JP2010061085A

JP2010061085A - レジストの積層構造体およびレジストパターンの形成方法

Info

Publication number: JP2010061085A
Application number: JP2008251615A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Horiuchi; 敏行堀内; Hirotoshi Fukazawa; 裕年深澤
Original assignee: Tokyo Denki University
Current assignee: Tokyo Denki University
Priority date: 2008-09-01
Filing date: 2008-09-01
Publication date: 2010-03-18
Anticipated expiration: 2028-09-01
Also published as: JP5441148B2

Abstract

【課題】液晶パネルによりパターン形状の明暗分布を指定して、それをレチクルやマスクの代替として露光するとき、波長２００〜４１０ｎｍの遠紫外光〜短波長可視光の範囲に主たる感光波長帯を有するレジストは感光させることができなかった。
【解決手段】波長２００〜４１０ｎｍの遠紫外光〜短波長可視光の範囲に主たる感光波長帯を有する下層レジスト上にアルカリに溶解する金属膜、その上に液晶パネルを透過して明暗差が大きくとれる波長４２０ｎｍ〜５３０ｎｍの青色可視光を用いて感光させることができる上層レジストを積層する。上層レジストを液晶パネルに指定したパターン形状に感光させてアルカリ現像すると、金属膜もパターン化され、波長２００〜４１０ｎｍの遠紫外光〜短波長可視光を当てると、該金属膜パターンが遮光マスクとして働き、下層レジストに該パターンを転写できる。
【選択図】図１

Description

この発明は、基板上に米国Ｍｉｃｒｏｃｈｅｍ社製のネガ型レジストＳＵ−８などの波長２００〜４１０ｎｍの遠紫外光〜短波長可視光に主たる感光波長帯を有するレジストを付し、該レジストを任意のパターン形状に露光したのち現像してパターン化し、めっき雌型やマイクロ流路として使用するための、レジストの積層構造体およびレジストパターンの形成方法に関するものである。

波長２００〜４１０ｎｍの遠紫外光〜短波長可視光に主たる感光波長帯を有する感光基をエポキシ樹脂などの前記波長帯の光に対して高透過性を有する樹脂に含有させた、米国Ｍｉｃｒｏｃｈｅｍ社製のネガ型レジストＳＵ−８などのレジストは、たとえば非特許文献１に示されているように、レジストパターンの線幅に対するレジストパターン高さの比率、すなわちアスペクト比＝（レジストパターン高さ）／（レジストパターン線幅）を非常に大きく取れ、かつ、レジストパターン側壁をほぼ垂直にできる。

そのため、前記のレジストパターンを被めっき基板上に形成すれば、良好な微細めっき雌型として使用することができ、該めっき雌型にニッケルなどの金属をめっきすれば、微細で複雑な形状のマイクロ金属部品を容易に製作することができる。

また、前記のレジストパターンをマイクロ流路として使用すれば、マイクロミキサ、マイクロリアクターなどのマイクロ流体機器を高精度に製作することができる。

ところで、前記のレジストパターンを形成するには、該レジストをパターン形状に露光したのち現像することが必要であり、該レジストの感光波長帯が波長２００〜４１０ｎｍの近紫外光〜短波長可視光であることから、当然のことながらこの波長帯の光を用いて露光することが必要である。

該レジストを露光するには、一般に必要なパターンを有する原図基板であるレチクルやマスクを用意して投影露光、密着露光、近接露光などを行なう。

しかし、めっきにより製作するマイクロ金属部品や該レジストをそのまま構造体として利用するマイクロ流体機器は、一般に汎用集積回路素子に比べると必要個数が少なく、逆に様々なバリエーションや顧客のニーズに合わせたカスタマイズ化が要求されることが多い。すなわち、汎用集積回路素子に比べると、多品種少量生産となる。

