(57)【要約】基板（１８）上にレジストパターンを形成する方法は、サーモレジスト材料の層を有するドナー要素（１２）を基板に接近させて配置する。サーモレジスト材料の層の表面が多数のスペーシング要素によって基板の表面から間隔をとって置かれるようにギャップが維持される。レジストパターン通りにドナー要素（１２）に向かって熱エネルギが放射され、それによって、サーモレジスト材料の一部がアブレーション転写によりドナー要素（１２）からギャップを越えて移され、そして基板（１８）上へ堆積されて、レジストパターンを形成する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上にレジストパターンを形成するための方法であって、
ａ）サーモレジスト材料の層を含むドナー要素を基板に近接して配置し、
ｂ）前記サーモレジスト材料の層の表面が複数のスペーシング要素によって前記基板の表面から間隔をとって置かれるようにギャップを維持し、そして、
ｃ）レジストパターン通りに前記ドナー要素に向かって熱エネルギを当て、それによって、サーモレジスト材料の一部がアブレーション転写により前記ギャップを越えて前記ドナー要素から移され、そして前記基板上へ堆積されて、レジストパターンを形成すること、
を含むことを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記スペーシング要素が、前記基板の表面上の粒子であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記スペーシング要素が、前記サーモレジスト材料の層の表面上の粒子であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記スペーシング要素が、前記基板の表面上の微小ビーズであることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記スペーシング要素が、前記サーモレジスト材料の層の表面上の微小ビーズであることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記スペーシング要素が、前記サーモレジスト材料の層の表面上の有機粒子であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記スペーシング要素が、前記基板の表面上に埋め込まれた微小ビーズであることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記スペーシング要素が、前記サーモレジスト材料の層の表面上に埋め込まれた微小ビーズであることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記スペーシング要素が、前記基板の表面上の表面特徴構造であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記スペーシング要素が、前記サーモレジスト材料の層の表面上の表面特徴構造であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
熱又は圧力又はその両方が、前記ドナー要素と前記基板との間の接触を強めるために印加されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記ドナー要素が、支持体、転写アシスト層、及び転写サーモレジスト層を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記転写サーモレジスト層が０．２５〜１０ミクロン厚であることを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記転写サーモレジスト層が、高分子樹脂、単量体ガラス、光−熱変換物質、及びビーズを含むことを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記転写アシスト層が、高分子固着剤、光−熱変換物質、ガス生成剤、及びビーズを含むことを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記転写アシスト層が、無機ゾル−ゲルを含むことを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
前記転写サーモレジスト層が、分子量１０００〜２百万、好ましくは、５０，０００〜２００，０００の、１つ以上の高分子樹脂をメートル平方当り１０グラム、好ましくは、メートル平方当り１〜２グラム含むことを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
前記転写サーモレジスト層が、２５０〜１０００の分子量と、２５〜１７５℃、好ましくは、４０〜１００℃のガラス転移温度をもつ単量体ガラスを含むことを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項１９】
前記転写サーモレジスト層が、染料、顔料、炭素、又は金属から成る光−熱変換物質を含むことを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項２０】
前記転写サーモレジスト層が、直径１〜１０ミクロン、好ましくは、直径１〜５ミクロンのビーズを含むことを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項２１】
前記転写サーモレジスト層が、炭素のビーズを含むことを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項２２】
サーモレジスト材料の前記パターンの転写が、光放射によって行われることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項２３】
サーモレジスト材料の前記パターンの転写が、熱加熱によって行われることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項２４】
サーモレジスト材料の前記パターンの転写が、圧力によって行われることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項２５】
前記レジストパターン通りにドナー要素に向かって熱エネルギを当てるステップが、マスクを使用することを含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項２６】
前記レジストパターン通りにドナー要素に向かって熱エネルギを当てるステップが、レーザを励起することを含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項２７】
前記レーザが、主に、近ＩＲ波長を放出することを特徴とする、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記スペーシング要素が、前記ドナー要素の表面に形成されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項２９】
前記レジストパターンによって覆われなかった材料の前記層が、プラズマエッチされることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３０】
前記ドナー要素と前記基板との間の接触を強めるために真空が適用されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３１】
前記転写アシスト層が、ポリシアノアクリレート（ＰＣｙＡ）を含むことを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項３２】
前記転写アシスト層が、無水マレイン酸のコポリマを含むことを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項３３】
微細電子デバイスを作製する方法であって、
ａ）サーモレジスト材料の層を含むドナー要素を基板に近接して配置し、
ｂ）前記サーモレジスト材料の層の表面が複数のスペーシング要素によって前記基板の表面から間隔をとって置かれるようにギャップを維持し、
ｃ）レジストパターン通りに前記ドナー要素に向かって熱エネルギを当て、それによって、サーモレジスト材料の一部がアブレーション転写により前記ギャップを越えて前記ドナー要素から移され、そして前記基板上へ堆積されて、レジストパターンを形成するようにし、
ｄ）前記ドナー要素を除去し、
ｅ）前記基板をエッチングして、前記レジストパターンで覆われなかった材料を除去し、そして、
ｆ）前記レジストパターンを除去すること、
を含むことを特徴とする、方法。
【請求項３４】
