JPS583217B2 - Kanko Buzai - Google Patents
Kanko BuzaiInfo
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- JPS583217B2 JPS583217B2 JP48078973A JP7897373A JPS583217B2 JP S583217 B2 JPS583217 B2 JP S583217B2 JP 48078973 A JP48078973 A JP 48078973A JP 7897373 A JP7897373 A JP 7897373A JP S583217 B2 JPS583217 B2 JP S583217B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- pattern
- chalcogenide
- photoresist
- metal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Landscapes
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Non-Silver Salt Photosensitive Materials And Non-Silver Salt Photography (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Surface Treatment Of Glass (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、カルコゲナイド層と拡散性金属層との積層を
感光層とする感光部材に形成されるパターン部材の機械
的強度を改良するパターン部材の製造方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for manufacturing a pattern member that improves the mechanical strength of a pattern member formed on a photosensitive member whose photosensitive layer is a stack of a chalcogenide layer and a diffusive metal layer.
従来、カルコゲナイド層に、拡散性金属層を積層した感
光部材が利用される。Conventionally, photosensitive members have been used in which a diffusive metal layer is laminated on a chalcogenide layer.
この感光部材の感光特性は、金属のカルコゲナイド層中
への光による拡散である。The photosensitive property of this photosensitive member is the diffusion of light into the metal chalcogenide layer.
拡散した金属はカルコゲナイド層をアルカリに対して不
溶化させるように作用する。The diffused metal acts to make the chalcogenide layer insoluble in alkali.
これによってカルコゲナイド層の未露光部と露光部との
アルカリ溶解度差を顕著ならしめて、アルカリエッチン
グによるパターン形成に高解像性を与える。This makes the difference in alkali solubility between the unexposed part and the exposed part of the chalcogenide layer noticeable, giving high resolution to pattern formation by alkali etching.
金属のカルコゲナイド中への拡散には相対的なカルコゲ
ナイドの金属への拡散が伴い、現象的には拡散性金属層
とカルコゲナイド層との間に相互拡散が生じ、露光部に
おいて異種物質の拡散層が形成される事が認められる。The diffusion of the metal into the chalcogenide is accompanied by the relative diffusion of the chalcogenide into the metal, and phenomenonally, mutual diffusion occurs between the diffusive metal layer and the chalcogenide layer, and a diffusion layer of a different substance is formed in the exposed area. It is recognized that it is formed.
この拡散層は金属とカルコゲナイドとの混在層となって
いる。This diffusion layer is a mixed layer of metal and chalcogenide.
また、金属の拡散効果は、他方において感光部材の用途
を多様化させる。Moreover, the diffusion effect of metals, on the other hand, diversifies the uses of photosensitive members.
それは、拡散層の電気特性が、電気抵抗、光導電性、光
起電性、電気抵抗電圧依存性(いわゆるスイッチング現
象、或いはメモリー現象)等の各種の特性において、カ
ルコゲナイド層と比較して大巾に相違していると共に、
前述の如く、耐酸性、アルカリ溶出性等の化学的性質の
変化、光学濃度或いは結晶化性等の物理特性も大巾に相
違しているからである。This is because the electrical properties of the diffusion layer are significantly different from those of the chalcogenide layer in terms of various properties such as electrical resistance, photoconductivity, photovoltaic property, and electrical resistance voltage dependence (so-called switching phenomenon or memory phenomenon). As well as being different from
This is because, as mentioned above, changes in chemical properties such as acid resistance and alkali elution, and physical properties such as optical density and crystallinity, are also vastly different.
これらの諸特性の相違は後述する各種のパターン部材と
して利用される。These differences in characteristics are utilized as various pattern members to be described later.
例えば拡散層がその可視光に対する光学濃度が金属とカ
ルコゲナイドとの間の値にあることを利用されて、マイ
クロ写真、フォトマスクなどに、またその電気抵抗値が
金属とカルコゲナイドとの間の値にあることを利用され
て電気回路部材に、またその光屈折率、光透過率及び光
学濃度の金属及びカルコゲナイドとの差を利用してホロ
グラムとして利用される。For example, the optical density of the diffusion layer for visible light is between that of metals and chalcogenide, which is used for microphotography, photomasks, etc., and its electrical resistance value is between that of metals and chalcogenides. It is used as an electric circuit member by taking advantage of certain characteristics, and as a hologram by taking advantage of the difference in optical refractive index, optical transmittance, and optical density from metals and chalcogenides.
このようなカルコゲナイド層と拡散性金属層とを基本構
成とする感光部材に光を照射して金属を拡散させるには
相当の露光量若しくは照射時間を要する。A considerable amount of exposure or irradiation time is required to irradiate light onto a photosensitive member whose basic structure is such a chalcogenide layer and a diffusive metal layer to diffuse the metal.
このような、感光部材は、通常、基板上にカルコゲナイ
ド層及び拡散性金属層を積層した構成になっている。Such photosensitive members usually have a structure in which a chalcogenide layer and a diffusive metal layer are laminated on a substrate.
感光部材から形成される各種のパターン部材は、工業的
用途に供されるものであり、例えば、フォトマスクとし
て利用されて、繰返し使用される場合、回路部材、印刷
部材として耐久使用される場合などにおいて、良好な機
械的強度が要求される。Various pattern members formed from photosensitive materials are used for industrial purposes, such as when used as a photomask and used repeatedly, and when used for a long time as a circuit member or a printing member. Good mechanical strength is required.
パターン部材は、通常、高解像性パターンの形状にあり
、そのパターンを形成している材料は非常に薄い拡散層
である。The pattern member is usually in the form of a high resolution pattern, the material forming the pattern being a very thin diffusion layer.
従って、パターン部材の破損が起りやすい。Therefore, damage to the pattern member is likely to occur.
