JPS5912945A - ポリエステルを食刻する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔本発明の分野〕 本発明は、２２０　ｎｍ　よシも短い波長の遠紫外ｍに
よ５、ポリエチレンテレフタレート（ｐｇＴ）のよウナ
ポリエステルをフォトエッチする技術に関する、ポリエ
ステルは、陵で処理したり、物質−の大部分を加熱して
劣化することなく、制御された方法で除去される。

〔先行技術〕

マイラー（テユポン社の商標）は、良く知られている物
質であり、以後ＰＥＴとしてマイラーを引用する事にす
る。マイラーは、その重合体を構成する炭化水素鎖の骨
格（ｂａｃｋｂｏｎｅ）にのみニス“チル基（ｅｓｔｅ
ｒ　ｇｒ’ｑｕｐ）を有するポリエステルであ４こパは
、商品としては、オーディオ・テープ及びビデオ・テー
プ並びに回路ボードを含む半導体回路の多くの適用にお
ける媒体として用いられておシ、非常に有用な物質であ
□る。マイラーは、非常に強くて、優れた化学的安′定
性を有している。

”’Ｐ　Ｅ”Ｔは、非常に有用な物質であるが、制御さ
れた方□法でそれを溶す様な化学物質が存在しないので
、それに複雑なパターンを形成する事は困難で　　　′
ある。ＰＥＴのパターン形成は、回路の製造における多
くの理由から、又テープに適用する際にＰＥＴフィルム
がテープ、ヘッドに過度にくっつくことを防ぐためにも
望ましいことである。以前には、ＰＥＴのパターン形成
は、過度の局所加熱によりＰ”’Ｅ　Ｔフィルムの表面
を変形するような、長波長のレーザを用いて行なわれた
。このような技術が、米国特許第３”５４９７３３号、
第３６１７７’０２号、第３９２０９５１号及びドイツ
国特許第２１１５５４８号に示されている。これらの特
許の全ては、約２５０ｎｍを越える波長の電磁波が用い
られた。ＰＥＴフィルムを変形する機構は、レーザ・ビ
ームの加熱による局所化された熱効果に依存している。

ＰＥＴの表面をよシ濡れやすくするためには、それを変
形することが望ましい。これは、金媚フィルムのような
池のフィルム又は他の１＠体フィルムＫＰＥＴが付着す
ることを促進する。濡れの度合を促進すべ（Ｐ、　Ｅ　
Ｔフィルムの表面を変形するために、米国特許第５２５
５０９９ｑに示されているように、反応性の無機物質の
気相を存在させて、フィルムの表面にわたって電気放電
が行なわれた。電気放電は、そのような気相が存在しな
いなら同ら効果がなかった。

ＰＥＴフィルムの光化学分解には、ＰＥＴフィルムに光
化学反Ｕ’Ｇｋ生じるようなレーザ・ビームの使用が含
まれる。以下の参考文献はその例である。

（１）　　Ｊ、Ａｐｐｌ、Ｐｏｌｙｍｅｒ　　Ｓｃｉ、
　　ｉ　６、（１９７２）、　ａｒｔｉｃｌｅｓ　　　
ｌ−１１１、Ｍ、ＤａｙｅＬａｌ、ｐｐ、１７”、１９
１．２０３及びＪ、Ａｐｐｌ−Ｐｏｌｙｍｅｒ　　Ｓｅ
ｔ、　　　１　７　（１９７５）、ａｒｔｉｃｌｅＮ、
Ｋ　　Ｄａｙ　　ｅｔ　　ａＬｐｐ、１８９５−１９０
７（２）　　Ｊ、Ｐｏｌｙｍｅｒ　　Ｓｅｔ、５５、　
（１９６１）、Ｆ、　Ｂ、　Ｍａｒｃｏｔｔｅ’　　ｅ
ｔ　　ａｌｓ　ｐｐ、　　４７７（３）　　Ｊ、Ｐｏｌ
ｙｍｅｒ　　Ｓｃｉ、Ｐａｒｔ　　Ａ−１、Ｖｏｌ、　
　　５　　、　　（１９６７）％　　　Ｆ、　　Ｂ、　
　Ｍａｒｃｏｔｔｅｅ　Ｌ　　ａｌ、　ｐｐ−４８１−
５０１Ｍａｒｃｏｔｔｅ等の文献には、２５０　ｎｍ　
よりも長い波長の紫外線を用いたＰＥＴの光分解が示さ
れている。その研究の目的は、この車台体の耐候性を調
べることであった。これらの研究かられかるように、こ
のような紫外線は重合体の劣化２生じた。劣化を最も生
じる波長は、３１３０Ｘである。

