(57)【要約】【課題】  成膜用の液体の回り込みを確実に防止できる成膜方法を提供すること。【解決手段】  貫通孔を有する基板に膜を形成する成膜方法であって、基板の第１の面に、基板を加熱するための加熱部材を接触させた状態で、基板の第１の面とは反対側の第２の面に、成膜用の第１の液体を付与する第１の付与工程を有することを特徴とする。第１の付与工程において、第２の面に、第１の液体を噴霧する。第１の付与工程における第１の液体の付与量は、０．０００１〜０．１ｍＬ／ｃｍ２である。加熱部材による加熱温度は、５０〜４００℃である。加熱部材の基板と接触する面は、略平面である。第２の面に付与した第１の液体を乾燥する第１の乾燥工程を有する。第２の面上に形成する膜は、撥液膜である。第２の面上に膜を形成した後、第１の面を下に向け、第１の面上に、圧力制御型スリットコーターにより成膜用の第２の液体を付与する第２の付与工程を有する。【選択図】  無し【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫通孔を有する基板に膜を形成する成膜方法であって、
前記基板の第１の面に、前記基板を加熱するための加熱部材を接触させた状態で、
前記基板の前記第１の面とは反対側の第２の面に、成膜用の第１の液体を付与する第１の付与工程を有することを特徴とする成膜方法。
【請求項２】
前記第１の付与工程において、前記第２の面に、前記第１の液体を噴霧する請求項１に記載の成膜方法。
【請求項３】
前記第１の付与工程における前記第１の液体の付与量は、０．０００１〜０．１ｍＬ／ｃｍ２である請求項１または２に記載の成膜方法。
【請求項４】
前記加熱部材による加熱温度は、５０〜４００℃である請求項１ないし３のいずれかに記載の成膜方法。
【請求項５】
前記加熱部材の前記基板と接触する面は、略平面である請求項１ないし４のいずれかに記載の成膜方法。
【請求項６】
前記第２の面に付与した前記第１の液体を乾燥する第１の乾燥工程を有する請求項１ないし５のいずれかに記載の成膜方法。
【請求項７】
前記膜は、撥液膜である請求項１ないし６のいずれかに記載の成膜方法。
【請求項８】
前記膜の平均膜厚は、０．０００５〜０．０１μｍである請求項１ないし７のいずれかに記載の成膜方法。
【請求項９】
前記膜は、前記貫通孔内の壁面部にも形成される請求項１ないし８のいずれかに記載の成膜方法。
【請求項１０】
前記第２の面上に膜を形成した後、
前記第１の面を下に向け、前記第１の面上に、圧力制御型スリットコーターにより成膜用の第２の液体を付与する第２の付与工程を有する請求項１ないし９のいずれかに記載の成膜方法。
【請求項１１】
貫通孔を有する基板の一方の主面である第２の面上に、撥液膜が形成された前記基板の、前記第２の面とは反対側の第１の面に膜を形成する成膜方法であって、
前記第１の面を下に向け、前記第１の面上に、圧力制御型スリットコーターにより成膜用の第２の液体を付与する第２の付与工程を有することを特徴とする成膜方法。
【請求項１２】
前記第２の面上に形成された膜に対する、前記第２の液体の接触角は、５０°以上である請求項１０または１１に記載の成膜方法。
【請求項１３】
前記第１の面に付与した前記第２の液体を乾燥する第２の乾燥工程を有する請求項１０ないし１２のいずれかに記載の成膜方法。
【請求項１４】
前記第１の面上に形成する膜は、レジスト膜である請求項１０ないし１３のいずれかに記載の成膜方法。
【請求項１５】
前記レジスト膜の平均膜厚は、０．３〜５μｍである請求項１４に記載の成膜方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ＭＥＭＳ（マイクロマシン）やプリンタ等には、一般に、貫通孔を有する部品が用いられている。
このような貫通孔を有する部品を製造する際に、貫通孔を有する基板上にレジスト膜を形成し、基板に加工を施す場合がある。
しかし、貫通孔を有する基板の一方の面にレジスト材を塗布してレジスト膜を形成する場合、レジスト材が貫通孔等を通って、他方の面にレジスト材が回り込んでしまうことがある。特に、レジスト材がポジレジストである場合、電子ビームが当たったところだけが化学反応に対して可溶になるため、このような不具合が顕著であった。
【０００３】
また、このような不具合を生じない方法としては、貫通孔を形成する前にレジスト膜を形成する方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
