JPS6329931A - Ｘ線に対して敏感なポジ型レジスト材料からなる、範囲により異なる高さを有するマイクロ構造体の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、特許請求の範囲２π工項の前提部にマイクロ よる籾メ蔦購造体の製造法、すなわちＸ線に対クロ構造
体に一致する吸収構造体（構成された吸収体層）を有す
るＸ線マスクの使用下に、シンクロトロン放射によるＸ
線深部リングラフィを用いて製造する方法て関する。

従来の技術 ミクロ構造体をＸ＠深部リソグラフィを用いて製造する
方法は、たとえば１９８５年１１月発行の出願人会社の
社内報（ＫｆＫ−Ｂｅｒ　１ｃｈｔ）３９９５号（・て
、ベノカー（Ｅ、　Ｗ、　Ｂｅｃｋｅｒ　）、ｘ−ル７
エルト（Ｗ、　Ｅｈｒｆｅｌｄ）、ハクマン（Ｐ、　Ｈ
ａｎｍａｎ）　、マｆ　−（Ａ、　Ｍａｎｅｒ）　、シ
ュンヒマイｘ　ル（Ｄ、　ｔＶＩｕｎｓｃｈｍｙｅｎ　
　）の雑文“シンクロトロン放射によるＸ線リングラフ
イー、電鉄およびプラスチック成形による大きい縦横比
および全高を有するマイクロ構造体の製造〔Ｈｅｒｓｔ
ｅｌｌｕｎｇ　ｖｏｎ　ｌｖｔｉｋｒｏｓｔｒｕｋｔｕ
ｒｅｎｍｉｔ　ｇｒｏｓｓｅｍ　Ａｓｐｅｋｔｖｅｒｈ
ｉｌｔｎｉｓ　ｕｎｄｇｒｏｓｓｅｒ　　５ｔｒｕｋｔ
ｕｒｈ６ｈｅ　　ｄｕｒｃｈ　Ｒ６ｎｔｇｅｎ−１ｉｔ
ｈｏｇｒａｐｈｉｅ　ｍｉｔ　　Ｓｙｎｃｈｒｏｔｒｏ
ｎｓｔｒａｈ−ｌｕｎｇ、Ｇａｌｖａｎｏｆｏｒｍｕｎ
ｇ　　ｕｎｄ　　Ｋｕｎｓｔｓｔｏｆｆ−ａｂｆｏｒｍ
ｕｎｇ　（Ｌ　ＩＧＡ−Ｖｅｒｆａｈｅｎ）　　）に珂
己載されている。これにより、単一の高さで横方向に自
由に選択可能な形を有するマイクロ構造体を製造するこ
とができる。

２つの異なる高さ範囲を有するマイクロ構造体を製造す
ることもできる上記部類の方法は、薄くて長い部分と厚
くて短い部分を有する柱状構造体の特殊なケースについ
ては、西ドイツ国特許第３４４０１１０号明細書から公
知である。

この場合に、厚さ約Ｑ、　５　ｕ＋のレジスト板をＸ線
マスクヲ介してシンクロトロンの高エネルギーＸ線によ
り部分的に照射して、その溶解度がレジスト板の未照射
範囲に比して著しく高められている〆約３０μｍの直径
を有する円筒形範囲が所定のマスク距離ｒに生じるよう
にする。その後に、レジスト板のもう１つの部分照射を
、片側から同じラスターｒで行なうが、その際放射線の
侵入深さはレジスト板の厚さよりも小さく、かつ照射範
囲の直径は約７０μｍであるから、厚くて短かい円筒形
照射範囲が生じる。こうして照射され可溶性にされた範
囲は、たとえば西ドイツ国特許出願公開第３０３９１１
０号明細書中に記載された液状現像剤を用いて除去され
る。これにより、薄い部分と厚い部分を有する柱状構造
体を有する形が生じる。

この方法は、原則的に、他の横方向の輪郭および２つよ
りも多い異なる高さを有するマイクロ構造体の製造に転
用することができる。

この方法を実施する場合知、それぞれの高さに対して特
別の照射工程が必要である；それぞれの照射工程に対し
て別個のマスクを準備せねばならず、かつこのマスクを
そのつど高い精度で、レゾストの既に照射された範囲に
対して調整せねばならない。

