JP3336740B2 - Method of forming microstructure - Google Patents
Method of forming microstructureInfo
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Micromachines (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、微細構造体の形成方法
に関し、特に、微細な線幅寸法と、厚みのある、アスペ
クト比の大きい微細構造体を、高精度に、容易かつ簡単
に形成することのできる、微細構造体の形成方法に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming a fine structure, and more particularly to a method for easily and easily forming a fine structure having a fine line width and a large thickness and a high aspect ratio. And a method for forming a fine structure.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体集積回路の装置の製造技術を応用
して、極めて微細な構造体を形成する微細加工技術の研
究が近年活発になってきている。2. Description of the Related Art In recent years, research on fine processing technology for forming an extremely fine structure by applying the manufacturing technology of a semiconductor integrated circuit device has been actively conducted.
【0003】中でも、X線を使った深いリソグラフィ
と、電気メッキを用い、高アスペクト比を有する微細構
造体を形成するLIGA(Lithograph Ga
lvanformung und Abformun
g)法は、特に注目されるところである(Nikkei
Mechanical 1990.11.26、p.
26〜p.28参照)。In particular, LIGA (Lithograph Ga) for forming a fine structure having a high aspect ratio by using deep lithography using X-rays and electroplating.
lvanformung und Abformun
g) method is of particular interest (Nikkei
Mechanical 1990.11.26, p.
26 to p. 28).
【0004】LIGA法は、マイクロマシン、光学素
子、センサまたはアクチュエータなどの製造に利用する
ことができ、その応用範囲は非常に広い。The LIGA method can be used for manufacturing micromachines, optical elements, sensors or actuators, and has a very wide range of applications.
【0005】図8および図9は、従来のLIGA法につ
いての基本工程の一例を概略的に示す工程図である。FIGS. 8 and 9 are process diagrams schematically showing an example of a basic process for the conventional LIGA method.
【0006】図8および図9を参照して、まず、図8
(a)に示す工程において、典型的には、ポリメチルメ
タクリレート(PMMA)を主成分(ベース樹脂)とし
て含むレジスト(感光性樹脂)層102を所望の厚さ
(数10μm〜数100μm)で基板101上に形成す
る。Referring to FIGS. 8 and 9, first, FIG.
In the step shown in (a), typically, a resist (photosensitive resin) layer 102 containing polymethyl methacrylate (PMMA) as a main component (base resin) is formed on a substrate with a desired thickness (several tens μm to several hundreds μm). It is formed on 101.
【0007】次に、図8(b)に示す工程において、X
線マスク100を介して、レジスト層102にシンクロ
トロン放射光(SR光)を照射して、レジスト層102
に所望のパターン102pを露光する。Next, in the step shown in FIG.
The resist layer 102 is irradiated with synchrotron radiation (SR light) through the line mask 100 to form the resist layer 102.
Then, a desired pattern 102p is exposed.
【0008】なお、X線マスク100は、X線吸収率の
大きい金属で所望のパターンが形成されたX線吸収体1
00aと、X線を透過させやすい材料で構成された光透
過膜(マスクメンブラン)100bとを備える。なお、
光透過膜(マスクメンブラン)は、マスク支持膜とも呼
ばれている。The X-ray mask 100 has an X-ray absorber 1 in which a desired pattern is formed of a metal having a high X-ray absorption rate.
00a, and a light transmitting film (mask membrane) 100b made of a material that easily transmits X-rays. In addition,
The light transmitting film (mask membrane) is also called a mask supporting film.
【0009】次に、図8(c)に示す工程において、所
望のパターン102pが露光されたレジスト層102を
現像して、レジストパターン(レジスト構造体)103
を形成する。Next, in a step shown in FIG. 8C, the resist layer 102 on which the desired pattern 102p is exposed is developed to form a resist pattern (resist structure) 103.
To form
【0010】次に、図8(d)に示す工程において、レ
ジストパターン103に基づいて、金属の構造体104
を形成する。Next, in a step shown in FIG. 8D, based on the resist pattern 103, a metal structure 104 is formed.
To form
【0011】より詳しくは、レジストパターン103を
有する基板101全体をメッキ液に漬け、基板101の
上に、電気メッキで、たとえば、ニッケル(Ni)、銅
(Cu)、金(Au)等をレジストパターン103の谷
間103vに堆積する。More specifically, the entire substrate 101 having the resist pattern 103 is immersed in a plating solution, and nickel (Ni), copper (Cu), gold (Au) or the like is resist-coated on the substrate 101 by electroplating. It is deposited in the valley 103v of the pattern 103.
【0012】次に、図8(e)に示す工程において、基
板101およびレジストパターン103を除去すること
により、金属の構造体104を得る。Next, in a step shown in FIG. 8E, the metal structure 104 is obtained by removing the substrate 101 and the resist pattern 103.
【0013】この金属の構造体104は、最終製品とし
て使用に供せられることもあれば、また、金属の構造体
104をモールドのための型として使用することもあ
る。The metal structure 104 may be used as an end product, or the metal structure 104 may be used as a mold for molding.
【0014】金属の構造体104をモールドのための型
として用いる場合には、図9(a)に示す工程におい
て、金属の構造体104に、たとえば、射出成形法によ
り、プラスチック材を充填する。次に、金属の構造体1
04を除去することにより、プラスチックの構造体10
5を得る。When the metal structure 104 is used as a mold for molding, the metal structure 104 is filled with a plastic material by, for example, an injection molding method in a step shown in FIG. Next, the metal structure 1
04 is removed to obtain a plastic structure 10.
Get 5.
【0015】このプラスチックの構造体105は、最終
製品として使用に供せられることもあれば、また、プラ
スチックの構造体105をモールドのための型として使
用することもある。The plastic structure 105 may be used as a final product, or the plastic structure 105 may be used as a mold for molding.
【0016】プラスチックの構造体105を型として用
いる場合には、さらに、プラスチックの構造体105を
型として用い、電気メッキまたは電鋳により、金属の構
造体(図示せず)を得たり、セラミックス粉末をプラス
チックの構造体105に入れて焼結したりすることによ
り、セラミックスの構造体(図示せず)を形成すること
ができる。When the plastic structure 105 is used as a mold, a metal structure (not shown) is obtained by electroplating or electroforming using the plastic structure 105 as a mold. Is sintered in a plastic structure 105 to form a ceramic structure (not shown).
【0017】図9(b)〜図9(e)に示す工程は、プ
ラスチックの構造体105に基づいて、金属の構造体を
形成する一例を概略的に示す工程図である。The steps shown in FIGS. 9B to 9E are process diagrams schematically showing an example of forming a metal structure based on the plastic structure 105.
【0018】まず、図9(b)に示す工程において、プ
ラスチックの構造体105として、誘電性のプラスチッ
クの構造体を準備する。そして、プラスチックの構造体
105に従って、誘電性プラスチック106と導電性プ
ラスチックシート107とからなるプラスチック型10
8を形成する。First, in the step shown in FIG. 9B, a dielectric plastic structure is prepared as the plastic structure 105. Then, according to the plastic structure 105, the plastic mold 10 composed of the dielectric plastic 106 and the conductive plastic sheet 107 is formed.
8 is formed.
【0019】次に、図9(c)に示す工程において、プ
ラスチックの構造体105を分離して、プラスチック型
108を準備する。Next, in the step shown in FIG. 9C, the plastic structure 105 is separated, and a plastic mold 108 is prepared.
【0020】次に、図9(d)に示す工程において、プ
ラスチック型108の谷間108vに電鋳または電気メ
ッキにより金属の構造体109を堆積する。Next, in a step shown in FIG. 9D, a metal structure 109 is deposited on the valley 108v of the plastic mold 108 by electroforming or electroplating.
【0021】次に、図9(e)に示す工程において、プ
ラスチック型108を除去し、金属の構造体110を得
る。Next, in a step shown in FIG. 9E, the plastic mold 108 is removed, and a metal structure 110 is obtained.
【0022】なお、本明細書において用いる用語「微細
構造体」は、特に以下の場合に限定されることはない
が、たとえば、図8(e)に示す工程において形成され
る金属の構造体104や、図9(a)に示す工程におい
て形成されるプラスチックの構造体105や、プラスチ
ックの構造体105に基づいて形成される、金属の構造
体(図示せず)およびセラミックスの構造体(図示せ
ず)や、図9(e)に示す工程において形成される金属
の構造体110等を意味する。The term “fine structure” used in the present specification is not particularly limited to the following cases. For example, the metal structure 104 formed in the step shown in FIG. 9A, and a metal structure (not shown) and a ceramic structure (not shown) formed based on the plastic structure 105 formed in the process shown in FIG. 9) and a metal structure 110 formed in the step shown in FIG.
【0023】ところで、微細構造体を形成する技術とし
ては、半導体集積回路の回路部品のような、単に、2次
元的な図形に薄い厚さ(1μm〜3μm)を有する2次
元的な微小化技術でなく、2次元的な図形に厚み(数1
0μm〜数100μm)を有する3次元的な微小化技術
が要求される。As a technique for forming a fine structure, a two-dimensional miniaturization technique having a small thickness (1 μm to 3 μm) in a two-dimensional figure, such as a circuit component of a semiconductor integrated circuit, is simply used. Not a two-dimensional figure but the thickness (Equation 1)
A three-dimensional miniaturization technology having a size of 0 μm to several 100 μm) is required.
【0024】たとえば、マイクロマシン等を製造する際
には、マイクロマシン等の構成部品として、約1μm〜
約10μm程度の線幅寸法と、約10μm〜約100μ
m程度の厚さ(高さ)を有する種々の大きさの部品を製
造する必要がある。For example, when manufacturing a micromachine or the like, a component of the micromachine or the like may have a size of about 1 μm to
A line width dimension of about 10 μm and about 10 μm to about 100 μ
It is necessary to manufacture parts of various sizes having a thickness (height) of the order of m.
【0025】また、たとえば、マクロマシン、光学素
子、センサまたはアクチュエータ等の微細構造体では、
一定の機械的強度が要求される場合があり、高アスペク
ト比を有する微細構造体の形成方法が長年望まれてい
る。In a microstructure such as a macro machine, an optical element, a sensor or an actuator,
In some cases, a certain mechanical strength is required, and a method for forming a microstructure having a high aspect ratio has been desired for many years.
【0026】また、たとえば、アクチュエータやマイク
ロ歯車等の駆動機構に用いられる微細構造体では、一定
の駆動力を得る必要等から高アスペクト比を有する微細
構造体を形成する必要がある。For example, in a microstructure used for a driving mechanism such as an actuator or a micro gear, it is necessary to form a microstructure having a high aspect ratio in order to obtain a constant driving force.
【0027】より具体的には、たとえば、図8(e)、
図9(a)および図9(e)を再び参照して、線幅寸法
Wとして、たとえば、1μm〜10μm程度の微細に加
工された部分と、厚さ(高さ)Hとして、たとえば、数
100μm以上の寸法を有する部分とを備える、高アス
ペクト比(H/W)を有する微細構造体を、高精度に、
容易かつ簡単に形成する微細構造体の形成方法が長年望
まれている。More specifically, for example, FIG.
Referring again to FIGS. 9A and 9E, as a line width dimension W, for example, a finely processed portion of about 1 μm to 10 μm and a thickness (height) H, for example, a number A microstructure having a high aspect ratio (H / W), including a portion having a dimension of 100 μm or more, with high accuracy.
There has been a long-felt need for a method for forming a microstructure that can be formed easily and easily.
【0028】上記したLIGA法のような微細構造体の
形成方法では、レジストパターン103に基づいて、微
細構造体を形成しているため、基板101上にレジスト
層102を厚く形成し、しかも、シンクロトロン放射光
(SR光)を用いて、光の回折効果を低減し、かつ、基
板101上に形成したレジスト層102について、深い
露光を行なう必要がある。In the method for forming a fine structure such as the LIGA method described above, since the fine structure is formed based on the resist pattern 103, the resist layer 102 is formed thick on the substrate 101, It is necessary to reduce the diffraction effect of light by using tron radiation light (SR light) and to perform deep exposure on the resist layer 102 formed on the substrate 101.
【0029】従来、LIGA法のような微細構造体の形
成方法では、マルチスピンコート法を用い、基板上にレ
ジスト層を厚く形成していた(Micro Elect
roMechanical System′92 Tr
avemunde(Germany)、Februar
y4−7、1992、p.93〜p.97参照)。Conventionally, in a method of forming a fine structure such as the LIGA method, a thick resist layer is formed on a substrate by using a multi-spin coating method (Micro Elect).
roMechanical System'92 Tr
avemunde (Germany), February
y4-7, 1992, p. 93-p. 97).
【0030】マルチスピンコート法とは、スピンコート
法を多数回繰返す方法をいう。以下、ポリメチルメタク
リレート(PMMA)を主成分(ベース樹脂)として含
むレジスト層を、マルチスピンコート法を用いて、基板
上に厚く形成する方法について説明する。The multi-spin coating method is a method in which the spin coating method is repeated many times. Hereinafter, a method of forming a thick resist layer containing polymethyl methacrylate (PMMA) as a main component (base resin) on a substrate by using a multi-spin coating method will be described.
【0031】まず、出発原料として、メチルメタクリメ
ートモノマー(単量体)を、トルエン等の溶媒中に入れ
る。First, a methyl methacrylate monomer (monomer) is placed as a starting material in a solvent such as toluene.
【0032】次に、トリエチレングリコールジメタクリ
レート、エチレングリコールジメタクリレート等の架橋
剤を用い、トルエン等の溶媒中で、溶液重合法により、
メチルメタクリメートモノマー(単量体)を完全に重合
させることにより、メチルメタクリレートポリマー(重
合体)を作製する。Next, using a crosslinking agent such as triethylene glycol dimethacrylate or ethylene glycol dimethacrylate in a solvent such as toluene, by a solution polymerization method,
A methyl methacrylate polymer (polymer) is produced by completely polymerizing a methyl methacrylate monomer (monomer).
【0033】次に、トルエン等の溶媒中のメチルメタク
リレートポリマー(重合体)を、メタノール等を用い、
沈澱させる。次いで、得られたメチルメタクリレートポ
リマー(重合体)を精製する。次に、精製したメチルメ
タクリレートポリマー(重合体)を、エチルセロソルブ
アセテート(ECA)等の溶剤に溶かすことにより、所
望の粘度を有する溶液(レジスト液)を作製する。Next, the methyl methacrylate polymer (polymer) in a solvent such as toluene is converted into
Allow to settle. Next, the obtained methyl methacrylate polymer (polymer) is purified. Next, a solution (resist solution) having a desired viscosity is prepared by dissolving the purified methyl methacrylate polymer (polymer) in a solvent such as ethyl cellosolve acetate (ECA).
【0034】なお、本明細書において用いる用語「溶
剤」は、重合体を溶かすための、出発原料の単量体とは
異なる溶媒(液体)を意味し、それ自体は、レジスト層
を形成する際に、レジスト層中から除去されるべき材料
をいう。The term "solvent" as used herein means a solvent (liquid) for dissolving the polymer, which is different from the starting material monomer, and is itself used when forming a resist layer. A material to be removed from the resist layer.
【0035】次に、この溶液(レジスト液)を用い、ス
ピンコート法により、基板上に、レジスト層を形成す
る。Next, a resist layer is formed on the substrate by spin coating using this solution (resist solution).
【0036】より詳しくは、メチルメタクリレートポリ
マー(重合体)と、エチルセロソルブアセート(EC
A)等の溶剤とを含む溶液(レジスト液)を、水平にし
た基板上に、滴下した後、スピナー等を用い、基板を回
転させることにより、遠心力を用い、メチルメタクリレ
ートポリマー(重合体)と、エチルセロソルブアセート
(ECA)等の溶剤とを含む溶液層を、基板上に、均一
の膜厚に形成する。More specifically, a methyl methacrylate polymer (polymer) and ethyl cellosolve acetate (EC
A) A solution containing a solvent such as A) (resist solution) is dropped on a horizontal substrate, and the substrate is rotated using a spinner or the like, thereby using a centrifugal force to produce a methyl methacrylate polymer (polymer). And a solution layer containing a solvent such as ethyl cellosolve acetate (ECA) is formed on the substrate to a uniform thickness.
【0037】次に、基板上に形成した溶液層中に含まれ
るエチルセロソルブアセート(ECA)等の残留溶剤の
除去を目的として、溶液層を有する基板を熱処理(いわ
ゆるプリベーク)することにより、基板上にレジスト層
を形成する。Next, the substrate having the solution layer is subjected to a heat treatment (so-called pre-baking) for the purpose of removing a residual solvent such as ethyl cellosolve acetate (ECA) contained in the solution layer formed on the substrate. A resist layer is formed thereon.
【0038】マルチスピンコート法では、上記のスピン
コート法により、基板上に形成したレジスト層上に、さ
らに、レジスト層を形成する。In the multi-spin coating method, a resist layer is further formed on the resist layer formed on the substrate by the above-mentioned spin coating method.
【0039】すなわち、マルチスピンコート法では、基
板上に形成されたレジスト層上に、さらに、メチルメタ
クリレートポリマー(重合体)とエチルセロソルブアセ
ート(ECA)等の溶剤等を含む溶液(レジスト液)
を、滴下した後、スピナー等を用い、基板を回転させる
ことにより、遠心力を用い、メチルメタクリレートポリ
マー(重合体)とエチルセロソルブアセート(ECA)
等の溶剤等を含む溶液層を、基板上に形成したレジスト
層上に、均一の膜厚に形成する。That is, in the multi-spin coating method, a solution (resist solution) containing a solvent such as methyl methacrylate polymer (polymer) and ethyl cellosolve acetate (ECA) is further formed on the resist layer formed on the substrate.
Is dropped, and the substrate is rotated using a spinner or the like, thereby using a methyl methacrylate polymer (polymer) and ethyl cellosolve acetate (ECA) using centrifugal force.
A solution layer containing a solvent or the like is formed to a uniform thickness on the resist layer formed on the substrate.
【0040】このように、基板上にレジスト層を2層形
成する方法は、一般に、ダブルスピンコート法(Dou
ble spin coating)といわれており、
同様の方法により、基板上にレジスト層を複数層形成す
る方法は、一般に、マルチスピンコート法(Multi
spin coating)といわれている。As described above, a method of forming two resist layers on a substrate is generally a double spin coating method (Dou).
ble spin coating)
A method of forming a plurality of resist layers on a substrate by a similar method is generally a multi-spin coating method (Multi-spin coating method).
It is called spin coating.
【0041】従来、LIGA法のような微細構造体の形
成方法においては、高アスペクト比を有する微細構造体
を形成する際には、図8(a)を再び参照して、基板1
01上に、マルチスピンコート法を用い、レジスト層1
02を厚く形成していた。Conventionally, in a method for forming a fine structure such as the LIGA method, when forming a fine structure having a high aspect ratio, the substrate 1 is formed again with reference to FIG.
01 on the resist layer 1 using the multi-spin coating method.
02 was formed thick.
【0042】また、光の回折効果を低減する工夫として
は、シンクロトロン放射光装置の電子蓄積リング(SR
リング)より放射されるシンクロトロン放射光を、シン
クロトロン放射光の出射窓や、X線マスクの光透過膜
(マスクメンブラン)を用い、短波長領域のシンクロト
ロン放射光であって、レジスト層に吸収される波長成分
のシンクロトロン放射光を選択的に取出す技術が知られ
ている(solid state technolog
y/日本版/November 1989、p.33〜
p.41参照)。As a device for reducing the light diffraction effect, an electron storage ring (SR) of a synchrotron radiation device is used.
The synchrotron radiation emitted from the ring is converted to synchrotron radiation in a short wavelength region using an emission window of the synchrotron radiation or a light transmitting film (mask membrane) of an X-ray mask. A technique for selectively extracting synchrotron radiation having a wavelength component to be absorbed is known (solid state technology).
y / Japan version / November 1989, p. 33 ~
p. 41).
【0043】図10は、レジスト層に、シンクロトロン
放射光を照射して、レジスト層に所望のパターンを、光
の回折効果を低減して、露光する、従来の露光工程を模
式的に示す図である。FIG. 10 is a view schematically showing a conventional exposure step in which a resist layer is irradiated with synchrotron radiation to expose a desired pattern to the resist layer while reducing the diffraction effect of light. It is.
