JP2001209189A - 積層構造体 - Google Patents

積層構造体

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JP2001209189A
JP2001209189A JP2000020204A JP2000020204A JP2001209189A JP 2001209189 A JP2001209189 A JP 2001209189A JP 2000020204 A JP2000020204 A JP 2000020204A JP 2000020204 A JP2000020204 A JP 2000020204A JP 2001209189 A JP2001209189 A JP 2001209189A
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photosensitive
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Takashi Matsuura
孝 松浦
Junichi Murota
淳一 室田
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Tohoku University NUC
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 所望のパターンを有する積層構造体を提供す
る。 【解決手段】 所望のパターンを有する複数の感光材料
層１１、１２が周期的に積層された積層構造体であっ
て、積層方向で互いに隣接する感光材料層の下層側の感
光材料層のパターン間において上層側の感光材料層の下
面が下地から離間して形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、積層構造体及びそ
の製造方法、特に感光材料層を積層した積層構造体及び
その製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、パターンの異なる複数の感光材料
層を積層して３次元積層構造体を形成することは困難で
あった。
【０００３】例えば、感光材料層の塗布及びパターニン
グを１層ずつ順次行った場合には、図２９に示すよう
に、基板１００上に形成された下層側の感光材料層１０
１がすでにパターニングされているため、上層側の感光
材料層１０２を塗布する際に下層側の感光材料層１０１
のパターン間の領域にも上層側の感光材料層１０２が形
成され、所望の３次元積層構造体を形成することができ
ない。
【０００４】また、複数の感光材料層を積層した後に露
光を行った場合には、図３０に示すように、マスク１２
０を通過した露光ビームにより、下層側から上層側まで
の全ての感光材料層１０１〜１０６が同じように露光さ
れるため（露光領域１１０）、各層のパターンを異なら
せることができず、やはり所望の３次元積層構造体を形
成することができない。
【０００５】さらに、３次元積層構造体の作製には、１
層ずつパターンを形成するための工程が必要であり、少
ない工程で所望の３次元積層構造体を形成することはで
きなかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来はパ
ターンの異なる複数の感光材料層を積層した３次元積層
構造体を得ることは非常に困難であった。
【０００７】本発明は上記従来の課題に対してなされた
ものであり、所望のパターンを有する積層構造体及びそ
の製造方法を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に係る積層構造体
は、所望のパターンを有する複数の感光材料層が積層さ
れた積層構造体であって、積層方向で互いに隣接する前
記感光材料層の下層側の感光材料層のパターン間におい
て上層側の感光材料層の下面が下地から離間して形成さ
れていることを特徴とする。
【０００９】前記積層構造体において、少なくとも一つ
の前記感光材料層の感光特性及びパターンが、他の少な
くとも一つの前記感光材料層の感光特性及びパターンと
は異なっているようにしてもよい。
【００１０】また、前記積層構造体において、積層方向
で互いに隣接する前記感光材料層のパターンどうしが重
なる領域に対応して該互いに隣接する感光材料層間に非
感光材料層が形成されているようにしてもよい。
【００１１】また、本発明に係る積層構造体の製造方法
は、少なくとも一つの層の感光特性が他の少なくとも一
つの層の感光特性とは異なる複数の感光材料層を積層し
て積層感光層を形成する工程と、前記積層感光層に対し
て異なる露光条件で複数回の露光を行い、前記複数の感
光材料層に所望のパターンを転写する工程と、前記パタ
ーンが転写された複数の感光材料層を現像する工程と、
を有することを特徴とする。
【００１２】前記積層構造体の製造方法において、前記
積層感光層を形成する際に、積層方向で互いに隣接する
前記感光材料層の間に非感光材料層を形成するようにし
てもよい。
