パターンが形成されたポリイミド膜の製造方法、パターンが形成されたポリイミド膜の製造装置、及びパターンが形成されたポリイミド膜の製造用基材
【課題】高い平坦性と精密なパターンが形成されたポリイミド膜を提供する。
【解決手段】本発明の１つのパターンが形成されたポリイミド膜の製造方法は、基材１０上にポリイミド前駆体層を形成する工程と、そのポリイミド前駆体層のパターンを形成するパターン形成工程と、そのパターンが形成された前述のポリイミド前駆体層を加熱することによりポリイミド樹脂層１６を形成する加熱工程と、その基材１０及びそのポリイミド樹脂層１６にフッ酸を含む溶液６２を接触させることにより、基材１０から前記ポリイミド樹脂層１６を離脱させる離脱工程とを備える。
【解決手段】本発明の１つのパターンが形成されたポリイミド膜の製造方法は、基材１０上にポリイミド前駆体層を形成する工程と、そのポリイミド前駆体層のパターンを形成するパターン形成工程と、そのパターンが形成された前述のポリイミド前駆体層を加熱することによりポリイミド樹脂層１６を形成する加熱工程と、その基材１０及びそのポリイミド樹脂層１６にフッ酸を含む溶液６２を接触させることにより、基材１０から前記ポリイミド樹脂層１６を離脱させる離脱工程とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パターンが形成されたポリイミド膜の製造方法、パターンが形成されたポリイミド膜の製造装置、及びパターンが形成されたポリイミド膜の製造用基材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のパターンが形成されたポリイミド膜の製造方法は、次のとおりであった。まず、基材上に既製品の矩形状のポリイミドテープを貼り付けた後、例えばメタルマスクを用いて一部のポリイミド膜のエッチングが行われる。その後、そのメタルマスクをエッチングすることにより、その基材から、パターンが形成されたポリイミド膜が剥離される。
【０００３】
上述の方法は、一例として、生体高分子の結晶構造解析を行う場合に使用される生体高分子の結晶を含有する溶液を保持する結晶支持体を製造する際にも採用される。ここで、一般的に、生体高分子の結晶構造解析を行う際、Ｘ線回析測定装置を用いた生体高分子の結晶のＸ線回析強度の測定が行われている。このＸ線回析強度測定では、まず、水溶液中で成長した生体高分子の結晶がウエルプレートから取り出される。その後、その取り出された生体高分子の結晶を液体窒素等により凍結させた後、Ｘ線が照射される。前述のポリイミド膜は、そのウエルプレートから結晶を取り出して保持する支持体として利用され得る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の結晶支持体の製造方法では、ポリイミド膜の片面全面と基材とを接着させる目的でそのポリイミド膜と基材との間に接着剤や粘着剤を塗布することを要していた。つまり、そのポリイミド膜を基材から物理的に剥がす工程が不可欠であった。このような事情により、ポリイミド膜を剥離する際には、そのポリイミド膜が変形する可能性が非常に高かった。また、たとえポリイミド膜の片面全面が基材と接着しない場合であっても、その後のエッチング等のプロセスを経るためには、ポリイミド膜の少なくとも一部（例えば、端部）を接着剤やテープ等によって基材上に固定する必要がある。この場合には、基材と固定された領域のポリイミド膜を廃棄せざるを得ず、結晶支持体の生産効率が低下する。加えて、接着剤等の塗布工程における塗布領域のバラつきによって製造物の再現性が低下するため、その生産効率の低下はさらに顕著になる。
【０００５】
