼體具有：液體供給口，其朝殼體內供給處理液；氣體供給口，其朝殼體內供給壓縮氣體；及噴射口，其將處理液與壓縮氣體一起噴射。噴射口具有以中心軸線為中心之圓環形狀。
上述態樣之噴嘴具備具有圓環形狀之噴射口，自該噴射口噴射自液體供給口導引之處理液及自氣體供給口導引之壓縮氣體。由於自具有圓環形狀之噴射口，於以中心軸線為中心之周向上均一地噴射處理液，故可於該周向上抑制加工精度之不均一。因此，可提高對於被處理體之加工之均一性。
一實施形態之噴嘴可更具備桿構件，該桿構件於中心軸線之延伸方向上配置於液體供給口與噴射口之間，且具有直徑隨著朝向噴射口側而擴大之傾斜面，且將自液體供給口供給之處理液及自氣體供給口供給之壓縮氣體導引至噴射口之流體通路，形成於殼體之內周面與傾斜面之間。流入形成於殼體之內周面與桿構件之間之流體通路之處理液及壓縮氣體沿桿構件之傾斜面被導引，並自噴射口噴射。由於藉此，朝相對於中心軸線傾斜之方向噴射處理液，故可朝被處理體之開口部之側壁面徹底地供給處理液。其結果為，可提高被處理體之加工精度。
一實施形態之噴嘴可構成為自噴射口將處理液霧狀地噴射。由於藉由將處理液霧狀地噴射，而處理液容易被供給至被處理體之開口部之內部，故可進一步提高被處理體之加工精度。
於一實施形態中，可更具備：液體供給管，其將處理液沿中心軸線導引至殼體內；及擴散板，其將液體供給管中流動之處理液擴散，且形成有複數個開口，該等開口沿著以中心軸線為中心之周向排列。於該實施形態中，於液體供給管中流動之處理液在碰撞擴散板而擴散後，與壓縮空氣一起被導引至流體通路。藉由將如此般擴散之處理液導入流體通路，而可提高自噴射口噴射之處理液之均一性。
於一實施形態中，處理液可為將抗蝕膜顯影之顯影液、或對被處理體進行蝕刻之蝕刻液。藉由自上述之噴嘴朝被處理體噴射顯影液或蝕刻液，而可以較高之均一性加工被處理體。
於一態樣中，提供一種將形成於被處理體上之抗蝕膜顯影之顯影裝置。該顯影裝置具備：處理容器；上述噴嘴，其配置於處理容器內；搬送機構，其於處理容器內，使被處理體相對於噴嘴相對移動；顯影液供給裝置，其將顯影液作為處理液供給至噴嘴；及壓縮氣體供給裝置，其將壓縮氣體供給至噴嘴。
於上述態樣之顯影裝置中，藉由自上述之噴嘴，將顯影液與壓縮氣體一起對於被處理體噴射，而可以較高之均一性將抗蝕膜顯影。
於一實施形態中，顯影液供給裝置可將被加熱至40℃以上之顯影液供給至噴嘴。藉由將加熱至40℃以上之顯影液供給至噴嘴，而可有效地將抗蝕膜顯影。
於一實施形態中，可更具備回收裝置，該回收裝置自處理容器內回收包含顯影液之氣體，且進行氣液分離。藉由利用回收裝置對包含顯影液之氣體進行氣液分離，而可自該氣體回收顯影液。
一態樣之被處理體之加工方法包含以下工序：於被處理體上形成具有感光性之抗蝕膜；對抗蝕膜進行曝光；及對經曝光之抗蝕膜，自具有圓環狀之噴射口之噴嘴將顯影液與壓縮氣體一起噴射，而形成抗蝕劑圖案。
於上述態樣之加工方法中，自具有圓環狀之噴射口之噴嘴噴射顯影液，而形成抗蝕劑圖案。由於自圓環狀之噴射口，朝該噴射口之周向均一地噴射顯影液，故可以較高之均一性將抗蝕膜顯影。藉由利用如此般形成之抗蝕劑圖案，而提高對於被處理體之加工之均一性。
於一實施形態中，可自噴射口將顯影液霧狀地噴射。藉由將顯影液霧狀地噴射，而可抑制抗蝕膜之膨潤，而顯影液容易被供給至抗蝕膜之開口部之內部。因此，可於抗蝕膜，以較高之精度形成圖案。
於一實施形態中，可以自沿著噴射口之中心軸線之方向觀察呈圓環狀、且直徑隨著離開噴射口而變大之噴射模式噴射顯影液。藉由以此噴射模式噴射顯影液，而可於抗蝕膜以較高之均一性及較高之精度形成圖案。
於一實施形態中，顯影液之噴射方向可相對於中心軸線以10ﾟ以下之角度傾斜。由於藉由朝相對於中心軸線以10ﾟ以下之角度傾斜之方向噴射顯影液，而可朝抗蝕膜之開口部之側壁面徹底地供給顯影液，故可於抗蝕膜以較高之精度形成圖案。
於一實施形態中，可更包含經由抗蝕劑圖案朝被處理體噴射研磨材，而去除被處理體之一部分之工序。藉由利用根據上述之方法形成之抗蝕劑圖案，加工被處理體，而可以較高之均一性加工被處理體。
於一實施形態中，更包含自噴嘴經由抗蝕劑圖案朝被處理體噴射蝕刻液，而去除被處理體之一部分之工序。藉由利用上述之噴嘴噴射蝕刻液，而可以較高之均一性加工被處理體。
於一實施形態中，可更包含朝抗蝕劑圖案供給剝離液，而自被處理體去除抗蝕劑圖案之工序。 [發明之效果]
根據本發明之一態樣及各種實施形態，可提高對於被處理體之加工之均一性。