【００１３】前記積層構造体の製造方法において、現像
によってパターンが形成された前記複数の感光材料層の
隙間に流動物を充填する工程と、前記流動物を固めて固
形物を形成する工程と、前記複数の感光材料層を選択的
に除去して前記固形物を残置させる工程と、をさらに有
するようにしてもよい。
【００１４】また、本発明に係る積層構造体の他の製造
方法は、少なくとも１層以上の感光材料層を形成する処
理と、該感光材料層に対して露光を行って該感光材料層
に所望のパターンを転写する処理とを繰り返し行い、パ
ターンが転写された複数の感光材料層からなる積層感光
層を形成する工程と、前記積層感光層を構成するパター
ンが転写された複数の感光材料層を現像する工程と、を
有することを特徴とする。
【００１５】前記積層構造体の製造方法において、前記
積層感光層を形成する際に、積層方向で互いに隣接する
前記感光材料層の間に非感光材料層を形成するようにし
てもよい。
【００１６】前記積層構造体の製造方法において、現像
によってパターンが形成された前記複数の感光材料層の
隙間に流動物を充填する工程と、前記流動物を固めて固
形物を形成する工程と、前記複数の感光材料層を選択的
に除去して前記固形物を残置させる工程と、をさらに有
するようにしてもよい。
【００１７】
【作用】本発明によれば、複数の感光材料層の形成及び
露光を行った後、最後に複数の感光材料層を現像するた
め、従来とは異なり、上層側の感光材料層を塗布する際
に、下層側の感光材料層のパターン間の領域には上層側
の感光材料層が形成されない。したがって、上層側の感
光材料層を、下層側の感光材料層のパターン間の領域に
おいて、下地と接することなく形成することができ、所
望の形状を有する高精度の３次元積層構造体を得ること
ができる。
【００１８】また、感光特性の異なる感光材料層を積層
して、異なる露光条件で複数回の露光を行うことによ
り、感光特性の異なる感光材料層をそれぞれ選択的に感
光及び現像することができる。この場合、同一の感光特
性を有する複数の感光材料層を周期的に積層することに
より、これらの感光材料層を一括して露光することがで
きる。したがって、位置精度の極めて高い、周期構造を
有する３次元積層構造体を、少ない工程数で作製するこ
とができる。
【００１９】また、感光材料層を形成する処理と該感光
材料層を露光する処理とからなる工程を複数回繰り返し
行い、その後で複数の感光材料層を現像する場合には、
各感光材料層中での光や電子線等の総減衰量を低減する
ことができるため、感光材料層を多数積層した場合にも
各層を確実に露光することができ、高精度の３次元積層
構造体を作製することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。
【００２１】（構成例１）図１は、本発明に係る３次元
積層構造体の第１の構成例を模式的に示した図である。
【００２２】図１に示した例は、例えば半導体基板等か
らなる基板１０上に、パターニングされた複数の感光材
料層１１及び１２が積層されたものである。各感光材料
層１１（図１の例では５層）どうしは同一の感光特性を
有しており、各感光材料層１２（図１の例では４層）ど
うしは同一の感光特性を有している。感光材料層１１の
特性と感光材料層１２の感光特性とは異なっている。
【００２３】基板１０上に感光材料層１１及び１２を交
互に塗布して積層感光層を形成した後、感光材料層１１
のパターン形成用のマスク及び感光材料層１２のパター
ン形成用のマスクを用いて異なる露光条件で積層感光層
を露光し、さらに現像を行うことにより、図１に示した
ような構造が得られる。露光時のエネルギー源には、光
（可視光、紫外線）、Ｘ線、電子線或いはイオンビーム
を用いる。
【００２４】各感光材料層１１は全て同一の感光特性を
有しているため、各層を一括して同時に露光することが
できる。各感光材料層１２も全て同一の感光特性を有し
ているため、各層を一括して同時に露光することができ
る。また、感光材料層１１の感光特性と感光材料層１２
の感光特性とは異なっているいるため、一方の感光材料
層を感光する際に他方の感光材料層は感光されない。し
たがって、周期構造を有する３次元積層構造体を少ない
工程数で作製することができ、同一の感光特性を有する
各感光材料層間において極めて高いパターン位置精度が
得られる。
【００２５】また、感光材料層１１及び１２を塗布した
後に露光及び現像を行うため、従来のように上層側の感
光材料層を塗布する際に下層側の感光材料層のパターン
間の領域に上層側の感光材料層が形成されることがな
い。したがって、上層側の感光材料層の一部は、下層側
の感光材料層のパターン間の領域において、下地と接す
ることなく形成されることになり、空洞領域を有する３
次元積層構造体を形成することが可能となる。
【００２６】感光材料層間の感光特性を異ならせるため
には、例えば露光に用いるエネルギー源（光、Ｘ線、電
子線、イオンビーム）の特性（種類や波長）に応じて感
度を異ならせればよい。言い方を変えると、エネルギー
源として光、Ｘ線、電子線及びイオンビームの少なくと
