(57)【要約】濡れたポリマーを金属構造から除去する方法は、第１の実施形態で、金属構造を濃酸の浴液中に浸漬しこれに続いてメガソニックエネルギーを加えることを含む。第２の実施形態では、本方法は、電解プロセスを加えた濃酸の浴液中に金属構造を浸漬することを含み、この電解プロセスでは、金属構造は陰極として機能し、不活性金属で作られた陽極がさらに酸浴液中に備えられている。両方の方法は、互いに組み合わせることができる。
2006517256.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガルヴァニック堆積によってエポキシ樹脂構造に付着して得られた金属構造からポリマー、特に濡れたエポキシ樹脂構造を除去する方法であって、
付着エポキシ樹脂構造のある前記金属構造を強酸化性酸の浴液中に浸漬し、かつ同時にメガソニック振動にさらすことを特徴とする方法。
【請求項２】
使用される前記酸が、濃硫酸、発煙硫酸（オレウム）、発煙硝酸または同様なもの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】
前記金属基板がプロセスプールに浸漬され、酸浴液が送り込まれ、そしてその後メガソニックエネルギー源が活動化されること、前記メガソニックエネルギー源が所定の処理期間の後にオフにされること、およびそのあとに前記酸が前記酸浴液器から容器に排出されることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記メガソニックエネルギーが、処理チャンバがその中に配置されている水浴液を介して前記金属構造に伝えられることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記金属構造が前記酸浴液中で陰極として機能すること、不活性材料の陽極が前記酸浴液中に配置されていること、およびこの電解処理に追加してメガソニックエネルギーが加えられることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
ガルヴァニック堆積によってエポキシ樹脂構造に付着して得られた金属構造からポリマー、特に濡れたエポキシ樹脂構造を除去する方法であって、
付着エポキシ樹脂構造のある前記金属構造を強酸化性酸の浴液中に浸漬すること、および前記金属構造を電解処理に供し、その電解処理中に前記金属構造が陰極として機能しかつ不活性材料で作られた陽極がさらに前記酸浴液中に備えられることを特徴とする方法。
【請求項７】
使用される前記酸が、濃硫酸、発煙硫酸（オレウム）、発煙硝酸または同様なものであることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
混合酸化物電極特に酸化イリジウムが、前記陽極として使用されることを特徴とする、請求項６または７に記載の方法。
【請求項９】
前記酸は、前記処理が行なわれる前に処理チャンバ中に送り込まれ、さらに前記処理の完了時にフィルタシステムを介して容器に戻されることを特徴とする、請求項７または８に記載の方法。
【請求項１０】
前記金属構造の前記電解処理に加えて、メガソニックエネルギーもまた加えられることを特徴とする、請求項６または７の一項に記載の方法。
【請求項１１】
特に請求項１から１０の一項に記載の方法を実施するために、ガルヴァニック堆積によってエポキシ樹脂構造に付着して得られた金属構造からポリマー、特に濡れたエポキシ樹脂構造を除去するためのデバイスであって、
その中に金属構造用のホルダがある、酸浴液を収容する処理チャンバ（１０）と、前記金属構造（１２）が陰極として機能しかつ前記処理チャンバ（１０）がまた不活性材料で作られた陽極（１４）を含むことと、メガソニック振動子（１６）が水浴液を介して前記処理チャンバと接続されていることと、を特徴とするデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１および７の前文に従って、ガルヴァニック堆積によってエポキシ樹脂構造に付着して得られた金属構造からポリマー特に濡れたエポキシ樹脂構造を除去する方法に関する。本発明は、さらに、この方法を実施するためのデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