而して、本発明は、機械的強度の改良されたパターン部
材を形成するための感光部材を提供することを第1の目
的とする。A first object of the present invention is to provide a photosensitive member for forming a pattern member with improved mechanical strength.
オリジナルパターンに対して、ネガパターンの関係にあ
るパターン部材を確実に形成するための感光部材を提供
するこきを他の目的とする。Another object of the present invention is to provide a photosensitive member for reliably forming a pattern member having a negative pattern relationship with an original pattern.
本発明は、カルコゲナイド層と、カルコゲナイド層に接
した構成において、輻射エネルギーを受けたときカルコ
ゲナイド層中に拡散する金属を有する拡散性金属層との
積層を基本構成として有する感光部材の該積層上に、ホ
トレジスト層を設けたことを特徴とする感光部材を使っ
たパターン部材製造方法である。The present invention provides a photosensitive member having a basic structure of a laminated layer of a chalcogenide layer and a diffusible metal layer having a metal that diffuses into the chalcogenide layer when receiving radiant energy in a structure in contact with the chalcogenide layer. , a method of manufacturing a pattern member using a photosensitive member characterized in that a photoresist layer is provided.
本発明による感光部材を用いて形成されるパターン部材
の特徴の1つは、パターン面がホトレジスト層である構
成になっており、パターン部材はホトレジスト層で保護
されていることである。One of the features of the pattern member formed using the photosensitive member according to the present invention is that the pattern surface is a photoresist layer, and the pattern member is protected by the photoresist layer.
また、他の特徴は、ホトレジスト層はパターン部材のパ
ターンの形状に従って構成されているものであり、この
構成は、原則的には、パターン露光時において、拡散層
の形成と同時に形成されることである。Another feature is that the photoresist layer is configured according to the shape of the pattern of the pattern member, and this configuration is, in principle, formed at the same time as the formation of the diffusion layer during pattern exposure. be.
ホトレジスト層は、ネガパターンの形成のためのエッチ
ング処理に対して、エッチングマスクとしても作用する
。The photoresist layer also acts as an etching mask for the etching process for forming the negative pattern.
次に、このような特徴を備えた本発明について、図面に
より詳細に説明する。Next, the present invention having such features will be explained in detail with reference to the drawings.
本発明による感光部材の最も一般的な構成は第1図〜第
4図に示される。The most general construction of a photosensitive member according to the present invention is shown in FIGS. 1-4.
即ち、拡散性金属層1,カルコゲナイド層2,基板3及
びホトレジスト層4から構成される。That is, it is composed of a diffusible metal layer 1, a chalcogenide layer 2, a substrate 3, and a photoresist layer 4.
本発明に云うカルコゲナイドとはカルコゲン元素即ち硫
黄(S)、セレン(Se)、テルル(Te)の少なくと
も一つから成るか、若しくは主成分とする合金状物質の
事である。The chalcogenide referred to in the present invention is an alloyed substance consisting of or having as a main component at least one of chalcogen elements, sulfur (S), selenium (Se), and tellurium (Te).
本発明において有効な代表例はSe,S,As−S系,
As−Se系,As−Te系,S−Se系,Sb−Se
系,Sb−Te系,Bi−S系,Bi−Se系,Bi−
Te系などの二元カルコゲナイドまたはAs−S−Te
系,As−Se−Te系などの三元カルコゲナイドであ
る。Typical examples that are effective in the present invention are Se, S, As-S systems,
As-Se series, As-Te series, S-Se series, Sb-Se
system, Sb-Te system, Bi-S system, Bi-Se system, Bi-
Binary chalcogenide such as Te type or As-S-Te
These are ternary chalcogenides such as As-Se-Te system and As-Se-Te system.
カルコゲナイド層を形成する場合、必要に応じて、ハロ
ゲン、Ge,Si,Tlなどの元素を少量加えることも
また有効である。When forming a chalcogenide layer, it is also effective to add a small amount of elements such as halogen, Ge, Si, Tl, etc., if necessary.
特に本発明において、添加剤として、少量の金属を添加
することは光感度の点で有効である。Particularly in the present invention, adding a small amount of metal as an additive is effective in terms of photosensitivity.
添加する金属としては、代表的なものはAg,Cu,Z
n,Cd,Mn,Ga,In,Bi,Sb,Te,Se
またはこれらの合金が挙げられ、特にAg及びCuが好
適である。Typical metals to be added are Ag, Cu, and Z.
n, Cd, Mn, Ga, In, Bi, Sb, Te, Se
Alternatively, alloys thereof may be mentioned, with Ag and Cu being particularly suitable.
金属の添加量はカルコゲナイドを構成する原子数100
に対し、1〜0.0 0 01原子数、特に9.5〜0
.005が好適である。The amount of metal added is 100 atoms, which constitute chalcogenide.
1 to 0.0 0 01 atoms, especially 9.5 to 0
.. 005 is preferred.
カルコゲナイド層の厚さは用途に応じて適宜設定される
が、ホトマスク、或いは形成されるパターンの画像部と
非画像部の電気的性質の差を利用した各種高密度回路部
材、光学濃度の差を利用したマイクロ写真などの高解像
性パターンを得るためには通常、カルコゲナイド層は薄
く設定され約1000mμ〜10mμである。The thickness of the chalcogenide layer is set appropriately depending on the application, but it can be used with photomasks, various high-density circuit components that take advantage of the difference in electrical properties between the image area and the non-image area of the formed pattern, and the difference in optical density. In order to obtain high-resolution patterns such as those used in microphotographs, the chalcogenide layer is normally set to be thin, about 1000 mμ to 10 mμ.
特に解像力について2μ以上を得るためには約500m
μ〜50mμに設定される。In particular, in order to obtain a resolution of 2 μ or more, the distance is approximately 500 m.
It is set to μ~50mμ.