そのため、めっきの雌型やマイクロ流体機器用のパターンを投影露光、密着露光、近接露光で転写するのに必要な原図基板であるレチクルやマスクの価格が製品価格を大きく左右してしまう。

特許文献１、２や非特許文献２、３などに開示されている液晶パネルをレチクルの代替として、液晶パネル上に表示したパターンを投影レンズなどの投影光学系を介して投影露光する液晶マトリックス投影露光法は、高価なレチクルを用意することなく任意のパターンを簡便に投影露光できる方法である。
特願２００１−６５７３８、液晶マトリックス投影露光装置特願２００１−２９５０６０、液晶マトリックス投影露光装置および液晶マトリックス投影露光方法渡辺洋之、堀内敏行：第５４回応用物理学関係連合講演会講演予稿集（２００７春）、８１４頁堀内敏行、大谷綾香：第５４回応用物理学関係連合講演会講演予稿集（２００７春）、５０頁深澤裕年、堀内敏行：第５５回応用物理学関係連合講演会講演予稿集（２００８春）、７２２頁

しかし、波長２００〜４１０ｎｍの遠紫外光〜短波長可視光は、一般には液晶材料を透過せず、わずかに透過しても明部と暗部との明暗比すなわちコントラストが取れないという問題があった。

図３は、非特許文献２、３に開示されている液晶マトリックス投影露光に用いられた、米国Ｋｏｐｉｎ社製ＳＴＮ液晶パネルＣｙｂｅｒＤｉｓｐｌａｙ３２０Ｍｏｎｏについて、全セルを明に設定したときと、全セルを暗に設定したときの分光透過率を日本分光株式会社製のＶ−６３０型紫外可視分光光度計により測定した結果である。

図３より明らかなように、波長２００〜４１０ｎｍの遠紫外光〜短波長可視光に対しては、液晶パネルを明に指定しても光はほとんど透過しない。

このため、前記のめっきの雌型やマイクロ流路を形成するのに都合のよいＳＵ−８などのレジストを感光させることができず、また、露光光線のほとんどが液晶パネルに吸収されるという不都合を生じた。

また、波長２００〜４１０ｎｍの遠紫外光〜短波長可視光に対しては、液晶パネルを明に指定したときと暗に指定したときとの間の透過率の差も小さく、明暗のコントラストが十分とれないので、長時間露光光線を照射して露光してもレジストパターンを形成することはできない。

そのため、波長２００〜４１０ｎｍの遠紫外光〜短波長可視光に感光する、前記のアスペクト比を大きく取れ、レジストパターン側壁をほぼ垂直にできるという良好なめっき雌型形成特性やマイクロ流路形成特性を有するレジストに対しては、多品種少量生産に優れた特性を有する液晶マトリックス露光を適用できなかった。

請求項１に示す本発明のレジストの積層構造体は、下地基板上に波長２００〜４１０ｎｍの遠紫外光〜短波長可視光の範囲に主たる感光波長帯を有する下層レジストを付し、該下層レジスト上にアルカリに溶解する金属膜を堆積し、該アルカリに溶解する金属膜上に波長４２０ｎｍ〜５３０ｎｍの青色可視光に感光する上層レジストを付したことを特徴とする。

また、請求項２に示す本発明のレジストパターンの形成方法は、下地基板上に波長２００〜４１０ｎｍの遠紫外光〜短波長可視光の範囲に主たる感光波長帯を有する下層レジストを付し、該下層レジスト上にアルカリに溶解する金属膜を堆積し、該アルカリに溶解する金属膜上に波長４２０ｎｍ〜５３０ｎｍの青色可視光に感光する上層レジストを付したレジストの積層構造体を用い、前記波長４２０ｎｍ〜５３０ｎｍの青色可視光に感光する上層レジストを、液晶パネルを原図基板の代わりに用いて露光する第１の露光工程と、該第１の露光工程後にアルカリ現像液によって該上層レジストを現像しつつ該アルカリ現像液によって該上層レジストが溶解除去された部分の前記金属膜も該アルカリ現像液に溶かし、該上層レジストと該金属膜の重層パターンを形成する第１の現像工程と、該第１の現像工程で溶け残った前記上層レジストと金属膜の重層パターンを遮光パターンとして波長２００〜４１０ｎｍの遠紫外光〜短波長可視光を含む光によって前記下層レジストを露光する第２の露光工程と、該第２の露光工程後にアルカリ現像液によって前記上層レジストと金属膜の重層パターンを除去する第２の現像工程と、有機現像液によって前記下層レジストを現像する第３の現像工程を有することを特徴とする。