も一つを用い、感光特性の異なる感光材料層を異なる露
光条件で露光するようにする。例えば、光を用いて感光
材料層１１及び１２を露光する場合には、それぞれの感
光材料の分光感度特性を異ならせるようにする。また、
露光に用いるエネルギー源の種類に応じて、それぞれの
感光材料の感度特性を異ならせるようにしてもよい。例
えば、感光材料層１１には紫外線によって感光する特性
のものを用い、感光材料層１２には電子線によって感光
する特性のものを用いる、といったようにする。なお、
感光特性の異なる感光材料層間において、露光後熱処理
及び現像処理の少なくとも一方に対する特性が異なるよ
うにしてもよい。
【００２７】（構成例２）図２は、本発明に係る３次元
積層構造体の第２の構成例を模式的に示した図である。
【００２８】図２に示した例は、例えば半導体基板等か
らなる基板２０上に、パターニングされた複数の感光材
料層２１〜２４が積層されたものである。感光材料層２
１及び２２はポジ型（露光された領域が現像処理で除去
される型）であり、感光材料層２３及び２４はネガ型
（露光されない領域が現像処理で除去される型）であ
る。各感光材料層２１どうし、各感光材料層２２どう
し、各感光材料層２３どうし、各感光材料層２４どうし
は、それぞれ同一の感光特性を有している。また、ポジ
型の感光材料層２１とネガ型の感光材料層２３の感光特
性はほぼ同一であり、ポジ型の感光材料層２２とネガ型
の感光材料層２４の感光特性はほぼ同一である。また、
ポジ型の感光材料層２１及び２２間の感光特性は異なっ
ており、ネガ型の感光材料層２３及び２４間の感光特性
は異なっている。
【００２９】本構成例でも、第１の構成例と同様、まず
基板２０上に感光材料層２１〜２４を塗布して積層感光
層を形成する。その後、ほぼ同一の感光特性を有するポ
ジ型の感光材料層２１及びネガ型の感光材料層２３のパ
ターン形成用のマスクを用いて、各層を一括して同時に
露光する。また、ほぼ同一の感光特性を有するポジ型の
感光材料層２２及びネガ型の感光材料層２４のパターン
形成用のマスクを用いて、各層を一括して同時に露光す
る。その後、現像を行うことにより、図２に示したよう
な構造が得られる。
【００３０】なお、露光に用いるエネルギー源、及び感
光材料層間の感光特性を異ならせるための手段について
は、第１の構成例と同様である。
【００３１】本構成例においても、極めて高い位置精度
を有する周期構造の３次元積層構造体を少ない工程数で
作製することができる等、第１の構成例と同様の効果を
得ることができる。また、ほぼ同一の感光特性を有する
ポジ型及びネガ型の感光材料層を用いることにより、よ
り複雑な３次元積層構造体を容易に作製することが可能
となる。
【００３２】なお、上記構成例１及び２において、積層
する感光材料層の種類をさらに増やすことにより、より
複雑な３次元積層構造体を作製することも可能である。
【００３３】また、異なる感光特性を有する感光材料層
の組み合わせとしては、異なる感光波長特性を持つ深紫
外光（Ｄｅｅｐ−ＵＶ光）用の化学増幅型フォトレジス
ト（例えば、ポリヒドロキシスチレン系レジスト、ポリ
メチルメタクリレート）の組み合わせが可能である。ま
た、深紫外光用化学増幅型フォトレジストと、ｉ線用化
学増幅型フォトレジストで深紫外光に対する透光性を有
するものとの組み合わせも可能である。その他、微細加
工用に開発されている種々の感光性レジスト材料を適宜
選択することにより、それらの多くの組み合わせを用い
ることが可能である。
【００３４】（製造工程例１）本発明の実施形態に係る
積層構造体の第１の製造工程例について、図３〜図８を
参照して説明する。本例は、上述した第１の構成例にお
いて、感光材料層を２層積層する場合に対応している。
【００３５】まず、図３に示すように、半導体基板等か
らなる基板１０上に感光材料層１２を塗布し、さらに乾
燥用のベーク処理（昇温処理）を行う。
【００３６】続いて、図４に示すように、感光材料層１
２上に感光材料層１１を塗布し、さらに乾燥用のベーク
処理（昇温処理）を行う。
【００３７】次に、図５に示すように、マスク１３を用
いて露光を行う。このときの露光条件は、感光材料層１
２を感光させずに感光材料層１１のみを選択的に感光さ
せるような条件とする。これにより、感光材料層１１に
のみマスク１３のパターンが転写される（以下、露光さ
れた領域をドットで示す）。
【００３８】続いて、図６に示すように、マスク１３と
は異なるマスク１４を用いて露光を行う。このときの露
光条件は、感光材料層１１を感光させずに感光材料層１
２のみを選択的に感光させるような条件とする。これに
より、感光材料層１２にのみマスク１４のパターンが転
写される。その後、必要に応じて、増感等の目的で熱処
理（露光後熱処理）を行う。
【００３９】次に、図７に示すように、感光材料層１１
のみを選択的に現像し、感光材料層１１のパターンを形
成する。さらに、図８に示すように、感光材料層１２の
みを選択的に現像し、感光材料層１２のパターンを形成
する。これにより、感光材料層１１及び１２からなる３