【0044】図10を参照して、図10(a)は、公知
のX線露光装置を概略的に示す図であり、また、図10
(b)は、シンクロトロン放射光の出射窓と、X線マス
クを中心に、レジスト層にシンクロトロン放射光を照射
して、レジスト層に所望のパターンを露光する、従来の
露光工程を、概略的に示す図である。Referring to FIG. 10, FIG. 10A is a view schematically showing a known X-ray exposure apparatus.
(B) schematically shows a conventional exposure step of irradiating a synchrotron radiation beam to a resist layer around a radiation window of the synchrotron radiation beam and an X-ray mask to expose a desired pattern on the resist layer. FIG.
【0045】図10(a)および図10(b)を参照し
て、このX線露光装置201は、真空チャンバ202
と、真空チャンバ202内に収容された試料台203を
含む。Referring to FIGS. 10A and 10B, this X-ray exposure apparatus 201 includes a vacuum chamber 202.
And a sample table 203 accommodated in the vacuum chamber 202.
【0046】試料台203には、基板101上にレジス
ト層102を形成した試料204が載置できるようにな
っている。The sample table 203 on which the resist layer 102 is formed on the substrate 101 can be placed.
【0047】真空チャンバ202の側壁202aには、
光導入口205が設けられている。また、真空チャンバ
202の側壁202bには、排気口206が設けられて
おり、真空ポンプ(図示せず)等により、真空チャンバ
202内を真空状態にすることができるようになってい
る。On the side wall 202a of the vacuum chamber 202,
A light inlet 205 is provided. An exhaust port 206 is provided on a side wall 202b of the vacuum chamber 202, and the inside of the vacuum chamber 202 can be evacuated by a vacuum pump (not shown) or the like.
【0048】また、真空チャンバ202の側壁202c
には、雰囲気ガス導入口207が設けられており、バル
ブVを開閉することにより、必要に応じて、真空チャン
バ202内に、ヘリウム(He)ガス等の雰囲気ガスを
導入することができるようになっている。また、試料2
04の上には、X線マスク100が設けられる。The side wall 202c of the vacuum chamber 202
Is provided with an atmosphere gas introduction port 207. By opening and closing the valve V, an atmosphere gas such as helium (He) gas can be introduced into the vacuum chamber 202 as required. Has become. Sample 2
An X-ray mask 100 is provided on 04.
【0049】なお、X線マスク100の構成について
は、図8(b)において、既に説明したので、同一部材
については、同一の参照符号を付して、ここでの説明は
省略する。また、シンクロトロン放射光装置の電子蓄積
リング(SRリング)209により発生したシンクロト
ロン放射光(SR光)は、シンクロトロン放射光の出射
窓210を透過した後、光導入口205から真空チャン
バ202内に入射し、X線マスク100を介して、試料
台203に載置された試料204のレジスト層102に
照射できるようになっている。Since the structure of the X-ray mask 100 has already been described with reference to FIG. 8B, the same members are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. The synchrotron radiation light (SR light) generated by the electron storage ring (SR ring) 209 of the synchrotron radiation device transmits through the synchrotron radiation light emission window 210 and then passes through the light inlet 205 to the vacuum chamber 202. And irradiates the resist layer 102 of the sample 204 placed on the sample stage 203 through the X-ray mask 100.
【0050】シンクロトロン放射光の出射窓210の窓
材としては、たとえば、ベリリウム(Be)製の窓材が
用いられる。As the window material of the emission window 210 for the synchrotron radiation, for example, a window material made of beryllium (Be) is used.
【0051】次に、線幅寸法1μm程度の微細に加工さ
れた部分を有する半導体集積回路や、微細構造体の形成
方法における、露光工程の原理について詳しく説明す
る。Next, the principle of the exposure step in the method of forming a semiconductor integrated circuit having a finely processed portion having a line width of about 1 μm or a fine structure will be described in detail.
【0052】光の回折効果を低減するためには、レジス
ト層102に照射するシンクロトロン放射光(SR光)
としては、レジスト層が吸収する波長領域のシンクロト
ロン放射光であって、短波長領域のシンクロトロン放射
光(SR光)を用いる必要がある。In order to reduce the light diffraction effect, synchrotron radiation (SR light) applied to the resist layer 102
It is necessary to use synchrotron radiation (SR light) in a short wavelength region, which is synchrotron radiation in a wavelength region absorbed by the resist layer.
【0053】より具体的には、X線用のレジスト材は、
3Å以下の短波長成分の光をほとんど吸収しないため、
光の回折効果を低減しつつ、レジスト層を露光するに
は、4Å以上20Å以下の波長領域のシンクロトロン放
射光を用いる必要がある。More specifically, the resist material for X-rays is
Since it hardly absorbs light of short wavelength components of 3 mm or less,
In order to expose the resist layer while reducing the light diffraction effect, it is necessary to use synchrotron radiation in a wavelength region of 4 ° to 20 °.
【0054】図11は、シンクロトロン放射光の出射窓
210と、X線マスク100の光透過膜(マスクメンブ
ラン)100bの効果を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing the effects of the emission window 210 for synchrotron radiation and the light transmitting film (mask membrane) 100b of the X-ray mask 100.
【0055】図11を参照して、図11中、曲線A1
は、電子蓄積リング(SRリング)209により発生し
たシンクロトロン放射光(SR光)を示している。な
お、図11では、光の回折効果を低減するため、約10
Åにピーク波長を有するシンクロトロン放射光を発生さ
せた従来例を示している。Referring to FIG. 11, curve A 1 in FIG.
Indicates synchrotron radiation (SR light) generated by the electron storage ring (SR ring) 209. Note that, in FIG. 11, about 10
Fig. 5 shows a conventional example in which synchrotron radiation having a peak wavelength is generated.
【0056】また、図11中、曲線B1 は、シンクロト
ロン放射光の出射窓210を透過した後の、シンクロト
ロン放射光を示しており、曲線C1 は、さらに、X線マ
スク100の光透過膜(マスクメンブラン)100bを
透過した後の、シンクロトロン放射光を示している。In FIG. 11, a curve B 1 shows the synchrotron radiation after passing through the emission window 210 of the synchrotron radiation, and a curve C 1 further shows the light of the X-ray mask 100. The figure shows synchrotron radiation after transmission through a transmission film (mask membrane) 100b.
【0057】また、曲線D1 は、さらに、X線マスク1
00のX線吸収体100aを透過した後の、シンクロト
ロン放射光を示す。The curve D 1 further corresponds to the X-ray mask 1
8 shows synchrotron radiation after passing through the X-ray absorber 100a of No. 00.
【0058】そして、レジスト層102には、X線マス
ク100の光透過膜(マスクメンブラン)100bを透
過したシンクロトロン放射光C1 と、X線マスク100
の光吸収体100aを透過したシンクロトロン放射光D
1 とのコントラスト(明暗)の差により、所望のパター
ン102pが露光される。The synchrotron radiation C 1 transmitted through the light transmitting film (mask membrane) 100 b of the X-ray mask 100 and the X-ray mask 100
Synchrotron radiation D transmitted through the light absorber 100a
The desired pattern 102p is exposed due to the difference in contrast (light / dark) from 1 .
【0059】図11より明らかなように、シンクロトロ
ン放射光の出射窓210と、X線マスク100の光透過
膜(マスクメンブラン)100bを介して、4Å以上2
0Å以下の波長領域のシンクロトロン放射光が、レジス
ト層102に照射される。As can be seen from FIG. 11, the angle of 4 ° or more is obtained through the emission window 210 for the synchrotron radiation and the light transmitting film (mask membrane) 100b of the X-ray mask 100.
The resist layer 102 is irradiated with synchrotron radiation in a wavelength region of 0 ° or less.
【0060】以上説明したように、従来は、光の回折効
果を低減するために、シンクロトロン放射光の出射窓2
10や、X線マスク100の光透過膜(マスクメンブラ
ン)100bが利用されていた。As described above, conventionally, in order to reduce the diffraction effect of light, the emission window 2 of the synchrotron radiation light has been conventionally used.
10 and the light transmitting film (mask membrane) 100b of the X-ray mask 100 has been used.
【0061】なお、光透過膜(マスクメンブラン)10
0bの材料としては、X線マスク100の寸法安定性が
要求されるため、たとえば、Si、SiN、SiC、S
i3N4 、BN、Be等の無機系の材料が用いられてい
る。The light transmitting film (mask membrane) 10
Since the dimensional stability of the X-ray mask 100 is required as the material of Ob, for example, Si, SiN, SiC, S
Inorganic materials such as i 3 N 4 , BN, and Be are used.
【0062】また、X線吸収体100aの材料として
は、たとえば、タングステン(W)、タンタル(T
a)、金(Au)などが用いられる。The material of the X-ray absorber 100a is, for example, tungsten (W), tantalum (T
a), gold (Au) or the like is used.
【0063】なお、従来のX線マスク100のX線吸収
体100aの膜厚d100aは、高々、0.7μmt 程度で
ある。[0063] The thickness d 100a of the X-ray absorber 100a of the conventional X-ray mask 100, at most, about 0.7 [mu] m t.
【0064】[0064]
【発明が解決しようとする課題】従来のマルチスピンコ
ート法には、基板上に、レジスト層を厚く形成する際に
は、スピンコート法を多数回繰返す必要があり、手間が
かかるという欠点があった。The conventional multi-spin coating method has a disadvantage that when a thick resist layer is formed on a substrate, the spin coating method needs to be repeated many times, which is troublesome. Was.
【0065】より詳しくは、従来のマルチスピンコート
法では、基板を回転させることにより、遠心力を用い、
基板上またはレジスト層上に、溶剤を含む溶液層を均一
の膜厚に形成(塗布)しているため、1回のスピンコー
ト作業により形成することのできる、レジスト層の膜厚
は、必然的に薄いものとなる。More specifically, in the conventional multi-spin coating method, centrifugal force is used by rotating a substrate,
Since a solution layer containing a solvent is formed (coated) on the substrate or the resist layer to a uniform thickness, the thickness of the resist layer which can be formed by one spin coating operation is inevitable. It becomes thin.
【0066】このため、従来のマルチスピンコート法で
は、レジスト層を厚く形成する際には、スピンコート作
業を多数回繰返すことが必要となる。For this reason, in the conventional multi-spin coating method, when forming a thick resist layer, it is necessary to repeat the spin coating operation many times.
【0067】また、従来のマルチスピンコート法によ
り、基板上に、均一の膜厚に形成することのできるレジ
スト層の膜厚は、平均膜厚として、高々、45μmt 程
度までであり、45μmt 以上の膜厚を有するレジスト
層を、基板上に形成するのは困難であるという問題があ
った。[0067] Further, the conventional multi-spin coating, on a substrate, the film thickness of the resist layer which may be formed to a uniform thickness, the average thickness, at most, be up to about 45 [mu] m t, 45 [mu] m t There is a problem that it is difficult to form a resist layer having the above thickness on a substrate.
【0068】すなわち、従来のマルチスピンコート法
は、上述したように、レジスト層上に、溶剤を含む溶液
を滴下した後、スピナー等を用い、基板を回転させるこ
とにより、レジスト層上に、溶剤を含む溶液層を形成す
るという構成を有する。That is, in the conventional multi-spin coating method, as described above, after a solution containing a solvent is dropped on the resist layer, the substrate is rotated using a spinner or the like, so that the solvent is deposited on the resist layer. Is formed to form a solution layer containing
【0069】このため、既に形成したレジスト層が、溶
剤に対して溶解性を有する(可溶である)ため、スピン
コート作業中に、既に形成したレジスト層の一部または
全部が溶液層側に溶けてしまったりするからである。For this reason, since the already formed resist layer is soluble (soluble) in the solvent, a part or all of the already formed resist layer is placed on the solution layer side during the spin coating operation. Because it melts.
【0070】また、ポリメチルメタクリレート(PMM
A)を主成分(ベース樹脂)として含むレジスト層に
は、感度が低いという問題がある。Further, polymethyl methacrylate (PMM)
The resist layer containing A) as a main component (base resin) has a problem of low sensitivity.
【0071】係る問題を解決する技術として、本願出願
人会社は、特開平5−159996号公報において、微
細構造体の形成方法において、化学増幅型レジストを好
適に用いることができることを開示している。As a technique for solving such a problem, the present applicant discloses in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-159996 that a chemically amplified resist can be suitably used in a method for forming a fine structure. .
【0072】また、本発明者等は、本願発明に特に興味
ある関連技術として、特願平5−66676号におい
て、微細構造体の形成方法において、一般式Further, the present inventors have disclosed a related art of particular interest in the present invention in Japanese Patent Application No. 5-66676, which discloses a method for forming a fine structure in the general formula.
【0073】[0073]
【化1】 Embedded image
【0074】[式中、R1 は炭素数1〜4のアルキル基
(該アルキル基の水素原子は、ハロゲン原子に置換され
ていてもよい)]で示されるユニットと、下記一般式Wherein R 1 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms (the hydrogen atom of the alkyl group may be substituted with a halogen atom);
【0075】[0075]
【化2】 Embedded image
【0076】[式中、Xはハロゲン原子または水酸基で
あり、R2 は水素原子またはメチル基である]で示され
るユニットからなる共重合体を主成分(ベース樹脂)と
して含むレジスト材を好適に用いることができることを
開示している。Wherein X is a halogen atom or a hydroxyl group, and R 2 is a hydrogen atom or a methyl group. A resist material containing, as a main component (base resin), a copolymer consisting of units represented by the formula: It discloses that it can be used.
【0077】特開平5−159996号公報や、特願平
5−66676号に開示されるレジスト材は、従来のポ
リメチルメタクリレート(PMMA)よりも感度が高
い。The resist materials disclosed in JP-A-5-159996 and Japanese Patent Application No. 5-66676 have higher sensitivity than conventional polymethyl methacrylate (PMMA).
【0078】このため、特開平5−159996号公報
や、特願平5−66676号に記載されるレジスト材を
用いれば、ポリメチルメタクリレート(PMMA)を主
成分(ベース樹脂)として含むレジスト材を用いた場合
に比べ、同じ形状のレジストパターン、より具体的に
は、同じ高さ(厚さ)d103 (図8(c)中、d103 で
示される高さ)を有するレジストパターンを、短時間の
露光により形成することができるという効果がある。Therefore, if a resist material described in JP-A-5-159996 or Japanese Patent Application No. 5-66676 is used, a resist material containing polymethyl methacrylate (PMMA) as a main component (base resin) can be obtained. Compared to the case of using a resist pattern, a resist pattern having the same shape, more specifically, a resist pattern having the same height (thickness) d 103 (height indicated by d 103 in FIG. There is an effect that it can be formed by time exposure.
【0079】しかしながら、上述したレジスト材のいず
れを用いた場合でも、高精度に形成することのできるレ
ジストパターン103の厚さ(高さ)d103 には、限界
があるという問題があることを知見した。[0079] However, finding that the case of using any of the aforementioned resist material, the resist thickness of the pattern 103 (height) d 103 that can be formed with high accuracy, there is a limit did.
【0080】より詳しくは、レジスト層102の厚さd
102 (図8(a)中、d102 で示される厚さ)を厚く
(たとえば、数100μm程度)形成した後、シンクロ
トロン放射光(SR光)を用いて、図10に示す従来の
露光方法に従って、レジスト層102を深く露光する
と、レジスト層102の上層部または表面において、レ
ジスト層102の現像液に対する溶解性が低くなり、レ
ジストパターン103が、下方に細るテーパ形状となっ
たり、レジストパターン103が、レジスト層102の
表面から基板101の方向に深くなるに従って、線幅が
広くなる形状になったり、また、本来、現像液に溶解す
べき部分が、現像液に溶解せず、レジストパターン10
3が、高精度に形成できないという問題があった。More specifically, the thickness d of the resist layer 102
102 (in FIG. 8 (a), the thickness indicated by d 102) thick (e.g., about several 100 [mu] m) was formed, by using a synchrotron radiation (SR light), conventional exposure method shown in FIG. 10 When the resist layer 102 is deeply exposed, the solubility of the resist layer 102 in a developing solution is reduced in the upper layer portion or on the surface of the resist layer 102, and the resist pattern 103 becomes a tapered shape tapering downward, However, as the depth increases in the direction from the surface of the resist layer 102 toward the substrate 101, the line width becomes wider, or a portion which should be dissolved in the developing solution is not dissolved in the developing solution, and
No. 3 cannot be formed with high accuracy.
【0081】図12は、そのようなレジストパターン1
03に生じる現象を模式的に示す断面図である。FIG. 12 shows such a resist pattern 1
It is sectional drawing which shows the phenomenon which arises in FIG. 03 typically.
【0082】図12を参照して、このレジストパターン
103wは、図8(c)に示すように、本来、シンクロ
トロン放射光の照射方向に形成されるべきレジストパタ
ーンの側壁103sが傾斜したり、本来、現像液に溶解
すべき部分103pが、現像液に溶解しないといった現
象を生じたりしている。Referring to FIG. 12, as shown in FIG. 8C, the resist pattern 103w has a sidewall 103s of the resist pattern which should be formed in the direction of the synchrotron radiation, There is a phenomenon that the portion 103p that should be dissolved in the developer does not dissolve in the developer.
【0083】なお、図12では、説明を容易とするた
め、レジスト材として、ポジ型レジスト材を用いた場合
に生じる現象を示しているが、このような現象は、レジ
スト材が、ポジ型レジスト材であってもネガ型レジスト
材のいずれの場合であっても共通しておこる現象であ
る。FIG. 12 shows a phenomenon that occurs when a positive resist material is used as the resist material for ease of explanation. This is a phenomenon that occurs in common with both negative and negative resist materials.
【0084】図8および図9を再び参照して、LIGA
法のような微細構造体の形成方法では、いずれもレジス
トパターン103に基づいて、微細構造体を形成してい
るため、レジストパターンに図12に示すような現象を
生じると、所望の形状の微細構造体が得られないという
問題がある。Referring again to FIGS. 8 and 9, LIGA
In any of the methods for forming a fine structure such as the method, a fine structure is formed based on the resist pattern 103. Therefore, if a phenomenon shown in FIG. There is a problem that a structure cannot be obtained.
【0085】また、LIGA法のような微細構造体の形
成方法では、レジストパターンに基づいて、微細構造体
を形成するため、現像工程において、レジストパターン
が型崩れしにくいことや、電気メッキの工程において、
レジストパターンが型崩れしにくいことが要求される。In a method for forming a fine structure such as the LIGA method, since the fine structure is formed based on the resist pattern, it is difficult for the resist pattern to lose its shape in the developing step. At
It is required that the resist pattern does not easily lose its shape.
【0086】従来のマルチスピンコート法では、基板上
にレジスト層を形成する工程において、溶剤を用いてい
るため、基板上に形成したレジスト層から溶剤が完全に
除去されていない場合があり、現像の工程や、電気メッ
キの工程において、レジストパターンが型崩れを起こ
し、所望形状の微細構造体が得られないという問題があ
った。In the conventional multi-spin coating method, since a solvent is used in the step of forming a resist layer on a substrate, the solvent may not be completely removed from the resist layer formed on the substrate. In the step of (1) and the step of electroplating, there is a problem that the resist pattern loses shape and a fine structure having a desired shape cannot be obtained.
【0087】さらには、従来のマルチスピンコート法に
より、レジスト層を厚く形成すると、レジスト層の内部
応力が必然的に大きくなり、レジスト層にクラックを生
じたり、また、レジスト層が基板から剥がれたりすると
いう問題があった。Further, when the resist layer is formed thick by the conventional multi-spin coating method, the internal stress of the resist layer inevitably increases, causing cracks in the resist layer and peeling of the resist layer from the substrate. There was a problem of doing.
【0088】従来のLIGA法のような微細構造体の形
成方法では、以上のようなことが原因して、高アスペク
ト比を有する微細構造体を、高精度に、容易かつ簡単に
形成するのが困難であるという問題があった。In the conventional method for forming a microstructure such as the LIGA method, it is difficult to form a microstructure having a high aspect ratio with high accuracy, easily and simply due to the above reasons. There was a problem that it was difficult.
