JP3243016B2 - 微細パターン形成用の原版 - Google Patents

微細パターン形成用の原版

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  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は微細パターン形成用の原
版に係り、特に半導体プロセス等の微細加工工程におい
て被加工物に高い精度で効率よく微細パターンを形成す
ることのできる微細パターン形成用の原版に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、薄膜トランジスタ、薄膜ダイオー
ド、太陽電池、薄膜センサ、各種半導体素子等の加工工
程においては、被加工物に微細パターンを形成し、その
後、被加工物をエッチング処理して加工することが行わ
れていた。
【0003】被加工物への微細パターンの形成方法の一
つとして、凹部を備えた原版を用いる方法がある。この
方法に用いられる原版は、基板上に所定パターンのマス
キング層を有しており、このマスキング層により形成さ
れた凹部(導電部パターン)に析出された電着物質を被
加工物に転写するものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
原版を用いて微細パターン形成を多数回行う場合、被加
工物への転写時にマスキング層が衝撃を受けて破損を生
じることがある。このようなマスキング層の破損が生じ
ると、原版上の導電部パターンに変形が起こり、この原
版上に電着物質を析出させた場合、電着物質のパターン
は原版上の導電部パターンの変形を忠実に再現したもの
となる。このため、マスキング層の破損が生じた原版を
使用して被加工物上に微細パターンを形成した場合、形
成された微細パターンにもパターン変化が起こり、被加
工物が半導体素子等であった場合、素子の不良を引き起
こすという問題があった。
【0005】本発明は、上述のような事情に鑑みてなさ
れたものであり、優れた耐久性を有し、被加工物に高い
精度で繰り返し微細パターンを形成することのできる微
細パターン形成用の原版を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は少なくとも表面が導電性を示す基板
と、該基板の表面に所定パターンで形成された厚さ0.
1〜1.0μmの絶縁性のマスキング層と、該マスキン
グ層および前記基板の前記マスキング層非形成部分を覆
うように形成された、熱硬化型シリコーン樹脂、紫外線
硬化型シリコーン樹脂、電子線硬化型シリコーン樹脂、
ポリイミド樹脂、およびテフロン樹脂からなる群から選
択されたいずれかの樹脂よりなる厚さ0.005〜0.
1μmの剥離性樹脂層とを備えるような構成とした。
【0007】
【作用】微細パターン形成用の原版が被加工物と接触す
る際にマスキング層と被加工物との間に剥離性樹脂層が
存在し、この剥離性樹脂層は、被加工物上に粘着剤層が
設けられている場合であっても、原版を被加工物から容
易に剥離する作用をなすためマスキング層の破損は極め
て少ないものとなり、また、原版のマスキング層が形成
されていない基板部分(凹部)に存在する剥離性樹脂層
は、凹部に析出された電着物質の被加工物への剥離転写
を容易にする作用をなし、高い転移率で電着物質が被加
工物へ転写される。これにより、多数回の使用によって
もマスキング層の破損は極めて少なく、高精度の微細パ
ターンを繰り返し形成することが可能となる。
【0008】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図1は本発明の微細パターン形成用の原版
の概略断面図である。図1において、原版1は表面が導
電性を示す基板2と、この基板2の表面に形成された所
定パターンのマスキング層3と、このマスキング層3お
よび基板2のマスキング層非形成部分2′を覆うように
形成された剥離性樹脂層4とを備えている。そして、剥
離性樹脂層4が形成されたマスキング層非形成部分2′
は凹部5を構成し、この凹部5内に電着物質を析出させ
ることができる。
【0009】基板2としては、少なくとも表面が導電性
を有するものであればよく、アルミニウム、銅、ステン
レス等の導電性の金属板、あるいはガラス板、ポリエチ