次元積層構造体が完成する。なお、上記のように感光材
料層１１及び１２を必ずしも選択的に現像する必要はな
く、感光材料層１１及び１２が同一の現像剤で現像でき
る場合には、もちろん同一の現像剤を用いて現像するよ
うにしてもよい。
【００４０】（製造工程例２）本発明の実施形態に係る
積層構造体の第２の製造工程例について、図９〜図１３
を参照して説明する。本例は、上述した第１の構成例で
示したような積層構造体を作製する場合に対応してい
る。
【００４１】まず、図９に示すように、半導体基板等か
らなる基板１０上に、感光材料層１１及び１２からなる
積層感光層を形成する。すなわち、まず基板１０上に感
光材料層１１を塗布し、さらに乾燥用のベーク処理を行
う。続いて、感光材料層１１上に感光材料層１２を塗布
し、さらに乾燥用のベーク処理を行う。これらの処理を
順次繰り返して、感光材料層１１及び感光材料層１２を
それぞれ複数層ずつ形成する。
【００４２】次に、図１０に示すように、マスク１５を
用いて露光を行う。このときの露光条件は、感光材料層
１２を感光させずに感光材料層１１のみを選択的に感光
させるような条件とする。各感光材料層１１は全て同一
の感光特性であるため、感光材料層１１の全てに同一の
パターンが一括して転写される。
【００４３】続いて、図１１に示すように、マスク１５
とは異なるマスク１６を用いて露光を行う。このときの
露光条件は、感光材料層１１を感光させずに感光材料層
１２のみを選択的に感光させるような条件とする。各感
光材料層１２は全て同一の感光特性であるため、感光材
料層１２の全てに同一のパターンが転写される。その
後、必要に応じて、増感等の目的で熱処理（露光後熱処
理）を行う。
【００４４】次に、図１２に示すように、感光材料層１
１、感光材料層１２、感光材料層１１、というように、
上層側から順次現像を行うことにより、感光材料層１１
及び１２のパターンを順次形成する。これにより、図１
３に示すように、感光材料層１１及び１２からなる周期
構造を有する３次元積層構造体が完成する。
【００４５】（製造工程例３）本発明の実施形態に係る
積層構造体の第３の製造工程例について、図１４〜図１
８を参照して説明する。本例は、上述した第２の構成例
で示したような積層構造体を作製する場合に対応してい
る。
【００４６】まず、図１４に示すように、半導体基板等
からなる基板２０上に、ポジ型の感光材料層２１及び２
２並びにネガ型の感光材料層２３及び２４からなる積層
感光層を形成する。すなわち、まず基板２０上に感光材
料層２１を塗布し、乾燥用のベーク処理を行う。続い
て、感光材料層２２、２３及び２４についても同様に、
塗布及びベーク処理を行う。これらの処理を順次繰り返
して、感光材料層２１〜２４をそれぞれ複数層ずつ形成
する。
【００４７】次に、図１５に示すように、マスク２５を
用いて露光を行う。このときの露光条件は、感光材料層
２２及び２４を感光させずに、感光材料層２１及び２３
のみを選択的に感光させるような条件とする。ポジ型の
感光材料層２１は全て同一の感光特性、ネガ型の感光材
料層２３も全て同一の感光特性であり、またポジ型の感
光材料層２１とネガ型の感光材料層２３とはほぼ同一の
感光特性であるため、感光材料層２１及び２３の全てが
一括して露光され、同一の露光パターンが得られる。
【００４８】続いて、図１６に示すように、マスク２５
とは異なるマスク２６を用いて露光を行う。このときの
露光条件は、感光材料層２１及び２３を感光させずに、
感光材料層２２及び２４のみを選択的に感光させるよう
な条件とする。ポジ型の感光材料層２２は全て同一の感
光特性、ネガ型の感光材料層２４も全て同一の感光特性
であり、またポジ型の感光材料層２２とネガ型の感光材
料層２４とはほぼ同一の感光特性であるため、感光材料
層２２及び２４の全てが一括して露光され、同一の露光
パターンが得られる。その後、必要に応じて、増感等の
目的で熱処理（露光後熱処理）を行う。
【００４９】次に、図１７に示すように、感光材料層２
１、感光材料層２４、感光材料層２３、感光材料層２
２、感光材料層２１、というように、上層側から順次現
像を行うことにより、感光材料層２１〜２４のパターン
を順次形成する。ポジ型の感光材料層２１とネガ型の感
光材料層２３とは、同一マスクを用いて同時に露光され
ているため、ネガ型の感光材料層２３のパターンはポジ
型の感光材料層２１のパターンを反転したものとなる。
同様に、ネガ型の感光材料層２４のパターンはポジ型の
感光材料層２２のパターンを反転したものとなる。以上
のようにして、図１８に示すように、感光材料層２１〜
２４からなる周期構造を有する３次元積層構造体が完成
する。
【００５０】（構成例３）図１９は、本発明に係る３次
元積層構造体の第３の構成例を模式的に示した図であ
る。
【００５１】図１９に示した例は、例えば半導体基板等
からなる基板３０上に、パターニングされた複数の感光
材料層３１が積層されたものである。各感光材料層３１
は全て同一の感光特性を有していてもよいし、少なくと
も１以上の感光材料層３１の感光特性が少なくとも他の