層厚範囲の下限は均一層を形成するための製造上の限界
によって規定される。The lower limit of the layer thickness range is defined by manufacturing limitations for forming a uniform layer.
カルコゲナイドの溶融体を塗布した場合には数μ〜数1
00μが得やすい厚さであり又ウエハーとして切り出さ
れる場合には10μ以上の厚さとなるであろう。When a molten chalcogenide is applied, the thickness ranges from several μ to several 1
A thickness of 00μ is easy to obtain, and when cut out as a wafer, the thickness will be 10μ or more.
通常の場合において、微細なパターンを得るためには、
カルコゲナイド層は700mμ〜20mμ,特には、1
00mμ〜20mμに設定される。In normal cases, to obtain fine patterns,
The chalcogenide layer has a thickness of 700 mμ to 20 mμ, especially 1
It is set to 00 mμ to 20 mμ.
この数値範囲には、均一組成のカルコゲナイド層の形成
の容易さが考慮されている。This numerical range takes into consideration the ease of forming a chalcogenide layer with a uniform composition.
強度が充分な場合基板は省略される。If the strength is sufficient, the substrate may be omitted.
拡散性金属層は光によってカルコゲナイド層中に拡散し
得る金属を与える層として規定される。A diffusible metal layer is defined as a layer that provides metal that can be diffused into the chalcogenide layer by light.
拡散する金属は金属全般に及び、特に実用性の点から代
表的な金属を挙げればLi,Na,K,Rb及びCsな
どのアルカリ金属Be,Mg,Ca,Sr及びBaなど
のアルカリ士類金属、Ag,Zn,Cd,Mn,Ga,
Ni,Cr,Cu,In,Sn及びT1などの金属及び
これら金属或いは金属イオンを解離発生せしめる各化合
物である。The metals that can be diffused include all metals, and representative metals from the viewpoint of practicality include alkali metals such as Li, Na, K, Rb, and Cs, and alkali metals such as Be, Mg, Ca, Sr, and Ba. , Ag, Zn, Cd, Mn, Ga,
These are metals such as Ni, Cr, Cu, In, Sn, and T1, and compounds that dissociate and generate these metals or metal ions.
これらの化合物として、好適なものは、金属の硫化物、
セレン化物、テルル化物、酸化物及びハロゲン化物など
である。Suitable examples of these compounds include metal sulfides,
These include selenides, tellurides, oxides, and halides.
これらの具体例として、特に好ましい化合物はCu2S
,Ag2S,Ag2Se,Ag2Te,ZnO,SrF
2,CaF2,KCI,LiBr,LiCl,LiF,
LiI,NaCl,AgI,AgBr,AgNO3,P
bI2,KAg4I5,RbAg4I5,NH4Ag4
I5,CdS,ZnS,ZnSe,などである。As specific examples of these, particularly preferred compounds are Cu2S
,Ag2S,Ag2Se,Ag2Te,ZnO,SrF
2, CaF2, KCI, LiBr, LiCl, LiF,
LiI, NaCl, AgI, AgBr, AgNO3, P
bI2, KAg4I5, RbAg4I5, NH4Ag4
I5, CdS, ZnS, ZnSe, etc.
拡散性金属層としては、Ag又はCu,AgとCu又は
Agおよび/またはCuを含む合金が特に有効な結果を
与える。As the diffusible metal layer, Ag or Cu, Ag and Cu, or an alloy containing Ag and/or Cu gives particularly effective results.
合金としては次のような例が挙げられる。Examples of alloys include:
Cu40Ag60,Cu10Ag90,Cu20Ags
o,Cu3oAg70,Cu50Ag50,Cu66A
g40,Cu70Ag3o,CuaoAg20,Cuo
oAgto,Ag37Ga63,Ag5Hg95,Ag
30In70,Ag91Li9,Ag7Pb93,Ag
24.4Te75.6,Ag1.5Tl98.5,Cu
13Ga87,Cu2Hg98,Cu5In95,Cu
7sn93,Cu16Tre84,Ge5Sng5,M
g2.2Pb97.8などである。Cu40Ag60, Cu10Ag90, Cu20Ags
o, Cu3oAg70, Cu50Ag50, Cu66A
g40, Cu70Ag3o, CuaoAg20, Cuo
oAgto,Ag37Ga63,Ag5Hg95,Ag
30In70,Ag91Li9,Ag7Pb93,Ag
24.4Te75.6, Ag1.5Tl98.5, Cu
13Ga87, Cu2Hg98, Cu5In95, Cu
7sn93, Cu16Tre84, Ge5Sng5, M
g2.2Pb97.8, etc.
拡散性金属層は照射光強度との関係で好適な厚さに選ば
れる必要があるが、一般に極めて薄い必要があり、50
0mμ以上の厚さの場合には完全に相互拡散させて、拡
散性金属層全体を拡散効果により消失せしめること、即
ち異種物質に変化せしめる事は、強力な光を長時間照射
するという実用的でない手段を必要とする。The thickness of the diffusive metal layer must be selected appropriately in relation to the intensity of the irradiated light, but it generally needs to be extremely thin, with a thickness of 50
In the case of a thickness of 0 mμ or more, it is impractical to completely interdiffuse and cause the entire diffusive metal layer to disappear due to the diffusion effect, that is, to change it into a different substance, as it requires long-term irradiation with strong light. Requires means.
又10mμ以下のように極端に薄くなった場合、拡散性
金属膜の一様性が若干乱れて来るので好ましくない。Furthermore, if the thickness is extremely thin, such as 10 mμ or less, the uniformity of the diffusive metal film will be slightly disturbed, which is not preferable.