しかし、特許文献１に記載の方法では、工程数が増大し、また、工程が煩雑になるといった問題がある。また、貫通孔を開ける際にダメージを受けるような材質の膜をパターニングする事が出来ないといった問題もある。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１５５０３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、成膜用の液体の回り込みを確実に防止できる成膜方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の成膜方法は、貫通孔を有する基板に膜を形成する成膜方法であって、
前記基板の第１の面に、前記基板を加熱するための加熱部材を接触させた状態で、
前記基板の前記第１の面とは反対側の第２の面に、成膜用の第１の液体を付与する第１の付与工程を有することを特徴とする。
これにより、第１の液体を基板に付与した際に、貫通孔を伝って第１の液体が基板の第１の面側に回り込むのを十分に防止しつつ、均一な膜を形成することができる。
【０００７】
本発明の成膜方法では、前記第１の付与工程において、前記第２の面に、前記第１の液体を噴霧することが好ましい。
これにより、均一な撥液膜をより確実に形成することができる。
本発明の成膜方法では、前記第１の付与工程における前記第１の液体の付与量は、０．０００１〜０．１ｍＬ／ｃｍ２であることが好ましい。
これにより、適度な膜厚の膜を形成することができる。
【０００８】
本発明の成膜方法では、前記加熱部材による加熱温度は、５０〜４００℃であることが好ましい。
これにより、第１の液体の、第１の面への回り込みをより確実に防止することができる。
本発明の成膜方法では、前記加熱部材の前記基板と接触する面は、略平面であることが好ましい。
これにより、基板と加熱部材とを密着させることができる。このように基板と加熱部材とが密着していると、第１の液体の、第１の面への回り込みをより確実に防止することができる。
【０００９】
本発明の成膜方法では、前記第２の面に付与した前記第１の液体を乾燥する第１の乾燥工程を有することが好ましい。
これにより、より確実に、かつ、短時間で膜を形成することができる。
本発明の成膜方法では、前記膜は、撥液膜であることが好ましい。
これにより、第１の面に膜を形成する際に、当該膜が第２の面側に回り込むのを効果的に防止することができる。
【００１０】
本発明の成膜方法では、前記膜の平均膜厚は、０．０００５〜０．０１μｍであることが好ましい。
これにより、第１の面に膜を形成する際に、当該膜が第２の面側に回り込むのを効果的に防止することができる。
本発明の成膜方法では、前記膜は、前記貫通孔内の壁面部にも形成されることが好ましい。
これにより、膜の有する機能をより好適に発揮することができる。
【００１１】
本発明の成膜方法では、前記第２の面上に膜を形成した後、
前記第１の面を下に向け、前記第１の面上に、圧力制御型スリットコーターにより成膜用の第２の液体を付与する第２の付与工程を有することが好ましい。
これにより、第２の液体を付与する際に、貫通孔を介して第２の液体が第２の面側に回り込むのを効果的に防止することができる。また、仮に、貫通孔内に第２の液体が浸入したとしても、第２の液体は貫通孔内ではじかれて、重力等の影響により第１の面側に戻されるため、結果として、第２の液体が第２の面側に回り込むのを防止することができる。
【００１２】
本発明の成膜方法は、貫通孔を有する基板の一方の主面である第２の面上に、撥液膜が形成された前記基板の、前記第２の面とは反対側の第１の面に膜を形成する成膜方法であって、
前記第１の面を下に向け、前記第１の面上に、圧力制御型スリットコーターにより成膜用の第２の液体を付与する第２の付与工程を有することを特徴とする。
これにより、第２の液体を付与する際に、貫通孔を介して第２の液体が第２の面側に回り込むのを効果的に防止することができる。また、仮に、貫通孔内に第２の液体が浸入したとしても、第２の液体は貫通孔内ではじかれて、重力等の影響により第１の面側に戻されるため、結果として、第２の液体が第２の面側に回り込むのを防止することができる。
【００１３】
本発明の成膜方法では、前記第２の面上に形成された膜に対する、前記第２の液体の接触角は、５０°以上であることが好ましい。
これにより、第２の液体が第２の面側に回り込むのをより効果的に防止することができる。
