(57)【要約】【課題】  溶剤により樹脂型を容易に除去できるため、Ｘ線リソグラフィを利用して微細構造体を安価に製造することができる。【解決手段】  本発明は、Ｘ線リソグラフィにより樹脂型を形成し、樹脂型により微細構造体を製造する方法において、形成した樹脂型の除去工程が、樹脂型に電子線を照射する工程と、照射後の樹脂型を溶剤により溶解する工程とを備えることを特徴とする。電子線は、吸収線量が、１０ｋＧｙ以上５００ｋＧｙ以下が好ましく、樹脂型の除去は、１３０℃以下で実施する態様が好ましい。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線リソグラフィにより樹脂型を形成し、該樹脂型により微細構造体を製造する方法において、形成した樹脂型の除去工程が、樹脂型に電子線を照射する工程と、照射後の樹脂型を溶剤により溶解する工程とを備えることを特徴とする微細構造体の製造方法。
【請求項２】
前記電子線は、吸収線量が、１０ｋＧｙ以上５００ｋＧｙ以下である請求項１に記載の微細構造体の製造方法。
【請求項３】
前記電子線は、エネルギが、５０ｋｅＶ以上２００００ｋｅＶ以下である請求項１に記載の微細構造体の製造方法。
【請求項４】
前記樹脂型の除去工程は、１３０℃以下で実施する請求項１に記載の微細構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線リソグラフィを利用した微細構造体の製造方法における樹脂型の除去方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高いアスペクト比を有する微細構造体を製造する方法として、Ｘ線リソグラフィを利用する方法が知られている。また、Ｘ線の中でも、指向性の強いシンクロトロン放射によるＸ線（以下、「ＳＲ」という。）を使用し、電鋳と組み合わせる方法はＬＩＧＡ法として知られている。ＳＲを用いるＬＩＧＡ法は、ディープなリソグラフィが可能であり、厚さ数１００μｍの金属構造体を高精度で大量に製造することができる。
【０００３】
Ｘ線リソグラフィを利用する微細構造体の製造方法は、まず、図１（ａ）に示すように、導電性基板１上に樹脂層２を形成する。樹脂層の厚さは、形成しようとする微細構造体の厚さに合せて任意に設定することができ、たとえば、数１００μｍとすることができる。
【０００４】
つぎに、樹脂材料２上にマスク３を配置し、マスク３を介してＳＲなどのＸ線４を照射する。Ｘ線４の照射により、樹脂層２のうち、樹脂層２ａは露光され変質するが、樹脂層２ｂは露光されない。このため、ポジ型樹脂の場合、現像により、変質（分子鎖が切断）した部分のみが除去され、図１（ｂ）に示すような樹脂層２ｂからなる樹脂型が得られる。
【０００５】
つぎに、電鋳を行ない、図１（ｃ）に示すように、樹脂型に、金属材料層５を堆積する。電鋳とは、金属イオン溶液を用いて導電性基板上に金属材料からなる層を形成することをいう。導電性基板１から給電して電鋳を行なうことにより、樹脂型に金属材料層５を堆積することができ、堆積した金属材料層から、微細構造体を得ることができる。
【０００６】
電鋳後、研磨または研削により所定の厚さに揃えると、図１（ｄ）に示すような微細構造体が得られる。その後、樹脂型を除去し（図１（ｅ））、酸もしくはアルカリによりウェットエッチングし、または機械加工により導電性基板１を除去すると、図１（ｆ）に示すような金属構造体を得ることができる。
【０００７】
導電性基板１上に形成する樹脂層２には、ポリメタクリル酸メチルなどのポリメタクリル酸エステルを主成分とする樹脂材料、またはＸ線に感受性を有する化学増幅型樹脂材料などを用いる。たとえば、分子量１万程度のポリメタクリル酸メチルを、メタクリル酸メチルモノマに溶解し、熱重合開始剤を添加した樹脂材料を導電性基板に塗布し、加熱する。加熱により、樹脂材料は架橋反応を起こし、数１０万から１００万程度の分子量を有する樹脂層２となる。
【０００８】