15〜100mμの範囲はあらゆる点に関して好適であ
り、これに対しては超高圧水銀灯など通常の強力な光源
を用いて数分以内の露光時間で充分であり、感度のよい
感光部材においてはその露光時間は数10秒以内に短縮
される。The range of 15 to 100 mμ is suitable in all respects, and for this purpose, an exposure time of several minutes using a normal strong light source such as an ultra-high pressure mercury lamp is sufficient, and for sensitive photosensitive materials, the exposure time is sufficient. The time is reduced to within a few tens of seconds.
また、拡散性金属層を完全に消失させることを期待しな
い場合には、拡散性金属層は500mμ以上であっても
よい。Furthermore, if it is not expected that the diffusible metal layer will completely disappear, the diffusible metal layer may have a thickness of 500 mμ or more.
基板としては、ガラスプレート,金属プレート,ペーパ
ーシ一ト,樹脂プレート,セラミックス等が、用途に応
じて選択使用される。As the substrate, glass plates, metal plates, paper sheets, resin plates, ceramics, etc. are selected and used depending on the purpose.
ホトレジスト層は、パターン露光に用いられる輻射線に
対して、光重合又は光架橋によって硬化し、指定された
溶剤に対して不溶化する光感光性樹脂層として説明され
る。A photoresist layer is described as a photosensitive resin layer that hardens by photopolymerization or photocrosslinking to the radiation used for pattern exposure and becomes insolubilized in specified solvents.
ホトレジスト層を構成する材料には、写真加工の分野に
おいて従来より多用されているホトレジスト材料が使用
される。As the material constituting the photoresist layer, a photoresist material that has been widely used in the field of photo processing is used.
このようなホトレジスト材料として最も代表的なものを
次の表に挙げる。The following table lists the most typical photoresist materials.
表中において、溶剤の欄は、輻射線を受けなかった部分
(未露光部)の溶解除去に用いる溶剤の例である。In the table, the solvent column is an example of a solvent used for dissolving and removing the area that was not exposed to radiation (unexposed area).
ホトレジスト層の形成には、上記表に示した市販のホト
レジストを使用することで、十分であるが、必要によっ
て、ホトレジスト材を調製してもよい。For the formation of the photoresist layer, it is sufficient to use the commercially available photoresists shown in the table above, but photoresist materials may be prepared if necessary.
この場合には、光重合性化合物を主成分としてホトレジ
スト層を塗膜形成することをしてもよい。In this case, a photoresist layer may be formed using a photopolymerizable compound as a main component.
光重合性化合物として代表的なものは次に挙げられる。Typical photopolymerizable compounds are listed below.
メトキシポリエチレングリコールメタアクリレート,メ
トキシポリエチレングリコールアリルメタクリレート,
エチレングリコールジメタアクリレート,ジエチレング
リコールジメクアクリレート,トリエチレングリコール
ジメタアクリレート,ポリエチレングリコールジメタア
クリレート,ネオペンチルグリコールジメタアクリレー
ト,1,3−ブチレングリコールジメタアクリレート,
プロピレングリコールジメタアクリレート,ポリプロピ
レングリコールジメタアクリレート、
トリメチロールエタントリメクアクリレート,トリメチ
ロールプロパントリメタアクリレート,トリメチロール
ブタントリメタアクリレート(85%)とトリメチロー
ルプロパンジメタアクリレート(15%)の混合物、
テトラメチロールメタンテトラメタアクリレート、2.
3−ジブロモプロピルアクリレート、エチレングリコー
ルジアクリレート,ジエチレングリコールジアクリレー
ト,トリエチレングリコールジアクリレート,ポリエチ
レングリコールジアクリレート、
トリメチロールプロパントリアクリレート,テトラメチ
ロールメタントリアクリレート、
テトラメチロールメタンテトラアクリレート、テトラメ
チロールメタンメタアクリレート,テトラメチロールメ
タンチアクリレート等。Methoxypolyethylene glycol methacrylate, methoxypolyethylene glycol allyl methacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol dimecacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, polyethylene glycol dimethacrylate, neopentyl glycol dimethacrylate, 1,3-butylene glycol dimethacrylate methacrylate,
Propylene glycol dimethacrylate, polypropylene glycol dimethacrylate, trimethylolethane trimethacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, mixture of trimethylolbutane trimethacrylate (85%) and trimethylolpropane dimethacrylate (15%), Tetramethylolmethanetetramethacrylate, 2.
3-dibromopropyl acrylate, ethylene glycol diacrylate, diethylene glycol diacrylate, triethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol diacrylate, trimethylolpropane triacrylate, tetramethylolmethane triacrylate, tetramethylolmethane tetraacrylate, tetramethylolmethane methacrylate, Tetramethylolmethane thiacrylate etc.
光重合性化合物の他に必要に応じてペンゾインアルキル
エーテル及びポリアルキルアクリレートが添加される。In addition to the photopolymerizable compound, penzoin alkyl ether and polyalkyl acrylate are added as necessary.
ホトレジスト層の厚さは、比較的任意に設定されるが、
通常1μ〜20μの厚さに設定される。The thickness of the photoresist layer can be set relatively arbitrarily, but
The thickness is usually set to 1μ to 20μ.
拡散性金属層と、カルコゲナイド層は、通常、第1図及
び第2図に示されるように二層の積層の形状において感
光部材を構成するが、金属の拡散の効率を高める目的で
、拡散性金属層とカルコゲナイド層を三層以上に積層し
てもよい。A diffusive metal layer and a chalcogenide layer normally constitute a photosensitive member in the form of a two-layer stack as shown in FIGS. Three or more metal layers and chalcogenide layers may be laminated.
この例は第3図及び第4図に示される。An example of this is shown in FIGS. 3 and 4.
本発明による感光部材を用いてのパターン部材の形成は
、パターン露光を施した後、未露光部のホトレジスト層
並びに未露光部の、拡散性金属層及びカルコゲナイド層
の少なくとも一方を溶解除去することによって形成され
る。Formation of a pattern member using the photosensitive member according to the present invention is carried out by performing pattern exposure and then dissolving and removing the photoresist layer in the unexposed area and at least one of the diffusive metal layer and the chalcogenide layer in the unexposed area. It is formed.