１以上の感光材料層３１の感光特性と異なっているよう
にしてもよい。
【００５２】なお、露光に用いるエネルギー源、及び感
光材料層間の感光特性を異ならせるための手段について
は、第１及び第２の構成例と同様である。
【００５３】基板３０上に少なくとも１層以上の感光材
料層３１を塗布し、パターン形成用のマスクを用いて、
塗布された感光材料層３１に対して露光を行う。２層以
上の異なる感光特性の感光材料層３１を形成した場合に
は、それぞれに対して異なる露光条件で露光を行う。以
後、同様の工程、すなわち１層以上の感光材料層３１を
塗布した後に露光を行う工程を、必要な回数だけ行う。
このようにして、パターンが転写された複数の感光材料
層からなる積層感光層を形成し、その後で現像を行うこ
とにより、図１９に示したような構造が得られる。
【００５４】本例でも、第１の構成例等と同様、積層さ
れた感光材料層３１の塗布及び露光を行った後に現像を
行うため、従来のように上層側の感光材料層を塗布する
際に下層側の感光材料層のパターン間の領域に上層側の
感光材料層が形成されることはない。したがって、上層
側の感光材料層は、下層側の感光材料層のパターン間の
領域において、下地と接することなく形成されることに
なり、空洞領域を有する３次元積層構造体を形成するこ
とが可能となる。
【００５５】また、本例では、感光材料層３１を全て形
成した後に一括して露光するのではなく、塗布／露光処
理を複数回繰り返すようにしている。感光材料層３１を
一括して露光する場合には、各感光材料層３１中を光や
電子線等が確実に透過することが必要であり、各感光材
料層３１中での光や電子線等の減衰特性について注意深
く検討する必要があった。本例では、塗布／露光処理を
複数回繰り返すようにしているので、各感光材料層３１
中での光や電子線等の減衰特性にそれほど注意を払わな
くてもよく、感光材料層３１を多数積層した場合にも各
層を確実に露光することができる。
【００５６】（製造工程例４）本発明の実施形態に係る
積層構造体の第４の製造工程例について、図２０〜図２
３を参照して説明する。本例は、上述した第３の構成例
で示したような積層構造体を作製する場合に対応してい
る。
【００５７】まず、図２０に示すように、半導体基板等
からなる基板３０上に１層目の感光材料層３１ａを塗布
し、さらに乾燥用のベーク処理（昇温処理）を行う。続
いて、マスク３２ａを用いて露光を行うことにより、感
光材料層３１ａにマスク３２ａのパターンが転写され
る。その後、必要に応じて、増感等の目的で熱処理（露
光後熱処理）を行う。
【００５８】次に、図２１に示すように、露光処理され
た１層目の感光材料層３１ａ上に２層目の感光材料層３
１ｂを塗布し、さらに乾燥用のベーク処理を行う。続い
て、マスク３２ｂを用いて露光を行うことにより、感光
材料層３１ｂにマスク３２ｂのパターンが転写される。
その後、必要に応じて露光後熱処理を行う。なお、プロ
セス条件の制約を少なくしようとする場合には、２層目
の感光材料層３１ｂの感光特性を１層目の感光材料層３
１ａとは異ならせようにする。また、プロセス条件を厳
格に制御すれば、１層目の感光材料層３１ａと２層目の
感光材料層３１ｂに同じ感光材料を用いることも可能で
ある。すなわち、２層目の感光材料層３１ｂを露光する
際に、１層目の感光材料層３１ａが露光されないよう
に、露光量や熱処理条件等を選択することにより、同一
の感光材料を用いることが可能である。
【００５９】このようにして、１層毎に感光材料層３１
ａ〜３１ｉの塗布／露光を順次繰り返すことにより、図
２２に示すように、各層に所望のパターンが転写された
積層感光層が形成される。
【００６０】次に、上層側から順次現像処理を行うこと
により、図２３に示すように、感光材料層３１ａ〜３１
ｉからなる３次元積層構造体が完成する。さらに、安定
化のため、必要に応じて最終ベーク（昇温処理）を行っ
てもよい。
【００６１】（製造工程例５）本発明の実施形態に係る
積層構造体の第５の製造工程例について、図２４〜図２
８を参照して説明する。本例は、上述した第３の構成例
で示したような積層構造体を作製する場合において、各
感光材料層間に非感光材料層を形成するものである。
【００６２】まず、図２４に示すように、半導体基板等
からなる基板３０上に１層目の感光材料層３１ａを塗布
し、さらに乾燥用のベーク処理（昇温処理）を行う。続
いて、マスク３２ａを用いて露光を行うことにより、感
光材料層３１ａにマスク３２ａのパターンが転写され
る。その後、必要に応じて、増感等の目的で熱処理（露
光後熱処理）を行う。
【００６３】次に、図２５に示すように、露光処理され
た感光材料層３１ａ上に非感光材料層３３ａを、例えば
蒸着や塗布等の方法で形成する。非感光材料層３３ａと
しては、例えばＳＯＧ等を用いることが可能である。非
感光材料層３３ａを形成することにより、互いに隣接す
る上下の感光材料層どうしの混合（塗布時や現像時にお
ける混合）を抑制することができる。また、次層以降の
感光材料層を露光する際に、下層側の感光材料層への光
等の透過を妨げるような材料で、非感光材料層を形成す
