JPH0245652B2 - - Google Patents

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JPH0245652B2
JPH0245652B2 JP58082859A JP8285983A JPH0245652B2 JP H0245652 B2 JPH0245652 B2 JP H0245652B2 JP 58082859 A JP58082859 A JP 58082859A JP 8285983 A JP8285983 A JP 8285983A JP H0245652 B2 JPH0245652 B2 JP H0245652B2
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ultraviolet light
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wavelengths
shorter
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Ion Meinnbanton Beronika
Suriniuasan Rangasuwamii
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International Business Machines Corp
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Publication date
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Publication of JPH0245652B2 publication Critical patent/JPH0245652B2/ja
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    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/039Macromolecular compounds which are photodegradable, e.g. positive electron resists
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C59/00Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor
    • B29C59/16Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by wave energy or particle radiation, e.g. infrared heating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C35/00Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
    • B29C35/02Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
    • B29C35/08Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation
    • B29C35/0805Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation using electromagnetic radiation
    • B29C2035/0827Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation using electromagnetic radiation using UV radiation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2067/00Use of polyesters or derivatives thereof, as moulding material

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  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
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  • Health & Medical Sciences (AREA)
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  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔本発明の分野〕 本発明は、220nmよりも短い波長の遠紫外線
により、ポリエチレンテレフタレート(PET)
のようなポリエステルをフオトエツチする技術に
関する。ポリエステルは、後で処理したり、物質
の大部分を加熱して劣化することなく、制御され
た方法で除去される。
〔先行技術〕
マイラー(デユポン社の商標)は、良く知られ
ている物質であり、以後PETとしてマイラーを
引用する事にする。マイラーは、その重合体を構
成する炭化水素鎖の骨格(backbone)にのみエ
ステル基(ester group)を有するポリエステル
である。これは、商品としては、オーデイオ・テ
ープ及びビデオ・テープ並びに回路ボードを含む
半導体回路の多くの適用における媒体として用い
られており、非常に有用な物質である。マイラー
は、非常に強くて、優れた化学的安定性を有して
いる。
PETは、非常に有用な物質であるが、制御さ
れた方法でそれを溶す様な化学物質が存在しない
ので、それに複雑なパターンを形成する事は困難
である。PETのパターン形成は、回路の製造に
おける多くの理由から、又テープに適用する際に
PETフイルムがテープ・ヘツドに過度にくつつ
くことを防ぐためにも望ましいことである。以前
には、PETのパターン形成は、過度の局所加熱
によりPETフイルムの表面を変形するような、
長波長のレーザを用いて行なわれた。このような
技術が、米国特許第3549733号、第3617702号、第
3920951号及びドイツ国特許第2115548号に示され
ている。これらの特許の全ては、約250nmを越
える波長の電磁界が用いられた。PETフイルム
を変形する機構は、レーザ・ビームの加熱による
局所化された熱効果に依存している。
PETの表面をより濡れやすくするためには、
それを変形することが望ましい。これは、金属フ
イルムのような他のフイルム又は他の重合体フイ
ルムにPETが付着することを促進する。濡れの
度合を促進すべくPETフイルムの表面を変形す
るために、米国特許第3255099号に示されている
ように、反応性の無機物質の気相を存在させて、
フイルムの表面にわたつて電気放電が行なわれ
た。電気放電は、そのような気相が存在しないな
ら何ら効果がなかつた。
PETフイルムの光化学分解には、PETフイル
ムに光化学反応を生じるようなレーザ・ビームの
使用が含まれる。以下の参考文献はその例であ
る。
(1) J.Appl.Polymer Sci.16、(1972)、articles
−、M.Day et al、pp.175、191、203及び
J.Appl.Polymer Sci.17(1973)、article N.M.