このようにして形成されたパターン部材は、露光部に残
存するホトレジスト層の機械的強度を改善する目的で全
面光照射される。The entire surface of the pattern member thus formed is irradiated with light for the purpose of improving the mechanical strength of the photoresist layer remaining in the exposed areas.
パターン部材の形成の代表的な態様は第5図〜第10図
に示される。Typical embodiments of pattern member formation are shown in FIGS. 5-10.
即ち、第1図に示される感光部材にパターン露光が施さ
れる。That is, the photosensitive member shown in FIG. 1 is subjected to pattern exposure.
パターン露光は暗部6と明部7を有するオリジナルパタ
ーン5を介して露光8されることによって行われる。Pattern exposure is performed by exposing 8 through an original pattern 5 having dark areas 6 and bright areas 7.
パターン露光によって、感光部材の未露光部6′におい
ては変化なく、露光部7′において、拡散層aが形成さ
れる。Due to the pattern exposure, a diffusion layer a is formed in the exposed portion 7' of the photosensitive member without any change in the unexposed portion 6'.
拡散層の形成と同時に、露光部のホトレジスト層は光硬
化して、耐溶剤性化された層10に変換される。Simultaneously with the formation of the diffusion layer, the photoresist layer in the exposed area is photocured and converted into a solvent-resistant layer 10.
パターン露光及び後述する全面光照射は、紫外線、可視
光線、近赤外線、またさらに電子ビーム及びイオンビー
ムなどの粒子線による輻射エネルギーによって行われる
。Pattern exposure and full-surface light irradiation, which will be described later, are performed using radiant energy from ultraviolet rays, visible light, near-infrared rays, and particle beams such as electron beams and ion beams.
ホトレジスト層の機械的強度を改善する為の全面光照射
の場合には、紫外線が好適である。In the case of full-surface light irradiation to improve the mechanical strength of the photoresist layer, ultraviolet light is preferred.
このような、輻射エネルギーが強い輻射線の型で適用さ
れる。This type of radiation is applied with strong radiant energy.
パターン露光後、未露光部のホトレジスト層は溶解除去
される。After pattern exposure, the unexposed portions of the photoresist layer are dissolved and removed.
その結果、第6図に示される形状になる。As a result, the shape shown in FIG. 6 is obtained.
次いで定着処理を兼ねて、未露光部拡散性金属層は溶解
除去されて、第7図に示される形状のパターン部材を与
える。Next, during a fixing process, the unexposed portion of the diffusive metal layer is dissolved and removed to provide a pattern member having the shape shown in FIG.
拡散性金属層の除去には、通常、フツ酸、硝酸、塩酸、
硫酸及びそれらの混合液、例えばフツ酸と硝酸の混液、
王水、重クロム酸と硫酸混液などの酸が用いられる。To remove the diffusible metal layer, hydrofluoric acid, nitric acid, hydrochloric acid,
Sulfuric acid and mixtures thereof, such as a mixture of hydrofluoric acid and nitric acid,
Acids such as aqua regia and a mixture of dichromic acid and sulfuric acid are used.
特にAgに対しては、クロム酸一硫酸混液(K2Cr2
O7−H2S04)硫酸銅−硫酸溶液(CuSO4−H
2SO4)、硝酸第2鉄溶液、赤血塩−ブロムカリ溶液
(継続してチオ硫酸ソーダ溶液を適用)、Cuに対して
は塩化第二鉄溶液が好ましい。Especially for Ag, chromic acid monosulfuric acid mixture (K2Cr2
O7-H2S04) Copper sulfate-sulfuric acid solution (CuSO4-H
2SO4), ferric nitrate solution, red blood salt-brompotash solution (sequentially applying sodium thiosulfate solution), and for Cu, ferric chloride solution are preferred.
また、拡散層金属層が、Al,Znなどの場合には、ア
ルカリを用いてもよい。Furthermore, when the diffusion metal layer is made of Al, Zn, etc., an alkali may be used.
拡散層は酸及びアルカリに対して不溶性若しくは難溶性
である。The diffusion layer is insoluble or poorly soluble in acids and alkalis.
第7図のパターン部材は、未露光部カルコゲナイド層が
溶解除去されて、第8図に示されるパターン部材を与え
る。The unexposed chalcogenide layer of the pattern member shown in FIG. 7 is dissolved and removed to provide the pattern member shown in FIG. 8.
未露光部カルコゲナイド層の除去には、通常アルカリが
使用される。An alkali is usually used to remove the unexposed chalcogenide layer.
アルカリ溶液の代表的な組成は、Li,Na及びKなど
の水酸化アルカリの水もしくはアルコール溶液又はピペ
リジンなどに代表される有機アルカリなどで、その他の
アルカリについてもすべて適用される。Typical compositions of the alkaline solution include water or alcohol solutions of alkali hydroxides such as Li, Na, and K, or organic alkalis such as piperidine, etc., and all other alkalis are also applicable.
特に希アルカリ、NH4OH水溶液、硫化アンモニウム
水溶液、多硫化アンモニウム水溶液及び硫化ナ
液が好適に用いられる。In particular, dilute alkali, NH4OH aqueous solution, ammonium sulfide aqueous solution, ammonium polysulfide aqueous solution, and sodium sulfide solution are preferably used.
第8図のパターン部材は、パターン部材の用途に応じさ
らに他の処理が施されてよい。The pattern member shown in FIG. 8 may be further subjected to other treatments depending on the use of the pattern member.
例えば、未露光部に露出している基板をエッチングする
ことも、必要に応じて行なわれる。For example, etching of the substrate exposed in the unexposed portion may be performed as necessary.