【0089】本発明は、以上のような問題を解決するた
めになされたものであって、特に、基板上にレジスト層
を形成する工程を改良すること、および/または、レジ
スト層にシンクロトロン放射光を照射して、レジスト層
に所望のパターンを露光する露光工程を改良することに
より、高アスペクト比を有する微細構造体を、高精度
に、容易かつ簡単に形成することのできる、微細構造体
の形成方法を提供することを目的とする。The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems. In particular, the present invention has been made to improve a process of forming a resist layer on a substrate, and / or to radiate synchrotron radiation on a resist layer. By improving the exposure step of exposing a desired pattern to the resist layer by irradiating light, a fine structure having a high aspect ratio can be formed with high precision, easily and easily. It is an object of the present invention to provide a method for forming a film.
【0090】より詳しくは、図8(e)、図9(a)お
よび図9(e)を参照して、線幅寸法Wとして、たとえ
ば、1μm〜10μm程度に微細に加工された部分と、
高さ(厚さ)Hとして、数μm〜数100μmから選ば
れる所望の高さ(厚さ)を有する部分とを備える微細構
造体、または、線幅寸法Wとして、たとえば、1μm〜
10μm程度に微細に加工された部分と、高さ(厚さ)
Hとして、数100μm程度の寸法以上の部分を有する
ことのある微細構造体を、高精度に、容易かつ簡単に形
成することのできる、微細構造体の形成方法を提供する
ことを目的とする。More specifically, referring to FIG. 8 (e), FIG. 9 (a) and FIG. 9 (e), as a line width dimension W, for example, a portion finely processed to about 1 μm to 10 μm;
As a height (thickness) H, a microstructure including a portion having a desired height (thickness) selected from several μm to several hundred μm, or as a line width dimension W, for example, 1 μm to
The part finely processed to about 10μm and the height (thickness)
It is an object of the present invention to provide a method for forming a fine structure capable of easily and easily forming a fine structure which may have a portion having a dimension of about several hundred μm or more as H.
【0091】[0091]
【課題を解決するための手段】本発明者は、長年、高ア
スペクト比を有する微細構造体を、高精度に、容易かつ
簡単に形成することのできる、微細構造体の形成方法に
ついて、研究を続けてきた。The inventor of the present invention has studied for a long time a method of forming a fine structure capable of easily and easily forming a fine structure having a high aspect ratio with high precision. I have continued.
【0092】その結果、高アスペクト比を有する微細構
造体を、高精度に、容易かつ簡単に形成するには、以下
の条件を満たす工夫が必要であることを知見するに至っ
た。As a result, it has been found that in order to easily and easily form a fine structure having a high aspect ratio with high accuracy, it is necessary to devise a device satisfying the following conditions.
【0093】(1) 従来のマルチスピンコート法に比
べ、容易かつ簡単に、基板上にレジスト層を均一の膜厚
に、かつ厚く形成することのできる工夫が必要である。(1) As compared with the conventional multi-spin coating method, it is necessary to devise a method capable of easily and easily forming a resist layer on a substrate with a uniform thickness and a large thickness.
【0094】(2) 基板上に厚く形成したレジスト層
から、溶剤を完全に除去することのできる工夫が必要で
ある。(2) It is necessary to devise a technique that can completely remove the solvent from the resist layer formed thickly on the substrate.
【0095】これは、既に説明したとおり、レジスト層
中に、溶剤が残留していると、レジストパターンが、現
像の工程や、電気メッキの工程において、型崩れしてし
まう。As described above, if the solvent remains in the resist layer, the resist pattern loses its shape in the developing process and the electroplating process.
【0096】そして、LIGA法のような微細構造体の
形成方法では、レジストパターンに基づいて、微細構造
体を形成するため、レジストパターンが型崩れすると、
設計通りの微細構造体が得られないからである。In a method for forming a fine structure such as the LIGA method, a fine structure is formed based on a resist pattern.
This is because a fine structure as designed cannot be obtained.
【0097】(3) 基板上に厚く形成したレジスト層
の内部応力を低減する工夫が必要である。(3) It is necessary to take measures to reduce the internal stress of the resist layer formed thick on the substrate.
【0098】(4) レジスト層が、基板から剥がれた
りするのを防止する必要がある。 (5) レジスト層にシンクロトロン放射光を照射し
て、レジスト層に所望のパターンを露光する露光工程お
よび所望のパターンが露光されたレジスト層を現像し
て、レジストパターンを形成する現像工程においては、
以下の工夫が必要である。(4) It is necessary to prevent the resist layer from peeling off from the substrate. (5) In the exposure step of irradiating the resist layer with synchrotron radiation to expose a desired pattern to the resist layer and the developing step of developing the resist layer exposed to the desired pattern to form a resist pattern, ,
The following measures are required.
【0099】 光の回折効果の低減を図ることによ
り、レジスト層に微細な線幅寸法を高精度に露光するこ
とのできる工夫が必要である。It is necessary to devise a device capable of exposing the resist layer to a fine line width with high accuracy by reducing the light diffraction effect.
【0100】 所望のパターンが露光されたレジスト
層を現像して、レジストパターンを形成する現像工程に
おいて、図12に示すような現象を低減させる工夫が必
要である。In the developing step of developing the resist layer on which the desired pattern has been exposed to form a resist pattern, it is necessary to take measures to reduce the phenomenon shown in FIG.
【0101】本発明者は、レジストパターンが、図12
に示すように、下方に細るテーパ形状になったり、本
来、現像液に溶解すべき部分が現像液に溶解しなくなる
原因について、研究をした結果、以下の事実を知見する
に至った。The present inventor has shown that the resist pattern is
As shown in (1), as a result of research on the cause of the tapered shape tapering downward or the portion that should be originally dissolved in the developing solution does not dissolve in the developing solution, the following facts have been found.
【0102】図13は、レジスト材に吸収されるエネル
ギーを概略的に示す図である。図13では、説明を容易
とするため、レジスト材として、ポジ型レジスト材、よ
り特定的には、ポリメチルメタクリレート(PMMA)
を主成分(ベース樹脂)として含むレジスト材を例に取
り説明する。FIG. 13 is a diagram schematically showing the energy absorbed by the resist material. In FIG. 13, for ease of explanation, a positive resist material, more specifically, polymethyl methacrylate (PMMA) is used as the resist material.
A resist material containing as a main component (base resin) will be described as an example.
【0103】図13を参照して、曲線A2 は、シンクロ
トロン放射光装置の電子蓄積リンク(SRリング)20
9により発生させた、約10Åにピーク波長を有するシ
ンクロトロン放射光を示している。Referring to FIG. 13, a curve A 2 represents an electron storage link (SR ring) 20 of the synchrotron radiation device.
9 shows a synchrotron radiation having a peak wavelength at about 10 ° generated by FIG.
【0104】また、曲線B2 は、シンクロトロン放射光
の出射窓210を透過した後の、シンクロトロン放射光
を示している。The curve B 2 shows the synchrotron radiation after passing through the emission window 210 for the synchrotron radiation.
【0105】また、曲線C2 は、さらに、X線マスク1
00の光透過膜(マスクメンブラン)100bを透過し
た後のシンクロトロン放射光を示している。The curve C 2 further shows the X-ray mask 1
10 shows the synchrotron radiation after passing through the light transmitting film (mask membrane) 100b of No. 00.
【0106】また、図13中、曲線I(図13中、破線
で示される曲線I)は、レジスト材の単位体積当たりに
吸収されるエネルギーを示している。In FIG. 13, a curve I (curve I indicated by a broken line in FIG. 13) indicates energy absorbed per unit volume of the resist material.
【0107】図13より明らかなように、シンクロトロ
ン放射光の出射窓210や、X線マスク100の光透過
膜(マスクメンブラン)100bを透過したシンクロト
ロン放射光(図13中、曲線C2 で示される光)は、2
0Å以下の波長領域において、連続光となっている。[0107] Figure 13 As is clear, and the exit window 210 of the synchrotron radiation light, in synchrotron radiation (13 transmitted through the light-transmitting film (mask membrane) 100b of the X-ray mask 100, a curve C 2 The light shown) is 2
In a wavelength region of 0 ° or less, the light is continuous light.
【0108】また、上述した、Si、SiN等の無機系
の材料により構成される光透過膜(マスクメンブラン)
100bは、15Åを超える長波長成分の光の大部分を
吸収する一方、5Å以上15Å以下の波長領域の光の透
過性に優れている。The light-transmitting film (mask membrane) made of an inorganic material such as Si or SiN described above.
100b absorbs most of the long-wavelength component light exceeding 15 °, and is excellent in light transmittance in the wavelength region of 5 ° to 15 °.
【0109】また、図13より明らかなように、レジス
ト材は、レジスト材が吸収する4Å以上20Å以下の波
長領域の光のうち、特に、5Å以上15Å以下の波長領
域の光を吸収しやすい。As is apparent from FIG. 13, the resist material easily absorbs light in the wavelength region of 5 ° to 15 °, in particular, in the wavelength region of 4 ° to 20 ° absorbed by the resist material.
【0110】さらに、本発明者は、現像工程において、
図12に示すような現象を生じることなく、所望形状の
レジストパターンを高精度に形成するためには、レジス
ト層を露光する露光工程において、レジスト層に照射す
るシンクロトロン放射光の露光量に、一定の範囲がある
ことを知見するに至った。Further, the present inventor has found that in the developing step,
In order to form a resist pattern of a desired shape with high accuracy without causing the phenomenon shown in FIG. 12, in the exposure step of exposing the resist layer, the exposure amount of the synchrotron radiation to irradiate the resist layer is I came to find that there is a certain range.
【0111】すなわち、現像工程において、図12に示
すような現象を生じることなく、所望形状のレジストパ
ターンを高精度に形成するためには、レジスト層を露光
する露光工程において、レジスト層に照射するシンクロ
トロン放射光の光の照射量や、レジスト層の吸収する吸
収エネルギー密度に、一定の範囲があることを知見する
に至った。That is, in order to form a resist pattern having a desired shape with high accuracy without causing the phenomenon shown in FIG. 12 in the developing step, the resist layer is irradiated in the exposure step of exposing the resist layer. They have found that the irradiation amount of synchrotron radiation and the absorption energy density absorbed by the resist layer have a certain range.
【0112】より具体的には、レジスト層に照射される
シンクロトロン放射光の照射量には、光の照射量の下限
値と光の照射量の上限値とがあることを知見するに至っ
た。More specifically, it has been found that the amount of synchrotron radiation applied to the resist layer has a lower limit of the amount of light and an upper limit of the amount of light. .
【0113】本明細書において用いる用語「光の照射量
の下限値」は、レジスト層を構成するレジスト材が、ポ
ジ型レジスト材の場合は、レジスト層を構成するレジス
ト材の主鎖が、光によって、切断されることにより、レ
ジスト材が分解し、分子量が低下して、現像液等の溶媒
に、レジスト層が可溶となるのに必要な最小限の光の照
射量を意味する。The term “lower limit of light irradiation amount” used in the present specification means that when the resist material constituting the resist layer is a positive resist material, the main chain of the resist material constituting the resist layer is light-emitting. By cutting, the resist material is decomposed, the molecular weight is reduced, and the minimum irradiation amount of light necessary for the resist layer to be soluble in a solvent such as a developer is meant.
【0114】また、本明細書において用いる用語「光の
照射量の下限値」は、レジスト層を構成するレジスト材
が、ネガ型レジスト材の場合は、レジスト層を構成する
レジスト材の主鎖が、光によって、架橋されることによ
り、レジスト材が重合し、分子量が増大して、現像液等
の溶媒に、レジスト層が不溶となるのに必要な最小限の
光の照射量を意味する。The term “lower limit of light irradiation amount” used in the present specification means that when the resist material constituting the resist layer is a negative resist material, the main chain of the resist material constituting the resist layer is The cross-linking by light means that the resist material is polymerized, the molecular weight increases, and the minimum irradiation amount of light required for the resist layer to become insoluble in a solvent such as a developing solution.
【0115】また、本明細書において用いる用語「光の
照射量の上限値」は、レジスト層を構成するレジスト材
が、ポジ型レジスト材の場合は、レジスト層を構成する
レジスト材の主鎖が、光によって、切断されることによ
り、一旦、レジスト材が分解し、分子量が低下して、現
像液等の溶媒に、レジスト層が可溶な状態となった後、
レジスト材の光による分解物が、再び光によって、重合
して、現像液等の溶媒にレジスト層が不溶となる光の照
射量を意味する。The term “upper limit of light irradiation amount” used in this specification means that when the resist material constituting the resist layer is a positive resist material, the main chain of the resist material constituting the resist layer is After being cut by light, the resist material is once decomposed, the molecular weight is reduced, and after the resist layer becomes soluble in a solvent such as a developer,
The amount of irradiation of light that causes a decomposition product of the resist material by light to be polymerized again by light to make the resist layer insoluble in a solvent such as a developer.
【0116】また、本明細書において用いる用語「光の
照射量の上限値」は、レジスト層を構成するレジスト材
が、ネガ型レジスト材の場合は、レジスト層を構成する
レジスト材の主鎖が、光によって、架橋されることによ
り、一旦、レジスト材が重合し、分子量が増大して、現
像液等の溶媒に、レジスト層が不溶な状態となった後、
レジスト材の光による重合物が、再び光によって、分解
して、現像液等の溶媒にレジスト層が可溶となる光の照
射量を意味する。The term “upper limit of light irradiation amount” used in the present specification means that when the resist material constituting the resist layer is a negative resist material, the main chain of the resist material constituting the resist layer is , By being cross-linked by light, once the resist material is polymerized, the molecular weight increases, and after the resist layer becomes insoluble in a solvent such as a developer,
This means the amount of light irradiation at which the polymer of the resist material due to light is decomposed again by light and the resist layer becomes soluble in a solvent such as a developer.
【0117】また、レジスト層の吸収する吸収エネルギ
ー密度には、吸収エネルギー密度の上限値と、吸収エネ
ルギー密度の下限値とがある。The absorbed energy density absorbed by the resist layer has an upper limit of the absorbed energy density and a lower limit of the absorbed energy density.
【0118】本明細書において用いる用語「吸収エネル
ギー密度」は、単位体積当たりに物質が吸収するエネル
ギーを意味し、たとえば、J/cm3 の単位で特定され
る値をいう。As used herein, the term “absorbed energy density” means the energy absorbed by a substance per unit volume, for example, a value specified in units of J / cm 3 .
【0119】また、本明細書において用いる用語「吸収
エネルギー密度の下限値」は、レジスト層を構成するレ
ジスト材が、ポジ型レジスト材の場合は、レジスト層を
構成するレジスト材の主鎖が、光によって、切断される
ことにより、レジスト材が分解し、分子量が低下して、
現像液等の溶媒に、レジスト層が可溶となるのに必要な
最小限の吸収エネルギー密度を意味する。The term “lower limit of absorbed energy density” used in this specification means that when the resist material constituting the resist layer is a positive resist material, the main chain of the resist material constituting the resist layer is: By being cut by light, the resist material is decomposed, the molecular weight is reduced,
It means the minimum absorbed energy density necessary for the resist layer to become soluble in a solvent such as a developer.
【0120】また、本明細書において用いる用語「吸収
エネルギー密度の下限値」は、レジスト層を構成するレ
ジスト材が、ネガ型レジスト材の場合は、レジスト層を
構成するレジスト材の主鎖が、光によって、架橋される
ことにより、レジスト材が重合し、分子量が増大して、
現像液等の溶媒に、レジスト層が不溶となるのに必要な
最小限の吸収エネルギー密度を意味する。The term “lower limit of absorbed energy density” used in the present specification means that when the resist material constituting the resist layer is a negative resist material, the main chain of the resist material constituting the resist layer is: By being cross-linked by light, the resist material polymerizes and the molecular weight increases,
It means the minimum absorbed energy density required for the resist layer to become insoluble in a solvent such as a developer.
【0121】また、本明細書において用いる用語「吸収
エネルギー密度の上限値」は、レジスト層を構成するレ
ジスト材が、ポジ型レジスト材の場合は、レジスト層を
構成するレジスト材の主鎖が、光によって、切断される
ことにより、一旦、レジスト材が分解し、分子量が低下
して、現像液等の溶媒に、レジスト層が可溶な状態とな
った後、レジスト材の光による分解物が、再び光によっ
て、重合して、現像液等の溶媒にレジスト層が不溶とな
る光の吸収エネルギー密度を意味する。The term “upper limit of absorbed energy density” used in the present specification means that when the resist material constituting the resist layer is a positive resist material, the main chain of the resist material constituting the resist layer is: After being cut by light, the resist material is once decomposed, the molecular weight is reduced, and the resist layer becomes soluble in a solvent such as a developing solution. Means the absorption energy density of light that is polymerized again by light to make the resist layer insoluble in a solvent such as a developing solution.
【0122】また、本明細書において用いる用語「吸収
エネルギー密度の上限値」は、レジスト層を構成するレ
ジスト材が、ネガ型レジスト材の場合は、レジスト層を
構成するレジスト材の主鎖が、光によって、架橋される
ことにより、一旦、レジスト材が重合し、分子量が増大
して、現像液等の溶媒に、レジスト層が不溶な状態とな
った後、レジスト材の光による重合物が、再び光によっ
て、分解して、現像液等の溶媒にレジスト層が可溶とな
る光の吸収エネルギー密度を意味する。The term “upper limit of the absorbed energy density” used in the present specification means that when the resist material constituting the resist layer is a negative resist material, the main chain of the resist material constituting the resist layer is: By being cross-linked by light, the resist material is polymerized once, the molecular weight is increased, and after the resist layer becomes insoluble in a solvent such as a developer, a polymerized product of the resist material by light becomes It means the absorption energy density of light that is decomposed again by light and makes the resist layer soluble in a solvent such as a developer.
【0123】また、本発明者は、光の吸収エネルギー密
度の上限値と、光の吸収エネルギー密度の下限値とは、
それぞれ、光の波長成分によらず、レジスト材の組成・
成分により、固有の値を有することを知見するに至っ
た。The present inventor has found that the upper limit of the light absorption energy density and the lower limit of the light absorption energy density are as follows:
Regardless of the wavelength component of the light, the composition of the resist material
It has been found that some components have unique values.
【0124】より具体的には、図13を再び参照して、
レジスト材の吸収エネルギー密度の上限値は、単位体積
当たりの曲線Imax で囲まれる領域の絶対値(積分値)
として特定される値であり、曲線Imax の形状にはよら
ない。More specifically, referring again to FIG.
The upper limit of the absorption energy density of the resist material is the absolute value (integral value) of the area surrounded by the curve I max per unit volume.
A value is identified as, does not depend on the shape of the curve I max.
【0125】同様に、レジスト材の吸収エネルギー密度
の下限値は、単位体積当たりの曲線Imin で囲まれる領
域の絶対値(積分値)として特定される値であり、曲線
Imi n の形状によらない。[0125] Similarly, the lower limit value of the absorption energy density of the resist material is a value that is specified as an absolute value (integral value) of the area enclosed by the curve I min per unit volume, the shape of the curve I mi n I don't care.
【0126】レジスト層に吸収されやすい波長領域の光
のうち、特にレジスト層に吸収されやすい波長領域の
光、具体的には、5Å以上15Å以下の波長領域の光
は、レジスト層の上層部ないし表面で吸収されやすく、
レジスト層の深さ方向には、レジスト層の上層部ないし
表面で吸収された光の分だけが、減衰した光として到達
する。Of the light in the wavelength region that is easily absorbed by the resist layer, the light in the wavelength region that is particularly easily absorbed by the resist layer, specifically, the light in the wavelength region of 5 ° to 15 ° is the upper part of the resist layer or Easily absorbed on the surface,
In the depth direction of the resist layer, only the light absorbed by the upper layer portion or the surface of the resist layer reaches as attenuated light.
【0127】したがって、現像工程において、高精度
に、所望の形状に形成することのできるレジストパター
ンの高さd103 (図8(c)に示すd103 )の最大値
は、レジストの上層部ないし表面において、吸収エネル
ギー密度が上限値となる際に、レジスト層の深さ方向に
おいて、レジスト層の吸収エネルギー密度の下限値とな
っている位置との距離により一義的に定まることにな
る。[0127] Thus, in the development step, with high accuracy, the maximum value of the height d 103 of the resist pattern can be formed into a desired shape (d 103 shown in FIG. 8 (c)), an upper portion of the resist or When the absorption energy density reaches the upper limit value on the surface, it is uniquely determined by the distance from the position where the absorption energy density of the resist layer has the lower limit value in the depth direction of the resist layer.