前記パターンが、フォトマスクから光学的に転写されることを特徴とする、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記パターンが、光学的に変調された光線から直接書き込まれることを特徴とする、請求項３３に記載の方法。
【請求項３６】
放射エネルギを当てる処理が、レーザを励起するステップを含むことを特徴とする、請求項３３に記載の方法。
【請求項３７】
エッチングに先立ち前記レジスト材料のパターンを硬化させるという、追加ステップを含むことを特徴とする、請求項３３に記載の方法。
【請求項３８】
前記硬化処理が、光照射によることを特徴とする、請求項２６に記載の方法。
【請求項３９】
前記硬化処理が、形式加熱によることを特徴とする、請求項２６に記載の方法。
【請求項４０】
前記硬化処理が、化学的改質によることを特徴とする、請求項２６に記載の方法。
【請求項４１】
微細電子デバイスを作製する方法であって、
ａ）サーモレジスト材料の層を含むドナー要素を基板に近接して配置し、
ｂ）前記サーモレジスト材料の層の表面が複数のスペーシング要素によって前記基板の表面から間隔をとって置かれるようにギャップを維持し、
ｃ）レジストパターン通りに前記ドナー要素に向かって熱エネルギを当て、それによって、サーモレジスト材料の一部がアブレーション転写により前記ギャップを越えて前記ドナー要素から移され、そして前記基板上へ堆積されて、レジストパターンを形成するようにし、
ｄ）前記レジストパターンに従って、さらに少なくとも一回前記ドナー要素に向かって光エネルギを当て、
ｅ）前記ドナー要素を除去し、
ｆ）前記基板をエッチングして、前記レジストパターンで覆われなかった材料を除去し、そして、
ｇ）前記レジストパターンを除去すること、
を含むことを特徴とする、方法。
【請求項４２】
微細電子デバイスを作製する方法であって、
ａ）サーモレジスト材料の層を含むドナー要素を基板に近接して配置し、
ｂ）前記サーモレジスト材料の層の表面が複数のスペーシング要素によって前記基板の表面から間隔をとって置かれるようにギャップを維持し、
ｃ）レジストパターン通りに前記ドナー要素に向かって熱エネルギを当て、それによって、サーモレジスト材料の一部がアブレーション転写により前記ギャップを越えて前記ドナー要素から移され、そして前記基板上へ堆積されて、レジストパターンを形成するようにし、
ｄ）前記レジストパターンに従って、さらに少なくとも一回前記ドナー要素に向かって光エネルギを当て、
ｅ）前記ドナー要素を除去し、
ｆ）材料の被覆層を堆積させ、そして、
ｇ）前記レジストパターンと前記レジストパターンを被覆している材料とを除去すること、
を含むことを特徴とする、方法。
【請求項４３】
微細電子デバイスを作製する方法であって、
ａ）第一サーモレジスト材料の層を含む第一ドナー要素を基板に近接して配置し、
ｂ）前記第一サーモレジスト材料の層の表面が複数のスペーシング要素によって前記基板の表面から間隔をとって置かれるようにギャップを維持し、
ｃ）レジストパターン通りに前記ドナー要素に向かって熱エネルギを当て、それによって、第一サーモレジスト材料の一部がアブレーション転写により前記ギャップを越えて前記第一ドナー要素から移され、そして前記基板上へ堆積されて、レジストパターンを形成するようにし、そして、
ｄ）前記第一ドナー要素を、第二サーモレジスト材料の層を含んでいる第二ドナー要素と置き換え、且つステップｂ）及びｃ）を繰り返し行って、前記第二サーモレジスト材料を前記第二ドナー要素から前記基板上へ移して、よって、レジストパターンを形成するようにすること、
を含むことを特徴とする、方法。
【請求項４４】
さらに、
ｅ）前記基板上の前記レジストパターン上へ材料の被覆層を堆積させ、そして、
ｆ）前記レジストパターンを被覆している材料の層の一部を除去すること、
を含むことを特徴とする、請求項４３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、微細電子デバイスの加工及び詳細にはレーザ転写によって形成されたレジストによるドライプロセスを用いる微細電子デバイスの加工に関する。
【背景技術】
【０００２】
リソグラフィパターニング技術は、フラットパネル用の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）アレイを含む、微細電子デバイスの慣習的な加工に採用されてきた。微細加工に適用される従来のフォトレジストリソグラフィ技術は、基板上に約１００ｎｍの寸法内に構造を限定し且つ材料領域を形成できることを立証している。
【０００３】
焼付け型に基づき、リソグラフィ工程は、（インクのような）コーティングもしくは他の何らかの処理に対して受容性又は反発性（非受容性）のいずれかで、ある領域のパターンを形成する。従来のリソグラフィは、使用される材料及びその他の要因によって変化することがあるが、少数の基本的な処理を要する。典型的なシーケンスは次の通りである。
（ｉ）（スピンコーティングによるような）ポジ型又はネガ型フォトレジストのウェットコーティング、
（ｉｉ）フォトレジストのプレベーク、
（ｉｉｉ）光学式マスクアライナを使用して、オーバレイマスクを通す何らかの形の電磁放射へ露光することによるパターンの形成、
（ｉｖ）ポストベークによるような、マスク化パターンのキュアリング、及び、
（ｖ）液体エッチャントを使用して、未硬化部分の除去、
である。
【０００４】
後段の表面のコーティング又は処理に続いて、その後、保護用のフォトレジストパターンそのものが除去され得る。
【０００５】
処理ステップ（ｉ）〜（ｖ）は、クリーンルームの環境におけるような、空気中で実施され得、且つ、典型的には、別々の装置部品を使って実施される。あるいは、コーティング堆積のような、１つ以上のステップは、真空中で実施され得る。これらのステップの各々において実行されるプロセスの極めて特異な性質のため、任意のタイプの自動化された、連続加工システム又は装置においてステップ（ｉ）〜（ｖ）を結合させることは困難であり且つ費用がかかることになる。
【０００６】
処理ステップ（ｉ）〜（ｖ）に挙げられた従来方法を改良して、さらに優れた空間（ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ）分解能、比較的低廉なコストを達成し、且つエッチャントのような薬品の使用を排除するためにかなりの努力が費やされてきた。特にこの利点の１つの改善点は、液体エッチャントの必要性を排除するプラズマエッチング技術の改良であった。上に挙げたステップ（ｖ）に関して、プラズマエッチングの利用はドライ環境でのマイクロリソグラフィによる加工を達成するための可能手段である。
【０００７】
マイクロリソグラフィ技術の当業者によく知られているように、従来のフォトレジスト材料は、受容された全露光量、時間中の照明の全量に応答する、「相反則」に従う。中でも、従来のフォトレジスト使用の欠点は、硬化が完了するまで周囲照明の注意深い制御を必要とすることである。従来のフォトレジストは、典型的に、スペクトルのＵＶ部分の光で露光され、この場合、光子エネルギは特に高い。半導体部品の微細加工に用いられるフォトレジストの例は、米国特許第６，７８７，２８３号（Ａｏａｉ、等）に提示されている。
【０００８】
フォトレジストのこの応答特性及びその他の欠点により、別タイプのレジスト材料、即ち、サーモレジスト材料が、マイクロリソグラフィによる加工により適していると判明している。サーモレジストは、時間中の蓄積露光量に対するよりもむしろ熱エネルギに応答する。ほとんどのサーモレジストは、ＩＲ及び近ＩＲ範囲の放射に応答し、そして時おり「ＩＲレジスト」と呼ばれることもある。しかしながら、例えば、米国特許第６，１３６，５０９号（Ｇｅｌｂａｒｔ）に記載されているような、ＵＶ領域の代替サーモレジストもあり得る。
【０００９】
サーモレジストの使用は、従来のコーティング（上述のステップ（ｉ））に代わるドライプロセスを実現する利点を提供する。さらに、サーモレジストパターンが高収束放射エネルギを使って基板へ直接適用され得る場合、マスクの必要性は排除されるか又は最小限に抑えられ且つプレベーク及びキュアリングの両プロセス（上のステップ（ｉｉ）及び（ｉｖ））は、もはや適用されないであろう。
【００１０】
これらの利点を認めて、下記を含む、多数の特許開示がレーザエネルギを使用するサーモレジストの応用を提案している。
【００１１】
米国特許第５，８５８，６０７号（Ｂｕｒｂｅｒｒｙ、等）は、パターニング材料をドナーシートからリソグラフィ焼付けプレートへ直接転写する方法を開示している。アルミニウム又は被覆ポリエステルのような親水性のリソグラフィ焼付け支持物が被覆ドナーシートで覆われる。ドナーシートはレーザ放射を吸収する材料を含んでいる転写層と下記式の後続単位の再生単位を有する高分子固着剤とを含む。