Day et al、pp.1895−1907 (2) J.Polymer Sci.55(1961)、F.B.Marcotte
et al、pp.477 (3) J.Polymer Sci.Part A−1、Vol.5、
(1967)、F.B.Marcotte et al、pp.481−501 Marcotte等の文献には、250nmよりも長い波
長の紫外線を用いたPETの光分解が示されてい
る。この研究の目的は、この重合体の耐候性を調
べることであつた。これらの研究からわかるよう
に、このような紫外線は重合体の劣化を生じた。
劣化を最も生じる波長は、3130Åである。光分解
の間に形成されるガス状生成物は、CO及びCO2
である。さらに、重合体分子が分裂して、架橋構
造をなし、異なるラジカルが形成される。前記参
考文献(3)の498頁には、CO及びCO2形成について
の量子収量は、2537Å及び3130Åの波長を有する
光に対しては類似していることが示されている。
さらに、2537Åの方が3130Åよりも薄い層で化学
作用を生じるのであるが、これらの異なる波長に
ついては、総化学作用は類似していると示されて
いる。
PET重合体の弱さについての長波長電磁波の
影響は、D.J.Carlsson及びD.M.Wiles著、
“Ultraviolet Light Induced Reactions in
Polymers”、Ed.S.S.Labana、ACS
Symposium、SerialNo.25、pp.321(1976)に示さ
れている。
前記参考文献(1)には、220nm乃至420nmの波
長の紫外線によるPETの光化学的劣化に関する
広範な分析(実験室での)が示されている。これ
らの参考文献では、どの波長の紫外線に対しても
分子鎖がこわれて劣化が生じること、並びに重合
体はより短い波長の電磁波を非常に容易に吸収す
るが、大部分の重合体にわたつてより長い波長の
電磁波も吸収されることが指摘されている。主要
な揮発生成分は、CO及びCO2であり、光分解が
酸素の存在下で起きるときには、一層容易に生成
されるように思われる。
前記参考文献(1)のarticle Nには、紫外線によ
つてPET重合体の表面が変化することが示され
ている。その1902頁では、多少の揮発作用が照射
された領域から起きるように思われるが(1904
頁)紫外線照射を長くした後でさえも、重合体の
表面における構成上の及び物理的な損傷は最小で
あることが指摘されている。しかしながら、1906
頁に示されているように、大部分の重合体は劣化
が進行する。
このように、前記参考文献(1)には、紫外線によ
るPETについての種々の化学反応が詳細に示さ
れているが、顕著な表面の変化は何も指摘されて
いない。これらの参考文献に示されているよう
に、全ての波長の紫外線が、重合体の鎖をこわし
て、劣化を生じる。しかしながら、本願の発明者
が発見したように、紫外線によつて起きる光化学
反応の特性は、紫外線の波長が220nmよりも短
いときには、顕著に変化する(前記参考文献(1)の
articleには、波長範囲として200乃至400nmが
記されているが、これは大まかな表記である。使
用された最も短い波長は、その光学システムにお
いて用いられたフイルタにより定まる220nmで
ある)。分子の鎖がこわれる過程が非常に効果的
に生じ、大部分の重合体が劣化しなくなるのは、
しきい値である220nmよりも短い波長のときで
あるように思われる。220nmよりも短い波長で
は、表面の変化が容易に起こり、またそのような
波長の紫外線は、PETの表面でフオトエツチン
グを生じる。このようなフオトエツチングは容易
に起きるので、PETにパターンを形成したり、
短時間のうちに照射領域からPETを完全に除去
するために用いられ得る。このような非常に効果
的な光化学反応の過程が、本発明の基礎となつて
いる。
米国特許第4247496号には、PETのようなプラ
スチツク物質の薄い表面層を処理する方法が示さ
れている。この米国特許では、プラスチツク物質
は紫外線で処理され、その後引き伸ばされる。紫
外線は、180nm乃至400nmの波長を有し、水銀
ランプ、螢光ランプ、キセノン・ランプ及び炭素
アーク・ランプのような源から照射される。
初めに示した米国特許には、前記参考文献(1)の
article N及び前記D.M.Wiles著の文献に示され
た現象が起きることが指摘されている。紫外線の
処理は、プラスチツクの表面層(50Å乃至100Å)
に亀裂(cracking)を生じる。これらの亀裂は、
延伸を容易にし、広くなつた亀裂を有する表面を
生じてしまう。
米国特許第4247496号では、フオトエツチング