以下，參照圖式，針對本發明之實施形態進行說明。此外，於以下之說明中，對於同一或相當之要素賦予同一符號，且重複之說明不再重複。圖式之尺寸比率未必與說明之尺寸比率一致。於以下之說明中，將藉由曝光而被轉印圖案之感光性皮膜稱為抗蝕膜，將藉由將抗蝕膜顯影而形成有具有與被轉印至抗蝕膜之圖案對應之形狀之開口部之皮膜稱為抗蝕劑圖案。
圖1係概略性顯示一實施形態之顯影裝置100之圖。圖1所示之顯影裝置100係將藉由例如光微影術而圖案經曝光之抗蝕膜顯影之顯影裝置。於以下之說明中，將後述之噴嘴2之移動方向設為X方向，將後述之被處理體10之搬送方向設為Y方向，將垂直於X方向及Y方向之方向設為Z方向，而進行說明。
如圖1所示，顯影裝置100具備：處理容器1、噴嘴2、被處理體搬送機構3、噴嘴搬送機構4、顯影液供給裝置5、壓縮空氣供給裝置(壓縮氣體供給裝置)6及回收裝置7。
處理容器1於其內部區劃出顯影室S1。於顯影室S1，配置作為處理對象物之被處理體10。被處理體10為例如印刷基板、矽基板、玻璃基板、金屬基板等之加工基板，且可為對該等加工基板施以特定之處理而成之中間產物。於被處理體10之表面上，形成有被轉印特定之圖案之抗蝕膜12。抗蝕膜12為例如具有感光性之乾膜抗蝕劑。
噴嘴2以後述之噴射口20與被處理體10對向之狀態配置於顯影室S1。噴嘴2將顯影液14作為處理液，對形成於被處理體10上之抗蝕膜12噴射。此外，顯影裝置100可具備複數個噴嘴2。
上述被處理體搬送機構3及噴嘴搬送機構4構成於顯影室S1內使被處理體10相對於噴嘴2移動之搬送裝置。被處理體搬送機構3於顯影室S1內支持被處理體10。被處理體搬送機構3為例如帶式輸送裝置，於Y方向搬送載置於其上之被處理體10。
噴嘴搬送機構4於顯影室S1保持噴嘴2。噴嘴搬送機構4包含：於例如X方向延伸之軌道41、保持該噴嘴2之保持構件42、及驅動保持構件42之驅動部43。噴嘴搬送機構4藉由驅動部43之驅動力，而使保持構件42沿軌道41移動，藉此於X方向搬送噴嘴2。
此外，顯影裝置100可具備被處理體搬送機構3及噴嘴搬送機構4中一者，作為搬送裝置，僅使被處理體10及噴嘴2之一者於X方向及Y方向移動，還可具備被處理體搬送機構3及噴嘴搬送機構4之兩者，使被處理體10及噴嘴2之兩者移動。
顯影液供給裝置5以高壓、高溫狀態貯存用於將抗蝕膜12顯影之顯影液14。顯影液14含有例如碳酸鈉水溶液。於顯影液供給裝置5連接配管51，顯影液供給裝置5經由該配管51向噴嘴2供給顯影液14。此外，顯影液供給裝置5可向噴嘴2壓送加熱至40℃以上之顯影液14。
壓縮空氣供給裝置6包含例如壓縮機，經由配管52朝噴嘴2供給壓縮空氣(壓縮氣體)15。自壓縮空氣供給裝置6朝噴嘴2供給之壓縮空氣15之壓力可略小於自顯影液供給裝置5朝噴嘴2供給之顯影液14之壓力。藉由調整朝噴嘴2供給之壓縮空氣15之壓力與朝噴嘴2供給之顯影液14之壓力之差壓，而調整顯影液14自噴嘴2之噴射量。顯影液14之噴射量隨著朝噴嘴2供給之壓縮空氣15之壓力與朝噴嘴2供給之顯影液14之壓力之差壓變大而增加。例如，該差壓可設定為0.01 MPa以上0.05 MPa以下。此外，壓縮空氣供給裝置6可朝噴嘴2供給空氣以外之氣體。
回收裝置7自顯影室S1回收包含顯影液14之氣體，且進行氣液分離。如圖1所示，回收裝置7具備氣液分離機61。氣液分離機61係例如旋風分離器式氣液分離機，經由配管53連接於顯影室S1，且經由配管54連接於鼓風機62。於抗蝕膜12之顯影時，藉由自噴嘴2噴射顯影液14及壓縮空氣15，而顯影室S1之內部壓力增加。因此，要求將顯影室S1設為負壓。鼓風機62經由配管54吸引氣液分離機61內之氣體。藉由鼓風機62而氣液分離機61內之壓力成為負壓，藉此，顯影室S1內之包含顯影液14之氣體經由配管53被吸引至氣液分離機61。氣液分離機61包含過濾器，藉由該過濾器，捕集所吸引之氣體中包含之顯影液14，並將捕集到之顯影液14回收至回收槽63。回收至回收槽63之顯影液14重複使用於抗蝕膜12之顯影處理。
又，自噴嘴2噴射之顯影液14被回收至設置於顯影室S1之下方之槽。被回收至該槽之顯影液14藉由泵而被排出至顯影裝置100之外部。此外，所回收之顯影液14可返回顯影液供給裝置5，重複使用於抗蝕膜12之顯影處理。
參照圖2及圖3，針對一實施形態之噴嘴，詳細地說明。圖2係噴嘴2之立體圖，圖3係沿噴嘴2之中心軸線AX之剖視圖。如圖2及圖3所示，噴嘴2具備具有圓環形狀之噴射口20，自該噴射口20將顯影液14及壓縮空氣15作為氣液兩相流而噴射。於以下之說明中，有將噴射口20側之方向稱為噴嘴2之前端側，將與噴射口20為反對側之方向稱為噴嘴2之基端側之情形。