【００１２】
【化１】
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【００１３】
ここで、Ｒ１は、シアノ、イソシアナート、アジド、スルホニル、ニトロ、ホスホリック、ホスホニル、ヘテロアリールを表すか、又はＲ２は、水素、アルキル又はＲ１と同じリストからのもの並びにイメージ通りに加熱することで固着剤が親水性受容体表面に転写するような親水性表面を有する支持体に含まれる受容要素である。その組合せが、固着剤を受容体へ転写させる高強度レーザビームでイメージ通りに露光される。その転写は、プレートの薬品又は溶液処理をせず且つポストベーク又はその他のポスト処理をしない状態で、比較的低露光を必要とする。
【００１４】
米国特許第６，８５５，３８４号（Ｎｉｒｍａｌ、等）は、発光高分子をパターニングし、有機電界発光デバイスの放射層を形成するためのプロセスを開示している。Ｎｉｒｍａｌ等の、‘３８４プロセスは、ドナーシートを受容体基板に近接させ、そして転写層をドナーから受容体へ選択的に熱転写させる転写ドナーシートを提供している。当該ドナーシートは、基板と、発光高分子及び添加物のブレンドを含んでいる転写層とを包含する。当該添加物は、転写層の高忠実熱転写を促進するように選択され得る。米国特許出願Ｎｏ．２００５／００７４７０５（Ｔｏｙｏｄａ）は、ドナーシートから基板へのレジスト材料の接着転写を開示している。Ｔｏｙｏｄａの‘７４７０５の方法では、レジスト材料の層は、照射エネルギビームによって基板上へ溶融又は融解される。未溶融のドナー材料はその後で基板表面へ接着されたレジストパターンを残してリフトオフされる。
【００１５】
有利なことに、Ｂｕｒｂｅｒｒｙ等の‘６０７、Ｎｉｒｍａｌ等の‘３８４、及びＴｏｙｏｄａの‘７４７０５の方法は、ドライプロセスを提供し、これは最初に未硬化レジスト材料で基板を被覆する要件をどれも排除し、マスキング要件を排除もしくは軽減し、且つプラズマエッチング技術の利用を可能にしている。しかしながら、これらの利点にもかかわらず、幾つかの性能上の欠点が残る。
【００１６】
これらの開示のそれぞれの方法に用いられた、接着転写は、精密な許容範囲を維持することについては固有の限界がある。これを説明するために、図１と図２は、（縮尺状態にはない）側面図を示す、簡略化された略形式で接着転写プロセスを表示する。図１を参照して説明すると、接着転写パターニング装置１０において、支持体７２上に、サーモレジスト材料の層のような、転写層６８を有するドナーシート７０が、基板１８に対して直接配置される。レーザビーム２６、もしくはその他の何らかの形の高収束放射エネルギがドナーシート７０へ印加される。レーザビーム２６を入力する直接領域では、光熱変換が起き、転写層６８の対応する部分を融解し且つ従ってこの部分を基板１８の表面へ接着させる。接着転写は、時には「融解」転写と適切に呼ばれることもある。
【００１７】
図２は、接着転写に関するよく知られた問題を示す。この問題は、ドナーシート７０が基板１８から引き剥がされるときに生ずる。Ｑと標識された拡大領域でさらにはっきり示されるように、特徴構造７４は、転写層６８のある部分が基板１８の表面に接着されるときはいつも形成される。ここで、特徴構造７４は、転写層６８がサーモレジスト材料である場合、サーモレジストのパターンの一部である。理想的には、レジスト材料の特徴構造７４又はその他の構造のエッジでは、基板１８にくっつけるべく予定されているレジストドナーの部分と付着特徴構造７４からリフトオフされ且つ「引き剥がされる」その他の部分との間に明らかな隔たりが生ずる。しかしながら、２つの問題のうち１つは、図２に示すように、起こり得る。先ず、図２における余剰部分７６で示されるように、未接着レジストドナーの部分は、被覆するドナーシート７０が除去されるときにきれいに分離され得ない。余剰部分７６は、過熱によるなどして、基板１８の表面へ不用意に接着されることさえあり、又は転写層６８の残余部分から引き剥がされることもある。余剰部分７６が存在すると、例えば、回路配線のエッジがぎざぎざになり得る。
【００１８】
起こり得る第二の問題は、例えば、何らかの僅かな表面欠陥によるか、又はレジスト転写層６８上の周辺の未接着レジストドナーの過剰な厚み又は強度に起因して、基板１８に完全に付着されない接着レジスト転写層６８の部分に関連する。図２において、引き剥がされた部分７８は、ドナーシート７０に沿ってリフトオフされる。引き剥がされた部分７８が小さいところでは、知覚し得る影響は何ら存在しないかもしれない。しかしながら、幾つかのケースでは、この影響は、余剰のレジスト材料が除去された所の表面の特徴構造のエッジをぎざぎざにする恐れがある。
【００１９】
引き剥がされた部分の見込みを減らし、そして接着結合全体を改善するために種々の対策が講じられ得る。例えば、そのような影響を無効にして且つドナーシートからのきれいな分離を得るために、Ｔｏｙｏｄａの‘７４７０５の開示は、実に、ドナーシート構造に離型（ｍｏｌｄ−ｒｅｌｅａｓｉｎｇ）潤滑剤又は他の薬剤を付加することを提案している。しかし、パターンの接着及び未接着部分間で完全な分離を得ることは可能でない故、Ｂｕｒｂｅｒｒｙ等の‘６０７、Ｎｉｒｍａｌ等の‘３８４、及びＴｏｙｏｄａの‘７４７０５の開示において提案されたように、接着転写は、正確なエッジ精密度を維持することにおいて固有の問題を被る。このことは、次には、接着結合方法を利用して形成されたレジストパターンに関して達成され得る空間分解能を限定する。
【００２０】
接着転写のさらに別の、顕著な欠点は、全エネルギレベルの要件に関する。ドナーシートが受容体基板と同一平面で接触しているとき、レーザスポットは、熱拡散によって幾らかの熱量を必然的に損失する。この影響は、今度は、融解及び接着に必要とされる任意の物理的変化を達成するのにより高い露光の使用を必要とする。熱拡散は、受容する基板が高い熱伝導度をもつ金属の表面であるときは、特に問題となり得る。
【００２１】
接着転写のさらに別の欠点は、ドナーと受容体表面間の密接な、平面表面接触の必要性に関する。正確且つ高い分解能は、接着転写中にドナーが受容体と接触してることを要求する。受容体表面上の任意のタイプの表面特徴構造の存在は、ドナーを受容体表面から分離する傾向があり、接着転写技術を利用する精密転写の理想的な結合条件を下回ることになる。同様に、制御された「クリーンルーム」環境においてさえ避けられない、ほこり又はちり粒子が、ドナーと受容体基板との間に溜まることがある。ほこり又はその他の微粒子によって引起される不完全な接着結合は、顕著な影響を有し、結果的に、接触点近傍での脱離となる。
【００２２】
【特許文献１】米国特許第６，７８７，２８３号明細書
【特許文献２】米国特許第６，１３６，５０９号明細書
【特許文献３】米国特許第５，８５８，６０７号明細書
【特許文献４】米国特許第６，８５５，３８４号明細書
【特許文献５】米国特許出願公開第２００５／００７４７０５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
従って、接着レジストと周辺領域間のエッジ精密度の改善を可能にし、ドナー又は受容体基板上へ過剰な熱量を当てず、且つほこり及びちりに関して従来の接着転写より堅固である、乾燥媒体を利用して基板上でサーモレジストパターニングを行う装置及び方法の必要性が存在するのである。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
改善されたサーモレジストパターニングの必要性に応じて、本発明は基板上にレジストパターンを形成するための方法を提供し、その方法は、
ａ）サーモレジスト材料の層を含むドナー要素を基板に近接して配置し、
ｂ）サーモレジスト材料の層の表面が複数のスペーシング要素によって基板表面から間隔をとって置かれるようにギャップを維持し、そして、
ｃ）レジストパターン通りにドナー要素に向かって熱エネルギを当て、それによって、サーモレジスト材料の一部がアブレーション転写によりギャップを越えてドナー要素から移され、そして基板上へ堆積されて、レジストパターンを形成するようにすること、を含むものである。
【００２５】
本発明及びその目的と利点は、以下に提示された好ましい実施形態の詳細説明においてさらに明らかになろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本明細書は、本発明の主題を特に指摘し且つ明確に範囲請求する請求の範囲によって結論されるとはいえ、本発明は、添付図面を参照して解されれば以下の説明からさらに良く理解されるであろうと思われる。
【００２７】
本発明は、特に、本発明による装置の部分を形成する、もしくはその装置とより直接的に協同する、要素を対象とする。理解されるべきは、明確に表示又は記述されていない要素は当業者によく知られている種々の形をとり得るということである。