ることも可能である。
【００６４】次に、図２６に示すように、１層目の非感
光材料層３３ａ上に２層目の感光材料層３１ｂを塗布
し、さらに乾燥用のベーク処理を行う。続いて、マスク
３２ｂを用いて露光を行うことにより、感光材料層３１
ｂにマスク３２ｂのパターンが転写される。その後、必
要に応じて露光後熱処理を行う。なお、第４の製造工程
例と同様、感光材料層３１ａと感光材料層３１ｂとで、
異なる感光特性を有する感光材料を用いるようにしても
よいし、同一の感光特性を有する感光材料を用いるよう
にしてもよい。
【００６５】このようにして、感光材料層３１ａ〜３１
ｉの塗布／露光及び非感光材料層３３ａ〜３３ｈの形成
を順次繰り返すことにより、図２７に示すように、各感
光材料層３１ａ〜３１ｉに所望のパターンが転写され、
且つ感光材料層３１ａ〜３１ｉ間に非感光材料層３３ａ
〜３３ｈが形成された積層感光層が形成される。
【００６６】次に、上層側から順次感光材料層の現像及
び非感光材料層のエッチングを行うことにより、図２８
に示すように、感光材料層３１ａ〜３１ｉ及び非感光材
料層３３ａ〜３３ｈからなる３次元積層構造体が完成す
る。さらに、必要に応じて、最終ベーク（昇温処理）を
行ってもよい。非感光材料層３３ａ〜３３ｈは、積層方
向で互いに隣接する感光材料層の交差部（重なり部）に
形成されることになるが、非感光材料層の物性定数（光
学特性等）を適宜選定しておくことで、３次元積層構造
体全体の機能を制御することができる。
【００６７】このように、本例では、各感光材料層間に
非感光材料層を形成することにより、互いに隣接する上
下の感光材料層どうしが混合することを防止することが
できるため、３次元積層構造体の形状や寸法等の制御性
を向上させることが可能となる。
【００６８】本例では、第３の構成例で示したような積
層構造体を作製する場合に、各感光材料層間に非感光材
料層を形成するものであるが、第１或いは第２の構成例
で示したような積層構造体を作製する場合に、本例と同
様に各感光材料層間に非感光材料層を形成するようにし
てもよい。
【００６９】以上、本発明の実施形態を説明したが、本
発明の３次元積層構造体は例えば光デバイス等に応用す
ることが可能である。また、半導体集積回路の製造に用
いられているリソグラフィ技術との整合性が高く、半導
体基板上の任意の位置にマイクロメータオーダー以下の
微細なパターンサイズで形成することができるため、同
一の半導体基板上に半導体素子とともに集積化すること
も可能である。
【００７０】なお、以上説明した実施形態（構成例１〜
３、製造工程例１〜５）において、上述したような積層
構造体を作製した後、さらに以下のような工程を追加し
てもよい。
【００７１】まず、作製された積層構造体の隙間に流動
物を充填する。この流動物には、無機或いは有機材料を
用いることが可能であり、例えばＳＯＧ等を用いること
が可能である。その後、この流動物を固めて固形物を形
成し、さらに感光材料層を選択的に除去して固形物を残
置させる。
【００７２】このような工程を追加することにより、先
に形成された積層構造体の隙間領域に対応した積層構造
体を作製することができる。例えば、図１等に示したよ
うな構造においてラインパターンとスペースパターンが
同一線幅で形成されているような場合は、図１に示した
ような形状と同様な形状を有する積層構造体を作製する
ことができる。このようにして形成された積層構造体に
は種々の材料を用いることが可能であるため、所望の材
料からなる積層構造体を得ることができる。
【００７３】なお、本発明は上記各実施形態に限定され
るものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内において
種々変形して実施することが可能である。
【００７４】
【発明の効果】本発明によれば、複数の感光材料層の露
光を行った後に現像を行うことにより、所望の形状を有
する高精度の積層構造体を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る積層構造体の第１の構
成例を示した斜視図。
【図２】本発明の実施形態に係る積層構造体の第２の構
成例を示した斜視図。
【図３】本発明の実施形態に係る積層構造体の第１の製
造工程例について、その工程の一部を示した斜視図。
【図４】本発明の実施形態に係る積層構造体の第１の製
造工程例について、その工程の一部を示した斜視図。
【図５】本発明の実施形態に係る積層構造体の第１の製
造工程例について、その工程の一部を示した斜視図。
【図６】本発明の実施形態に係る積層構造体の第１の製
造工程例について、その工程の一部を示した斜視図。
【図７】本発明の実施形態に係る積層構造体の第１の製
造工程例について、その工程の一部を示した斜視図。
【図８】本発明の実施形態に係る積層構造体の第１の製
造工程例について、その工程の一部を示した斜視図。
【図９】本発明の実施形態に係る積層構造体の第２の製
造工程例について、その工程の一部を示した斜視図。
【図１０】本発明の実施形態に係る積層構造体の第２の