本発明によれば、液晶パネルをレチクルの代替として、液晶パネル上に表示したパターンを投影レンズなどの投影光学系を介して投影露光する、液晶マトリックス投影露光法や、液晶パネルをマスクの代替として、被露光物に密着または近接させて露光する方法を利用して、レチクルやマスクなどの原図基板を用いずに、波長２００〜４１０ｎｍの遠紫外光〜短波長可視光に主たる感光波長帯を有するレジストのめっき雌型パターンやマイクロ流路パターンを高精度、高アスペクト比で簡便に形成することができる。

液晶パネルの液晶セルは、一般に波長４２０ｎｍ〜５３０ｎｍの青色可視光に対しては５〜２０％程度の透過率を有するが、波長４２０ｎｍ以下の光はほとんど通さないことから、従来は、波長２００〜４１０ｎｍの遠紫外光〜短波長可視光に主たる感光波長帯を有するレジストや紫外線硬化樹脂などには、液晶マトリックス投影露光法や、液晶パネルをマスクの代替として、被露光物に密着または近接させて露光する方法が使えなかった。

しかし、本発明によれば、液晶パネルの表示パターンによりまず波長４２０ｎｍ〜５３０ｎｍの青色可視光に感光する上層レジストを露光し、それを波長２００〜４１０ｎｍの遠紫外光〜短波長可視光に主たる感光波長帯を有するレジストに転写するため、液晶マトリックス投影露光法や、液晶パネルをマスクの代替として、被露光物に密着または近接させて露光する方法が活用できる。

液晶マトリックス投影露光法や液晶パネルをマスクの代替として、被露光物に密着または近接させて露光する方法を活用できれば、レチクルやマスクなどの原図基板を用いずに任意のパターンを簡便に転写することができるため、多品種少量生産のめっき雌型やマイクロ流体機器のマイクロ流路を短納期で安価に製作することができる。

そして、該めっき雌型にニッケルなどの金属をめっきすれば、微細で複雑な形状のマイクロ金属部品を容易に短納期で安価に製作することができる。

発明の実施するための最良の形態

図１は、本発明のレジストの積層構造体およびレジストパターンの形成方法の説明図である。

下地基板１としては、目的に応じて、銅箔付きプラスチック基板、シリコンウエハなど様々な基板が使用されるが、図１では、銅箔付きプラスチック基板の表面に金を薄くスパッタした下地基板１を例示してあり、１ａがプラスチック基板、１ｂが銅箔、１ｃが金の薄膜である。

工程（ａ）においては、前記の下地基板１上に、波長２００〜４１０ｎｍの遠紫外光〜短波長可視光に主たる感光波長帯を有するレジストや紫外線硬化樹脂などの下層レジスト４を付す。

該下地基板１上に下層レジスト４を付す方法は、下地基板１上に溶剤に溶かした下層レジスト４を滴下して下地基板１を回転させるスピンコート法、下地基板１上に溶剤に溶かした下層レジスト４を滴下してブレードで塗布するブレードコート法、溶剤に溶かした下層レジスト４中に下地基板１を浸漬したのち引き上げる浸漬法、溶剤に溶かした下層レジスト４を下地基板１に噴霧する方法、下層レジスト４のシートやテープを下地基板１にはり付ける方法など任意の方法でよい。