【0128】したがって、レジスト層の深さ方向に、図
12に示すような現象を生じることなく、高さ(厚さ)
d103 のあるレジストパターン103を形成するには、
レジスト層の上層部ないし表面での吸収エネルギー密度
の増加を低減しつつ、レジスト層に吸収される波長領域
の光であって、レジスト層の上層部ないし表面で吸収さ
れやすい波長領域の光、より特定的には、5Å以上20
Å以下の波長領域の光の成分の一部または全部を取除い
た、レジスト層の深さ方向に、減衰しにくい光を用いれ
ばよいことになる。Therefore, in the depth direction of the resist layer, the height (thickness) can be increased without causing the phenomenon shown in FIG.
To form a resist pattern 103 having d 103 ,
While reducing the increase in the absorbed energy density at the upper layer or surface of the resist layer, the light in the wavelength region that is absorbed by the resist layer, and the light in the wavelength region that is easily absorbed by the upper layer or surface of the resist layer, Specifically, 5Å or more and 20
(4) Light that hardly attenuates in the depth direction of the resist layer from which some or all of the light components in the following wavelength regions have been removed may be used.
【0129】本発明者は、上記(1)〜(5)の条件を
満たす技術について、鋭意努力した結果、本発明を完成
するに至った。The present inventor has made intensive efforts on the technology satisfying the above conditions (1) to (5), and as a result, has completed the present invention.
【0130】すなわち、第1の発明は、レジスト層にシ
ンクロトロン放射光を照射して、レジスト層に所望のパ
ターンを露光する露光工程を改良するものであって、特
に、上記(5)に示す、レジスト層の上層部ないし表
面での吸収エネルギー密度の増加を低減しつつ、かつ、
レジスト層の深さ方向への光の減衰効果の小さいシンク
ロトロン放射光を照射することのできる、微細構造体の
形成方法に関するものである。That is, the first invention is to improve the exposure step of exposing a desired pattern to the resist layer by irradiating the resist layer with synchrotron radiation. , While reducing the increase in absorbed energy density at the upper layer or surface of the resist layer, and
The present invention relates to a method for forming a fine structure capable of irradiating synchrotron radiation having a small light attenuation effect in a depth direction of a resist layer.
【0131】すなわち、第1の発明に従う微細構造体の
形成方法は、基板上にレジスト層を形成する工程と、レ
ジスト層にシンクロトロン放射光を照射して、レジスト
層に所望のパターンを露光する露光工程と、所望のパタ
ーンが露光されたレジスト層を現像して、レジストパタ
ーンを形成する現像工程と、レジストパターンに基づい
て、微細構造体を形成する、微細構造体の形成方法にお
いて、露光工程は、レジスト層と実質的に同一の吸収ス
ペクトルを有するフィルターを介して、レジスト層を露
光することを特徴とする。That is, in the method for forming a fine structure according to the first invention, a step of forming a resist layer on a substrate and irradiating the resist layer with synchrotron radiation to expose a desired pattern to the resist layer An exposing step, a developing step of developing a resist layer on which a desired pattern is exposed to form a resist pattern, and a microstructure forming method for forming a microstructure based on the resist pattern; Is characterized in that the resist layer is exposed through a filter having substantially the same absorption spectrum as the resist layer.
【0132】また、第2の発明は、上記(1)〜(5)
の条件を満たす微細構造体の形成方法に関するものであ
る。Further, the second invention provides the above (1) to (5)
The present invention relates to a method for forming a fine structure that satisfies the condition of (1).
【0133】すなわち、第2の発明に従う微細構造体の
形成方法は、基板上にレジスト層を形成する工程と、レ
ジスト層にシンクロトロン放射光を照射して、レジスト
層に所望のパターンを露光する露光工程と、所望のパタ
ーンが露光されたレジスト層を現像して、レジストパタ
ーンを形成する現像工程と、レジストパターンに基づい
て、微細構造体を形成する微細構造体の形成方法であっ
て、基板上にレジスト層を形成する工程は、基板上に、
中空部を有する枠材を載置する工程と、中空部内に、単
量体と、単量体が重合してなる重合体とを含むシロップ
を充填する工程と、単量体と、単量体が重合してなる重
合体とを含むシロップを基板上で完全に重合する重合完
結工程とを備え、露光工程は、レジスト層と実質的に同
一の吸収スペクトルを有するフィルターを介して、レジ
スト層を露光する。That is, in the method for forming a fine structure according to the second invention, a step of forming a resist layer on a substrate and irradiating the resist layer with synchrotron radiation to expose a desired pattern to the resist layer An exposure step, a development step of developing a resist layer on which a desired pattern is exposed, and a development step of forming a resist pattern, based on the resist pattern, a method of forming a fine structure based on the resist pattern, comprising: The step of forming a resist layer on the substrate,
A step of placing a frame material having a hollow portion, a step of filling a syrup containing a monomer and a polymer obtained by polymerizing the monomer in the hollow portion, a monomer, and a monomer And a polymerization completion step of completely polymerizing a syrup containing a polymer obtained by polymerization on the substrate, and the exposure step includes passing the resist layer through a filter having substantially the same absorption spectrum as the resist layer. Expose.
【0134】また、第1または第2の発明において、好
ましくは、フィルターを構成するフィルター材料は、レ
ジスト層を形成する材料と実質的に同一材料であること
を特徴をする。Further, in the first or second invention, preferably, the filter material constituting the filter is substantially the same as the material forming the resist layer.
【0135】また、第1または第2の発明において、好
ましくは、フィルターを構成するフィルター材料は、ポ
リイミドであることを特徴とする。ポリイミドは、20
Å以下の波長領域における、光吸収スペクトル、吸収係
数が、X線用のレジスト材のそれと近似している材料で
あり、しかも、耐熱性、耐光性に優れており、さらに
は、X線損傷が生じにくい等、耐放射性に優れる材料で
あるからである。Further, in the first or second invention, preferably, the filter material constituting the filter is polyimide. Polyimide is 20
材料 It is a material whose light absorption spectrum and absorption coefficient in the following wavelength range are similar to those of the resist material for X-rays, and is excellent in heat resistance and light resistance. This is because the material is excellent in radiation resistance, such as hardly being generated.
【0136】なお、本明細書において用いる用語「レジ
スト層と実質的に同一の吸収スペクトルを有するフィル
ター」は、レジスト層と実質的に同一の吸収係数を有す
るフィルターとして特定されてもよい。The term “filter having substantially the same absorption spectrum as the resist layer” used in the present specification may be specified as a filter having substantially the same absorption coefficient as the resist layer.
【0137】また、第1または第2の発明において、基
板上に形成するレジスト層を構成するレジスト材として
は、公知のX線用のレジスト材を挙げることができる。In the first or second aspect of the present invention, the resist material constituting the resist layer formed on the substrate may be a known X-ray resist material.
【0138】そのようなX線用のレジスト材としては、
ポジ型レジスト材や、ネガ型レジスト材を挙げることが
できる。Examples of such X-ray resist materials include:
A positive resist material and a negative resist material can be used.
【0139】また、そのようなX線用のレジスト材とし
ては、ポリメチルメタクリレート(PMMA)を主成分
(ベース樹脂)として含むポジ型レジスト材を挙げるこ
とができる。As such an X-ray resist material, a positive resist material containing polymethyl methacrylate (PMMA) as a main component (base resin) can be mentioned.
【0140】また、そのようなX線用のレジスト材とし
ては、一般式As such a resist material for X-rays, a general formula
【0141】[0141]
【化3】 Embedded image
【0142】[式中、R1 は炭素数1〜4のアルキル基
(該アルキル基の水素原子は、ハロゲン原子に置換され
ていてもよい)]で示されるユニットと、下記一般式In the above formula, R 1 is a unit represented by an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms (the hydrogen atom of the alkyl group may be substituted by a halogen atom);
【0143】[0143]
【化4】 Embedded image
【0144】[式中、Xはハロゲン原子または水酸基で
あり、R2 は水素原子またはメチル基である]で示され
るユニットからなる共重合体を主成分(ベース樹脂)と
して含むポジ型の共重合体レジスト材を挙げることがで
きる。[Wherein, X is a halogen atom or a hydroxyl group, and R 2 is a hydrogen atom or a methyl group]. A combined resist material can be used.
【0145】より特定的には、共重合体レジスト材は、
メタクリル酸メチル(MMA)とメタクリル酸(MA
A)との共重合体を主成分(ベース樹脂)として含むポ
ジ型の共重合体レジスト材が好ましい。More specifically, the copolymer resist material is
Methyl methacrylate (MMA) and methacrylic acid (MA
A positive copolymer resist material containing a copolymer with A) as a main component (base resin) is preferred.
【0146】また、そのようなX線用のレジスト材とし
ては、ポリ(グリシジルメタクリレート)を主成分(ベ
ース樹脂)として含むネガ型レジスト材を挙げることが
できる。As such a resist material for X-rays, a negative resist material containing poly (glycidyl methacrylate) as a main component (base resin) can be mentioned.
【0147】また、そのようなX線用のレジスト材とし
ては、グリシジルメタクリレートとエチルアクリルレー
トとの共重合体や、グリシジルメタクリレートとメタク
リル酸メチルとの共重合体を主成分(ベース樹脂)とし
て含むネガ型の共重合体レジスト材を挙げることができ
る。The resist material for X-rays contains, as a main component (base resin), a copolymer of glycidyl methacrylate and ethyl acrylate or a copolymer of glycidyl methacrylate and methyl methacrylate. A negative-type copolymer resist material can be used.
【0148】また、そのようなX線用のレジスト材とし
ては、クロロメチル化ポリスチレン、ヨウ素化ポリスチ
レン、塩化ポリメチルスチレンを主成分(ベース樹脂)
として含むネガ型レジスト材を挙げることができる。The resist material for X-rays is mainly composed of chloromethylated polystyrene, iodinated polystyrene, and polymethylstyrene chloride (base resin).
And a negative resist material.
【0149】また、本明細書において用いる用語「シン
クロトロン放射光」は、光速に近い速さの高エネルギー
電子が、加速器中の磁場によって軌道を曲げられると
き、放射される電磁波のことである。[0149] The term "synchrotron radiation" used herein refers to an electromagnetic wave emitted when high-energy electrons near the speed of light are bent in orbit by a magnetic field in an accelerator.
【0150】そして、シンクロトロン放射光は、広い波
長領域にわたる連続スペクトルを有する光である。より
詳しくは、シンクロトロン放射光は、約0.1Å程度の
硬X線から遠赤外に至る連続スペクトルを有する光であ
る。Synchrotron radiation is light having a continuous spectrum over a wide wavelength range. More specifically, synchrotron radiation is light having a continuous spectrum of about 0.1 ° from hard X-rays to far infrared rays.
【0151】また、本明細書において用いる用語「ピー
ク波長」は、シンクロトロン放射光の光子の量または光
子パワーが極大となっている波長を意味する。The term “peak wavelength” as used herein means a wavelength at which the amount of photons or the photon power of synchrotron radiation is maximized.
【0152】なお、ピーク波長は、シンクロトロン放射
光装置(光源)の電子蓄積リング(SRリング)の磁力
の大きさを変えることにより、所望の波長に制御するこ
とができる。The peak wavelength can be controlled to a desired wavelength by changing the magnitude of the magnetic force of the electron storage ring (SR ring) of the synchrotron radiation device (light source).
【0153】そして、第1または第2の発明で用いるシ
ンクロトロン放射光は、好ましくは、10Å未満にピー
ク波長を有するシンクロトロン放射光であり、より好ま
しくは4Å以上5Å以下にピーク波長を有するシンクロ
トロン放射光であり、さらに好ましくは、5Åにピーク
波長を有するシンクロトロン放射光である。The synchrotron radiation used in the first or second invention is preferably a synchrotron radiation having a peak wavelength of less than 10 °, more preferably a synchrotron radiation having a peak wavelength of not less than 4 ° and not more than 5 °. Synchrotron radiation having a peak wavelength of 5 °.
【0154】また、第1または第2の発明において、
「フィルターを構成するフィルター材料が、レジスト層
を構成するレジスト材と実質的に同一材料である」は、
特に以下の場合に限定されることはないが、たとえば、
基板上に形成されるレジスト層が、アクリル系のレジス
ト材で構成される場合は、フィルターを構成する材料
が、アクリル系の樹脂により構成されるような関係を意
味する。より好ましくは、たとえば、基板上に形成する
レジスト層が、ポリメチルメタクリレート(PMMA)
を主成分(ベース樹脂)として含むレジスト材で構成さ
れる場合には、フィルターを構成する材料が、ポリメチ
ルメタクリレート(PMMA)を主成分とする樹脂によ
り構成され、基板上に形成するレジスト層が、たとえ
ば、メタクリル酸メチル(MMA)とメタクリル酸(M
AA)との共重合体を主成分(ベース樹脂)として含む
レジスト材料で構成される場合には、フィルターを構成
する材料が、メタクリル酸メチル(MMA)とメタクリ
ル酸(MAA)との共重合体を主成分とする樹脂により
構成される、または、このような関係と等価な関係にあ
ることを意味する。Further, in the first or second invention,
"The filter material constituting the filter is substantially the same material as the resist material constituting the resist layer."
Although not particularly limited to the following cases, for example,
When the resist layer formed on the substrate is made of an acrylic resist material, it means that the material constituting the filter is made of an acrylic resin. More preferably, for example, the resist layer formed on the substrate is made of polymethyl methacrylate (PMMA)
Is composed of a resist material containing as a main component (base resin), the material constituting the filter is composed of a resin containing polymethyl methacrylate (PMMA) as a main component, and the resist layer formed on the substrate is For example, methyl methacrylate (MMA) and methacrylic acid (M
In the case where the filter is composed of a resist material containing a copolymer of AA) as a main component (base resin), the material constituting the filter is a copolymer of methyl methacrylate (MMA) and methacrylic acid (MAA) Or a relation equivalent to such a relation.
【0155】また、第2の発明において、単量体は、好
ましくは、メチルメタクリレートモノマーであり、重合
体は、ポリメチルメタクリレートであることを特徴とす
る。In the second invention, the monomer is preferably a methyl methacrylate monomer, and the polymer is polymethyl methacrylate.
【0156】また、第2の発明において、単量体は、下
記一般式Further, in the second invention, the monomer is represented by the following general formula:
【0157】[0157]
【化5】 Embedded image
【0158】[式中R1 は炭素数1〜4のアルキル基
(該アルキル基の水素原子はハロゲン原子に置換されて
いてもよい)]で示されるモノマーと、下記一般式Wherein R 1 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms (a hydrogen atom of the alkyl group may be substituted with a halogen atom);
【0159】[0159]
【化6】 Embedded image
【0160】[式中Xはハロゲン原子または水酸基であ
り、R2 は水素元素またはメチル基である]で示される
モノマーとの混合物であり、重合体は、たとえば、下記
一般式で例示的に表すことのできる共重合体であること
を特徴とする。Wherein X is a halogen atom or a hydroxyl group, and R 2 is a hydrogen element or a methyl group. The polymer is exemplified by the following general formula. It is a copolymer that can be used.
【0161】[0161]
【化7】 Embedded image
【0162】[式中R1 は炭素数1〜4のアルキル基
(該アルキル基の水素原子はハロゲン原子に置換されて
いてもよい)、Xはハロゲン原子または水酸基であり、
R2 は水素原子またはメチル基である] より具体的には、上記化5に示すモノマーとしては、た
とえば、メチルメタクリレート(メタクリル酸メチ
ル)、2−フルオロエチルメタクリレート、2,2,2
−トリフルオロエチルメタクリレート、テトラフルオロ
イソプロピルメタクリレート、ヘキサフルオロブチルメ
タクリレート、2−クロロエチルメタクリレート、2−
ブロモエチルメタクリレート等を挙げることができ、ま
た、上記化6に示すモノマーとしては、たとえば、メタ
クリル酸、メタクリロイルハロゲナイド、アクリル酸、
アクリロイルハロゲナイド等を挙げることができる。Wherein R 1 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms (the hydrogen atom of the alkyl group may be substituted with a halogen atom), X is a halogen atom or a hydroxyl group,
R 2 is a hydrogen atom or a methyl group.] More specifically, examples of the monomer represented by Chemical Formula 5 include methyl methacrylate (methyl methacrylate), 2-fluoroethyl methacrylate, 2,2,2
-Trifluoroethyl methacrylate, tetrafluoroisopropyl methacrylate, hexafluorobutyl methacrylate, 2-chloroethyl methacrylate, 2-
Bromoethyl methacrylate and the like can be mentioned, and as the monomer represented by the above formula 6, for example, methacrylic acid, methacryloyl halogenide, acrylic acid,
Acryloyl halogenide and the like can be mentioned.
【0163】また、第2の発明において、単量体は、好
ましくは、メタクリル酸メチル(MMA)モノマーとメ
タクリル酸(MAA)モノマーの混合物であり、重合体
は、メタクリル酸メチル(MMA)とメタクリル酸(M
AA)との共重合体であることを特徴とする。In the second invention, the monomer is preferably a mixture of a methyl methacrylate (MMA) monomer and a methacrylic acid (MAA) monomer, and the polymer is methyl methacrylate (MMA) and methacrylic acid. Acid (M
AA).
【0164】また、第2の発明において、単量体は、好
ましくは、グリシジルメタクリレートモノマーであり、
重合体は、ポリグリシジルメタクリレートであることを
特徴とする。In the second invention, the monomer is preferably a glycidyl methacrylate monomer,
The polymer is characterized by being polyglycidyl methacrylate.
【0165】また、第2の発明において、単量体は、好
ましくは、グリシジルメタクリレートモノマーとエチル
アクリレートモノマーとの混合物であり、重合体は、グ
リシジルメタクリレートとエチルアクリレートとの共重
合体であることを特徴とする。Further, in the second invention, the monomer is preferably a mixture of a glycidyl methacrylate monomer and an ethyl acrylate monomer, and the polymer is a copolymer of glycidyl methacrylate and ethyl acrylate. Features.
【0166】また、第2の発明において、単量体は、好
ましくは、グリシジルメタクリレートモノマーとメタク
リル酸メチルモノマーとの混合物であり、重合体は、グ
リシジルメタクリレートとメタクリル酸メチルとの共重
合体であることを特徴とする。In the second invention, the monomer is preferably a mixture of a glycidyl methacrylate monomer and a methyl methacrylate monomer, and the polymer is a copolymer of glycidyl methacrylate and methyl methacrylate. It is characterized by the following.
【0167】また、第2の発明において、単量体は、好
ましくはクロロメチル化スチレンモノマーであり、重合
体は、クロロメチル化ポリスチレンであることを特徴と
する。Further, in the second invention, the monomer is preferably a chloromethylated styrene monomer, and the polymer is chloromethylated polystyrene.
【0168】また、第2の発明において、単量体は、好
ましくは、ヨウ素化スチレンモノマーであり、重合体
は、ヨウ素化ポリスチレンであることを特徴とする。In the second invention, the monomer is preferably an iodinated styrene monomer, and the polymer is iodinated polystyrene.
【0169】また、第2の発明において、単量体は、好
ましくは、塩化メチルスチレンモノマーであり、重合体
は、塩化ポリメチルスチレンであることを特徴とする。Further, in the second invention, the monomer is preferably a methyl styrene chloride monomer, and the polymer is polymethyl styrene chloride.
【0170】また、単量体と、単量体が重合してなる重
合体とを含むシロップを調製する方法としては、仕込ん
だ単量体(モノマー)を一定量重合させて、仕込んだ単
量体(モノマー)の一部と、生成した重合体(ポリマ
ー)とを共存した状態にすること(以下、予備重合とい
う)により調製しても、また、単量体と重合体とを混合
することにより調製してもよい。As a method for preparing a syrup containing a monomer and a polymer obtained by polymerizing the monomer, a certain amount of the charged monomer (monomer) is polymerized, and Preparation by coexisting a part of the body (monomer) and the produced polymer (polymer) (hereinafter referred to as prepolymerization), or mixing the monomer and the polymer May be prepared.
【0171】また、第2の発明において、枠材は、好ま
しくは、ステンレスに代表される金属であることを特徴
とする。In the second invention, the frame member is preferably made of a metal represented by stainless steel.
