CN103329254A - 带有蚀刻掩膜的基材及其制造方法 - Google Patents

带有蚀刻掩膜的基材及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供能够实现高精细的图案形成的带有蚀刻掩膜的基材及其制造方法。通过在基材的表面涂敷感光材料并使其曝光·显影而形成抗蚀图案，在该基材及抗蚀图案的表面形成DLC覆盖膜，将形成于该抗蚀图案上的DLC覆盖膜连同该抗蚀图案剥离，在基材的表面形成DLC图案，由此形成所述带有蚀刻掩膜的基材。

Description

带有蚀刻掩膜的基材及其制造方法
技术领域
本发明涉及由DLC(类金刚石碳)实施图案形成的带有蚀刻掩膜的基材及其制造方法。
背景技术
当对半导体元件、印刷布线基板这样的电子元件等工业产品进行制造时，在基材上图案形成蚀刻掩膜，通过对该蚀刻掩膜以外的区域进行蚀刻来进行高精细的图案形成(例如，专利文献1及2)。
该蚀刻掩膜的形成通过如下所述的方式来进行，例如，在金属层的表面由感光材料形成感光层，然后通过曝光在该感光层形成曝光部与非曝光部，利用该曝光部与该非曝光部的相对于显影液的溶解性之差进行显影，从而形成蚀刻掩膜。
然而，近年来伴随着电子元件的精密化，谋求更高精细的图案形成的实现，伴随于此，对蚀刻掩膜也逐渐需要高精细的图案形成。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2001-160547号公报
专利文献2：日本特开2006-113498号公报
专利文献3：日本特开2009-093170号公报
发明内容
本发明是鉴于上述的现有技术的问题点而完成的，其目的在于提供能够实现高精细的图案形成的带有蚀刻掩膜的基材及其制造方法。
解决方案
为了解决上述课题，本发明的带有蚀刻掩膜的基材的特征在于，在基材的表面涂敷感光材料并使其曝光·显影而形成抗蚀图案，在该基材及抗蚀图案的表面形成DLC覆盖膜，将形成于该抗蚀图案上的DLC覆盖膜连同该抗蚀图案剥离，在基材的表面形成DLC图案，由此形成所述带有蚀刻掩膜的基材。
如此一来，将形成于抗蚀图案上的DLC覆盖膜连同该抗蚀图案剥离，因此能够实现高精细的图案形成。即，在本发明中，使用被称作所谓的提离的方法，因此不会产生侧面蚀刻的问题，与通过蚀刻来形成DLC图案形成的情况相比，能够实现高精细。
优选地，被涂敷所述感光材料的基材由从包括Cu、Ag、Al、Au、Pt、Pd、Zn、Mg、Fe、不锈钢、Ni、Ni-Cr、Sn、Ti、Ti合金、Si、SiO2、玻璃、Cr、Mo的组中选择出的至少一种材料构成。
优选所述基材具备由橡胶或具有缓冲性的树脂构成的缓冲层。即，也可以在由橡胶或具有缓冲性的树脂构成的缓冲层之上形成基材。作为所述缓冲层，能够使用硅橡胶等合成橡胶和聚氨酯、聚苯乙烯等具有弹性的合成树脂。该缓冲层的厚度只要是能够赋予缓冲性即弹性的厚度即可，并无特别地限定，例如，若具有1cm～5cm左右的厚度则足够了。作为具备由橡胶或具有缓冲性的树脂构成的缓冲层的基材的例子，具有例如专利文献3所记载的凹版等。
作为所述感光材料，虽然能够应用正片感光组成物或负片型感光组成物中的任一种，但优选负片型感光组成物。
所述DLC覆盖膜的厚度优选为0.1μm～几十μm。更具体而言，优选为0.1μm～20μm，进一步优选为0.1μm～5μm。
本发明的带有蚀刻掩膜的基材的制造方法的特征在于，包括：准备基材的工序；在该基材的表面涂敷感光材料并使其曝光·显影而形成抗蚀图案的工序；在该基材及抗蚀图案的表面形成DLC覆盖膜的工序；将形成于该抗蚀图案上的DLC覆盖膜连同该抗蚀图案剥离的工序。
优选地，被涂敷所述感光材料的基材由从包括Cu、Ag、Al、Au、Pt、Pd、Zn、Mg、Fe、不锈钢、Ni、Ni-Cr、Sn、Ti、Ti合金、Si、SiO2、玻璃、Cr、Mo的组中选择出的至少一种材料构成。