光分解の間に形成されるカス状生成物は、ＣＯ及びＣＯ
，である。さらに、重合体分子が分裂して、架橋構造を
なし、異なるラジカルが形成される。

漏記参考文献（３）の４９８自には、Ｃｏ及びＣＯ。

形成についての量子収量は、２５３７　Ａ及び３１３０
Ｘの波長を有する光に対しては類似していることが示さ
れている。さらに、２５’５７Ａの方が３１３０Ｘよシ
も薄い層で化学作用を生じるのであるが、これらの異な
る波長については、総化学作用は類似していると示され
ている′。

ＰＥＴ車台体の弱さについての長波長電磁波の影響は、
Ｄａ　Ｊａ　Ｃａ　ｒ　１　ｓ　ｓ　ｏ　ｎ及びり、　
Ｍ、　Ｗｉ　ｌ　ｅ　ａ著、”　Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅ
ｔ　Ｌｉｇｈｔ　Ｉｎｄｕｃｅｄ　Ｒｅａｃｔｉｏｎｓ
ｉｎ　Ｐｏｌｙｍｅｒｓ　”、　　Ｅ　ｄ、　Ｓ−８，
Ｌａｂａｎａｓ　ＡＣＳＳｙｍｐｏｓｉｕｍ、５ｅｒｉ
ａｌＡ２５、ｐｐ、３２１（１９７６）にボされている
。

前記参考文献（１）には、２２０　ｎｍ乃至４２０ｎｍ
の波長の紫外線によるＰＥＴの光化学的劣化に関テる広
範な分析（実験室での）が示されている。

これらの参考文献では、どの波長の紫外線に対しても分
子鎖がこわれて劣化が生じること、並ひに１台体はよシ
短い波長の電磁波を非常に容易に吸収するが、大部分の
車台体にわたってよシ長い波陵の電磁波も吸収されるこ
とが指摘されている。

主要な揮発生成物は、ＣＯ及びＣ０２であシ、光分解が
酸素の存在下で起きるときには、−鳴容易に生成される
ように思われる。

前記参考斉献（１）のＢｒｔｉｃｌｅ　　ＮＫは、紫外
線によってＰＥＴ軍台体の表面が変化することが示され
ている。その１９０２ｍでは、多少の揮発作用が照射さ
れた領域から起きるように思われるが（１９０４貞）紫
外線照射を長くした後でさえも、車台体の表面における
構成上の及び物理的な損傷は最小であることが指摘され
ている。しかしながら、１９０６頁に示されているよう
に、大部分の車台体は劣化が進行する。

このように、前記参考文献（１）には、紫外線によるＰ
ＥＴについての榛々の化学反応か詳細に示されているが
、顕著な表面の変化は同も指摘されていない。これらの
参考文献に示されているように、全ての波長の紫外線が
、車台体の鎖をこわして、劣化を生じる。しかしながら
、本願の発明者か発見しπように、紫外線によって起き
る光化学反応の特性は、紫外線の波長が２２０ｎｍＪニ
ジも短いときには、顕著に変化する（前記参考文献（１
）のａｒｔｉｃｌｅ　　ＩＩには、波長範囲として２０
０乃至４００　ｎｍ　が記されているが、これは大まか
な表記である。使用されり最も短い波長は、その光学ン
ステムにおいて用いられたフィルタによシ定まる２　２
０　ｎｍ　である）。分子の鎖がこわれる過程が非常に
効果的に生じ、大部分の車台体が劣化しなくなるのは、
しぎい１直である２　２０　ｎｍ　　よシも短い波長の
ときであるように思われる。２２　Ｄ　ｎｍよりも短い
波長では、表面の変化が容易に起こシ、またそのような
波長の紫外＠は、ＰＥＴの表面でフォトエツチングを生
じる。このようなフォトエツチングは容易に起きるので
、ＰＥＴにパターンを形成したシ、短時間のうちに照射
領域からＰＥＴを完全に除去するために用いられ侍る。

