JPH1165111A - レジスト膜の形成方法及び超小型構造体の作製方法 - Google Patents
レジスト膜の形成方法及び超小型構造体の作製方法Info
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Abstract
A膜を得るのに適したPMMA膜の形成方法を提供す
る。 【解決手段】 主表面を有する支持基板を準備する。液
状のMMAにPMMAを溶解させ、重合開始剤を添加し
てレジスト原料液を得る。レジスト原料液を支持基板の
主表面上に塗布する。塗布されたレジスト原料液を挟み
込むように、支持基板の主表面の上にPMMA膜を載置
する。PMMA膜を支持基板に押しつけつつレジスト原
料液中のMMAを重合させ、PMMA膜を支持基板に接
着する。
Description
する方法及び超小型構造体の作製方法に関し、特にLI
GA技術に好適な厚いレジスト膜を形成する方法、及び
そのレジスト膜を用いた超小型構造体の作製方法に関す
る。
A技術が知られている。以下、LIGA技術について簡
単に説明する。
形成する。このレジスト膜をコントラストの高いLIG
A用マスクを用いてX線により部分的に露光し、レジス
ト膜を現像する。レジスト膜の除去された領域を、金属
メッキにより埋め込む。残っているレジスト膜を除去す
ることにより、金属からなる超小型構造体が得られる。
さ数100μm以上のレジスト膜を形成する必要があ
る。
開示された厚いレジスト膜の形成方法を示す。シリコン
基板50の表面上に、導電膜51が形成されている。導
電膜51の表面上に、ある閉曲線に沿ってスペーサ52
を配置する。液状のメチルメタクリレート(MMA)に
ポリメチルメタクリレート(PMMA)を溶解し、さら
に重合開始剤を添加したレジスト原料液53を、導電膜
51の表面のうちスペーサ52で囲まれた領域上に滴下
する。
し、レジスト原料液53を、導電膜51、スペーサ52
及び加圧部材54により画定された空間内に閉じ込め
る。この状態で重合反応を起こさせることにより、スペ
ーサ層52の高さとほぼ等しい厚さのPMMA膜を得
る。
示された厚いレジスト膜の形成方法を示す。シリコン基
板60の表面上に導電膜61が形成されている。導電膜
61の表面上に、薄いPMMA膜62をスピン塗布す
る。PMMA膜62の上に、液状のMMA液63を滴下
し、その上に厚いPMMA膜64を載置する。加圧部材
65により、厚いPMMA膜64を基板60に押しつ
け、MMA液63を重合させる。厚いPMMA膜64が
薄いPMMA膜62に接着され、導電膜61に接着した
厚いPMMA膜を得ることができる。
る方法では、重合中の体積の収縮によりPMMA膜の厚
さが不均一になりやすい。また、内部応力によるクラッ
クが発生する場合もある。
レジスト膜は、当初スピン塗布されたPMMA膜62、
MMA液63が重合したPMMA膜、及び当初の厚いP
MMA膜64の3層からなり、各層の組成が相互に相違
しやすい。このため、厚さ方向に関して一様な組成のP
MMA膜を得ることが困難である。
の一様な厚いPMMA膜を得るのに適したPMMA膜の
形成方法を提供することである。
と、主表面を有する支持基板を準備する工程と、液状の
MMAにPMMAを溶解させ、重合開始剤を添加したレ
ジスト原料液を前記支持基板の主表面上に塗布する工程
と、塗布された前記レジスト原料液を挟み込むように、
前記支持基板の主表面の上にPMMA膜を載置する工程
と、前記レジスト原料液中のMMAを重合させ、前記P
MMA膜を前記支持基板に接着する工程とを含むレジス
ト膜の形成方法が提供される。
することができる。本発明の他の観点によると、導電材
料が表出した主表面を有する支持基板を準備する工程
と、液状のMMAにPMMAを溶解させ、重合開始剤を
添加したレジスト原料液を前記支持基板の主表面上に塗
布する工程と、塗布された前記レジスト原料液を挟み込
むように、前記支持基板の主表面の上にPMMA膜を載
置する工程と、前記レジスト原料液中のMMAを重合さ
せ、前記PMMA膜を前記支持基板に接着し、前記PM
MA膜と前記レジスト原料液が硬化した層からなるレジ
スト膜を形成する工程と、前記レジスト膜を部分的に露