【００２８】
背景技術の節において最初に記述された接着転写方法とは違って、本発明のパターニング方法は、熱又は光エネルギを用いてドナー要素からパターン化されるべき層の上へのレジスト材料のアブレーション転写を利用するものである。このプロセスでは、ドナーシート又はレジスト材料（有機又は無機）で被覆されたその他の物品のような、ドナー要素が、ＴＦＴ基板のような、受容体に極めて接近した状態に置かれて（アルミニウムのような）材料の層でパターン化される。走査レーザビーム（又はレーザヘッド）が、ドナーが露光された所はどこでも、ドナー要素から受容体へ一定パターンでレジスト材料を転写させる。レジストパターンは、マスクを通して基板上へ書き込まれ得る。あるいは、シリコンウェーハに対して用いられるもののような、ディジタル書込み又は直接書込みプロセス（即ち、マスクレスリソグラフィ）も採用され得る。このやり方で形成されたレジストパターンは、ほとんどの用途ではさらに処理又は硬化される必要はない。
【００２９】
ドナー要素の除去後、基板は、引き続きウェットエッチ又はプラズマエッチのいずれかのエッチングにかけられる。従来のエッチングにおけるように、レジストがその層を保護していなかった所はどこでも堆積層が除去される。その後、酸素プラズマによるなどして、レジストを剥がすことができ、そして基板は、追加パターン堆積のような、さらに先の加工ステップへ続くことになる。
【００３０】
上述の背景技術の節で、ドナー媒体からのサーモレジスト材料の接着転写に関連した問題が記述された。接着転写に固有の諸問題を克服するべく、本発明は、ドナー媒体から受容体基板へ、ギャップを越えた、アブレーション材料転写を採用している。用語「アブレーション転写（ａｂｌａｔｉｖｅ  ｔｒａｎｓｆｅｒ）」は、広義に、ドナー媒体からの熱誘導転写であると解され、この場合、ドナー媒体の構成要素の少なくとも一部分が気体状態に変換される。気体状態に変換される材料は、レジスト材料自体であり得るか又はアブレーション転写の推進物として上のように働く、ドナーの他のある種の成分材料であり得る。いずれの場合においても、気体形への膨張は、アブレーション転写における転写メカニズムとして作用する推進力を作り出す。アブレーション転写の広義の分類は、昇華転写を含み、この場合、加熱されるレジストドナー材料の幾らか又は全てが固体から蒸気に変換される。アブレーション転写は、また、フラグメンテーション（断片化）転写（ｆｒａｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ  ｔｒａｎｓｆｅｒ）又は微粒子転写を含み、この場合、ドナー材料の少なくともある部分は、実際に気体状態に変換されないかもしれないが、ドナーのある加熱成分の蒸気形状への変換によって効果的に断片化され且つ推進される。アブレーション転写では、ドナーレジスト材料は、ドナーの表面と受容体基板間のギャップを越えて推進される。アブレーション転写の気化及び気体流のメカニズムは、この転写方法と、ドナーと受容体間の密な接触（即ち、ギャップ無し）に頼り、且つドナーと受容体間でレジスト材料を転写するある種の融解を利用する従来のアブレーション転写とを区別するものである。
【００３１】
ドナーから受容体媒体への着色剤転写を支持するべく最初に開発された、アブレーション転写技術は、ドナーと受容体間のギャップを利用して、図１を参照して記述されたような、接着転写に固有の問題の幾つかを回避する。転写プロセスにおいて、被堆積サーモレジスト材料、又は推進物として働くドナー中の他のある種の材料は、昇華又はアブレーションの状態まで加熱され、サーモレジスト材料の融解というよりむしろ、ドナーの少なくともある成分の部分的又は全体的気化を引起す。レーザ又はその他のソースからの適当な加熱の下で、生ずる蒸気及び／又はアブレーションされた固体が、部分的に又は完全に気化された形で、ギャップを越えて、ドナーから受容体表面へ進む。受容体（基板１８）の所で、生ずる蒸気及びアブレーションされた固体の堆積が、（図２に示されたような）表面特徴７４を肉盛し、これがサーモレジストパターンを形成する。
【００３２】
アブレーション転写に使用され得る推進材料が多数ある。推進材料はドナー内部に（例えば、図４の放射−吸収層３６に）配置されることになり、その結果、推進材料によってレーザ又は光源から吸収された熱が気体又は蒸気を発生させ、それが、ギャップを越えて且つ受容基板上へレジスト材料を向けるのに必要とされる力をもたらすことになる。この機能に適する材料は、ポリシアノアクリレート（ＰＣｙＡ）及び無水マレイン酸のコポリマ（Ｇａｎｔｒｅｚ  Ｒｅｓｉｎｓ）を含む。その他のタイプのポリマも適切であり得る。
【００３３】
これより図３に戻って説明すると、本発明のアブレーション転写に従ってドナーシートのようなドナー転写要素（以後、ドナー要素１２と呼ぶ）から基板１８上へ材料を転写するためのパターニング装置１００が示されている。パターニング装置１００のレーザ１４は、レーザビーム２６を発生するダイオードレーザ又は他の任意の強力レーザであり得る。少なくとも１つのレーザ１４又はレーザビーム２６がこの発明において同時に使用され得る。レーザビーム２６を走査してレーザビーム２６とドナー要素１２間に相対移動をもたらすために、可動ミラーを含むガルバノメータ２２がｆ−θレンズ２４を通してビームを走査してＸ方向に走査線を形成する。レーザビームを走査する方法は、鏡面を有する回転多角形のような、他の種類の可動反射表面によっても、又は回転回折格子のような他の装置によっても達成され得るということは、当業者には分かるであろう。あるいは、必要とされる相対移動は、レーザビーム２６に相対して基板１８を移動させることによっても与えられ得る。
【００３４】
図３に示された実施形態において、ドナー要素１２と基板１８は、全領域を走査できる搬送ステージ３２によって、走査線に直交するＹ方向に搬送される。走査における任意の点でのビーム２６の強度は、制御論理プロセッサ２８からの命令を用いてレーザ電力制御ライン３０によって制御される。あるいは、レーザビーム２６の強度は、レーザ光学の分野の当業者によく知られている音響光学変調器（図示せず）のような別の変調器によっても制御され得る。代替実施形態において、基板１８が固定されたままで、レーザ書込み装置が移動されるか又はレーザビーム２６が光学的に向けられる。重要な特長は、全領域走査を可能にするためにレーザビーム２６と基板１８間で相対移動があるということである。
【００３５】
図３に示されたように、ドナー要素１２は、表示基板１８に対する転写関係で位置決めされる。ドナー要素１２及び基板１８の構造、材料、及び加工は、以下においてより詳細に議論される。ドナー要素１２及び基板１８は、ドナー要素１２及び基板１８のいずれか又は両方の光学的加熱により、締付け、圧力印加、接着、等によって所定位置に保持され得る。この配置のための設備の一例は、その開示が参考として本書に引用されている、同一譲受人に譲渡された米国特許第６，６９５，０２９号（Ｐｈｉｌｌｉｐｓ等）に開示されている。転写は、窒素又はアルゴンのような、不活性雰囲気下で、又は真空下で行われることが好ましい。図３及び図４に示されたように、ドナー要素１２と、そこへの材料転写が望まれる基板１８の部分との間にギャップＧが存在する。埋込ビーズ又はその他のスペーシング要素のような、スペーサ８８がギャップＧを維持するのに用いられる。
【００３６】
図３及び図４を参照して、ｆ−θレンズ２４は、レーザビーム２６をドナー要素１２の放射−吸収層３６上へフォーカスさせ、一方、ガルバノメータ２２がそのビームを走査する。レーザビーム２６は、アブレーション転写を起こさせるほど十分高い温度まで放射−吸収層３６を加熱して、レジスト層とも呼ばれる、転写サーモレジスト層３８中の材料が表示基板１８の方へ推進され、それによって、転写レジスト部分４４を基板１８上に形成するようにする十分なパワーを持っていなければならない。図４は、点線の輪郭の中に形成された特徴構造７４を表す。
【００３７】
一実施形態において、アブレーション転写は、表示基板１８上への後の堆積に関してサーモレジスト層３８中の材料の部分的又は完全気化によって行われる。ｆ−θレンズ２４のスポットサイズ形状は、転写されることになるサーモレジスト層３８の領域を決定する。その配置は、レーザビーム２６が与えられた走査速度に向く十分なパワーを有しているとき、そのスポットサイズは、サーモレジスト層３８の照射部分からの材料をドナー要素１２から基板１８上の「ピクセル」に似た指定領域へ、ギャップＧを越えて、選択的に転写させるようなものである。図３において、レーザビーム２６は、２つの間隔を開けた矢印として表される。図解の簡便にするため、理解されるべきは、レーザビーム２６が、レジスト層３８の転写領域として定められる２つの異なった位置間で実際に移動されたということである。