該下地基板１上に下層レジスト４を付したのち、必要に応じてベークを行い、下層レジスト４を固化させる。

次に、該下層レジスト４上にアルミニウム、マグネシウム、シリコンなど、アルカリに溶解する金属膜５をスパッタ、真空蒸着などの方法により堆積する。

そして、該アルカリに溶解する金属膜５の上に、波長４２０ｎｍ〜５３０ｎｍの青色可視光に感光する液晶マトリックス露光用の上層レジスト６を付する。

上層レジスト６を付す方法も、下層レジスト４を付す方法と同様の任意の方法でよい。

また、上層レジスト６を付したのち、必要に応じてベークを行い、した上層レジスト６を固化させる。

この、該下地基板１上に下層レジスト４を付し、その上にアルカリに溶解する金属膜５を堆積し、さらにその上に液晶マトリックス露光用の上層レジスト６を付した構造が、本発明のレジストの積層構造体の特徴である。

次に、工程（ｂ）において、液晶パネル７にめっき雌型やマイクロ流路などとして必要な所望のパターン８を表示し、波長が４２０ｎｍ〜５３０ｎｍの青色可視光を含む露光光線９を照射して、投影光学系１０を介して該液晶パネル７上のパターン８に対応する明暗像を前記の上層レジスト６上に作り、該上層レジスト６を前記の液晶パネル７上のパターン８に対応するパターン形状に露光する。

露光光線９は、液晶パネル７を透過し、液晶マトリックス露光用の上層レジスト６を感光させることができる波長４２０ｎｍ〜５３０ｎｍの青色可視光を含む任意の露光光線とし、水銀ランプを光源として波長４３６ｎｍのｇ線スペクトルを中心に照射したり、メタルハライドランプを光源として波長４２０ｎｍ〜５３０ｎｍの青色可視光を含む連続波長の光を照射したり、波長４７３ｎｍの固体青色レーザの光を当てたりすればよく、４２０ｎｍ〜５３０ｎｍの青色可視光のうちの特定の波長の光でもよく、逆に多少波長４２０ｎｍ〜５３０ｎｍの青色可視光以外の波長の光が混ざっていてもよい。

なお、投影光学系１０は、液晶パネル７上に表示しためっき雌型やマイクロ流路として必要な所望のパターン８に対応する明暗像を前記の上層レジスト６上に作れる光学系であれば、構成は任意でよく、図示したような単体の投影レンズのほか、無限遠焦点の対物レンズと結像レンズからなる投影光学系、ミラーを用いた投影光学系などを使用することができる。

また、液晶パネル７上の一部のパターンのみを投影露光できる投影光学系であり、液晶パネル７と下地基板１とを相対的に走査または間欠的に移動して液晶パネル７上の所望の露光フィールドを露光する投影光学系１０であってもよい。

液晶パネル７上のパターン８を維持したまま、下地基板１をステップアンドレピートして沢山のパターン８を露光してもよく、ステップアンドレピートしながらパターン８を任意に変更して様々なパターン８を露光してもよい。

なお、液晶パネル７を液晶マトリックス露光用の上層レジスト６のすぐ上に重ねて近接露光または密着露光で露光を行う場合にも本発明は適用できる。

図中に示した１１が上層レジスト６の感光部であり、前記の液晶パネル７上のパターン８に対応するパターン形状に感光することを示している。

上層レジスト６の下にはアルカリに溶解する金属膜５が存在するため、上層レジスト６を如何様に露光してもアルカリに溶解する金属膜５の裏側の下層レジスト４は保護されて本露光工程においては一切感光しない。