特に、ポリイミド膜を上述の生体高分子の結晶構造解析を行うための結晶支持体のような精密構造体として用いる場合には、単にその精密構造体の生産効率の向上のみならず、平坦性の高いポリイミド膜を再現性良く製造することが要求される。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の複数の技術課題を同時に解決することにより、パターンが形成されたポリイミド膜の品質及び生産効率の向上に大きく貢献するものである。
【０００７】
本発明の１つのパターンが形成されたポリイミド膜の製造方法は、基材上にポリイミド前駆体層を形成する工程と、そのポリイミド前駆体層のパターンを形成するパターン形成工程と、そのパターンが形成された前述のポリイミド前駆体層をイミド化することによりポリイミド樹脂層を形成するイミド化処理工程と、前述の基材及び前述のポリイミド樹脂層にフッ酸を含む溶液を接触させることにより、その基材からそのポリイミド樹脂層を離脱させる離脱工程とを備える。
【０００８】
この製造方法によれば、接着剤等を介在させることなく基材上に一様にパターンが形成されたポリイミド膜を形成することができるため、従来技術のように接着剤等によって利用できなくなるポリイミド膜の領域が形成されなくなる。また、未だポリイミド樹脂層の離脱のメカニズムが明らかではないが、イミド化処理によって形成されたポリイミド樹脂層を、フッ酸を含む溶液を接触させることにより、平坦性の高いポリイミド膜をその基材から離脱させることができることが確認された。従って、この製造方法により、非常に平坦性の高いポリイミド膜を製造することができる。
【０００９】
本発明の１つのパターンが形成されたポリイミド膜の製造装置は、基材上にポリイミド前駆体層を形成するポリイミド前駆体層形成部と、そのポリイミド前駆体層のパターンを形成するパターン形成処理部と、そのパターンが形成された前述のポリイミド前駆体層をイミド化することによりポリイミド樹脂層を形成するイミド化処理部と、前述の基材及び前述のポリイミド樹脂層にフッ酸を含む溶液を接触させることにより、その基材からそのポリイミド樹脂層を離脱させる離脱処理部とを備える。
【００１０】
この製造装置によれば、まず、上述のポリイミド前駆体層形成部、パターン形成処理部、及びイミド化処理部により、接着剤等を介在させることなく基材上に一様にパターンが形成されたポリイミド膜を形成することができる。その結果、従来技術のように接着剤等によって利用できなくなるポリイミド膜の領域が形成されなくなる。また、未だポリイミド樹脂層の離脱のメカニズムが明らかではないが、イミド化処理によって形成されたポリイミド樹脂層を、離脱処理部においてフッ酸を含む溶液を接触させることにより、平坦性の高いポリイミド膜をその基材から離脱させることができることが確認された。従って、この製造装置により、非常に平坦性の高いポリイミド膜を製造することができる。
【００１１】
また、本発明の１つのパターンが形成されたポリイミド膜の製造用基材は、シリコン基板又はガラス基板上に、感光性ポリイミド前駆体層が形成されている。
【００１２】
この基材によれば、接着剤等を介在させることなくその基材上に一様にポリイミド前駆体が形成されているため、無駄のないポリイミド膜の製造の要素技術として役立つ。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の１つのパターンが形成されたポリイミド膜の製造方法によれば、接着剤等を介在させることなく基材上に一様にパターンが形成されたポリイミド膜を形成することができるため、従来技術のように接着剤等によって利用できなくなるポリイミド膜の領域が形成されなくなる。また、イミド化処理によって形成されたポリイミド樹脂層を、フッ酸を含む溶液を接触させることにより、平坦性の高いポリイミド膜をその基材から離脱させることができるため、高品質なポリイミド膜を再現性良く製造することができる。
【００１４】