形成されたパターン部材は、露光部を被覆しているホト
レジスト層10の硬化を一層図る目的で、ホトレジスト
層の上側もしくは第9図に示す如く基板側から全面光照
射を施す。The formed pattern member is irradiated with light from above the photoresist layer or from the substrate side as shown in FIG. 9, in order to further harden the photoresist layer 10 covering the exposed area.
このように、最後に全面光照射を行なうことにより、表
面の硬度が高く、硬度及びコントラストの経時変化のな
いパターン部材が得られる。In this manner, by finally irradiating the entire surface with light, a pattern member with high surface hardness and no change in hardness and contrast over time can be obtained.
パターン露光後の未露光部の拡散性金属層及びカルコゲ
ナイド層の除去処理に際して、露光部のホトレジスト層
は、エッチングマスクとして、露光部を保護するように
作用している。During the removal process of the diffusive metal layer and chalcogenide layer in the unexposed areas after pattern exposure, the photoresist layer in the exposed areas acts as an etching mask to protect the exposed areas.
拡散層の形成は、パターン露光の露光量によって、拡散
性金属層とカルコゲナイド層との層の全体に形成されな
い場合もある。The diffusion layer may not be formed over the entire layer of the diffusive metal layer and chalcogenide layer depending on the exposure amount of pattern exposure.
この場合には、露光部において、拡散に寄与しなかった
拡散性金属層及びカルコゲナイド層が残留して、従って
、露光部は、ホトレジスト層,拡散層及び残留拡散性金
属層及び/または残留力ルコゲナイド層から構成される
。In this case, the diffusive metal layer and chalcogenide layer that did not contribute to the diffusion remain in the exposed area, and therefore, the exposed area remains free of the photoresist layer, the diffusion layer, the residual diffusible metal layer, and/or the residual chalcogenide layer. Consists of layers.
第5図〜第9図に示したパターン部材の形成のステップ
は第1図に示す感光部材を用いた場合であるが、第2図
に示す感光部材を用いた場合には、未露光部の拡散性金
属層及びカルコゲナイド層の溶解除去の順序が変ること
を除いて、同様にパターン部材が形成されて、第5図〜
第9図において、拡散性金属層とカルコゲナイド層の位
置が入れ代った構成にあるパターン部材を与える。The steps for forming the pattern member shown in FIGS. 5 to 9 are for the case where the photosensitive member shown in FIG. 1 is used, but when the photosensitive member shown in FIG. A pattern member is formed in the same manner as shown in FIGS. 5-5, except that the order of dissolving and removing the diffusible metal layer and the chalcogenide layer is changed.
In FIG. 9, a pattern member is provided in which the positions of the diffusible metal layer and the chalcogenide layer are reversed.
第3図及び第4図に示される感光部材を用いた場合には
、未露光部の溶解処理工程がふえることを除いて、同様
ニハターン部材の形成に供される。When the photosensitive members shown in FIGS. 3 and 4 are used, they can be similarly used to form a double-turn member, except that the process of dissolving the unexposed areas is increased.
次に実施例を挙げて本発明を説明する。Next, the present invention will be explained with reference to Examples.
実施例 1.
砒素15g,硫黄7g,セレン36.3g,ゲルマニウ
ム8.7gを秤量し、石英管中に真空封入する。Example 1. 15 g of arsenic, 7 g of sulfur, 36.3 g of selenium, and 8.7 g of germanium are weighed and vacuum sealed in a quartz tube.
これを電気炉で980℃に昇温し約7時間加熱する。This is heated to 980° C. in an electric furnace and heated for about 7 hours.
その後750℃に約2時間かけて冷却した後炉より取出
し冷水中で急冷してカルコゲナイドを得た。Thereafter, it was cooled to 750° C. over about 2 hours, then taken out from the furnace and quenched in cold water to obtain chalcogenide.
このAs−S−Se−Ge系カルコゲナイドを500■
秤量し、2×10−5Torrの真空中で約450℃の
温度で蒸着した。This As-S-Se-Ge chalcogenide was
It was weighed and deposited at a temperature of about 450° C. in a vacuum of 2×10 −5 Torr.
ガラス基板は約120℃に保たれている。The glass substrate is kept at about 120°C.
蒸着膜厚は約500mμであった。得られた蒸着膜の色
は、暗赤褐色を呈した。The thickness of the deposited film was approximately 500 mμ. The color of the obtained vapor deposited film was dark reddish brown.
次いで、金属層の薄膜を蒸着した、蒸着条件は次の通り
であった。A thin metal layer was then deposited under the following deposition conditions.
真空度2×10−6Torr,蒸発ボート温度約850
℃、基板温度常温であった。Vacuum degree 2 x 10-6 Torr, evaporation boat temperature approximately 850
℃, and the substrate temperature was room temperature.
蒸着金属は銀で、蒸着膜厚は25mμであった。The deposited metal was silver, and the deposited film thickness was 25 mμ.
更に、該積層感材を回転塗布機に設置して、市販のKP
Rホトレジストを約5μの厚さ(乾燥時の厚さ)に塗布
して、3層の積層感材を形成した。Furthermore, the laminated photosensitive material was placed in a rotary coater and coated with commercially available KP.
R photoresist was applied to a thickness of about 5 μm (dry thickness) to form a three-layer laminated photosensitive material.
次いでパターン露光を行った。Next, pattern exposure was performed.
パターン露光は、250W超高圧水銀灯を用い、光源よ
り約30cmのきよりから、約2分の露光を与えた。For pattern exposure, a 250 W ultra-high pressure mercury lamp was used, and exposure for about 2 minutes was given from a distance of about 30 cm from the light source.
