專利名稱：布案形成裝置及布案形成裝置的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及布案形成裝置及其制造方法，特別涉及用于形成隔板等的梳齒狀的布案的裝置及其制造方法。本發(fā)明更加特別地涉及用于在要形成布案的襯底上直接噴出布圖材料從而形成布案的裝置及其制造方法。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體裝置中，在襯底上形成各種布線和/或元件的布案。為了形成該布案，以往采用稱為光刻法的工序。在該光刻法工序中，將要布圖的材料形成在襯底表面上，并在該襯底上涂布抗蝕層，然后進(jìn)行抗蝕層的干燥、曝光、顯影?？刮g層被圖案化成預(yù)定形狀，然后以該抗蝕膜為掩模進(jìn)行蝕刻處理。在該處理之后，進(jìn)行抗蝕膜的去除。
形成于該襯底上的布圖對(duì)象的材料存在很多種。例如在制造作為一種平面顯示裝置(平板顯示裝置)的等離子體顯示裝置所使用的面板時(shí)，形成用于分隔像素的隔板的材料被涂布在整個(gè)襯底表面上，然后進(jìn)行圖案化。
當(dāng)在襯底上形成膜厚較厚的布案時(shí)，一般采用光刻工序。但是，如上所述，該光刻工序根據(jù)各處理而需要抗蝕層涂布用的涂布裝置、進(jìn)行曝光的曝光裝置、進(jìn)行顯影的顯影裝置以及進(jìn)行蝕刻處理的蝕刻裝置等的裝置，從而存在工序數(shù)增多，制造成本升高的問題。此外，當(dāng)改變布案的種類時(shí)，需要更換與形成布案有關(guān)的掩模，以及改變各裝置的處理?xiàng)l件的設(shè)定。
此外，作為在襯底上形成厚膜布案的方法，有稱為絲網(wǎng)印刷的方法。在該絲網(wǎng)印刷當(dāng)中，通過絲網(wǎng)使布圖材料透過從而在襯底上形成布案。此時(shí)，為了獲得預(yù)定的膜厚，需要進(jìn)行多次印刷，而且還需要該多次印刷所使用的絲網(wǎng)的網(wǎng)孔的大小和開口的尺寸一點(diǎn)一點(diǎn)地改變，從而隨著網(wǎng)孔的更換而導(dǎo)致生產(chǎn)量的降低以及成本的上升。
因此，近年來提出了將布圖材料從噴嘴直接噴出到襯底上，從而在襯底上形成布案的技術(shù)。日本專利文獻(xiàn)特開2003-234063號(hào)公報(bào)公開了利用這樣的噴嘴的布案形成裝置的一個(gè)例子。
在日本專利文獻(xiàn)特開2003-234063號(hào)公報(bào)所示的結(jié)構(gòu)中利用了具有多個(gè)噴出口的噴嘴單元。在襯底上鄰近地配置噴嘴單元，并使該噴嘴單元相對(duì)于襯底相對(duì)移動(dòng)，同時(shí)從噴出口噴射出布圖形成材料。對(duì)應(yīng)各噴出口配置曝光光源，從而在布圖形成材料噴出后立即對(duì)其進(jìn)行曝光使其硬化。該噴嘴單元可裝卸地安裝于支撐部上。
日本專利文獻(xiàn)特開2003-234063號(hào)公報(bào)謀求的是，通過設(shè)置多個(gè)噴出口并從這些噴出口同時(shí)噴出布圖形成材料，從而在襯底上遍布寬廣的區(qū)域高效地形成布案。此外還謀求通過將噴嘴單元可裝卸地安裝在支撐部上，以換裝噴嘴來應(yīng)對(duì)各種各樣的布案。
在日本專利文獻(xiàn)特開2003-234063號(hào)公報(bào)中，考慮到加工精度和加工成本，使用陶瓷來作為噴嘴單元的母材。因此，在形成噴嘴時(shí)，基本上采用磨削或切削等機(jī)械加工。因此，與通常利用光刻工序的情況現(xiàn)比，存在加工精度低的問題。
作為布案，要考慮到在等離子體顯示裝置的后面板上形成隔板的情況。在這種情況下，當(dāng)為了提高圖像的分辨率而使元件進(jìn)一步微小化時(shí)，需要將分割熒光體層的隔板的間距也相應(yīng)地微小化，將噴出布圖材料的噴出口的間距也相應(yīng)地微小化。但是，通過機(jī)械加工是難以以那么微小的間距來制造噴出布圖材料的噴出口的，從而存在難以應(yīng)付微小布案的問題。