それ故知、単一の高さを有するマイクロ構造体の製造に
比して、範囲により異なる高さを有するマイクロ構造体
のこの製造法を使用する場合には、より高い費用および
減少した収率が生じる。

発明が解決しようとする問題点 本発明の根底をなす課題は、上記部類の方法において、
レジスト材料中に所望の異なる高さをわずか１つのリン
グラフィ工程でつくることのできる方法を提示すること
である。

問題点を解決するための手段 かかる課題は、特許請求の範囲第１項の特徴部に記載さ
れた手段、すなわちａ）シンクロトロン放射を十分に吸
収する構成された吸収体層（全吸収体層）に対して付加
的に、シンクロトロン放射を好ましくはスペクトルの一
部分でのみ吸収する少なくとも１つの別の構成された吸
収体層Ｃ部分吸収体層）を支持するわずか１個のＸ線マ
スクを使用し、かつ ｂ）ポジ型レゾスト材料として、明確な下限線量を有す
る重合体を使用することにより解決される。

本発明による方法を用いると、複雑なマイク口構造体は
経済的にこ、高い精度で製造することができる。

本発明は、Ｘ線リングラフィの際に使用されるシンクロ
トロン放射のス４クトルを離散エネルギーの上方で強く
吸収する特定の比較的軽い元素の特性を利用する。こう
して、レジスト材料の下限線量との組み合わせで、多数
のあらかじめ決定可能な種々の段階を有するマイクロ構
造体をつくることができ、その除膜の横方向の面もほと
んど凹凸を有しない。

他の関連において、シュピラー（Ｅ、　Ｓｐｉ　ｌ１ｅ
ｒ）およびフェーダ−（Ｒ，Ｆｅｄｅｒ　）は、′Ｘ−
線光学（Ｘ−ＲａｙＯｐｔｉｃｓ）　’　［発行者クハ
イサ−（Ｈ，−Ｊ、　Ｑｕｅｉｓｓｅｒ）　、出版社シ
ュゾリンカー　（Ｓｐｒ　ｉｎｇｅｒ　−Ｖｅｒ　ｌａ
ｇ）　ヘルリン、ハイデルベルク、ニューヨーク在、１
９７７年）ｉ６９頁、末段落に、選択的に種々のＸ線波
長を吸収する種々のＸ線吸収体からなるマスクをウェー
ハの裏側に施すことができると記載している。

これによって、波長および強さを適当に選択すれば、複
数の・ぐターンを選択的にウエーノ・の人種のＸ線吸収
体を用いて、厚いレジスト中に種々の高さを有するマイ
クロ構造体をつくるような提案は、この文献から知るこ
とはできない。

本発明による方法を用いると、たとえば、超小型電子構
成素子の接続用の機械的に分離可能の多重凄合部を製造
する際に前記の、柱状レジスト構造体の形成を著しく簡
単にすることができる。また、この例はいかにしてＸ、
９ＪＩＪソグラフイを用いてつくられたプラスチック構
造体から、他の材料、たとえば金属からなる相応する構
造体をつくることができるかをも示す。

本発明による方法の他の用途は、たとえば補強ウェブを
有するマイクロスクリーンの製造にあり、その際補強ウ
ェブの範囲内にスクリーン孔の範囲内よりも大きい高さ
を有するマイクロ構造体が得られる。これによって、補
強ウェブのために必要な面積を同じ強度で減少させ、ひ
いてはフィルター透明度を改善することができる。

次に本発明の１実施例を図面につき詳説する。

実施例 第１ａ図によるＸ線マスクは、使用されるシンクロトロ
ン放射（矢印１）に対して十分透明な、ベリリウムから
なる支持箔２からなり、この支持箔は支持枠３に緊張し
て取付けられており、かつ今生、アルミニウム５および
二酸化ケイ素６からなる吸収構造体を支持する。照射に
使用されるシンクロトロン放射は、約Ｑ、　８ｎ　ｍに
特徴的波長を有する広いスペクトル分布を有する。ポジ
型レジストアは、基板８上に設けられた、架橋ポリメタ
クリル酸メチル（ＰＭＭＡ）からなる０、５朋までの厚
さの板からなる。