また、本発明の１つのパターンが形成されたポリイミド膜の製造装置によれば、まず、上述のポリイミド前駆体層形成部、パターン形成処理部、及びイミド化処理部により、接着剤等を介在させることなく基材上に一様にパターンが形成されたポリイミド膜を形成することができる。その結果、従来技術のように接着剤等によって利用できなくなるポリイミド膜の領域が形成されなくなる。また、イミド化処理によって形成されたポリイミド樹脂層を、離脱処理部においてフッ酸を含む溶液を接触させることによって平坦性の高いポリイミド膜をその基材から離脱させることができるため、高品質なポリイミド膜を再現性良く製造することができる。
【００１５】
また、本発明の１つのパターンが形成されたポリイミド膜の製造用基材は、接着剤等を介在させることなくその基材上に一様にポリイミド前駆体が形成されているため、無駄のないポリイミド膜の製造の要素技術として役立つ。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
つぎに、本発明の実施形態を、添付する図面に基づいて詳細に述べる。尚、この説明に際し、全図にわたり、特に言及がない限り、共通する部分には共通する参照符号が付されている。また、図中、本実施形態の要素は必ずしもスケール通りに示されていない。また、各図面を見やすくするために、一部の構成部材又は符号が省略され得る。
【００１７】
＜第１の実施形態＞
図１は、本実施形態におけるパターンが形成されたポリイミド膜の製造装置１００の平面図である。また、図２Ａ乃至図２Ｇは、本実施形態のパターンが形成されたポリイミド膜の製造プロセスフローを説明する模式図である。
【００１８】
図１に示すように、本実施形態の製造装置１００は、基材上へのポリイミド前駆体の形成からポリイミド膜の形成までを担う第１処理部１００ａと、ウェットプロセスを行うための第２処理部１００ｂを備えている。具体的には、第１処理部１００ａは、ポリイミド前駆体層形成部３０、パターン形成処理部４０、及び加熱処理を行うイミド化処理部５０を備えている。また、第２処理部１００ｂは、離脱処理部６０及び洗浄部７０を備えている。なお、第１処理部１００ａの各処理部間で、基材を搬送するための公知の搬送機構が設けられてもよい。また、第２処理部が、さらに乾燥室を備えることも好ましい一態様である。また、本実施形態のイミド化処理は加熱処理である。
【００１９】
以下に、各処理部の役割について説明する。まず、ポリイミド前駆体層形成部３０では、基材１０上にポリイミド前駆体層１２が形成される。本実施形態では、ポリイミド前駆体層１２が、公知のスピンコート法により基材１０上に形成される。
【００２０】
次に、パターン形成処理部４０では、一般的な半導体製造プロセスと同様に、公知のフォトリソグラフィー工程を経て、ポリイミド前駆体層形成部３０で形成されたポリイミド前駆体層１２のパターンが形成される。また、イミド化処理部５０では、パターンが形成されたポリイミド前駆体層１４を加熱することによりポリイミド樹脂層１６が形成される。また、離脱処理部６０では、基材１０及びポリイミド樹脂層１６にフッ酸を含む溶液を接触させることにより、ポリイミド樹脂層１６の基材１０からの離脱処理が行われる。本実施形態の離脱処理部６０は、フッ酸を含む溶液の温度を調節する温度調節部６６と、その溶液に対して超音波を加えるための超音波発生部６８を備えている。さらに、洗浄部７０では、離脱処理部６０で基材１０から離脱したポリイミド樹脂層１６が純水により洗浄される。
【００２１】
次に、図２Ａ乃至図２Ｇを参照して、本実施形態におけるパターンが形成されたポリイミド膜の製造装置１００による各処理を説明する。
【００２２】
まず、図１及び図２Ａに示すように、ポリイミド前駆体層形成部３０内に基材１０が配置される。本実施形態の基材１０は、シリコン基板である。
【００２３】