此外，由于要進(jìn)行機(jī)械加工，所以有可能無法維持足夠的強(qiáng)度從而在加工時(shí)在機(jī)械沖擊下?lián)p壞。
此外，通過機(jī)械加工的話難以形成各個(gè)噴出口以同時(shí)并行制造多個(gè)噴嘴單元，因此存在制造效率低、制造成本高的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠以高精度實(shí)施微細(xì)加工的布案形成裝置及其制造方法。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種降低制造成本的布案形成裝置及其制造方法。
本發(fā)明的布案形成裝置包括具有第一和第二主表面的單晶襯底；從單晶襯底的第一主表面開始在預(yù)定方向上形成的斜面部；以及從單晶襯底的第二主表面開始以預(yù)定間距形成為梳齒狀的多個(gè)槽區(qū)域，其中所述槽區(qū)域具有到達(dá)斜面部的深度。
本發(fā)明的布案形成裝置的制造方法包括在具有第一和第二主表面的單晶襯底的第一表面實(shí)施各向異性蝕刻處理，從而形成側(cè)面具有傾斜部的斜坡區(qū)域的步驟；和從第二主表面開始進(jìn)行蝕刻處理，從而以預(yù)定的間距形成梳齒狀的多個(gè)槽區(qū)域的步驟，其中所述槽區(qū)域具有到達(dá)斜面部的深度。
發(fā)明效果通過利用單晶襯底，能夠利用光刻工序來進(jìn)行加工，從而能夠以高精度進(jìn)行微細(xì)加工，能夠以高精度實(shí)現(xiàn)形成微細(xì)布案的裝置。
此外，由于不需要機(jī)械加工，所以能夠消除由于制造工序中基板的強(qiáng)度不良而導(dǎo)致的破損的問題。
此外，通過利用單晶襯底進(jìn)行各向異性蝕刻，能夠根據(jù)襯底晶面來以高精度形成斜面。此外通過槽區(qū)域能夠在高精度下以所希望的間距形成噴出口。
此外，通過利用單晶襯底，能夠利用單晶晶片同時(shí)制造多個(gè)布案形成裝置(噴嘴單元)，從而能夠降低制造成本。


圖1是本發(fā)明第一實(shí)施方式的噴嘴單元的構(gòu)造的簡要示意圖；圖2是圖1所示噴嘴單元的俯視圖；圖3是圖1所示噴嘴單元的側(cè)視圖；
圖4是圖1所示噴嘴單元的主視圖；圖5是圖1所示噴嘴單元的斜面部的放大示意圖；圖6是圖1所示噴嘴單元的布案形成時(shí)的配置的簡要示意圖；圖7是利用本發(fā)明的噴嘴單元的布案形成裝置的配置的簡要示意圖；圖8是表示本發(fā)明第一實(shí)施方式的噴嘴單元的制造工序的剖面圖；圖9是表示本發(fā)明的噴嘴單元的制造工序的剖面圖；圖10A及圖10B是圖9所示單結(jié)晶襯底的表面及背面的結(jié)構(gòu)示意圖；圖11是示出本發(fā)明第一實(shí)施方式的布案形成裝置的制造工序的剖面圖；圖12是圖11中的制造工序的二氧化硅膜的布案的簡要示意圖；圖13是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的噴嘴單元的制造工序的剖面圖；圖14是圖13所示光致抗蝕膜的布案的簡要示意圖；圖15是圖14所示布案形成裝置的蝕刻工序結(jié)束后的剖面構(gòu)造的簡要示意圖；圖16是圖15所示布案形成裝置中所包括的噴嘴單元的從第二主表面看到的平面構(gòu)造的簡要示意圖；圖17A及圖17B是圖16所示噴嘴單元的XVIIA-XVIIA線和XVIIB-XVIIB線的剖面構(gòu)造的簡要示意圖；圖18是表示本發(fā)明的噴嘴單元的制造工序的剖面圖；圖19A及圖19B是圖18所示布案形成裝置中所包括的噴嘴單元的分別從表面和背面看到的結(jié)構(gòu)的簡要示意圖；圖20A及圖20B是沿圖19A及圖19B所示XXA-XXA線和XXB-XXB線的剖面構(gòu)造的簡要示意圖；圖21是制造工序結(jié)束時(shí)的噴嘴單元的構(gòu)造的簡要示意圖。
具體實(shí)施例方式
(第一實(shí)施方式)圖1是本發(fā)明第一實(shí)施方式的布案形成裝置的結(jié)構(gòu)的簡要示意圖。該圖1所示的布案形成裝置是噴出布圖材料的布圖材料噴出裝置。在圖1所示的噴出裝置中，向襯底上噴出漿狀的布圖材料，然后通過對(duì)該噴出的布圖材料進(jìn)行紫外線等的能量照射而使其硬化，從而在襯底上形成線狀的布案。
