JP3528281B2 - 微細構造体の形成方法 - Google Patents
微細構造体の形成方法Info
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Micromachines (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
Description
に関するものであり、特に、マイクロマシン製作方法の
1つであるLIGA(Lithograph Galvanformung und A
bformung)法等の10μm〜1mm厚さの厚膜レジスト
を用いた微細構造体の形成方法に関するものである。
としては、従来より、半導体製造用リソグラフィなどの
数μm厚さの薄膜レジストを用いたものがあった。しか
しながら、たとえばマイクロマシンに要求される機械的
強度を微細構造体に持たせるためには、このような薄膜
レジストを用いたものでは不可能であった。そのため、
マイクロマシン製作方法として、機械的強度が向上され
た厚膜レジストを用いて微細構造体を形成するLIGA
法が考えられた。
うな厚膜レジストの露光、現像については、薄膜レジス
トと大きく異なることがわかってきた。
には、シンクロトロン放射光(SR光)の露光量が影響
を及ぼす。すなわち、露光量が大きすぎると、レジスト
表面に現像液に溶けない不溶化膜が形成されて現像でき
なくなる。そのため、SR光の露光量を増加しただけで
は、レジストが現像される厚さが増加しないという課題
があった。一方、露光量が小さすぎると、レジストの分
解が進まず、現像液に難溶な分解生成物しか生成されな
い。そのため、ある一定の現像時間において現像される
レジストに対して、SR光の露光量の下限値が存在す
る。
トの露光、現像を行なった場合は、各レジストに特有の
現像可能な照射量(吸収エネルギ密度)の範囲が存在す
るために、ある一定の厚さ以上のレジストでは現像が行
なえず、微細構造体が形成できる厚さに限度があった。
し、より厚いレジストを露光、現像することにより、よ
り厚さの厚い微細構造体を形成する方法を提供すること
にある。
細構造体の形成方法は、基板上に形成されたレジスト層
にシンクロトロン放射光を照射して所望のパターンを露
光した後、現像液に浸漬することにより現像してレジス
トパターンを形成し、該レジストパターンに基づいて微
細構造体を形成する方法において、現像液に浸漬する時
間を延長することを特徴としている。
法は、基板上に形成されたレジスト層にシンクロトロン
放射光を照射して所望のパターンを露光した後、現像液
に浸漬することにより現像してレジストパターンを形成
し、該レジストパターンに基づいて微細構造体を形成す
る方法において、現像液に超音波により振動を与えるこ
とを特徴としている。
法は、基板上に形成されたレジスト層にシンクロトロン
放射光を照射して所望のパターンを露光した後、現像液
に浸漬することにより現像してレジストパターンを形成
し、該レジストパターンに基づいて微細構造体を形成す
る方法において、現像液に浸漬する時間を延長し、か
つ、現像液に超音波により振動を与えることを特徴とし
ている。
法は、請求項1〜請求項3のいずれかの発明において、
シンクロトロン放射光を照射する際に、長波長成分を吸
収するフィルタを用いることを特徴としている。
ジ型と、光の当たった部分が現像液に溶けなくなるネガ
型とがある。どちらもレジストが光からエネルギを受
け、ポジ型であれば分解、ネガ型であれば架橋が起こっ
た結果の現象である。ここで、分解ならびに架橋の起こ
る頻度によって現像のされ方は向上する。溶解という現
象が、相対的に分子量に依存するからである。また、ポ
ジ型レジストに与えるエネルギを増加していった場合、
分子量は減少するが、ある分子量以下にはならず、エネ
ルギを与えすぎると架橋が起こり、逆に分子量が増大し
てしまう。これらのことから、現像されるレジストに
は、吸収したエネルギの範囲が存在するということがわ
かる。
は、レジストが入射光の一部または全部を吸収もしくは
反射して光を透過するために、減少していく。そのた
め、露光時にレジスト表面にて大部分が吸収されるSR
光の長波長成分をフィルタを用いてカットすることによ
り、現像可能な露光量の上限値が引上げられる。その結
果、現像されるレジストの厚さを厚くすることが可能と
なる。
溶なレジストの分解生成物は、現像液に対する溶解速度
が遅い。そのため、現像時間が短い場合には、SR光照
射によるレジストの分解は起こっているが、現像液に溶
解しない部分ができてしまう。このような問題を解決す
るため、請求項1の発明によれば、現像液に浸漬する時
間を延長している。その結果、難溶なレジストの分解生
成物を溶解させることが可能となり、現像可能となる吸
収エネルギの範囲が拡大する。
超音波により振動が与えられる。このように振動を与え
て拡散しやすくすることにより、前述の難溶なレジスト
の分解生成物が溶解するとともに、レジストの現像が促
進される。その結果、現像可能となる吸収エネルギの範
囲が拡大する。
分のカット、浸漬時間の延長および現像液の振動といっ
た手段のうちの複数を同時に、レジストの露光、現像時
に施すことにより、厚膜レジストをさらに深くまで露光
することが可能となる。
ンクロトロン放射光をBe窓を介して照射し、レジスト
の露光を行なった。レジストには、従来一般的に使用さ
れるPMMA(ポリメタクリル酸メチル)の代わりに、
MMA−MAA共重合体(メタクリル酸メチル−メタク
リル酸共重合体)を用いた。また、露光の際には、SR
光の長波長成分をカットするフィルタとして、ポリイミ
ドからなるフィルタを用いた。さらに、このフィルタの
厚さを、25μm、50μm、75μmと変化させて、
同様にレジストの露光を行なった。
合の、露光可能厚(μm)と吸収エネルギ密度(kJ/