このような非常に効果的な光化学反旧の過程が、本発明
の基礎となっている。

米国特許第４２４７ｊ９６号には、ＰＥＴのようなプラ
スチック物質の薄い表面層を処理する方法が示されてい
る。この米国特許では、プラスチック物質は紫外線で処
理され、その後引き伸ばされる。紫外線は、１８０　ｎ
ｍ乃至４００　ｎｍの波長を有し、水銀ランプ、螢光ラ
ンプ、キセノン・ランプ及び炭素アーク・ランプのよう
な源から照射される。

初めに示した米国特許には、前記参考文献（１）のａｒ
ｔｉｃｌｅ　　Ｎ及び前記り、　Ｍ、　Ｗ　ｉ　ｌ　ｅ
　ｓ　著の文献に示された現象が起きることが指摘され
ている。紫外線の処理は、プラスチックの表面層（５０
Ｘ乃至１０１１Ｘ）に亀裂（ｃｒａｃｋｉｎｇ）　ｆ生
じる、これらの亀裂は、延伸を容易にし、広くなった亀
裂を有する表面を生じてしまう。

米国特許第４２４７４９６号では、フォトエツチングは
含まれない。なぜなら、薄い表面層のみが影響を受ける
ことが重要だからである。この米国特許では、選択した
波長の紫外線がＰＥＴを効果的にフォトエッチするのに
用いられ優ることは認識されていない。また、ＰＥＴの
延伸を向上するために、ＰＥＴの薄い表面層のみに影響
を及ぼすように波長が広い範囲に及ぶ紫外線が用いられ
る。

これと比べて、本発明では、２２０ｎｍよりも短い波長
を有する紫外線によってＰＥＴのフォトエツチングが行
なわれる。本発明は、ＰＥＴの効果的なフォトエツチン
グを行なうのであって、単に表面の処理をするのではな
い。本発明においては、物質の大部分に影響を及ぼさず
に、また不適当な加熱を生じることなく、ＰＥＴを食刻
するために、特定の遠紫外線が用いられる。実際、米国
特許第４２４７４９６号に示されたようなランプの幾つ
かは、本発明では用いることができない。

これらの不適切な紫外線源は、高い電力の水銀ランプ、
キセノン・ランプ及び炭素アーク・ラングである。さら
にこの米国特許と比べて、本発明は、ＰＥＴの実質的部
分までもフォトエッチするｋめに、遠紫外＠を用いるこ
とに基づいており、小電力で効果的にフォトエッチを行
なうことができる。

例えば、１２ナノ秒に１５０ｍＪの電力を有するＡ′Ｆ
　１り′？　（ｅｘｅｉｒｑ６ｒ　）°′−７°、：）
ｂｘ当９．１０００ＸのＰＥＴが除去できる。

プラスチック物質に紫外線を照射すると、長時間してか
ら物質の劣化が生じると認識されている。

例えば、前記参考文献（１）には、非常に長い時間、露
光（例えば何千時間）を行なってからでないと劣化の効
果が生じないことが示されている。これに対して、本発
明では、実際に使用する波長が２２０　ｎｍ　　よシも
短くなければならないような、ＰＥＴの効果的なフォト
エツチングが行なわれる。

〔本発明の概要〕

本発明の目的は、ＰＥＴのようなポリエステルをフォト
エソチーするのに適したプロセスを提供することである
。

本発明を実施すると、以下のような利点が得られる。即
ち、 （１１ＰＥＴのようなポリエステルを、その特性が大体
変化するような少なくとも約１０００Ｘの深さまで、そ
の耐候性を害することなく光化学分解する技術が提供さ
れる。