利用多個(gè)圖1所示布圖材料噴出裝置來形成一個(gè)布案形成裝置主體。因此在以下說明中，該圖1所示的裝置用于噴出布圖材料，稱為噴嘴單元。
在圖1中，噴嘴單元1包括以單晶硅為母材而形成，并用于限定噴出布圖材料的區(qū)域的側(cè)框部2a及2b；和噴出布圖材料的梳齒部3。該梳齒部3包括多個(gè)以預(yù)定間距形成的槽部5和限定該槽部的齒部4。在梳齒部3上形成有斜面部6，用于與要形成布案的襯底相對(duì)配置噴嘴單元1，從而噴出布圖材料。
如圖1中虛線所示，槽部5具有到達(dá)斜面部6的深度。舉個(gè)例子，齒部4的端面4a的高度為250μm，槽部5的寬度為280μm，齒部4的齒寬為90μm。槽部5通過齒部4而以恒定的間隔(90μm)配置，該齒部4的寬度限定所形成的布案的間距。槽部5的深度例如為350μm(在圖1中用虛線表示)。通過使槽部5到達(dá)斜面部6，能夠從斜面部6的端部噴出布圖材料，能夠從接近襯底的位置噴出布圖材料。
噴嘴單元1還包括配置在側(cè)框部2a和2b之間的梳齒部3的各槽區(qū)域5共用的儲(chǔ)液部7；和與側(cè)框部2a和2b相對(duì)形成的切除部8。儲(chǔ)液部7具有與槽部5同等的深度(350μm)，用于保存并供應(yīng)布圖材料。
切除部8具有比形成布案時(shí)所形成布案的高度長的長度(圖1中水平方向的長度)。在布案形成裝置中，橫跨襯底上廣闊的區(qū)域設(shè)置多個(gè)噴嘴單元1，用于形成布案。在該結(jié)構(gòu)中，將噴嘴單元1配置成多列，以使得所形成的布案以相同的間距而配置。此時(shí)，要防止在噴嘴單元1的移動(dòng)方向上配置于前列的噴嘴單元1所形成的布案被配置于后列的噴嘴單元1所干涉(布案變形或被破壞)。通過使后列的噴嘴單元1中切除部8與前列的噴嘴單元的噴出口(槽區(qū)域)排成行，從而在由前列噴嘴單元形成的布案不影響由后列的噴嘴單元的切除部8形成的布案的情況下(不發(fā)生干涉)，使得后列的噴嘴單元通過。由此能夠以槽部5(噴出口)的間距形成布案。
此外，通過利用具有足夠?qū)挾群秃穸鹊膫?cè)框部2a和2b，能夠保證噴嘴單元1的機(jī)械強(qiáng)度。
該噴嘴單元1以單晶硅為母材而形成，并能夠利用光刻工序以高精度形成梳齒部3。
圖2是圖1所示噴嘴單元1的俯視圖。如圖2所示，噴嘴單元1具有側(cè)框部2a及2b，和形成在該側(cè)框部2a及2b之間的儲(chǔ)液部7。該儲(chǔ)液部7與槽部5的底部相連。在梳齒部3中形成齒部4，從而以預(yù)定間距限定槽部5。與該梳齒部3相鄰地形成切除部8，該切除部8分別與側(cè)框部2a和2b相對(duì)。
圖3是圖1所示噴嘴單元1的側(cè)視圖。如圖3所示，噴嘴單元1具有側(cè)框部2、與側(cè)框部2鄰接的切除部8、形成在梳齒部3的底部的斜面部6、以及限定斜面部6的末端的梳齒部3的齒部端面4a。
圖4是圖1所示噴嘴單元1的主視圖。當(dāng)如圖4所示從正面看時(shí)，噴嘴單元1在其兩側(cè)形成側(cè)框部2a和2b，在該側(cè)框部2a和2b之間形成斜面部6。槽區(qū)域5被形成為一直到達(dá)斜面部6，齒部4通過其端面4a與斜面部6相交。
圖5是噴嘴單元1的斜面部6的周邊區(qū)域的放大示意圖。如圖5所示，斜面部6被齒部端面4a截止。形成槽部5，使其到達(dá)斜面部6(相交)。齒部4以預(yù)定間距形成。
圖6是布案形成時(shí)的噴嘴單元1的配置的簡要示意圖。噴嘴單元1以斜面部6與襯底10平行接觸的方式被配置成沿移動(dòng)方向傾斜。在圖6中，從噴嘴單元1向襯底10噴射出布圖材料11，該布圖材料11在被噴出后由于來自圖中未示出的光源的紫外線等的光能hν而立即硬化。如后述那樣，噴嘴單元1中形成的切除部8形成使得其他噴嘴單元所形成的布案得以通過的空間。
