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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

国内特許コード P10P006891
整理番号 TDU-157
掲載日 2010年4月16日
出願番号 特願2008-251615
公開番号 特開2010-061085
登録番号 特許第5441148号
出願日 平成20年9月1日(2008.9.1)
公開日 平成22年3月18日(2010.3.18)
登録日 平成25年12月27日(2013.12.27)
発明者
  • 堀内 敏行
  • 深澤 裕年
出願人
  • 学校法人東京電機大学
発明の名称 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
発明の概要 【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
従来技術、競合技術の概要

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。
【特許文献1】
特願2001-65738、液晶マトリックス投影露光装置
【特許文献2】
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
【非特許文献1】
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
【非特許文献2】
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
【非特許文献3】
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

産業上の利用分野


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。

特許請求の範囲 【請求項1】
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し、有機現像液を用いて現像されるネガ型で膜厚が50μm以上の下層レジストを付し、該下層レジスト上にアルカリ現像液に溶解する金属膜を堆積し、該アルカリ現像液に溶解する金属膜上に、波長420nm~530nmの青色可視光に感光し、前記アルカリ現像液を用いて現像され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。

【請求項2】
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の感光工程と、該第1の感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の遠紫外線~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。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 登録
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