製造工程例について、その工程の一部を示した斜視図。
【図１１】本発明の実施形態に係る積層構造体の第２の
製造工程例について、その工程の一部を示した斜視図。
【図１２】本発明の実施形態に係る積層構造体の第２の
製造工程例について、その工程の一部を示した斜視図。
【図１３】本発明の実施形態に係る積層構造体の第２の
製造工程例について、その工程の一部を示した斜視図。
【図１４】本発明の実施形態に係る積層構造体の第３の
製造工程例について、その工程の一部を示した斜視図。
【図１５】本発明の実施形態に係る積層構造体の第３の
製造工程例について、その工程の一部を示した斜視図。
【図１６】本発明の実施形態に係る積層構造体の第３の
製造工程例について、その工程の一部を示した斜視図。
【図１７】本発明の実施形態に係る積層構造体の第３の
製造工程例について、その工程の一部を示した斜視図。
【図１８】本発明の実施形態に係る積層構造体の第３の
製造工程例について、その工程の一部を示した斜視図。
【図１９】本発明の実施形態に係る積層構造体の第３の
構成例を示した斜視図。
【図２０】本発明の実施形態に係る積層構造体の第４の
製造工程例について、その工程の一部を示した斜視図。
【図２１】本発明の実施形態に係る積層構造体の第４の
製造工程例について、その工程の一部を示した斜視図。
【図２２】本発明の実施形態に係る積層構造体の第４の
製造工程例について、その工程の一部を示した斜視図。
【図２３】本発明の実施形態に係る積層構造体の第４の
製造工程例について、その工程の一部を示した斜視図。
【図２４】本発明の実施形態に係る積層構造体の第５の
製造工程例について、その工程の一部を示した斜視図。
【図２５】本発明の実施形態に係る積層構造体の第５の
製造工程例について、その工程の一部を示した斜視図。
【図２６】本発明の実施形態に係る積層構造体の第５の
製造工程例について、その工程の一部を示した斜視図。
【図２７】本発明の実施形態に係る積層構造体の第５の
製造工程例について、その工程の一部を示した斜視図。
【図２８】本発明の実施形態に係る積層構造体の第５の
製造工程例について、その工程の一部を示した斜視図。
【図２９】従来技術の問題点を説明するための断面図。
【図３０】従来技術の問題点を説明するための断面図。
【符号の説明】
１０、２０、３０…基板 １１、１２、２１、２２、２３、２４、３１、３１ａ〜
３１ｉ…感光材料層 １３、１４、１５、１６、２５、２６、３２ａ、３２ｂ
…マスク ３３ａ〜３３ｈ…非感光材料層
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１３年３月２３日（２００１．３．２
３）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正内容】
【発明の名称】 積層構造体
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、積層構造体、特に
感光材料層を積層した積層構造体に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００７】本発明は上記従来の課題に対してなされた
ものであり、所望のパターンを有する積層構造体を提供
することを目的としている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１１】前記積層構造体は、少なくとも一つの層の
感光特性が他の少なくとも一つの層の感光特性とは異な
る複数の感光材料層を積層して積層感光層を形成する工
程と、前記積層感光層に対して異なる露光条件で複数回
の露光を行い、前記複数の感光材料層に所望のパターン
を転写する工程と、前記パターンが転写された複数の感
光材料層を現像する工程と、によって製造することが可
能である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１４】また、前記積層構造体は、少なくとも１層
以上の感光材料層を形成する処理と、該感光材料層に対
して露光を行って該感光材料層に所望のパターンを転写
する処理とを繰り返し行い、パターンが転写された複数
の感光材料層からなる積層感光層を形成する工程と、前
記積層感光層を構成するパターンが転写された複数の感
光材料層を現像する工程と、によって製造することも可
能である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H025 AB16 AB20 AC01 AC04 AC05 AC06 AC07 AD01 AD03 DA11 FA06 FA12 FA15 2H096 AA25 AA30 BA01 BA09 DA01 EA02 EA03 EA06 EA07 EA08 EA14 FA01 GA02 KA07

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】所望のパターンを有する複数の感光材料層
    が積層された積層構造体であって、 積層方向で互いに隣接する前記感光材料層の下層側の感