【0172】また、第2の発明において用いる枠材は、
好ましくは、少なくともその表面が、フッ素樹脂に代表
される離型性を有する樹脂で覆われていることを特徴と
する。Further, the frame material used in the second invention is:
Preferably, at least the surface is covered with a resin having a releasing property represented by a fluororesin.
【0173】そのようなフッ素樹脂としては、たとえ
ば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラ
フルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテ
ル共重合体(PFA)、テトラフルオロエチレン−ヘキ
サフルオロプロピレン共重合体(FEP)、テトラフル
オロエチレン−エチレン共重合体(ETFE)、ポリビ
ニリデンフルオライド(PVdF)、ポリクロロトリフ
ルオロエチレン(PCTFE)等をその具体例として挙
げることができる。Examples of such a fluororesin include polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene-perfluoroalkylvinyl ether copolymer (PFA), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP), Specific examples thereof include tetrafluoroethylene-ethylene copolymer (ETFE), polyvinylidene fluoride (PVdF), and polychlorotrifluoroethylene (PCTFE).
【0174】また、第2の発明において、単量体と、単
量体が重合してなる重合体とを含むシロップの粘度は、
好ましくは、2.0dPa・s(20℃)以上10.0
dPa・s(20℃)以下であることを特徴とする。よ
り好ましくは、2.0dPa・s(20℃)以上8.0
dPa・s(20℃)以下であることを特徴とする。Further, in the second invention, the viscosity of a syrup containing a monomer and a polymer obtained by polymerizing the monomer is as follows:
Preferably, it is not less than 2.0 dPa · s (20 ° C.) and 10.0
dPa · s (20 ° C.) or less. More preferably, it is 2.0 dPa · s (20 ° C.) or more and 8.0 or more.
dPa · s (20 ° C.) or less.
【0175】シロップの粘度が2.0dPa・s(20
℃)未満であれば、枠材の中空部からシロップが漏れ出
し、形成されるレジスト層の膜厚が薄くなり好ましくな
く、他方、上記した上限値を超えると、枠材の中空部内
に、シロップを充填する工程において、シロップ内に巻
き込まれる気泡が、シロップから抜け難くなり好ましく
ない。When the viscosity of the syrup is 2.0 dPa · s (20
C)), the syrup leaks out of the hollow portion of the frame material, and the thickness of the formed resist layer becomes thin, which is not preferable. On the other hand, when the value exceeds the above upper limit, the syrup is formed in the hollow portion of the frame material. In the step of filling the syrup, it is not preferable because air bubbles caught in the syrup hardly come out of the syrup.
【0176】[0176]
【0177】なお、本明細書において用いる用語「単量
体」または「モノマー」は、溶質、より具体的には、重
合体を溶かすための機能と、それ自体、反応性を有し、
重合することにより重合体になる材料をいう。As used herein, the term “monomer” or “monomer” has a function of dissolving a solute, more specifically, a polymer, and itself has reactivity,
A material that becomes a polymer when polymerized.
【0178】より特定的には、「単量体」または「モノ
マー」は、分子内に、ビニル基等の重合官能基を有する
材料をいう。More specifically, “monomer” or “monomer” refers to a material having a polymerizable functional group such as a vinyl group in the molecule.
【0179】なお、本明細書において用いる用語「リソ
グラフィ」は、レジスト層を露光する露光工程と、レジ
スト層を現像する現像工程をいう。The term “lithography” used in this specification refers to an exposure step of exposing a resist layer and a development step of developing the resist layer.
【0180】また、本明細書において、単に「電気めっ
き」という用語を用いるときは、文字通りの電気めっき
のほか、電鋳を含む。Further, in this specification, when the term “electroplating” is simply used, electroplating is included in addition to literal electroplating.
【0181】また、第1または第2の発明において用い
るフィルターの膜厚は、レジスト層について、露光した
いパターンの厚さ(高さ)に依存する。The thickness of the filter used in the first or second invention depends on the thickness (height) of the pattern to be exposed with respect to the resist layer.
【0182】[0182]
【0183】また、第1または第2の発明において、基
板上に形成するレジスト層の平均膜厚は、特に以下の場
合に限定されることはないが、好ましくは、3μmt を
超える膜厚、より好ましくは45μmt 以上、さらに好
ましくは、100μmt 以上、さらに好ましくは、10
0μmt 以上1mmt 以下である。[0183] Further, in the first or second invention, the average film thickness of the resist layer to be formed on the substrate, but are not limited especially in the case of less, the film thickness of more than 3 [mu] m t, more preferably more than 45 [mu] m t, more preferably, 100 [mu] m t or more, more preferably, 10
It is not less than 0 μm t and not more than 1 mm t .
【0184】また、第1または第2の発明において用い
るフィルターは、公知の薄膜の形成方法に従って製造す
ることができる。The filter used in the first or second invention can be manufactured according to a known thin film forming method.
【0185】より具体的には、公知のロールコータ法等
の製造方法を挙げることができる。More specifically, a known production method such as a roll coater method can be used.
【0186】[0186]
【作用】第1の発明に従う微細構造体の形成方法は、特
に、レジスト層にシンクロトロン放射光を照射して、レ
ジスト層に所望のパターンを露光する露光工程におい
て、レジスト層と実質的に同一の吸収スペクトルを有す
るフィルターを介して、レジスト層を露光することを特
徴とする。The method for forming a microstructure according to the first invention is substantially the same as the resist layer in the exposing step of irradiating the resist layer with synchrotron radiation to expose a desired pattern to the resist layer. The resist layer is exposed through a filter having the following absorption spectrum.
【0187】レジスト層は、レジスト層を構成するレジ
スト材の種類によっても異なるが、一般に、X線用のレ
ジスト材は、4Å以上20Å以下の波長領域の光を吸収
する。Although the resist layer varies depending on the type of the resist material constituting the resist layer, generally, the X-ray resist material absorbs light in a wavelength range of 4 ° to 20 °.
【0188】第1の発明では、レジスト層に所望のパタ
ーンを露光する露光工程において、レジスト層に、シン
クロトロン放射光を、レジスト層と実質的に同一の吸収
スペクトルを有するフィルターを介して照射している。In the first invention, in the exposure step of exposing a desired pattern to the resist layer, the resist layer is irradiated with synchrotron radiation through a filter having substantially the same absorption spectrum as the resist layer. ing.
【0189】レジスト層と実質的に同一の吸収スペクト
ルを有するフィルターは、レジスト層に吸収される波長
領域の光、すなわち、4Å以上20Å以下の波長領域の
光のうち、特に、レジスト層に吸収されやすい波長領域
の光、より特定的には、5Å以上20Å以下の波長領域
の光を多く吸収する。A filter having an absorption spectrum substantially the same as that of the resist layer has a wavelength range of 4 to 20 ° which is absorbed by the resist layer. Light in the easy wavelength range, more specifically, light in the wavelength range of 5 ° to 20 ° is more absorbed.
【0190】したがって、レジスト層と実質的に同一の
吸収スペクトルを有するフィルターを透過したシンクロ
トロン放射光は、レジスト層に吸収される波長領域の光
のうち、特に、レジスト層に吸収されやすい波長領域の
光の全部、または、一部が取除かれた光となっている。Therefore, the synchrotron radiation transmitted through a filter having substantially the same absorption spectrum as that of the resist layer is the light in the wavelength range that is easily absorbed by the resist layer, out of the light in the wavelength range that is absorbed by the resist layer. All or part of the light is removed.
【0191】第1の発明では、レジスト層に吸収される
波長領域の光のうち、特に、レジスト層に吸収されやす
い波長領域の光が、予め減衰したシンクロトロン放射光
を照射している結果、レジスト層の上層部または表面に
おいて、吸収される波長領域の光の成分が少ない。In the first invention, among the light in the wavelength region absorbed by the resist layer, the light in the wavelength region that is easily absorbed by the resist layer is irradiated with the synchrotron radiation attenuated in advance. In the upper layer portion or the surface of the resist layer, light components in the wavelength region to be absorbed are small.
【0192】したがって、この光は、レジスト層の深さ
方向への光の減衰効果が著しく低い。Therefore, this light has a remarkably low light attenuation effect in the depth direction of the resist layer.
【0193】このため、第1の発明では、レジスト層の
上層部または表面が、吸収エネルギー密度の上限値とな
る前に、レジスト層の深さ方向に深い露光を行なうこと
ができる。Therefore, in the first aspect, it is possible to perform deep exposure in the depth direction of the resist layer before the upper layer portion or surface of the resist layer reaches the upper limit of the absorbed energy density.
【0194】より具体的には、レジスト層の上層部また
は表面が、吸収エネルギー密度の上限値となる前に、レ
ジスト層の吸収エネルギー密度の下限値となっている位
置を、レジスト層の深さ方向に、より深い位置におい
て、形成することができる。More specifically, before the upper layer portion or surface of the resist layer reaches the upper limit of the absorbed energy density, the position where the lower limit of the absorbed energy density of the resist layer is set is determined by the depth of the resist layer. In the direction, it can be formed at a deeper position.
【0195】したがって、第1の発明によれば、図12
に示すような現象を生じることなく、高さ(図2(c)
中に示すd3 )のあるレジストパターン(レジスト構造
体)を高精度に形成することができる。Therefore, according to the first invention, FIG.
The height (see FIG. 2 (c)) without the phenomenon shown in FIG.
A resist pattern (resist structure) having d 3 ) shown therein can be formed with high precision.
【0196】第1の発明によれば、高精度に形成され、
かつ高さのあるレジストパターンに基づいて、微細構造
体を形成している。According to the first aspect of the invention, it is formed with high precision,
Further, a fine structure is formed based on a resist pattern having a height.
【0197】この結果、第1の発明によれば、微細な線
幅寸法と、厚みのある、アスペクト比の大きい微細構造
体を、高精度に形成することができる。As a result, according to the first aspect, a fine structure having a fine line width and a large thickness and a large aspect ratio can be formed with high accuracy.
【0198】また、第2の発明に従う微細構造体の形成
方法は、特に、基板上にレジスト層を形成する工程にお
いて、以下の構成を備える。The method for forming a microstructure according to the second invention has the following configuration, particularly in the step of forming a resist layer on a substrate.
【0199】(1) 基板上に、中空部を有する枠材を
載置する工程を備える。 (2) 中空部内に、単量体と、単量体が重合してなる
重合体を含むシロップを充填する工程を備える。(1) A step of mounting a frame member having a hollow portion on a substrate is provided. (2) A step of filling the hollow portion with a syrup containing a monomer and a polymer obtained by polymerizing the monomer is provided.
【0200】(3) 単量体と、単量体が重合してなる
重合体とを含むシロップを基板上で完全に重合する重合
完結工程を備える。(3) A polymerization completion step of completely polymerizing a syrup containing a monomer and a polymer obtained by polymerizing the monomer on a substrate is provided.
【0201】第2の発明に従う微細構造体の形成方法に
よれば、上記(1)〜(3)に示す工程により、基板上
にレジスト層を形成している。According to the method of forming a microstructure according to the second aspect, the resist layer is formed on the substrate by the steps (1) to (3).
【0202】すなわち、基板上に形成されるレジスト層
の膜厚は、枠材の高さに依存する。したがって、上記
(1)に示す工程において、枠材の高さを変えるだけ
で、容易かつ簡単に、レジスト層の膜厚を制御すること
ができる。That is, the thickness of the resist layer formed on the substrate depends on the height of the frame material. Therefore, in the step (1), the thickness of the resist layer can be easily and easily controlled only by changing the height of the frame material.
【0203】また、上記(2)に示す工程において、中
空部内に、重合体と溶剤とを含むシロップではなく、単
量体と単量体が重合してなる重合体とを含むシロップを
充填し、さらに、上記(3)に示す工程において、単量
体と単量体が重合してなる重合体とを含むシロップを基
板上で完全に重合している結果、第2の発明に従って形
成されるレジスト層中には、溶剤が、元々、含まれてい
ない。In the step (2), not the syrup containing the polymer and the solvent but the syrup containing the monomer and the polymer obtained by polymerizing the monomer is filled in the hollow portion. Further, in the step (3), the syrup containing the monomer and the polymer obtained by polymerizing the monomer is completely polymerized on the substrate, so that the syrup is formed according to the second invention. A solvent is not originally contained in the resist layer.
【0204】すなわち、第2の発明に従って形成される
レジスト層中には、元々、溶剤が含まれていない結果、
シンクロトロン放射光を用い、レジスト層を露光し、露
光したレジスト層を現像し、レジストパターンを形成す
る際に、レジストパターンが型崩れしない。That is, the solvent is not originally contained in the resist layer formed according to the second invention.
When exposing the resist layer using synchrotron radiation and developing the exposed resist layer to form a resist pattern, the resist pattern does not lose its shape.
【0205】また、このようにして形成されるレジスト
パターン中には、元々、溶剤が含まれていない結果、電
気めっきの工程においても、レジストパターンが型崩れ
しない。The resist pattern thus formed does not originally contain a solvent, so that the resist pattern does not lose its shape even in the electroplating step.
【0206】また、第2の発明によれば、単量体と、単
量体が重合してなる重合体とを含むシロップを、基板上
で、完全に重合している結果、基板とレジスト層との密
着性に優れる。According to the second aspect of the present invention, the syrup containing the monomer and the polymer obtained by polymerizing the monomer is completely polymerized on the substrate. Excellent adhesion with
【0207】さらに、第2の発明に従う微細構造体の形
成方法は、レジスト層にシンクロトロン放射光を照射し
て、レジスト層に所望のパターンを露光する露光工程に
おいて、特に、以下の工程を備えるものである。Further, the method for forming a fine structure according to the second invention comprises, in the exposure step of irradiating the resist layer with synchrotron radiation to expose a desired pattern on the resist layer, particularly including the following steps: Things.
【0208】(4) 露光工程は、レジスト層と実質的
に同一の吸収スペクトルを有するフィルターを介して、
レジスト層を露光する工程を備える。(4) The exposing step is performed through a filter having substantially the same absorption spectrum as that of the resist layer.
Exposing the resist layer.
【0209】したがって、第2の発明によれば、第1の
発明と同様、図12に示すような現象を生じることな
く、高さ(図2(c)中に示すd3 )のあるレジストパ
ターン(レジスト構造体)を、高精度に形成することが
できる。Therefore, according to the second invention, similarly to the first invention, the resist pattern having a height (d 3 shown in FIG. 2C) can be obtained without causing the phenomenon shown in FIG. (Resist structure) can be formed with high precision.
【0210】第2の発明によれば、高精度に形成され、
かつ、高さのあるレジストパターン(レジスト構造体)
であって、さらに、現像の工程や、電気めっきの工程に
おいて、型崩れのしにくいレジストパターン(レジスト
構造体)に基づいて、微細構造体を形成している。According to the second aspect of the present invention, the wiring is formed with high precision.
And a resist pattern with a height (resist structure)
Further, in the development step and the electroplating step, a fine structure is formed based on a resist pattern (resist structure) that does not easily lose its shape.
【0211】この結果、第2の発明によれば、微細な線
幅寸法と、厚みのある、アスペクト比の大きい微細構造
体を、高精度に、容易かつ簡単に形成することができ
る。As a result, according to the second aspect of the invention, a fine structure having a fine line width and a large thickness and a large aspect ratio can be formed easily and easily with high precision.
【0212】[0212]
【実施例】以下、好適な実施例を用い、本発明について
説明するが、本発明は、以下の実施例によって、何ら限
定されることはない。The present invention will be described below with reference to preferred embodiments, but the present invention is not limited to the following embodiments.
【0213】また、図1および図2は、本発明に従う微
細構造体の形成方法の一例としての製造プロセスを概略
的に示す工程図である。FIGS. 1 and 2 are process diagrams schematically showing a manufacturing process as an example of a method for forming a fine structure according to the present invention.
【0214】以下、説明を容易とするため、図1および
図2を参照しながら、実施例について説明する。Hereinafter, for ease of explanation, an embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
【0215】実施例1〜3および参考例 実施例1〜3は、レジスト材として、メタクリル酸メチ
ル(MMA)とメタクリル酸(MAA)との共重合体を
主成分(ベース樹脂)として含むレジスト材を用い、微
細構造体を形成した例を示す。Examples 1 to 3 and Reference Examples In Examples 1 to 3, a resist material containing a copolymer of methyl methacrylate (MMA) and methacrylic acid (MAA) as a main component (base resin) was used as a resist material. Here, an example in which a fine structure is formed by using is shown.
【0216】実施例1 (1) 単量体と単量体が重合してなる重合体とを含む
シロップの調製 出発原料として、メタクリル酸メチル(MMA)モノマ
ー(分子量100)を95g(0.95モル)と、メタ
クリル酸(MAA)モノマー(分子量86)を5g
(0.051モル)の割合で混合した混合溶液を準備す
る。次に、この混合溶液に重合開始剤として、2,2−
アゾイソブチロニトリルを0.2g(上記モノマーの混
合溶液に対して、約0.2重量%)を加え、N2 ガス雰
囲気下で、塊状重合法により、60℃で50分間予備重
合させて、メタクリル酸メチル(MMA)とメタクリル
酸(MAA)との共重合体を主成分とする共重合体シロ
ップを作製する。Example 1 (1) Preparation of a syrup containing a monomer and a polymer obtained by polymerizing the monomer As a starting material, 95 g (0.95) of a methyl methacrylate (MMA) monomer (molecular weight: 100) was used. Mol) and 5 g of methacrylic acid (MAA) monomer (molecular weight 86).
(0.051 mol) is prepared as a mixed solution. Next, 2,2-
0.2 g of azoisobutyronitrile (about 0.2% by weight based on the mixed solution of the above monomers) was added, and preliminarily polymerized at 60 ° C. for 50 minutes by a bulk polymerization method in an N 2 gas atmosphere. To prepare a copolymer syrup containing a copolymer of methyl methacrylate (MMA) and methacrylic acid (MAA) as a main component.
【0217】この共重合体シロップの重量平均分子量
は、400,000であった。なお、実施例1では、予
備重合する条件を、40℃〜120℃の温度範囲で、5
分〜240分の範囲で、変える以外は同様にして、種々
の粘度を有する共重合体シロップを作製した。The weight average molecular weight of this copolymer syrup was 400,000. In Example 1, the pre-polymerization conditions were set to 5 ° C. in a temperature range of 40 ° C. to 120 ° C.
Copolymer syrups having various viscosities were prepared in the same manner except that the syrup was changed in the range of minutes to 240 minutes.
【0218】(2) レジスト層の形成 図1は、基板上に、レジスト層を形成する工程の一実施
例を概略的に示す工程図である。(2) Formation of Resist Layer FIG. 1 is a process diagram schematically showing an embodiment of a process of forming a resist layer on a substrate.
【0219】図1を参照して、まず、図1(a)に示す
工程において、ホットプレート(加熱手段)11上に、
たとえば、シリコン(Si)基板等の基板1を載置す
る。Referring to FIG. 1, first, in the step shown in FIG. 1A, a hot plate (heating means) 11
For example, a substrate 1 such as a silicon (Si) substrate is placed.
【0220】次に、基板1上に、中空部12mを有する
枠材(スペーサ)12を載置する。なお、枠材(スペー
サ)12を構成する構成材料としては、ステンレス等の
金属材料や、ガラス材、フッ素樹脂等を挙げることがで
きる。Next, a frame member (spacer) 12 having a hollow portion 12m is placed on the substrate 1. In addition, as a constituent material of the frame member (spacer) 12, a metal material such as stainless steel, a glass material, a fluororesin, or the like can be given.
【0221】また、ステンレス製の枠材(スペーサ)
や、ガラス製の枠材(スペーサ)を用いる場合は、その
表面、フッ素樹脂が塗布されていることが好ましい。A stainless steel frame material (spacer)
When a frame material (spacer) made of glass is used, it is preferable that the surface thereof is coated with a fluororesin.
【0222】これは、後の工程において、枠材(スペー
サ)と、レジスト層との離型性を向上させるためであ
る。This is to improve the releasability of the frame material (spacer) and the resist layer in a later step.