まず、ポリイミド前駆体層形成部３０内において、図２Ｂに示すように、基材１０上にポリイミド前駆体層１２が前述のスピンコート法により塗布された後、１００℃の条件下で乾燥される。尚、本実施形態で用いられた感光性ポリイミド樹脂（感光性ポリイミド前駆体）の商品名は、ＤＵＲＩＭＩＤＥ（登録商標）７５１０である。また、このポリイミド前駆体層１２の厚みは、１μｍ以上１ｍｍ以下であることが好ましい。ポリイミド前駆体層１２の厚みが１μｍ未満であれば、その後の焼成によって形成されるポリイミド樹脂層の厚みが非常に薄くなるため、ハンドリングが困難になる。その結果、ポリイミド樹脂層が離脱した後の洗浄工程においてポリイミド膜が破れてしまう危険性が高まるという問題が生じる。一方で、ポリイミド前駆体層１２の厚みが１ｍｍを超えると、パターニング時のアスペクト比が高くなってしまうため、所望のパターンを形成することが難しくなる問題が生じる。上述の各観点で言えば、さらに好ましいポリイミド前駆体層１２の厚みは、１５μｍ以上３００μｍ以下である。
【００２４】
その後、基材１０及びポリイミド前駆体層１２は、パターン形成処理部４０内に配置される。図２Ｃに示すように、パターン形成処理部４０内では、公知のフォトリソグラフィー工程を経て、所定のパターンが形成されたポリイミド前駆体層１４が形成される。ここで、本実施形態のパターンの形状は、生体高分子の結晶を含有する溶液を保持する略環状（楕円状を含む）の枠を有する結晶支持体の形状を有している。本実施形態では、感光性のポリイミド前駆体層１２に対してフォトリソグラフィー工程を用いたパターンの形成を行うため、非常に微細な形状の加工が可能となる。具体的には、例えば、２５μｍのスペースを開口させることができる。また、感光性ポリイミド前駆体をフォトリソグラフィー工程によってパターニングするため、従来ポリイミド膜のパターンを形成するために要求されたマスクの形成工程が不要となる。その結果、製造工程を大幅な削減と歩留まり向上が達成される。なお、生体高分子の結晶構造解析を行うための結晶支持体のような精密構造体を製造する観点から言えば、感光性ポリイミド前駆体を用いることは非常に好ましい一態様である。
【００２５】
次に、基材１０及びパターンが形成されたポリイミド前駆体層１４は、イミド化処理部５０に配置される。図２Ｄに示すように、このイミド化処理部５０内では、ポリイミド樹脂層１６が形成される。具体的には、まず、図示しない排気ポンプによりイミド化処理部５０内の気体を排気しつつ、バルブを開放して室内に窒素ガスボンベから窒素が導入されることにより、室内が所定圧力（本実施形態においては約０．１ＭＰａ（１気圧））となるように調節される。なお、室内に窒素ガスを導入することにより、パターンが形成されたポリイミド前駆体層１４に与える熱の熱伝導性が向上する結果、面内均一性の高いポリイミド樹脂層１６が形成される。室内の圧力が上述の通りに制御された後、基材１０を保持する図示しないステージ内のヒーターによりステージが３５０℃に加熱される。基材１０は、１時間継続的に加熱された後、常温にまで冷却される。この加熱処理の結果、ポリイミド樹脂層１６が形成される。なお、ポリイミド樹脂層１６の厚みは、加熱前のポリイミド前駆体層１４の厚みの約６割となる。
【００２６】
上述の通り、パターンが形成されたポリイミド前駆体層１４の加熱処理によってポリイミド樹脂層１６が形成された後、基材１０及びパターニングされたポリイミド樹脂層１６は、離脱処理部６０内に配置される。この離脱処理部６０内では、基材１０からポリイミド樹脂層１６が離脱する。
【００２７】
具体的には、図２Ｅに示すように、離脱処理部６０内に配置されるフッ酸含有水溶液６２を貯留する溶液貯留部６４内に、基材１０及びポリイミド樹脂層１６が浸漬される。このとき、公知の温度調節器（例えば、図２Ｅに示す挿入型の温度調節器）を備える温度調節部６６により、フッ酸含有水溶液６２の温度は２０℃以上１００℃以下に調節されている。また、公知の超音波発生器を備える超音波発生部６８により、４０ｋＨｚ（キロヘルツ）の超音波がフッ酸含有水溶液６２に加えられる。なお、基材１０の浸漬時に基材１０を支持する公知の支持具、及び温度調節部６６と超音波発生部６８のための電源は、図を見やすくするために図２Ｅ及び図２Ｆにおいて省略されている。フッ酸含有水溶液６２のフッ酸の濃度は特に限定されないが、本実施形態においては、フッ酸含有水溶液６２のフッ酸濃度は約１０％である。