は含まれない。なぜなら、薄い表面層のみが影響
を受けることが重要だからである。この米国特許
では、選択した波長の紫外線がPETを効果的に
フオトエツチするのに用いられ得ることは認識さ
れていない。また、PETの延伸を向上するため
に、PETの薄い表面層のみに影響を及ぼすよう
に波長が広い範囲に及ぶ紫外線が用いられる。
これと比べて、本発明では、220nmよりも短
い波長を有する紫外線についてPETのフオトエ
ツチングが行なわれる。本発明は、PETの効果
的なフオトエツチングを行なうのであつて、単に
表面の処理をするのではない。本発明において
は、物質の大部分に影響を及ぼさずに、また不適
当な加熱を生じることなく、PETを食刻するた
めに、特定の遠紫外線が用いられる。実際、米国
特許第4247496号に示されたようなランプの幾つ
かは、本発明では用いることができない。これら
の不適切な紫外線源は、高い圧力の水銀ランプ、
キセノン・ランプ及び炭素アーク・ランプであ
る。さらにこの米国特許と比べて、本発明は、
PETの実質的部分までもフオトエツチするため
に、遠紫外線を用いることに基づいており、小電
力で効果的にフオトエツチを行なうことができ
る。例えば、12ナノ秒に150mJの電力を有する
ArFエクシマ(excimer).レーザ・パルス当り、
1000ÅのPETが除去できる。
プラスチツク物質に紫外線を照射すると、長時
間してから物質の劣化が生じると認識されてい
る。例えば、前記参考文献(1)には、非常に長い時
間、露光(例えば何千時間)を行なつてからでな
いと劣化の効果が生じないことが示されている。
これに対して、本発明では、実際に使用する波長
が220nmよりも短くなければならないような、
PETの効果的なフオトエツチングが行なわれる。
〔発明の概要〕
本発明の目的は、PETのようなポリエステル
をフオトエツチするのに適したプロセスを提供す
ることである。
本発明を実施すると、伺下のような利点が得ら
れる。即ち、 (1) PETのようなポリエステルを、その特性が
大体変化するような少なくとも約1000Åの深さ
まで、その耐候性を害することなく光化学分解
する技術が提供される。
(2) 局所的に加熱することなく、PETのような
ポリエステルの表面をフオトエツチする技術が
提供される。
(3) PETを劣化させたり、その耐候性を害した
りすることなく、PETを光化学分解する技術
が提供される。
(4) PETのようなポリエステル自動現象
(selfdeveloping)でフオトエツチする技術が
提供される。
(5) 液体の溶剤を必要とすることなく、PETの
表面を選択的にフオトエツチングする技術が提
供される。
(6) 熱効果によらずに、ポリエステルを迅速に食
刻する技術が提供される。
(7) PETの大部分と変形することなく、PET層
を光化学的に分解するフオトエツチング技術が
提供される。
(8) 先行技術の光化学反応処理に比べて、数段も
反応速度が速い、PETの表面を光化学反応処
理する技術が提供される。
(9) PETのようなポリエステルにある深さの正
確なパターンを提供するのに用いることができ
る自動現象でフオトエツチングする技術が提供
される。
本発明では、PETのようなポリエステルが、
220nmよりも短い波長でフオトエツチされ、少
なくとも約1000Åの厚さのポリエステル層が食刻
される。このような遠紫外線は、このような波長
を与えるように特に設計された、低い圧力のHg
共鳴ランプのような連続的な源から、又はArFエ
クシマ・レーザのようなパルス化された源によつ
て提供され得る。
例えば、PETは、基板にフイルム状に設けた
り、又はストリツプのような塊状に準備したりで
きる。220nmよりも短い波長の遠紫外線をPET
層に照射すると、PET中をサブミクロンの深さ
に入る。これは、PETの重合体鎖における結合
をこわすのに大変効果的なプロセスであり、
220nmよりも短い波長の電磁波を与える源又は
システムであれば、どのようなタイプのものでも
用いることができる。PETの露光は、真空中、
窒素雰囲気中、又は空気中等で行なうことができ
るが、酸素を含む雰囲気中で、より速い光化学反
応が起きる。酸素によつて、入射紫外線がPET
の炭化水素鎖をこわす反応が促進される。
マスクを用いたり、紫外線ビームを動かしたり
して、PETに選択的にパターンを形成すること
ができる。
〔本発明の実施例〕
本発明の実施例では、220nmよりも短い波長
の遠紫外線をフイルム状又は塊状のポリエステル
(例えば、PET)に入射して、ポリエステルの層
を光化学的に食刻する。J.G.Calvert及びJ.N.