光し、現像する工程とを含む超小型構造体の作製方法が
提供される。
る。現像により除去された凹部に電鋳により金属部材を
埋め込み、レジスト膜を除去すると、金属からなる超小
型構造体を得ることができる。
によるレジスト膜を作製方法について説明する。
の表面上に、例えばTiからなる導電膜2を形成する。
液状のMMAにPMMAを溶解させ、さらに重合開始剤
と硬化剤とを添加したレジスト原料液3を、導電膜2の
表面上に塗布する。図3に示す従来例に比べて、レジス
ト原料液3の厚さが薄くてもよいため、基板表面上にス
ペーサを配置する必要がない。また、スピンコートによ
ることなく、コータを用いて塗布することが可能なた
め、表面にある程度の凹凸があっても、安定して均一に
塗布することができる。
MMA膜4を載置する。例えば、厚さ200〜2000
μmのPMMA膜を、日東樹脂工業(商品名 CLAR
EX板)から入手することができる。
圧部材5を用いてPMMA膜4をシリコン基板1に押し
つける。加圧を停止した状態で、室温(20℃以上)に
て、レジスト原料液3に含まれるMMAを重合させる。
MMAの重合時に加圧を停止するのは、亀裂の発生を防
ぐためである。
3の重合反応により形成されたPMMA膜3aを介して
PMMA膜4が導電膜2に接着される。レジスト原料液
3の組成を適当に選択しておくと、PMMA膜4とPM
MA膜3aとの間の境界は、ほとんど識別不能になり、
厚さ方向に関して組成のほぼ一様な厚いPMMA膜を得
ることができる。
重量%、MMA濃度を96重量%以上とすることが好ま
しい。硬化剤として、例えば過酸化ベンゾイル(BP
O)、重合開始剤として、例えばジメチルアニリンを使
用することができる。レジスト原料液に対して過酸化ベ
ンゾイルの濃度は0.09重量%以下、ジメチルアニリ
ンの濃度も0.09重量%以下とすることが好ましい。
また、レジスト原料液3に溶解しているPMMAの重量
平均分子量は、1.4×106 以上とすることが好まし
い。
mとなるように、圧力を加えることが好ましい。なお、
PMMA膜3aとPMMA膜4との境界を識別すること
は困難であるが、PMMA膜3aと4との合計の厚さか
ら、当初のPMMA膜4の厚さを減ずることによりPM
MA膜3aの厚さを求めることができる。
Ti膜を形成した基板を用いたが、その他の基板を用い
てもよい。また、レジスト膜を露光、現像した後、電鋳
等の工程を行わない場合には、必ずしも表面に導電性材
料が表出していなくてもよい。
いPMMA膜を用いた超小型構造体の作製方法について
説明する。
0の表面上に例えばTiからなる厚さ0.3μmの導電
膜31を、スパッタリングにより形成する。導電膜31
の表面上に、図1で説明した実施例による方法で、PM
MAからなる厚さ200μmのレジスト膜32を形成す
る。
ててマスク部材33を配置する。マスク部材33とし
て、例えば幅20μm、厚さ20μmの銅製のメッシュ
を用いる。マスク部材33を介してレジスト膜32をサ
イクロトロン放射(SR)光34で露光する。
を現像する。SR光に露光された領域に凹部35が形成
される。
Aの条件下で、露光面積1.5mm×30mmの領域に
約10分間の露光を行った後、現像液として日本応化工
業株式会社製のOEBR−1000(90%のイソアミ
ルアセテートと10%のエチルアセテートの混合液)を
用い、室温で約5分間の現像を行ったところ、高さ20
0μm、アスペクト比10のレジストパターンが得られ
た。SR光の計算ドーズ量は、3Aminであった。
露出した導電膜31の表面上に、電鋳により、例えばC
u、Ni、Pt等を堆積する。溝35内がCu、Ni、
Pt等からなる金属部材36で埋め込まれる。
膜32を除去する。導電膜31の表面上に金属部材36
が残る。このようにして、金属材料からなる超小型の構
造体を作製することができる。
厚さを1000μmとし、マスク部材33として幅10
0μm、厚さ100μmの銅製のメッシュを用いたとこ
ろ、図2(B)において、高さ1000μm、アスペク
ト比10のレジストパターンを得ることができた。な
お、この場合の露光は、スキャニングしながら約160
分間行い、計算ドーズ量は32Aminであった。ま
