JP2004110016A - Method for manufacturing pattern forming mold - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a simple method of manufacturing a pattern forming mold, whose film thickness precision and film thickness controllability are high, whose selection range of an exposure light source is large, whose exposure time is short, whose productivity and pattern precision are high and by which the pattern forming mold formed of metal and resin is manufactured from a high aspect pattern. <P>SOLUTION: The method has: a first process for applying a radiation sensitive negative resist composition including epoxy resin shown by a general formula (1), radiation sensitive cationic polymerization initiator and solvent dissolving epoxy resin to a substrate; a second process for obtaining a resist film by drying the substrate to which the radiation sensitive negative resist composition is applied; and a third process for selectively exposing, by active energy rays, the obtained resist film by adjusting it to a desired pattern. The method also has: a fourth process for improving contrast by thermally treating the exposed resist film; a fifth process for developing the resist film after the thermal treatment and dissolving and removing a resist material in a non-exposed region; and a sixth process for installing the other material in a recessed part of the pattern layer, forming a second pattern layer, separating the second pattern layer for making the pattern forming mold. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

 本発明は、パターン成形用型の製造方法に関し、例えばLIGAプロセスにおけるフォトリソグラフィ工程に利用することができ、特に、高アスペクトパターン(アスペクト比の高いパターンをいう)の成形用型を精度良く、容易に製造できる技術として好適に利用できるパターン成形用型の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a pattern forming die, which can be used, for example, in a photolithography step in a LIGA process, and in particular, can accurately and easily form a high-aspect pattern (a pattern having a high aspect ratio). The present invention relates to a method for manufacturing a pattern forming die that can be suitably used as a technology that can be manufactured at a high speed.

 微細な部品の製造技術として、LIGAプロセスを利用しようという試みが行われている。LIGAプロセスとは、リソグラフィ工程で所望部品と同様なレジストパターンを形成し、電鋳工程で金属パターンを作成して、さらに金属パターンを用い樹脂モールド工程を経ることにより微細部品の大量生産を可能にする技術である。LIGAプロセスについては、「LIGAプロセス」(日刊工業新聞社)の第1章、プロセスの要素技術については、同書籍の第2章に詳しく説明されている。このLIGAプロセスのリソグラフィ工程では、一般的に50μm、さらには100μmを超えるような非常に厚いレジスト膜を加工し且つ高アスペクト加工を行うという制限から、リソグラフィ工程の活性エネルギー線には一般的に放射光等から得られるX線が用いられている。 試 み Attempts have been made to use the LIGA process as a technique for manufacturing fine parts. The LIGA process enables the mass production of fine parts by forming a resist pattern similar to the desired part in the lithography process, creating a metal pattern in the electroforming process, and further using the metal pattern and a resin molding process. It is a technology to do. The LIGA process is described in detail in Chapter 1 of "LIGA Process" (Nikkan Kogyo Shimbun), and the elemental technology of the process is described in Chapter 2 of the book. In the lithography process of the LIGA process, the active energy rays in the lithography process are generally radiated due to the limitation of processing a very thick resist film generally having a thickness of more than 50 μm or even 100 μm and performing high aspect processing. X-rays obtained from light or the like are used.

 この放射光から得られるX線はレジスト材への透過性が高く、また、直線性が高いため、高アスペクトパターンが得られ易いため使用されている。レジスト材にはPMMA(ポリメタクリル酸メチル)が使用されることが一般的である。一方、印刷回路板について、レジスト材料であるSU−8(商品名)というネガ型レジストをLIGAプロセスに応用する試みも報告されている(特許文献1参照)。SU−8は、エポキシ樹脂と感放射線性カチオン重合開始剤からなる光カチオン重合系硬化組成物であるが、アクリレート等を用いる光ラジカル重合系硬化組成物に対し、反応時に起こる硬化収縮が少ないことが知られており、LIGAプロセスのように非常に厚い膜を加工するには好適である。 X X-rays obtained from this radiation are used because they have high transparency to the resist material and high linearity, so that a high aspect pattern is easily obtained. Generally, PMMA (polymethyl methacrylate) is used as the resist material. On the other hand, as for a printed circuit board, an attempt to apply a negative resist, SU-8 (trade name), which is a resist material, to a LIGA process has been reported (see Patent Document 1). SU-8 is a cationic photopolymerizable curing composition composed of an epoxy resin and a radiation-sensitive cationic polymerization initiator, but has a small curing shrinkage that occurs during the reaction compared to a photoradical polymerizable curing composition using acrylate or the like. Is known and is suitable for processing a very thick film as in the LIGA process.

 しかしながら、PMMAの塗布法は、基板上でメタクリル酸メチルモノマーを重合反応によりポリマー化するため膜厚精度が悪く非常に煩雑な工程がともなう(非特許文献1等参照)。また、膜厚の厚いPMMAを加工するためには、X線が非常に強い強度で得られる放射光が用いられているが、加工時間が非常に長く実用的でない。さらにPMMAは汎用性の高い光源である高圧水銀灯には感受性がないという問題がある。放射光は、パターン精度が非常に高いという優位点があるものの大掛かりな設備が必要となるため、光源としては不利である。 However, the method of applying PMMA involves a very complicated process due to poor film thickness accuracy because a methyl methacrylate monomer is polymerized on a substrate by a polymerization reaction (see Non-Patent Document 1 and the like). Further, in order to process PMMA having a large film thickness, synchrotron radiation capable of obtaining X-rays with extremely high intensity is used, but the processing time is extremely long and is not practical. Furthermore, PMMA has a problem that it is not sensitive to a high-pressure mercury lamp which is a light source having high versatility. Synchrotron radiation is disadvantageous as a light source because it requires a large-scale facility, although it has the advantage of very high pattern accuracy.

 また、SU−8(商品名)は、高圧水銀灯に非常に良い感度とパターニング性を示すが、材料に使用されているノボラック型エポキシ樹脂の骨格内に芳香環を有するため、波長300nm以下のDeep UV領域に強い吸収を持ち、露光が制限を受けるという問題がある。近年の半導体微細加工から、UV領域におけるパターン精度の向上には露光波長の短波長化が有効であることが実証されているため、Deep UV領域が使用できないことはデメリットとなる。さらに、樹脂の吸収(透明性)にマッチングするカチオン開始剤を選択する必要があるが、上市されているカチオン開始剤の多くはノボラック型エポキシ樹脂の吸収域と一致するため、マッチングする開始剤は少なく選択の幅が狭いという問題もある。 SU-8 (trade name) shows very good sensitivity and patterning property for a high-pressure mercury lamp, but has an aromatic ring in the skeleton of the novolak-type epoxy resin used for the material, so that Deep having a wavelength of 300 nm or less is used. There is a problem in that it has strong absorption in the UV region and exposure is restricted. Recent semiconductor microfabrication has demonstrated that shortening the exposure wavelength is effective for improving the pattern accuracy in the UV region. Therefore, the inability to use the Deep @ UV region is disadvantageous. Furthermore, it is necessary to select a cation initiator that matches the absorption (transparency) of the resin. However, since most of the cation initiators on the market match the absorption range of the novolak type epoxy resin, the matching initiator is There is also a problem that the range of choice is small.

 一方、芳香環を持たない脂肪族系のエポキシ樹脂として、例えばグリシジル(メタ)アクリレート、CYCLOMER A200、CYCLOMER M100〔A200、M100ともにダイセル化学工業(株)製;脂環式エポキシ基を有する(メタ)アクリレート〕、セロキサイド2000(ダイセル化学工業(株)製 1−ビニル−3,4−エポキシシクロヘキサン)がモノマーとして上市されており、これらのモノマーをラジカル重合等の方法により、エポキシ樹脂を合成できる。 On the other hand, as an aliphatic epoxy resin having no aromatic ring, for example, glycidyl (meth) acrylate, CYCLOMER A200, CYCLOMER M100 [both A200 and M100 are manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd .; having an alicyclic epoxy group (meth) Acrylate] and Celloxide 2000 ((1-vinyl-3,4-epoxycyclohexane manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.) are marketed as monomers, and an epoxy resin can be synthesized from these monomers by a method such as radical polymerization.

 しかしながら、グリシジル(メタ)アクリレート、CYCLOMER A200、CYCLOMER M100のような(メタ)アクリレート類の場合、主鎖骨格の(メタ)アクリル酸エステル骨格が、電子線、Deep UV、X線等の高エネルギー活性線に比較的高い感受性を有することが知られており、この場合、所望のエポキシ基による重合反応以外の副反応が物性に最も影響の大きい主鎖部に起こるため、パターニング性、露光感度、硬化物特性等がばらつくまたは悪影響を与えるため好ましくない。また、(メタ)アクリル骨格を持たないセロキサイド2000は、その毒性が懸念されており、使用には厳密な管理が必要となるという問題がある。 However, in the case of (meth) acrylates such as glycidyl (meth) acrylate, CYCLOMER @ A200, and CYCLOMER @ M100, the (meth) acrylate ester skeleton of the main chain skeleton has high energy activity such as electron beam, Deep @ UV, and X-ray. It is known to have relatively high sensitivity to radiation, in which case side reactions other than the polymerization reaction due to the desired epoxy group occur in the main chain where the physical properties are most affected, so patterning, exposure sensitivity, curing It is not preferable because physical properties and the like vary or have an adverse effect. In addition, celloxide 2000 having no (meth) acryl skeleton is concerned about its toxicity, and there is a problem that strict management is required for use.