优选所述基材具备由上述的橡胶或具有缓冲性的树脂构成的缓冲层。即，也可以在由橡胶或具有缓冲性的树脂构成的缓冲层之上形成基材。
作为所述感光材料，虽然能够应用正片感光组成物或负片型感光组成物中的任一种，但优选负片型感光组成物。
所述DLC覆盖膜的厚度优选为0.1μm～几十μm。更具体而言，优选为0.1μm～20μm，进一步优选为0.1μm～5μm。
本发明的蚀刻掩膜的特征在于，在基材的表面涂敷感光材料并使其曝光·显影而形成抗蚀图案，在该基材及抗蚀图案的表面形成DLC覆盖膜，将形成于该抗蚀图案上的DLC覆盖膜连同该抗蚀图案剥离，在基材的表面形成DLC图案，由此形成所述蚀刻掩膜。
本发明的带有图案的产品的特征在于，在基材的表面涂敷感光材料并使其曝光·显影而形成抗蚀图案，在该基材及抗蚀图案的表面形成DLC覆盖膜，将形成于该抗蚀图案上的DLC覆盖膜连同该抗蚀图案剥离，在该基材的表面形成DLC图案，在蚀刻该基材之后，利用O2灰化处理来除去该DLC图案，由此形成所述带有图案的产品。
本发明的带有图案的产品除了能够应用于半导体元件、印刷布线基板这样的各种电子元件等之外，还能够用作带有各种图案的工业产品。
本发明的带有图案的产品的制造方法的特征在于，在基材的表面涂敷感光材料并使其曝光·显影而形成抗蚀图案，在该基材及抗蚀图案的表面形成DLC覆盖膜，将形成于该抗蚀图案上的DLC覆盖膜连同该抗蚀图案剥离，在该基材的表面形成DLC图案，在蚀刻该基材之后，利用O2灰化处理来除去该DLC图案而成。
发明效果
根据本发明，具有能够提供可实现高精细的图案形成的带有蚀刻掩膜的基材及其制造方法这样的显著效果。
附图说明
图1是示意性地表示本发明的带有蚀刻掩膜的基材及带有图案的产品的一个例子的说明图，(a)是在基材的表面涂敷感光材料后的状态的主要部分的剖视图，(b)是使其曝光·显影而形成抗蚀图案后的状态的主要部分的剖视图，(c)是在该基材及抗蚀图案的表面形成DLC覆盖膜后的状态的主要部分的剖视图，(d)是表示将形成于该抗蚀图案上的DLC覆盖膜连同该抗蚀图案剥离后的状态的主要部分的剖视图，(e)是表示对该基材进行蚀刻后的状态的主要部分的剖视图，(f)是表示利用O2灰化处理来除去该DLC图案后的状态的主要部分的剖视图。
图2是表示图1所示的带有蚀刻掩膜的基材的制造方法的工序顺序的流程图。
图3是表示本发明的带有图案的产品的制造方法的工序顺序的流程图。
图4是实施例所涉及的带有蚀刻掩膜的基材的表面的放大照片。
图5是实施例所涉及的带有图案的产品的表面的放大照片。
具体实施方式
以下对本发明的实施方式进行说明，但这些实施方式仅是被例示性地表示，当然能够在不脱离本发明的技术思想的范围内加以各种变形。
在图1中，附图标记10表示带有蚀刻掩膜的基材。附图标记12表示基材，能够使用由从包括Cu、Ag、Al、Au、Pt、Pd、Zn、Mg、Fe、不锈钢、Ni、Ni-Cr、Sn、Ti、Ti合金、Si、SiO2、玻璃、Cr、Mo的组中选择出的至少一种材料构成的基材。
另外，所述基材也可以具备由橡胶或具有缓冲性的树脂构成的缓冲层。即，也可以在由橡胶或具有缓冲性的树脂构成的缓冲层之上形成基材。
首先，在基材12的表面涂敷感光材料14(图1(a)及图2的步骤100)。使其曝光·显影而形成抗蚀图案16(图1(b)及图2的步骤102)。作为感光材料而使用的感光组成物能够使用负片型及正片型的感光组成物的任一种，但优选使用负片型感光组成物。
接着，在该基材12及抗蚀图案16的表面形成DLC覆盖膜18(图1(c)及图2的步骤104)。DLC覆盖膜通过CVD(Chemical Vapor Deposition)法、溅射法来形成即可。