若應(yīng)用于等離子體顯示裝置，則該襯底10為玻璃襯底，布圖材料11例如是在玻璃或陶瓷粉末中混入包含紫外線硬化樹脂的樹脂而成的。在該布圖材料11被噴出后，照射紫外線等的光能hν使布圖材料11硬化，從而形成布案12(隔板)，由此能夠防止布案隨著時(shí)間的流逝而發(fā)生變形(松懈)和產(chǎn)生布案偏移。布案12形成后，通過燒結(jié)處理除去布案的有機(jī)材料。
在該噴嘴單元1中形成齒部端面4a。在該噴嘴單元1內(nèi)為了防止光能hν照射到流過槽部的布圖材料11，可以利用該齒部端面4a。在該布圖材料噴出口，將該防止布圖材料硬化的結(jié)構(gòu)與照射光能的光源一體設(shè)置，而不在該噴嘴單元1中特別設(shè)置用于遮擋光能的部件。
圖7是布案形成裝置中噴嘴單元的配置的一個(gè)例子的示意圖。在圖7中，配置兩列噴嘴單元1a和1b。沿著移動(dòng)方向?qū)娮靻卧?b配置在前列，噴嘴單元1a配置在后列。在噴嘴單元1a的兩端形成切除部8。在前列的噴嘴單元1b中沒有特別設(shè)置切除部。但是，在該前列的噴嘴單元1b中也可以設(shè)置切除部(所有的噴嘴單元可以是相同的結(jié)構(gòu)，可以以相同的制造工序形成)。后列的噴嘴單元1a的切除部8被配置成與構(gòu)成前列的噴嘴單元1b的布圖材料噴出口的槽對(duì)準(zhǔn)。
如圖7所示，噴嘴單元1a和1b同時(shí)噴出布圖材料來形成布案12。為了以相同的間距形成布案12，在噴嘴單元1a和1b中將其端部沿移動(dòng)方向重合配置。在該噴嘴單元1a和1b沿移動(dòng)方向重合的區(qū)域中，從前列的噴嘴單元1b噴出用于形成布案12a的布圖材料。此時(shí)，后列的噴嘴單元1a與布案12a相交。此時(shí)，若后列的噴嘴單元1a與布案12a接觸，則布案12a會(huì)變形，從而無法進(jìn)行正確的布圖。為了防止噴嘴單元1a對(duì)布案12a的干涉，設(shè)置了切除部8。通過該切除部8能夠防止側(cè)框部2a或2b通過布案12a時(shí)對(duì)布案12a的干涉。由此能夠以微細(xì)的間距形成布案12。
利用單晶體并根據(jù)通常的集成電路裝置制造時(shí)所使用的光刻工序來形成該噴嘴單元1，從而改善生成率以及加工精度，并降低制造成本。雖然是在一片晶片上同時(shí)形成多個(gè)噴嘴單元1，但是在下面詳細(xì)說明一個(gè)噴嘴單元的制造工序。此外，雖然儲(chǔ)液部7也可以在其他部件中形成，但在以下的制造工序的說明中，對(duì)儲(chǔ)液部7形成在噴嘴單元1中的結(jié)構(gòu)的制造工序進(jìn)行說明。
圖8是本發(fā)明第一實(shí)施方式的噴嘴單元的制造工序中的剖面構(gòu)造的簡要示意圖。該噴嘴單元是利用雙面研磨的硅晶片來形成的。該晶片具有(100)晶向。在單結(jié)晶襯底20的第一主表面21上的預(yù)定區(qū)域形成蝕刻掩模22，并在該單晶襯底20的第二主表面23上遍布整個(gè)面同樣形成蝕刻掩模24。這些蝕刻掩模22和24在使用KOH作為蝕刻液時(shí)為氮化硅膜(SiN膜)，例如采用減壓CVD法(化學(xué)氣相成長法)來形成。
在第一主表面21上形成的蝕刻掩模22只覆蓋形成切除部和側(cè)框部的區(qū)域，而在第二主表面23上形成的蝕刻掩模24則覆蓋單晶襯底20的整個(gè)面來形成。即，根據(jù)減壓CVD法在單晶襯底20的兩個(gè)面上形成了作為蝕刻掩模的氮化硅膜之后，與第一主表面21的表面上所形成的氮化硅膜相對(duì)地形成抗蝕膜，而留下要形成包括斜面部的斜坡區(qū)域的區(qū)域，接著以該抗蝕膜為掩模進(jìn)行蝕刻處理除去氮化硅膜，露出第一主表面21。由此確定了形成斜面部的區(qū)域。
在用于使第一主表面21露出的工序結(jié)束后，除去在蝕刻掩模22的布圖中所使用抗蝕膜，然后進(jìn)行表面清洗和干燥。接著，以蝕刻掩模22和24為掩模進(jìn)行硅各向異性蝕刻。使用KOH(氫氧化鉀)溶液作為該蝕刻液，并將晶片浸漬在KOH硅蝕刻溶液中。