如圖2及圖3所示，噴嘴2具備筒狀之殼體22。殼體22具有其軸線與中心軸線AX一致之圓筒形狀，於其內部具有混合室S2。殼體22包含基端部221、中間部222及前端部223。基端部221、中間部222及前端部223自噴嘴2之基端側依序配置。該等基端部221、中間部222及前端部223可一體地形成，亦可構成為個別構體且相互連結。基端部221之內周面221s於平行於中心軸線AX之方向上具有大致一定之直徑。中間部222之內周面222s隨著朝向噴嘴2之前端側而逐漸縮徑。前端部223之內周面223s隨著朝向噴嘴2之前端部而逐漸擴徑。基端部221之內周面221s及中間部222之內周面222s區劃出混合室S2。前端部223之內周面223s區劃出後述之流體通路40。
於殼體22形成有：朝殼體22內供給顯影液14之液體供給口24、及朝殼體22內供給壓縮空氣15之氣體供給口26。液體供給口24形成於殼體22之中心軸線AX上，於該液體供給口24中插入液體供給管25。液體供給管25提供將顯影液14沿中心軸線AX引導至混合室S2之導入路28。液體供給管25之基端側之端部連接於配管51。液體供給管25之前端側之端部配置於混合室S2內。自顯影液供給裝置5供給之顯影液14通過配管51及液體供給管25被導引至混合室S2。
於一實施形態中，可於液體供給管25之前端側之端部，設置將液體供給管25中流動之顯影液14擴散之擴散板30。擴散板30具有大致圓板形狀，配置於中心軸線AX上。
圖4係擴散板30之俯視圖。如圖4所示，於擴散板30，形成有可供顯影液14通過之複數個開口32。該等複數個開口32著沿以中心軸線AX為中心之假想圓C等間隔地排列。擴散板30將導入路28內於中心軸線AX方向流動之顯影液14擴散，並自複數個開口32噴射。
氣體供給口26形成於殼體22之基端部221。於氣體供給口26連接有氣體供給管27。氣體供給管27經由配管52連接於壓縮空氣供給裝置6。自壓縮空氣供給裝置6供給之壓縮空氣15經由配管52及氣體供給管27被導引至混合室S2，於混合室S2內與顯影液14混合。
噴嘴2更具備桿構件36及突出部38。桿構件36及突出部38於平行於中心軸線AX之方向上配置於液體供給口24與噴射口20之間。突出部38具有大致圓柱形狀，連接於擴散板30之下表面。桿構件36之上表面與突出部38具有大致同一直徑，且固定於突出部38。桿構件36之下表面具有較桿構件36之上表面為大之直徑。亦即，桿構件36形成隨著靠近噴嘴2之前端側而直徑變大之圓錐台形狀，具有直徑隨著靠近噴射口20而擴大之傾斜面36s。
如圖3所示，傾斜面36s相對於中心軸線AX以角度θ傾斜。角度θ相應於形成於抗蝕劑圖案之圖案尺寸等而任意地設定。相應於該角度θ，決定自噴射口20噴射之顯影液14之噴射角度。例如，角度θ設定為大於0ﾟ且10ﾟ以下。
桿構件36之傾斜面36s配置為與前端部223之內周面223s介隔著間隙而對面。換言之，前端部223之內周面223s配置為包圍桿構件36之傾斜面36s。於該等內周面223s與傾斜面36s之間，形成流體通路40，該流體通路40將自液體供給口24供給之顯影液14及自氣體供給口26供給之壓縮空氣15自混合室S2導引至噴射口20。
該流體通路40沿桿構件36之傾斜面36s延伸，於流體通路40之延伸方向上具有大致一定之寬度(內周面223s與傾斜面36s之間之距離)。流體通路40自相對於中心軸線AX垂直之剖面觀察具有圓環形狀，其直徑隨著朝向噴射口20而經擴大。流體通路40將於混合室S2混合之顯影液14及壓縮空氣15導引至噴射口20。
流體通路40之出口構成噴射顯影液14及壓縮空氣15之噴射口20。圖5係噴嘴2之仰視圖。如圖5所示，噴嘴2之噴射口20形成於桿構件36之下表面與前端部223之內周面223s之下表面之間，具有以中心軸線AX為中心之圓環形狀。顯影液14於自噴射口20噴射時，藉由壓縮空氣15之剪切力而經細微化且霧狀地被噴射。
參照圖3，針對噴嘴2內之顯影液14及壓縮空氣15之流動，進行說明。自顯影液供給裝置5供給之顯影液14通過配管51被導引至液體供給管25，於導入路28中沿中心軸線AX之延伸方向流動。到達導入路28之端部之顯影液14碰撞擴散板30而於導入路28內經擴散。於導入路28內擴散之顯影液14隨機通過複數個開口32之任一者而朝混合室S2噴射。藉此，自複數個開口32排出均一量之顯影液14。