本発明の成膜方法では、前記第１の面に付与した前記第２の液体を乾燥する第２の乾燥工程を有することが好ましい。
これにより、より確実に、かつ、短時間で膜を形成することができる。
【００１４】
本発明の成膜方法では、前記第１の面上に形成する膜は、レジスト膜であることが好ましい。
本発明の方法は、このようなレジスト膜を形成するのに好適に用いることができる。
本発明の成膜方法では、前記レジスト膜の平均膜厚は、０．３〜５μｍであることが好ましい。
これにより、レジスト膜としての機能をより好適に発揮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の成膜方法を添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
本実施形態では、本発明の成膜方法を、撥液膜およびレジスト膜の形成に適用した場合について説明する。
１．撥液膜の形成
まず、撥液膜の形成する場合について説明する。
図１は、本実施形態における撥液膜の成膜工程を示す工程図である。
本発明の成膜方法は、貫通孔を有する基板に膜を形成する成膜方法であって、基板の第１の面に、基板を加熱するための加熱部材を接触させた状態で、基板の第１の面とは反対側の第２の面に、成膜用の第１の液体を付与する第１の付与工程を有している。
【００１６】
［第１の付与工程］
＜１＞  まず、図１（ａ）に示すように、貫通孔１１を有する基板１を用意する。
基板１は、第１の面１２と、第１の面１２とは反対側の第２の面１３とを有している。
基板１としては、特に限定されず、例えば、シリコン等の半導体材料、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３等の絶縁性材料等が用いられる。
また、基板１としては、その平均厚さが、１μｍ以上（より好ましくは、１０〜１０００μｍ）程度のものを好適に用いることができる。
また、貫通孔１１の形状は、特に限定されず、例えば、略円柱形状、略四角柱形状等いずれの形状であってもよい。
貫通孔１１の形状が略円柱形状である場合、貫通孔１１の平均径は、１０〜１００００００μｍ（より好ましくは１００〜１０００００μｍ）程度とされる。
【００１７】
＜２＞  次に、図１（ｂ）に示すように、基板１の第１の面１２に、基板１を加熱するための加熱部材２を接触させる。このように加熱部材２を第１の面１２に接触させることにより、後述する第１の液体を第２の面１３に付与した際に、貫通孔１１を伝って、基板１の第１の面１２に回り込もうとする第１の液体を、回り込む前に固化させることができる。その結果、第１の液体の、第１の面１２への回り込みを確実に防止することができる。また、このように加熱部材２を接触させて加熱すると、後述する第１の液体を付与するとともに、第２の面１３上に形成された第１の液体の被膜を乾燥させることもできる。すなわち、付与から乾燥までの一連の処理を、１つの工程として行うことができる。
【００１８】
加熱部材２の基板１と接触する面は、略平面であるのが好ましい。これにより、基板１と加熱部材２とを密着させることができる。このように基板１と加熱部材２とが密着していると、後述する第１の液体の、第１の面１２への回り込みをより確実に防止することができる。
加熱部材による加熱温度は、４０〜５００℃であるのが好ましく、１００〜４００℃であるのがより好ましい。これにより、後述する第１の液体の、第１の面１２への回り込みをより確実に防止することができる。これに対し、加熱温度が低すぎると、例えば、付与から乾燥までの一連の処理を、１つの工程として行う場合、後述する第１の液体の組成や基板１と加熱部材２との接触状態等によっては、乾燥に時間が掛かってしまう場合がある。一方、加熱温度が高すぎると、例えば、第１の液体が熱により変質しまい、最終的に得られる膜は、所望の機能を十分に発揮できない場合がある。
【００１９】
＜３＞  次に、図１（ｃ）に示すように、基板１の第２の面１３に、成膜用の第１の液体を付与し、第２の面１３に第１の液体の膜３’を形成する。
なお、第１の液体は、貫通孔１１内にも付与されるが、前述したように基板１が加熱部材２と接触しているため、付与された第１の液体が第１の面１３側に回り込むことなく、貫通孔１１内においても、膜３’が形成される。
【００２０】
本実施形態では、第１の液体として、撥液膜を形成するための材料（撥液膜形成材）を溶媒に分散または溶解したものを用いる。
