(57)【要約】【課題】フッ素樹脂との高い密着性を有し、エッチングガスに対して耐性があり、転写精度の高いドライエッチング用マスクとその製造方法、及びこのマスクを利用したドライエッチング方法を提供する。【解決手段】シリコーン樹脂１６を成形型１４に入れて、架橋抑止層２０が設けられた被覆材１８を成形型１４の頂面１４ａに接するように被せて押圧する。シコーン樹脂１６を硬化させ、被覆材１８及び成形型１４を取り外し、成形型１４の形状に貫通孔１０ａを備えたドライエッチング用マスク１０を形成する。フッ素樹脂から成る被エッチング材２２の表面に、ドライエッチング用マスク１０を密着させて、ドライエッチングを行う。【選択図】図１
2016187012.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコーン樹脂を成形型に入れて、架橋抑止層が設けられた被覆材を前記成形型の頂面に接するように被せ、前記成形型の形状に貫通孔が形成された状態で硬化させて成ることを特徴とするドライエッチング用マスク。
【請求項２】
シリコーン樹脂を成形型に入れて、架橋抑止層が設けられた被覆材を前記成形型頂面に接するように被せて押圧し、前記シリコーン樹脂を硬化させ、前記被覆材及び前記成形型を取り外し、前記成形型の形状に貫通孔を形成することを特徴とするドライエッチング用マスクの製造方法。
【請求項３】
紫外線硬化型のシリコーン樹脂を被エッチング材表面に塗布し、所定のパターンニングマスクを介して紫外線を照射して、前記被エッチング材表面に所定のパターンで硬化した前記シリコーン樹脂を残すことを特徴とするドライエッチング用マスクの製造方法。
【請求項４】
紫外線透過型の前記被エッチング材を用い、前記パターンニングマスクを前記被エッチング材の表面に設けて、その上にシリコーン樹脂を塗布し、前記被エッチング材の裏面側から紫外線を照射して、紫外線硬化型の前記シリコーン樹脂を硬化させる請求項３記載のドライエッチング用マスクの製造方法。
【請求項５】
紫外線硬化型の前記シリコーン樹脂を被エッチング材表面に塗布した後、前記シリコーン樹脂を硬化させ、硬化した前記シリコーン樹脂の表面に前記パターンニングマスクを設け、前記パターンニングマスクの上方から紫外線を照射して、前記シリコーン樹脂を硬化させる請求項３記載のドライエッチング用マスクの製造方法。
【請求項６】
シリコーン樹脂を成形型に流し込んで、架橋抑止層が設けられた被覆材を前記成形型頂面に接するように被せ、前記成形型の形状に貫通孔が形成された状態で硬化させ、硬化した前記シリコーン樹脂によるドライエッチング用マスクを形成し、フッ素樹脂から成る被エッチング材の表面に前記ドライエッチング用マスクを密着させてドライエッチングを行うことを特徴とするドライエッチング方法。
【請求項７】
紫外線硬化型のシリコーン樹脂をフッ素樹脂から成る被エッチング材表面に塗布し、所定のパターンニングマスクを介して紫外線を照射して、前記被エッチング材表面に所定のパターンで硬化した前記シリコーン樹脂を残し、硬化した前記シリコーン樹脂によるドライエッチング用マスクを被エッチング材表面に形成して、前記被エッチング材のドライエッチングを行うことを特徴とするドライエッチング方法。
【請求項８】
前記ドライエッチングは、酸素ガスを用いて、反応性イオンエッチングにより行う請求項６又は７記載のドライエッチング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エッチングガスをプラズマ化して対象物のエッチングを行うドライエッチング方法に関し、特にシリコーン樹脂を加工したドライエッチング用マスクとその製造方法、及びこのマスクを利用したドライエッチング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、微小電気機械素子や微小流体素子を形成する材料として、シリコンや石英以外に、例えば特許文献１に開示されているようなＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）やＰＣ（ポリカーボネート）等のポリマー材料も用いられている。ポリマー材料の微細加工方法として、エッチングガスに酸素を用いたドライエッチングが利用されている。ポリマー材料のうち特に、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）やＰＦＡ（ペルフルオロアルコキシ）に代表されるフッ素樹脂は、耐熱性や耐薬品性及び撥水性等の化学的安定性が高く、機械的強度もあることから、微小電気機械素子や微小流体素子等の微小な各種素子の形成材料として適している。