Pitts、Jr.著、“Photochemistry”John Wiley
and Sons、Inc.、New York、1966、pp.18に示
されているように、150nm乃至200nmの波長の
電磁波がしばしば“遠紫外線”と言われるが、本
書で使用する遠紫外線という用語は、そのような
定義にはとらわれない。要するに、プロセスの量
子収量が徐々に減少することが観測されるが、遠
紫外線の特性を示す有機物質の光化学反応プロセ
スは、実験的困難から180nmに対応するエネル
ギーの上限と、拡張して210nm乃至220nmに対
応するエネルギーの下限との間に限定されてい
る。本発明では、“遠紫外線”は220nmよりも短
い波長の全ての電磁波を示すものとし、それ故
に、150nmよりも短い波長の電磁波を含む。
220nmよりも短い波長(λ)の電磁波を準備
するのに、2つの光源が入手可能である。これら
は、そのような波長範囲に設計された低い圧力の
水銀共鳴ランプ(λ=185nm)及びアルゴン・
フツ化物のレーザ(λ=193nm)である。この
水銀共鳴ランプは、遠紫外線の光子当り最小のコ
ストで動作する連続的な源である。しかしなが
ら、それは、放電ランプ表面光度が低いという難
点がある。例えば、39W入力のランプは、ほぼ1
mの距離に設けられる。このような源は、正味の
反応が小さい。大きな領域を照射するために良く
研究されている。重なり合つた6個のランプが、
185nmの波長の電磁波を4.2mW/cm2で9000cm2
領域に照射するのに用いられ得る。
アルゴン・フツ化物のレーザは、パルス動作す
るように設計されている。典型的には、300mJ
のパルス(1.5cm2の領域)が、10/秒の反復速度
で利用できる。パルスの強度は、何千個のパルス
にわたつて不変である。マスクを通して投射され
る遠紫外線を、PETフイルムが被覆されたウエ
ハ即ち半導体装置に照射するような装置を提供す
るために、適切な光学機器を用いて、このレーザ
を標準のカメラに結合することができる。
本発明の実施に際しては、220nmよりも短い
波長を提供する源又はシステムが、PETの表面
を照射するのに適している。PETのフオトエツ
チングにおいて顕著な食刻効果を生じることにな
り、しかも、炭化水素鎖の結合を非常に効率良く
こわし、PET中にはわずかにしか入らない(サ
ブミクロン以内)ような、短い波長の電磁波を放
射する源なら、どれも適している。
〔PETに関する遠紫外線の光化学〕
PETは220nmよりも波い波長の遠紫外線を良
く吸収し、効率の良い分解プロセスを生じる。こ
のような波長範囲の光子の大きなエネルギーが
PET中の結合エネルギーを越えるものであるこ
とに加えて、この光化学反応は、その系を制御す
る以下の3つのことによつて影響を受ける。即
ち、 (a) PET中のほぼ全ての有機の基が、これらの
波長の電磁波を良く吸収する。吸収する基当り
について計算した典型的な吸光係数は、ほぼ05
×104乃至1.0×104/mol・cmである。
(b) 励起状態の放射寿命は、非常に短く、典型的
には、0.1ナノ秒である。螢光は、めつたに吸
収されないので、結合をこわすことに関する寿
命は、1乃至10ピコ秒程度でなければならな
い。
(c) 結合をこわすことに関する量子収量は、0.1
乃至1.0程度である。これは、中間の紫外線
(200乃至300nm)及び近紫外線(300nmより
も長い波長)の各領域における量子収量より
も、10乃至50倍も大きい。
PET中の有機の強い吸収では、220nmよりも
短い波長範囲の紫外線のうちの95%が、PET中
のサブミクロンの深さで吸収される。ほぼどの光
子も結合をこわすので、重合体は、より小さな単
位に分裂する。これらの分裂片は、紫外線を吸収
し続けて、最終的に最終生成物である小さな分子
が蒸発して、光子の過剰エネルギーを並進、振動
及び回転のエネルギーとして持ち去るまで、より
小さな単位にこわれることになる。このために、
次のようなことが必要である。即ち、 (i) 全ての化学反応は、光のパルスにおいてのみ
起こり、この光のパルスにおける全ての物質
が、最終的に除去される。
(ii) 基板又はフイルムを熱することは、ほとんど
生じない。PETフイルムは光の影響を受けて
除去される。
(iii) 光化学反応は、入射電磁波が吸収される深さ
に、直ちに限定される。従つて、紫外線が侵入
する深さの10倍もある厚さのPETでは、大部
分の物質が化学的には変化しない。
このような光化学反応過程では、続いて処理す
ることなく、制御された方法でPETの表面が食
刻される。この反応は、PETフイルムについて
の大きな吸収断面によるものであるから、結果と
して、物質中の2000Åの深さまでエネルギーが吸
収されることになり、そして、これらの吸収され
る光子エネルギーで大変効率良く結合をこわすこ
とになり、また、多数の小さな分裂分子を形成し
て、それらの蒸発を促進することになる。このよ
うな反応過程は、真空中又はガス雰囲気(窒素、
酸素、等)中で観測されるが、しかし、空気中で
は、ほぼ10倍に加速される。
光化学反応過程は、短い波長(<220nm)の
紫外線によつて開始され、PET中の長い炭化水
素鎖をより短い鎖へとこわす。このような過程
は、電磁波によつて開始され、酸素によつて続け
られる。この酸素は、より短い鎖の端部に封をす
る(seal)即ち結合することになるので、より短
い鎖が再結合してより長い鎖になる確率を最小に
する。このように、酸素の存在によつて、鎖をこ
わす過程が促進され、そこで、揮発生成物として
放出することができるような増々小さな副産物が
生成される。
本発明の光化学反応過程は、220nmよりも短
い波長の光にのみ依存しているのであつて、その
ような反応を起こすのに酸素を必要としないこと
に注意されたい。これは、食刻するのに酸素を必
要とする、より長い波長の紫外線を入射する方法
とは、著しく異なるものである。このような方法
は、例えば、前記したD.J.Carlsson及びD.M.