次に、工程（ｃ）において、工程（ｂ）で液晶パネル７上のパターン８を露光した上層レジスト６を現像液１２に浸して現像する。

このとき、上層レジスト６がポジ型であるとすれば、感光部が現像液１２に溶けるため、図示したような上層レジスト６のパターン１３が得られる。

上層レジスト６として、ノボラック樹脂をベースとし、ナフトキノンジアジドなどの感光基を加えたポジ型レジストなどのアルカリ現像液を用いるレジストを使用し、現像液１２として、標準的に用いられているテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド（ＴＭＡＨ）２．３８％の水溶液を主成分とするアルカリ現像液を用いれば、該アルカリ現像液はｐＨが１４の強アルカリなので、上層レジスト６の下に付したアルカリに溶解する金属膜５は上層レジスト６のパターン１３に覆われて保護された部分だけがアルカリに溶解する金属膜のパターン１４として残り、上層レジスト６が溶解した部分のアルカリに溶解する金属膜５は一緒に溶解除去される。

ＴＭＡＨの水溶液を主成分とするアルカリ現像液は、前記の２．３８％の水溶液が標準的であるが、３％の現像液も市販されており、濃度は現像できる範囲で任意でよい。

また、アルカリ現像液を用いるレジストは、露光によってできた酸をアルカリによって中和して塩として水に溶解させる原理なので、アルカリ現像液は必ずしもＴＭＡＨを主成分とするアルカリでなくてもよく、水酸化ナトリウムなど別の物質を主成分とするアルカリでもよい。

なお、図では、上層レジスト６を現像するため、下地基板１ごと現像液１２に浸漬する方法を示したが、上層レジスト６上に現像液１２を滴下または流下させたのち所定の時間滞留させるパドル現像や、上層レジスト６上にノズルから現像液１２を流下し続ける現像など、任意の現像方法で現像すればよいことは明らかである。

また、露光後、現像の前に必要に応じてポストエクスポージャーベーク（ＰＥＢ）を行ってもよいことは言うまでもない。

上層レジスト６はネガ型のレジストでもよく、その場合は、液晶パネル７上のパターン８に対応する感光部１１の部分が、現像後、アルカリに溶解する金属膜のパターン１４の上に残る。

次に、工程（ｄ）であるが、図は、現像後、上層レジスト６のパターン１３をリンス、乾燥させた状態を示しており、前記の下地基板１上に付した下層レジスト４の上には、所望のパターン形状をしたアルカリに溶解する金属膜のパターン１４と上層レジスト６のパターン１３とが積層された重層パターンが形成されているので、そこに、下層レジスト４を感光させることができる波長が２００〜４１０ｎｍの遠紫外光〜短波長可視光を含む露光光線１５を均等に照射する。

露光光線１５は、前記の２００〜４１０ｎｍの間の任意の波長を主成分として有する任意の光源を用いて照射すればよく、波長４０５ｎｍの水銀のｈ線、波長３６５ｎｍの水銀のｉ線などを含む紫外線ランプまたは短波長可視光ランプ、前記の２００〜４１０ｎｍの波長帯の間の任意の特定波長の光を出すレーザ光源などが使用でき、２００〜４１０ｎｍ以外の波長成分、たとえば、波長４２０ｎｍ〜５３０ｎｍの青色可視光などが混ざっていてもよい。

また、照射方法も任意であり、上層レジスト６のパターン１３を形成した範囲を一括して露光してもよく、部分的な範囲の露光と下地基板１および／または露光光源のステップアンドレピートを繰り返してもよく、露光光源と下地基板１とを相対的に走査することにより露光光線１５を照射してもよい。

露光光線１５を照射すると、下層レジスト４は、上層レジスト６のパターン１３の下のアルカリに溶解する金属膜のパターン１４で遮光保護された部分以外の部分が露光され、上層レジスト６のパターン１３やアルカリに溶解する金属膜５のパターン１４と逆のパターン部が感光部となる。