【０００３】
フッ素樹脂の加工方法としては、以下のような種々の方法が行われている。例えば、機械的な加工として、所定の型を用いて加工するエンボス加工は、量産性に優れているが、加工できる樹脂がフッ素樹脂の中でも熱可塑性の材料に限られることや、成形後の熱収縮が大きいという欠点があった。さらに、高アスペクト比構造や狭ピッチアレイ構造の成型においては、型に抜き勾配をもたせる必要があり、型の機械的強度を十分に取ることができないという問題がある。また、切削加工においては、加工寸法に対して大きいバリやかえりが発生し、樹脂の切削加工で用いられるドライ切削においては、加工部周囲の温度上昇により、加工特性を制御することが難しいなどの問題がある。
【０００４】
その他、フッ素樹脂のレーザ加工、特に非熱加工においては、アブレーションによる材料表面の再付着が避けられず、これによる加工部周辺の汚れや形状変化が生じ、精密な寸法精度が出せず、加工寸法も数十ミクロン程度が限界であった。また、集束イオンビーム加工は、ビーム径がサブミクロンまで絞ることができ、精密加工や高アスペクト比加工に優れているが、一般にナノからミクロン程度の加工を行う技術であり、基板全面の処理を考慮すると加工時間が極めて長く、加工底面が除去物で覆われるなどの欠点もある。その他、放射光による加工は、加工速度やアスペクト比加工などにおいて優位な技術であるが、放射光設備が必要であり、Ｘ線遮光の特殊なエッチングマスクが必要なこと等、汎用的に用いることができる加工方法ではない。
【０００５】
一方、ドライエッチングは、上記の機械的または物理的な加工と比較して、基板全体を処理できる利点があり、ガス種、ガス圧等の様々なエッチングパラメータを制御することにより、精密な微細構造の形成が可能である。しかし、ドライエッチングを行うには試料表面にエッチング用マスクを形成する必要があり、フッ素樹脂は表面エネルギーが低いために、マスクとの密着性が悪く、マスク形成工程に課題があった。
【０００６】
フッ素樹脂のエッチングマスクとして、例えば、非特許文献１に開示されているように、ステンシルマスクを利用する方法が報告されている。非特許文献１では、ニッケルメッシュのステンシルマスクを用いて、イオンビーム加工を行っている。ニッケルは、アルゴンイオンや酸素イオンなどのイオン衝撃に耐性があるため、フッ素樹脂とのエッチング選択比が高くなる反面、ステンシルマスクと樹脂基板に間隙が生じ、そこからイオンが侵入するため、加工精度が劣化する問題がある。従って、長時間加工を行えば、加工だれが生じ、デバイス性能の劣化に繋がってしまうという問題があった。
【０００７】
非特許文献２は、フォトレジストとフッ素樹脂の中間層としてエッチング耐性の高いアルミニウムやチタン膜を用い、これらの材料をエッチングマスクに用いたものを提案している。これらは、マスク材料としては適しているが、フッ素樹脂上に蒸着やスパッタリング等で厚膜を形成すると、成膜時の熱応力により、クラックや剥離が生じるために深掘り加工には適していない。さらに、チタンやアルミのパターニングに湿式エッチングを用いると、同様のクラックや剥離が生じるため、塩素やフッ素含有のガスを用いたドライエッチングによりパターニングを行う必要があり、これら金属膜のパターニングに用いるフォトレジストの耐性の限界から、厚膜のパターニングは困難であるという問題があった。
【０００８】
非特許文献３は、ステンシルマスクや中間層を用いず、直接フォトレジストパターンをエッチングマスクに用いている。フッ素樹脂はフォトレジストとの濡れ性が悪いため、表面をある程度粗く前処理し、その後レジストパターニングを行う。この方法は、簡便であるが、樹脂のエッチングに最も用いられる酸素ガスを使うことができないという問題がある。酸素ガスプラズマは、フォトレジストの灰化工程に用いるものであり、フォトレジストは酸素ガスプラズマに対して耐性が極めて低い。従って、高アスペクト比加工や深掘り加工には、フォトレジストは適していない。このフォトレジストとしては、ベース樹脂がノボラック樹脂、ポリヒドロキシスチレン、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂が一般的である。