【００３８】
好ましい実施形態（図３）において、レーザビーム２６は、ガルバノメータ２２によりドナー要素１２を越えて連続的に走査され、一方、レーザ電力は、制御論理プロセッサ２８からの命令によって変調される。ドナー要素１２上に入射するレーザ電力の変調は、サーモレジスト層３８中のレジスト材料の転写を基板１８への選択された走査領域で選択可能な量で起こさせる。好ましい実施形態において、レジスト層３８中の材料のほとんど又は全てが基板１８へ転写される。
【００３９】
レーザ１４は、レジスト層３８中のサーモレジスト材料の組成に適し且つ放射−吸収層３６におけるアブレーション転写に使われるその他の材料に適するよう整合されなければならない。使用され得るほとんどのタイプのサーモレジストに対して、レーザ１４は、赤外線固体レーザ、ネオジムＹＡＧレーザ又はレジスト層の転写をもたらすのに十分なパワーを与える他の任意のレーザであり得る。必要なパワーは、放射−吸収層３６の吸収をレーザ１４の波長と整合させることによって決まる。スポット形状は、その開示が参考として本書に引用されている、同一譲受人に譲渡された米国特許第６，２５２，６２１号（Ｋｅｓｓｌｅｒ、等）に教示されているように、低コストの多重モードレーザを使用しても細線の書込みを可能にする卵形であり得る。
【００４０】
好ましい実施形態において、転写プロセスに使用されるドナー要素１２は、レーザ光線に対して透過性であるドナー支持体３４、レーザ光線を熱に変換する転写アシストの放射−吸収層３６、及び被転写レジスト層３８を含む。別の実施形態において、レジスト層３８は、また、層３６に加えて放射−吸収層として作用することができ、又はあるいは、層３６を除くこともできる。さらに別の代替として、支持層３４は、また、放射−吸収層としても働くことができ、そして別の層３６を除くことができる。この発明に使用し得るドナー支持体と放射−吸収材料の例は、米国特許第４，７７２，５８２号（ＤｅＢｏｅｒ）に見出され得る。ドナー支持体３４は、光−熱（ｌｉｇｈｔ−ｔｏ−ｈｅａｔ）誘導方式の転写中、構造上の完全性を維持できなければならない。これらの要件を満たす支持体材料は、例えば、ガラス、金属箔、プラスチック（高分子）箔、及びファイバー強化プラスチック箔を含む。プラスチック箔はほとんどの用途に極めて有益である。適当な支持体材料の選択は、既知の工学的アプローチを利用して、入射レーザ放射を取り扱うのに適したそれらの適性に基づき得るとはいえ、選択された支持体材料の他の様相も、本発明に向くドナー支持体として形成されるときは特別考慮に値し得るということが理解されるであろう。例えば、幾つかの支持体材料は、転写可能なレジスト材料でのプレコーティングに先立ち、多段洗浄及び表面準備プロセスを必要とすることがある。
【００４１】
放射−吸収層３６に使用される材料は、一般譲渡された米国特許第４，９７３，５７２号（ＤｅＢｏｅｒ）及び第５，５７８，４１６号（Ｔｕｔｔ）において指定された染料のような染料、又はカーボンブラックのような顔料であり得る。放射−吸収層３６は、クロム、ニッケル又はチタンのような金属、又はそれらの反射防止特性によって放射を吸収する材料の積層スタックであり得る。主な判定基準は、放射−吸収層３６が、与えられた波長で、レジスト層３８からの材料の転写に向く十分高い強度での、レーザ光線を吸収することである。この転写の効率は、レーザのフルーエンス（ｆｌｕｅｎｃｅ）、スポットサイズ、ビームオーバラップ及びその他の要因に依存することがよく知られている。一般的に、放射−吸収層３６の光学濃度は、少なくとも０．１（光の２０％が吸収される）でなければならない。
【００４２】
放射−吸収層３６は、光吸収性材料を含んでいることに加えて、好ましくは、高分子固着剤又は非晶質の有機固体を含み得る。これらの固着剤及び固体は、好ましくは、ポリシアノアクリレート、ニトロセルロース、無水マレイン酸のコポリマ、及びレーザドナー要素における推進物層の成分として、米国特許第６，１９０，８２７号（Ｗｅｉｄｎｅｒ）及び米国特許第６，１６５，６７１号（Ｗｅｉｄｎｅｒ，等）及び本書に引用された参考文献に開示された材料のような熱的に化学変化を起こしやすい又はガス発生性物質である。放射−吸収層３６は、また、当該層の物理的完全性を確保するのに必要なその他の高分子固体及び有機固体を含み得る。
【００４３】
レジスト層３８は、高分子固着剤、非晶質の有機固体、及び粒子又は球面ビードを含み得る。あるいは、レジスト層３８は、また、これらの材料と放射−吸収材料の混合物及び放射−吸収層３６に関して記述された熱的に不安定な物質も含み得る。
【００４４】
レジスト層３８の高分子固着剤は、Ｓｈｉｐｌｅｙ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｍａｒｌｂｏｒｏｕｇｈ，ＭＡからのＳｈｉｐｌｅｙ  Ｇ−Ｌｉｎｅ又はＭｉｃｒｏｐｏｓｉｔ（商標）フォトレジストのような、リソグラフィ工程においてレジスト特性をもたらすことが知られている高分子を含み得、そしてポリメタクリレート類及びアクリレート類、ポリスチレン及びブタジエン、アクリレート類及びメタクリレート類とのコポリマ、アクリロニトリル、ポリエステル類、ポリアミド類、ポリイミド類、ポリビニルクロリド類及び酢酸ビニル、ポリビニルエステル類、ポリウレタン類、ポリビニルアセタール類及びブチラール類とのコポリマ、エポシキド類、ポリイミド類、ノボラック樹脂類、ポリビニルフェノール樹脂類、等のような材料を含む。
【００４５】
レジスト層３８の非晶質の有機固体は、水素化及び部分的水素化ロジンエステル類及び類似ロジンエステル類のような、先に引用された米国特許第６，１６５，６７１号で記述されたような単量体樹脂であり得る。市販材料は、Ｓｔａｙｂｅｌｌｉｔｅ  Ｅｓｔｅｒ  １０（Ｈｅｒｃｕｌｅｓ）のような水素化ウッドロジンのグリセロールエステル、Ｆｏｒａｌ  ８５（Ｈｅｒｃｕｌｅｓ）のような、水素化ロジンのグリセロールエステル及びＰｅｎｔａｌｙｎ  ３４４（Ｈｅｒｃｕｌｅｓ）のような、改質ロジンのペンタエリスリトールエステルを含む。層３８の非晶質の有機固体は、また、染料ドナーレーザ転写シートにおける固着剤要素として、一般譲渡された米国特許第５，８９１，６０２号（Ｎｅｕｍａｎｎ）に記述されたような単量体のガラス状固体も含む。層３８の非晶質の有機固体は、また、ポリエステル  トン（ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ  ｔｏｎｅ）２６０のような約４０００未満の分子量を有するオリゴマ樹脂であり得る。
【００４６】
＜スペーシング要素＞
ドナー要素１２と基板１８の間に用いられる、図４のスペーサ８８のような、粒子、ビーズ、又はその他のスペーシング要素は、多数のタイプの規則的又は不規則的形状又は球面の、組成上有機又は無機のいずれかの、粒子のどれかであり得る。スペーシング要素は、約０．１及び１００ミクロンの間のサイズであり得、且つ好ましくは、直径約１〜２０ミクロンの範囲の幾分均一なサイズである。
【００４７】
ドナー要素１２と基板１８間にギャップＧを維持するためのスペーサの使用は、その開示が本書において参考として引用されている、一般譲渡された米国特許出願公開Ｎｏ．２００３／０１６２１０８（Ｂｕｒｂｅｒｒｙ，等）にさらに詳しく記述されている。スペーシングビーズの例は、米国特許第４，８７６，２３５号（ＤｅＢｏｅｒ）に記述されている。
【００４８】
スペーサ８８又はその他のスペーシング要素は、レジスト層３８に埋め込まれるか叉は放射−吸収層３６又はドナー支持体３４内に形成されるか、又はこれらの３つの層の任意の組合せの内部に形成され得る。あるいは、スペーシング要素は、基板１８の表面上に形成されるか又はレジストパターン転写処理以前にどちらかの表面上へ導入され得る。さらに別の代替として、ドナー要素１２又は基板１８のどちらの粗さもギャップＧを形成するのに用いられ得る。
【００４９】
ドナー要素１２の層のどれも、既に開示された材料に加えて、コーティング補助物として必要であり且つ表面特性の改質に用いられる表面活性化剤、製造されたデバイスの物理的完全性及び取扱いに必要とされる、硬化剤、接着促進剤、等を含み得る。染料及び顔料もプロセスの可視化を実現するためにドナー要素１２の層のどれかに付加され得る。
【００５０】
ドナー要素１２と基板は、シート材料、例えば、金属又は高分子膜、を含む任意の自己支持形材料であり得る。この発明の好ましい実施形態において、受容体支持体は（Ｅｓｔａｒ（商標）のような）ポリエステルである。
【００５１】