【0223】枠材(スペーサ)12は、基板1上に形成
するレジスト層の塗布面積が、塗布領域や、レジスト層
の膜厚を制御するものである。The frame material (spacer) 12 controls the application area of the resist layer formed on the substrate 1 and the application area and the thickness of the resist layer.
【0224】より詳しくは、枠材(スペーサ)12の中
空部12mの開口部の大きさにより、レジスト層の塗布
面積が制御され、中空部3mの開口部の形状により、レ
ジスト層の塗布領域が制御され、また、中空部12mの
側壁12sの高さ12hにより、レジスト層の膜厚が制
御される。More specifically, the application area of the resist layer is controlled by the size of the opening of the hollow portion 12m of the frame member (spacer) 12, and the application area of the resist layer is controlled by the shape of the opening of the hollow portion 3m. The thickness of the resist layer is controlled by the height 12h of the side wall 12s of the hollow portion 12m.
【0225】以下の説明では、説明を容易とするため、
中空部12mの開口部が、直径25mmの円形形状を有
し、側壁12sの高さ12hが、100μmの枠材(ス
ペーサ)を用いた例を中心にして説明する。In the following description, for ease of explanation,
A description will be given mainly of an example in which the opening of the hollow portion 12m has a circular shape with a diameter of 25 mm and the height 12h of the side wall 12s uses a frame material (spacer) of 100 μm.
【0226】図1(b)に示す工程において、上記
(1)により作製した、メタクリル酸メチル(MMA)
モノマーと、メタクリル酸(MAA)モノマーと、メタ
クリル酸メチル(MMA)とメタクリル酸(MAA)と
の共重合体とを含むシロップ(レジスト液)S2 を、枠
材(スペーサ)12の中空部12m内に、滴下し、充填
する。In the step shown in FIG. 1B, methyl methacrylate (MMA) prepared according to the above (1) was used.
A syrup (resist solution) S 2 containing a monomer, a methacrylic acid (MAA) monomer, and a copolymer of methyl methacrylate (MMA) and methacrylic acid (MAA) is placed in a hollow portion 12 m of a frame member (spacer) 12. Inside, it is dropped and filled.
【0227】次に、図1(c)に示す工程において、枠
材(スペーサ)12の上に、カプトンシート(離型シー
ト)13を載置し、さらに、カプトンシート(離型シー
ト)13上に、金属板14を載置し、金属板14上に錘
15を載せる。Next, in the step shown in FIG. 1 (c), a Kapton sheet (release sheet) 13 is placed on a frame material (spacer) 12, and further a Kapton sheet (release sheet) 13 Then, the metal plate 14 is placed, and the weight 15 is placed on the metal plate 14.
【0228】なお、「カプトンシート」は、ポリイミド
製のシートであり、「カプトン」は、デュポン社の商品
名である。"Kapton sheet" is a polyimide sheet, and "Kapton" is a trade name of DuPont.
【0229】本実施例では、枠材(スペーサ)12とし
て、ステンレス製のものを用いた。また、カプトンシー
ト13は、レジスト層との離型性と、カプトンシートと
シロップ(レジスト液)S2 の表面との間に、気体が入
るのを防止するのを容易ならしめるために用いるもので
ある。In this embodiment, a stainless steel frame member (spacer) 12 is used. Further, Kapton sheet 13, a releasing property between the resist layer, Kapton sheet and syrup (resist liquid) between S 2 of the surface, those used to makes it easier to prevent the gas from entering is there.
【0230】なお、カプトンシート(離型シート)13
とシロップ(レジスト液)S2 の表面との間に、気体が
入るのを防止するためには、図1(b)に示す工程にお
いて、シロップ(レジスト液)S2 を、中空部12m内
に、表面張力により、中空部12mの上部より、シロッ
プ(レジスト液)S2 の表面が、盛り上がるように充填
しておくのが好ましい。The Kapton sheet (release sheet) 13
And between the syrup (resist liquid) S 2 of the surface, in order to prevent the gas from entering, in the step shown in FIG. 1 (b), the syrup (resist liquid) S 2, in the hollow portion 12m , by surface tension, than the upper portion of the hollow portion 12m, syrup (resist liquid) surface of S 2 is preferably be filled as rise.
【0231】このようなことを考慮した場合、シロップ
(レジスト液)S2 の粘度は、2.0dPa・s(20
℃)以上10.0dPa・s(20℃)以下であること
が好ましい。より好ましくは、2.0dPa・s(20
℃)以上8.0dPa・s(20℃)以下である。In consideration of the above, the viscosity of the syrup (resist liquid) S 2 is 2.0 dPa · s (20
° C) or more and 10.0 dPa · s (20 ° C) or less. More preferably, 2.0 dPa · s (20
° C) or more and 8.0 dPa · s (20 ° C) or less.
【0232】すなわち、枠材(スペーサ)12の中空部
12mに充填するシロップ(レジスト液)は、高粘度を
有する液体でなければならない。That is, the syrup (resist liquid) to be filled in the hollow portion 12m of the frame member (spacer) 12 must be a liquid having a high viscosity.
【0233】より具体的には、中空部12m内に、シロ
ップ(レジスト液)S2 を充填する工程において、シロ
ップ(レジスト液)S2 が、中空部12m内に保持され
ているとともに、中空部12m内に、シロップ(レジス
ト液)S2 を、完全に充満する必要があるからである。[0233] More specifically, in the hollow portion 12m, in the step of filling the syrup (resist liquid) S 2, syrup (resist liquid) S 2, together with being held in the hollow portion 12m, the hollow portion in 12m, syrup (resist liquid) of S 2, because completely has to be filled.
【0234】次に、ホットプレート(加熱手段)11に
より、中空部12m内に充填したシロップ(レジスト
液)S2 を加熱することにより、基板1上で、シロップ
(レジスト液)S2 を完全に重合させた後、室温(20
℃)まで冷却することにより、レジスト層2を形成す
る。Next, the syrup (resist liquid) S 2 filled in the hollow portion 12 m is heated by the hot plate (heating means) 11, so that the syrup (resist liquid) S 2 is completely on the substrate 1. After polymerization, room temperature (20
C) to form a resist layer 2.
【0235】なお、基板1上に形成されるレジスト層2
は、固化時に、内部応力を蓄える。この内部応力を緩和
(低減)するためには、熱処理、いわゆる焼きなまし
(アニール)処理を適当に行なうのが好ましい。The resist layer 2 formed on the substrate 1
Accumulates internal stress during solidification. In order to alleviate (reduce) the internal stress, it is preferable to appropriately perform a heat treatment, that is, a so-called annealing treatment.
【0236】[0236]
【0237】このような熱処理を、適当に行なうことに
より、基板1上に形成したレジスト層2にクラックが発
生するという現象を防止することができる。By appropriately performing such a heat treatment, it is possible to prevent the occurrence of cracks in the resist layer 2 formed on the substrate 1.
【0238】次に、図1(d)に示す工程において、錘
15、金属板14、カプトンシート(離型シート)13
および枠材(スペーサ)12を取除くことにより、レジ
スト層2を有する基板1を取出す。Next, in the step shown in FIG. 1D, the weight 15, the metal plate 14, the Kapton sheet (release sheet) 13
By removing the frame material (spacer) 12, the substrate 1 having the resist layer 2 is taken out.
【0239】このようにして、基板1上に、膜厚100
μmの均一な膜厚を有するレジスト層2を形成した。In this manner, a film having a thickness of 100
A resist layer 2 having a uniform thickness of μm was formed.
【0240】次に、中空部12mの側壁12sの高さ1
2hが異なる枠材(スペーサ)を用いる以外は、上記と
同様にして、種々の膜厚(数10μm〜数100μm)
を有するレジスト層を有する基板1(以下、試料とい
う)を複数作製した。Next, the height 1 of the side wall 12s of the hollow portion 12m
Various film thicknesses (several tens μm to several hundred μm) in the same manner as described above except that a frame material (spacer) having a different 2h is used.
A plurality of substrates 1 (hereinafter, referred to as samples) having a resist layer having
【0241】次に、以上のようにして作製した複数の試
料について、レジスト層のクラックの発生の有無と、レ
ジスト層と基板との剥がれの有無とを観察した。Next, the presence or absence of cracks in the resist layer and the presence or absence of peeling between the resist layer and the substrate were observed for a plurality of samples prepared as described above.
【0242】 レジスト層のクラックの発生の有無 上記により作製した試料は、いずれも、クラックがほと
んど発生しておらず、シンクロトロン放射光によるリソ
グラフィを用いてレジストパターンを形成する工程に、
好適に用いられることが確認された。Presence or Absence of Cracks in the Resist Layer In any of the samples prepared as described above, cracks hardly occurred, and in the step of forming a resist pattern using lithography using synchrotron radiation,
It was confirmed that it was suitably used.
【0243】 基板とレジスト層の剥がれの有無 レジスト層の膜厚が、100μm以下の試料は、いずれ
も、レジスト層への基板への密着性が良好であり、レジ
スト層と基板との剥がれは、ほとんど確認されなかっ
た。Presence or Absence of Peeling of Resist Layer from Substrate All samples having a resist layer thickness of 100 μm or less have good adhesion to the resist layer and the substrate. Almost never confirmed.
【0244】他方、レジスト層の膜厚が、100μmを
超える試料では、レジスト層を形成後、枠材(スペー
サ)をレジスト層から除去する工程において生じたと思
われる、基板とレジスト層との剥がれが観察された。On the other hand, in the case of a sample having a resist layer thickness of more than 100 μm, peeling between the substrate and the resist layer, which is considered to have occurred in the step of removing the frame material (spacer) from the resist layer after forming the resist layer, was performed. Was observed.
【0245】この基板とレジスト層との剥がれの原因
は、レジスト層の膜厚が、100μmを超えると、枠材
(スペーサ)とレジスト層との離型性が著しく悪くなる
ためである。The cause of the peeling of the resist layer from the substrate is that when the thickness of the resist layer exceeds 100 μm, the releasability between the frame material (spacer) and the resist layer is significantly deteriorated.
【0246】そこで、枠材(スペーサ)とレジスト層と
の離型性を向上することを目的として、枠材(スペー
サ)の表面に、フッ素樹脂をコーティングしたものを用
い、上記と同様にして、シリコン(Si)基板等の基板
上に、100μmを超える膜厚を有するレジスト層を形
成したところ、レジスト層の基板への密着性が良好とな
り、レジスト層と基板との剥がれが、ほとんどなくなる
ことが確認された。For the purpose of improving the releasability between the frame material (spacer) and the resist layer, a material obtained by coating the surface of the frame material (spacer) with a fluororesin is used. When a resist layer having a thickness exceeding 100 μm is formed on a substrate such as a silicon (Si) substrate, the adhesion of the resist layer to the substrate is improved, and the peeling between the resist layer and the substrate is almost eliminated. confirmed.
【0247】また、枠材(スペーサ)とレジスト層との
離型性を向上することを目的として、フッ素樹脂からな
る枠材(スペーサ)を用い、上記と同様にして、シリコ
ン(Si)基板等の基板上に、100μmを超える膜厚
を有するレジスト層を形成したところ、レジストの基板
への密着性が良好となり、レジスト層と基板との剥がれ
が、ほとんどなくなることが確認された。In order to improve the releasability between the frame material (spacer) and the resist layer, a silicon (Si) substrate or the like is used in the same manner as described above by using a frame material (spacer) made of fluororesin. When a resist layer having a thickness of more than 100 μm was formed on the substrate, it was confirmed that the adhesion of the resist to the substrate became good, and peeling between the resist layer and the substrate was almost eliminated.
【0248】(3) 微細構造体の形成 なお、本実施例では、説明を容易とするため、微細構造
体として、基板上にレジスト層を形成し、レジスト層に
ついて、シンクロトロン放射光によるリソグラフィを用
いて、レジストパターンを形成し、レジストパターンに
従って、電気めっきにより構造体を堆積させる例につい
て説明する。(3) Formation of Fine Structure In this embodiment, for ease of explanation, a resist layer is formed as a fine structure on a substrate, and the resist layer is subjected to lithography using synchrotron radiation. An example in which a resist pattern is formed using the above method and a structure is deposited by electroplating according to the resist pattern will be described.
【0249】図2は、レジスト層について、シンクロト
ロン放射光によるリソグラフィを用いて、レジストパタ
ーンを形成する工程と、レジストパターンに従って、電
気めっきにより微細構造体を形成する工程を概略的に示
す工程図である。FIG. 2 is a process diagram schematically showing a step of forming a resist pattern on the resist layer by lithography using synchrotron radiation and a step of forming a fine structure by electroplating according to the resist pattern. It is.
【0250】図2および図8を参照して、図2(a)〜
図2(e)に示す工程は、図2(a)に示す工程が、図
8(a)に示す工程と異なっており、また、図2(b)
に示す工程が、図8(b)に示す工程と異なっている以
外は、基本的には、図8(a)〜図8(e)に示す工程
と同様である。Referring to FIGS. 2 and 8, FIGS.
In the step shown in FIG. 2E, the step shown in FIG. 2A is different from the step shown in FIG. 8A, and the step shown in FIG.
Are basically the same as the steps shown in FIGS. 8A to 8E except that the step shown in FIG. 8B is different from the step shown in FIG.
【0251】すなわち、本実施例に示す微細構造体の形
成方法は、図2(a)および図2(b)に示す工程にお
いて、上記(1)および(2)において形成したレジス
ト層2について、シンクロトロン放射光の出射窓21
0、X線マスク100のほかに、レジスト層2と実質的
に同一の吸収スペクトルを有するフィルター50を介し
て、シンクロトロン放射光を照射して、レジスト層2を
露光している点において、図8(a)および図8(b)
に示す工程において、従来のマルチスピンコート法によ
り形成したレジスト層102について、シンクロトロン
放射光の出射窓210、X線マスク100とを介して、
シンクロトロン放射光を照射して、レジスト層102を
露光する、従来の微細構造体の形成方法と、特に異なっ
ている。That is, in the method for forming a microstructure shown in this embodiment, the resist layer 2 formed in the above (1) and (2) is formed in the steps shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b). Emission window 21 for synchrotron radiation
0, in addition to the X-ray mask 100, the synchrotron radiation is irradiated through a filter 50 having substantially the same absorption spectrum as the resist layer 2 to expose the resist layer 2. 8 (a) and FIG. 8 (b)
In the process shown in (2), the resist layer 102 formed by the conventional multi-spin coating method is passed through the synchrotron radiation light emission window 210 and the X-ray mask 100.
The method is particularly different from the conventional method for forming a fine structure in which the resist layer 102 is exposed by irradiating synchrotron radiation.
【0252】すなわち、図2を参照して、まず、図2
(a)に示す工程において、上記(1)および(2)に
おいて形成した、レジスト層2を有する基板1(以下、
「試料4」という)を準備する。That is, referring to FIG. 2, first, FIG.
In the step shown in (a), the substrate 1 having the resist layer 2 formed in (1) and (2) above (hereinafter referred to as
"Sample 4") is prepared.
【0253】次に、図2(b)に示す工程において、レ
ジスト層2に、シンクロトロン放射光(SR光)を照射
して、レジスト層2に所望のパターンを露光する。Next, in the step shown in FIG. 2B, the resist layer 2 is irradiated with synchrotron radiation (SR light) to expose the resist layer 2 with a desired pattern.
【0254】図3は、図2(b)に示す工程をさらに詳
細に説明する図である。図3を参照して、図3(a)
は、本実施例において用いたX線露光装置を概略的に示
す図であり、また、図3(b)は、図2(b)に相当す
る図である。FIG. 3 is a diagram for explaining the step shown in FIG. 2B in more detail. Referring to FIG. 3, FIG.
FIG. 3 is a view schematically showing an X-ray exposure apparatus used in the present embodiment, and FIG. 3B is a view corresponding to FIG. 2B.
【0255】図3(a)および図3(b)を参照して、
このX線露光装置61は、図10(a)に示すX線露光
装置201と同様の構成であるので、相当する部材につ
いては、相当する参照符号を付して、その説明を省略す
る。Referring to FIG. 3 (a) and FIG. 3 (b)
Since the X-ray exposure apparatus 61 has the same configuration as that of the X-ray exposure apparatus 201 shown in FIG. 10A, corresponding members are denoted by corresponding reference numerals, and description thereof will be omitted.
【0256】次に、レジスト層2にシンクロトロン放射
光(SR光)を照射して、レジスト層2に所望のパター
ンを露光する露光工程について、詳しく説明する。Next, the exposure step of irradiating the resist layer 2 with synchrotron radiation (SR light) to expose a desired pattern on the resist layer 2 will be described in detail.
【0257】まず、試料台203上に、基板1上にレジ
スト層2を形成した試料4を載置する。First, a sample 4 having a resist layer 2 formed on a substrate 1 is placed on a sample table 203.
【0258】次に、試料4の上に、X線マスク100
と、レジスト層2と実質的に同一の吸収スペクトルを有
するフィルター50を設ける。Next, an X-ray mask 100 is placed on the sample 4.
And a filter 50 having substantially the same absorption spectrum as the resist layer 2 is provided.
【0259】次に、真空チャンバ202内を、真空ポン
プ(図示せず)等により、所望の真空状態(10-3To
rr〜10-5Torr)に保持する。Next, the interior of the vacuum chamber 202 is evacuated to a desired vacuum state (10 −3 To
rr to 10 -5 Torr).
【0260】また、必要に応じて、真空チャンバ202
内に、ヘリウム(He)ガス等の雰囲気ガスを導入(〜
760Torr)してもよい。If necessary, the vacuum chamber 202
Atmosphere gas such as helium (He) gas is introduced thereinto (~
760 Torr).
【0261】次に、シンクロトロン放射光装置の電子蓄
積リング(SRリング)209により発生したシンクロ
トロン放射光(SR光)を、シンクロトロン放射光の出
射窓210、X線マスク100およびフィルター50を
介して、試料台203に載置された試料4のレジスト層
2に照射する。Next, the synchrotron radiation light (SR light) generated by the electron storage ring (SR ring) 209 of the synchrotron radiation light device is transmitted to the synchrotron radiation light emission window 210, the X-ray mask 100, and the filter 50. Then, the resist layer 2 of the sample 4 placed on the sample table 203 is irradiated.
【0262】なお、本実施例では、シンクロトロン放射
光の出射窓210として、平均膜厚35μmt のベリリ
ウム(Be)製の窓を使用した。[0262] In the present embodiment, as exit window 210 of the synchrotron radiation was used beryllium (Be) window made of the average thickness of 35 [mu] m t.
【0263】また、X線マスク100の光透過膜(マス
クメンブラン)100bとして、平均膜厚2μmt のS
iN製の光透過膜(マスクメンブラン)を使用した。[0263] Further, as the light-transmitting film (mask membrane) 100b of the X-ray mask 100, S of the average film thickness 2 [mu] m t
A light transmitting film (mask membrane) made of iN was used.
【0264】また、X線マスク100の光吸収体100
aとして、平均膜厚5μmt の金(Au)製の光吸収体
を使用した。Further, the light absorber 100 of the X-ray mask 100
As a, it was used gold (Au) made of a light absorber having an average thickness of 5 [mu] m t.
【0265】また、フィルター50として、平均膜厚5
0μmt のポリイミド製のフィルター(商品名カプト
ン,東レデュポン社製)を使用した。As the filter 50, an average film thickness of 5
A 0 μm t polyimide filter (trade name Kapton, manufactured by Toray Dupont) was used.
【0266】ポリイミドは、4Å以上20Å以下の波長
領域において、メタクリル酸メチル(MMA)とメタク
リル酸(MAA)との共重合体を主成分(ベース樹脂)
として含むレジスト層2と、実質的に同一の吸収スペク
トル、実質的に同一の光吸収係数を有する。The polyimide is mainly composed of a copolymer of methyl methacrylate (MMA) and methacrylic acid (MAA) in the wavelength range of 4 ° to 20 ° (base resin).
Has substantially the same absorption spectrum and substantially the same light absorption coefficient as the resist layer 2 containing
【0267】本実施例では、レジスト層2として、50
μm〜350μmの範囲の厚さの膜厚を有するレジスト
層を試料として用いた。In the present embodiment, as the resist layer 2, 50
A resist layer having a thickness in the range of μm to 350 μm was used as a sample.
【0268】また、本実施例では、シンクロトロン放射
光装置として、NIJI−III(電総研)を使用し
た。In this example, NIJI-III (DRI) was used as the synchrotron radiation device.