    光材料層のパターン間において上層側の感光材料層の下
    面が下地から離間して形成されていることを特徴とする
    積層構造体。
  2. 【請求項２】少なくとも一つの前記感光材料層の感光特
    性及びパターンが、他の少なくとも一つの前記感光材料
    層の感光特性及びパターンとは異なっていることを特徴
    とする請求項１に記載の積層構造体。
  3. 【請求項３】前記感光材料層間の感光特性の異なりは、
    露光に用いるエネルギー源の特性に対する感度の異なり
    であることを特徴とする請求項２に記載の積層構造体。
  4. 【請求項４】前記複数の感光材料層の露光に用いるエネ
    ルギー源は、光、Ｘ線、電子線及びイオンビームの少な
    くとも一つであることを特徴とする請求項２に記載の積
    層構造体。
  5. 【請求項５】前記複数の感光材料層には、ポジ型の感光
    材料層及びネガ型の感光材料層の双方が含まれることを
    特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の積層構造
    体。
  6. 【請求項６】前記感光特性の異なる感光材料層間では、
    露光後熱処理及び現像処理の少なくとも一方に対する特
    性が異なることを特徴とする請求項２に記載の積層構造
    体。
  7. 【請求項７】積層方向で互いに隣接する前記感光材料層
    のパターンどうしが重なる領域に対応して該互いに隣接
    する感光材料層間に非感光材料層が形成されていること
    を特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の積層構
    造体。
  8. 【請求項８】少なくとも一つの層の感光特性が他の少な
    くとも一つの層の感光特性とは異なる複数の感光材料層
    を積層して積層感光層を形成する工程と、 前記積層感光層に対して異なる露光条件で複数回の露光
    を行い、前記複数の感光材料層に所望のパターンを転写
    する工程と、 前記パターンが転写された複数の感光材料層を現像する
    工程と、 を有することを特徴とする積層構造体の製造方法。
  9. 【請求項９】前記感光材料層間の感光特性の異なりは、
    露光に用いるエネルギー源の特性に対する感度の異なり
    であることを特徴とする請求項８に記載の積層構造体の
    製造方法。
  10. 【請求項１０】前記複数の感光材料層の露光に用いるエ
    ネルギー源は、光、Ｘ線、電子線及びイオンビームの少
    なくとも一つであることを特徴とする請求項８に記載の
    積層構造体の製造方法。
  11. 【請求項１１】前記複数の感光材料層には、ポジ型の感
    光材料層及びネガ型の感光材料層の双方が含まれること
    を特徴とする請求項８乃至１０のいずれかに記載の積層
    構造体の製造方法
  12. 【請求項１２】前記感光特性の異なる感光材料層間で
    は、露光後熱処理及び現像処理の少なくとも一方に対す
    る特性が異なることを特徴とする請求項８に記載の積層
    構造体の製造方法。
  13. 【請求項１３】前記積層感光層を形成する際に、積層方
    向で互いに隣接する前記感光材料層の間に非感光材料層
    を形成することを特徴とする請求項８乃至１２のいずれ
    かに記載の積層構造体の製造方法。
  14. 【請求項１４】現像によってパターンが形成された前記
    複数の感光材料層の隙間に流動物を充填する工程と、 前記流動物を固めて固形物を形成する工程と、 前記複数の感光材料層を選択的に除去して前記固形物を
    残置させる工程と、 をさらに有することを特徴とする請求項８乃至１３のい
    ずれかに記載の積層構造体の製造方法。
  15. 【請求項１５】少なくとも１層以上の感光材料層を形成
    する処理と、該感光材料層に対して露光を行って該感光
    材料層に所望のパターンを転写する処理とを繰り返し行
    い、パターンが転写された複数の感光材料層からなる積
    層感光層を形成する工程と、 前記積層感光層を構成するパターンが転写された複数の
    感光材料層を現像する工程と、 を有することを特徴とする積層構造体の製造方法。
  16. 【請求項１６】前記積層感光層を形成する際に、積層方
    向で互いに隣接する前記感光材料層の間に非感光材料層
    を形成することを特徴とする請求項１５に記載の積層構
    造体の製造方法。
  17. 【請求項１７】現像によってパターンが形成された前記
    複数の感光材料層の隙間に流動物を充填する工程と、 前記流動物を固めて固形物を形成する工程と、 前記複数の感光材料層を選択的に除去して前記固形物を
    残置させる工程と、 をさらに有することを特徴とする請求項１５又は１６に
    記載の積層構造体の製造方法。
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