パターン化され得る材料の例は、全てのエッチング可能な金属又は導体、半導体、誘電体及び高分子である。次の例は、サーモレジスト及びレーザエッチングを用いてパターン化され得る材料を示す。これらのレジストと共に普通用いられる幾つかの金属又は導体は、アルミニウム、チタン、銀、金、クロム、スズ、ＩＴＯ、白金、等である。普通用いられる半導体は、ポリシリコン、非晶質シリコン、ドープシリコン、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、アンチモン化インジウム（ＩｎＳｂ）、ゲルマニウム、及びその他を含む。普通用いられる幾つかの誘電体は、窒化ケイ素、酸化ケイ素、シリコンオキシニトリドと、酸化アルミニウム、酸化チタンを含む金属酸化物、及びベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）、スピン−オン  グラス、アクリル、テフロン（登録商標）、ポリイミド、及びその他を含む有機材料の組合せの単一又は多重層を含む。普通用いられる高分子は、セルロース、トリアセテート、ポリチオフェン、等を含む。
【００５２】
受容体基板は、例えば、金属、ガラス、シリコン、及び高分子膜を含む任意の自己支持形材料であり得る。本発明の一実施形態において、基板１８はガラスである。
【００５３】
転写雰囲気は、真空、大気、又は超低湿度環境であり得る。照明は、真暗、（ＵＶではない）黄色光、全スペクトル光又は白熱又は蛍光光線による標準室内照明であり得る。
【００５４】
用いられるエッチ工程は、反応性イオンエッチにプラズマを使用して、プラズマトーチで、又はウェットエッチで、真空中で実施され得る。プラズマエッチに用いられるエッチガスの例は、Ｃｌ２、ＢＣｌ３、ＳＦ６、Ｏ２、Ｈ２、ＣＨ４、クロロホルム及びＮ２を含む。典型的なウェットエッチは、ＨＣｌ、硝酸、酸性酸、リン酸、塩化第二鉄、及び硝酸鉄を含む。
【実施例】
【００５５】
＜実施例１＞
ジヒドロキシジオキサンで硬化されたゼラチン０．４３ｇ／ｍ２の下塗り（ｓｕｂｂｉｎｇ）層を含んでいる１０２ミクロンのポリエチレンテラフタラート支持体を含むドナー要素は、次に、（０．３３２ｇ／ｍ２）ポリシアノアクリレート、（０．０５４ｇ／ｍ２）ＩＲ染料  １を含んでいる転写アシスト層で被覆された。これは、シクロペンタノン、Ｎ−メチルピロリドン、及びメタノールの０．０１ｗｔ％界面活性剤  Ｓｉｌｗｅｔ  Ｌ７００１（ＧＥ  Ｓｉｌｉｃｏｎｅｓ）との混合物由来の、下記構造を有する。
【００５６】
【化２】
2009510521.tif 000004
【００５７】
この集合体を、その後、次の成分：（１．０８ｇ／ｍ２）Ｆｏｒａｌ  ８５（水素化ロジンエステル、Ｈｅｒｃｕｌｅｓ  Ｃｏｒｐ．）固着剤、ＤａｙＧｌｏ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎからの（１．０８ｇ／ｍ２）Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｔ−１１（直径４〜５ミクロンのＴｈｅｒｍｏｓｅｔ  Ｒｅｓｉｎ  Ｂｅａｄ中の固体染料溶液）、（０．１１８ｇ／ｍ２）ポリビニルブチラール、（０．０２７ｇ／ｍ２）Ｒｈｏｄａｍｉｎｅ  ６Ｇ染料、及びＤＣ１２４８（Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ）、メチルエチルケトンとエチルアルコールの混合物由来の、０．０２ｗｔ％の溶液でのシリコーン界面活性剤を含むレジスト転写層でオーバーコートした。
【００５８】
ドナー要素１２を、レジスト被覆側を基板表面上のアルミニウムに近づけた状態で、５００オングストロームのアルミニウムで被覆されたガラス板から構成された基板１８上に配置した。サーモレジスト材料のレーザ転写は、ドナー要素１２から基板１８まで赤外線レーザビームを使ってドナー要素１２を通して基板１８への照射により実施された。ビームサイズは、幅広のビーム方向に沿う１／ｅ２ポイントスキャーニングに合わせて約１６マイクロメートル  Ｘ  ８０マイクロメートルであった。存続時間は、適当なパワー密度で２７マイクロ秒であった。転写は、レジスト材料によって覆われることが望まれた領域で実施され、そしてこの場合、エッチング後にアルミニウムが残されることになった。
【００５９】
レジスト転写後、ドナー要素１２が除去され、そしてそのサンプルは、Ｌａｍ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，  Ｆｒｅｍｏｎｔ，ＣＡの製品である、Ｌａｍ  モデル４６００  塩素型プラズマエッチツールに配置された。パターンは、金属層中にエッチングされた。次いで、サンプルは酸素プラズマアッシャに配置され、そして残留サーモレジスト材料が除去された。このプロセスは、レーザレジストパターンをアルミニウム中に転写した。レジストの除去で完全にドライなパターニングプロセスにより高忠実度のアルミニウムパターンとなった。ビーズが転写プロセスを陰にした所では幾らかのピンホールが観測された。
【００６０】
＜実施例２＞
この２−パスの実施例に関しては、実施例１の処理ステップを第一パスで完了させた。その後、第二パスとして、第二レジスト材料が塗布され、この場合は、ドナー要素１２と基板１８間にスペーサ粒子又はビーズが使用されなかった。これは、第一パスで形成された現存構造が必要なギャップＧ（図４）をもたらすので許されるのである。即ち、第二パスについては、第一パス中に形成された現存の表面特徴構造７４がスペーサとして効果的に作用して、図４に示されたようなスペーサ８８の必要性を排除する。第二パスに使われるドナー要素１２は、４ミルＰＥＴ支持体を使用し、ｎ−ブタノールとｎ−プロピルアセテートの混合物により被覆されたテトラブトキシチタネート（Ｔｙｚｏｒ  ＴＢＴ，Ｄｕｐｏｎｔ）の第一下塗り層で被覆し、そして０．１６ｇ／ｍ２  セルロースアセテートプロピオネート、０．０５４ｇ／ｍ２  ＩＲ−２、下記構造を有する０．０７７ｇ／ｍ２  Ｃｙａｎ  Ｄｙｅ  １、
【化３】
2009510521.tif 000005
下記構造を有する０．０７５  Ｍａｇｅｎｔａ  Ｄｙｅ  １、
【化４】
2009510521.tif 000006
下記構造を有する０．０６９ｇ／ｍ２  Ｙｅｌｌｏｗ  Ｄｙｅ  １
【化５】
2009510521.tif 000007
の第二転写層は、ＭＩＢＫ（４０％）、ｎ−プロピルアセテート（２０％）、プロピレングリコールモノメチルエーテル（２０%）及びメタノール（１０％）の混合物により被覆した。
【００６１】
この第二のレジスト転写は、第一レジストパターンの上に直接適用され、その結果、第二転写は第一転写と正確に整合した。レジスト処理は、受容体基板１８をレーザ作業台から移動させないで、第一ドナー要素１２を第二ドナー要素２と置き換えて達成され、その後、第一パターンに使われたものと同一のパターンを使ってレーザ活性化転写を実施した。第二の転写後、表示基板を実施例１におけるのと同じ塩素エッチ及びＯ２プラズマ洗浄にかけた。この第二転写は、ビードの陰を軽減し、改善された導線品質に帰着した。
【００６２】
＜実施例３＞
この実施例は、下記のような、少々の例外があるが、実施例１又は２について記述されたステップと同じ処理ステップを踏襲した。
（ｉ）ガラス基板上の被覆材料がポリシリコンであり、そして、
（ｉｉ）エッチガス雰囲気が六フッ化硫黄である。
【００６３】
＜実施例４＞
次のこの実施例に関しては、実施例１のドナー要素１２と放射−吸収層３６にオーバーコートが塗布された。オーバーコートは、１．５１ｇ／ｍ２のＳｔａｙｂｉｌｉｔｅ  １０（ａ  Ｒｏｓｉｎ  Ｂｓｔｅｒ）、０．１１６ｇ／ｍ２のポリビニルブチラール、０．０１６ｇ／ｍ２のＩＲ  Ｄｙｅ  ２、０．０５４ｇ／ｍ２のＣｙａｎ  Ｄｙｅ  １、０．００３８ｇ／ｍ２のジビニルベンゼンビーズ（直径４ミクロン）及びＤｏｗ  ＣｏｒｎｉｇからのＤＣ１２４８界面活性剤を含むメチルエチルケトン溶媒を用いたコーティング溶液の．０３６ｗｔ％を含むサーモレジスト転写層であった。この層を実施例１におけるような基板１８へあるパターンで転写し、そして第二の同一パターンを、実施例２におけるように、分離要素無しで、転写した。塩素エッチ、続いて、Ｏ２プラズマ洗浄を実施例１及び２におけるように実施して、アルミニウム導体パターンを形成した。
【００６４】
種々の実施形態において、転写サーモレジスト層３８は、分子量１０００〜２百万、好ましくは、５０，０００〜２００，０００のメートル平方当り１０グラム／メートル平方、好ましくは  １〜２グラム／メートル平方の、１つ以上の高分子樹脂から構成される。転写サーモレジスト層は、２５０〜１０００の典型的分子量及び２５〜１７５℃、好ましくは、４０〜１００℃の範囲の典型的ガラス転移温度をもつ単量体のガラスから構成され得る。スペーサ８８（図４）として、転写サーモレジスト層は、典型的に直径１〜１０ミクロン、好ましくは直径１〜５ミクロンの、ビーズを含み得る。炭素のような、種々の材料のビーズは、先に記述されたように使用され得る。
【００６５】