【００２８】
ところで、上述のフッ酸含有水溶液６２の温度が高ければ高いほど、ポリイミド樹脂層１６の剥離が促進される傾向が確認されている。従って、ポリイミド樹脂層１６の剥離を促進する観点からはその温度の上限が特に定められるものではない。但し、フッ酸含有水溶液６２の温度管理の容易性の観点、あるいは、製造コストの上昇防止の観点から、その温度は１００℃以下が好ましく、特に、６０℃以下であることが好ましい。他方、フッ酸含有水溶液６２の温度が２０℃未満になると、ポリイミド樹脂層１６が離脱するまでに長時間を要するため、ポリイミド膜の生産効率が低下するという問題が生じることになる。また、上述の各観点から言えば、最も好ましい温度範囲は、３５℃以上４０℃以下である。なお、本実施形態では、４０ｋＨｚ（キロヘルツ）の超音波がフッ酸含有水溶液６２に加えられるが、これに限定されない。
【００２９】
本実施形態では、上述の条件下で、基材１０及びポリイミド樹脂層１６が溶液貯留部６４内に約５分間乃至５０分間浸漬される。前述の浸漬の結果、未だポリイミド樹脂層の離脱のメカニズムが明らかではないが、図２Ｆに示すように、基材１０からポリイミド樹脂層１６が離脱し、非常に平坦性に優れたパターンが形成されたポリイミド膜１８が形成される。なお、フッ酸含有水溶液６２の温度が上昇するほど、より短時間にポリイミド樹脂層１６が離脱することが確認されている。
【００３０】
ここで、比較例として、発明者らは、離脱処理部６０が前述の温度調節部６６と前述の超音波発生部６８を備えていない点以外は上述の工程と同じ工程の処理を行った。その結果、未だポリイミド樹脂層の離脱のメカニズムが明らかではないが、溶液貯留部６４内に約８時間浸漬されることにより、非常に平坦性に優れたパターンが形成されたポリイミド膜が基材１０から離脱した。なお、前述の通り、前述の温度調節部６６と前述の超音波発生部６８を備えていない離脱処理部６０による処理であっても、非常に平坦性に優れたパターンが形成されたポリイミド膜１６が基材１０から離脱することが確認された。
【００３１】
最後に、パターンが形成されたポリイミド樹脂膜１６は、離脱処理部６０から洗浄部７０に移される。この洗浄部７０内では、このパターンが形成されたポリイミド樹脂膜１６が洗浄される。具体的には、図２Ｇに示すように、洗浄部７０内に配置される純水７２を貯留する純水貯留部７４内に、前述のパターンが形成されたポリイミド樹脂膜１６が約３０分間浸漬される。この純水貯留部７４内への浸漬処理により、パターンが形成されたポリイミド樹脂膜１６に付着していたフッ酸含有水溶液６２が取り除かれる。
【００３２】
なお、シリコン基板を基材１０とした場合、その表面上に形成され得る自然酸化膜の有無に関わらず、上述の各実施形態の製造方法及びその製造装置を採用することにより、非常に平坦性に優れたパターンが形成されたポリイミド膜が形成されることが確認されている。但し、前処理として、その自然酸化膜を除去したシリコン基板を基材として用いた方が自然酸化膜が形成されているシリコン基板を基材とした場合と比べて早期にポリイミド層が離脱する傾向にあることも確認されている。
【００３３】
＜第２の実施形態＞
本実施形態では、パターンが形成されたポリイミド樹脂膜の製造方法の一部を除き、第１の実施形態のそれと同じである。従って、第１の実施形態と重複する説明は省略され得る。
【００３４】
本実施形態の製造方法では、ポリイミド前駆体層２２のパターンを形成する方法が第１の実施形態のそれと異なる。図３Ａ乃至図３Ｅは、第１の実施形態における図２Ｂ乃至図２Ｃの工程に相当する。本実施形態では、感光性ポリイミド前駆体の代わりに、非感光性ポリイミド前駆体が用いられる。以下に、その相違部分について説明する。