【0269】そして、シンクロトロン放射光装置(電総
研NIJI−III)の電子蓄積リング(SRリング)
209により、約5Åにピーク波長を有するシンクロト
ロン放射光(SR光)の0次光を発生させた。Then, the electron storage ring (SR ring) of the synchrotron radiation device (DENSO NIJI-III)
209, zero-order light of synchrotron radiation (SR light) having a peak wavelength at about 5 ° was generated.
【0270】なお、照射量は、蓄積ビーム電流値で、2
0mA・時間〜400mA・時間であった。The irradiation amount is the accumulated beam current value of 2
It was 0 mA · hour to 400 mA · hour.
【0271】また、光源(シンクロトロン放射光装置)
と試料との距離は、10mであった。Also, a light source (a synchrotron radiation device)
The distance between the sample and the sample was 10 m.
【0272】図4は、シンクロトロン放射光の出射窓2
10と、X線マスク100の光透過膜(マスクメンブラ
ン)100bと、フィルター50の効果を示す図であ
る。FIG. 4 shows an emission window 2 for synchrotron radiation.
FIG. 10 is a diagram illustrating the effects of a light transmission film (mask membrane) 100 b of the X-ray mask 100 and a filter 50.
【0273】図4を参照して、図4中、曲線Aは、電子
蓄積リング(SRリング)209により発生したシンク
ロトロン放射光(SR光)を示している。Referring to FIG. 4, curve A in FIG. 4 shows synchrotron radiation (SR light) generated by electron storage ring (SR ring) 209.
【0274】また、図4中、曲線Bは、シンクロトロン
放射光の出射窓210を透過した後の、シンクロトロン
放射光を示しており、曲線Cは、さらに、X線マスク1
00の光透過膜(マスクメンブラン)100bを透過し
た後の、シンクロトロン放射光を示している。In FIG. 4, curve B shows the synchrotron radiation after passing through the emission window 210 of the synchrotron radiation, and curve C shows the X-ray mask 1
8 shows the synchrotron radiation light after passing through the light transmitting film (mask membrane) 100b of No. 00.
【0275】また、曲線E1 は、さらに、フィルター5
0を透過した後の、シンクロトロン放射光を示す。The curve E 1 further shows that the filter 5
2 shows synchrotron radiation after transmission through zero.
【0276】次に、図2(c)に示す工程において、図
2(b)に示す工程において露光したレジスト層2を現
像し、レジストパターン3を形成する。Next, in the step shown in FIG. 2C, the resist layer 2 exposed in the step shown in FIG. 2B is developed to form a resist pattern 3.
【0277】なお、本実施例では、上記により露光した
レジスト層2を有する基板1を、メチルイソブチルケト
ン(MIBK)原液に、室温下で、基板1を静止した状
態で、約2分間浸し、現像した。In this embodiment, the substrate 1 having the resist layer 2 exposed as described above is immersed in a stock solution of methyl isobutyl ketone (MIBK) at room temperature for about 2 minutes while the substrate 1 is still, did.
【0278】次に、得られたレジストパターン(レジス
ト構造体)3の形状について観察した。Next, the shape of the obtained resist pattern (resist structure) 3 was observed.
【0279】複数の試料から形成されたレジストパター
ン3のうち、レジストパターン3の高さd3 (図2
(c)に示すd3 )が、154μm以下の群では、図1
2に示すような現象を生じることなく、レジストパター
ン3を高精度に形成できることがわかった。The height d 3 of the resist pattern 3 (FIG. 2)
In the group where d 3 ) shown in (c) is 154 μm or less, FIG.
It has been found that the resist pattern 3 can be formed with high accuracy without the phenomenon shown in FIG.
【0280】他方、複数の試料から形成されたレジスト
パターン3のうち、レジストパターン3の高さd3 が、
154μmを超える群では、図12に示すような現象が
観察された。On the other hand, among the resist patterns 3 formed from a plurality of samples, the height d 3 of the resist patterns 3 is
In the group exceeding 154 μm, a phenomenon as shown in FIG. 12 was observed.
【0281】また、複数の試料から形成されたレジスト
パターン3のいずれにおいても、現像の工程において、
レジストパターンの一部が現像液に溶け出した痕跡は観
察されなかった。Also, in any of the resist patterns 3 formed from a plurality of samples,
No trace of a part of the resist pattern being dissolved in the developer was observed.
【0282】複数の試料から形成されたレジストパター
ン3のうち、レジストパターン3の高さd3 が154μ
m以下の群は、以上説明したように、型崩れしておら
ず、また、硬さも十分であることがわかった。[0282] Among the resist patterns 3 formed from a plurality of samples, the height d 3 of the resist pattern 3 is 154 µm.
As described above, it was found that the group of m or less did not lose its shape and had sufficient hardness.
【0283】次に、図2(d)に示す工程において、レ
ジストパターン3を有する基板1をめっき液に漬け、基
板1上に、電鋳または電気めっきで、たとえば、Ni、
Cu、Au等をレジストパターン3の谷間等に堆積さ
せ、金属の構造体4を形成する。Next, in the step shown in FIG. 2D, the substrate 1 having the resist pattern 3 is immersed in a plating solution, and the substrate 1 is electroformed or electroplated, for example, with Ni,
A metal structure 4 is formed by depositing Cu, Au, or the like in the valleys of the resist pattern 3 or the like.
【0284】次に、図2(e)に示す工程において、レ
ジスト材を除去し、金属の構造体4を得る。Next, in the step shown in FIG. 2E, the resist material is removed, and a metal structure 4 is obtained.
【0285】本実施例では、レジストパターン3の高さ
d3 が、154μm以下の群について、図2(c)およ
び図2(d)に示す工程に従って、ニッケルの構造体を
作製した。In the present example, a nickel structure was manufactured according to the steps shown in FIGS. 2C and 2D for a group in which the height d 3 of the resist pattern 3 was 154 μm or less.
【0286】以上のようにして得られたニッケルの構造
体について、不必要な部分にまで、めっきが行なわれて
いないかどうかを観察した。With respect to the nickel structure obtained as described above, it was observed whether or not plating was performed on unnecessary portions.
【0287】観察の結果、ニッケルの構造体は、不必要
な部分が、めっきされておらず、ほぼ設計通りの微細構
造体となっていることが明らかとなった。As a result of the observation, it was revealed that unnecessary portions of the nickel structure were not plated, and the nickel structure had a fine structure substantially as designed.
【0288】また、得られたニッケルの構造体には、電
鋳または電気めっきの工程において、レジストパターン
3が型崩れしたような痕跡は認められなかった。Further, in the obtained nickel structure, no trace that the resist pattern 3 lost its shape in the electroforming or electroplating step was observed.
【0289】実施例2 フィルター50として、平均膜厚25μmt のポリイミ
ド製のフィルター(商品名カプトン,東レデュポン社
製)を用いる以外は、実施例1と同様の実験を行なっ
た。[0289] As Example 2 filter 50, the average thickness of 25 [mu] m t polyimide filter (trade name Kapton, DuPont-Toray Co., Ltd.) except for using The experiment was conducted in the same manner as in Example 1.
【0290】実施例2において用いた、複数の試料のう
ち、レジストパターン3の高さd3が、48μmt 以下
の群においては、図12に示すような現象を生じること
なく、レジストパターン3を形成できることが明らかに
なった。[0290] used in Example 2, out of the plurality of samples, the height d 3 of the resist pattern 3, in the following groups 48 [mu] m t, without causing symptoms such as shown in FIG. 12, the resist pattern 3 It became clear that it could be formed.
【0291】なお、参考のため、実施例2で用いたシン
クロトロン放射光を図4に示す。図4中、曲線E2 は、
実施例2で用いた、シンクロトロン放射光の出射窓21
0、X線マスク100の光透過膜(マスクメンブラン)
100b、および、実施例2で用いたフィルター50を
透過した後のシンクロトロン放射光を示す。The synchrotron radiation used in Example 2 is shown in FIG. 4 for reference. In FIG. 4, a curve E 2 are,
Emission window 21 for synchrotron radiation used in Example 2.
0, light transmitting film of X-ray mask 100 (mask membrane)
100b shows the synchrotron radiation after passing through the filter 50 used in Example 2.
【0292】実施例3 フィルター50として、平均膜厚50μmt のメタクリ
ル酸メチル(MMA)とメタクリル酸(MAA)との共
重合体を主成分とするフィルター(自社作製品)を用い
る以外は、実施例1と同様の実験を行なった。[0292] As Example 3 filter 50, except for using a filter to methyl methacrylate of average thickness 50 [mu] m t (MMA) as a main component a copolymer of methacrylic acid (MAA) (own work product), implemented The same experiment as in Example 1 was performed.
【0293】実施例3により、複数の試料のうち、レジ
ストパターンの高さd3 が、48μmt 以下の群におい
ては、図12に示すような現象を生じることなく、レジ
ストパターン3を高精度に形成できることが明らかにな
った。The [0293] Example 3, of the plurality of samples, the resist pattern height d 3, in the following groups 48 [mu] m t, without causing symptoms such as shown in FIG. 12, the resist pattern 3 with high precision It became clear that it could be formed.
【0294】参考例 フィルター50を用いることなく、シンクロトロン放射
光の出射窓210とX線マスク100を透過したシンク
ロトロン放射光を用い、レジスト層2を露光し、現像す
ることにより、レジストパターンを形成した。REFERENCE EXAMPLE The resist layer 2 is exposed and developed using the synchrotron radiation emission window 210 and the synchrotron radiation transmitted through the X-ray mask 100 without using the filter 50 to form a resist pattern. Formed.
【0295】参考例では、レジストパターンの高さd3
が、約48μm以上の群において、図12に示すような
現象を生じていた。In the reference example, the height d 3 of the resist pattern
However, in the group of about 48 μm or more, a phenomenon as shown in FIG. 12 occurred.
【0296】図5および図6は、本発明の効果を示す図
である。図5を参照して、図5は、メチルメタクリル酸
メチル(MMA)とメタクリル酸(MAA)との共重合
体を主成分(ベース樹脂)として含むレジスト材の吸収
エネルギー密度と、図12に示したような現象を生じる
ことなく、現像工程において、高精度にレジストパター
ン(レジスト構造体)3を形成することのできるレジス
トパターン3の厚さ(高さ)d3 (図2(c)に示すd
3 )との相関関係を示す図である。FIGS. 5 and 6 are diagrams showing the effect of the present invention. Referring to FIG. 5, FIG. 5 shows absorption energy density of a resist material containing a copolymer of methyl methyl methacrylate (MMA) and methacrylic acid (MAA) as a main component (base resin), and FIG. The thickness (height) d 3 of the resist pattern 3 (shown in FIG. 2 (c)) enables the resist pattern (resist structure) 3 to be formed with high precision in the developing step without such a phenomenon. d
It is a figure which shows the correlation with 3 ).
【0297】図5中、曲線Fは、フィルター50を用い
た、実施例1の効果を示す曲線であり、曲線Gは、フィ
ルター50を用いなかった、参考例の効果を示す曲線で
ある。In FIG. 5, a curve F is a curve showing the effect of Example 1 using the filter 50, and a curve G is a curve showing the effect of the reference example without using the filter 50.
【0298】実験に基づいて、本実施例において使用し
た、メタクリル酸メチル(MMA))とメタクリル酸
(MAA)との共重合体を主成分(ベース樹脂)として
含むレジスト材の吸収エネルギー密度の上限値と下限値
を、以下の数式に基づいて算出した。Based on an experiment, the upper limit of the absorption energy density of a resist material containing a copolymer of methyl methacrylate (MMA) and methacrylic acid (MAA) as a main component (base resin) used in this example. The value and the lower limit were calculated based on the following formula.
【0299】[0299]
【数1】 (Equation 1)
【0300】式中、ΔPR (λ)は、レジスト材へ吸収
されるエネルギーを示し、PS (λ)は、シンクロトロ
ン放射光のスペクトルを示し、TW (λ)は、ベリリウ
ム(Be)窓や、露光雰囲気ガスなどの、X線マスクま
たはフィルター前面に至るまでのビームラインの構成要
素における透過率を示し、TM (λ)は、X線マスクの
光透過膜および/またはフィルターの透過率を示し、e
xp(−μ(λ)z)は、レジスト層の深さ方向への深
さzにおける減衰を表わし、μ(λ)は、レジスト材の
吸収係数である。In the formula, ΔP R (λ) indicates the energy absorbed by the resist material, P S (λ) indicates the spectrum of synchrotron radiation, and T W (λ) indicates beryllium (Be) windows and, such as an exposure atmosphere gas, shows the transmittance at the components of the beam line until the X-ray mask or filter front, T M (lambda), the light transmittance of the X-ray mask membrane and / or filter of the transmission Rate, e
xp (−μ (λ) z) represents attenuation in the depth direction of the resist layer at the depth z, and μ (λ) is an absorption coefficient of the resist material.
【0301】そして、λは、波長を示す。本実施例にお
いて使用した、メタクリル酸メチル(MMA)とメタク
リル酸(MAA)との共重合体を主成分(ベース樹脂)
として含むレジスト材の吸収エネルギー密度の上限値
は、12kJ/cm3 であり、下限値は0.8kJ/c
m3であった。Λ indicates the wavelength. The main component (base resin) is a copolymer of methyl methacrylate (MMA) and methacrylic acid (MAA) used in this example.
The upper limit value of the absorbed energy density of the resist material containing as above is 12 kJ / cm 3 and the lower limit value is 0.8 kJ / c.
m 3 .
【0302】曲線Gを参照して、参考例では、レジスト
層2の上層部または表面が吸収エネルギー密度の上限
値、すなわち、12kJ/cm3 となった時点におい
て、吸収エネルギー密度の下限値、すなわち、0.8k
J/cm3 となっている位置は、レジスト層2の表面か
ら、深さ方向へ、48.6μmの位置である。Referring to curve G, in the reference example, when the upper layer or surface of resist layer 2 reaches the upper limit of the absorbed energy density, ie, 12 kJ / cm 3 , the lower limit of the absorbed energy density, ie, , 0.8k
The position of J / cm 3 is a position of 48.6 μm from the surface of the resist layer 2 in the depth direction.
【0303】他方、曲線Fを参照して、実施例1では、
レジスト層2の上層部または表面が吸収エネルギー密度
の上限値、すなわち、12kJ/cm3 となった時点に
おいて、吸収エネルギー密度の下限値、すなわち、0.
8kJ/cm3 となっている位置は、レジスト層2の表
面から、深さ方向へ、154μmの位置である。On the other hand, referring to the curve F, in the first embodiment,
When the upper layer portion or the surface of the resist layer 2 reaches the upper limit of the absorbed energy density, that is, 12 kJ / cm 3 , the lower limit of the absorbed energy density, that is, 0.1.
The position of 8 kJ / cm 3 is a position of 154 μm in the depth direction from the surface of the resist layer 2.
【0304】すなわち、フィルター50を用いなけれ
ば、現像工程において、レジスト層2について、高精度
に、所望の形状に形成することのできるレジストパター
ンの高さの最大値は、約48μmとなるが、実施例1に
従って、レジスト層2と実質的に同一の吸収スペクトル
を有する、ポリイミド製のフィルター50を用いると、
レジスト層2の上層部また表面で吸収されやすかった波
長成分の光が、フィルター50により吸収され、その結
果、154μmの高さを有するレジストパターンを高精
度に形成することができる。That is, if the filter 50 is not used, the maximum value of the height of the resist pattern that can be formed into a desired shape with high precision in the developing step is about 48 μm. According to the first embodiment, when a polyimide filter 50 having substantially the same absorption spectrum as the resist layer 2 is used,
Light having a wavelength component that is easily absorbed by the upper layer portion or the surface of the resist layer 2 is absorbed by the filter 50. As a result, a resist pattern having a height of 154 μm can be formed with high accuracy.
【0305】また、図6を参照して、図6は、図12に
示したような現象を生じることなく、現像工程におい
て、高精度にレジストパターン(レジスト構造体)を形
成することのできるレジストパターン3の厚さ(高さ)
(図2(c)に示すd3 )と、レジスト層2に対するシ
ンクロトロン放射光の照射量との相関関係を示す図であ
る。Referring to FIG. 6, FIG. 6 shows a resist capable of forming a resist pattern (resist structure) with high precision in the developing step without causing the phenomenon shown in FIG. Pattern 3 thickness (height)
FIG. 3 is a diagram showing a correlation between (d 3 shown in FIG. 2C) and the dose of synchrotron radiation to the resist layer 2.
【0306】図6中、実線で示す直線Fは、フィルター
50を用いた、実施例1の効果を示す直線であり、破線
で示す直線Gは、フィルター50を用いなかった、参考
例の効果を示す直線である。In FIG. 6, a straight line F indicated by a solid line indicates the effect of the first embodiment using the filter 50, and a straight line G indicated by a broken line indicates the effect of the reference example using no filter 50. It is a straight line shown.
【0307】実線で示す直線Fおよび破線で示す直線G
を参照して、フィルター50を用いることにより、時間
さえかければ、基板1に対して垂直に形成された側壁を
有するレジストパターン(レジスト構造体)を得ること
ができる。The straight line F indicated by a solid line and the straight line G indicated by a broken line
With reference to, by using the filter 50, a resist pattern (resist structure) having a side wall formed perpendicular to the substrate 1 can be obtained in a short time.
【0308】また、フィルター50を用いることによ
り、レジスト層2内での、深さ(厚さ)方向に対する、
吸収エネルギー密度の減衰が小さくなっているため、現
像の工程において、現像が、レジスト層の上層部と下層
部とで同程度に進行するため、レジストパターン(レジ
スト構造体)の解像度が向上する。Also, by using the filter 50, the depth (thickness) direction in the resist layer 2 can be reduced.
Since the attenuation of the absorbed energy density is small, in the development process, the development proceeds in the upper layer portion and the lower layer portion to the same extent, so that the resolution of the resist pattern (resist structure) is improved.
【0309】また、レジスト層2について、深い露光を
するために、シンクロトロン放射光をレジスト層2に対
し、X線マスク100越しに、長時間照射すると、X線
吸収体100aをシンクロトロン放射光が透過してしま
い、レジスト層2について、露光を必要としない部分ま
でが露光されてしまい、所望のレジストパターンを得る
ことができないという問題がある。When the resist layer 2 is irradiated with the synchrotron radiation for a long time through the X-ray mask 100 in order to deeply expose the resist layer 2, the X-ray absorber 100a is irradiated with the synchrotron radiation. Penetrates through the resist layer 2 and exposes a portion of the resist layer 2 that does not need to be exposed, so that a desired resist pattern cannot be obtained.
【0310】本発明では、このような問題を解決するた
めに、X線吸収体100aの平均膜厚が、5μmt 以上
の膜厚を有するX線マスクを用いるのが好ましいことを
付記しておく。[0310] In the present invention, in order to solve such a problem, the average thickness of the X-ray absorber 100a is, It may be noted that it is preferable to use an X-ray mask having a thickness of at least 5 [mu] m t .
【0311】なお、X線吸収体の平均膜厚として、5μ
mt 以上の膜厚を有するX線マスクの製造方法は、特願
平4−277266号に詳しく記載されているので、こ
こでの説明は省略する。The average thickness of the X-ray absorber was 5 μm.
A method for fabricating an X-ray mask having a thickness of at least m t is because it is described in detail in Japanese Patent Application No. 4-277266, and description thereof is omitted here.
【0312】また、X線マスクの光透過膜(マスクメン
ブラン)を構成する材料として、ポリイミドを用いたX
線マスクが存在することは知られている。しかしなが
ら、ポリイミドを光透過膜(マスクメンブラン)として
用いたX線マスクは、40Å程度の波長の光を用いて、
レジスト層に所望のパターンを露光するために使用する
X線マスクであって、寸法安定性等の点から、20Å以
下の波長領域の光を用いて、レジスト層に所望のパター
ンを露光するためのX線マスクとしては使用されること
はない。Further, as a material for forming a light transmitting film (mask membrane) of an X-ray mask, X-ray using polyimide is used.
It is known that line masks exist. However, an X-ray mask using polyimide as a light transmitting film (mask membrane) uses light having a wavelength of about 40 °,
An X-ray mask used for exposing a desired pattern on a resist layer. From the viewpoint of dimensional stability and the like, an X-ray mask for exposing the resist layer to a desired pattern using light in a wavelength region of 20 ° or less. It is not used as an X-ray mask.