由氮化硅膜構(gòu)成的蝕刻掩模22和24不溶于該蝕刻液，因此，能夠通過該蝕刻液對(duì)第一主表面21的露出部分進(jìn)行蝕刻。單晶硅20根據(jù)其晶向而蝕刻速度不同，在(111)晶向中幾乎不能進(jìn)行蝕刻。由此，可以通過進(jìn)行各向異性蝕刻而正確地使具有(111)晶向的面露出，從而能夠形成與第一主表面21成預(yù)定角度(約54°)的斜面部6。蝕刻結(jié)束后，通過斜面部6和與斜面部6相連并具有(100)晶向的底部25，形成斜坡區(qū)域。
圖10A是圖9中工序結(jié)束后從第一主表面看的構(gòu)造的簡要示意圖。如圖10A所示，通過單晶硅襯底20的第一主表面上所形成的蝕刻掩模22能夠?qū)⑿泵娌?形成為“コ”形，一直到達(dá)該斜面部6的底部25。即，在第一主表面上，形成具有矩形開口部的氮化硅膜作為蝕刻掩模來進(jìn)行各向異性蝕刻，從而對(duì)沒有形成蝕刻掩模22的區(qū)域進(jìn)行蝕刻，因此能夠形成具有預(yù)定角度的斜坡部。
圖10B是圖9所示工序結(jié)束后從噴嘴單元的第二主表面看的圖。如圖10B所示，由于第二主表面的整個(gè)面都覆蓋著蝕刻掩模24，所以該表面不會(huì)被蝕刻。通過從第一主表面的蝕刻，能夠如虛線所示形成具有斜面部6和底部25的平截頭棱椎體形的斜坡區(qū)域。
從單晶硅襯底20的底部25到第二主表面的厚度約為250μm，限定例如圖5所示的梳齒部的齒部的端面4a的高度方向的長度。
接下來，在除去該氮化硅膜(蝕刻掩模)22和24之后，如圖11所示，在晶片20a的各噴嘴單元形成區(qū)域的預(yù)定區(qū)域上，為了形成梳齒部而通過例如熱氧化法形成二氧化硅膜(SiO2)。這樣，例如在硅晶片20a的第二主表面23上采用熱氧化法形成二氧化硅膜之后，采用光刻法和蝕刻法在除了形成梳齒部和儲(chǔ)液部的區(qū)域以外的區(qū)域上殘留二氧化硅膜26。在圖11中示出的是與梳齒部相對(duì)設(shè)置的二氧化硅膜26。
為了在該晶片20a上形成多個(gè)噴嘴單元，在要形成各切除部的區(qū)域27上不形成二氧化硅膜，從而露出第二主表面23。這里，在硅晶片20a的形成一個(gè)噴嘴單元的單晶硅襯底20中形成有斜面部，但是在圖11中為了簡化附圖而沒有示出該斜面部。
圖12是二氧化硅膜26的一個(gè)噴嘴單元中的布案的簡要示意圖。如圖12所示，二氧化硅膜26在除去了形成切除部的區(qū)域27a和27b、形成儲(chǔ)液部的區(qū)域28和形成槽部的區(qū)域29的第二主表面上形成。該二氧化硅膜26被以超過形成在相反側(cè)的第一主表面一側(cè)的斜面部6而形成切除部的方式進(jìn)行布圖。即，以下述方式進(jìn)行布圖在切除部不形成斜面，而是在比所形成的布圖(隔板)的高度高的位置形成切除部端部(側(cè)框部)。此外，為了將二氧化硅膜26形成為在梳齒部槽與斜面相交，在平面布置中按照橫切斜面部6的方式來形成二氧化硅膜26。因此二氧化硅膜26只形成在用于形成側(cè)框部和梳齒部的齒部的區(qū)域。
接下來，如圖13所示，在該二氧化硅膜26被布圖的狀態(tài)下，在晶片20a的第二主表面23上形成作為第二蝕刻掩模的抗蝕膜30，使得切除部27被露出而第二二氧化硅膜26被覆蓋。該抗蝕膜30是如下形成的，即，例如通過旋涂法在第二主表面23的整個(gè)面上形成光致抗蝕膜，然后進(jìn)行曝光、顯影和蝕刻工序，從而進(jìn)行布圖。該抗蝕膜30也可以不是光致抗蝕膜，而是其他的對(duì)硅干蝕刻具有耐性的膜。
圖14是圖13所示抗蝕膜30在一個(gè)噴嘴單元中的布案的簡要示意圖。如圖14所示，抗蝕膜30以使切除部形成區(qū)域27a和27b露出的方式進(jìn)行布圖。該抗蝕膜30在其長度方向上被形成得比斜面部6長，而在寬度方向上被形成得比斜面部6短。
以該抗蝕膜30為掩模，采用RIE(反應(yīng)離子蝕刻)進(jìn)行各向異性蝕刻，從而如圖15所示在切除部形成區(qū)域形成殘留了與槽部深度相當(dāng)?shù)哪ず竦牟?。即，如圖15所示，在單晶襯底(晶片)20a上形成在切除部形成區(qū)域中具有垂直側(cè)壁的槽32。形成有該槽32的區(qū)域的單晶襯底(晶片20a)的厚度L與梳齒部的槽部的深度相等。