【０００９】
従って、フッ素樹脂のドライエッチングに用いる好適なマスク形成方法及びマスク材料が求められていた。例えば、物理的・化学的耐性が高く取り扱い性も良いマスク材料としては、特許文献２に開示されているようにシリコーン樹脂がある。特許文献２では、シリコーン樹脂の耐熱性の高さを利用して、成膜時に高温になる基板上での厚膜パターンを製造するためのプロセスにおいて、基板上にリフトオフ用マスクとして、シリコーン系樹脂を用いたものである。このシリコーン系樹脂のマスクは、成膜する基板上にマスクパターンを形成し、成膜工程を行い、この後リフトオフ用マスクを除去するものである。これにより、高温の基板上に厚膜のパターニングを可能にするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００８−５５５５６号公報
【特許文献２】特開２０１４−１７５３７６号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】C.E.Garner, S.B.Gabriel and Y.S.Kuo Thin Solid Films,95(1982)P351-362 DIRECTED ION BEAM SPUTTER ETCHING OFPOLYTETRAFLUOROETHYLENE(TEFLON)USING AN ARGON ION SOURCE
【非特許文献２】Erwin Berenschot, Henri Jansen, Gert-Jan Burger, Han Gardeniers, Miko Elwenspoek1996 IEEE P277-284  THERMALLY ASSISTED ION BEAM ETCHING OFPOLYTETRAFLUOROETHYLENEANEW TECHNIQUE FOR HIGH ASPECT RATIO ETCHING OF MEMS
【非特許文献３】L.P.Lee, S. A. Berger, D.Liepmann, L.Pruitt Sensors and Actuators A 71 (1998) P144-149  High aspect ratio polymermicrostructures and cantilevers for bioMEMS using low energy ion beam andphotolithograph
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上述の通り、フッ素樹脂のドライエッチングにおけるエッチングマスクについて、フォトレジストや金属薄膜を用いた場合には、マスクパターンの精密な転写は可能であるものの深掘り加工には適さなかった。一方、深掘り加工を行うためにステンシルマスクを用いれば、フッ素樹脂基板との密着性が悪く、マスクパターンの精密な転写ができなかった。
【００１３】
シリコーン樹脂は、ドライエッチング用マスクとして好適であると考えられるが、特許文献２に開示されたシリコーン系樹脂のマスクの例を除き、シリコーン樹脂を用いた精密なドライエッチング用マスクの例は報告されていない。特許文献２に開示されたシリコーン系樹脂のマスクは、リフトオフ用のマスクであり、エッチング用マスクではなく、このマスク製造工程が複雑であり、しかもエッチングによる深掘り可能な厚膜のマスクを形成できるものではない。
【００１４】
この発明は、上記従来の技術に鑑みてなされたもので、フッ素樹脂との高い密着性を有し、エッチングガスに対して耐性があり、転写精度の高いドライエッチング用マスクとその製造方法、及びこのマスクを利用したドライエッチング方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この発明は、シリコーン樹脂を成形型に入れて、架橋抑止層が設けられた被覆材を前記成形型頂面に接するように被せ、前記成形型の形状に貫通孔が形成された状態で硬化させて成るドライエッチング用マスクである。
【００１６】
またこの発明は、シリコーン樹脂を成形型に入れて、架橋抑止層が設けられた被覆材を前記成形型の頂面に接するように被せて押圧し、前記シリコーン樹脂を硬化させ、前記被覆材及び前記成形型を取り外し、前記成形型の形状に貫通孔を形成するドライエッチング用マスクの製造方法である。