【0313】他方、本発明は、20Å以下の波長領域の
シンクロトロン放射光を用いて、レジスト層に所望のパ
ターンを露光する際に、X線マスクとは別に、ポリイミ
ド製のフィルターを用いた点に特徴がある。On the other hand, according to the present invention, when a desired pattern is exposed on a resist layer using synchrotron radiation in a wavelength range of 20 ° or less, a polyimide filter is used separately from an X-ray mask. There is a feature.
【0314】そして、ポリイミド製のフィルターを用い
るという特有の構成により、X線用のレジスト材に吸収
される波長領域の光のうち、特に、X線用のレジスト材
に吸収されやすい波長領域の光、より特定的には、4Å
以上20Å以下の波長領域の光のうち、特に、レジスト
層に吸収されやすい波長領域の光、具体的には、5Å以
上15Å以下の波長領域の光の全部または一部を取除く
ことができ、そのような、レジスト層に特に吸収されや
すい波長領域の光を予め減衰したシンクロトロン放射光
を照射することにより、単に、微細な線幅寸法を有す
る、レジストパターンではなく、厚みのある、レジスト
パターンを高精度に所望の形状に形成することができる
という特有の効果は、本発明者の知る限りにおいて、従
来知られていなかった技術であることを付記しておく。[0314] With a specific configuration using a polyimide filter, of the light in the wavelength range that is absorbed by the X-ray resist material, particularly, the light in the wavelength range that is easily absorbed by the X-ray resist material. , More specifically, 4Å
Of the light in the wavelength region of 20 ° or less, in particular, light in the wavelength region easily absorbed by the resist layer, specifically, all or a part of the light in the wavelength region of 5 ° to 15 ° can be removed, By irradiating the resist layer with synchrotron radiation light in which light in a wavelength region particularly easily absorbed is attenuated in advance, the resist pattern is not simply a resist pattern having a fine line width, but a thick resist pattern. It should be noted that, as far as the present inventor knows, the unique effect that can be formed into a desired shape with high accuracy is a technique that has not been known hitherto.
【0315】なお、以上の実施例に関する開示は、本発
明の単なる具体例にすぎず、本発明の技術範囲を何ら制
限するものではない。The disclosure relating to the above embodiments is merely a specific example of the present invention, and does not limit the technical scope of the present invention.
【0316】図3を再び参照して、本実施例では、フィ
ルター50が、シンクロトロン放射光の出射窓210
と、X線マスク100との間に設けられた例について説
明したが、図7を参照して、フィルター50は、X線マ
スク100と、レジスト層2との間に設けられていて
も、実施例と同様の効果を奏することはいうまでもな
い。Referring again to FIG. 3, in the present embodiment, filter 50 is provided with an emission window 210 for synchrotron radiation.
And an example in which the filter 50 is provided between the X-ray mask 100 and the resist layer 2 with reference to FIG. It goes without saying that the same effect as in the example is achieved.
【0317】さらに、本実施例では、シンクロトロン放
射光装置の電子蓄積リング(SRリング)により発生し
たシンクロトロン放射光が、シンクロトロン放射光の出
射窓210を介して照射された例について説明したが、
シンクロトロン放射光の出射窓210は、必ずしも、必
須の構成部材ではないことを付記しておく。すなわち、
シンクロトロン放射光装置の電子蓄積リング209によ
り発生したシンクロトロン放射光を、直接、X線マスク
100またはフィルター50に照射する、シンクロトロ
ン放射光の出射窓210を用いることのない真空直結方
式を用いてもよいことを付記しておく。Further, in this embodiment, an example was described in which the synchrotron radiation generated by the electron storage ring (SR ring) of the synchrotron radiation device was irradiated through the synchrotron radiation light emission window 210. But,
It should be noted that the emission window 210 for synchrotron radiation is not necessarily an essential component. That is,
The synchrotron radiation light generated by the electron storage ring 209 of the synchrotron radiation device is directly radiated to the X-ray mask 100 or the filter 50 using a vacuum direct connection method without using the synchrotron radiation light emission window 210. Note that this may be done.
【0318】また、本実施例では、レジスト層2を構成
するレジスト材として、メタクリル酸メチルとメタクリ
ル酸との共重合体を主成分(ベース樹脂)として含むレ
ジスト材を用いた例について説明したが、これは、単
に、説明するためにのみ用いたものであって、本発明
を、メタクリル酸メチルとメタクリル酸との共重合体を
主成分(ベース樹脂)として含むレジスト材を用いる、
微細構造体の形成方法に限定するものでないことはいう
までもない。In this embodiment, an example was described in which a resist material containing a copolymer of methyl methacrylate and methacrylic acid as a main component (base resin) was used as the resist material constituting the resist layer 2. This is merely used for explanation, and the present invention uses a resist material containing a copolymer of methyl methacrylate and methacrylic acid as a main component (base resin).
It goes without saying that the present invention is not limited to the method for forming a fine structure.
【0319】本発明は、原理的には、他の公知のX線用
のレジスト材を用いても、本実施例と、同様の効果を奏
し得るものであることを付記しておく。It should be noted that, in principle, the present invention can provide the same effect as that of the present embodiment even if another known X-ray resist material is used.
【0320】また、本実施例では、フィルター50とし
て、ポリイミド製のフィルターを用いた例について説明
したが、フィルター50としては、原理的には、レジス
ト層と実質的に同一の吸収スペクトルを有する材料であ
ればよく、ポリイミド以外のスーパーエンジニアリング
プラスチック材、より具体的には、ポリエチレンテレフ
タレート等が適用可能であることを付記しておく。In this embodiment, an example in which a polyimide filter is used as the filter 50 has been described. However, in principle, the filter 50 is made of a material having substantially the same absorption spectrum as the resist layer. It should be noted that a super engineering plastic material other than polyimide, more specifically, polyethylene terephthalate or the like is applicable.
【0321】また、本実施例では、説明を容易とするた
め、レジスト材を作製する際に使用する密着助剤や、架
橋剤については、特に触れなかったが、本発明で用いる
レジスト材を作製する際に、密着助剤や、架橋剤を使用
してもよいことは、言うまでもない。Further, in this example, for the sake of simplicity, no particular mention was made of an adhesion aid or a cross-linking agent used in preparing a resist material, but the resist material used in the present invention was prepared. Needless to say, an adhesion aid or a cross-linking agent may be used in this case.
【0322】そのような架橋剤としては、たとえば、エ
チレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリ
コールジメタクリレートなどをその好ましい具体例とし
て挙げることができる。Preferred examples of such a crosslinking agent include ethylene glycol dimethacrylate and triethylene glycol dimethacrylate.
【0323】また、密着助剤としては、種々のシランカ
ップリング剤を挙げることができる。そのような密着助
剤としては、たとえば、γ−メタクリロキシプロピルメ
チルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルト
リメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメト
キシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエ
トキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ヘキサメ
チルジシラザン、ビニルトリメトキシシラン、γ−クロ
ロプロピルメチルジメトキシシランなどをその好ましい
具体例として挙げることができる。As the adhesion aid, various silane coupling agents can be used. Such adhesion aids include, for example, γ-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, vinyl Preferred specific examples thereof include triacetoxysilane, hexamethyldisilazane, vinyltrimethoxysilane, and γ-chloropropylmethyldimethoxysilane.
【0324】[0324]
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明に従え
ば、高アスペクト比を有する微細構造体を、高精度に、
容易にかつ簡単に製造することができる。As described above, according to the present invention, a fine structure having a high aspect ratio can be formed with high precision.
It can be manufactured easily and easily.
【0325】より詳しくは、第1の発明によれば、特
に、露光工程において、レジスト層と実質的に同一の吸
収スペクトルを有するフィルターを介して、レジスト層
にシンクロトロン放射光を照射することにより、レジス
ト層2の表面から基板1の方向に深くなるに従い線幅は
広くなるような形状を生じることなく、高精度なレジス
トパターンが形成でき、レジストパターンに基づいて、
微細構造体を形成することにより、微細な線幅寸法と、
厚みのある、アスペクト比の大きい微細構造体を、高精
度に、容易かつ簡単に形成することができる。More specifically, according to the first aspect, in the exposure step, the resist layer is irradiated with synchrotron radiation through a filter having substantially the same absorption spectrum as that of the resist layer. A high-precision resist pattern can be formed without forming a shape in which the line width increases as the depth increases from the surface of the resist layer 2 toward the substrate 1.
By forming a fine structure, a fine line width dimension,
A thick microstructure having a large aspect ratio can be easily formed easily with high precision.
【0326】また、第2の発明によれば、特に、基板上
にレジスト層を形成する工程において、基板上に、中空
部を有する枠材を載置する工程と、中空部内に、単量体
と、単量体が重合してなる重合体とを含むシロップを充
填する工程と、単量体と、単量体が重合してなる重合体
とを含むシロップを、基板上で、完全に重合する重合完
結工程とを備える結果、以下の効果を奏する。According to the second invention, in particular, in the step of forming a resist layer on the substrate, the step of placing a frame member having a hollow portion on the substrate, and the step of And a step of filling a syrup containing a polymer obtained by polymerizing the monomer, and a syrup containing the monomer and the polymer obtained by polymerizing the monomer are completely polymerized on the substrate. As a result, the following effects are obtained.
【0327】(1) 従来のマルチスピンコート法に比
べ、基板上にレジスト層を均一に厚く形成することがで
きる。(1) A resist layer can be formed uniformly thick on a substrate as compared with the conventional multi-spin coating method.
【0328】(2) 基板上にレジスト層を厚く形成し
ても、レジスト層にクラックが生じにくい。(2) Even if a thick resist layer is formed on a substrate, cracks are less likely to occur in the resist layer.
【0329】(3) 基板とレジスト層との密着性に優
れている。 (4) 現像により、レジストパターンを形成する工程
において、レジストパターンに型崩れを生じにくい。(3) Excellent adhesion between the substrate and the resist layer. (4) In the step of forming a resist pattern by development, the resist pattern is less likely to lose its shape.
【0330】(5) 電気めっきにより、レジストパタ
ーンに従って、微細構造体を堆積させる工程において、
レジストパターンに、型崩れを生じにくい。(5) In the step of depositing a fine structure according to a resist pattern by electroplating,
The resist pattern is less likely to lose its shape.
【0331】(6) さらに、第2の発明によれば、露
光工程は、レジスト層と実質的に同一の吸収スペクトル
を有するフィルターを介して、レジスト層にシンクロト
ロン放射光を照射している結果、現像工程において、良
好なレジストパターンが形成でき、レジストパターンに
基づいて、微細構造体を形成することにより、微細な線
幅寸法と、厚みのある、アスペクト比の大きい微細構造
体を、高精度に、容易かつ簡単に形成することができ
る。(6) According to the second aspect of the present invention, in the exposing step, the resist layer is irradiated with synchrotron radiation through a filter having substantially the same absorption spectrum as the resist layer. In the development process, a good resist pattern can be formed. By forming a fine structure based on the resist pattern, a fine structure having a fine line width, a thickness, and a large aspect ratio can be formed with high precision. In addition, it can be formed easily and easily.
【0332】(7) また、第2の発明によれば、基板
上にレジスト層を形成する工程において、塊状重合法を
用いている結果、基板上に形成されるレジスト層には、
元々、溶剤が含まれていない。(7) According to the second invention, in the step of forming a resist layer on the substrate, as a result of using the bulk polymerization method, the resist layer formed on the substrate has
Originally contains no solvent.
【0333】このため、現像時のレジストパターンの型
崩れや、レジストパターンに基づいて、電気めっきによ
り微細構造体を形成する工程において、レジストパター
ンにクラックや型崩れが生じにくい結果、当初の設計通
りの微細構造体を得ることができる。For this reason, in the step of forming a microstructure by electroplating based on the resist pattern during the development and the resist pattern during development, the resist pattern is less likely to crack or lose its shape. Can be obtained.
【図1】本発明に従って、基板上に、レジスト層を形成
する工程の一実施例を概略的に示す工程図である。FIG. 1 is a process diagram schematically showing an embodiment of a process of forming a resist layer on a substrate according to the present invention.
【図2】本発明に従う微細構造体の形成方法において、
特に、レジスト層にシンクロトロン放射光を照射して、
レジスト層に所望のパターンを露光する露光工程と、所
望のパターンが露光されたレジスト層を現像して、レジ
ストパターンを形成する現像工程と、レジストパターン
に基づいて、微細構造体を形成する工程の一実施例を概
略的に示す工程図である。FIG. 2 shows a method for forming a microstructure according to the present invention.
In particular, the resist layer is irradiated with synchrotron radiation,
An exposure step of exposing a desired pattern to the resist layer, a developing step of developing the resist layer exposed to the desired pattern to form a resist pattern, and a step of forming a microstructure based on the resist pattern. FIG. 3 is a process chart schematically showing one embodiment.
【図3】本発明に従う微細構造体の形成方法において、
レジスト層にシンクロトロン放射光を照射して、レジス
ト層に所望のパターンを露光する露光工程を概略的に示
す工程図である。FIG. 3 shows a method for forming a microstructure according to the present invention.
FIG. 4 is a process diagram schematically showing an exposure step of irradiating a synchrotron radiation beam to the resist layer to expose a desired pattern on the resist layer.
【図4】シンクロトロン放射光の出射窓210と、X線
マスク100の光透過膜(マスクメンブラン)100b
と、レジスト層2と実質的に同一の吸収スペクトルを有
するフィルター50の効果を示す図である。FIG. 4 shows an emission window 210 for synchrotron radiation and a light transmitting film (mask membrane) 100b of the X-ray mask 100.
FIG. 4 is a diagram showing the effect of a filter 50 having substantially the same absorption spectrum as the resist layer 2.
【図5】本発明の効果を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing the effect of the present invention.
【図6】本発明の効果を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the effect of the present invention.
【図7】本発明に従う微細構造体の形成方法において、
露光工程における、他の実施例を概略的に示す工程図で
ある。FIG. 7 shows a method for forming a microstructure according to the present invention.
FIG. 10 is a process chart schematically showing another example in the exposure step.
【図8】従来のLIGA法についての基本工程を概略的
に示す工程図である。FIG. 8 is a process diagram schematically showing a basic process of a conventional LIGA method.
【図9】従来のLIGA法についての基本工程を概略的
に示す工程図である。FIG. 9 is a process chart schematically showing the basic steps of the conventional LIGA method.
【図10】従来のLIGA法において、特に、レジスト
層にシンクロトロン放射光を照射して、レジスト層に所
望のパターンを露光する従来の露光工程を概略的に示す
工程図である。FIG. 10 is a process diagram schematically showing a conventional exposure process of exposing a resist layer to a desired pattern by irradiating synchrotron radiation to the resist layer in the conventional LIGA method.
【図11】シンクロトロン放射光の出射窓210と、X
線マスク100の光透過膜(マスクメンブラン)101
bの効果を示す図である。FIG. 11 shows an emission window 210 for synchrotron radiation and X
Light transmitting film (mask membrane) 101 of line mask 100
It is a figure showing the effect of b.
【図12】図10に示すような露光工程を用い、レジス
ト層に所望のパターンを露光し、しかる後に、所望のパ
ターンが露光されたレジスト層を現像して、レジストパ
ターンを形成する現像工程において、レジストパターン
に生じる現象を模式的に示す図である。FIG. 12 illustrates a step of exposing a resist layer to a desired pattern using an exposure step as shown in FIG. 10 and then developing the resist layer exposed to the desired pattern to form a resist pattern. FIG. 3 is a view schematically showing a phenomenon occurring in a resist pattern.
【図13】レジスト材に吸収されるエネルギーを概略的
に示す図である。FIG. 13 is a diagram schematically showing energy absorbed by a resist material.
1 基板 2 レジスト層 2p パターン 3 レジストパターン(レジスト構造体) 3v 谷間 4 金属の構造体 11 ホットプレート(加熱手段) 12 枠材 12m 中空部 12h 枠材の高さ 12s 枠材の側壁 13 カプトンシート(離型シート) 14 金属板 15 錘 50 フィルター 100 X線マスク 100a X線吸収体 100b X線透過膜(マスクメンブラン) 210 シンクロトロン放射光の出射窓 Reference Signs List 1 substrate 2 resist layer 2p pattern 3 resist pattern (resist structure) 3v valley 4 metal structure 11 hot plate (heating means) 12 frame material 12m hollow portion 12h frame material height 12s frame material side wall 13 Kapton sheet ( Release sheet) 14 Metal plate 15 Weight 50 Filter 100 X-ray mask 100a X-ray absorber 100b X-ray transmitting film (mask membrane) 210 Emission window for synchrotron radiation
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/027 G03F 7/20 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 21/027 G03F 7/20
Claims (4)
記レジスト層に所望のパターンを露光する露光工程と、 前記所望のパターンが露光されたレジスト層を現像し
て、レジストパターンを形成する現像工程と、 前記レジストパターンに基づいて、微細構造体を形成す
る、微細構造体の形成方法において、 前記露光工程は、前記レジスト層と実質的に同一の吸収
スペクトルを有するフィルターを介して、レジスト層を
露光することを特徴とする、微細構造体の形成方法。A step of forming a resist layer on a substrate; an exposing step of irradiating the resist layer with synchrotron radiation to expose a desired pattern on the resist layer; and exposing the desired pattern to light. Developing the formed resist layer to form a resist pattern; and forming a microstructure based on the resist pattern. The method for forming a microstructure, wherein the exposing step is substantially performed with the resist layer. And exposing the resist layer through a filter having the same absorption spectrum.
記レジスト層に所望のパターンを露光する露光工程と、 前記所望のパターンが露光されたレジスト層を現像し
て、レジストパターンを形成する現像工程と、 前記レジストパターンに基づいて、微細構造体を形成す
る、微細構造体の形成方法であって、 前記基板上にレジスト層を形成する工程は、 前記基板上に、中空部を有する枠材を載置する工程と、 前記中空部内に、単量体と、前記単量体が重合してなる
重合体とを含むシロップを充填する工程と、 前記単量体と、前記単量体が重合してなる重合体とを含
むシロップを前記基板上で完全に重合する重合完結工程
とを備え、 前記露光工程は、前記レジスト層と実質的に同一の吸収
スペクトルを有するフィルターを介して、レジスト層を
露光する、微細構造体の形成方法。2. A step of forming a resist layer on a substrate; an exposing step of irradiating the resist layer with synchrotron radiation to expose a desired pattern on the resist layer; A developing step of developing the resist layer formed to form a resist pattern, and a method of forming a fine structure based on the resist pattern, wherein the resist layer is formed on the substrate. A step of placing a frame material having a hollow portion on the substrate; and a step of filling a syrup containing a monomer and a polymer obtained by polymerizing the monomer in the hollow portion. And a polymerization completion step of completely polymerizing a syrup containing the monomer and a polymer obtained by polymerizing the monomer on the substrate, wherein the exposing step is substantially performed with the resist layer. Same sucking Through a filter having a spectrum, exposing the resist layer, method of forming a fine structure.
料が、前記レジスト層を構成するレジスト材と実質的に
同一材料であることを特徴とする、請求項1または請求
項2に記載の微細構造体の形成方法。3. The fine structure according to claim 1, wherein a filter material constituting the filter is substantially the same as a resist material constituting the resist layer. Forming method.
料が、ポリイミドであることを特徴とする、請求項1ま
たは請求項2に記載の微細構造体の形成方法。4. The method for forming a fine structure according to claim 1, wherein a filter material constituting the filter is polyimide.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10295894A JP3336740B2 (en) | 1994-05-17 | 1994-05-17 | Method of forming microstructure |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP10295894A JP3336740B2 (en) | 1994-05-17 | 1994-05-17 | Method of forming microstructure |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH07312332A JPH07312332A (en) | 1995-11-28 |
JP3336740B2 true JP3336740B2 (en) | 2002-10-21 |
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ID=14341313
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JP10295894A Expired - Lifetime JP3336740B2 (en) | 1994-05-17 | 1994-05-17 | Method of forming microstructure |
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-
1994
- 1994-05-17 JP JP10295894A patent/JP3336740B2/en not_active Expired - Lifetime
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