圖16是一個(gè)噴嘴單元的從第二主表面看到的平面構(gòu)造的簡要示意圖。如圖16所示，在單晶襯底20上形成“”形的光致抗蝕膜30，并在該抗蝕膜30的兩側(cè)分別形成槽部32a和32b，使得它們夾著梳齒部形成區(qū)域。在槽部32a和32b中不形成斜面部6，而是通過RIE各向異性蝕刻形成具有垂直立起的側(cè)壁部的槽。
圖17A是沿著圖16所示的XVIIA-XVIIA線的剖面構(gòu)造的簡要示意圖。該XVIIA-XVIIA線相當(dāng)于橫切圖12所示的儲(chǔ)液部形成區(qū)域28和槽形成區(qū)域29的部分。在圖17A中，在單晶襯底20的第二主表面24的預(yù)定區(qū)域中形成二氧化硅膜26a(26)。形成抗蝕膜30，使之覆蓋二氧化硅膜26a和第二主表面24。在該RIE各向異性蝕刻時(shí)，抗蝕膜30起蝕刻掩模的作用，因此在圖17A所示的區(qū)域中，不對(duì)第二主表面23進(jìn)行蝕刻。此外，由于各向異性蝕刻從第二主表面23一側(cè)進(jìn)行，所以第一主表面21、斜面部6以及底部25不會(huì)被蝕刻。
圖17B是沿著圖16所示的XVIIB-XVIIB線的剖面構(gòu)造的簡要示意圖。該XVIIA-XVIIA線橫著切斷與切除部形成區(qū)域相對(duì)應(yīng)的槽32a。
如圖17B所示，將二氧化硅膜26b作為二氧化硅膜布案的一部分形成在單晶襯底20的預(yù)定區(qū)域(側(cè)框部形成區(qū)域)中，并在該二氧化硅膜26b上形成抗蝕膜30。由于在槽32a的形成區(qū)域中不形成抗蝕膜，所以形成具有垂直側(cè)壁34和底部35的槽32a。從該槽底部35到第一主表面21的厚度與在下一工序中形成的梳齒部的槽的深度相對(duì)應(yīng)。
如圖18所示，在該切槽部形成的前處理工序結(jié)束后，除去抗蝕膜30，露出二氧化硅膜26。以該二氧化硅膜26為掩模再次進(jìn)行RIE各向異性蝕刻，從而形成梳齒部的槽區(qū)域和儲(chǔ)液部。通過該各向異性蝕刻，在先的圖15所示的槽部32被進(jìn)一步蝕刻，從而形成貫通區(qū)域36。以該二氧化硅膜26為掩模，在第二主表面23上形成槽區(qū)域37。通過使該切除部的前處理工序中所殘存的厚度與梳齒部的槽區(qū)域37的深度為同等程度的厚度，能夠共用切除部形成工序和形成梳齒部的槽及儲(chǔ)液部的工序，從而能夠簡化制造工序、降低制造時(shí)間。
圖19A是梳齒部和儲(chǔ)液部形成后的第二主表面的平面構(gòu)造的簡要示意圖。圖19B是梳齒部和儲(chǔ)液部形成后的從第一主表面看的平面構(gòu)造的簡要示意圖。
在圖19A中，在第二主表面23上形成矩形凹部區(qū)域44以及與該矩形凹部區(qū)域44相連并用于限定以預(yù)定間距配置的梳齒部的槽區(qū)域的槽區(qū)域42。在除這些被蝕刻的區(qū)域42和44以外的區(qū)域，形成圖18所示的二氧化硅膜26。由于在槽區(qū)域42的前端部沒有形成二氧化硅膜，所以該槽區(qū)域42具有比梳齒部的齒部4短的長度，因此在該槽區(qū)域42的端部形成貫通齒部4之間的貫通區(qū)域40。由此，槽區(qū)域形成到與斜面部6相交的深度，從而在噴出布圖材料時(shí)從斜面部的前端部噴出布圖材料。
以預(yù)定的間隔形成預(yù)定數(shù)量的該齒部4和槽區(qū)域5，并在這些梳齒部的兩側(cè)形成切除部36。
此外，在第一主表面21中，如圖19B所示，不對(duì)第一主表面21進(jìn)行蝕刻，而是在斜面部6的前端部形成貫通孔40，此外在斜面部6上形成梳齒部的齒部4的前端部。
圖20A是沿圖19A和圖19B所示的XXA-XXA線的剖面構(gòu)造的簡要示意圖。如圖20A所示，從第一主表面21向第二主表面23形成斜面部6，該斜面部6被圖19A和圖19B所示的貫通區(qū)域40截止。沿著該斜面部6形成蝕刻區(qū)域46，該蝕刻區(qū)域46與圖19A所示的凹部區(qū)域44和槽區(qū)域42相對(duì)應(yīng)。此外，在第二主表面上形成作為蝕刻掩模的二氧化硅膜26，從而限定儲(chǔ)液部7的后部區(qū)域。