今生からなる吸収構造体（全吸収体層）は、シンクロト
ロン放射ｌを十分（て吸収する。アルミニウム５からな
る吸収構造体（第１の部分吸収体層）は、シンクロトロ
ン放射１を、アルミニウムのに一吸収端の波長０．８３
　ｎ　ｍよりも短い波長の場合に十分に吸収するが、そ
れよりも長い波長はわずかに吸収するにすぎない。これ
に応じて、ＳｉＯ３からなる吸収構造体（第２の部分吸
収体層）により、０．７１ｎｍよりも短い波長は十分に
吸収されるが、それよりも長い波長はわずかに吸収され
るにすぎない。

２ノ型レジストアば、明確な下限線量を有する；これは
レジスト材料は正確に、この負荷された放射線量におい
て現像剤に可溶となるが、しかしこの放射線量よりも下
では現像剤により作用されないことを意味する。

吸収構造化生、５．６により陰画されない範囲９におい
ては、レジストアは照射の際にその全厚に沿ってレジス
ト材料の下限線量よシも高い線量を得る。金Φからなる
吸収構造体により陰画される範囲１０においては、レジ
ストアは、前記の照射の際に、その全厚に沿ってレジス
ト材料の限界値よりも低い線量を得る。アルミニウム５
からなる吸収構造体により陰画される範囲１１において
は、照射の際に、上方部分１１ａだけに、レジスト材料
の下限線量よりも大きい線量が負荷される；下方部分１
１ｂ′／′ｉ僅少のａｔを得る。このことは、Ｘ線の侵
入深さは、波長が減少するにつれて増加し、かつＡｔか
らなる吸収構造体により、深部レジスト層における線量
負荷に著しく寄与するスペクトルの短波長部分が十分に
抑圧されたことにある。相応して、Ｓｉｏ２からなる吸
収構造体６により陰蔽された範囲１２においても、照射
の際に上方部分１２ａでのみ、限界線量を上回わる線量
が負荷され、下方部分１２ｂでは限界線量は得られない
。Ｓｉの吸収端はＡｚの場合（０，８３ｎｍ）よりも短
かい波長（０，７１ｎｍ）にあるので、５１０２−吸収
構造体を透過するス４クトルは、より多くの短波長成分
を含有し、これにより部分１２ａと１２ｂとの間の境界
線は、部分１１ａとｌｌｂとの間の境界線と比べてレジ
スト７中でさらに下方に存在する。

現像剤浴中で現像する際に、レジスト材料の前記の特性
に相応して、下限線量より尾高い線量を得た全ての範囲
９　、ｌｌａ　、１２ａは溶解されるので、異なる高さ
を有するマイクロ構造体１３が生じる（第１ｂ図）。こ
の場合に、同じ高さの範囲の横方向の輪郭は、それぞれ
Ｘ線マスク上の所属する吸収構造体の横方向の輪郭に一
致する。

マイクロ構造体の他の高さ段階を得るためには、実施側
に記載した材料ＡｔおよびＳｉＯ２の代わりに、または
これらに対し付加的に、特許請求の範囲第３項に記載し
た材料（すなわちＮａ　、　Ｍｇ、Ａｌ、　Ｓｉ　、Ｐ
　、　ＳまたはＣｔ　）を部分吸収体層として使用する
こともできる。若干のこれらの材料の吸収端は、次表に
１とめられている。