特公平7−78628号公報Japanese Patent Publication No. 7-78628 J. Mohr, W. Ehrfeld and D. Meunchmeryer : J. Vac. Sci. Technol., B6, 2264 (1988)J. Mohr, W. Ehrfeld and D. Meunchmeryer: J. Vac. Sci. Technol., B6, 2264 (1988)

 本発明はこのような事情に鑑み、スピンコート等の簡便かつ膜厚精度及び膜厚制御性の高い方法でレジスト組成物が塗布可能で、所望のパターン精度および露光光源の選択幅が大きく、露光時間が短くて生産性が高く、パターン精度の高い高アスペクトパターンから、金属及び樹脂等からなるパターン成形用型を製造するパターン成形用型の製造方法を提供することを課題とする。 In view of such circumstances, the present invention can apply a resist composition by a simple method such as spin coating and a high film thickness accuracy and a high film thickness controllability, and has a large desired pattern accuracy and a wide selection range of an exposure light source. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a pattern forming die for manufacturing a pattern forming die made of a metal, a resin, or the like from a high aspect pattern having a short time, high productivity, and high pattern accuracy.

 本発明者は前記課題を解決するために種々検討を重ねた結果、(メタ)アクリル骨格を持たない特定の脂肪族エポキシ樹脂が、特に、所定の開始剤との組み合わせでパターン形成に使用すると、スピンコート等の簡便かつ膜厚精度及び膜厚制御性の高い方法でレジスト組成物が塗布可能で、所望のパターン精度および露光光源の選択幅が大きく、露光時間が短くて生産性が高く、パターン精度の高い高アスペクトパターンから、金属及び樹脂等のパターン成形用型を製造することができることを知見し、本発明を完成させた。 The present inventor has conducted various studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, when a specific aliphatic epoxy resin having no (meth) acryl skeleton is used for pattern formation, particularly in combination with a predetermined initiator, The resist composition can be applied by a simple method such as spin coating and high film thickness accuracy and high film thickness controllability, the desired pattern accuracy and the selection range of the exposure light source are large, the exposure time is short, and the productivity is high. The present inventors have found that a mold for pattern forming of metal, resin, and the like can be manufactured from a high-accuracy high-aspect pattern, and have completed the present invention.

 かかる本発明の第1の態様は、一般式(1)で表されるエポキシ樹脂と感放射線性カチオン重合開始剤と前記エポキシ樹脂を溶解させる溶媒とを含む感放射線ネガ型レジスト組成物を基材に塗布する第1の工程と、この感放射線ネガ型レジスト組成物を塗布した基材を乾燥することによりレジスト膜を得る第2の工程と、得られたレジスト膜を活性エネルギー線により所望のパターンに合わせて選択的に露光する第3の工程と、露光後のレジスト膜を熱処理することによりコントラストを向上させる第4の工程と、熱処理後のレジスト膜を現像して未露光域のレジスト材料を溶解除去してパターン層を得る第5の工程と、このパターン層の少なくとも凹部に他の材料を設けて第2のパターン層を形成し、この第2のパターン層を分離してパターン成形用型とする第6の工程とを有することを特徴とするパターン成形用型の製造方法にある。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a radiation-sensitive negative resist composition comprising an epoxy resin represented by the general formula (1), a radiation-sensitive cationic polymerization initiator, and a solvent for dissolving the epoxy resin. A first step of coating the substrate with the radiation-sensitive negative resist composition, and a second step of obtaining a resist film by drying the substrate coated with the radiation-sensitive negative resist composition. A third step of selectively exposing the resist film in accordance with the above, a fourth step of improving the contrast by heat-treating the exposed resist film, and developing the unexposed resist material by developing the resist film after the heat treatment. A fifth step of obtaining a pattern layer by dissolving and removing, and providing another material in at least a concave portion of the pattern layer to form a second pattern layer; separating the second pattern layer to form a second pattern layer; In the manufacturing method of the pattern mold, characterized by having a sixth step of the over down mold.

Figure 2004110016
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 (式中、Rはk個(kは1〜100の整数を示す。)の活性水素を有する有機化合物残基、n、n・・・nは0又は1〜100の整数で、その和が1〜100であり、Aは互いに同一又は異種の下記式(2)で表されるオキシシクロヘキサン骨格である。) (Wherein, R 1 is k organic compound residues having active hydrogen (k is an integer of 1 to 100), n 1 , n 2 ... Nk are 0 or an integer of 1 to 100. , The sum of which is 1 to 100, and A is the same or different, and is an oxycyclohexane skeleton represented by the following formula (2).)

Figure 2004110016
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 (式中、Xは下記式(3)〜(5)の何れかを表すが、一分子中に式(3)を少なくとも2個含む。) (In the formula, X represents any of the following formulas (3) to (5), but includes at least two formulas (3) in one molecule.)

Figure 2004110016
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Figure 2004110016
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Figure 2004110016
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 (式中Rは、水素原子、アルキル基、またはアシル基である。なお、アルキル基及びアシル基は炭素数が1〜20であることが好ましい。) (In the formula, R 2 is a hydrogen atom, an alkyl group, or an acyl group. The alkyl group and the acyl group preferably have 1 to 20 carbon atoms.)

 本発明の第2の態様は、第1の態様において、前記第2のパターン層を金属のメッキにより形成することを特徴とするパターン成形用型の製造方法にある。 A second aspect of the present invention is the method for manufacturing a pattern forming die according to the first aspect, wherein the second pattern layer is formed by metal plating.

 本発明の第3の態様は、第1の態様において、前記第2のパターン層を、光または熱硬化性樹脂をキャスティングし、その後光または熱により樹脂を硬化することにより形成することを特徴とするパターン成形用型の製造方法にある。 According to a third aspect of the present invention, in the first aspect, the second pattern layer is formed by casting a light or thermosetting resin and then curing the resin by light or heat. In a method for manufacturing a pattern forming die.

 本発明の第4の態様は、第1〜3の何れかの態様において、前記感放射線ネガ型レジスト組成物を乾燥後に得られるレジスト膜の軟化点が30〜120℃の範囲であることを特徴とするパターン成形用型の製造方法にある。 According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, a softening point of a resist film obtained after drying the radiation-sensitive negative resist composition is in a range of 30 to 120 ° C. In the method for producing a pattern forming die.

 本発明の第5の態様は、第1〜4の何れかの態様において、前記エポキシ樹脂の軟化点が30℃以上であることを特徴とするパターン成形用型の製造方法にある。 第 A fifth aspect of the present invention is the method for producing a pattern molding die according to any one of the first to fourth aspects, wherein the epoxy resin has a softening point of 30 ° C. or higher.

 本発明の第6の態様は、第1〜5の何れかの態様において、前記感放射線性カチオン重合開始剤が、1種類または2種類以上のスルホニウム塩であることを特徴とするパターン成形用型の製造方法にある。 A sixth aspect of the present invention is the pattern forming mold according to any one of the first to fifth aspects, wherein the radiation-sensitive cationic polymerization initiator is one or more sulfonium salts. Manufacturing method.

 本発明の第7の態様は、第1〜6の何れかの態様において、前記感放射線性カチオン重合開始剤の陰イオンの少なくとも1種類が、SbF であることを特徴とするパターン成形用型の製造方法にある。 A seventh aspect of the present invention, in the first to sixth one embodiment, the at least one anion of the radiation-sensitive cationic polymerization initiator, SbF 6 - pattern forming, which is a It is in the mold manufacturing method.

 本発明の第8の態様は、第1〜7の何れかの態様において、前記感放射線性カチオン重合開始剤の陰イオンの少なくとも1種類が、下記式(6)で表されるボレート類であることを特徴とするパターン成形用型の製造方法にある。 In an eighth aspect of the present invention, in any one of the first to seventh aspects, at least one kind of anion of the radiation-sensitive cationic polymerization initiator is a borate represented by the following formula (6). A method for manufacturing a pattern forming die, characterized in that:

Figure 2004110016
Figure 2004110016

 (式中x〜xは0〜5の整数を表し、x+x+x+xの合計が1以上である。) (Where x 1 to x 4 represent an integer of 0 to 5, and the sum of x 1 + x 2 + x 3 + x 4 is 1 or more.)

 本発明の第9の態様は、第1〜8の何れかの態様において、前記活性エネルギー線が波長0.1〜5nmのX線であることを特徴とするパターン成形用型の製造方法にある。 A ninth aspect of the present invention is the method for manufacturing a pattern forming die according to any one of the first to eighth aspects, wherein the active energy ray is an X-ray having a wavelength of 0.1 to 5 nm. .

 本発明の第10の態様は、第1〜9の何れかの態様において、前記レジスト膜の膜厚が50μm以上であることを特徴とするパターン成形用型の製造方法にある。 A tenth aspect of the present invention is the method for producing a pattern forming die according to any one of the first to ninth aspects, wherein the thickness of the resist film is 50 μm or more.

 かかる本発明では、生産性が高く簡便で種々の光源を用いて形成することができる高アスペクトパターンからパターン成形用型を製造することができる。本発明の製造方法により得られるパターン成形用型は、レジストパターンと同様のパターンを有する他の部品を成形するための「型」として使用することができる。また、本発明の製造方法により得られるパターン成形用型そのものを、マイクロマシン、マイクロチップ等の部品として使用することもできる。 According to the present invention, it is possible to manufacture a pattern forming mold from a high aspect pattern that can be formed easily and with various light sources with high productivity. The pattern forming mold obtained by the production method of the present invention can be used as a "mold" for forming another part having the same pattern as the resist pattern. Further, the pattern forming die itself obtained by the production method of the present invention can be used as a component such as a micromachine or a microchip.