照射する露光光線１５は、２００〜４１０ｎｍの遠紫外光〜短波長可視光であり、その波長は上層レジスト６を感光させる波長４２０ｎｍ〜５３０ｎｍの青色可視光の波長より短いため、該波長２００〜４１０ｎｍの遠紫外光〜短波長可視光の持つエネルギは、波長４２０ｎｍ〜５３０ｎｍの青色可視光の持つエネルギより高い。

そのため、露光光線１５を照射すると、工程（ｂ）において未露光であった上層レジスト６のパターン１３も同時に露光される。

そこで、次に、工程（ｅ）において、工程（ｃ）と同様に、上層レジスト６のパターン１３を現像液１２に浸して現像する。

このとき、工程（ｄ）で感光した上層レジスト６のパターン１３が現像液１２に溶け、現像液１２がＴＭＡＨ２．３８％の水溶液を主成分とするｐＨが１４の強アルカリであることから、上層レジスト６のパターン１３下に残っていたアルカリに溶解する金属膜５のパターン１４は一緒に溶解除去される。

工程（ｅ）においても、ＴＭＡＨの水溶液を主成分とする現像液１２の濃度は現像できる範囲で任意でよい。

また、アルカリ現像液を用いるレジストは、露光によってできた酸をアルカリによって中和して塩として水に溶解させる原理なので、アルカリ現像液は必ずしもＴＭＡＨを主成分とするアルカリ現像液でなくてもよい。

なお、工程（ｅ）においても、上層レジスト６を現像するため、下地基板１ごと現像液１２に浸漬する方法を示したが、上層レジスト６上に現像液１２を滴下または流下させたのち所定の時間滞留させるパドル現像や、上層レジスト６上にノズルから現像液１２を流下し続ける現像など、任意の現像方法で現像すればよいことは明らかである。

上層レジスト６のパターン１３とその下に残っていたアルカリに溶解する金属膜５のパターン１４を溶解除去すると、感光部１６を有する下層レジスト４が下地基板１上に露出される。

感光部１６を有する下層レジスト４が付いた下地基板１を現像液１２から取り出したのちは、リンスして乾燥させ、必要に応じて、ポストエクスポージャーベーク（ＰＥＢ）を行う。

次に、工程（ｆ）において、感光部１６を有する下層レジスト４を１−メトキシ−２−プロピルアセテートや、エチルラクテート、ジアセトンアルコールなどの有機現像液１７によって現像する。

下層レジスト４を非特許文献１などに開示された米国Ｍｉｃｒｏｃｈｅｍ社製のＳＵ−８などのエポキシ樹脂、γ−ブチロラクトン、ポリプロピルカーボネイト、ヘキサフルオロアンチモネート（ＳｂＦ_６）からなるネガ型レジストとしておけば、露光光線１５に対して感光しなかった部分が上記の有機現像液１７に溶け、感光部１６が図示のように残って下層レジスト４のパターン１８が得られるが、下層レジスト４がポジ型のレジストでもよいことは明らかであり、その場合には、露光光線１５に対して感光した部分が上記の有機現像液１７に溶ける。

なお、現像後、下層レジスト４のパターン１８が形成された下地基板１を有機現像液１７から取り出して２−プロパノール（イソプロピルアルコール）などによってリンスし、乾燥させる。

なお、工程（ｆ）においても、下層レジスト４を現像するため、下地基板１ごと有機現像液１７に浸漬する方法を示したが、下層レジスト４上に有機現像液１７を滴下または流下させたのち所定の時間滞留させるパドル現像や、下層レジスト４上にノズルから有機現像液１７を流下し続ける現像など、任意の現像方法で現像すればよい。

下層レジスト４のパターン１８が形成された下地基板１を有機現像液１７から取り出してリンスし、乾燥したのち、ポストベークを行って、下層レジスト４のパターン１８を強固に固めてもよい。