【００１７】
またこの発明は、紫外線硬化型のシリコーン樹脂を被エッチング材表面に塗布し、所定のパターンニングマスクを介して紫外線を照射して、前記被エッチング材表面に所定のパターンで硬化した前記シリコーン樹脂を残すドライエッチング用マスクの製造方法である。
【００１８】
前記被エッチング材として紫外線透過型を用い、前記パターンニングマスクを前記被エッチング材の表面に設けて、その上にシリコーン樹脂を塗布し、前記被エッチング材の裏面側から紫外線を照射して、紫外線硬化型の前記シリコーン樹脂を硬化させても良い。
【００１９】
または紫外線硬化型の前記シリコーン樹脂を被エッチング材表面に塗布した後、前記シリコーン樹脂を硬化させ、硬化した前記シリコーン樹脂の表面に前記パターンニングマスクを設け、前記パターンニングマスクの上方から紫外線を照射して、前記シリコーン樹脂を硬化させても良いものである。
【００２０】
またこの発明は、シリコーン樹脂を成形型に流し込んで、架橋抑止層が設けられた被覆材を前記成形型頂面に接するように被せ、前記成形型の形状に貫通孔が形成された状態で硬化させ、硬化した前記シリコーン樹脂によるドライエッチング用マスクを形成し、フッ素樹脂から成る被エッチング材の表面に前記ドライエッチング用マスクを密着させてドライエッチングを行うドライエッチング方法である。
【００２１】
またこの発明は、紫外線硬化型のシリコーン樹脂をフッ素樹脂から成る被エッチング材表面に塗布し、所定のパターンニングマスクを介して紫外線を照射して、前記被エッチング材表面に所定のパターンで硬化した前記シリコーン樹脂を残し、硬化した前記シリコーン樹脂によるドライエッチング用マスクを被エッチング材表面に形成して、前記被エッチング材のドライエッチングを行うドライエッチング方法である。
【００２２】
前記ドライエッチングは、酸素ガスを用いて、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）により行うと良い。
【発明の効果】
【００２３】
この発明のドライエッチング用マスクとその製造方法、及びこのマスクを利用したドライエッチング方法によれば、被エッチング材にフッ素樹脂を用いた場合も、被エッチング材との高い密着性を有し、エッチングガスに対しても耐性があり、転写精度が高く深掘りも可能なドライエッチング用マスクを提供することができる。そして、この実施形態のドライエッチング方法によれば、フッ素樹脂のドライエッチングを高精度で、精密に行うことができる。
【００２４】
特に、シリコーン樹脂を成形型に流し込んで、架橋抑止層が設けられた被覆材を前記成形型頂面に接するように被せて、シリコーン樹脂によるドライエッチング用マスクを形成することにより、繰り返し使用可能であって、貫通孔を有したドライエッチング用マスクを容易且つ正確に製造することができる。
【００２５】
また、フッ素樹脂上に紫外線硬化型のシリコーン樹脂を直接塗布してドライエッチング用マスクを形成することにより、容易に正確なドライエッチング用マスクを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】この発明の第一実施形態のドライエッチング用マスクの製造工程を示す概略断面図である。
【図２】第一実施形態のドライエッチング用マスクの製造工程を示す概略斜視図である。
【図３】この発明の第二実施形態のドライエッチング用マスクの製造工程を示す概略斜視図である。
【図４】この発明の第三実施形態のドライエッチング用マスクの製造工程を示す概略斜視図である。
【図５】この発明の一実施例の製造方法により形成したシリコーン樹脂（ＰＤＭＳ：polydimethylsiloxane）製のドライエッチング用マスクの顕微鏡写真である。
【図６】この発明の一実施例のドライエッチング用マスクを用いてエッチングしたフッ素樹脂（ＰＦＡ）の顕微鏡写真である。