接着，将形成于该抗蚀图案上的DLC覆盖膜连同该抗蚀图案剥离，从而在基材的表面形成DLC图案20(图1(d)及图2的步骤106)。
此外，若形成本发明的带有图案的产品，则在上述的步骤100～步骤106之后，对该基材12进行蚀刻(图1(e)及图3的108)而形成凹部图案22，利用O2灰化处理来除去该DLC图案(图1(f)及图3的步骤110)。然后，若对凹部图案所形成的基材的表面进行精加工研磨，则获得本发明的带有图案的产品24。
实施例
以下举出实施例而对本发明进行更为具体的说明，但这些的实施例仅被例示性地表示，当然不应作限定性地解释。
准备圆周为600mm、面长为1100mm的版母材(铝空心辊)，使用回旋线(株式会社新克制全自动激光凹印制版辊制造装置)而进行直至下述的铜电镀层及镍电镀层的形成。首先，将版母材(铝空心辊)安装于铜电镀槽，使空心辊全部没入电镀液而以20A/dm2、6.0V形成80μm的铜电镀层。电镀表面并无麻点、小坑的产生，而获得均匀的铜电镀层。使用4头型研磨机(株式会社新克制研磨机)对该铜电镀层的表面进行研磨而使该铜电镀层的表面形成为均匀的研磨面。接着，安装于镍电镀槽，使其半没入电镀液而以2A/dm2、7.0V形成20μm的镍电镀层。电镀表面并无麻点、小坑的产生，而获得均匀的镍电镀层。以上述形成的镍电镀层为基材而在其表面涂敷(喷射涂布)感光膜(热保护膜：TSER-NS(株式会社新克制))，并进行干燥。获得的感光膜的膜厚以膜厚计(FILLMETRICS社制F20、松下化工技术贸易公司销售)时为7μm。接着，对图像进行激光曝光并显影。上述激光曝光使用Laser Stream FX且以曝光条件为300mJ/cm2进行规定的图案曝光。另外，上述显影使用TLD显影液(株式会社新克制显影液)，以显影液稀释比例(原液1：水7)在24℃的条件下进行90秒，从而形成规定的抗蚀图案。
利用CVD法在该镍电镀层及抗蚀图案的表面形成DLC覆盖膜。在以氩/氢气为环境气、向原料气体加入六甲基二硅氧烷、成膜温度为80-120℃、成膜时间为60分的条件下，对膜厚为0.1μm的中间层进行成膜。接着，在向原料气体加入甲苯、成膜温度为80-120℃、成膜时间为180分的条件下，对膜厚为5μm的DLC层进行成膜。
接着，在氢氧化钠水溶液中对该基材进行30分钟的超声波处理。然后，将形成于该抗蚀图案上的DLC覆盖膜连同该抗蚀图案剥离，从而获得在基材的表面形成有DLC图案的带有蚀刻掩膜的基材。
当利用光学显微镜来观察该带有蚀刻掩膜的基材的表面时，观察到图4所示的高精细的带有蚀刻掩膜的基材。在图4中，DLC图案20的线宽度为10μm。
接着，以喷雾方式对该带有蚀刻掩膜的基材涂敷硝酸(5％)+过氧化氢(5％)的蚀刻液，并进行作为基材的镍层的蚀刻。
接着，使进行了该镍层的蚀刻的带有蚀刻掩膜的基材移动到处理室，对DLC图案20进行O2灰化处理，从而除去DLC图案20。然后，使用4头型研磨机(株式会社新克制研磨机)对凹部图案22所形成的镍层的表面进行研磨，从而获得图5所示的高精细的带有图案的产品。在图5中，当利用光学显微镜来观察该带有图案的产品的表面时，凹部图案22的线宽度为14μm、深度为5μm。
另外，对于将Cu、Ag、Al、Au、Pt、Pd、Zn、Mg、Fe、不锈钢、Ni-Cr、Sn、Ti、Ti合金、Si、SiO2、玻璃、Cr及Mo分别作为基材的情况，与所述Ni的实施例相同地，制成带有蚀刻掩膜的基材。当利用光学显微镜来观察这些带有蚀刻掩膜的基材的表面时，观察到高精细的带有蚀刻掩膜的基材。
此外，作为基材，除了使用在硅橡胶上嵌合板厚为0.4mm的镍套筒的辊以外，其余与所述Ni的实施例相同地，制成带有蚀刻掩膜的基材。即，使用具备硅橡胶结构缓冲层的基材，与实施例相同地制成带有蚀刻掩膜的基材。当利用电子显微镜来观察获得的带有蚀刻掩膜的基材时，观察到高精细的DLC图案。