 本発明は、従来から存在する多数の硬化性樹脂組成物から、特に、一般式(1)で表されるエポキシ樹脂を選択することにより、生産性が高く簡便で種々の光源を用いて形成することができる高アスペクト比のレジストパターンが得られ、これを用いて好適にパターン成形用型を製造できるという効果を奏する。なお、かかるエポキシ樹脂は、特開昭60−166675号公報で公開されており、また、このエポキシ樹脂と光開始剤を主成分とする硬化性樹脂組成物については、特開昭61−283614号公報に公開されているが、元々単なる紫外線硬化型樹脂組成物として開発されたものであり、パターン形成については何ら言及されておらず、勿論、本発明のように金属等からなるパターン成形用型の製造方法、特にLIGAプロセスのような厚膜のパターンを形成するパターン成形用型の製造方法を示唆する記載はないので、生産性が高く簡便で種々の光源を用いて形成することができる高アスペクト比のレジストパターンから、好適にパターン成形用型を製造できるという効果を奏することは容易に予想されるものではない。 The present invention is formed by using a variety of light sources with high productivity, by selecting an epoxy resin represented by the general formula (1) from a large number of curable resin compositions conventionally existing. Thus, a resist pattern having a high aspect ratio can be obtained, and a pattern forming die can be suitably manufactured using the resist pattern. Such an epoxy resin is disclosed in JP-A-60-166675, and a curable resin composition containing this epoxy resin and a photoinitiator as main components is described in JP-A-61-283614. Although published in the gazette, it was originally developed as a simple UV-curable resin composition, and there is no mention of pattern formation, and of course, a pattern forming mold made of metal or the like as in the present invention. There is no description suggesting a method of manufacturing a metal mold, particularly a method of manufacturing a pattern forming die for forming a thick film pattern such as the LIGA process. It is not easily anticipated that the effect of being able to suitably manufacture a pattern forming mold from a resist pattern having an aspect ratio is exhibited.

 本発明のパターン成形用型の製造方法は、一般式(1)で表されるエポキシ樹脂と感放射線性カチオン重合開始剤と前記エポキシ樹脂を溶解させる溶媒とを含む感放射線ネガ型レジスト組成物を基材に塗布する第1の工程と、この感放射線ネガ型レジスト組成物を塗布した基材を乾燥することによりレジスト膜を得る第2の工程と、得られたレジスト膜を活性エネルギー線により所望のパターンに合わせて選択的に露光する第3の工程と、露光後のレジスト膜を熱処理することによりコントラストを向上させる第4の工程と、熱処理後のレジスト膜を現像して未露光域のレジスト材料を溶解除去してパターン層を得る第5の工程と、このパターン層の少なくとも凹部に他の材料を設けて第2のパターン層を形成し、この第2のパターン層を分離してパターン成形用型とする第6の工程とを有する。 The method for producing a pattern-forming mold according to the present invention comprises a method of preparing a radiation-sensitive negative resist composition comprising an epoxy resin represented by the general formula (1), a radiation-sensitive cationic polymerization initiator, and a solvent for dissolving the epoxy resin. A first step of coating a substrate, a second step of drying the substrate coated with the radiation-sensitive negative resist composition to obtain a resist film, and a step of irradiating the obtained resist film with active energy rays. A third step of selectively exposing according to the pattern of the above, a fourth step of improving the contrast by heat-treating the exposed resist film, and a resist in an unexposed area by developing the resist film after the heat treatment. A fifth step of dissolving and removing the material to obtain a pattern layer, and providing another material in at least a concave portion of the pattern layer to form a second pattern layer; Release and a sixth step of the pattern mold with.

 第1の工程で基材に塗布する感放射線ネガ型レジスト組成物は、一般式(1)で表されるエポキシ樹脂と、感放射線性カチオン重合開始剤と、前記エポキシ樹脂を溶解させる溶媒とを含む。このような感放射線ネガ型レジストとすると、スピンコート等の簡便かつ膜厚精度及び膜厚制御性の高い方法で塗布することが可能となる。なお、感放射線ネガ型レジスト組成物の乾燥後に得られるレジスト膜の軟化点は特に制限されないが、好ましくは30〜120℃の範囲、さらに好ましくは35〜100℃であり、より好ましくは40〜80℃の範囲にあるものを用いる。ここでいう軟化点は、所定の乾燥後に得られるレジスト膜について規定しており、所定の乾燥後に得られるレジスト膜とは、感放射線ネガ型レジスト組成物を基材に塗布して乾燥し、レジスト塗膜に残存する溶媒量が10重量%以下となるようにして得られたレジスト膜を指す。この乾燥後に得られるレジスト膜は、加熱すると粘性率の高い固体状態から粘性率の低い流動状態に連続的に変化していくが、この軟化過程で特定の粘性率を示す時の温度が乾燥後に得られるレジスト膜の軟化点であり、具体的にはJIS K 7234の方法を用いて得られた測定値を指す。 The radiation-sensitive negative resist composition applied to the substrate in the first step comprises an epoxy resin represented by the general formula (1), a radiation-sensitive cationic polymerization initiator, and a solvent for dissolving the epoxy resin. Including. When such a radiation-sensitive negative resist is used, coating can be performed by a simple method such as spin coating and a method having high film thickness accuracy and film thickness controllability. The softening point of the resist film obtained after drying the radiation-sensitive negative resist composition is not particularly limited, but is preferably in the range of 30 to 120 ° C, more preferably 35 to 100 ° C, and more preferably 40 to 80 ° C. Use those in the range of ° C. The softening point referred to herein is defined for a resist film obtained after predetermined drying, and the resist film obtained after predetermined drying is obtained by applying a radiation-sensitive negative resist composition to a substrate, drying the resist composition, and drying the resist. Refers to a resist film obtained such that the amount of solvent remaining in the coating film is 10% by weight or less. The resist film obtained after this drying continuously changes from a solid state having a high viscosity to a fluid state having a low viscosity when heated, but the temperature at which a specific viscosity is exhibited during the softening process is increased after drying. The softening point of the obtained resist film, specifically, a measured value obtained by using the method of JIS K 7234.

 このように測定される感放射線ネガ型レジスト組成物の乾燥後に得られるレジスト膜の軟化点は、主としてエポキシ樹脂及び感放射線性カチオン重合開始剤の種類及び含有量、さらには乾燥時に残存する溶媒やその他添加剤の種類及び添加量等に依存するものであり、逆にこれらを変更することにより軟化点を調整することができる。なお、レジスト塗膜に残存する溶媒量が10重量%以下となるように乾燥した後に得られるレジスト膜の軟化点が30〜120℃の範囲とすることが好ましいとしたが、感放射線ネガ型レジスト組成物の使用した場合の乾燥状態を規定するものではない。従って、上述した範囲の軟化点を有する組成物を用いる場合でも、第2の工程において、例えば乾燥工程後に残存する溶媒量が10重量%を超えるようにして用いてもよい。 The softening point of the resist film obtained after drying the radiation-sensitive negative resist composition measured in this way is mainly the type and content of the epoxy resin and the radiation-sensitive cationic polymerization initiator, and furthermore, the solvent remaining during drying and It depends on the type and amount of other additives, and conversely, by changing them, the softening point can be adjusted. The softening point of the resist film obtained after drying so that the amount of the solvent remaining in the resist coating film is 10% by weight or less is preferably in the range of 30 to 120 ° C. It does not specify the dry state when the composition is used. Therefore, even when a composition having a softening point in the above-mentioned range is used, it may be used in the second step, for example, such that the amount of the solvent remaining after the drying step exceeds 10% by weight.

 なお、このようなネガ型レジスト組成物は50μmを超えるような厚膜加工に用いることが出来るが、厚膜加工の際において、公知の薄膜形成に用いるレジストとの差異として、乾燥工程による揮発分の留去にともなう体積減少が引き起こす応力の除去が必要となる点が挙げられる。厚膜にした場合、応力の影響は特に顕著となり、レジスト膜のしわ、ひび、泡の発生等の不具合が生じ易くなるためである。上述のように上記温度範囲に乾燥後に得られるレジスト膜の軟化点を有するネガ型レジスト組成物とすると、乾燥工程中にレジスト膜が軟化することで応力が緩和され、レジスト膜のしわ等の発生を防ぐことができ、さらに室温下でタックが生じない。 In addition, such a negative resist composition can be used for processing a thick film having a thickness of more than 50 μm. It is necessary to remove the stress caused by the volume reduction accompanying the distillation of water. This is because, in the case of a thick film, the influence of stress becomes particularly remarkable, and problems such as generation of wrinkles, cracks and bubbles in the resist film are likely to occur. As described above, when the negative resist composition having the softening point of the resist film obtained after drying in the above temperature range is used, the stress is relaxed by softening the resist film during the drying step, and the generation of wrinkles and the like of the resist film occurs And tack is not generated at room temperature.

 上記一般式(1)で示されるポリエーテル型のエポキシ樹脂は、例えば、活性水素を有する有機化合物と4−ビニルシクロヘキセン−1−オキシドを触媒存在下に反応させることにより得られるポリエーテル化合物のビニル基を、過酢酸等の過酸類やハイドロパーオキサイド類などの酸化剤で部分的に又は完全にエポキシ化することによって得られる。この際、少量のアシル基等が導入されても構わない。活性水素を有する有機化合物としては、アルコール類、例えば直鎖状又は分枝鎖状の脂肪族アルコール、好ましくはトリメチロールプロパン等の多価アルコールや、フェノール類、カルボン酸類、アミン類、チオール類などが挙げられる。これらの活性水素を有する有機化合物は、分子量1万以下のものが好ましい。なお、この活性水素を有する有機化合物から活性水素が抜けた残基が、(1)式のRとなる。また、市場より容易に入手することもでき、例えば、ダイセル化学工業(株)製、EHPE−3150(エポキシ当量170〜190、軟化点70〜90℃)等が挙げられる。 The polyether type epoxy resin represented by the general formula (1) is, for example, a vinyl ether of a polyether compound obtained by reacting an organic compound having active hydrogen with 4-vinylcyclohexene-1-oxide in the presence of a catalyst. The group is obtained by partially or completely epoxidizing a group with an oxidizing agent such as a peracid such as peracetic acid or a hydroperoxide. At this time, a small amount of an acyl group or the like may be introduced. Examples of the organic compound having active hydrogen include alcohols, for example, linear or branched aliphatic alcohols, preferably polyhydric alcohols such as trimethylolpropane, and phenols, carboxylic acids, amines, and thiols. Is mentioned. These organic compounds having active hydrogen preferably have a molecular weight of 10,000 or less. The residue from which the active hydrogen has been removed from the organic compound having active hydrogen is R 1 in the formula (1). In addition, it can be easily obtained from the market, and examples thereof include EHPE-3150 (epoxy equivalent: 170 to 190, softening point: 70 to 90 ° C.) manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.