Wiles著の本の336頁に示されている。このよう
な長波長の紫外線を用いる場合には、長時間を経
た後でさえも、表面をフオトエツチすることはで
きない。光子は、物質の大部分へ侵入して、耐候
性の劣化を生じる、即ち、老化する。たとえ、揮
発生成物がこのような長波長の電磁波によつて生
成されても、これらの生成物は物質中の大部分の
ところで捕獲され、物質の外へ逃げることができ
ない。
本発明の実施に際して、臨界的となるパラメー
タは、紫外線の波長だけである。入射紫外線の電
力及び電力密度は、臨界的でないし、レーザ光で
ある必要もない。紫外線としては、パルス波及び
連続波の両方が用いることができる。PETにつ
いての食刻の最終的な深さは、紫外線の強さが一
定のときには、その露光時間に関係する。
〔PET表面処理用装置〕
第1図は、PETをパターン化できしかもその
全表面の層を食刻できるようなプロセスを概略的
に示した図である。参照番号10により示された
220nmよりも短い波長の紫外線が、基板14上
のPET層12に当たる。紫外線10をPET層1
2の表面の選択部分に照射できるように、この図
では、マスク16が示されている。もちろん、
PET層12の全表面に照射することができる。
PET層12は、必ずしも基板14によつて支
えられている必要はなく、塊状の物質であつても
良い。基板14は、PET層12が上に形成され
る半導体ウエハその他の基板である。照射時間
は、PET層12を食刻除去するのに十分な長さ
である。
第2図は、PET層12及び基板14がチエン
バ18内に配置される装置を示している。このよ
うな装置は、例えば、ポンプ22に接続された出
口部分20を有する真空チエンバである。チエン
バ18の内側は、ポンプ22によつて所望の圧力
まで排気され得る。ポンプ22は、また、PET
層12についての光化学反応食刻の間に形成され
る揮発性生成物を除去するためにも用いられ得
る。
矢印24が、これらの残留副産物の除去を示
す。
チエンバ18は、矢印10で示されているよう
な適切な波長の紫外線を通すことができる窓26
を有している。チエンバ18内には、マスク16
も配置されている。
チエンバ18には、入口部分28が設けられて
いる。この入口部分28は、好ましくは、空気、
酸素、窒素等のうちから選択したガスを導入する
ためのバルブを備えていると良い。これらの導入
ガスが矢印30で示されている。
操作としては、PET層12を有する基板14
をチエンバ18内に配置する。もし、PET層1
2の表面の選択部分のみを照射することになつて
いるなら、適切にマスクを使用する。それから、
遠紫外線源32を駆動させ、220nmよりも短い
波長の紫外線10を窓26から照射する。こうし
て、先に説明したように、PET層12の表面を
フオトエツチすることになる。
〔例〕
最初の例では、アルゴン及びフツ素を充填した
Lambda Physik EMG500パルス・レーザで発生
させた193nmの紫外線を、PETフイルムに照射
した。このレーザの出力は、1Hzで13MW/cm2
あつた。ビームの中心の0.5cm径の円を選択する
ために、アイリス絞りを用いた。このビームは、
石英の球面レンズを通してコリメートされた。照
射フイルムを焦点に注意して配置した。入射エネ
ルギーは、50乃至100mJ/cm2パルスであり、パル
スの持続時間は、12ナノ秒であつた。このような
各パルスは、約1000Åの深さまでPETをフオト
エツチすることになるであろう。
2番目の例では、CW水銀共鳴ランプで発生さ
せた185nmの紫外線を、PETフイルムに照射し
た。このレーザの出力は、照射表面で1.6mW/
cm2であつた。第1及び第2の両方の例に対して、
250μm及び1.5μmの厚さのPETフイルムが用い
られた。
これらの両方の例においては、紫外線ビームに
より画成された形状領域でPET物質が漸次除去
された。そして、このような結果を達成するのに
何ら現像を必要としなかつた。光の強さについて
の大きな差が補正されたときには、193nm及び
185nmでの結果は同じであつた。プロセスは、
真空中又は窒素雰囲気中では、空気中の場合より
も、ほぼ10分の1位に遅くなつた。これは、先に
説明したように、酸素が炭化水素鎖のこわれた部