（２）局所的に加熱することなく、ＰＥＴのようなポリ
エステルの表面をフォトエッチする技術が提供される。

（３）ＰＥＴを劣化させたり、その耐候性を害したりす
ることなく、ＰＥＴを光化学分解する技術が提供される
。

（４）ＰＥＴのようなポリエステル自動現像（ｓｅｌｆ
ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ　）でフォトエッチする技術が提
供される。

（５）液体の溶剤を必要とすることなく、ＰＥＴの表面
を選択的にフォトエッチする技術が提供される１、 （６）　　熱効果によらずに、ポリエステルを迅速に食
刻する技術が提供される。

（７）ＰＥＴの大部分を変形することなく、ＰＥＴ１を
光化学的に分解するフォトエソランプ技術が提供される
。

（８）先行技術の光化学反５ｔＢ狸に比べて、数段も反
し速度が速い、ＰＥＴの表面を光化学反り処理する技術
が提供される・・ （９）　　Ｐ　Ｅ　’ｌ’　＆、＋ようなポリエステル
にある深さの正確なパターンを提供するのに用いること
ができる自動現像でフォトエッチする技術が提供される
。

本発明では、ＰＦ、Ｔのようなポリニスアルが、２２０
　ｎｍ　よシも短い波長でフォトエッチされ、少すくと
も約１’０ＯＯＸの厚さのポリエステル層が食刻される
。このような遠紫外線は、このような波長を与えるよう
に特に設計された、低い圧力のＨｇ共鳴ランプのような
連続的な源から、又はＡｒＦ　　エフシマ・レーザのよ
うなノくルス化された源によって提供され得る。

例えば、ＰＦ、Ｔは、基板にフィルム状に設けた９、又
はストリップのような塊状に準備したりできる。２２０
　ｎｍ　　よシも短い波長の遠紫外線ｆ：ＰＥＴ層に照
射すると、ＰＥＴ中をサブミクロンの深さに入る。これ
は、ＰＥＴの重合体鎖における結合をこわすのに大変効
果的なプロセスであり、２２０　ｎｍ　よｐも短い波長
の電磁波を与える源′又はシステムであれは、どのよう
なタイプのものでも用いることができる。ＰＥＴの露光
は、真空中、窒素雰囲気中、又は空気中等で行なうこと
ができるが、酸素を含む雰囲気中で、よシ速い光化学反
応が起きる１、酸素によって、入射紫外線がｌ’ＥＴの
炭化水素鎖をこわす反応が促進される。

マスクを用いＴ９、紫外線ビームを動かし−ｒｒ、　９
して、ＰＥＴに選択的にノくターンを形成することがで
きる。

〔本発明の実施例〕

本発明の実施例では、２２０　ｎｍよシも短い波長の遠
紫外線をフィルム状又は塊状のポリエステル（例えは、
ｐｇＴ）に入射して、ポリエステルの暗を光化学的に食
刻する１、Ｊ、Ｇ、Ｃａ１ｖｅｒｔ及びＪ、　Ｎ、　Ｐ
ｉｔｔｓ、　Ｊｒ、　　著、”　Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｋ
ｓｔｒｙ　”Ｊｏｈｎ　Ｗｉｌｅｙ　ａｎｄ　５ｏｎｓ
、　Ｉｎｃ、、Ｎｅｗ　Ｙｏｒｋ、　　１９６６、ｐｐ
、１Ｂに示されているように、１５０ｎｍ　乃至２００
　ｎｍ　の波長の電磁波がしばしば１遠紫外線″′と言
われるが、本書で使用する遠紫外線という用語は、その
ような定義にはとられれない１、要するに、プロセスの
量子収量が徐々に減少することが観測されるが、遠紫外
線の特性を示す有機物質の光化学反応プロセスは、実験
的困難から１８　Ｑ　ｎｒｒｌに対応するエネルギーの
上限と、拡張して２１０　ｎｍ　乃至２２　Ｄ　ｎｍに
対応するエネルギーの下限との間に限定されている。本
発明では、“遠紫外線”は、２２０　ｎｍ　　よシも短
い波長の全ての電磁波を示すものとし、それ故に、１５
０　ｎｍ　　よシも短い波長の電磁波を含む。