附图标记说明如下：
10：带有蚀刻掩膜的基材，12：基材，14：感光材料，16：抗蚀图案，18：DLC覆盖膜，20：DLC图案，22：凹部图案，24：带有图案的产品。

Claims (14)

1.一种带有蚀刻掩膜的基材，其特征在于，
在基材的表面涂敷感光材料并使其曝光·显影而形成抗蚀图案，在该基材及抗蚀图案的表面形成DLC覆盖膜，将形成于该抗蚀图案上的DLC覆盖膜连同该抗蚀图案剥离，在基材的表面形成DLC图案，由此形成所述带有蚀刻掩膜的基材。
2.根据权利要求1所述的带有蚀刻掩膜的基材，其特征在于，
被涂敷所述感光材料的基材由从包括Cu、Ag、Al、Au、Pt、Pd、Zn、Mg、Fe、不锈钢、Ni、Ni-Cr、Sn、Ti、Ti合金、Si、SiO2、玻璃、Cr、Mo的组中选择出的至少一种材料构成。
3.根据权利要求1或2所述的带有蚀刻掩膜的基材，其特征在于，
所述基材具备由橡胶或具有缓冲性的树脂构成的缓冲层。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的带有蚀刻掩膜的基材，其特征在于，
所述感光材料为负片型感光组成物。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的带有蚀刻掩膜的基材，其特征在于，
所述DLC覆盖膜的厚度为0.1μm～几十μm。
6.一种产品，其特征在于，
使用权利要求1至5中任一项所述的带有蚀刻掩膜的基材制造而成。
7.一种带有蚀刻掩膜的基材的制造方法，其特征在于，包括：
准备基材的工序；在该基材的表面涂敷感光材料并使其曝光·显影而形成抗蚀图案的工序；在该基材及抗蚀图案的表面形成DLC覆盖膜的工序；将形成于该抗蚀图案上的DLC覆盖膜连同该抗蚀图案剥离的工序。
8.根据权利要求7所述的带有蚀刻掩膜的基材的制造方法，其特征在于，
被涂敷所述感光材料的基材由从包括Cu、Ag、Al、Au、Pt、Pd、Zn、Mg、Fe、不锈钢、Ni、Ni-Cr、Sn、Ti、Ti合金、Si、SiO2、玻璃、Cr、Mo的组中选择出的至少一种材料构成。
9.根据权利要求7或8所述的带有蚀刻掩膜的基材的制造方法，其特征在于，
所述基材具备由橡胶或具有缓冲性的树脂构成的缓冲层。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的带有蚀刻掩膜的基材的制造方法，其特征在于，
所述感光材料为负片型感光组成物。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的带有蚀刻掩膜的基材的制造方法，其特征在于，
所述DLC覆盖膜的厚度为0.1μm～几十μm。
12.一种蚀刻掩膜，其特征在于，
在基材的表面涂敷感光材料并使其曝光·显影而形成抗蚀图案，在该基材及抗蚀图案的表面形成DLC覆盖膜，将形成于该抗蚀图案上的DLC覆盖膜连同该抗蚀图案剥离，在基材的表面形成DLC图案，由此形成所述蚀刻掩模。
13.一种带有图案的产品，其特征在于，
在基材的表面涂敷感光材料并使其曝光·显影而形成抗蚀图案，在该基材及抗蚀图案的表面形成DLC覆盖膜，将形成于该抗蚀图案上的DLC覆盖膜连同该抗蚀图案剥离，在该基材的表面形成DLC图案，在蚀刻该基材之后，利用O2灰化处理来除去该DLC图案，由此形成所述带有图案的产品。
14.一种带有图案的产品的制造方法，其特征在于，
在基材的表面涂敷感光材料并使其曝光·显影而形成抗蚀图案，在该基材及抗蚀图案的表面形成DLC覆盖膜，将形成于该抗蚀图案上的DLC覆盖膜连同该抗蚀图案剥离，在该基材的表面形成DLC图案，在蚀刻该基材之后，利用O2灰化处理来除去该DLC图案。
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