 なお、一般式(1)で表されるエポキシ樹脂の軟化点は特に限定されないが、低すぎると乾燥後のレジスト膜にタックが生じ易くなるため30℃以上であることが好ましく、さらに好ましくは40〜140℃である。 The softening point of the epoxy resin represented by the general formula (1) is not particularly limited, but is preferably 30 ° C. or higher, and more preferably 40 ° C., because if it is too low, the resist film after drying tends to be tacky. ~ 140 ° C.

 また、感放射線ネガ型レジスト組成物に含まれる感放射線性カチオン重合開始剤としては、公知の活性エネルギー線を照射して酸を発生するものであれば特に制限なく利用できるが、例えば、スルホニウム塩、ヨードニウム塩、ホスホニウム塩あるいはピリジニウム塩等を挙げることができる。 The radiation-sensitive cationic polymerization initiator contained in the radiation-sensitive negative resist composition can be used without particular limitation as long as it can generate an acid by irradiating a known active energy ray, and examples thereof include a sulfonium salt. , Iodonium salts, phosphonium salts or pyridinium salts.

 スルホニウム塩としては、例えば、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ビス(4−(ジフェニルスルホニオ)−フェニル)スルフィド−ビス(ヘキサフルオロホスフェート)、ビス(4−(ジフェニルスルホニオ)−フェニル)スルフィド−ビス(ヘキサフルオロアンチモネート)、4−ジ(p−トルイル)スルホニオ−4′−tert−ブチルフェニルカルボニル−ジフェニルスルフィドヘキサフルオロアンチモネート、7−ジ(p−トルイル)スルホニオ−2−イソプロピルチオキサントンヘキサフルオロホスフェート、7−ジ(p−トルイル)スルホニオ−2−イソプロピルチオキサントンヘキサフルオロアンチモネート等や、特開平7−61964号公報、特開平8−165290号公報、米国特許第4231951号、米国特許第4256828号等に記載の芳香族スルホニウム塩等を挙げることができる。 Examples of the sulfonium salt include triphenylsulfonium hexafluorophosphate, triphenylsulfonium hexafluoroantimonate, bis (4- (diphenylsulfonio) -phenyl) sulfide-bis (hexafluorophosphate), and bis (4- (diphenylsulfonate) Nio) -phenyl) sulfide-bis (hexafluoroantimonate), 4-di (p-toluyl) sulfonio-4'-tert-butylphenylcarbonyl-diphenylsulfide hexafluoroantimonate, 7-di (p-toluyl) sulfonio 2-isopropylthioxanthone hexafluorophosphate, 7-di (p-toluyl) sulfonio-2-isopropylthioxanthone hexafluoroantimonate, and the like, and JP-A-7-61964 Publication, Hei 8-165290, JP No. 4231951, and aromatic sulfonium salts described in U.S. Patent No. 4,256,828 and the like.

 ヨードニウム塩としては、例えば、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ほう酸ビス(ドデシルフェニル)ヨードニウム等や、特開平6−184170号公報、米国特許第4256828号等に記載の芳香族ヨードニウム塩等を挙げることができる。 Examples of the iodonium salt include diphenyliodonium hexafluorophosphate, diphenyliodonium hexafluoroantimonate, bis (dodecylphenyl) iodonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate, JP-A-6-184170, U.S. Pat. No. 4,256,828 and the like. And the like.

 また、ホスホニウム塩としては、例えば、テトラフルオロホスホニウムヘキサフルオロホスフェート、テトラフルオロホスホニウムヘキサフルオロアンチモネート等や、特開平6−157624号公報等に記載の芳香族ホスホニウム塩等を挙げることができる。 Examples of the phosphonium salt include, for example, tetrafluorophosphonium hexafluorophosphate, tetrafluorophosphonium hexafluoroantimonate, and aromatic phosphonium salts described in JP-A-6-157624.

 ピリジニウム塩としては、例えば、特許第2519480号公報、特開平5−222112号公報等に記載のピリジニウム塩等を挙げることができる。 Examples of the pyridinium salt include, for example, pyridinium salts described in Japanese Patent No. 2519480 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-222112.

 なお、上記ネガ型レジスト組成物は50μmを超えるような厚膜加工に用いることが出来るが、このような厚膜加工の際において、公知の薄膜形成に用いるエポキシ含有レジストとの差異として、レジスト液塗布後の乾燥工程における乾燥時間が長くなることと現像工程の現像時間が長くなることが挙げられる。したがって、上記ネガ型レジスト組成物は厚膜とするには、高い熱安定性と露光部と未露光部の高いコントラストが必要となるため、上述した感放射線性カチオン重合開始剤の中では、スルホニウム塩類を使用した場合にネガ型レジスト組成物の熱安定性が高くなるので、感放射線性カチオン重合開始剤が1種または2種以上のスルホニウム塩であることが好ましい。 The negative resist composition can be used for processing a thick film having a thickness of more than 50 μm. In such a thick film processing, a difference from a known epoxy-containing resist used for forming a thin film is a resist solution. The drying time in the drying step after coating is longer and the developing time in the developing step is longer. Therefore, the negative resist composition requires a high thermal stability and a high contrast between the exposed and unexposed portions in order to form a thick film. Therefore, among the radiation-sensitive cationic polymerization initiators described above, sulfonium When salts are used, the thermal stability of the negative resist composition increases, so that the radiation-sensitive cationic polymerization initiator is preferably one or more sulfonium salts.

 また、感放射線性カチオン重合開始剤の陰イオンの少なくとも1種類は、SbF 、または下記式(6)で表されるボレート類であると、ネガ型レジスト組成物のコントラストが高くなり好ましい。前記ボレート類のより好ましい例としては、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートが挙げられる。 Further, it is preferable that at least one kind of anion of the radiation-sensitive cationic polymerization initiator is SbF 6 or a borate represented by the following formula (6), since the contrast of the negative resist composition is increased. More preferred examples of the borates include tetrakis (pentafluorophenyl) borate.

Figure 2004110016
Figure 2004110016

 (式中x〜xは0〜5の整数を表し、x+x+x+xの合計が1以上である。) (Where x 1 to x 4 represent an integer of 0 to 5, and the sum of x 1 + x 2 + x 3 + x 4 is 1 or more.)

 スルホニウム塩およびヨードニウム塩は、市場より容易に入手することもできる。市場より容易に入手することができる感放射線性カチオン重合開始剤としては、例えば、ユニオンカーバイド社製のUVI−6990およびUVI−6974、旭電化工業(株)製のアデカオプトマーSP−170およびアデカオプトマーSP−172等のスルホニウム塩や、ローディア社製のPI 2074等のヨードニウム塩を挙げることができる。 Sulfonium salts and iodonium salts are also readily available on the market. Examples of radiation-sensitive cationic polymerization initiators that can be easily obtained from the market include UVI-6990 and UVI-6974 manufactured by Union Carbide, and Adeka Optomer SP-170 and Adeka manufactured by Asahi Denka Kogyo KK. Examples include sulfonium salts such as Optomer SP-172 and iodonium salts such as PI 2074 manufactured by Rhodia.

 これら感放射線性カチオン重合開始剤の添加量は、特に制限されないが、前記エポキシ樹脂100重量部に対し0.1〜15重量部が好ましく、より好ましくは1〜12重量部である。 添加 The amount of the radiation-sensitive cationic polymerization initiator to be added is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 15 parts by weight, more preferably 1 to 12 parts by weight, based on 100 parts by weight of the epoxy resin.

 感放射線ネガ型レジスト組成物に含まれるエポキシ樹脂を溶解させる溶媒は、エポキシ樹脂を溶解する溶媒であれば特に制限がないが、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート等のプロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、乳酸メチル、乳酸エチル等の乳酸アルキルエステル類、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル等のプロピレングリコールモノアルキルエーテル類、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル等のエチレングリコールモノアルキルエーテル類、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート等のエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、2−ヘプタノン、γ−ブチロラクトン、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチル等のアルコキシプロピオン酸アルキル類、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル等のピルビン酸アルキルエステル類、メチルエチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン等のケトン類、N−メチルピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルフォキシド、プロピレンカーボナート、ダイアセトンアルコール等を挙げることができる。これらの溶剤は単独あるいは混合して用いることができる。なお、上記溶媒の中では、γ−ブチロラクトンが特に好ましい。 The solvent for dissolving the epoxy resin contained in the radiation-sensitive negative resist composition is not particularly limited as long as it is a solvent for dissolving the epoxy resin.For example, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene such as propylene glycol monoethyl ether acetate, etc. Glycol monoalkyl ether acetates, alkyl lactates such as methyl lactate and ethyl lactate, propylene glycol monoalkyl ethers such as propylene glycol monomethyl ether and propylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether and the like Ethylene glycol monoalkyl ethers, ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether Ethylene glycol monoalkyl ether acetates such as acetate, 2-heptanone, γ-butyrolactone, methyl methoxypropionate, alkyl alkoxypropionates such as ethyl ethoxypropionate, alkyl pyruvate such as methyl pyruvate and ethyl pyruvate , Methyl ethyl ketone, ketones such as cyclopentanone and cyclohexanone, N-methylpyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, propylene carbonate, diacetone alcohol and the like. These solvents can be used alone or as a mixture. Among the above solvents, γ-butyrolactone is particularly preferred.

 上記各成分を含む感放射線ネガ型レジスト組成物は、前記エポキシ樹脂を溶解させる溶媒に、固形分を固形分濃度として10〜90重量%含むことが好ましく、より好ましくは40〜85重量%であり、更に好ましくは60〜80重量%である。固形分濃度が低すぎると充分な膜厚で塗布することが困難となり、また、固形分濃度が高すぎると粘度が高くなり、塗布が困難になるためである。 The radiation-sensitive negative resist composition containing each of the above components preferably contains 10 to 90% by weight, more preferably 40 to 85% by weight, of a solid content as a solid content in a solvent in which the epoxy resin is dissolved. And more preferably 60 to 80% by weight. If the solid content is too low, it is difficult to apply a sufficient film thickness, and if the solid content is too high, the viscosity becomes high and the application becomes difficult.