２２０ｎｍＪニジも短い波長（λ）の電磁波を準備ｊる
のに、２つの光源が大手可能である。これらは、そのよ
うな波長範囲に設計された低い圧力の水銀共鳴ランプＣ
λ＝１８５ｎｍ）及びアルゴン・フン化物のレーザ（λ
＝１９３ｎｍ）である。

この水銀共鳴ランプは、遠紫外線の光子当り最小のコス
トで動作する連続的な源である。しかしながら、それは
、放電ランプ表面光度が低いという難点がある。例えは
、３９Ｗ入力のランプは、はぼ１ｍの距離に設けられる
。このような源は、正味の反応が小さい、大きな領域を
照射するたぬに　−良く研究されている。重なり合った
６個のランプが、１８５ｎｍ　　の波長の電磁波ｆ　４
．２　ｍ　Ｗ　／　ｃｍ　２で９０００ｃＩｎ２の領域
に照射するのに用いられ得る１、 アルゴン・フン化物のレーザは、パルス動作スるように
設計されている。典型的には、３００ｍＪのパルス（１
５ｃｒｎ２の領域］が、１０／秒の反復速度で利用でき
る１、パルスの強度は、何千蘭のパルスにわたって不変
である。マスクを通して投射される遠紫外線を、Ｉ）Ｅ
Ｔフィルムが被橿されｆｒウニ・・ａ１］ち半導体装置
に照射するような装置を提供するために、適切な光学機
器を用いて、このレーザ葡標題のカメラに結合すること
ができる３、本発明の実施に際しては、２２０　ｎｍよ
シも短い波長を提供する源又は７ステムが、ＰＥＴの表
面を照射するのに適している１、ＰＥＴのフォトエンチ
ングにおいて顕著な食刻効果を生じることになり、しか
も、炭化水素鎖の結合を非常に効率良くこわし、ＰＥＴ
中にはわずかにしか入らない（ザブミクロン以内）よう
な、短い波長の電磁波を放射する源なら、どれも適して
いる。

［ＰＥＴに関する遠紫外線の光化学］ ＰＥＴは、２２０ｎｍＪ：ｐも波い波長の遠紫外線を良
く吸収し、効率の良い分解プロセスを生じる。このよう
な減員範囲の光子の大ぎなエネルギーがＰＥＴ中の結合
エネルギーを越えるものであることに加えて、この光化
学反応は、その系を制御する以下の３つのことによって
影響を受ける。

［２０ち、 （ａ）ｐＥＴ中のほぼ全ての有機の基が、これらの波長
の電磁波を良く吸収する１、吸収する基当りについて計
算した典型的な吸光係数は、はぼ０．５　Ｘ１０４乃至
１．　ＯＸ　１．０’　７／ｍｏｌ−Ｃｍである１、（
ｂ）　　励起状態の放射寿命は、非常に短く、典型的に
は、０．１ナノ秒である。螢光は、めったりこ吸収され
ないので、結合をこわすことに閣する置部は、１乃至１
０ピコ秒程度でなければならない。

（ｃ）結＠をこわすことに関する量子収量：ま、Ｓｌ乃
至１．０程度である。これは、中間の紫外＠（２２０乃
至３００ｎｍ）及び近紫外線（３００ｎｍよりも長い波
長）の各領域における量子収量よシも、１′″０乃至５
０倍も大きい、。