圖20B是沿圖19A和圖19B所示的XXB-XXB線的剖面構(gòu)造的簡要示意圖。如圖20B所示，在單晶襯底20的整個(gè)表面形成二氧化硅膜26來作為蝕刻掩模，并形成側(cè)框部。該側(cè)框部被切除部形成區(qū)域(貫通區(qū)域)36截止。在形成該切除部的區(qū)域中，第一主表面21是平坦的，從而能夠可靠地形成側(cè)框部。
圖21是以該二氧化硅膜26為掩模的蝕刻工序結(jié)束后的噴嘴單元的構(gòu)造的簡要示意圖。在該蝕刻工序結(jié)束后，被用作蝕刻掩模的二氧化硅膜26被除去。如圖21所示，在噴嘴單元1的制造工序結(jié)束時(shí)，在單晶襯底20的中央部形成構(gòu)成儲(chǔ)液部7的矩形凹部區(qū)域44，并且該矩形凹部區(qū)域44的底部與圖21中虛線所示的梳齒部槽底部50相連。在矩形凹部區(qū)域44的兩側(cè)形成側(cè)框部2a和2b，并且與這些側(cè)框部2a和2b相連地形成梳齒部的齒部4。與側(cè)框部2a和2b對(duì)應(yīng)著分別通過貫通孔區(qū)域36來形成切除部，從而使梳齒部3的齒部側(cè)面露出。該梳齒部3的齒部4與斜面部6相連。
在圖21所示的噴嘴單元的結(jié)構(gòu)中，儲(chǔ)液部7由矩形凹部區(qū)域44形成。此時(shí)，以與矩形凹部區(qū)域44的梳齒部3相對(duì)的一側(cè)為切割線，在將各噴嘴單元從晶片切下時(shí)進(jìn)行切片，從而能夠形成一側(cè)為開放端的儲(chǔ)液部7。
該儲(chǔ)液部7也可以不是與槽區(qū)域平行一體形成在單晶硅襯底上的，而是另外以保持該噴嘴單元的部件(導(dǎo)管)來形成。當(dāng)通過其他部件形成該儲(chǔ)液部時(shí)，在該噴嘴單元中可以只在第二主表面上形成槽區(qū)域，并將上述制造工序用作噴嘴單元主體的制造工序。
通過利用單晶硅襯底為母材，能夠利用光刻工序，從而能夠以高精度形成梳齒部3和槽部6，能夠?qū)崿F(xiàn)形成微細(xì)布案的布案形成裝置。
此外，能夠?qū)X部4的端面正確地形成為垂直直立的形狀，此外能夠使槽部側(cè)壁為垂直直立的構(gòu)造，能夠使梳齒部的布圖材料導(dǎo)引槽全部為相同的構(gòu)造，能夠使各槽的布圖材料噴出量恒定，從而在形成微細(xì)間距布案時(shí)也能夠正確形成同一高度和寬度的布案。
此外，由于在晶片上形成多個(gè)噴嘴單元，并以預(yù)定片數(shù)的晶片為單位實(shí)施處理，所以能夠并行制造多個(gè)噴嘴單元，從而能夠降低制造成本。
本發(fā)明的布案形成裝置不僅能夠應(yīng)用于等離子體顯示裝置的隔板的形成，還能夠應(yīng)用于形成導(dǎo)電性布線圖案和其他多個(gè)線狀布案的用途。本發(fā)明對(duì)形成多個(gè)這樣布案的平面顯示裝置所用的面板的制造尤其有效。
此外本發(fā)明還可應(yīng)用于在其他半導(dǎo)體襯底和布線基板上利用導(dǎo)電性材料形成布線的用途。
另外，作為布圖材料，根據(jù)其用途采用合適的材料即可，在上述的說明中，是通過紫外線等的光能來進(jìn)行布圖材料的硬化的。但是，也可以通過電子束等的照射來進(jìn)行硬化，還可以進(jìn)行紅外線等的加熱硬化。
此外，在噴出布圖材料時(shí)，也可以將斜面部與布案形成襯底相接觸地配置。
權(quán)利要求
1.一種布案形成裝置，包括具有第一和第二主表面的單晶襯底；從所述單晶襯底的第一主表面開始在預(yù)定方向上形成的斜面部；以及從所述單晶襯底的第二主表面開始以預(yù)定間距形成為梳齒狀的多個(gè)槽區(qū)域，其中所述槽區(qū)域具有到達(dá)所述斜面部的深度。
2.如權(quán)利要求1所述的布案形成裝置，其還包括切除部，所述切除部被形成在所述多個(gè)梳齒狀的槽區(qū)域的外部端部，并從所述第二主表面開始一直到達(dá)所述第一主表面。
3.如權(quán)利要求2所述的布案形成裝置，其還包括儲(chǔ)液部，所述儲(chǔ)液部從所述第二主表面開始以預(yù)定的深度形成，并且為所述多個(gè)槽共用。