金属構造特に超小型構造は、エポキシ樹脂で作られた超小型構造にニッケルのような金属をガルヴァニック堆積することによって生成することができる。マイクロテクノロジーでは、近代技術の多くの分野で使用するための小型構成部分を作るために様々な方法が使用される。この方法のいくつかは、例えばＬＩＧＡ法は、この名前は用語「リソグラフィ−電気メッキ−成形（Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ−Ｅｌｅｃｔｒｏｐｌａｔｉｎｇ−Ｍｏｌｄｉｎｇ）」から得られたドイツ語の頭字語であるが、リソグラフィ技術の使用をベースにし、サブマイクロメートル範囲までの非常に高い精度でポリマー構造を製作することを可能にする。これは、ガルヴァニック方法との組合せで、金属成形インサートおよび超小形構成部分を製作する手段を提供する。このことは、もちろん、形成された金属構成部分から合理的なコストでポリマー構造を完全に除去することができることを含む。
【０００３】
ＬＩＧＡ技術に非常によく適している１つのフォトレジスタは、エポキシ樹脂をベースにしたＳＵ−８である。ＳＵ−８は、高い光化学感度を有し、基板に厚い層で塗布することができる。このポリマーを除去するために、様々なレジスト剥離剤が市場で入手可能であるが、その剥離材は、エポキシ樹脂が完全には濡れていない場合に有効なだけである。
【０００４】
今日まで、最初に基板を液体窒素中で冷却し次に温水浴液中で急速に加熱することよって、金属超小型構造をレジストから機械的に取り除いていた。
【０００５】
この方法は、ポリマーと金属との異なる熱膨張係数を利用する。しかし、これは比較的粗い構造の場合に有効なだけである。もしくは、濡れたエポキシ樹脂は、燃焼または灰化によって破壊することができる。
【０００６】
しかし、それは５００℃を超える温度を必要とする。しかし、ほぼ３００℃の温度で、ガルヴァニック堆積ニッケル構造は非可逆的な構造変化を受け、この構造変化によってガルヴァニック堆積ニッケル構造の強度は相当に減少する。
【０００７】
燃焼または灰化の他に、例えば高圧抽出またはマイクロ波放射によってエポキシ樹脂を除去する他の方法が、また、文献で提案されている。しかし、従来技術方法はどれも実際に適していることがまだ分かっていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、経済的に成り立ちかつ金属構造の特性を害しない方法で、ポリマー構造にガルヴァニック堆積された金属構造からポリマーを除去する方法およびデバイスを提案するという課題に基づいている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の実施形態に従った上述の型の方法では、付着エポキシ樹脂構造のある金属構造を強酸化性酸の浴液に浸漬し、同時にメガソニック振動にさらすことで、この課題が解決される。
【００１０】
この場合、「メガソニック」は、メガヘルツ範囲の周波数を有する非可聴範囲の音波エネルギーを意味する。
【００１１】
「強酸化性酸」は、発煙硫酸（オレウム）または発煙硝酸のような酸を意味する。驚いたことに、メガソニック振動と強酸との結合効果の下で、最も微細な構造領域までずっとエポキシ樹脂構成部分を金属構造から取り外すことができることが明らかになった。そして、エポキシ樹脂構成部分は、酸と一緒に排出することができる。
【００１２】
この方法を実施するとき、好ましくは、金属構造は、メガソニック振動源に接続された酸浴液中に浸漬される。メガソニック振動源はオンにされ、それから所定の処理期間の後に再びオフにされる。その後、酸浴液は排出される。
【００１３】
有利なことに、メガソニックエネルギーは水浴液を介して金属構造に伝えられ、この水浴液の中に、酸浴液を有する処理チャンバが金属構造のために備えられている。
【００１４】
他の実施形態に従って、付着ポリマー構造のある金属構造は強酸化性酸の浴液中に浸漬され、そして金属構造は酸浴液中にある間に電解処理を受け、この処理中に金属構造は陰極として作用し、そして、不活性材料で作られた陽極が、好ましくは例えば酸化イリジウム・オン・チタンまたは白金または白金化チタンのような混合酸化物電極が、さらに酸浴液中に備えられる。
【００１５】
先に言及した酸は、また、本発明に従った方法の実施形態でも使用することができる。
【００１６】
第１の方法のように、酸は、処理を行なう前に容器から処理チャンバに移し、そして本方法を行なった後で容器に戻すことができる。
【００１７】
先に定義したこの２つの方法、すなわち、酸浴液中に浸漬された金属構造をメガソニックエネルギーで処理することおよび電気分解を使用することは、酸浴液中で金属構造を陰極として使用し、また酸浴液中に陽極を設け、そして同時にメガソニックエネルギーを加えることによって、互いに組み合わせることができる。
【００１８】