ＰＥＴ中の有機の基の強い吸収では、２２０　ｎｍより
も短い波長範囲の紫外線のうちの９５係が、ＰＥＴ中の
サブミクロンの深さで吸収される。はぼどの光子も結合
をこわすので、重合体（１、よシ小さな単位に分裂する
。これらの分裂片は、紫外＠全吸収し続けて、最終的に
最終生成物である小さな分子が蒸発して、光子の過剰エ
ネルギーを並進、振動及び回転のエネルギーとして持ち
去るまで、より小さな単位にこわれることになる。この
ために、次のようなことが必要である。即ち、（１）全
ての化学反応は、光の・ぐスにおいてのみ起こ９、この
光のパスにおける全ての物質が、最終的に除去される。

（ｉｉ）　　基板又はフィルムを熱することは、はとん
ど生じない３、ＰＥＴフィルムは光の影響を受けて除去
される。

（ＮＯ光化学反し已は、入射電磁波が吸収される深さに
、直ちに限定される１、従って、紫外線が侵入する深さ
の１０倍もある厚さのＰＥＴでは、大部分の物質が些学
的には変化しない１、 このような光化学反し過程では、続いて処理することな
く、制御された方法でＰＦ、Ｔの表面が食刻される。こ
の反応は、ＰＥＴフィルムについての大゛きな吸収断面
によるものであるから、結果として、物質中の２［］Ｄ
ＯＸの深さまでエネルギーが吸収されることになシ、そ
して、これらの吸収される光子エネルギーで大変効率良
く結合をこわすことになり、また、多数の小さな分裂分
子を形成して、それらの蒸発を促進することになる。こ
のような反し過程は、真窒中又はガス雰囲気（窒素、酸
素、等）中で観測されるが、しかし、空気中では、はぼ
１０倍に加速される。

光化学反応過程は、短い波長（＜２２０ｎｍ）の紫外線
によって開始され、ＰＥＴ中の長い炭化水素鎖をよシ短
い鎖へとこわす。このような過程は、電磁波によって開
始され、酸素によって続けられる。この酸素は、より短
い鎖の端部に封をする（ｓｅａｌ）即ち結合することに
なるので、より短い鎖が再結合してより長い鎖になる確
率を最小にする。このように、酸素の存在によって、鎖
をこわす過程が促進され、それで、揮発生成物として放
出することができるような増々小さな副産物が生成され
る。

本発明の光化学反応過程は、２２０　ｎｍ　　よりも短
い波長の光にのみ依存しているのであって、そのような
反ｉｆ起こすのに酸素を必要としないことに注意された
い。これは、食刻するのに酸素を必要とする、よシ長い
波長の紫外線を入射する方のとは、著しく異なるもので
あるーこのような方法は、ρりえば、前記したり、Ｊ、
Ｃａｒｌｓｓｏｎ及びり、　Ｍ、　Ｗｉ　ｌ　ｅ　Ｂ著
の本の３３６頁に示されている。

このような長波長め紫外＠を用いる場合には、長時間を
経た後でさえも、表面をフォトエッチすることはできな
い。光子は、物質の大部分へ侵入して、耐候性の劣化を
生じる、即ち、老化する。たとえ、揮発生成物がこのよ
うな長波長の電磁波によって生成されても、これらの生
成物は物質中の大部分のところで捕獲され、物質の外へ
逃げるこ本発明の実施に際して、臨界的となるパラメー
タは、紫外線の波長だけである。入射紫外線の電力及び
電力密度は、臨界的でないし、レーザ光である必要もな
い。紫外線としては、パルス波及び連続波の両方が用い
ることができる。ＰＥＴについての食刻の最終的な深で
は、紫外線の強さが一定のときには、その露光時間に関
係する。

［ＰＥＴ表面処坤用装置〕 第１図は、ＰＥＴ’ｉパターン化できしかもその全表面
の層を食刻できるようなプロセスを概略的に示した図で
ある。参照番号１０によシ示された２　２０　ｎｍ　よ
りも短い波長の紫外線が、基板１４土のＰＥＴ鳴１２に
当たる。紫外線ｉ　ｏ’ｌｐ　ＥＴ層１２の表面の選択
部分に照射できるように、この図では、マスク１６が示
されている。もちろん、ＰｇＴｆｉｚ２の全表面に照射
することができる。