レン、アクリル等の樹脂フィルム等の絶縁性基板の表面
に導電性薄膜を形成したものを使用することができる。
また、原版としての耐刷性を高めるために、基板2の表
面に、クロム(Cr)、セラミックカニゼン(Kanigen
社製 Ni+P+SiC)等の薄膜を形成してもよい。
この薄膜の厚さは0.1〜1μm程度が好ましい。
【0010】マスキング層3は、例えばイオンプレーテ
ィング法、真空蒸着法、スパッタリング法、化学的気相
蒸着法(CVD法)等の各種の薄膜形成法により、基板
2上にシリカ(SiO2 )薄膜、チッ化シリコン(Si
x )薄膜、96%アルミナ薄膜、ベリリヤ薄膜、フォ
ルステライト薄膜等の電気絶縁性の高い薄膜を形成し、
次に、この薄膜上にフォトレジストを塗布してから所定
形状のマスクを介して露光・現像し、エッチング処理、
フォトレジスト剥離を行うことにより形成することがで
きる。このマスキング層3の形成に使用するフォトレジ
ストとしては、ゼラチン、カゼイン、ポリビニルアルコ
ール等に重クロム酸塩等の感光剤を添加したものを挙げ
ることができる。このように形成されるマスキング層3
の厚さは0.1〜1.0μm程度が好ましい。
【0011】剥離性樹脂層4は、シリコーン樹脂、ポリ
イミド樹脂、テフロン樹脂等により形成することがで
き、特に粘着剤に対する離型性を考慮した場合、シリコ
ーン樹脂が好ましく使用される。シリコーン樹脂として
は、熱硬化型シリコーン樹脂、紫外線硬化型シリコーン
樹脂、電子線硬化型シリコーン樹脂のいずれであっても
よい。このような剥離性樹脂層4の厚さは0.005〜
0.1μm程度が好ましい。剥離性樹脂層4の厚さが
0.005μm未満であると、外力による剥離性樹脂層
4の破断等が生じてマスキング層3の保護が不充分とな
る。また、剥離性樹脂層4の厚さが0.1μmを越える
と、電着物質が凹部5内に形成されなかったり、凹部形
状の変化が起こり好ましくない。剥離性樹脂層4の形成
方法としては、掛け流し法により塗布した後に硬化させ
る方法、スピンコート、ロールコート等が挙げられる。
【0012】次に、本発明の原版の製造例、および本発
明の原版を用いた微細パターンの形成例を説明する。図
2は本発明の原版を製造する一例を説明するための図で
ある。図2において、まず、導電性を有する基板2に絶
縁性膜3を形成する(図2(a))。次に、絶縁性膜3
上にフォトレジストを塗布し、プリベークを行いある程
度硬化させたフォトレジスト層7を形成する(図2
(b))。次に、所定パターンのフォトマスク8を介し
てフォトレジスト層7に紫外線を照射して露光し(図2
(c))、フォトレジスト層7の未硬化部分を除去(現
像)する(図2(d))。そして、フォトレジスト層7
をマスクとして絶縁性膜3をエッチング処理し、その
後、フォトレジスト層7を剥離してマスキング層3とす
る(図2(e))。次に、形成されたマスキング層3上
および基板2のマスキング層3非形成部分2′上に剥離
性樹脂を塗布し硬化させることにより、剥離性樹脂層4
を備えた原版1を形成する(図2(f))。
【0013】次に、このように作成した原版1の凹部5
内に電着物質11を析出させる(図3(a))。そし
て、粘着剤層22を設けた被加工物21を、電着物質1
1に粘着剤層22が当接するように原版1に重ね合わせ
(図3(b))、原版1を剥離することにより電着物質
11を粘着剤層22を介して被加工物21上に転写する
(図3(c))。この転写において、原版1のマスキン
グ層3と被加工物21上の粘着剤層22との間に剥離性
樹脂層4が存在するため、原版1を被加工物21から剥
離することが容易となり、剥離の際にマスキング層の破
損を生じることが有効に防止される。また、原版1のマ
スキング層3が形成されていない凹部5に存在する剥離
性樹脂層4は、凹部5内に析出された電着物質11の被
加工物21への剥離転写を容易にする。したがって、原
版1は、多数回の使用によってもマスキング層3の破損
は極めて少なく、高精度の微細パターンを繰り返し形成
することが可能となる。次に、実験例を示して本発明を
更に詳細に説明する。 (実験例)ステンレス基板(厚さ0.15mm)の表面
にイオンプレーティング法により膜厚1.0μmのシリ
カ(SiO2 )薄膜を形成した。尚、SiO2 薄膜形成
時の基板温度は200℃に設定した。
【0014】次に、このSiO2 薄膜上にフォトレジス