【図７】この発明の一実施例のドライエッチング用マスクを用いてエッチングしたフッ素樹脂（ＰＦＡ）の微小流体素子の写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、この発明の第一実施形態のドライエッチング用マスクとその製造方法及びドライエッチング方法について、図１、図２を基にして説明する。この実施形態のドライエッチング用マスクは、樹脂材料のドライエッチングに最も使用される酸素ガスプラズマに対してエッチング耐性のあるシリコーン樹脂を用いたものである。シリコーン樹脂は、化学的にエッチング耐性の高い酸化シリコンを形成しやすく、物理的には主鎖のシロキサン結合（Ｓｉ−Ｏ：結合エネルギー444kJ/mol）が、樹脂材料の骨格を成す炭素結合（Ｃ−Ｃ：結合エネルギー356 kJ/mol）に比べて結合エネルギーが大きい。このことから、酸素ガスプラズマ中のシリコーン樹脂は、酸素ガスプラズマに対してエッチング耐性に優れている。
【００２８】
この実施形態のシリコーン樹脂製のドライエッチング用マスク１０の製造方法は、ソフトリソグラフィ技術を応用したシリコーン樹脂のステンシルマスクを作製するものである。
【００２９】
製造工程は、先ず、図１（ａ）、図２（ａ）に示すように、例えばシリコン基板等の形成用基板１２の表面に、例えばＳＵ−８等のフォトレジスト材料を用いて所望のレジストパターンによる成形型１４を形成する。この成形型１４は、ドライエッチング用マスク１０により形成する後述の図７に示すようなフッ素樹脂製の微小流体素子３４のエッチングに必要な形状のネガ形状に形成されている。
【００３０】
次に、成形型１４が形成された形成用基板１２上に、図２（ｂ）に示すように、ＰＤＭＳ樹脂等のシリコーン樹脂１６を流し込み、成形型１４の頂面１４ａが僅かに埋没する程度に充填する。そして、図１（ｂ）、図２（ｃ）に示すように、被覆材である樹脂シート１８をシリコーン樹脂１６の上面に被せる。樹脂シート１８は、表面にアミノシラン等の架橋抑止剤がコートされた架橋抑止層２０が形成されており、架橋抑止層２０側の面をシリコーン樹脂１６に接するように被せる。この後、樹脂シート１８の架橋抑止層２０が形成された面が、成形型１４の頂面１４ａに密着するように、樹脂シート１８の表面から所定の加重を加えて押圧する。これにより、成形型１４の頂面１４ａが樹脂シート１６に確実に接し、成形型１４による貫通孔が容易且つ正確に形成される。
【００３１】
なお、単に樹脂シート１８を押圧するだけでは、頂面１４ａと樹脂シート１８との間に極薄いシリコーン樹脂層１６ａが形成され、ドライエッチング用マスク１０の貫通孔１０ａは形成されない。そこで、この実施形態では、アミノシランによるキレート作用を有する架橋抑止層２０がコートされた樹脂シート１８を、シリコーン樹脂１６に被せることにより、ドライエッチング用マスク１０に貫通孔１０ａが形成されるようにしている。
【００３２】
アミノシランは、シリコーン樹脂１６のＰＤＭＳ中における架橋反応の触媒である白金をキレートする。白金がキレートされることにより、成形型１４の頂面１４ａと樹脂シート１６の架橋抑止層２０の間の薄いシリコーン樹脂層１６ａ内では、触媒の白金が不足し、シリコーン樹脂１６の架橋が不完全となる。これにより、シリコーン樹脂層１６ａは、成形型１４の頂面１４ａ部分で硬化せず、その周囲の硬化したシリコーン樹脂１６に、貫通孔１０ａが確実に形成される。なお、成形型１４の頂部１４ａ以外での架橋抑止層２０とシリコーン樹脂１６との接触面では、シリコーン樹脂１６内の白金が下部から拡散してくるため、架橋反応は阻害されずに進行し、確実にシリコーン樹脂１６が硬化し所望のドライエッチング用マスク１０が成形される。
【００３３】
この後、図１（ｃ）、図２（ｄ）に示すように、硬化したシリコーン樹脂１６を形成用基板１２から取り外すとともに、樹脂シート１８をシリコーン樹脂１６から剥がす。これにより、図１（ｄ）、図２（ｅ）に示すように、貫通孔１０ａが形成されたドライエッチング用マスク１０が形成される。
【００３４】
この方法により作製したドライエッチングマスク１０は、１００μｍ以上の比較的厚いマスクを容易に形成でき、後述する実施例２の図６に示すような２００μｍ以上の深掘加工に適している。さらに、このステンシルマスクであるドライエッチングマスク１０は、金属やポリイミドのステンシルマスクと比較して可撓性に優れており、曲面や少しの凹凸がある表面に対しても密着性が高く、そのような形状の被エッチング材のエッチングも可能にする。また、エッチング後は容易に剥がすことができるため、繰り返し使用も可能である。
【００３５】
