(57)【要約】【課題】微細なパターンが良好なまま残り、かつ硬度が高い電鋳品を製造することが可能な電鋳品の製造方法を提供する。【解決手段】シリコンウエハ上に銀メッキを施し基板１を作成する（ａ）。そして、その上にレジスト２を塗布する（ｂ）。次にフォトリソグラフィ工程によりレジスト２にパターンを焼き付け、レジスト２を現像する（ｃ）。そして、この基板１にニッケルめっきを行い、電鋳品３を製造する（ｄ）。次に、電鋳品３を基板１から剥がし、電鋳品３を加熱することにより、電鋳品３に付着したレジストを炭化させ、その後超音波水洗により、炭化したレジストを除去する（ｅ）。これにより、電鋳品３のパターンを傷つけたり、電鋳品３の軟化を引き起こすことなく、微細なパターンが表面に形成された電鋳品３を製造することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レジストを塗布した基板に所定のパターンを露光し、レジストを現像して型を形成し、その後当該基板に電鋳を行った後、形成された電鋳品を前記基板から剥離し、当該電鋳品に付着したレジストを除去する工程を有する電鋳品の製造方法であって、電鋳品からレジストを除去する際に、レジストの炭化処理を行ってから除去する工程を有することを特徴とする電鋳品の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の電鋳品の製造方法であって、前記レジストの膜厚が、５０μｍ〜１０００μｍであることを特徴とする電鋳品の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の電鋳品の製造方法であって、前記レジストの炭化処理が、３００℃以下の温度で電鋳品を加熱することにより行われることを特徴とする電鋳品の製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の電鋳品の製造方法であって、前記レジストの炭化処理が、２５０〜３００℃の温度で電鋳品を加熱することにより行われることを特徴とする電鋳品の製造方法。
【請求項５】
請求項１から請求項４のうちいずれか１項に記載の電鋳品の製造方法であって、前記電鋳品が、その主成分がニッケルからなるものであることを特徴とする電鋳品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フォトリソグラフィプロセスを使用して、微細なパターンを表面に有する電鋳品を製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、マイクロマシニング技術によってセンサやアクチュエータの小型化が盛んに行われている。これらの中でめっき（電鋳）を用いるものとしてはＬＩＧＡプロセスが提唱されている。ＬＩＧＡとはドイツ語のＬｉｔｈｏｇｒａｐｈｉｅ，Ｇａｌｖａｎｏｆｏｒｍｕｎｇ，Ａｂｆｏｒｍｕｎｇを略したもので、レジストのリソグラフによりめっきの型を形成し、その型に電鋳を施し、その電鋳部分を基板から引き剥がして金型とする工程を示している。このようにして形成された金型は、光ディスクのスタンパー等に使用される。
【０００３】
一般にＬＩＧＡプロセスには、レジストとしてＰＭＭＡが、露光にはＸ線であるシンクロトロン放射光が用いられる。形成可能な形状として、幅５μｍ、高さ２００μｍの高アスペクト比の構造体が報告されている。このように、ＬＩＧＡプロセスは高アスペクト比を必要とする微細な構造体を作製するのには有効な手段であるが、シンクロトロン放射光を発生させるのに巨大な装置が必要なため、あまり普及していない。
【０００４】
一方、ＬＩＧＡプロセスより加工精度が落ちるものの、シンクロトロン放射光の代わりに、通常用いられるＵＶ光を用いて、アスペクト比の高いリソグラフが可能な厚膜レジストが開発され、市販されるようになった。これらＵＶ光で露光可能な厚膜レジストを用いて、ＬＩＧＡと類似の方法で微細な構造体を形成するプロセスは、ＬＩＧＡライクプロセスと呼ばれている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一般的に、ＬＩＧＡライクプロセスに用いられるレジストはネガタイプであり、露光およびその後のベークによって架橋すると長時間現像液中に置かれても安定している。これは、現像後のレジストの除去が困難であることを示している。さらに、微細なパターンが形成された電鋳品においては、そのパターン間に残ったレジストは除去困難となる。