ト(東京応化社製 OMR85)をスピンコート法によ
り塗布して厚さ1.0μmのフォトレジスト層を形成し
た。そして、90℃、20分間のプリベーク処理を行っ
てフォトレジスト層をある程度硬化させた。次に、線幅
5μmの所定パターンを有するフォトマスクを介してフ
ォトレジスト層に紫外線を照射して露光を行った。露光
は超高圧水銀ランプを光源とし、照射量は436nmで
19mJ/cm2 とした。そして、現像液(東京応化
(株)製 OMR現像液)により現像してパターニング
されたフォトレジスト層を形成し、120℃、20分間
のポストベーク処理を施してフォトレジスト層を固化し
た。
【0015】その後、エッチング液(HF(40%):NH
4 F(40%)=1:10(体積比))によりフォトレジス
ト層が除去された部分のSiO2 薄膜をエッチングして
除去し、さらに、フォトレジスト層を除去してSiO2
薄膜からなるマスキング層を形成した。
【0016】次に、熱硬化型シリコーン樹脂(東レ・ダ
ウコーニング・シリコーン(株)製BY14−403)
をトルエンにより希釈(1:1000重量比)し、これ
を基板のマスキング層形成面側に掛け流し法により塗布
し、100℃、10分間の熱処理により厚さ0.01μ
mのシリコーン樹脂層を形成して原版を形成した。
【0017】上記のように作成した原版の凹部に下記の
条件で電着物質を電着した。 (電着条件) ・浴組成 : ピロ燐酸銅 … 94g/l ピロ燐酸カリウム … 340g/l P比 … 7.0 ・pH : 8.8 ・液温 : 55℃ ・電流密度: 5A/dm2 次に、この原版を被加工物(クマムブランクス)に密着
した後、両者を引き離して電着物質(銅メッキ層)を被
加工物上に転写した。このように形成された微細パター
ンの解像度は3μmと優れたものであった。
【0018】また、上記の転写に用いた原版を洗浄後、
同様の操作を繰り返して微細パターンの形成を100回
まで行った。100回目に形成した微細パターンは、パ
ターン変形がなく、また、解像度を測定したところ3μ
mであり、1回目に形成した微細パターンと同一の寸法
精度であり、本発明の原版が優れた耐久性と高い寸法精
度を備えることを確認した。 (比較例1)シリコーン樹脂層を形成しなかった他は実
験例と同様にして原版を形成した。そして、実験例と同
様にして繰り返し微細パターンの形成を行った。その結
果、10回目に形成した微細パターンにおいてパターン
の変形が見られ、比較例の原版は耐久性が低いことが確
認された。
【0019】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば剥
離性樹脂層により原版のマスキング層が被加工物との接
触等により破損を受けることが防止され、またマスキン
グ層非形成部分(凹部)を覆うように形成された剥離性
樹脂層によって、凹部に析出された電着物質の被加工物
への剥離転写が容易となり、多数回の使用によってもマ
スキング層の破損は極めて少なく、高精度の微細パター
ンを繰り返し形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の微細パターン形成用の原版の概略断面
図である。
【図2】本発明の原版の製造例を説明するための図であ
る。
【図3】本発明の微細パターン形成用の原版を用いた微
細パターン形成を説明するための図である。
【符号の説明】
1…原版 2…基板 3…マスキング層 4…剥離性樹脂層 5…凹部

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも表面が導電性を示す基板と、
    該基板の表面に所定パターンで形成された厚さ0.1〜
    1.0μmの絶縁性のマスキング層と、該マスキング層
    および前記基板の前記マスキング層非形成部分を覆うよ
    うに形成された、熱硬化型シリコーン樹脂、紫外線硬化
    型シリコーン樹脂、電子線硬化型シリコーン樹脂、ポリ
    イミド樹脂、およびテフロン樹脂からなる群から選択さ
    れたいずれかの樹脂よりなる厚さ0.005〜0.1μ
    mの剥離性樹脂層とを備えることを特徴とする微細パタ
    ーン形成用の原版。
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