另一方面，自壓縮空氣供給裝置6供給之壓縮空氣15經由配管52及氣體供給口26被導入混合室S2內。被導入混合室S2內之壓縮空氣15一面與通過複數個開口32之顯影液14混合，一面沿中間部222之內周面222s與顯影液14一起被導引至流體通路40。而後，顯影液14及壓縮空氣15被導入流體通路40之入口，於流體通路40中朝向噴射口20流動。此時，顯影液14及壓縮空氣15之流動方向調整為沿桿構件36之傾斜面36s之方向。於流體通路40中流動之顯影液14與壓縮空氣15一起自圓環狀之噴射口20噴射。此時，顯影液14由壓縮空氣15剪切，成為霧狀並自噴射口20噴射。
顯影液14自噴射口20之噴射方向與桿構件36之傾斜面36s之傾斜方向一致。亦即，顯影液14自以中心軸線AX為基準之噴射口20之噴射角度與傾斜面36s之角度θ一致。亦即，顯影液14相對於中心軸線AX，以10ﾟ以下之角度θ自噴射口20噴射。此外，顯影液14相對於中心軸線AX以大於0ﾟ之角度自噴射口20噴射。
圖6係沿圖2之VI-VI線之顯影液14之噴射流之剖視圖。由於噴射口20具有圓環形狀，故如圖6所示，自噴射口20噴射之顯影液14之流動，自相對於中心軸線AX垂直之剖面觀察具有圓環狀之圖案。又，由於相對於中心軸線AX以角度θ自噴射口20噴射顯影液14，故隨著遠離噴射口20而顯影液14之噴射寬度W變大。亦即，自圓環形狀之噴射口20，以空圓錐型(空心錐型)噴射模式噴射顯影液14。藉由以此噴射模式噴射顯影液14，而可以較高之均一性及較高之精度將抗蝕膜12顯影。
再次參照圖1。如圖1所示，顯影裝置100更具備控制裝置8。控制裝置8係具備處理器、記憶部、輸入裝置、顯示裝置等之電腦，控制顯影裝置100之各部。於控制裝置8中，利用輸入裝置，操作員為了管理顯影裝置100，可進行指令之輸入操作等，又，可藉由顯示裝置，可將顯影裝置100之作動狀況可視化而顯示。於顯影裝置100之記憶部儲存：用於藉由處理器而控制由顯影裝置100執行之各種處理之控制程式、及用於相應於處理條件使顯影裝置100之各構成部執行處理之程式。
控制裝置8與被處理體搬送機構3、噴嘴搬送機構4、顯影液供給裝置5、壓縮空氣供給裝置6及回收裝置7可通訊地連接。例如，控制裝置8朝顯影液供給裝置5及壓縮空氣供給裝置6送出控制信號，控制朝噴嘴2供給之顯影液14及壓縮空氣15之流量。又，控制裝置8朝回收裝置7送出控制信號，控制氣液分離機61及鼓風機62之動作。進而，控制裝置8朝被處理體搬送機構3及噴嘴搬送機構4送出控制信號，控制Y方向之被處理體10之搬送速度、及X方向之噴嘴2之移動速度。
圖7係示意性顯示噴嘴2相對於被處理體10之相對移動方向之圖。控制裝置8於對噴嘴2供給顯影液14及壓縮空氣15之狀態下，於控制被處理體搬送機構3，使被處理體10自開始位置S朝Y方向之一側以一定之速度移動後，控制噴嘴搬送機構4，使噴嘴2朝X方向之一側以一定之速度移動。其次，控制裝置8於控制被處理體搬送機構3，使被處理體10朝Y方向之另一側以一定之速度移動後，控制噴嘴搬送機構4，使噴嘴2朝X方向之一側以一定之速度移動。控制裝置8如上述般重複控制被處理體搬送機構3及噴嘴搬送機構4，藉由將噴嘴2對於被處理體10二維地掃描，而朝形成於被處理體10上之抗蝕膜12之全面均一地噴射顯影液14。
如上述般，顯影液14藉由對形成於被處理體10上之抗蝕膜12噴射，而將抗蝕膜12顯影。圖8(a)係顯示包含經曝光之曝光區域12a與未被曝光之未曝光區域12b之抗蝕膜12之剖視圖。如圖8(b)所示，若自噴嘴2之噴射口20對抗蝕膜12噴射顯影液14，則抗蝕膜12之未曝光區域12b熔出，被選擇性地去除。如圖8(c)所示，若抗蝕膜12之曝光區域12a被完全去除，則獲得與經曝光之圖案對應之形成有開口部45之抗蝕劑圖案16。
如上述般，顯影裝置100自圓環形狀之噴射口20以空圓錐型噴射模式噴射顯影液14。自噴嘴2噴射之顯影液14由於在噴射口20之周向均一地噴射，故可以較高之均一性形成抗蝕劑圖案16。又，由於藉由自圓環形狀之噴射口20噴射顯影液14，而與自例如圓形之噴射口噴射顯影液之情形比較，可於更寬廣之範圍供給顯影液14，故可使抗蝕膜12之顯影處理高速化。