この実施形態のドライエッチングマスク１０を用いたドライエッチングを行う装置は、イオンビームエッチング装置と反応性イオンエッチング装置のどちらを用いても良い。特に、加工底面の表面粗さや加工形状、マスク材料とのエッチング選択比等を考慮すると、反応性イオンエッチング装置の方が望ましい。さらに、反応性イオンエッチング装置は、低圧力条件下で高プラズマ密度を達成できる磁場支援型や誘導結合型、電子サイクロトロン共鳴型の反応性イオンエッチング装置が望ましい。また、汎用の平行平板型のドライエッチング装置でもよいが、加工底面の表面粗さや加工形状、表面粗さ等を考慮すると、低圧での高密度プラズマが生成できる磁場支援型や誘導結合型または電子サイクロトロン共鳴型のドライエッチング装置が望ましい。
【００３６】
次に、この実施形態のドライエッチング用マスクを用いたドライエッチング方法について以下に述べる。ここでは、被エッチング材としてフッ素樹脂基板を用いる。フッ素樹脂基板は、例えばＰＦＡ基板であり、後述する実施例２の図６、図７に示すように、微小流体素子を形成するための深堀加工を行った。エッチングは、加工精度の高い反応性イオンエッチングを用いた。条件としては，ガス種を酸素ガスプラズマ，圧力を０．５Ｐａとすることで，長時間の加工が可能であった。
【００３７】
エッチングする形状としては、丸および四角等の単純なパターンや六角形および流路構造等の複雑なパターンを作製することが可能であり、深さとしては２００μｍ程度まで深掘り加工できることが確認できた。
【００３８】
この実施形態のドライエッチング用マスクとその製造方法によれば、被エッチング材にフッ素樹脂を用いた場合も、被エッチング材との高い密着性を有し、エッチングガスに対して耐性があり、転写精度の高いドライエッチングマスクを提供することができる。そして、この実施形態のドライエッチング方法によれば、フッ素樹脂のドライエッチングを高精度で、精密に行うことができ、特に深掘り加工も容易且つ正確に行うことができる。
【００３９】
次に、この発明のドライエッチング用マスクとその製造方法及びドライエッチング方法の第二実施形態について、図３を基にして以下に説明する。この実施形態のドライエッチングマスクの製造方法は、紫外線硬化型のシリコーン樹脂を用いるもので、例えば信越化学工業株式会社の紫外線硬化型液体シリコーンゴム（Ｘ−３４−４１８４−Ａ／Ｂ）を利用することができる。
【００４０】
まず、図３（ａ）に示すように、被エッチング材としての紫外線透過型のＰＦＡ等のフッ素樹脂２２の表面に、パターンニングマスクである薄いメタルパターンマスク２４を成膜する。メタルパターンマスク２４の成膜方法は、従来公知の成膜方法を適宜選択することができる。この後、図３（ｂ）に示すように、スピナー等で所定の膜厚に、紫外線硬化型のシリコーン樹脂２６を塗布する。そして、フッ素樹脂２２の裏面側から紫外線を照射する。これにより、紫外線透過型のフッ素樹脂２２を透過して、メタルパターンマスク２４の形状で、紫外線が照射された部分のシリコーン樹脂２６が硬化する。この後、図３（ｃ）に示すように、所定の溶剤で非硬化部分のシリコーン樹脂２６を除去して、フッ素樹脂２２上にシリコーン樹脂２６によるドライエッチング用マスク３０が形成される。
【００４１】
この状態でフッ素樹脂２２上には、メタルパターンマスク２４が残されているので、図３（ｄ）に示すように、先ずフッ素ガスプラズマにより、メタルパターンマスク２４をドライエッチングする。メタルパターンマスク２４が除去された後、図３（ｅ）に示すように、シリコーン樹脂２６によるドライエッチング用マスク３０が形成された被エッチング材であるフッ素樹脂２２を、ドライエッチングする。エッチング方法は、上記実施形態と同様に酸素ガスプラズマを用いた反応性イオンエッチング等のエッチング方法を用いることができる。そして、図３（ｆ）に示すように、シリコーン樹脂２６のドライエッチング用マスク３０を除去して、フッ素樹脂２２のドライエッチングが完了する。
【００４２】
この実施形態のドライエッチング用マスクとその製造方法によれば、フッ素樹脂２２に直接ドライエッチング用マスク３０を形成することができ、マスクパターンがすべて繋がっていなくても良く、パターンが部分的に独立した形状のマスクも容易に作成することができ、より汎用性が高いものである。
【００４３】