【００３５】
図３Ａは、第１の実施形態の図２Ｂに相当する図面である。図３Ａに示すように、本実施形態では、非感光性のポリイミド前駆体層２２が、スピンコート法により基材１０上に一様に形成される。その後、図３Ｂに示すように、そのポリイミド前駆体層２２上に、ニッケル・クロム合金層である金属層２６が一様に形成される。その後、図３Ｃに示すように、レジスト膜を用いた公知のフォトリソグラフィー工程を経て、所定の金属層２６のパターンが形成される。その後、図３Ｄに示すように、このパターニングされた金属層２６をエッチングマスクとして、公知のドライエッチング法（例えば、公知のプラズマエッチング処理）により、ポリイミド前駆体層２２がエッチングされる。その後、公知の除去手段により、レジスト膜及び金属層２６が除去される。その結果、図３Ｅに示すように、所定のパターンが形成されたポリイミド前駆体層２４が形成される。
【００３６】
上述のパターン形成手段が採用された場合であっても、平坦で精細なパターンを持つポリイミド前駆体層２４が形成される。
【００３７】
本実施形態では、従来技術のように、ポリイミド膜の片面全面と基材とを接着させるために、そのポリイミド膜と基材との間に接着剤や粘着剤を塗布することを要しない。従って、ポリイミド膜を基材から物理的に剥がす工程が不要となるため、ポリイミド膜を離脱する際にそのポリイミド膜が物理的に変形してしまう可能性は実質的に皆無か、あるいは極めて低くなる。この効果は、第１の実施形態にも当てはまる。
【００３８】
＜その他の実施形態＞
ところで、上述の各実施形態においては、基材１０がシリコン基板であったが、これに限定されない。例えば、シリコン基板の代わりに、市販のガラス基板（例えば、パイレックス（登録商標）ガラス）を基材とした場合であっても、上述の各実施形態の製造工程及びその製造装置を採用することにより、本発明の効果と同様の効果が確認された。
【００３９】
また、上述の各実施形態においては、ポリイミド前駆体層からポリイミド樹脂層を形成する手段を加熱処理により行っているが、これに限定されない。例えば、ポリイミド前駆体層に対し無水酢酸等の酸無水物に代表される脱水閉環剤と、第３アミン類とを接触させることによるケミカルキュア法によってポリイミド樹脂層を形成することも代替的な一態様である。また、加熱処理とケミカルキュア法との両者を用いてポリイミド前駆体層からポリイミド樹脂層を形成してもよい。
【００４０】
また、上述の各実施形態においては、フッ酸含有水溶液を貯留する溶液貯留部内に基材及びポリイミド樹脂層を浸漬することにより、基材からポリイミド樹脂層を離脱させているが、これに限定されない。例えば、基材及びポリイミド樹脂層に対してフッ酸含有水溶液を噴射することにより、基材からポリイミド樹脂層を離脱させても良い。
【００４１】
また、上述の各実施形態においては、純水を貯留する純水貯留部内にポリイミド樹脂膜を浸漬することにより、パターンが形成されたポリイミド膜を洗浄しているが、これに限定されない。例えば、ポリイミド樹脂膜に対し、純水を噴射することにより、パターンが形成されたポリイミド膜を洗浄しても良い。
【００４２】
また、上述の各実施形態において、第１処理部１００ａがポリイミド前駆体層形成部３０、パターン形成処理部４０、及びイミド化処理部５０を備えおり、第２処理部１００ｂが離脱処理部６０及び洗浄部７０を備えているが、上述の実施形態の製造装置１００はこれらの構成に限定されない。基材上にポリイミド前駆体層を形成する工程又は装置、ポリイミド前駆体層のパターンを形成する工程又は装置、ポリイミド前駆体層からポリイミド樹脂層を形成する工程又は装置、及び、基材からポリイミド樹脂層を離脱させる工程及び装置を全体として備えていれば、本発明の効果と実質的に同等の効果が奏される。以上、述べたとおり、本発明の範囲内に存在する変形例もまた、特許請求の範囲に含まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、パターンが形成されたポリイミド膜の製造方法、その製造装置、並びにパターンが形成されたポリイミド膜の製造の要素技術として広く利用され得る。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の１つの実施形態におけるパターンが形成されたポリイミド膜製造装置の平面図である。