又，藉由自噴嘴2朝相對於中心軸線AX以角度θ傾斜之方向噴射顯影液14，而可朝抗蝕膜12之曝光區域12a之側壁面徹底地供給顯影液14。其結果為，可提高抗蝕劑圖案16之開口部45之垂直性，可以較高之精度形成圖案。例如，由於在曝光時朝抗蝕膜12照射之能量射線L隨著朝向抗蝕膜12之下部而衰減，故於顯影時，抗蝕膜12之開口部之側壁面容易成為隨著朝向下方而寬度變窄之倒錐形形狀。因此，於朝相對於中心軸線AX平行之方向噴射顯影液14之情形下，有顯影液14不會直接碰觸到抗蝕膜12之側壁面，而於抗蝕膜12之下部產生顯影殘留之情形。相對於此，藉由自噴嘴2朝相對於中心軸線AX以角度θ傾斜之方向噴射顯影液14，而可使顯影液14對於抗蝕膜12之下部之側壁面直接接觸，故即便於抗蝕膜12之膜厚較厚之情形下，亦可形成具有細微且均一性較高之圖案之抗蝕劑圖案16。
進而，於先前之顯影裝置中，有因在抗蝕膜12之顯影中，顯影液14滲入，而抗蝕膜12膨潤之情形。若抗蝕膜12膨潤，則成為形成於抗蝕劑圖案16之開口部45之寬度縮小之原因。相對於此，於上述之顯影裝置100中，由於自噴嘴2之噴射口20，霧狀之顯影液14以高速噴射，故抑制顯影液14向抗蝕膜12之滲入，抑制抗蝕膜12之膨潤。進而，由於霧狀之顯影液14進入抗蝕膜12之未曝光區域12b之深處，故可提高開口部45之垂直性。因此，可提高形成於抗蝕劑圖案16之圖案之精度。
其次，針對一實施形態之被處理體之加工方法進行說明。圖9係顯示一實施形態之被處理體之加工方法之流程圖。該方法係利用包含顯影裝置100之基板處理系統進行。以下，針對藉由利用具有開口部之抗蝕劑圖案16，加工被處理體10，而去除被處理體10之一部分之方法，進行說明。
於該方法中，首先，於被處理體10上形成抗蝕膜12(步驟ST1：抗蝕膜之形成)。形成於被處理體10上之抗蝕膜12係光阻劑，利用例如液狀抗蝕劑或乾膜抗蝕劑。於利用液狀抗蝕劑形成抗蝕膜12之情形下，利用塗佈機(例如，旋轉塗佈機、輥塗機、模具塗佈機、刮棒塗佈機等)、或藉由網印，於被處理體10上均一地塗佈液狀抗蝕劑。之後，藉由使經塗佈之液狀抗蝕劑乾燥，而於被處理體10上形成抗蝕膜12。
另一方面，於利用乾膜抗蝕劑形成抗蝕膜12之情形下，利用層壓裝置。圖10顯示抗蝕膜12之形成所使用之例示性層壓裝置70。層壓裝置70具備：供給輥71，保持具有感光性之乾膜抗蝕劑；壓接輥72，其捲取乾膜抗蝕劑並壓接於被處理體10；及載台73，其支持被處理體10。壓接輥72藉由對自供給輥71捲取之乾膜抗蝕劑一面剝離保護膜一面加壓，而將該乾膜抗蝕劑貼附於被處理體10上。壓接輥72可包含例如加熱元件，一面加熱乾膜抗蝕劑，一面將其壓接於被處理體10之上表面。藉此，於被處理體10之上表面形成抗蝕膜12。此外，可於載台73之內部亦設置加熱元件，藉由利用壓接輥72及載台73之一者或兩者，加熱乾膜抗蝕劑，而將乾膜抗蝕劑貼附於被處理體10上。
乾膜抗蝕劑之層壓條件相應於被處理體10之加工條件而適宜地設定。例如，於使用直徑300 mm、厚度10 mm之氧化鋁基板作為被處理體10，且於被處理體10上形成具有直徑500 μm之點形狀之抗蝕劑圖案16之情形下，作為一例，利用以下所示之層壓條件，於被處理體10上形成乾膜抗蝕劑。
(層壓條件) ・載台之設定溫度：70℃ ・載台之搬送速度：500 mm/min
此外，抗蝕劑液中含有之抗蝕劑材料可為正性抗蝕劑材料，亦可為負性抗蝕劑材料。正性抗蝕劑材料係抗蝕膜12之曝光區域12a熔出且未曝光區域12b殘留之抗蝕劑材料。負性抗蝕劑材料係抗蝕膜12之未曝光區域12b熔出且曝光區域12a殘留之抗蝕劑材料。
其次，藉由曝光裝置，而將形成於被處理體10上之抗蝕膜12曝光(步驟ST2：曝光處理)。該步驟如圖11所示般藉由經由例如具有特定之圖案之圖案遮罩18自曝光裝置之光源朝抗蝕膜12照射能量射線L(例如可視光線或紫外線)而進行。作為圖案遮罩18，利用負性遮罩，該具有負性遮罩具有例如於透明之板材(例如，玻璃、膜等)上形成有黑色之膜之構成，具有供能量射線L透過之區域、及不供能量射線L透過之區域。作為用於照射能量射線L之光源，利用例如LED燈、水銀燈、金屬鹵素燈、準分子燈、氙氣燈等。於一例中，自超高壓水銀燈朝抗蝕膜12照射紫外線。藉由該曝光處理，而圖案遮罩18之圖案被轉印至抗蝕膜12。