た、現像は、GG現像液(60体積%の2−(2−ブト
キシ−エトキシ)エタノール、20体積%のテトラハイ
ドロ−1,4−オキサジン、5体積%の2−アミノエタ
ノール−1、及び15体積%の水)を用い、37℃で6
0分間行った。なお、現像液がレジストパターンの底ま
で十分に行き渡るようにマグネットスターラにより攪拌
しながら現像した。
と、図2(D)において高さ1000μm程度の微細構
造体36を作製することができる。
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に
自明であろう。
液状のMMAにPMMAを溶解させ、重合開始剤を添加
した混合溶液を用い、PMMA膜を基板に接着すること
により、厚さのほぼ均一な、かつ厚さ方向に関する組成
のほぼ一様なレジスト膜を形成することができる。この
レジスト膜をLIGAプロセスに適用して超小型構造体
を作製することができる。
説明するためのレジスト膜及び基板の断面図である。
方法を説明するためのレジスト膜、基板及び超小型構造
体の断面図である。
ための、基板の断面図である。
するための、基板の断面図である。
Claims (7)
- 【請求項1】 主表面を有する支持基板を準備する工程
と、 液状のMMAにPMMAを溶解させ、重合開始剤を添加
したレジスト原料液を前記支持基板の主表面上に塗布す
る工程と、 塗布された前記レジスト原料液を挟み込むように、前記
支持基板の主表面の上にPMMA膜を載置する工程と、 前記レジスト原料液中のMMAを重合させ、前記PMM
A膜を前記支持基板に接着する工程とを含むレジスト膜
の形成方法。 - 【請求項2】 前記レジスト原料液中のPMMA濃度が
4重量%以下である請求項1に記載のレジスト膜の形成
方法。 - 【請求項3】 前記レジスト原料液中のPMMAの重量
平均分子量が1.4×106 以上である請求項1または
2に記載のレジスト膜の形成方法。 - 【請求項4】 前記PMMA膜を接着する工程におい
て、前記レジスト原料液の重合反応により形成されるレ
ジスト層の厚さが20μm以下になるように、前記PM
MA膜を前記支持基板に押しつける請求項1〜3のいず
れかに記載のレジスト膜の形成方法。 - 【請求項5】 前記重合開始剤が、ジメチルアニリンで
あり、前記レジスト原料液に対する濃度が、0.09重
量%以下である請求項1〜4のいずれかに記載のレジス
ト膜の形成方法。 - 【請求項6】 前記レジスト原料液に、硬化剤として過
酸化ベンゾイルが濃度0.09重量%以下含まれている
請求項1〜5のいずれかに記載のレジスト膜の形成方
法。 - 【請求項7】 導電材料が表出した主表面を有する支持
基板を準備する工程と、 液状のMMAにPMMAを溶解させ、重合開始剤を添加
したレジスト原料液を前記支持基板の主表面上に塗布す
る工程と、 塗布された前記レジスト原料液を挟み込むように、前記
支持基板の主表面の上にPMMA膜を載置する工程と、 前記レジスト原料液中のMMAを重合させ、前記PMM
A膜を前記支持基板に接着し、前記PMMA膜と前記レ
ジスト原料液が硬化した層からなるレジスト膜を形成す
る工程と、 前記レジスト膜を部分的に露光し、現像する工程とを含
む超小型構造体の作製方法。
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| JP21782397A JP3376253B2 (ja) | 1997-08-12 | 1997-08-12 | レジスト膜の形成方法及び超小型構造体の作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|
| JPH1165111A true JPH1165111A (ja) | 1999-03-05 |
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-
1997
- 1997-08-12 JP JP21782397A patent/JP3376253B2/ja not_active Expired - Fee Related
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