このような撥液膜形成材としては、例えば、各種フルオロアルキルシラン類や、フロロアルカンチオール、フロロアルキルアルコールやこれらの前駆体等が挙げられ、これらの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００２１】
また、前述した撥液膜形成材を分散または溶解させる溶媒としては、例えば、パーフロロカーボン、パーフロロエーテル等が挙げられる。
第１の液体中における撥液膜形成材の濃度は、特に限定されないが、０．００１〜１ｗｔ％であるのが好ましく、０．０１〜０．１ｗｔ％であるのがより好ましい。撥液膜形成材の濃度がこのような範囲のものであると、均一な撥液膜をより確実に形成することができる。また、比較的薄い膜を形成することができる。また、乾燥を効率よく行うことができる。
【００２２】
第１の液体を第２の面１３に付与する方法としては、いかなる方法を用いてもよいが、噴霧によって付与するのが好ましい。これにより、均一な撥液膜をより確実に形成することができる。
第１の液体の第２の面１３に対する付与量は、単位面積当たりで、０．０００１〜１ｍＬ／ｃｍ２であるのが好ましく、０．０００１〜０．１ｍＬ／ｃｍ２であるのがより好ましい。これにより、適度な膜厚の撥液膜３を形成することができる。
【００２３】
＜４＞  次に、基板１の第２の面１３上に形成された膜３’を乾燥させる（第１の乾燥工程）。これにより、基板１の第２の面１３上に撥液膜３が形成される（図１（ｄ）参照）。なお、乾燥とは、一般に、溶媒や分散媒等の除去のことをいう。
膜３’を乾燥する方法としては、特に限定されず、例えば、Ｎ２ブロー、減圧乾燥、オーブンやホットプレート等を用いる方法等が挙げられる。
【００２４】
なお、本実施形態では、加熱部材２が基板１と接触しているため、特に乾燥工程を設けなくても、膜３’は乾燥するものであるが、このように第１の乾燥工程を設けることによって、より確実に、かつ、短時間で膜３’を乾燥させ、撥液膜３を形成することができる。
形成された撥液膜３の平均膜厚は、０．０００１〜１０μｍであるのが好ましく、０．０００５〜０．０１μｍであるのがより好ましい。これにより、撥液膜としての機能をより好適に発揮することができる。これに対し、撥液膜３の平均膜厚が前記下限値未満であると、撥液膜３の組成等によっては、十分に撥液膜としての機能を発揮できない場合がある。一方、撥液膜３の平均膜厚が前記上限値を超えると、貫通孔１１の開口の大きさによっては、貫通孔１１を塞いでしまう可能性がある。
【００２５】
このような膜（撥液膜３）は、後述する第２の液体の回り込みを防止するために、第２の液体に対する撥液性に優れるものであるのが好ましい。具体的には、第２の面上に形成した膜（撥液膜３）に対する、後述する第２の液体の接触角は、５０℃以上となるのがこのましく、９０°以上となるのがより好ましい。これより、第２の液体が第２の面側に回り込むのをより効果的に防止することができる。
以上説明したように、本発明の成膜方法では、基板の第１の面に、加熱部材を接触させた状態で、基板の第２の面に第１の液体を付与することを特徴としている。これにより、第１の液体を基板に付与した際に、貫通孔を伝って第１の液体が基板の第１の面側に回り込むのを十分に防止しつつ、均一な膜を形成することができる。
【００２６】
２．レジスト膜の形成
次に、撥液膜３を形成した第２の面１３とは反対側の第１の面１２にレジスト膜を形成する。
図２および図３は、本実施形態におけるレジスト膜の成膜工程を模式的に示す工程図、図４は、レジスト膜が形成された基板を示す縦断面図である。なお、図２および図３では、説明を解りやすくするため、貫通孔１１および撥液膜３は省略して示した。
【００２７】
［第２の付与工程］
第２の付与工程では、撥液膜３を形成した基板１の第１の面上に、圧力制御型スリットコーター５（以下単にスリットコーター５とも言う）を用いて、第２の液体４’を付与し、レジスト膜４を形成する（図４参照）。圧力制御型スリットコーターを用いることにより、膜厚を容易に制御することができ、また、より均一なレジスト膜４を形成することができる。
【００２８】
なお、本実施形態で用いるスリットコーター５は、第２の液体４’をその先端より吐出するノズル５１と、ノズル５１に第２の液体４’を供給する供給部５２とを有している。
また、本実施形態では、第２の液体として、レジスト材を用いた場合について以下説明する。なお、本発明の成膜方法に適用されるレジスト材としては、ポジレジスト、ネガレジストのいずれのものも用いることができる。
【００２９】
＜１＞  まず、撥液膜３を形成した基板１を用意する。