ＰＥＴ層１２は、必ずしも基板１４によって支えられて
いる必要はなく、塊状の物質であっても良い。基板１４
は、ＰＥＴ警１２が上に形成される半導体ウェハその池
の基板である。照射時間は、ＰＥＴ層１２を食刻除去す
るのに十分な長さである。

第２図は、ＰＥＴｌ１１２及び基板１４がチェンバ１Ｂ
内に配置される装置を示している。このような装置は、
例えば、ポンプ２２に接続された出口部分２０’（ｊ有
する真空チェンバである。チェンバ１８の内側は、ポン
プ２２によって所望の圧力まで排気され得る。ポンプ２
２ｔＩ′ｉ、また、ＰＥＴ層１２についての光化学反応
過程の間に形成される揮発性生成物全除去するためにも
用いられ得る。

矢印２４が、これらの残留副産物の除去を示す。

チェンバ１８は、矢印１０で示されているような適切な
波長の紫外線を通すことができる窓２６を有している。

チェンバ１８内には、マスク１６も配置されている。

チェンバ１８には、入口部分２８が設けられている。こ
の入口部分２８は、好ましくは、９気、酸素、窒素等の
うちから選択したガスを導入するだめのバルブを備えて
いると良い。これらの導入ガスが矢印３０で示されてい
る。

操作としては、ＰＥＴ箸１２を有する基板１４をチェン
バ１８内に配置する。もし、ＰＥＴ鳴１２の表面の選択
部分のみを照射することになって・いるなら、適切にマ
スクを使用する。それから、遠紫外線源５２を駆動させ
、２２０　ｎｍ　よりも短い波長の紫外＠１０を窓２６
から照射する。こうして、先に説明したように、ＰＥＴ
ｌ１１２の表面をフォトエッチすることになる。

〔例〕

最初の例では、アルゴン及びフッ素を充填したＬａｍｂ
ｄａ　Ｐｈｙｓｉｋ　　Ｅ　Ｍ　Ｇ　５　Ｄ　Ｏ／’Ａ
／ス・レーザで発生させた１　９５　ｎｍの紫外線を、
ＰＥＴフィルムに照射した。このレーザの出力は、ＩＨ
ｚで１３ＭＷ／ｃＩｎ　であった。ビームの中心の０．
５ｃｍ径の円を選択するために、アイリス絞りを用いた
。

このビームは、石英の球面レンズを通してコリメートさ
れた。照射フィルムを焦点に注意して配置した。入射エ
ネルギーは、５０乃至１００ｍＪ１０＋２ハルスであり
、パルスの持続時間は、１２ナノ秒であった。このよう
な各パルスは、約１０００Ｘの深さまでＰ　Ｅ、Ｔ　ｆ
フォトエッチすることになるであろう。

２番目の例では、ＣＷ水銀共鳴ランプで発生させた１８
５ｎｍ　の紫外＠を、ＰＦＪＴフィルムに照射した。こ
のレーザの出力は、照射表面で１．６　ｍＷ／Ｇ　であ
った。第１及び第２の両方の例に対して、２５０μｍ及
び１．５　ｐｍの厚ざのＰＥＴフィルムが用いられた。

これらの両方の例においては、紫外線ビームにより画成
された形状領域でＰＥＴ物質が漸次除去された。そして
、このような結果を達成するのに同ら現陳全必要としな
かったー光の強さについての大きな差が補正されたとき
には、１９５　ｎｍ及び１８５ｎｍでの結果は同じであ
った１、プロセスは、真空中又は窒素雰囲気中では、空
気中の場合よりも、はぼ１０分の１位に遅くなった。こ
れは、先に説明したように、酸素が炭化水素鎖のこわれ
た部分の端部に封をする即ち結合して、それらの再結合
金防ぐからである。ＰＥＴ物質についてのフォトエツチ
ング速度は、空気中では、はぼ１０００Ｘ／パルスであ
った。正確な速度は、露光される表面の面積の関数であ
る。これは、非常に効率の良いフォトエツチング・プロ
セスであり、２２０ｎｍ及びそれよりも長い波長で得ら
れる効果とは、光化学的には非常に異なる効果を達成し
ている。