２　　　　材料　　　　吸収端（ｎｍ）１１　　　　　
Ｎａ　　　　　　　　１．１９１２　　　　　Ｍｇ　　
　　　　　０．９９１３　　　　　Ａｔ　　　　　　　
０．８３１４　　　　　Ｓｉ　　　　　　　　０．７１
１５　　　　　Ｐ　　　　　　　　０．６１１６　　　
　　Ｓ　　　　　　　　Ｏ，５３１７Ｃ１０，４７ たとえばＡｚ　（部分吸収体層）とＡｕ　　（全吸収体
層）とからなる２つの構成された吸収体層を有するＸ線
マスクの製造は、さしあたりマイクロ構造体の減少した
高さ洸一致して構成されたＡｔ層を、使用されるＸ線に
対して十分透過ヰの、Ｂｅからなる担体箔上に設け、次
にＡｔ層上にＡｕからなる全吸収体層を設けることばよ
り行われる。この場合に、構成されたＡｚ層は、減少し
た高さに一致する範囲だけでなく、全高に一致し、かつ
Ａ、ｕにより陰蔽されるべき範囲をも包含する。これに
よって、Ａｕを設けねばならない全ての個所で、既にＡ
１層が存在し、引き続きＡｕからなる全吸収体層をＡ１
層上に設けることができる。Ａ１層は、これらの個所で
マスクの機能を損わない。その理由は、マスクは、いず
れにせよＡｕからなる全吸収体層により抑圧される波長
範囲を抑圧するからである。この製造経過は、２つよυ
も多い構成吸収体層を有するマスクに拡張することがで
き、その際層は、これによってつ（るべきマイクロ構造
体範囲の増加する高さの順序で構成される。

【図面の簡単な説明】

添付図面は、本発明によるマイクロ構造体の製造方法の
１実施例を示すものであり、第１図は、３つの異なる材
料からなる吸収体を有するＸ線マスクの断面図であり、
第１ａ図は該マスクを介して本ポ、）チブレ・ノストを
照射する工程を示す断面図であり、第１ｂ図は、照射お
よび現像後に得られるマイクロ構造体の断面図である。 １・・・シンクロトロン放射、２・・・支持筒、３・・
・支持枠、４・・・全吸収体層、５・・・第１の部分吸
収体層、６・・・第２の部分吸収体層、７・・・ポジ型
し・シスト、８・・・基板、９・・・吸収構造体により
陰画されてない範囲、１０・・・金からなる吸収構造体
により陰画された範囲、１１・・・アルミニウムからな
る吸収構造体により陰画された範囲、ｌｌａ・・・上方
部分、ｌｌｂ・・・下方部分、１２・・・ＳｉＯ□から
なる吸収構造体により陰画される範囲、１２ａ・・・上
方部分、１２ｂ・・・下方部分、１３・・・マイクロ構
造体

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、Ｘ線に対して敏感なポジ型レジスト材料からなる範
   囲により異なる高さを有するマイクロ構造体を、シンク
   ロトロン放射によるＸ線深部リソグラフィを用いて、マ
   イクロ構造体に一致する吸収構造体（構成された吸収体
   層）を有するＸ線マスクの使用下に製造する方法におい
   て、 ａ）シンクロトロン放射を十分に吸収する構成された吸
   収体層（全吸収体層）に対して付加的に、シンクロトロ
   ン放射を好ましくはスペクトルの一部分でのみ吸収する
   少なくとも１個の他の構成された吸収体層（部分吸収体
   層）を支持する、わずか１個のＸ線マスクを使用し、 ｂ）ポジ型レジスト材料として、明確な下限線量を有す
   る重合体を使用することを特徴とするＸ線に対して敏感
   なポジ型レジスト材料からなる範囲により異なる高さを
   有するマイクロ構造体の製造法。 ２、部分吸収体層が、使用されるシンクロトロン放射の
   スペクトル範囲内に１つの吸収端を有する元素を含有す
   る特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３、部分吸収体層が、元素Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ
   、ＳまたはＣｌの少なくとも１つを、しかも元素状の形
   でかまたは軽い元素Ｂｅ、Ｂ、Ｃ、Ｎ、Ｏ、Ｆとの化合
   物または合金として含有する特許請求の範囲第２項記載
   の方法。 ４、明確な下限線量を有するポジ型レジスト材料として
   、架橋ポリメタクリル酸メチルを使用する特許請求の範
   囲第１項記載の方法。