其次，將被轉印至抗蝕膜12之圖案顯影(步驟ST3：顯影處理)。於該步驟中，藉由朝抗蝕膜12吹拂顯影液14，而將抗蝕膜12顯影。作為先前之顯影裝置，一般而言知悉利用顯影液噴射噴嘴，噴射由泵加壓之顯影液之噴淋式顯影裝置。此噴淋式顯影裝置不易朝細微之圖案之內部供給顯影液14，而難以將細微之圖案以較高之精度顯影。相對於此，於一實施形態之被處理體之加工方法中，使用圖1所示之顯影裝置100將抗蝕膜12顯影。例如，顯影裝置100一面相對於被處理體10相對地使噴嘴2於X方向及Y方向掃描，一面自具有圓環狀之噴射口20之噴嘴2將顯影液14與壓縮空氣15一起朝抗蝕膜12噴射。於例如步驟ST3中，如圖1所示，一面利用噴嘴搬送機構4使噴嘴2於左右方向(X方向)以高速移動，一面利用被處理體搬送機構3使被處理體10於前後方向(Y方向)移動。此時，自噴射口20，以空圓錐型噴射模式朝抗蝕膜12噴射霧狀之顯影液14。藉由顯影液14對抗蝕膜12噴射，而選擇性地去除抗蝕膜12之曝光區域或未曝光區域。之後，藉由經顯影之抗蝕膜12被予以水洗及送風處理，而如圖12所示，於被處理體10上形成具有細微且均一之圖案之抗蝕劑圖案16。
曝光裝置對抗蝕膜12之顯影條件相應於形成於抗蝕劑圖案16之圖案之形狀及尺寸而適宜地設定。例如，於形成具有直徑500 μm之點形狀之抗蝕劑圖案16之情形下，利用以下所示之顯影條件，將抗蝕膜12顯影。
(顯影條件) ・顯影液：鹼性水溶液 ・顯影液之溫度：40℃ ・噴嘴之移動寬度：500 mm ・噴嘴之移動速度：10m/min ・被處理體之移動速度：100 mm/min
此外，於一實施形態中，為了使抗蝕膜12固化，而可於顯影處理前，將被處理體10搬送至加熱爐，進行加熱處理(預烘乾)。又，可於顯影處理後對被處理體10進行洗淨處理，且進行再加熱處理(後烘乾)。
其次，加工被處理體10(步驟ST4：加工)。例如，該加工係蝕刻加工。例如，蝕刻加工係噴砂加工。例如，該噴砂加工係藉由噴砂處理裝置80而進行。如圖13所示，噴砂處理裝置80一面將噴砂嘴82於左右方向及前後方向掃描，一面經由抗蝕劑圖案16將研磨材84與壓縮空氣一起對於被處理體10吹拂，而切削並去除被處理體10之表面中之自抗蝕劑圖案16之開口部露出之部分。其結果為，抗蝕劑圖案16之圖案被轉印至被處理體10。
被處理體10之噴砂加工條件相應於形成於被處理體10之圖案而適宜地設定。例如，於使用上述之抗蝕劑圖案16而於被處理體10形成深度50 μm之孔之情形下，根據以下所示之噴砂加工條件，加工被處理體10。
(噴砂加工條件) ・噴砂嘴之移動速度：10 m/min ・噴砂嘴之噴射內壓：0.25 MPa
其次，藉由剝離裝置90，自被處理體10剝離抗蝕劑圖案16(步驟ST5)。例如，如圖14所示，剝離裝置90藉由自霧化噴嘴92朝被處理體10之表面噴灑剝離液94，而自被處理體10之表面去除抗蝕劑圖案16。藉由上述之一系列之工序，而製作形成有細微之圖案之被處理體10。
以上，針對各種實施形態之噴嘴2、顯影裝置100及被處理體之加工方法進行了說明，但不限定於上述之實施形態，於不變更發明之要旨之範圍內可構成各種變化態樣。
例如，於上述之實施形態中，使顯影液14與壓縮空氣15一起自噴嘴2噴射，但於一實施形態中，可自噴嘴2噴射蝕刻液。該情形下，具備噴嘴2之蝕刻裝置將蝕刻液作為處理液朝噴嘴2之液體供給管25供給，朝氣體供給管27供給壓縮空氣。藉此，蝕刻液及壓縮空氣於混合室S2內混合，自具有圓環形狀之噴射口20以空圓錐型噴射模式噴射霧狀之蝕刻液。藉由以空圓錐型噴射模式將霧狀之蝕刻液經由抗蝕劑圖案16朝被處理體10噴射，而朝被處理體10之開口部之側壁面亦徹底地供給蝕刻液，故可以較高之精度加工被處理體10。
又，於圖9所示之被處理體10之加工方法之步驟ST4中，藉由對被處理體10經由抗蝕劑圖案16進行噴砂加工，而去除被處理體10之一部分，但於一實施形態中，可藉由濕式蝕刻(化學蝕刻)，去除被處理體10之一部分。濕式蝕刻係藉由利用蝕刻液(藥劑)使被處理體10之表面化學性腐蝕，而局部去除被處理體10之方法。於一實施形態中，可使被處理體10浸漬於蝕刻液，亦可經由抗蝕劑圖案16朝被處理體10噴射蝕刻液而去除被處理體10之一部分。於朝被處理體10噴射蝕刻液之情形下，可自上述之噴嘴2以空圓錐型噴射模式朝被處理體10噴射蝕刻液。藉由自具有圓環形狀之噴嘴2對被處理體10噴射蝕刻液，而可以較高之均一性及精度加工被處理體10。
又，於另一實施形態中，於步驟ST4中，可利用經顯影處理之抗蝕劑圖案16，對被處理體10進行鍍敷加工。例如，藉由經由形成於被處理體10上之抗蝕劑圖案16形成鍍敷層，而可於被處理體10上形成與形成於抗蝕劑圖案16之圖案之形狀對應之金屬遮罩。
作為一例，於在300 mm×300 mm之不銹鋼基板上貼附乾膜抗蝕劑，形成具有點形狀之抗蝕劑圖案16，且利用該抗蝕劑圖案16於被處理體10上形成金屬遮罩之情形下，依照例如以下之層壓條件、曝光條件及顯影條件，進行抗蝕膜12之形成、曝光處理及顯影處理。