【０００６】
従来のレジスト除去方法として、有機溶剤系薬品による溶解、高温加熱分解、プラズマアッシング等が挙げられるが、どれも一長一短で実際の使用には不安が残る方法であった。たとえば、有機溶剤系では三次元に架橋したレジストを溶解するものが無い。高温加熱分解とは、一般に６００〜８００℃の高温で電鋳品の表面を加熱し、レジストを完全に分解させ気化してしまうものであり、レジストを除去することは可能であるが、電鋳品表面の微細なパターンが高熱の影響で崩れやすく、また、電鋳品の硬度が下がってしまうという問題点が有る。プラズマアッシングでは除去すべき膜の厚さが厚いために非常な長時間を要することになる。以上のように、ＬＩＧＡライクプロセスにおいて、最後のレジスト除去に課題があった。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、電鋳後に電鋳品表面に付着して残ったレジスト、特にエポキシ系レジストを、電鋳品表面のパターンを傷つけず、かつ、効率的に除去可能であり、それにより、微細なパターンが良好なまま残り、かつ硬度が高い電鋳品を製造することが可能な電鋳品の製造方法を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための第１の手段は、レジストを塗布した基板に所定のパターンを露光し、レジストを現像して型を形成し、その後当該基板に電鋳を行った後、形成された電鋳品を前記基板から剥離し、当該電鋳品に付着したレジストを除去する工程を有する電鋳品の製造方法であって、電鋳品からレジストを除去する際に、レジストの炭化処理を行ってから除去する工程を有することを特徴とする電鋳品の製造方法（請求項１）である。
【０００９】
本手段においては、前記高温熱分解のように６００〜８００℃の高温でレジストを分解させるのではなく、それよりも低温での加熱を行い、レジストを炭化させている。炭化したレジストは、剥離液（水を含む）がその中にしみこみやすく、除去しやすくなる。特に、超音波洗浄等、物理的な振動を併せて与えることにより、容易に電鋳品から除去することができる。しかも、加熱温度が低くてよいため、電鋳品表面に形成されたパターンを傷めたり、電鋳品の硬度を低下させることがない。
【００１０】
前記課題を解決するための第２の手段は、前記第１の手段であって、前記レジストの膜厚が、５０μｍ〜１０００μｍであることを特徴とするもの（請求項２）である。
【００１１】
レジストの膜厚が５０μｍ未満であると、電鋳品に形成されるパターンの高さが低くなりすぎ、また、レジストが剥離し易いという問題点が生じる。また、レジストを１０００μｍ以上の厚さに塗布することは困難であり、特にその必要もない。よって、本手段においては、レジストの膜厚を上記のように限定する。
【００１２】
前記課題を解決するための第３の手段は、前記第１の手段、又は第２の手段であって、前記レジストの炭化処理が、３００℃以下の温度で電鋳品を加熱することにより行われることを特徴とするもの（請求項３）である。
【００１３】
炭化処理の温度が３００℃を超えると、電鋳品の表面に形成されたパターンを傷つけ易くなると共に、電鋳品の硬度の低下を招きやすくなる。よって、本手段においては、炭化処理を行う温度を、３００℃以下に限定する。
【００１４】
前記課題を解決するための第４の手段は、前記第３の手段であって、前記レジストの炭化処理が、２５０〜３００℃の温度で電鋳品を加熱することにより行われることを特徴とするもの（請求項４）である。
【００１５】
前記第３の手段においては、加熱温度の下限は特に定めていなかった。それは使用するレジストに応じて、炭化が可能な温度域を適度に決めればよいからである。しかし、ほとんどのレジストにおいては、２５０℃以上の温度とすれば炭化が可能である。よって、本手段においては、電鋳品の加熱温度の下限を２５０℃以上に限定している。
【００１６】