樹脂層２にマスク３を介してＳＲなどのＸ線４を照射すると、露光された樹脂層２ａでは分子鎖が切断され、分子量が２０００程度にまで低下し、溶解しやすくなるため、現像により樹脂層２ａを除去することができる。一方、露光されていない樹脂層２ｂでは分子鎖は切断されないため、分子量は数１０万から１００万程度のままであり、現像によっても溶解されることなく残り、樹脂型として利用される。
【０００９】
しかし、電鋳後、不要となった樹脂型の除去が必要となる。この樹脂型は、上述のとおり、高分子状態にあるため溶解性が悪い。また、Ｘ線リソグラフィによる場合には、樹脂層の厚さが数１００μｍと厚い場合があり、金属材料層の合間にある樹脂型の効率的な除去が必要となる。
【００１０】
難溶性の樹脂層を除去する方法として、浸食性化学溶剤を用いて溶解する方法がある。たとえば、沸騰トリフルオロ酢酸によりフルオロ化し、アセトンと塩酸の混合液により溶解するなどの方法である。しかし、使用する溶剤により金属微細構造体が損傷し、分解しやすい。
【００１１】
別の方法として、電鋳後、Ｘ線マスクを介することなく全面に、再度、ＳＲなどのＸ線を照射して、樹脂層を低分子化し、溶解性を高めてから現像する方法がある。しかし、ＳＲは、装置が高価であり、照射コストが高く、放射出力が大きい場合には処理に時間を要する。また、高エネルギ放射によるＳＲの場合には、微細構造体の表面が劣化しやすい。
【００１２】
その他の方法として、沸点が１３０℃より高い液体を用いて、１４０℃より高温で処理する方法がある（特許文献１参照）。難溶性の高分子である樹脂型を除去するためには、溶解力および浸透性の大きい溶剤により処理する必要があるが、常温から１００℃までの範囲内では適切な溶剤がなく、１００℃以上で処理する場合には、有機系溶剤であるため、防爆および環境保全などのための付帯設備が必要となり、高価な処理となる。
【特許文献１】特開平６−２６３９１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の課題は、微細構造体に影響を与えることなく、Ｘ線リソグラフィにより形成した樹脂型を効率よく、低コストで溶剤により除去することができる方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、Ｘ線リソグラフィにより樹脂型を形成し、樹脂型により微細構造体を製造する方法において、形成した樹脂型の除去工程が、樹脂型に電子線を照射する工程と、照射後の樹脂型を溶剤により溶解する工程とを備えることを特徴とする。電子線は、吸収線量が、１０ｋＧｙ以上５００ｋＧｙ以下が好ましく、電子線のエネルギは、５０ｋｅＶ以上２００００ｋｅＶ以下が好ましい。また、樹脂型の除去は、１３０℃以下で実施する態様が好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、樹脂型の分子鎖を切断し、低分子化し、樹脂型を溶媒で容易に除去できる。また、低コストで、処理時間を大幅に短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の微細構造体の製造方法は、Ｘ線リソグラフィにより樹脂型を形成し、樹脂型により微細構造体を製造する方法において、形成した樹脂型の除去工程が、樹脂型に電子線を照射する工程と、照射後の樹脂型を溶剤により溶解する工程とを備えることを特徴とする。微細構造体を形成した後、樹脂型を除去する前に、予め電子線を樹脂型に照射し、樹脂型の分子鎖を切断し、低分子化し、樹脂型の溶解度を高めておくことにより、樹脂型を溶媒で容易に除去できる。このため、Ｘ線リソグラフィにより形成した厚さ数１００μｍの樹脂型であっても、効率よく溶解し、除去することができる。また、１３０℃以下、好ましくは８０℃以下の比較的低温での樹脂型の除去が可能となり、防爆などが不要で、装置の安全設計が容易となる。さらに、電子線照射は、ＳＲ照射と比較して低コストであり、処理時間を大幅に短縮することができる。また、マイルドな処理であるため、製造した微細構造体の表面に損傷を与えることはない。
【００１７】