(層壓條件) ・載台之設定溫度：70℃ ・載台之搬送速度：500 mm/min
(曝光條件) ・能量射線：紫外線
(顯影條件) ・顯影液：鹼性水溶液 ・顯影液之溫度：60℃ ・噴嘴之移動寬度：400 mm ・噴嘴之移動速度：10m/min ・被處理體之移動速度：30 mm/min
於該實施形態中，於具有根據上述之條件形成之抗蝕劑圖案16之被處理體10上，利用電鍍法形成鎳製之鍍敷層。而後，藉由利用剝離液94，將抗蝕劑圖案16剝離，而形成金屬遮罩。
以下，雖然針對上述之噴嘴2及顯影裝置100之效果，基於實施例及比較例進行說明，但本發明並非係限定於以下之實施例者。
於實施例1及比較例1中，於被處理體10上形成具有感光性之乾膜抗蝕劑，藉由利用光微影術，對該乾膜抗蝕劑進行曝光、顯影，而形成覆蓋被處理體10之一部分之濕式蝕刻用之抗蝕劑圖案16。應形成於被處理體10上之抗蝕劑圖案16之設計尺寸設為厚度15 μm、線寬12 μm。於實施例1中，藉由自圖2所示之噴嘴2以空圓錐型噴射模式朝乾膜抗蝕劑噴射霧狀之顯影液14，而形成抗蝕劑圖案16。另一方面，於比較例1中，藉由自噴淋噴嘴朝乾膜抗蝕劑供給液體狀之顯影液14，而形成抗蝕劑圖案16。而後，以電子顯微鏡(SEM)觀察根據實施例1及比較例1形成之抗蝕劑圖案16。
圖15(a)係根據比較例1形成之抗蝕劑圖案16之SEM相片。圖15(b)係根據實施例1形成之抗蝕劑圖案16之SEM相片。如圖15(a)所示，確認出根據比較例1形成之抗蝕劑圖案16之線寬較曝光於乾膜抗蝕劑之線寬即12 μm為窄。於比較例1中，認為因液體狀之顯影液14滲入乾膜抗蝕劑而膨潤，而抗蝕劑圖案16之開口部經縮小。相對於此，如圖15(b)所示，確認出根據實施例1形成之抗蝕劑圖案16之線寬為12 μm，可以較高之精度形成抗蝕劑圖案16。
其次，針對實施例2及比較例2進行說明。於實施例2及比較例2中，於被處理體10上形成具有感光性之乾膜抗蝕劑，藉由利用光微影術，對該乾膜抗蝕劑進行曝光、顯影，而形成覆蓋被處理體10之一部分之噴砂用之抗蝕劑圖案16。應形成於被處理體10上之抗蝕劑圖案16之設計尺寸設為厚度35 μm、線寬30 μm。於實施例2中，藉由自圖2所示之噴嘴2以空圓錐型噴射模式朝乾膜抗蝕劑噴射霧狀之顯影液14，而形成抗蝕劑圖案16。另一方面，於比較例2中，藉由自噴淋噴嘴朝乾膜抗蝕劑供給液體狀之顯影液14，而形成抗蝕劑圖案16。而後，以電子顯微鏡(SEM)觀察根據實施例2及比較例2形成之抗蝕劑圖案16。
圖16(a)係根據比較例2形成之抗蝕劑圖案16之SEM相片。圖16(b)係根據實施例2形成之抗蝕劑圖案16之SEM相片。如圖16(a)所示，確認出於根據比較例2形成之抗蝕劑圖案16中，於底部附近，開口部之寬度經縮小。該開口寬度之縮小被認為係起因於自噴淋噴嘴供給之顯影液之一部分滯留於開口部之底部，未對開口部之側壁面充分供給顯影液14。相對於此，如圖16(b)所示，確認出於根據實施例2形成之抗蝕劑圖案16中，開口部之側壁面具有較高之垂直性，以較高之精度將抗蝕劑圖案16顯影。
1:處理容器 2:噴嘴 3:被處理體搬送機構 4:噴嘴搬送機構 5:顯影液供給裝置 6:壓縮空氣供給裝置(壓縮氣體供給裝置) 7:回收裝置 8:控制裝置 10:被處理體 12:抗蝕膜 12a:曝光區域 12b:未曝光區域 14:顯影液 15:壓縮空氣(壓縮氣體) 16:抗蝕劑圖案 18:圖案遮罩 20:噴射口 22:殼體 24:液體供給口 25:液體供給管 26:氣體供給口 27:氣體供給管 28:導入路 30:擴散板 32:開口 36:桿構件 36s:傾斜面 38:突出部 40:流體通路 41:軌道 42:保持構件 43:驅動部 45:開口部 51, 52, 53, 54:配管 61:氣液分離機 62:鼓風機 63:回收槽 70:層壓裝置 71:供給輥 72:壓接輥 73:載台 80:噴砂處理裝置 82:噴砂嘴 84:研磨材 90:剝離裝置 92:霧化噴嘴 94:剝離液 100:顯影裝置 221:基端部 221s, 222s, 223s:內周面 222:中間部 223:前端部 AX:中心軸線 C:假想圓 L:能量射線 S:開始位置 S1:顯影室 S2:混合室 VI-VI:線 W:噴射寬度 X, Y, Z:方向 θ:角度