分の端部に封をする即ち結合して、それらの再結
合を防ぐからである。PET物質のついてのフオ
トエツチング速度は、空気中では、ほぼ1000Å/
パルスであつた。正確な速度は、露光される表面
の面積の関垂である。これは、非常に効率の良い
フオトエツチング・プロセスであり、220nm及
びそれよりも長い波長で得られる効果とは、光化
学的には非常に異なる効果を達成している。
所与のエネルギーに対するエツチング/パルス
の割合についてのこの値を、通常のフオトリソグ
ラフイと比べる際には、本書で開示した光化学反
応プロセスが、紫外線の入射中に又はその直後
に、生成物質を除去していることに注意しなけれ
ばならない。これに対して、通常のフオトリソグ
ラフイ・プロセスにおける照射領域からの生成物
質の除去は、専ら、湿性の現像処理中に行なわれ
る。
吸収係数εがほぼ104で、分子量が248とする
と、紫外線の95%吸収についての侵入の深さは、
0.27μmであつた。即ち、紫外線の光子は、95%
吸収については、2700Åまでの深さに限定され
た。
他の例において、PETの金属化(鉛)フイル
ムを、193nmのパルス光で照射した。5秒間照
射された領域では、PETが、ほぼ1μmの深さま
で食刻された。これは、干渉計における波面分割
測定(tallysurf・measurement)により確めら
れた。照射表面は、微細構造を示した。このこと
は、フイルムが照射中にその軟化点に達しなかつ
たことを意味する。照射フイルムの赤外線スペク
トル分析では、露光すると吸収の強さが減少する
こと以外は、未照射フイルムと比べて、吸収パタ
ーン領域においては何ら実質的な変化が起きない
ことが示された。このことは、次のような考えを
確認したことになる。即ち、照射領域ではフイル
ムがより薄くなるが、光化学反応の生成物はフイ
ルムの低いレベルにのみ存在して、その大部分
は、蒸発によつて除去されるということである。
このことは、さらに、光化学反応の揮発生成物を
捕獲して分析する実験によつて確められた。
本発明では、表面効果のみといえるような深さ
を越えて、PETを光化学反応的に食刻するため
に、フイルム状及び塊状のPET物質が、220nm
よりも短い波長の紫外線で露光される。食刻する
深さに影響を与えるために軽度の処理や強度の処
理(延長された露光)が行なわれ得る。所望する
なら、選択領域においてPETを完全に除去する
こともできる。このような波長範囲の電磁波を提
供する源又は装置なら、どのようなタイプのもの
でも用いることができるし、PETにそのような
電磁波を照射する光学システムなら、どのような
タイプのものでもよい。PETの品等、分子量、
厚さ等は特定されない。
さらに、本発明では、220nmよりも短い波長
の紫外線によつて容易且つ効率良くフオトエツチ
され得る物質には、次のような有機重合体が含ま
れる。即ち、それらの骨格にエステル基を有し、
テレフタル酸とある分子量のα、ωジヒドリツ
ク・アルコールとの縮合によつて形成されるもの
である。エステル基は、観測されるように、光感
度の向上をはたす。それ故に、本発明には、骨格
又は側鎖にエステル基を有する重合体が含まれ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は、ポリエステル・フイルムをフオトエ
ツチするために、そのフイルムに遠紫外線(λ<
220nm)を入射することを概略的に示している。
第2図は、本発明を実施するのに用いることがで
きる装置を概略的に示している。 10……遠紫外線、12……PET層。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 低圧力のHg共鳴ランプ又はArFレーザから
    220nmよりも短い波長の紫外線をポリエステル
    に照射して少なくとも1000Åの深さまで食刻する
    ことを特徴とする、ポリエステルを食刻する方
    法。
JP58082859A 1982-07-09 1983-05-13 ポリエステルを食刻する方法 Granted JPS5912945A (ja)

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