4.如權(quán)利要求1所述的布案形成裝置，其還包括儲(chǔ)液部，所述儲(chǔ)液部從所述第二主表面開始以預(yù)定的深度形成，并且為所述多個(gè)槽共用。
5.如權(quán)利要求1所述的布案形成裝置，其中，所述單晶襯底為具有(100)晶向的單晶硅。
6.如權(quán)利要求5所述的布案形成裝置，其中，所述斜面部具有(111)晶向。
7.如權(quán)利要求1所述的布案形成裝置，其中，所述斜面部與形成有布案的襯底表面平行。
8.一種布案形成裝置的制造方法，利用具有第一和第二主表面的單晶襯底來制造布案形成裝置，所述方法包括在所述單晶襯底的第一表面實(shí)施各向異性蝕刻處理，從而形成側(cè)面具有傾斜部的斜坡區(qū)域的步驟；和從所述第二主表面開始進(jìn)行蝕刻處理，從而以預(yù)定的間距形成梳齒狀的多個(gè)槽區(qū)域的步驟，其中所述槽區(qū)域具有到達(dá)所述斜面部的深度。
9.如權(quán)利要求8所述的布案形成裝置的制造方法，還包括與形成所述槽區(qū)域并行地形成儲(chǔ)液區(qū)域的步驟，其中所述儲(chǔ)液區(qū)域被配置成由所述多個(gè)槽區(qū)域共用。
10.如權(quán)利要求8所述的布案形成裝置的制造方法，還包括在所述多個(gè)槽區(qū)域的兩端形成從所述第一主表面到達(dá)所述第二主表面的貫通區(qū)域的步驟。
11.如權(quán)利要求10所述的布案形成裝置的制造方法，還包括與形成所述槽區(qū)域并行地形成儲(chǔ)液區(qū)域的步驟，其中所述儲(chǔ)液區(qū)域被配置成由所述多個(gè)槽區(qū)域共用。
12.如權(quán)利要求10所述的布案形成裝置的制造方法，其中，形成所述貫通區(qū)域的步驟包括第一步驟，在所述第二主表面上形成用于限定所述梳齒狀的多個(gè)槽區(qū)域的第一蝕刻掩模；第二步驟，形成第二蝕刻掩模，使其覆蓋所述第一蝕刻掩模并且限定所述貫通區(qū)域；第三步驟，以所述第二蝕刻掩模為掩模從所述第二主表面開始進(jìn)行蝕刻；以及第四步驟，在除去了所述第二蝕刻掩模之后，以所述第一蝕刻掩模為掩模進(jìn)行蝕刻來形成所述貫通區(qū)域，且并行地形成所述多個(gè)槽區(qū)域。
13.如權(quán)利要求12所述的布案形成裝置的制造方法，其中，所述第三步驟包括從所述第二主表面將與在所述第四步驟中被蝕刻的深度同等程度的厚度蝕刻為從所述第一主表面剩下的深度的步驟。
14.如權(quán)利要求8所述的布案形成裝置的制造方法，其中，所述單晶襯底是具有(100)晶向的單晶硅；形成所述斜坡部的步驟包括進(jìn)行各向異性濕式蝕刻的步驟。
15.如權(quán)利要求8所述的布案形成裝置的制造方法，其中，形成所述梳齒狀的多個(gè)槽區(qū)域的步驟包括進(jìn)行干蝕刻來形成所述槽區(qū)域的步驟。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種高精度且低成本的布案形成裝置。該裝置以(100)晶向的單晶硅為母材，通過光刻工序形成具有斜面部和布圖材料導(dǎo)引槽的梳齒部。以與形成導(dǎo)引槽相同的工序形成該梳齒部的各個(gè)梳齒共用的儲(chǔ)存布圖材料的儲(chǔ)液部。在形成斜面部時(shí)，可以通過進(jìn)行濕式各向異性蝕刻，利用基于晶向的蝕刻速度之差來相對(duì)于晶向(100)高精度且容易地形成具有(111)晶向的斜面部，此外還可以通過各向異性干蝕刻來形成槽部，從而以高精度形成直到斜面部的、具有垂直側(cè)壁的布圖材料導(dǎo)引槽。
文檔編號(hào)H01J11/36GK1857920SQ20061007852
公開日2006年11月8日 申請(qǐng)日期2006年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月2日
發(fā)明者奧村勝彌, 矢部學(xué), 小八木康幸, 原田宗生, 清元智文 申請(qǐng)人:奧克泰克有限公司, 大日本網(wǎng)目版制造株式會(huì)社, 東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社