所与のエネルギーに対するエツチング／パルスの割合に
ついてのこの直ヲ、通常のフォトリソグラフィと比べる
際には、本書で開示した光化学反応プロセスが、紫外線
の入射中に又はその直後に、生成物質を除去しているこ
とに注意しなければならない。これに対して、通常のフ
ォトリングラフィ・プロセスにおける照射頭載からの生
成物質の除去は、専ら、湿性の現像処理中に行なわれる
。

吸収係数εがほぼ１０４で、分子量が２４８とすると、
紫外線の９５多吸収についての侵入の深さは、０．２７
μｍであったｎ即ち、紫外線の光子は、９５チ吸収につ
いては、２７０［ＩＸまでの深きに限定された。

他の例において、ＰＥＴの金属化（鉛）フィルムを、１
９３　ｎｍ　　のノクルス光で照射した。５秒間照射さ
れた領域では、ＰＥＴが、はぼ１μｍの深きまで食刻さ
れた。これは、干渉計における波面分割測定（ｔａｌｌ
ｙａｕｒＬｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　）により確められ
た１、照射表面は、微細構造を示した。このことは、フ
ィルムが照射中にその軟化点に達しな刃・つたこと？意
味する一照射フイルムの赤外縁スペクトル分析では、露
光すると吸収の強さが減少すること以外は、未照射フィ
ルムと比べて、吸収パターン頭載においては何ら実質的
な変化が起きないことが示された、このことは、次のよ
うな考えｋＵ１１証したことになる。１２０ち、照射頭
載ではフィルムがより薄くなるが、光化学反応の生成物
はフィルムの低いレベルにのみ存在して、その大部分は
、蒸発によって除去されるということである。

このことは、ざらに、光化学反応の揮発生成物を捕獲し
て分析する実験によって確かめられた。

本発明では、表面効果のみといえるような深さを越えて
、ｐｇＴｖ光化学反し的に食刻するために、フィルム状
及び塊状のＰＥＴ物質が、２２０ｎｍ　よシも短い波長
の紫外線で露光される。食刻する深さに影響を与えるた
めに軽度の処理や強度の処理（延長された露光）が行な
われ得る。所望するなら、選択領域においてＰＦ、Ｔｉ
完全に除去する。こともできる。このような波長範囲の
電磁波に！供する源又は装置なら、どのようなタイプの
ものでも用いることができるし、ＰＥＴにそのような電
磁波を照射する光学システムなら、どのようなタイプの
ものでもよい。ＰＥＴの品等、分子量、厚さ等は特定さ
れない。

さらに、本発明では、２２　Ｄ　ｎｍ　　よりも短い波
長の紫外線によって容易且つ効率良くフォトエッチされ
得る物質には、次のような有機重合体が含まれる。即ち
、それらの骨格にエステル基を有し、テレフタル酸とあ
る分子量のα、ωジヒドリック・アルコールとの縮合に
よって形成きれるものでアル。エステル基は、観測され
るように、光感度の向上ケはたす。それ故に、本発明に
は、骨格又は側−にエステル基を有する重合体が含まれ
る。

【図面の簡単な説明】

Ｆｉ図＃、ポリエステル・フィルムをフォトエッチする
ために、そのフィルムに遠紫外線（λ〈２２Ｄｎｒｒｒ
）ｉ入射することを概略的に示している。 第２図は、本発明を実施するのに用いることができる装
置を概略的に示している。 １０・°・・遠紫外線、１２・・・・ＰＥＴ層。 出願人　　インターナショナル・ビジネス・マシーンズ
・コーポレーンヨン代理人　弁理士　　岡　　　１）　
　次　　生（外１名） ＦＩＧ、（ ＦＩＧ、２

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ２２０　ｎｍ　よシも短い波長の紫外線をポリエステル
   に照射することを特徴とする、ポリエステルを食刻する
   方法。