圖1係概略性顯示一實施形態之顯影裝置之圖。 圖2係一實施形態之噴嘴之立體圖。 圖3係一實施形態之噴嘴之剖視圖。 圖4係擴散板之俯視圖。 圖5係噴射口之仰視圖。 圖6係沿圖2之VI-VI線之顯影液之噴射流之剖視圖。 圖7係顯示噴嘴相對於被處理體之掃描方向之圖。 圖8(a)～(c)係顯示藉由顯影處理，去除抗蝕膜之一部分之樣態之圖。 圖9係顯示一實施形態之被處理體之處理方法之流程圖。 圖10係顯示形成抗蝕膜之工序之圖。 圖11係顯示對抗蝕膜進行曝光之工序之圖。 圖12係顯示將抗蝕膜顯影之工序之圖。 圖13係顯示對被處理體進行噴砂加工之工序之圖。 圖14係顯示將抗蝕劑圖案剝離之工序之圖。 圖15(a)係顯示根據比較例1形成之抗蝕劑圖案之SEM相片，(b)係顯示根據實施例1形成之抗蝕劑圖案之SEM相片。 圖16(a)係顯示根據比較例2形成之抗蝕劑圖案之SEM相片，(b)係顯示根據實施例2形成之抗蝕劑圖案之SEM相片。
2:噴嘴
14:顯影液
15:壓縮空氣(壓縮氣體)
20:噴射口
22:殼體
24:液體供給口
25:液體供給管
26:氣體供給口
27:氣體供給管
28:導入路
30:擴散板
36:桿構件
36s:傾斜面
38:突出部
40:流體通路
221:基端部
221s,222s,223s:內周面
222:中間部
223:前端部
AX:中心軸線
S2:混合室
θ:角度

Claims (15)

  1. 一種噴嘴，其係噴射處理液者，且 具備具有中心軸線之筒狀之殼體； 前述殼體具有： 液體供給口，其朝前述殼體內供給前述處理液； 氣體供給口，其朝前述殼體內供給壓縮氣體；及 噴射口，其將前述處理液與前述壓縮氣體一起噴射； 前述噴射口具有以前述中心軸線為中心之圓環形狀。
  2. 如請求項1之噴嘴，其更具備桿構件，該桿構件於前述中心軸線之延伸方向上配置於前述液體供給口與前述噴射口之間，且具有直徑隨著朝向前述噴射口側而擴大之傾斜面；且 將自前述液體供給口供給之前述處理液及自前述氣體供給口供給之前述壓縮氣體導引至前述噴射口之流體通路，形成於前述殼體之內周面與前述傾斜面之間。
  3. 如請求項1或2之噴嘴，其構成為自前述噴射口將前述處理液霧狀地噴射。
  4. 如請求項1至3中任一項之噴嘴，其更具備： 液體供給管，其將前述處理液沿前述中心軸線導引至前述殼體內；及 擴散板，其將前述液體供給管中流動之前述處理液擴散，且形成有複數個開口，該等開口沿著以前述中心軸線為中心之周向排列。
  5. 如請求項1至4中任一項之噴嘴，其中前述處理液係將抗蝕膜顯影之顯影液、或對被處理體進行蝕刻之蝕刻液。
  6. 一種顯影裝置，其係將形成於被處理體上之抗蝕膜顯影者，且具備： 處理容器； 配置於前述處理容器內之請求項1至5中任一項之噴嘴； 搬送機構，其於前述處理容器內使前述被處理體相對於前述噴嘴而相對移動； 顯影液供給裝置，其將顯影液作為前述處理液供給至前述噴嘴；及 壓縮氣體供給裝置，其將前述壓縮氣體供給至前述噴嘴。
  7. 如請求項6之顯影裝置，其中前述顯影液供給裝置將被加熱至40℃以上之前述顯影液供給至前述噴嘴。
  8. 如請求項6或7之顯影裝置，其更具備回收裝置，該回收裝置自前述處理容器內回收包含前述顯影液之氣體，且進行氣液分離。
  9. 一種被處理體之加工方法，其包含以下工序： 於被處理體上形成具有感光性之抗蝕膜； 對前述抗蝕膜進行曝光；及 對經曝光之前述抗蝕膜，自具有圓環狀之噴射口之噴嘴將顯影液與壓縮氣體一起噴射，而形成抗蝕劑圖案。
  10. 如請求項9之加工方法，其中自前述噴射口將前述顯影液霧狀地噴射。
  11. 如請求項9或10之加工方法，其中以自沿著前述噴射口之中心軸線之方向觀察呈圓環狀、且直徑隨著離開前述噴射口而變大之噴射模式，噴射前述顯影液。
  12. 如請求項11之加工方法，其中前述顯影液之噴射方向相對於前述中心軸線以10ﾟ以下之角度傾斜。
  13. 如請求項9至12中任一項之加工方法，其更包含經由前述抗蝕劑圖案朝前述被處理體噴射研磨材，而去除前述被處理體之一部分之工序。
  14. 如請求項9至12中任一項之加工方法，其更包含自前述噴嘴經由前述抗蝕劑圖案朝前述被處理體噴射蝕刻液，而去除前述被處理體之一部分之工序。
  15. 如請求項9至14中任一項之加工方法，其更包含朝前述抗蝕劑圖案供給剝離液，而自前述被處理體去除前述抗蝕劑圖案之工序。
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