 なお、上記感放射線ネガ型レジスト組成物には、必要に応じて界面活性剤、酸拡散抑制剤、顔料、染料、増感剤、可塑剤等の各種添加剤を加えることができる。 In addition, various additives such as a surfactant, an acid diffusion inhibitor, a pigment, a dye, a sensitizer, and a plasticizer can be added to the radiation-sensitive negative resist composition as needed.

 ネガ型レジスト組成物を塗布する支持基材とその表面は特に制限されない。基材としては、例えば、シリコン、ガラス、金属、セラミック、有機高分子等を挙げることができる。これら基材は、接着性向上等を目的として基材の前処理を行うこともでき、例えば、シラン処理を行うことで接着性向上が期待できる。また、金属製のパターン成形用型を得る場合には、基材表面を導電性とするとメッキ工程を容易に行うことができる。 The support substrate on which the negative resist composition is applied and the surface thereof are not particularly limited. Examples of the substrate include silicon, glass, metal, ceramic, and organic polymers. These substrates may be subjected to a pretreatment of the substrate for the purpose of improving the adhesiveness and the like. For example, an improvement in the adhesiveness can be expected by performing a silane treatment. Further, when obtaining a metal pattern forming die, the plating step can be easily performed if the surface of the base material is made conductive.

 感放射線ネガ型レジスト組成物を基材に塗布する工程は特に制限されないが、スクリーン印刷、カーテンコート、ブレードコート、スピンコート、スプレーコート、ディップコート、スリットコート等の塗布法を適用することができる。 The step of applying the radiation-sensitive negative-type resist composition to the substrate is not particularly limited, and an application method such as screen printing, curtain coating, blade coating, spin coating, spray coating, dip coating, or slit coating can be applied. .

 第1の工程で感放射線ネガ型レジスト組成物を塗布した基材を、第2の工程により乾燥しレジスト膜を得る。この乾燥工程は特に制限がないが、ネガ型レジスト組成物に含まれる溶剤が揮発し、且つタックの無いレジスト膜を形成できる温度及び時間で乾燥工程を行うことが好ましい。また、エポキシ樹脂、感放射線性カチオン重合開始剤及びその他必要に応じて添加した添加剤が、熱反応を起こしてパターン形成に不具合を与えることのない温度及び時間にするのが好ましい。したがって乾燥の条件は、例えば、40〜120℃、5分〜24時間であることが好ましい。なお、レジスト膜の膜厚は特に制限はなく、例えば、50μm以上の厚膜としても以降の工程で精度良く加工することができるが、50μm〜2mmとすることが特に好ましい。 (4) The substrate coated with the radiation-sensitive negative resist composition in the first step is dried in the second step to obtain a resist film. The drying step is not particularly limited, but it is preferable to perform the drying step at a temperature and for a time at which the solvent contained in the negative resist composition volatilizes and a tack-free resist film can be formed. Further, it is preferable that the temperature and the time are such that the epoxy resin, the radiation-sensitive cationic polymerization initiator, and other additives added as required do not cause a thermal reaction to cause a problem in pattern formation. Therefore, the drying conditions are preferably, for example, 40 to 120 ° C. and 5 minutes to 24 hours. The thickness of the resist film is not particularly limited. For example, a thick film having a thickness of 50 μm or more can be processed with high accuracy in the subsequent steps, but is preferably 50 μm to 2 mm.

 前記第2の工程で得られたレジスト膜を、第3の工程で活性エネルギー線により所望のパターンに合わせて選択的に露光する。露光に使用される活性エネルギー線は特に限定されない。この活性エネルギー線としては、例えば、紫外線、エキシマレーザー、電子線、X線を挙げることができるが、波長0.1〜5nmのX線を使用するとパターン精度が良くなるため特に好ましい。なお、本発明の製造方法においては、上記のような感放射線ネガ型レジスト組成物としているため、例えば、レジスト膜を50μm以上の厚膜としてもこの露光工程における露光時間は短く、また、活性エネルギー線を所望のパターン精度に応じて選択することが可能で、例えば汎用性の高い紫外線(光源:高圧水銀灯等)も使用できるため、生産性に優れている。 (4) The resist film obtained in the second step is selectively exposed to a desired pattern by an active energy ray in a third step. The active energy ray used for exposure is not particularly limited. Examples of the active energy ray include an ultraviolet ray, an excimer laser, an electron beam, and an X-ray, and it is particularly preferable to use an X-ray having a wavelength of 0.1 to 5 nm because the pattern accuracy is improved. In the manufacturing method of the present invention, since the radiation-sensitive negative resist composition as described above is used, for example, even if the resist film is formed to a thickness of 50 μm or more, the exposure time in this exposure step is short, and the active energy Lines can be selected according to a desired pattern accuracy. For example, highly versatile ultraviolet rays (light source: high-pressure mercury lamp, etc.) can be used, so that the productivity is excellent.

 第3の工程で露光したレジスト膜を、第4の工程により熱によりコントラストを向上させる。この工程を省くとエポキシ樹脂の反応が充分でなく、精度の良いパターンは得られない。第4の工程においては、未露光部のレジストが熱反応を起こして現像液に不溶化しない範囲の温度及び時間で熱処理を行う必要がある。好ましい温度は、70〜110℃、より好ましくは、80〜100℃であり、また、好ましい時間は、5分〜10時間である。温度が上記範囲より低すぎるまたは時間が短すぎるとコントラストが不充分となり、また、温度が高すぎるまたは時間が長すぎると未露光部が現像液に不溶化する等の不具合が生じるためである。 {Circle around (4)} The contrast of the resist film exposed in the third step is improved by heat in the fourth step. If this step is omitted, the reaction of the epoxy resin is not sufficient, and an accurate pattern cannot be obtained. In the fourth step, it is necessary to perform the heat treatment at a temperature and for a time within a range in which the unexposed portion of the resist does not cause a thermal reaction to become insoluble in the developing solution. The preferred temperature is 70 to 110 ° C, more preferably 80 to 100 ° C, and the preferred time is 5 minutes to 10 hours. If the temperature is lower than the above range or the time is too short, the contrast becomes insufficient, and if the temperature is too high or the time is too long, unexposed portions become insoluble in a developing solution.

 第4の工程で熱処理したレジスト膜を、第5の工程により現像して未露光域のレジスト材料を溶解除去しパターン層を得る。なお本発明においては、レジスト膜が厚膜且つ高強度で、解像度も優れているため、高アスペクトパターンであるパターン層を形成することができ、例えば、アスペクト比が10以上のパターンとすることもできる。 (4) The resist film that has been heat-treated in the fourth step is developed in the fifth step to dissolve and remove the resist material in the unexposed area to obtain a pattern layer. In the present invention, since the resist film is thick and has high strength and excellent resolution, a pattern layer having a high aspect pattern can be formed. For example, a pattern having an aspect ratio of 10 or more can be used. it can.

 現像液は、未露光部のネガ型レジストを溶解除去する溶媒であれば特に制限がないが、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート等のプロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、乳酸メチル、乳酸エチル等の乳酸アルキルエステル類、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル等のプロピレングリコールモノアルキルエーテル類、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル等のエチレングリコールモノアルキルエーテル類、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート等のエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、2−ヘプタノン、γ−ブチロラクトン、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチル等のアルコキシプロピオン酸アルキル類、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル等のピルビン酸アルキルエステル類、メチルエチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン等のケトン類、N−メチルピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルフォキシド、プロピレンカーボナート、ダイアセトンアルコールが挙げられるが、γ−ブチロラクトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等が特に好ましい。 The developer is not particularly limited as long as it is a solvent that dissolves and removes the negative resist in the unexposed portions, but propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoalkyl ether acetates such as propylene glycol monoethyl ether acetate, methyl lactate, Lactic acid alkyl esters such as ethyl lactate, propylene glycol monoalkyl ethers such as propylene glycol monomethyl ether and propylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monoalkyl ethers such as ethylene glycol monomethyl ether and ethylene glycol monoethyl ether, and ethylene glycol monomethyl Ethylene glycol monoalkyl ethers such as ether acetate and ethylene glycol monoethyl ether acetate Acetates, 2-heptanone, γ-butyrolactone, alkyl alkoxypropionates such as methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate, alkyl pyruvates such as methyl pyruvate, ethyl pyruvate, methyl ethyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone And the like, N-methylpyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, propylene carbonate, diacetone alcohol, and γ-butyrolactone, propylene glycol monomethyl ether acetate and the like are particularly preferable.

 現像の方法は、スプレー式、パドル式、浸漬式等、いずれも可能であるが、浸漬式がパターンの剥がれ等のパターン破壊が少なく好ましい。また、必要に応じて、超音波等を照射することもできる。 The method of development may be any of a spray method, a paddle method, an immersion method and the like, but an immersion method is preferable because pattern destruction such as pattern peeling is small. Further, ultrasonic waves or the like can be irradiated as needed.

 なお、第5の工程において現像後に必要に応じてリンス工程を行うことが好ましいが、このリンス工程及びリンス液及びリンス方法に特に制限はなく、公知の液及び方法で行うことができる。 In the fifth step, a rinsing step is preferably performed as necessary after the development, but the rinsing step, the rinsing liquid and the rinsing method are not particularly limited, and the rinsing step can be performed by a known liquid and method.

 さらに現像又はリンス工程後に、レジストパターンを公知の条件で加熱することによりパターンを安定化させることもできる。 (4) After the development or rinsing step, the resist pattern can be stabilized by heating the resist pattern under known conditions.