下地基板１を銅箔付きプラスチック基板またはシリコン基板とし、工程（ａ）として、下層レジスト４として米国Ｍｉｃｒｏｃｈｅｍ社製のネガ型レジストＳＵ−８を約５０μｍ厚さにスピンコートし、９５℃で１５ｍｉｎプリベークしてからその上にアルカリに溶解する金属膜５としてアルミ箔を厚さ約０．１５μｍに真空蒸着し、さらにその上に東京応化工業（株）社製のポジ型レジストＴＨＭＲ−ｉＰ３３００を厚さ約１μｍにスピンコートした、本発明のレジストの積層構造体を作成した。

上層レジスト６に相当するポジ型レジストＴＨＭＲ−ｉＰ３３００は、塗布後、９３℃で２ｍｉｎプリベークしてから使用した。

次に、工程（ｂ）として、非特許文献２に開示された液晶マトリックス投影露光装置を用い、液晶パネル７上に外径約４００μｍ、軸径１２０μｍ、歯数９のインボリュート歯車パターンを表示して該ポジ型レジストＴＨＭＲ−ｉＰ３３００を投影露光した。

光源には、住田光学ガラス（株）社製のメタルハライドランプＬＳ−Ｍ１８０を用い、連続波長の光であるが、フィルターを入れて露光光線９の中心波長を４５０ｎｍとして照射した。

縮小投影レンズには、（株）ミュートロン社製のテレセントリックレンズＭＧＴＬ０１４を用い、１／７縮小投影を行った。

露光後、該めっき雌型形成用下地基板１を１１３℃で２ｍｉｎポストエクスポージャベーク（ＰＥＢ）してから、工程（ｃ）として、ポジ型レジストＴＨＭＲ−ｉＰ３３００の現像液であるＴＭＡＨ２．３８％の水溶液を主成分とする東京応化工業（株）社製のアルカリ現像液ＮＭＤ−Ｗ中に１０ｍｉｎ浸漬して現像した。

この結果、約５０μｍ厚さのネガ型レジストＳＵ−８上に、上層レジスト６のパターン１３に相当する前記歯車形状の厚さ約１μｍポジ型レジストＴＨＭＲ−ｉＰ３３００のパターンと、アルカリに溶解する金属膜のパターン１４に相当する厚さ約０．１５μｍのアルミニウム膜のパターンからなる重層パターンが形成された。

次に、工程（ｄ）として、ほぼ波長２９０〜４２０ｎｍの連続波長の光線を発し、波長３６５ｎｍの成分が多い、住田光学ガラス（株）社製の特殊ＵＶ光源ＬＳ−１４０ＵＶを用いて前記のネガ型レジストＳＵ−８上に前記重層パターンが形成された下地基板１を露光した。

その結果、該重層パターンが存在しない部分のネガ型レジストＳＵ−８が感光した。

また、この露光時に前記の歯車形状をした厚さ約１μｍポジ型レジストＴＨＭＲ−ｉＰ３３００のパターンも露光されるため、該露光ののち、工程（ｅ）として、ポジ型レジストＴＨＭＲ−ｉＰ３３００の現像液であるＴＭＡＨ２．３８％の水溶液を主成分とする東京応化工業（株）社製のアルカリ現像液ＮＭＤ−Ｗ中に再び１０ｍｉｎ浸漬すると、前記の厚さ約１μｍポジ型レジストＴＨＭＲ−ｉＰ３３００のパターンおよび該パターンに保護されていた厚さ約０．１５μｍのアルミニウム膜のパターンは溶解除去された。

次に、露光により厚さ約０．１５μｍのアルミニウム膜のパターンが存在しなかった部分が感光したＳＵ−８に９０℃で１０ｍｉｎのポストエクスポージャベークを加えた。

そして、工程（ｆ）として、１−メトキシ−２−プロピルアセテートを主成分とする化薬マイクロケム（株）社製の有機現像液ＳＵ−８−Ｄｅｖｅｌｏｐｅｒ中に１０ｍｉｎ浸漬して現像した。