実施例２及び後続の実施例が示すように、本発明の方法を用いる多パス堆積、各パスがフレッシュドナー要素１２を利用するもの、を実行することは顕著な価値があり得る。レーザビーム２６によって追跡されるパターンは、第一パス、第二パス、及び後続の任意のパスについて同一である。多パス堆積の利点は、スペーサ８８によって生ずるシャドウイング効果に関連する。即ち、粒子スペーサ８８が特徴構造７４の一部を遮り、その結果、転写されるレジスト層４４（図４）が一回のパスで適切に形成され得ないような所では微小「ピンホール」を生ずる可能性がある。スペーサ８８が第二パスに使用される場合、基板１８の同一領域が２回の連続パスでスペーサ８８によって妨害されるということは考えられない。
【００６６】
第二及び後続のパスに対するスペーサ８８の代案は、上の、実施例２において言及されている。即ち、特徴構造７４のある部分がいったん堆積されると、基板１８の表面がスペーサ８８を必要とせずに十分なギャップＧの距離を維持できるようになり得る。さらに別の実施形態において、スペーシング要素が、基板１８の表面もしくはドナー要素１２の表面の何れかのところで、表面粗さ自体によってもたらされ得る。一実施形態において、レジスト層３８の表面はピーク８４で特徴付けられ、その結果、ドナー要素１２が基板１８上でそれ自体を事実上支えて、図５に示されたようにギャップＧを維持する。
【００６７】
ドナー要素１２と受容体基板１８間のギャップＧを維持することにより、本発明のアブレーション転写方法は、先に与えられた背景技術の節で記述された接着転写のような、その他の転写方法に勝る利点を提供する。１つの顕著な利点は、熱遮断に関するものである。転写を遂行するために発生される熱は、ギャップＧ内の空気、又は他のガスによって受容体基板１８の表面へ達するのが効果的に防がれるか又は遮断される。このことは、基板１８が、例えば金属材料が当てはまるような、高い熱伝導度を有する場合は特に有益である。高い熱伝導性表面は、幾つかの場合、転写を抑制していても、転写領域から過剰熱量を引き出し得る。この固有の熱遮断は、また、熱に敏感であり得る有機材料又は撓み性基板を併用するアブレーション転写をさらに期待できるものにする。アブレーション転写のさらに別の利点は、図２の接着転写に関して記述されたような、粗悪表面へ接着するドナー材料の性向に関連する。アブレーション転写では、ギャップ距離は、ドナーと受容体表面との間で維持され、堆積ドナー材料と非堆積ドナー材料間の結合はどれも最小にし、従って、ドナーシートが剥がされるとき、ドナー材料が受容表面からうかつに除去される可能性又は余剰のドナー材料がドナー要素から除去されて受容表面へ粘着する可能性を低減または排除する。
【００６８】
＜加工システム＞
図６を参照して説明すると、本発明の方法を用いて材料９２のパターンを基板１８上へ適用するための加工システムに使われる処理段階のブロック図が示されている。上述の加工システムで実行されるプロセスは、乾燥用ステージ、液体エッチャント、及び液体コーティング工程を排除する、ドライ加工プロセスである。エントリステップ１１０において、基板１８は、材料９２で被覆された支持体９４を有する。サーモレジスト堆積ステップ１２０において、ドナー要素１２が基板１８に近接して、ギャップＧだけ間隔をあけて、配置される。レーザ１４が特徴構造７４、即ち、示された例のトレース線を書き込み、サーモレジスト材料をドナー要素１２から基板１８上へ転写する。ドナー除去ステップ１３０において、ドナー要素１２が除去される。サーモレジスト堆積ステップ１２０とドナー除去ステップ１３０は、前述の多パスを実行するために繰返され得る。材料エッチングステップ１４０は、サーモレジストで保護された所、即ち、特徴構造７４の下、を除き、支持体９４の表面から材料９２をエッチングする。レジストエッチングステップ１５０において、特徴構造７４自体が表面からエッチングされて、元の材料９２から作られているトレース９６、又はその他のパターン化要素を残す。
【００６９】
図６のシーケンスは、単一要素を基板１８上に形成するための基本的プロセスだけを示して、大幅に単純化されている。微細加工技術分野の当業者には明らかなように、図６に示されたプロセスは、基板１８上へ回路部品を形成するために多数回繰返されることになる。
【００７０】
ほとんどのサーモレジストは、ＩＲ又は近−ＩＲ放射で活性化されるが、この方法は、また、十分に強力な可視又はＵＶ光線によって活性化されるサーモレジストに対しても利用され得る。レーザ走査メカニズムは、平面プラテン並びに例えば、真空ドラムのような、ドラム実施形態を包含し得る。補助的洗浄ステップは、エッチャントの使用を含む、次段のサーモレジスト堆積（図６に関しては、次段のサーモレジスト堆積ステップ１２０）に必要とされ得る。本発明の方法は、加工中のデバイスにとって最も適当であるような、プラズマ又は液体エッチャントのいずれに対しても利用され得る。材料９２（図６）は、例えば、金属、有機又は無機半導体、又は有機又は無機誘電体材料であり得る。
【００７１】
以上、提供されているのは、アブレーションレーザ転写によって形成されたレジストによるドライプロセスを利用する微細電子デバイスの加工のための装置と方法である。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】従来のアブレーション転写を利用するパターニング装置を示すブロック図である。
【図２】ドナー除去時のアブレーション転写に関する顕著な問題を示すブロック図である。
【図３】本発明に従ってサーモレジストパターンを塗布するためのパターニング装置を示すブロック図である。
【図４】ドナー／基板界面での構成要素を示す、非縮尺の、断面側面図である。
【図５】ドナー／基板界面での構成要素を示す、任意の実施形態における、断面側面図である。
【図６】本発明の方法と装置を用いて表面要素を形成するための処理ステップを示すブロック図である。
【符号の説明】
【００７３】
１０  パターニング装置、１２  ドナー要素、１４  レーザ、１８  基板、２２  ガルバノメータ、２４  レンズ、２６  レーザビーム、２８  制御論理プロセッサ、３０  制御ライン、３２  搬送ステージ、３４  ドナー支持体、３６  放射−吸収層、３８  レジスト層、４４  転写レジスト部分、６８  転写層、７０  ドナーシート、７２  支持体、７４  特徴構造、７６  余剰部分、７８  引き剥がされた部分、８８  スペーサ、９２  材料、９４  支持体、９６  トレース、１００  パターニング装置、１１０  エントリステップ、１２０  サーモレジスト堆積ステップ、１３０  ドナー除去ステップ、１４０  材料エッチングステップ、１５０  レジストエッチングステップ。
【図１】
2009510521.tif 000008
【図２】
2009510521.tif 000009
【図３】
2009510521.tif 000010
【図４】
2009510521.tif 000011
【図５】
2009510521.tif 000012
【図６】
2009510521.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成21年1月6日(2009.1.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上にレジストパターンを形成するための方法であって、
ａ）サーモレジスト材料の層を含むドナー要素を基板に近接して配置し、
ｂ）前記サーモレジスト材料の層の表面が複数のスペーシング要素によって前記基板の表面から間隔をとって置かれるようにギャップを維持し、そして、
ｃ）レジストパターン通りに前記ドナー要素に向かって熱エネルギを当て、それによって、サーモレジスト材料の一部がアブレーション転写により前記ギャップを越えて前記ドナー要素から移され、そして前記基板上へ堆積されて、レジストパターンを形成すること、
を含むことを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記スペーシング要素が、前記基板の表面上の粒子であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記スペーシング要素が、前記サーモレジスト材料の層の表面上の粒子であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
改善されたサーモレジストパターニングの必要性に応じて、本発明は基板上にレジストパターンを形成するための方法を提供し、その方法は、
ａ）サーモレジスト材料の層を含むドナー要素を基板に近接して配置し、
ｂ）サーモレジスト材料の層の表面が複数のスペーシング要素によって基板表面から間隔をとって置かれるようにギャップを維持し、そして、
ｃ）レジストパターン通りにドナー要素に向かって熱エネルギを当て、それによって、サーモレジスト材料の一部がアブレーション転写によりギャップを越えてドナー要素から移され、そして基板上へ堆積されて、レジストパターンを形成するようにすること、を含むものである。