 第5の工程で得られたパターン層の少なくとも凹部に他の材料を設けて第2のパターン層を形成し、この第2のパターン層を分離してパターン成形用型とする第6の工程によりパターン成形用型を得る。すなわち、例えば図1、図2に示すように、基板1の上に形成されたパターン層2(図1(a)、図2(a))の少なくとも凹部に、他の材料で第2のパターン層3を設けることにより、パターン層2と第2のパターン層3との複合構造を得ることができる(図1(b)、図2(b))。なお、第2のパターン層3は、パターン層2の凹部のみに設けてもよいし、パターン層2を覆うように表面全体に設けてもよい。このパターン層2と第2のパターン層3との複合構造から、第2のパターン層3を分離すると、パターン層2のレジストパターンが転写されたパターン成形用型4となる(図1(c)、図2(c))。このパターン成形用型4は、他の部品を成形するための「型」としても使用することができるが、このまま部品として使用することもできる。 A second pattern layer is formed by providing another material in at least the concave portion of the pattern layer obtained in the fifth step, and separating the second pattern layer into a pattern forming mold by a sixth step. Obtain a pattern mold. That is, as shown in FIGS. 1 and 2, for example, the second pattern is formed of another material at least in the concave portions of the pattern layer 2 (FIGS. 1A and 2A) formed on the substrate 1. By providing the layer 3, a composite structure of the pattern layer 2 and the second pattern layer 3 can be obtained (FIGS. 1 (b) and 2 (b)). Note that the second pattern layer 3 may be provided only in the concave portion of the pattern layer 2 or may be provided on the entire surface so as to cover the pattern layer 2. When the second pattern layer 3 is separated from the composite structure of the pattern layer 2 and the second pattern layer 3, a pattern forming mold 4 to which the resist pattern of the pattern layer 2 has been transferred is obtained (FIG. 1C). 2 (c)). The pattern forming mold 4 can be used as a "mold" for molding other parts, but can also be used as a part as it is.

 上述したように、本発明においては高アスペクトパターンであるレジストパターン層を形成することができるため、この高アスペクトパターンを転写したパターン成形用型を製造することができ、例えば、アスペクト比が10以上とすることもできる。 As described above, in the present invention, since a resist pattern layer having a high aspect pattern can be formed, a pattern mold for transferring the high aspect pattern can be manufactured. For example, the aspect ratio is 10 or more. It can also be.

 第2のパターン層3を形成する材料は特に制限されないが、材料を金属とする場合は、例えばメッキ工程により設けると、金属製のパターン成形用型を得ることができる。 材料 The material for forming the second pattern layer 3 is not particularly limited, but when the material is metal, for example, if it is provided by a plating process, a metal pattern forming die can be obtained.

 メッキ工程の方法は特に限定されないが、電解メッキ法が好ましい。銅、ニッケル、銀、金、半田、銅/ニッケルの多層、あるいはこれらの複合系などの金属メッキを行う方法としては、従来からの公知の方法を使用でき、例えば、「表面処理技術総覧」(株)技術資料センター、1987/12/21初版、P.281〜422に記載されている。 The method of the plating step is not particularly limited, but an electrolytic plating method is preferable. As a method of performing metal plating such as copper, nickel, silver, gold, solder, copper / nickel multilayer, or a composite system thereof, a conventionally known method can be used. For example, “Surface treatment technology overview” ( Technical Data Center Co., Ltd., the first edition of 1987/12/21, p. 281 to 422.

 メッキ工程により設けた第2のパターン層3を、パターン層2と第2のパターン層3との複合構造から分離する工程も特に限定されないが、公知のウェット法やドライ法を用いることができる。例えば、ウェット法では、N−メチルピロリドン等の有機溶剤、エタノールアミン等の有機アルカリ溶液等の薬剤に浸漬する等の方法、ドライ法では、反応性イオンエッチング等のドライエッチング法やアッシング処理が挙げられる。 工程 The step of separating the second pattern layer 3 provided by the plating step from the composite structure of the pattern layer 2 and the second pattern layer 3 is not particularly limited, but a known wet method or dry method can be used. For example, in the wet method, a method such as immersion in a chemical such as an organic solvent such as N-methylpyrrolidone or an organic alkali solution such as ethanolamine is used. In the dry method, a dry etching method such as reactive ion etching or an ashing treatment is used. Can be

 また、第2のパターン層3を形成する材料は樹脂とすることもでき、この場合は例えば、第2のパターン層3を光または熱硬化性樹脂のキャスティングにより設け、光または熱により樹脂を硬化すると、樹脂製のパターン成形用型を得ることができる。 The material for forming the second pattern layer 3 may be a resin. In this case, for example, the second pattern layer 3 is provided by casting of a light or thermosetting resin, and the resin is cured by light or heat. Then, a pattern mold for resin can be obtained.

 光または熱硬化性樹脂からなる第2のパターン層3を、パターン層2と第2のパターン層3との複合構造から分離する工程も特に限定されないが、例えば、物理的に引き剥がすこともでき、また、第2のパターン層3が先に述べたウェット法またはドライ法に充分な耐性を有する場合はこれらの方法も利用できる。なお、光または熱硬化性樹脂は特に限定されないが、例えば光または熱硬化性PDMS(ポリジメチルシロキサン)を使用すると、光または熱により容易に硬化させることによりパターンが転写でき、また、レジストパターンから分離する際には容易に物理的に引き剥がすことができるので特に好ましい。 The step of separating the second pattern layer 3 made of a light or thermosetting resin from the composite structure of the pattern layer 2 and the second pattern layer 3 is not particularly limited, but may be, for example, physically peeled off. If the second pattern layer 3 has sufficient resistance to the above-mentioned wet method or dry method, these methods can also be used. The light or thermosetting resin is not particularly limited. For example, when light or thermosetting PDMS (polydimethylsiloxane) is used, the pattern can be transferred by being easily cured by light or heat, and from the resist pattern. This is particularly preferable because it can be easily physically peeled off at the time of separation.

 以上説明したように、本発明によると、スピンコート等の簡便かつ膜厚精度及び膜厚制御性の高い方法でレジスト組成物が塗布可能で、所望のパターン精度および露光光源の選択幅が大きく、露光時間が短く生産性が高く、パターン精度の高い高アスペクトパターンのレジストパターンから、金属及び樹脂等からなるパターン成形用型を製造することができる。 As described above, according to the present invention, a resist composition can be applied by a simple method such as spin coating and a high film thickness accuracy and high film thickness controllability, and a desired pattern accuracy and a wide selection range of an exposure light source are large. A pattern forming mold made of metal, resin, and the like can be manufactured from a resist pattern having a short exposure time, high productivity, and a high aspect pattern and a high aspect ratio.

 以下に本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。 本 The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.

 1.パターン形成用感放射線ネガ型レジスト組成物の調製 {1. Preparation of radiation-sensitive negative resist composition for pattern formation

 (実施例1〜4)
 表1に示す割合でレジスト材料を混合して3本ロールミルにて均一組成物とし、パターン形成用感放射線ネガ型レジスト組成物を調製した。なお、エポキシ樹脂及びカチオン重合開始剤の構造式及び商品名を、下記[化8]及び[化9]に示す。
(Examples 1 to 4)
The resist materials were mixed in the proportions shown in Table 1 to form a uniform composition using a three-roll mill to prepare a radiation-sensitive negative resist composition for pattern formation. The structural formulas and trade names of the epoxy resin and the cationic polymerization initiator are shown in [Formula 8] and [Formula 9] below.

Figure 2004110016
Figure 2004110016

Figure 2004110016
Figure 2004110016

Resin-1:EHPE−3150(商品名:ダイセル化学工業製 エポキシ樹脂)
Resin-2:EPON SU−8(商品名:シェルケミカル製 エポキシ樹脂)
Resin-1: EHPE-3150 (trade name: Daicel Chemical Industries epoxy resin)
Resin-2: EPON SU-8 (trade name: Epoxy resin manufactured by Shell Chemical)

Figure 2004110016
Figure 2004110016

PI-1:UVI−6974(商品名:ユニオンカーバイト製 カチオン開始剤 有効成分50wt% 上記化合物を主成分とした混合物)
PI-2:UVI−6990(商品名:ユニオンカーバイト製 カチオン開始剤 有効成分50wt% 上記化合物を主成分とした混合物)
PI-3:SarCat CD−1012(商品名:サートマー製 カチオン開始剤 )
PI-4:上記化合物を主成分とした混合物
PI-1: UVI-6974 (trade name: Union Carbide, cationic initiator, active ingredient 50 wt%, a mixture containing the above compound as a main component)
PI-2: UVI-6990 (trade name: Union Carbide cationic initiator, active ingredient 50 wt%, a mixture containing the above compound as a main component)
PI-3: SarCat CD-1012 (trade name: Sartomer Cation Initiator)
PI-4: mixture containing the above compounds as main components

 (比較例1)
 実施例1〜4と同様にして表1に示す配合のパターン形成用感放射線ネガ型レジスト組成物を調製した。
(Comparative Example 1)
In the same manner as in Examples 1 to 4, a radiation-sensitive negative resist composition for pattern formation having the composition shown in Table 1 was prepared.

 2.パターニング評価 {2. Patterning evaluation

(1)レジスト膜の作成
(実施例1a〜4a)
 スパッタ法により銅の表面処理を行なったシリコン基板上にスピンコーターにより、実施例1〜4のパターン形成用感放射線ネガ型レジスト組成物を塗布した後、90℃のホットプレート上で30分間乾燥させ、100μm厚のレジスト膜を得た。
(1) Preparation of resist film (Examples 1a to 4a)
After applying the radiation-sensitive negative resist composition for pattern formation of Examples 1 to 4 on a silicon substrate having been subjected to copper surface treatment by a sputtering method using a spin coater, the composition is dried on a hot plate at 90 ° C. for 30 minutes. A resist film having a thickness of 100 μm was obtained.

(比較例1a)
 実施例1〜4のパターン形成用感放射線ネガ型レジスト組成物の代わりに比較例1のパターン形成用感放射線ネガ型レジスト組成物を用いて、実施例1a〜4aと同様にして、100μmのレジスト膜を得た。
(Comparative Example 1a)
Using the radiation-sensitive negative resist composition for pattern formation of Comparative Example 1 in place of the radiation-sensitive negative resist composition for pattern formation of Examples 1-4, a 100 μm resist was prepared in the same manner as in Examples 1a-4a. A membrane was obtained.