電子線の吸収線量は、除去する樹脂型を低分子化して、溶解性を高める点で、１０ｋＧｙ以上が好ましく、５０ｋＧｙ以上がより好ましい。一方、吸収線量は、照射時間を抑えて量産性を高め、製造コストを低減する点で、５００ｋＧｙ以下が好ましく、３００ｋＧｙ以下がより好ましい。
【００１８】
電子線のエネルギは、除去する樹脂型の厚さなどにより異なるが、一般には、電子線の透過力を高める点で、５０ｋｅＶ以上が好ましく、１００ｋｅＶ以上がより好ましい。一方、電子線のエネルギが大きくなると、照射する樹脂型の低分子化は進行するが、電子線のエネルギが２００００ｋｅＶを越えると、放射線として扱われ、放射線障害防止法の適用を受けるため、２００００ｋｅＶ以下が好ましい。また、遮蔽のための設備および装置コストを低減する点で、５０００ｋｅＶ以下がより好ましい。
【００１９】
樹脂型には、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）などのポリメタクリル酸エステルを主成分とする樹脂材料、またはＸ線に感受性を有する化学増幅型樹脂材料などを用いる。樹脂層の厚さは、形成しようとする金属構造体の厚さに合せて、たとえば、４０μｍ〜５００μｍとすることができる。一方、かかる樹脂型の除去に使用する溶剤には、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、乳酸エチルなどがあり、沸点が高く、かつ、分子鎖が切断されたＰＭＭＡの溶解度が高い点で、乳酸エチルが好ましい。
【００２０】
実施例１
まず、図１（ａ）に示すように、導電性基板１上に樹脂層２を形成した。導電性基板１としては、Ｔｉをスパッタリングしたシリコン基板を用いた。樹脂層２としては、ポリメタクリル酸メチルを形成し、厚さは１００μｍとした。
【００２１】
つぎに、樹脂層２上にマスク３を配置し、マスク３を介してＸ線４を照射した。Ｘ線としては、ＳＲを照射した。マスク３は、微細構造体のパターンからなるＸ線吸収層３ａを有し、Ｌ／Ｓ＝２０／２０μｍで、５ｃｍ×５ｃｍのものを使用した。透光性基材３ｂは窒化シリコンからなり、Ｘ線吸収層３ａは窒化タングステンからなるものを用いた。
【００２２】
Ｘ線４の照射後、メチルイソブチルケトンにより２５℃で３０分かけて現像し、Ｘ線４により変質した部分を除去すると、図１（ｂ）に示すような樹脂層２ｂからなる樹脂型が得られた。つぎに、電鋳を行ない、樹脂型の空孔部に金属材料層５を堆積した（図１（ｃ））。電鋳は、スルファミン酸ニッケル浴を用いて、ニッケル層を形成した。
【００２３】
電鋳後、研磨して表面の凹凸を除去するとともに、微細構造体の厚さを８０μｍに整えた（図１（ｄ））。つぎに、高エネルギ型電子線発生装置であるＩＢＡ（ Ion Beam Applications ）製のロードトロンを使用して、エネルギが１００００ｋｅＶの電子線を樹脂型の全面にマスクを介することなく照射した。電子線の吸収線量は６０ｋＧｙであった。
【００２４】
電子線の照射後、８０℃の乳酸エチルに３０分間浸漬することにより、樹脂型を容易に除去することができた（図１（ｅ））、つづいて、ＫＯＨ水溶液によりウェットエッチングし、導電性基板１を除去して、図１（ｆ）に示すような、微細構造体を得た。
【００２５】
比較例１
電鋳を行ない、表面を研磨した後（図１（ｄ））、電子線を照射することなく、ただちに８０℃の乳酸エチルに３０分間浸漬した以外は実施例１と同様にして、樹脂型を除去しようとしたが、樹脂型を除去することはできなかった。
【００２６】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明によれば、溶剤により樹脂型を容易に除去できるため、Ｘ線リソグラフィを利用して微細構造体を安価に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】従来の微細構造体の製造方法を示す工程図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  導電性基板、２  樹脂層、３  マスク、４  Ｘ線、５  金属材料層。
【図１】
2006073616.tif 000002