また、前記方法において、前記スペーシング要素が、前記基板の表面上の粒子であることが好ましい。
また、前記方法において、前記スペーシング要素が、前記サーモレジスト材料の層の表面上の粒子であることが好ましい。
また、前記方法において、前記スペーシング要素が、前記基板の表面上の微小ビーズであることが好ましい。
また、前記方法において、前記スペーシング要素が、前記サーモレジスト材料の層の表面上の微小ビーズであることが好ましい。
また、前記方法において、前記スペーシング要素が、前記サーモレジスト材料の層の表面上の有機粒子であることが好ましい。
また、前記方法において、前記スペーシング要素が、前記基板の表面上に埋め込まれた微小ビーズであることが好ましい。
また、前記方法において、前記スペーシング要素が、前記サーモレジスト材料の層の表面上に埋め込まれた微小ビーズであることが好ましい。
また、前記方法において、前記スペーシング要素が、前記基板の表面上の表面特徴構造であることが好ましい。
また、前記方法において、前記スペーシング要素が、前記サーモレジスト材料の層の表面上の表面特徴構造であることが好ましい。
また、前記方法において、熱又は圧力又はその両方が、前記ドナー要素と前記基板との間の接触を強めるために印加されることが好ましい。
また、前記方法において、前記ドナー要素が、支持体、転写アシスト層、及び転写サーモレジスト層を含むことが好ましい。
また、前記方法において、前記転写サーモレジスト層が０．２５〜１０ミクロン厚であることが好ましい。
また、前記方法において、前記転写サーモレジスト層が、高分子樹脂、単量体ガラス、光−熱変換物質、及びビーズを含むことが好ましい。
また、前記方法において、前記転写アシスト層が、高分子固着剤、光−熱変換物質、ガス生成剤、及びビーズを含むことが好ましい。
また、前記方法において、前記転写アシスト層が、無機ゾル−ゲルを含むことが好ましい。
また、前記方法において、前記転写サーモレジスト層が、分子量１０００〜２百万、好ましくは、５０，０００〜２００，０００の、１つ以上の高分子樹脂をメートル平方当り１０グラム、好ましくは、メートル平方当り１〜２グラム含むことが好ましい。
また、前記方法において、前記転写サーモレジスト層が、２５０〜１０００の分子量と、２５〜１７５℃、好ましくは、４０〜１００℃のガラス転移温度をもつ単量体ガラスを含むことが好ましい。
また、前記方法において、前記転写サーモレジスト層が、染料、顔料、炭素、又は金属から成る光−熱変換物質を含むことが好ましい。
また、前記方法において、前記転写サーモレジスト層が、直径１〜１０ミクロン、好ましくは、直径１〜５ミクロンのビーズを含むことが好ましい。
また、前記方法において、前記転写サーモレジスト層が、炭素のビーズを含むことが好ましい。
また、前記方法において、サーモレジスト材料の前記パターンの転写が、光放射によって行われることが好ましい。
また、前記方法において、サーモレジスト材料の前記パターンの転写が、熱加熱によって行われることが好ましい。
また、前記方法において、サーモレジスト材料の前記パターンの転写が、圧力によって行われることが好ましい。
また、前記方法において、前記レジストパターン通りにドナー要素に向かって熱エネルギを当てるステップが、マスクを使用することを含むことが好ましい。
また、前記方法において、前記レジストパターン通りにドナー要素に向かって熱エネルギを当てるステップが、レーザを励起することを含むことが好ましい。
また、前記方法において、前記レーザが、主に、近ＩＲ波長を放出することが好ましい。
また、前記方法において、前記スペーシング要素が、前記ドナー要素の表面に形成されることが好ましい。
また、前記方法において、前記レジストパターンによって覆われなかった材料の前記層が、プラズマエッチされることが好ましい。
また、前記方法において、前記ドナー要素と前記基板との間の接触を強めるために真空が適用されることが好ましい。
また、前記方法において、前記転写アシスト層が、ポリシアノアクリレート（ＰＣｙＡ）を含むことが好ましい。
また、前記方法において、前記転写アシスト層が、無水マレイン酸のコポリマを含むことが好ましい。
また、本発明は、微細電子デバイスを作製する方法であって、
ａ）サーモレジスト材料の層を含むドナー要素を基板に近接して配置し、
ｂ）前記サーモレジスト材料の層の表面が複数のスペーシング要素によって前記基板の表面から間隔をとって置かれるようにギャップを維持し、
ｃ）レジストパターン通りに前記ドナー要素に向かって熱エネルギを当て、それによって、サーモレジスト材料の一部がアブレーション転写により前記ギャップを越えて前記ドナー要素から移され、そして前記基板上へ堆積されて、レジストパターンを形成するようにし、
ｄ）前記ドナー要素を除去し、
ｅ）前記基板をエッチングして、前記レジストパターンで覆われなかった材料を除去し、そして、
ｆ）前記レジストパターンを除去すること、
を含む方法を提供する。
また、前記方法において、前記パターンが、フォトマスクから光学的に転写されることが好ましい。
また、前記方法において、前記パターンが、光学的に変調された光線から直接書き込まれることが好ましい。
また、前記方法において、放射エネルギを当てる処理が、レーザを励起するステップを含むことが好ましい。
また、前記方法において、エッチングに先立ち前記レジスト材料のパターンを硬化させるという、追加ステップを含むことが好ましい。
また、前記方法において、前記硬化処理が、光照射によることが好ましい。
また、前記方法において、前記硬化処理が、形式加熱によることが好ましい。
また、前記方法において、前記硬化処理が、化学的改質によることが好ましい。
また、本発明は、微細電子デバイスを作製する方法であって、
ａ）サーモレジスト材料の層を含むドナー要素を基板に近接して配置し、
ｂ）前記サーモレジスト材料の層の表面が複数のスペーシング要素によって前記基板の表面から間隔をとって置かれるようにギャップを維持し、
ｃ）レジストパターン通りに前記ドナー要素に向かって熱エネルギを当て、それによって、サーモレジスト材料の一部がアブレーション転写により前記ギャップを越えて前記ドナー要素から移され、そして前記基板上へ堆積されて、レジストパターンを形成するようにし、
ｄ）前記レジストパターンに従って、さらに少なくとも一回前記ドナー要素に向かって光エネルギを当て、
ｅ）前記ドナー要素を除去し、
ｆ）前記基板をエッチングして、前記レジストパターンで覆われなかった材料を除去し、そして、
ｇ）前記レジストパターンを除去すること、
を含む方法を提供する。
また、本発明は、微細電子デバイスを作製する方法であって、
ａ）サーモレジスト材料の層を含むドナー要素を基板に近接して配置し、
ｂ）前記サーモレジスト材料の層の表面が複数のスペーシング要素によって前記基板の表面から間隔をとって置かれるようにギャップを維持し、
ｃ）レジストパターン通りに前記ドナー要素に向かって熱エネルギを当て、それによって、サーモレジスト材料の一部がアブレーション転写により前記ギャップを越えて前記ドナー要素から移され、そして前記基板上へ堆積されて、レジストパターンを形成するようにし、
ｄ）前記レジストパターンに従って、さらに少なくとも一回前記ドナー要素に向かって光エネルギを当て、
ｅ）前記ドナー要素を除去し、
ｆ）材料の被覆層を堆積させ、そして、
ｇ）前記レジストパターンと前記レジストパターンを被覆している材料とを除去すること、
を含む方法を提供する。
また、本発明は、微細電子デバイスを作製する方法であって、
ａ）第一サーモレジスト材料の層を含む第一ドナー要素を基板に近接して配置し、
ｂ）前記第一サーモレジスト材料の層の表面が複数のスペーシング要素によって前記基板の表面から間隔をとって置かれるようにギャップを維持し、
ｃ）レジストパターン通りに前記ドナー要素に向かって熱エネルギを当て、それによって、第一サーモレジスト材料の一部がアブレーション転写により前記ギャップを越えて前記第一ドナー要素から移され、そして前記基板上へ堆積されて、レジストパターンを形成するようにし、そして、
ｄ）前記第一ドナー要素を、第二サーモレジスト材料の層を含んでいる第二ドナー要素と置き換え、且つステップｂ）及びｃ）を繰り返し行って、前記第二サーモレジスト材料を前記第二ドナー要素から前記基板上へ移して、よって、レジストパターンを形成するようにすること、
を含む方法を提供する。
また、前記方法において、さらに、
ｅ）前記基板上の前記レジストパターン上へ材料の被覆層を堆積させ、そして、
ｆ）前記レジストパターンを被覆している材料の層の一部を除去すること、
を含むことが好ましい。
【国際調査報告】
2009510521.tif 000014
2009510521.tif 000015