(比較例2a)
 PMMAシロップ(Rohm製PMMA(ポリメタクリル酸メチル)、熱重合開始剤、架橋剤のMMA(メタクリル酸メチル)溶液)をシリコン基板上にキャスティングした。その際、スライドガラスをギャップとし、ガラス板で押さえ、110℃で1時間重合硬化させた。その後、15℃/時間の速度で冷却し、100μmのPMMAレジスト膜を得た。
(Comparative Example 2a)
PMMA syrup (PMM (polymethyl methacrylate) manufactured by Rohm, MMA (methyl methacrylate) solution of a thermal polymerization initiator and a crosslinking agent) was cast on a silicon substrate. At that time, the slide glass was used as a gap, pressed with a glass plate, and polymerized and cured at 110 ° C. for 1 hour. Thereafter, cooling was performed at a rate of 15 ° C./hour to obtain a 100 μm-thick PMMA resist film.

(試験例1)
 実施例1a〜4a,比較例1a及び2aで得られたレジスト膜の均一性(塗布性)を評価するために、基板上の任意の3点の膜厚を測定した。測定値の最大値と最小値の差が5μm未満の場合を「◎」、5〜10μmの場合を「○」、10μmを超える場合を「×」として、塗布性を評価した。結果を表2に示す。
(Test Example 1)
In order to evaluate the uniformity (coatability) of the resist films obtained in Examples 1a to 4a and Comparative Examples 1a and 2a, film thicknesses at three arbitrary points on the substrate were measured. The applicability was evaluated as “差” when the difference between the maximum value and the minimum value of the measured value was less than 5 μm, “○” when it was 5 to 10 μm, and “×” when it exceeded 10 μm. Table 2 shows the results.

(2)レジストパターンの形成
(実施例1b〜4b)
 光源に高圧水銀灯を用いた場合とKrFエキシマレーザーを用いた場合は、石英のUVマスクをマスクとして、シンクロトロン光によるX線(波長:0.2〜1nm)を用いた場合は、ダイヤモンドメンブレン上に金の吸収体パターンが形成されたものをX線マスクとして実施例1a〜4aのレジスト膜を照射し、その後90℃のホットプレート上で10分間熱処理を行った後、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート中に30分間浸漬させ現像を行い、レジストパターンを得た。なお、露光量は表2に示す。
(2) Formation of resist pattern (Examples 1b to 4b)
When a high-pressure mercury lamp is used as the light source and when a KrF excimer laser is used, a quartz UV mask is used as a mask, and when X-rays (wavelength: 0.2 to 1 nm) using synchrotron light are used, the diamond membrane is used. The resist film of each of Examples 1a to 4a was irradiated with an X-ray mask having a gold absorber pattern formed thereon, and then heat-treated on a hot plate at 90 ° C. for 10 minutes, and then propylene glycol monomethyl ether acetate was added. And developed for 30 minutes to obtain a resist pattern. The exposure amounts are shown in Table 2.

(比較例1b)
 実施例1a〜4aのレジスト膜の代わりに比較例1aのレジスト膜を用いて、実施例1b〜4bと同様にして、レジストパターンを得た。
(Comparative Example 1b)
A resist pattern was obtained in the same manner as in Examples 1b to 4b, except that the resist film of Comparative Example 1a was used instead of the resist films of Examples 1a to 4a.

(比較例2b)
 実施例1b〜4bと同様にマスクを用いて比較例2aのPMMAレジスト膜を照射した後、エタノール、オキサジン、アミノエタノール、水の混合物中に12時間超音波をかけた状態で浸漬させ現像を行い、レジストパターンを得た。
(Comparative Example 2b)
After irradiating the PMMA resist film of Comparative Example 2a using a mask in the same manner as in Examples 1b to 4b, the PMMA resist film was immersed in a mixture of ethanol, oxazine, aminoethanol, and water for 12 hours in the state of being subjected to ultrasonic wave to perform development. Thus, a resist pattern was obtained.

(試験例2)
 実施例1b〜4b,比較例1b及び2bで得られたレジストパターンを光学顕微鏡にて観察し、膨潤によるパターン蛇行等がない場合を「◎」、膨潤によりパターン頂上部にしわが見られるがパターン蛇行は見られない場合を「○」、パターン蛇行が有る場合を「×」として感度を評価した。
(Test Example 2)
The resist patterns obtained in Examples 1b to 4b and Comparative Examples 1b and 2b were observed with an optical microscope. When there was no meandering of the pattern due to swelling, “◎” was observed. The sensitivity was evaluated as “O” when no pattern was observed and “X” when the pattern was meandering.

 また、前記レジストパターンがマスク線幅10μmのパターンを解像した場合(アスペクト比10)を「◎」、マスク線幅20μmのパターンを解像した場合(アスペクト比5)を「○」、解像しない場合を「×」として解像度を評価した。結果を表2に示す。 In addition, when the resist pattern resolves a pattern having a mask line width of 10 μm (aspect ratio 10), the symbol “、” indicates that the pattern has a mask line width of 20 μm (aspect ratio 5). The resolution was evaluated as “x” when not performed. Table 2 shows the results.

Figure 2004110016
Figure 2004110016

 実施例1a及び4aは塗布性が良好であり、実施例1b及び4bは高圧水銀灯、KrFエキシマレーザー、シンクロトロン光によるX線のすべての露光条件で良好な結果を示した。 Examples 1a and 4a had good coatability, and Examples 1b and 4b showed good results under all X-ray exposure conditions using a high-pressure mercury lamp, a KrF excimer laser, and synchrotron light.

 実施例2aは塗布性が良好であり、実施例2bは実施例1bに比べやや硬化感度が劣るものの概ね良好な結果を示した。 Example 2a had good coating properties, and Example 2b showed generally good results although curing sensitivity was slightly inferior to Example 1b.

 実施例3aは塗布性が良好であり、実施例3bは未露光部の現像速度が遅くなっておりパターン性等にも多少の悪影響が見られたが概ね良好な結果を示した。 Example 3a had good coatability, and Example 3b showed a generally good result although the developing speed of the unexposed portion was slow and some adverse effects were observed on the pattern property and the like.

 比較例1aは塗布性が良好であり、比較例1bは高圧水銀灯、シンクロトロン光によるX線による露光では良好な結果を示したが、KrFエキシマレーザーで露光した場合はパターン形成ができなかった。 Comparative Example 1a had good coatability, and Comparative Example 1b showed good results by exposure to X-rays using a high-pressure mercury lamp and synchrotron light, but failed to form a pattern when exposed to KrF excimer laser.

 比較例2aでは均一の膜厚のレジスト膜が得られず、また、比較例2bでは露光条件もシンクロトロン光で10000J/cmと実用上困難な露光量まで大きくしないとパターンが形成できないことが確認された。 In Comparative Example 2a, a resist film having a uniform film thickness could not be obtained, and in Comparative Example 2b, the pattern could not be formed unless the exposure conditions were increased to 10,000 J / cm 2 with synchrotron light to a practically difficult exposure amount. confirmed.

 3.乾燥後に得られたレジスト膜の軟化点測定と外観試験 {3. Measurement of softening point and appearance test of resist film obtained after drying

(試験例3)
 実施例1aのレジスト膜について、JIS K 7234の方法にしたがった測定と目視による膜の状態の観察を行なった。その結果、軟化点は60℃であり、タック、しわのない良好なレジスト膜であった。
(Test Example 3)
For the resist film of Example 1a, measurement was performed according to the method of JIS K 7234 and the state of the film was visually observed. As a result, the softening point was 60 ° C., and the resulting resist film was free from tack and wrinkles.

 4.金属製のパターン成形用型の形成 4. Forming a metal pattern mold

(実施例1c)
 実施例1bのレジストパターンを形成した基板をミクロファブAu100(商品名:田中貴金属製メッキ液)に浸し、室温下で電流値1〜10A/100cmで通電してAuメッキ層(第2のパターン層)を形成した。これを酸化クロム(VI)250g/L、硫酸15mL/Lの濃度になるように調整した水溶液に浸漬させ、基板上の銅をエッチングすることにより基板から分離し、その後120℃のN−メチルピロリドン溶液に2時間浸漬することでレジストパターンを取り除き、金属(Au)製のパターン成形用型を得た。
(Example 1c)
The substrate on which the resist pattern of Example 1b was formed was immersed in microfabric Au100 (trade name: plating solution made by Tanaka Kikinzoku), and a current of 1 to 10 A / 100 cm 2 was applied at room temperature to apply an Au plating layer (second pattern layer). ) Was formed. This is immersed in an aqueous solution adjusted to a concentration of 250 g / L of chromium (VI) oxide and 15 mL / L of sulfuric acid, separated from the substrate by etching copper on the substrate, and then N-methylpyrrolidone at 120 ° C. The resist pattern was removed by immersion in the solution for 2 hours to obtain a metal (Au) pattern forming mold.

(比較例2c)
 実施例1bの代わりに比較例2bのレジストパターンを形成した基板を用いた以外は、実施例1cと同様に行った。
(Comparative Example 2c)
Example 1c was performed in the same manner as in Example 1c except that the substrate on which the resist pattern of Comparative Example 2b was formed was used instead of Example 1b.

(試験例4)
 実施例1c及び比較例2cで得られた金属製のパターン成形用型を顕微鏡にて観察し、均一にメッキが行われ、かつメッキ処理前のレジストパターンが転写された逆のパターン形状が精度よく形成されている場合を「○」、均一にメッキが行われない及び/又はレジストパターンが転写された逆のパターン形状が得られていない個所がある場合を「×」として評価した。結果を表3に示す。
(Test Example 4)
The metal pattern forming dies obtained in Example 1c and Comparative Example 2c were observed with a microscope, and the reverse pattern shape in which plating was performed uniformly and the resist pattern before the plating process was transferred was accurately detected. The case where it was formed was evaluated as “○”, and the case where plating was not performed uniformly and / or where a reverse pattern shape to which the resist pattern was transferred was not obtained was evaluated as “×”. Table 3 shows the results.