cm3 )との関係を示す図であり、グラフaはフィルタ
を用いない場合を示し、グラフb、cおよびdはフィル
タ厚をそれぞれ25μm、50μmおよび75μmとし
た場合を示す。
成分をカットするフィルタを用いることにより、レジス
ト内で吸収されるエネルギ密度に変化が生じることがわ
かる。ここで、現像可能な吸収エネルギ密度の範囲は、
レジスト材によって決まっている。そのため、フィルタ
を用いる場合と用いない場合とで、レジスト内での吸収
エネルギ密度の減衰に差が生じ、その結果、現像可能と
なるレジストの厚さに差ができることになる。すなわ
ち、フィルタを用いた場合の方が、より厚くレジストを
露光することができる。
ことにより、レジスト表面における吸収エネルギ密度を
同一とした場合に、レジスト内での吸収エネルギ密度の
減衰は小さくなることがわかる。その結果、現像可能と
なるレジストの厚さが厚くなる。以下の表1に、フィル
タ厚とレジスト最大露光可能厚との結果を示す。
た場合のSR光のスペクトルの波長(Å)と相対強度と
の関係を示す図であり、グラフaはフィルタを用いない
場合を示し、グラフb、cおよびdはフィルタ厚をそれ
ぞれ25μm、50μmおよび75μmとした場合を示
す。
より、6Å付近のSR光の長波長成分の比率を低下させ
ることができることがわかる。
したレジストの現像を行なった。このとき、現像時間を
2分、4分および30分に変化させて、現像され得る吸
収エネルギ密度の下限値を測定した。その結果を表2に
示す。
くすると、現像され得るレジストの厚さが厚くなること
がわかる。
に周波数40kHz前後の超音波を印加して、振動を与
えた。その結果、吸収エネルギ密度の下限値は3/4〜
1/2に減少し、現像されるレジストの厚さも厚くなる
ことがわかった。
ば、現像可能となるレジストの厚さがより厚くなること
から、厚さ10μm〜1mmの厚膜レジストを用いるマ
イクロマシン製作方法の1つであるLIGA法等の分野
で、厚膜レジストの微細構造体の形成方法として利用す
ると効果的である。
像時間等を適宜調整することによって、現像可能となる
レジストの厚さに上限値がなくなる。そのため、任意の
厚さのレジストのパターン形成を行なうことが可能とな
る。その結果、LIGA法等においてさらに機械的強度
の高い微細構造体が形成できるとともに、微細構造体形
成の自由度を拡大することができる。
図である。
を示す図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 基板上に形成された厚さ10μm以上1
mm以下の厚膜レジスト層にシンクロトロン放射光を照
射して所望のパターンを露光した後、現像液に浸漬する
ことにより現像してレジストパターンを形成し、該レジ
ストパターンに基づいて微細構造体を形成する方法にお
いて、 前記現像液に浸漬する時間を前記厚さ10μm以上1m
m以下の厚膜レジスト層を現像可能な時間にすることを
特徴とする、微細構造体の形成方法。 - 【請求項2】 基板上に形成された厚さ10μm以上1
mm以下の厚膜レジスト層にシンクロトロン放射光を照
射して所望のパターンを露光した後、現像液に浸漬する
ことにより現像してレジストパターンを形成し、該レジ
ストパターンに基づいて微細構造体を形成する方法にお
いて、 前記現像液に超音波により振動を与えることを特徴とす
る、微細構造体の形成方法。 - 【請求項3】 基板上に形成された厚さ10μm以上1
mm以下の厚膜レジスト層にシンクロトロン放射光を照
射して所望のパターンを露光した後、現像液に浸漬する
ことにより現像してレジストパターンを形成し、該レジ
ストパターンに基づいて微細構造体を形成する方法にお
いて、 前記現像液に浸漬する時間を前記厚さ10μm以上1m
m以下の厚膜レジスト層を現像可能な時間にし、 かつ、前記現像液に超音波により振動を与えることを特
徴とする、微細構造体の形成方法。 - 【請求項4】 前記シンクロトロン放射光を照射する際
に、長波長成分を吸収するフィルタを用いることを特徴
とする、請求項1〜請求項3のいずれかに記載の微細構
造体の形成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29937994A JP3528281B2 (ja) | 1994-12-02 | 1994-12-02 | 微細構造体の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP29937994A JP3528281B2 (ja) | 1994-12-02 | 1994-12-02 | 微細構造体の形成方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08162387A JPH08162387A (ja) | 1996-06-21 |
JP3528281B2 true JP3528281B2 (ja) | 2004-05-17 |
Family
ID=17871805
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29937994A Expired - Lifetime JP3528281B2 (ja) | 1994-12-02 | 1994-12-02 | 微細構造体の形成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3528281B2 (ja) |
-
1994
- 1994-12-02 JP JP29937994A patent/JP3528281B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH08162387A (ja) | 1996-06-21 |
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