ここでパターン露光を受けたフォトレジストの光硬化膜
を形成しているので引き続きトリクレンあるいはトリク
レンとセロソルブを適量混合した現像液を用いて現像処
理を行った。Since a photocured film of the photoresist that had been exposed to pattern light was formed here, development treatment was subsequently performed using a developer containing trichlene or a mixture of trichlene and cellosolve in appropriate amounts.
1分以内で現像を終了した。Development was completed within 1 minute.
次いで稀硝酸(約10係程度)を用いて、未露光部に残
留するAg層の溶解除去を行った。Next, the Ag layer remaining in the unexposed area was dissolved and removed using dilute nitric acid (approximately 10 parts).
約5秒で溶出する。更に、カルコゲナイドの溶解除去を
行った。Elutes in about 5 seconds. Furthermore, chalcogenide was dissolved and removed.
エッチング液は0. 3 N−NaOH水溶液を用いて
約30秒で完全に溶解することが出来た。The etching solution is 0. It was possible to completely dissolve it in about 30 seconds using 3N-NaOH aqueous solution.
以上に示したプロセスの結果、露光部には、金属の拡散
したカルコゲンガラス部と、その上部に光硬化したフォ
トレジスト膜からなるパターンを形成することが出来た
。As a result of the process described above, a pattern consisting of a chalcogen glass part in which metal is diffused and a photocured photoresist film on top of the chalcogen glass part could be formed in the exposed part.
このパターン部材の表面硬度は380〜400kg/m
m2であった。The surface hardness of this pattern member is 380 to 400 kg/m
It was m2.
次いでガラス基板側から、250W超高圧水銀灯を用い
、約30cmの距離から全面露光を1分与えた。Next, from the glass substrate side, the entire surface was exposed for 1 minute from a distance of about 30 cm using a 250 W ultra-high pressure mercury lamp.
このようにして得たパターン部材の表面硬度は420〜
460kg/mm2と非常に優れていた。The surface hardness of the pattern member thus obtained is 420~
It was extremely excellent at 460 kg/mm2.
実施例 2.
As2S3に対して、実施例1と全く同様の方法で3層
の積層感材を形成した。Example 2. A three-layer laminated sensitive material was formed using As2S3 in exactly the same manner as in Example 1.
As2S3の蒸着膜厚は500mμ,Ag蒸着膜の膜厚
が20mμのとき、パターン露光を約4分与えることに
よっての光硬化の大なるパターン部材を形成した。When the thickness of the deposited As2S3 film was 500 mμ and the thickness of the deposited Ag film was 20 mμ, a pattern member with high photocuring was formed by applying pattern exposure for about 4 minutes.
表面硬度は、ホトレジストを設けていない感光部材を用
いて形成した場合の140kg/mm2に対して180
〜200kg/mm2であった。The surface hardness was 180 kg/mm2 compared to 140 kg/mm2 when formed using a photosensitive member without photoresist.
It was ~200 kg/mm2.
更にガラス基板側から全面露光を2分与えた。Further, the entire surface was exposed to light for 2 minutes from the glass substrate side.
その結果、表面硬度は2 0 0 〜2 5 0kg/
mm2に改善された。As a result, the surface hardness was 200 to 250 kg/
improved to mm2.
実施例 3.
実施例1において、カルコゲナイドとして、As2S3
Te0.3を約700mμに蒸着し、Agを約30mμ
蒸着して用意された感光部材を用いて得られたパターン
部材の表面硬度は、ホトレジストを設けていない場合の
100kg/mm2に対して1 3 0 kg/mm2
であった。Example 3. In Example 1, As2S3 was used as chalcogenide.
Deposit Te0.3 to about 700 mμ, and deposit Ag to about 30 mμ.
The surface hardness of the pattern member obtained using the photosensitive member prepared by vapor deposition is 130 kg/mm2 compared to 100 kg/mm2 when no photoresist is provided.
Met.
さらにガラス基板側から全面露光を1分与えた結果、表
面硬度が1.50kg/mm2程度まで改善された。Further, when the entire surface was exposed from the glass substrate side for 1 minute, the surface hardness was improved to about 1.50 kg/mm2.
実施例 4.
ガラス基板の表面をよく研磨した後、先ずAg金属層を
蒸着した。Example 4. After thoroughly polishing the surface of the glass substrate, an Ag metal layer was first deposited.
Agの蒸着条件は、実施例1と同じであった。The Ag deposition conditions were the same as in Example 1.
また、蒸着膜厚は30mμであった。The thickness of the deposited film was 30 mμ.
次にAS10S80Se10なる組成のカルコゲナイド
層を蒸着により積層した。Next, a chalcogenide layer having a composition of AS10S80Se10 was laminated by vapor deposition.
蒸着膜厚は600mμであった。The deposited film thickness was 600 mμ.
得られた蒸着膜は茶かつ色であった。The obtained deposited film was brown and colored.
更に該積層感材に市販のフォトレジスト、例えばフジレ
ジストNo7(商品名,富士薬品工業製)を約3μの膜
厚に塗布して3層の積層感材を形成した。Furthermore, a commercially available photoresist such as Fuji Resist No. 7 (trade name, manufactured by Fuji Pharmaceutical Industries, Ltd.) was applied to the laminated photosensitive material to a thickness of about 3 μm to form a three-layer laminated photoresist.
次いでパターン露光を行った。Next, pattern exposure was performed.
露光時間は1分で充分であった。An exposure time of 1 minute was sufficient.
パターン露光後、未硬化部分のフォトレジスト溶出除去
を行った。After pattern exposure, uncured portions of the photoresist were eluted and removed.
すなわち、定温の水溶液を用いて、約3分浸漬した。That is, it was immersed in an aqueous solution at a constant temperature for about 3 minutes.
更に未露光部カルコゲナイド層及びAg層の溶解除去を
行った。Furthermore, the unexposed chalcogenide layer and Ag layer were dissolved and removed.