 5.樹脂製のパターン成形用型の形成 5. Forming a resin pattern mold

(実施例1d)
 実施例1bのレジストパターンを形成した基板上に、主剤:重合剤=10:1の割合で混合した未重合のPDMS(Dow Corning,Sylgard 184)を流し込み、100℃で2時間加熱重合させた。基板を室温下まで冷却して、硬化したPDMSを物理的に基板から引き剥がして樹脂(PDMS)製のパターン成形用型を得た。
(Example 1d)
Unpolymerized PDMS (Dow Corning, Sylgard 184) mixed at a ratio of main agent: polymerizing agent = 10: 1 was poured onto the substrate on which the resist pattern of Example 1b was formed, and was heated and polymerized at 100 ° C. for 2 hours. The substrate was cooled to room temperature, and the cured PDMS was physically peeled off from the substrate to obtain a resin (PDMS) pattern mold.

(比較例2d)
 実施例1bの代わりに比較例2bのレジストパターンを形成した基板を用いた以外は、実施例1dと同様に行った。
(Comparative Example 2d)
Example 1d was repeated except that the substrate on which the resist pattern of Comparative Example 2b was formed was used instead of Example 1b.

(試験例5)
 実施例1d及び比較例2dで得られた樹脂製のパターン成形用型を顕微鏡にて観察し、PDMSパターンにレジストパターンの破損物が無く、かつレジストパターンが転写された逆のパターン形状が精度よく形成されている場合を「○」、破損物が有る場合及び/またはレジストパターンが転写された逆のパターン形状が得られていない個所がある場合を「×」として評価した。結果を表3に示す。
(Test Example 5)
The resin pattern molds obtained in Example 1d and Comparative Example 2d were observed with a microscope, and the PDMS pattern was free from any damage to the resist pattern, and the reverse pattern shape on which the resist pattern was transferred was accurately detected. The case where it was formed was evaluated as “○”, the case where there was a breakage, and / or the case where there was a portion where the reverse pattern shape to which the resist pattern was transferred was not obtained was evaluated as “×”. Table 3 shows the results.

Figure 2004110016
Figure 2004110016

 表3に示すように、実施例1c及び1dでは良好に金属製のパターン成形用型及び樹脂製のパターン成形用型を形成することができた。なお、その他の実施例でも良好なレジストパターンが得られているため、実施例1c及び1dと同様に良好な金属製のパターン成形用型及び樹脂製のパターン成形用型を形成することができると推測される。一方、比較例2c及び2dでは上述したようにほとんどがレジストパターンの形成ができなかったため、金属製のパターン成形用型又は樹脂製のパターン成形用型を設けることができず、また、レジストパターンが形成できたシンクロトロン光で10000J/cmと実用上困難な露光量まで大きくしたものも、レジストパターンの機械的な強度が不足しており樹脂製のパターン成形用型を良好に設けることはできなかった。 As shown in Table 3, in Examples 1c and 1d, a metal pattern molding die and a resin pattern molding die were successfully formed. In addition, since a favorable resist pattern was obtained also in the other Examples, it is possible to form a good metal pattern molding die and a resin pattern molding die similarly to Examples 1c and 1d. Guessed. On the other hand, in Comparative Examples 2c and 2d, most of the resist patterns could not be formed as described above, so that a metal pattern molding die or a resin pattern molding die could not be provided. Even if the synchrotron light formed was increased to a practically difficult exposure amount of 10,000 J / cm 2 , the mechanical strength of the resist pattern was insufficient, so that a resin pattern mold could be satisfactorily provided. Did not.

本発明の一実施形態にかかるパターン成形用型の製造方法を示す図である。It is a figure showing the manufacturing method of the pattern forming die concerning one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態にかかる他のパターン成形用型の製造方法を示す図である。It is a figure showing the manufacturing method of other pattern fabrication dies concerning one embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of reference numerals

 1 基板
 2 パターン層
 3 第2のパターン層
 4 パターン成形用型
Reference Signs List 1 substrate 2 pattern layer 3 second pattern layer 4 pattern forming die

Claims (10)

一般式(1)で表されるエポキシ樹脂と感放射線性カチオン重合開始剤と前記エポキシ樹脂を溶解させる溶媒とを含む感放射線ネガ型レジスト組成物を基材に塗布する第1の工程と、この感放射線ネガ型レジスト組成物を塗布した基材を乾燥することによりレジスト膜を得る第2の工程と、得られたレジスト膜を活性エネルギー線により所望のパターンに合わせて選択的に露光する第3の工程と、露光後のレジスト膜を熱処理することによりコントラストを向上させる第4の工程と、熱処理後のレジスト膜を現像して未露光域のレジスト材料を溶解除去してパターン層を得る第5の工程と、このパターン層の少なくとも凹部に他の材料を設けて第2のパターン層を形成し、この第2のパターン層を分離してパターン成形用型とする第6の工程とを有することを特徴とするパターン成形用型の製造方法。
Figure 2004110016
 (式中、Rはk個(kは1〜100の整数を示す。)の活性水素を有する有機化合物残基、n、n・・・nは0又は1〜100の整数で、その和が1〜100であり、Aは互いに同一又は異種の下記式(2)で表されるオキシシクロヘキサン骨格である。)
Figure 2004110016
 (式中、Xは下記式(3)〜(5)の何れかを表すが、一分子中に式(3)を少なくとも2個含む。)
Figure 2004110016
Figure 2004110016
Figure 2004110016
 (式中Rは、水素原子、アルキル基、またはアシル基である。)
A first step of applying a radiation-sensitive negative resist composition containing an epoxy resin represented by the general formula (1), a radiation-sensitive cationic polymerization initiator, and a solvent for dissolving the epoxy resin to a substrate, A second step of drying the substrate coated with the radiation-sensitive negative type resist composition to obtain a resist film, and a third step of selectively exposing the obtained resist film to a desired pattern with active energy rays. A fourth step of improving the contrast by heat-treating the exposed resist film, and a fifth step of developing the resist film after the heat treatment to dissolve and remove the resist material in the unexposed area to obtain a pattern layer. And a sixth step of forming a second pattern layer by providing another material in at least a concave portion of the pattern layer, and separating the second pattern layer into a pattern forming die. Method of manufacturing a patterned mold, characterized in that it comprises a.
Figure 2004110016
(Wherein, R 1 is k organic compound residues having active hydrogen (k is an integer of 1 to 100), n 1 , n 2 ... Nk are 0 or an integer of 1 to 100. , The sum of which is 1 to 100, and A is the same or different, and is an oxycyclohexane skeleton represented by the following formula (2).)
Figure 2004110016
(In the formula, X represents any of the following formulas (3) to (5), but includes at least two formulas (3) in one molecule.)
Figure 2004110016
Figure 2004110016
Figure 2004110016
(In the formula, R 2 is a hydrogen atom, an alkyl group, or an acyl group.)
請求項1において、前記第2のパターン層を金属のメッキにより形成することを特徴とするパターン成形用型の製造方法。 2. The method according to claim 1, wherein the second pattern layer is formed by metal plating. 請求項1において、前記第2のパターン層を、光または熱硬化性樹脂をキャスティングし、その後光または熱により樹脂を硬化することにより形成することを特徴とするパターン成形用型の製造方法。 2. The method according to claim 1, wherein the second pattern layer is formed by casting a light or thermosetting resin and then curing the resin with light or heat. 請求項1〜3の何れかにおいて、前記感放射線ネガ型レジスト組成物を乾燥後に得られるレジスト膜の軟化点が30〜120℃の範囲であることを特徴とするパターン成形用型の製造方法。 The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the softening point of the resist film obtained after drying the radiation-sensitive negative resist composition is in the range of 30 to 120C. 請求項1〜4の何れかにおいて、前記エポキシ樹脂の軟化点が30℃以上であることを特徴とするパターン成形用型の製造方法。 5. The method according to claim 1, wherein the epoxy resin has a softening point of 30 [deg.] C. or more. 請求項1〜5の何れかにおいて、前記感放射線性カチオン重合開始剤が、1種類または2種類以上のスルホニウム塩であることを特徴とするパターン成形用型の製造方法。 The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the radiation-sensitive cationic polymerization initiator is one or more sulfonium salts. 請求項1〜6の何れかにおいて、前記感放射線性カチオン重合開始剤の陰イオンの少なくとも1種類が、SbF であることを特徴とするパターン成形用型の製造方法。 In any one of claims 1 to 6, at least one anion of the radiation-sensitive cationic polymerization initiator, SbF 6 - method of manufacturing a patterned mold, which is a. 請求項1〜7の何れかにおいて、前記感放射線性カチオン重合開始剤の陰イオンの少なくとも1種類が、下記式(6)で表されるボレート類であることを特徴とするパターン成形用型の製造方法。
Figure 2004110016
 (式中x〜xは0〜5の整数を表し、x+x+x+xの合計が1以上である。)
The pattern forming mold according to any one of claims 1 to 7, wherein at least one kind of anion of the radiation-sensitive cationic polymerization initiator is a borate represented by the following formula (6). Production method.
Figure 2004110016
(Where x 1 to x 4 represent an integer of 0 to 5, and the sum of x 1 + x 2 + x 3 + x 4 is 1 or more.)
請求項1〜8の何れかにおいて、前記活性エネルギー線が波長0.1〜5nmのX線であることを特徴とするパターン成形用型の製造方法。 The method according to any one of claims 1 to 8, wherein the active energy ray is an X-ray having a wavelength of 0.1 to 5 nm. 請求項1〜9の何れかにおいて、前記レジスト膜の膜厚が50μm以上であることを特徴とするパターン成形用型の製造方法。
10. The method according to claim 1, wherein the resist film has a thickness of 50 [mu] m or more.
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