＜２＞  次に、図２（ａ）に示すように、スリットコーター５の上方に、第１の面１２がスリットコーター５側に向くように基板１を設置する。すなわち、基板１の第１の面１２を下に向けて設置する。このように、レジスト膜を形成する面を下に向けることにより、後述する第２の液体（レジスト材）４’を付与する際に、貫通孔１１を介してレジスト材４’が第２の面１３側に回り込むのを効果的に防止することができる。また、仮に、貫通孔１１内にレジスト材４’が浸入したとしても、レジスト材４’は貫通孔１１内ではじかれて、重力等の影響により第１の面１２側に戻されるため、結果として、レジスト材４’が第２の面１３側に回り込むのを防止することができる。
【００３０】
＜３＞  次に、図２（ｂ）に示すように、スリットコーター５のノズル５１の先端に第２の液体４’が盛り上がるように、供給部５２よりノズル５１にレジスト材４’を供給する。
＜４＞  次に、図２（ｃ）に示すように、基板１を移動し、基板１の第１の面１２の一端と、ノズル５１の先端に盛り上がったレジスト材４’とを接触させる。
【００３１】
＜５＞  次に、図３（ｄ）に示すように、ノズル５１の先端に盛り上がったレジスト材４’とを接触させた状態で、基板１を図中Ｘの方向に移動させる。
＜６＞  次に、図３（ｅ）に示すように、供給部５２からのレジスト材４’の供給を停止し、レジスト材４’で構成された被膜が形成される。
なお、本実施形態では、レジスト膜４を形成する第１の面１２と反対側の面、すなわち、第２の面１３（貫通孔１１内も含む）には撥液膜３が形成されている。このため、仮に、貫通孔１１内にレジスト材４’が浸入したとしても、レジスト材４’は貫通孔１１内ではじかれて、重力等により第１の面１２側に戻されるため、結果として、レジスト材４’が第２の面１３側に回り込むのを防止することができる。特に、レジスト材４’を付与する量が多くて、第２の面１３側に回り込んだとしても、撥液膜３によりはじかれるため、第１の面１２側にレジスト膜４を選択的に形成することができる。
【００３２】
＜７＞  その後、レジスト材４’で構成された被膜を乾燥させる（第２の乾燥工程）。これにより、図４に示すようなレジスト膜４が形成される。
なお、レジスト材４’で構成された被膜の乾燥方法としては、前述した膜３’の乾燥方法と同様の方法を用いることができる。
形成されるレジスト膜４の平均膜厚は、０．２〜１５μｍであるのが好ましく、０．３〜５μｍであるのがより好ましい。これにより、レジスト膜としての機能をより好適に発揮することができる。
【００３３】
以上、本発明の成膜方法を好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明の成膜方法はこれに限定されない。
例えば、前述した実施形態では、撥液膜を形成する場合について説明したが、これに限定されず、例えば、撥液以外の機能を有する膜を形成するものであってもよい。
また、前述した実施形態では、撥液膜を形成した後、レジスト膜を形成する場合について説明したが、レジスト膜を形成するものでなくてもよいし、レジスト膜以外の膜を形成するものであってもよい。
【００３４】
また、前述した実施形態では、第２の液体を付与する際に、基板を移動させて付与する場合について説明したが、これに限定されず、例えば、スリットコーターを移動させてもよいし、基板およびスリットコーターの両方を移動させてもよい。
また、前述した実施形態では、各付与工程の後、乾燥する工程を有するものとして説明したが、乾燥工程はなくてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】撥液膜の成膜工程を示す工程図である。
【図２】レジスト膜の成膜工程を模式的に示す工程図である。
【図３】レジスト膜の成膜工程を模式的に示す工程図である。
【図４】レジスト膜が形成された基板を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１……基板  １１……貫通孔  １２……第１の面  １３……第２の面  ２……加熱部材  ３……撥液膜  ３’……膜  ４……レジスト膜  ４’……レジスト材（第２の液体）  ５……スリットコーター  ５１……ノズル  ５２……供給部
【図１】
2005153042.tif 000002
【図２】
2005153042.tif 000003
【図３】
2005153042.tif 000004
【図４】
2005153042.tif 000005