その結果、図２の電子顕微鏡写真に示すように、厚さ約５０μｍのネガ型レジストＳＵ−８からなるめっき雌型パターンを、銅箔付きプラスチック基板またはシリコン基板からなる下地基板１上に垂直側壁、かつ、高精度で形成できた。

産業上の利用の可能性

前記のネガ型レジストＳＵ−８は透過性が高く、投影露光の条件を整えれば、アスペクト比が８以上の１：１ラインアンドスペースパターンが形成できることや、膜厚４００μｍもの厚さでも１：１ラインアンドスペースパターンを形成できることが非特許文献１に開示されている。

本発明によれば、液晶パネルをレチクルやマスクなどの原図基板に代えて用いるマトリックス投影露光により波長４２０ｎｍ〜５３０ｎｍの青色可視光を用いて形成した任意パターンを基に、前記のネガ型レジストＳＵ−８などの波長２００〜４１０ｎｍの遠紫外光〜短波長可視光に主たる感光波長帯を有するレジストや紫外線硬化樹脂などの厚くて垂直側壁で高精度なめっき雌型パターンやマイクロ流路パターンを形成できる。

パターンを作るのにレチクルやマスクなどの原図基板を持ちないため、多品種少量生産のめっき雌型やマイクロ流路を安価に短納期で簡便に製作することができる。

本発明のレジストの積層構造体およびレジストパターンの形成方法の説明図本発明により形成しためっき雌型パターンの電子顕微鏡写真液晶パネルの分光透過率の測定結果

符号の説明

１：下地基板
４：下層レジスト
５：アルカリに溶解する金属膜
６：上層レジスト
７：液晶パネル７
８：露光ビームのスポットの像
９：波長が４２０ｎｍ〜５３０ｎｍの青色可視光を含む露光光線
１０：投影光学系
１１：上層レジスト６の感光部
１２：現像液
１３：上層レジスト６のパターン
１４：アルカリに溶解する金属膜５のパターン
１５：波長が２００〜４１０ｎｍの遠紫外光〜短波長可視光を含む露光光線
１６：下層レジスト４の感光部
１７：有機現像液
１８：下層レジスト４のパターン

Claims

下地基板上に波長２００〜４１０ｎｍの遠紫外光〜短波長可視光の範囲に主たる感光波長帯を有する下層レジストを付し、該下層レジスト上にアルカリに溶解する金属膜を堆積し、該アルカリに溶解する金属膜上に波長４２０ｎｍ〜５３０ｎｍの青色可視光に感光する上層レジストを付したことを特徴とするレジストの積層構造体
下地基板上に波長２００〜４１０ｎｍの遠紫外光〜短波長可視光の範囲に主たる感光波長帯を有する下層レジストを付し、該下層レジスト上にアルカリに溶解する金属膜を堆積し、該アルカリに溶解する金属膜上に波長４２０ｎｍ〜５３０ｎｍの青色可視光に感光する上層レジストを付したレジストの積層構造体を用い、前記波長４２０ｎｍ〜５３０ｎｍの青色可視光に感光する上層レジストを、液晶パネルを原図基板の代わりに用いて露光する第１の露光工程と、該第１の露光工程後にアルカリ現像液によって該上層レジストを現像しつつ該アルカリ現像液によって該上層レジストが溶解除去された部分の前記金属膜も該アルカリ現像液に溶かし、該上層レジストと該金属膜の重層パターンを形成する第１の現像工程と、該第１の現像工程で溶け残った前記上層レジストと金属膜の重層パターンを遮光パターンとして波長２００〜４１０ｎｍの遠紫外光〜短波長可視光を含む光によって前記下層レジストを露光する第２の露光工程と、該第２の露光工程後にアルカリ現像液によって前記上層レジストと金属膜の重層パターンを除去する第２の現像工程と、有機現像液によって前記下層レジストを現像する第３の現像工程を有することを特徴とするレジストパターンの形成方法