すなわち、0.3N−NaOH水溶液を用いて、前者は
、約10秒浸漬で溶出除去し、1N−硝酸第二鉄水溶液
を用いて、後者を約5秒浸漬で溶解除去した。That is, using a 0.3N-NaOH aqueous solution, the former was eluted and removed by dipping for about 10 seconds, and using a 1N-ferric nitrate aqueous solution, the latter was dissolved and removed by dipping for about 5 seconds.
従って茶かつ色のコントラスト大なレリーフパターンを
形成した。Therefore, a relief pattern of brown and large color contrast was formed.
表面硬度は、ホトレジストを設けていない場合の200
kg/mm2に対して300kg/mm2であった。The surface hardness is 200 without photoresist.
kg/mm2 versus 300 kg/mm2.
更に、ホトレジスト側より1分の全面露光を付与した結
果、表面硬度が350kg/mm2まで改善された。Furthermore, as a result of applying a 1-minute full-surface exposure from the photoresist side, the surface hardness was improved to 350 kg/mm2.
実施例 5.
実施例4に示したガラス基板−Ag−カルコゲナイド層
の3層からなる積層上に、アクリル系硬化剤を塗布した
例を示す。Example 5. An example is shown in which an acrylic curing agent is applied on the three-layer laminate of glass substrate-Ag-chalcogenide layer shown in Example 4.
塗布レジストは以下に示す如きものであり、塗布膜厚は
約10μであった。The applied resist was as shown below, and the coating film thickness was about 10 μm.
上記のA剤とB剤を重量比で3:2に混合してレジスト
を作成し塗布することによって形成した。A resist was prepared by mixing the above A and B agents at a weight ratio of 3:2 and was formed by coating.
パターン露光は2分で充分に与えた。Two minutes of pattern exposure was sufficient.
露光後の未露光部溶解除去はメチルエチルケトン中に約
1分浸漬することによって行った。After exposure, the unexposed portion was dissolved and removed by immersing it in methyl ethyl ketone for about 1 minute.
引き続いて、カルコゲナイド層とAg層の溶解除去を行
ったが、実施例4と全く同じであった。Subsequently, the chalcogenide layer and the Ag layer were dissolved and removed in the same manner as in Example 4.
レリーフパターンの表面硬度は350kg/mm2であ
った。The surface hardness of the relief pattern was 350 kg/mm2.
更に、ホトレジスト側より1分の全面露光を行なったと
ころ、最終的に得られたレリーフパターンの表面硬度は
、更に増加して、390kg/ms2にまで達した。Furthermore, when the entire surface was exposed for 1 minute from the photoresist side, the surface hardness of the finally obtained relief pattern further increased to reach 390 kg/ms2.
一方、解像力は、約1500本/mmであった。On the other hand, the resolution was approximately 1500 lines/mm.
第1図〜第4図は本発明に適用する感光部材のそれぞれ
1態様を示す模式断面図。
第5図〜第9図はパターン部材の形成のプロセス図であ
り、第5図はパターン露光ステップ、第6図〜第8図は
エッチングステップ並びに第9図は全面光照射ステップ
を示す。
図面において、1は拡散性金属層、2はカルコゲナイド
層、3は基板、4はホトレジスト層、5はオリジナルパ
ターン、6は暗部、7は明部
9は拡散層、10は光硬化されたホトレジスト層及び1
1は全面光照射を示す。FIGS. 1 to 4 are schematic cross-sectional views showing one embodiment of a photosensitive member applied to the present invention. 5 to 9 are process diagrams for forming a pattern member, with FIG. 5 showing the pattern exposure step, FIGS. 6 to 8 showing the etching step, and FIG. 9 showing the entire surface light irradiation step. In the drawings, 1 is a diffusive metal layer, 2 is a chalcogenide layer, 3 is a substrate, 4 is a photoresist layer, 5 is an original pattern, 6 is a dark area, 7 is a bright area 9 is a diffusion layer, 10 is a photocured photoresist layer and 1
1 indicates full-surface light irradiation.
Claims (1)
成において、輻射エネルギーを受けたときカルコゲナイ
ド層中に拡散する金属を有する拡散性金属層との積層を
基本構成として有する感光層上に、ホトレジスト層を1
μ〜20μの厚さに設けた感光部材に対して、パターン
露光を与えた後に、未露光部のホトレジスト層,拡散性
金属層及びカルコゲナイド層を除去し、次いで残存する
ホトレジスト層に全面光照射することを特徴とするパタ
ーン部材製造方法。1. A photoresist layer is deposited on a photosensitive layer having a basic structure consisting of a lamination of a chalcogenide layer and a diffusible metal layer having a metal that diffuses into the chalcogenide layer when receiving radiant energy in a structure in contact with the chalcogenide layer.
After pattern exposure is applied to a photosensitive member provided to a thickness of μ to 20 μ, the unexposed portions of the photoresist layer, diffusive metal layer, and chalcogenide layer are removed, and then the remaining photoresist layer is irradiated with light over the entire surface. A method for manufacturing a pattern member, characterized in that:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP48078973A JPS583217B2 (en) | 1973-07-12 | 1973-07-12 | Kanko Buzai |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP48078973A JPS583217B2 (en) | 1973-07-12 | 1973-07-12 | Kanko Buzai |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5028327A JPS5028327A (en) | 1975-03-22 |
| JPS583217B2 true JPS583217B2 (en) | 1983-01-20 |
Family
ID=13676832
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP48078973A Expired JPS583217B2 (en) | 1973-07-12 | 1973-07-12 | Kanko Buzai |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS583217B2 (en) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5139121B2 (en) * | 1971-10-11 | 1976-10-26 |
-
1973
- 1973-07-12 JP JP48078973A patent/JPS583217B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5028327A (en) | 1975-03-22 |
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