次に、この発明のドライエッチング用マスクとその製造方法の第三実施形態について、図４を基にして、以下に説明する。この実施形態のドライエッチングマスクの製造方法も、紫外線硬化型のシリコーン樹脂を用いるもので、まず、図４（ａ）に示すように、フッ素樹脂２２の表面に直接スピナー等で所定の膜厚に、紫外線硬化型のシリコーン樹脂２６を塗布する。そして、シリコーン樹脂２６が半硬化する程度に焼成する。この後、図４（ｂ）に示すように、ある程度硬化したシリコーン樹脂２６の表面に所定パターンのパターンニングマスクであるフォトマスク２８を密着させる。そして、図４（ｃ）に示すように、フォトマスク２８の表面側から紫外線を照射する。これにより、フォトマスク２８のパターンに紫外線が照射された部分のシリコーン樹脂２６が硬化する。この後、フォトマスク２８を除去して、所定の溶剤でシリコーン樹脂２６の非硬化部分を除去し、シリコーン樹脂２６によるによるドライエッチング用マスク３２が形成される。
【００４４】
フッ素樹脂２２のドライエッチングは、ドライエッチング用マスク３２が形成された被エッチング材であるフッ素樹脂２２を、図４（ｄ）に示すように、酸素ガスプラズマを用いた反応性イオンエッチング等のエッチング方法を用いる。ドライエッチングの後、ドライエッチング用マスク３２を除去して、図４（ｅ）に示すように、フッ素樹脂２２のドライエッチングが完了する。
【００４５】
この実施形態のドライエッチング用マスクとその製造方法によれば、フッ素樹脂２２に直接ドライエッチング用マスク３２を形成することができ、パターンが部分的に独立した形状のマスクも作成することができ、さらに汎用性が高いものである。
【００４６】
なお、シリコーン樹脂製のドライエッチング用マスクの製造方法としては、シリコーン樹脂のレジスト材料を用いて、上記と同様にドライエッチング用マスクを形成してもよい。
【実施例１】
【００４７】
次にこの発明の実施例について以下に説明する。まず、一般的なフォトリソグラフィーにより形成した成形型（ＳＵ−８）に、ＰＤＭＳプレポリマーと架橋剤（白金触媒を含む）を流し入れ、ＰＤＭＳのシリコーン樹脂表面にアミノシラン処理した被覆シートを圧着させる。被覆材の表面は、アミノシラン（３−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン）／メタノール（２％ｗ／ｗ）で修飾されている。これにより、ＰＤＭＳの架橋反応の触媒である白金がアミノシランによりキレートされ、ＳＵ−８とアミノシラン処理した被覆材の間で白金が不足する。その結果、その部分のＰＤＭＳの架橋が不完全となり、成形型の部分に貫通孔が形成される。それ以外部分では、白金が下部から拡散し架橋反応は阻害されずに進行する。
【００４８】
これにより作成したシリコーン樹脂製のドライエッチング用マスク１０を図５に示す。ドライエッチング用マスク１０には、貫通孔１０ａがきれいに形成されている。
【実施例２】
【００４９】
次にこの発明のシリコーン樹脂製のＰＤＭＳマスクを用いて、フッ素樹脂のＰＦＡ基板を加工した。この実施例では、加工精度の高い反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を用いた。条件としては、ガス種を酸素ガスプラズマ、圧力を０．５Ｐａとして、長時間の加工を行った。
【００５０】
エッチングした形状としては丸等の単純なパターンであり、図６に示すように、深さは２００μｍ程度まで深掘り加工できることが確認できた。また、ＰＦＡ基板のＰＤＭＳに対するエッチング選択比は約１０倍であり、ＰＤＭＳマスクの有用性を確認することができた。
【００５１】
エッチングパターンは、例えば微量化学分析に用いる微小流体素子３４を形成するための図７に示すような十字形状流路の加工を行った。なお加工形状は、上記の形状以外に、六角形やその他種々の形状の流路構造等の複雑なパターンを作製することが可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１０，３０，３２  ドライエッチング用マスク
１０ａ  貫通孔
１２  形成用基板
１４  成形型
１４ａ  頂面
１６，２６  シリコーン樹脂
１８  樹脂シート（被覆材）
２０  架橋抑止層
２２  フッ素樹脂（被エッチング材）
２４  メタルパターンマスク
２８  フォトマスク
３４  微小流体素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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