前記課題を解決するための第５の手段は、前記第１の手段から第４の手段のいずれかであって、前記電鋳品が、その主成分がニッケルからなるものであることを特徴とするもの（請求項５）である。
【００１７】
電鋳の材料としては、銅等も考えられるが、ニッケルの場合、特に高温に耐えるので、本手段のように炭化処理を施すのに適している。
【００１８】
【実施例】
以下、本発明の実施例と比較例について説明する。
（実施例１）
以下の方法でニッケル電鋳品を製造した。
（１）  蒸着：電鋳の際に必要となる導電膜として銀（厚さ５０〜１００ｎｍ）を、シリコンウエハ基板に蒸着させ、基板１を形成した（図１（ａ））。
（２）  レジスト塗布：上記基板１にエポキシ系レジスト２（ＭＣＣ社製：ＳＵ８−５０）を滴下し、スピンナーを使用して、レジスト２を５０μｍの厚さに均一に塗布した。スピンナーの条件は、回転数５００ｒｐｍで１５秒間保持し、次に回転数を１０００ｒｐｍ／１５秒で上げていき、最終回転数１５００ｒｐｍで１５秒間保持した。塗布後は、ホットプレートを用い、６５℃で２０分、次いで９０℃で１５分のベークを行い、その後除冷した（図１（ｂ））。
（３）  露光：次に、レジスト２に線幅１０μｍのパターンを、マスクを用いて露光した。露光には、波長域が３５０〜４００ｎｍのＵＶ光を使用した。また、露光エネルギーは４００〜５００ｍＪ／ｃｍ２とした。露光後は、ホットプレート上で、６５℃で１０分、さらに９０℃で１０分ベークを行った。
（４）  現像：その後、自然冷却させレジストが室温になったところで、現像液（２−アセトキシ−１−メトキシプロパン）に浸漬して、レジスト２を現像した。現像を行うことで、線幅１０μｍ、厚さ５０μｍ（アスペクト比：５）の微細パターンが形成された（図１（ｃ））。
（５）  電鋳：次に、パターンが形成された基板１をめっき治具に固定し、スルファミン酸ニッケルを主成分とするめっき液中で、電流密度（５Ａ／ｄｍ２）で、５０時間めっきを行い、厚さ３ｍｍのニッケルめっき（電鋳品）３を基板１上に析出させた（図１（ｄ））。
（６）  剥離：まず基板１と（５）で析出したニッケルめっき（電鋳品）３を分離した。次いで、ニッケルめっき側に付いている銀を（硝酸第二鉄）で除去した。次に、電鋳品３をアルミホイルで包み、乾燥炉で、温度：３００℃で２時間加熱し、レジストの炭化処理を行った。自然冷却後、超音波水洗を行い炭化したレジストを除去した（図１（ｅ））。
【００１９】
これにより、レジストが完全に除去された電鋳品３が得られた。また、この電鋳品３の硬度は約３００Ｈｖであった。電鋳品３のパターンの線幅は１０μｍ、高さは５０μｍ（アスペクト比５）であった。
【００２０】
（実施例２）
前記（６）の工程で、乾燥炉の温度を２５０℃とした他は、実施例１と全く同じ条件で電鋳品３を製造した。その結果、実施例と全く同じ電鋳品を得ることができた。
【００２１】
（比較例１）
前記（６）の工程で、乾燥炉の温度を３５０℃とした他は、実施例１と全く同じ条件で電鋳品３を製造した。その結果、実施例と全く同じ形状の電鋳品を得ることができた。しかし、この電鋳品の硬度は約２５０Ｈｖと低い値となった。この原因は、加熱によりニッケルの軟化が生じているためである。
【００２２】
（比較例２）
前記（６）の工程で、乾燥炉の温度を２００℃とした他は、実施例１と全く同じ条件で電鋳品３を製造した。その結果、レジストの炭化が十分でなく、レジストを十分に除去することができなかった。従って、目的とするパターンを有する電鋳品が得られなかった。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、電鋳後に電鋳品表面に付着して残ったレジスト、特にエポキシ系レジストを、電鋳品表面のパターンを傷つけず、かつ、効率的に除去可能であり、それにより、微細なパターンが良好なまま残り、かつ硬度が高い電鋳品を製造することが可能な電鋳品の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例である電鋳品の製造工程を示す図である。
【符号の説明】
１  基板
２  レジスト
３  ニッケルめっき（電鋳品）
【図１】
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