本発明に従ったデバイスは、請求項１１の特徴から得ることができる。本発明に従った方法の両方のものを、単独かまたは組み合わせてかどちららかで実施するのに適したデバイスの説明は、以下で述べる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の好ましい実施形態は、ここで、添付の図面を参照してより詳細に説明する。
【００２０】
唯一の図面は、部分断面として表された概略図で、好ましくは石英ガラスで作られた密閉可能な処理チャンバ１０を示し、この処理チャンバ１０の中にポリマーから取り外すべき金属構造１２が堅く配置されている。すなわち、適切な場所に固定されている。
【００２１】
処理チャンバ１０の中に、酸浴液がある。図面に符号＋および−で示すように、金属構造１２は陰極として機能し、陽極１４が陰極と向き合ってかつ陰極から離れて酸浴液中に配置されている。
【００２２】
これらは、本発明に従った方法の第２の実施形態を実施するために必要な不可欠な要素であるが、一方で、処理チャンバ１０は、別個の水浴液１８のあるプールで取り囲まれている。このプールの中にメガソニック振動子１６が配置されている。このようにして、メガソニックエネルギーは水媒体を介して処理チャンバに直接伝達され、そして処理チャンバを通して金属構造１２に伝えられる。
【００２３】
処理チャンバは、各々ステンレス鋼のような耐酸材料で作られたポンプ２０および制御可能弁２２の付いているパイプシステムを介して供給容器２４に接続されている。供給容器２４は、適切な酸例えば発煙硝酸で満たされている。供給容器は、ガラスで作ることができる。プロセスの完了時に、処理チャンバ１０の酸浴液は、弁２２およびフィルタ２８の付いた第２のパイプシステムを介して処理用容器２６に送り込まれる。
【００２４】
もしくは、２つの容器２４および２６の代わりに、供給出口と戻り入口との両方を有する単一容器を使用することができる。このようにして、酸の品質を一体型光度計で監視して、酸を数回再循環することができる。
【００２５】
本発明に従った方法の両方のものは、コンピュータ制御することができる。このようにして、酸の送出および排出、電気分解電流の供給および切断、およびメガソニック振動子のオンおよびオフの切換えのような個々のステップは、必要な周期で管理することができる。
【実施例１】
【００２６】
オレウムにさらしかつメガソニックエネルギーを加えることによるエポキシ樹脂の除去。
【００２７】
使用したサンプルは、ガルヴァニック的にニッケル−鉄合金を充填されかつ成形インサートに成長することを許されたＳＵ−８エポキシ樹脂構造である。ＳＵ−８層は高さ３００μｍであり、異なる寸法の様々な超小型構造に分割されている。
【００２８】
最小構造寸法は＜２０μｍ幅であるので、１５より大きなアスペクト比（構造の高さと幅の比）が実現される。
【００２９】
石英ガラスで作られたプロセスプールの中にサンプルを吊るし、このプールの中にオレウム（２０％ＳＯ３）を送り込んだ。取り囲む水浴液中に配置された浸漬可能振動ヘッドによってメガソニックエネルギー（周波数１ＭＨｚ、出力パワー５００Ｗ）がプロセスプールに加えられる。
【００３０】
ＳＵ−８は、６０分以内にＮｉＦｅ構造から完全に除去される。
【００３１】
金属表面は、このプロセス中に全然劣化を受けない。表面の光沢は裸眼で感知することができる。光学顕微鏡で見ることができる金属への損傷はなかった。
【実施例２】
【００３２】
発煙硝酸中の電気分解によるエポキシ樹脂の除去
【００３３】
使用したサンプルは、５００μｍの辺の長さを有するＳＵ−８エポキシ樹脂構造であり、これにニッケルがガルヴァニック的に充填されている。ニッケルの付いたＳＵ−８は、金のガルヴァニック誘発剤層を備えたシリコン基板スライス上に配置される。
【００３４】
ポリマーを除去するために、サンプルは陰極として機能し、電位の加えられた発煙硝酸中に浸漬された。白金化チタンが反対電極（陽極）として使用された。初期電流密度１０Ａ／ｄｍ２での電気分解の時間は１０分であった。
【００３５】
１０分の試験期間後に、ニッケル構造はＳＵ−８から完全に取り外された。このことはＲＥＭ解析を使って証明された。表面に近いニッケルの部分だけが、処理の結果として著しい酸素含有率を有する。ニッケル構造の品質は損なわれていなかった。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】ただ１つの図面は、本方法の両方の実施形態を実施するのに適したデバイスを示す。
【図１】
2006517256.tif 000003
【国際調査報告】
2006517256.tif 000004
2006517256.tif 000005
2006517256.tif 000006
2006517256.tif 000007