【図２Ａ】本発明の１つの実施形態におけるパターンが形成されたポリイミド膜製造プロセスフローを説明する模式図である。
【図２Ｂ】本発明の１つの実施形態におけるパターンが形成されたポリイミド膜製造プロセスフローを説明する模式図である。
【図２Ｃ】本発明の１つの実施形態におけるパターンが形成されたポリイミド膜製造プロセスフローを説明する模式図である。
【図２Ｄ】本発明の１つの実施形態におけるパターンが形成されたポリイミド膜製造プロセスフローを説明する模式図である。
【図２Ｅ】本発明の１つの実施形態におけるパターンが形成されたポリイミド膜製造プロセスフローを説明する模式図である。
【図２Ｆ】本発明の１つの実施形態におけるパターンが形成されたポリイミド膜製造プロセスフローを説明する模式図である。
【図２Ｇ】本発明の１つの実施形態におけるパターンが形成されたポリイミド膜製造プロセスフローを説明する模式図である。
【図３Ａ】本発明の他の実施形態におけるパターンが形成されたポリイミド膜製造プロセスフローを説明する模式図である。
【図３Ｂ】本発明の他の実施形態におけるパターンが形成されたポリイミド膜製造プロセスフローを説明する模式図である。
【図３Ｃ】本発明の他の実施形態におけるパターンが形成されたポリイミド膜製造プロセスフローを説明する模式図である。
【図３Ｄ】本発明の他の実施形態におけるパターンが形成されたポリイミド膜製造プロセスフローを説明する模式図である。
【図３Ｅ】本発明の他の実施形態におけるパターンが形成されたポリイミド膜製造プロセスフローを説明する模式図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０ 基材
１２，２２ ポリイミド前駆体層
１４，２４ パターンが形成されたポリイミド前駆体層
１６ ポリイミド樹脂層（パターンが形成されたポリイミド膜）
２６ 金属層
３０ ポリイミド前駆体層形成部
４０ パターン形成処理部
５０ イミド化処理部
６０ 離脱処理部
６２ フッ酸含有水溶液
６４ 溶液貯留部
６６ 温度調節部
６８ 超音波発生部
７０ 洗浄部
７２ 純水
７４ 純水貯留部
１００ パターンが形成されたポリイミド膜の製造装置
１００ａ 第１処理部
１００ｂ 第２処理部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パターンが形成されたポリイミド膜の製造方法、パターンが形成されたポリイミド膜の製造装置、及びパターンが形成されたポリイミド膜の製造用基材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のパターンが形成されたポリイミド膜の製造方法は、次のとおりであった。まず、基材上に既製品の矩形状のポリイミドテープを貼り付けた後、例えばメタルマスクを用いて一部のポリイミド膜のエッチングが行われる。その後、そのメタルマスクをエッチングすることにより、その基材から、パターンが形成されたポリイミド膜が剥離される。
【０００３】
上述の方法は、一例として、生体高分子の結晶構造解析を行う場合に使用される生体高分子の結晶を含有する溶液を保持する結晶支持体を製造する際にも採用される。ここで、一般的に、生体高分子の結晶構造解析を行う際、Ｘ線回析測定装置を用いた生体高分子の結晶のＸ線回析強度の測定が行われている。このＸ線回析強度測定では、まず、水溶液中で成長した生体高分子の結晶がウエルプレートから取り出される。その後、その取り出された生体高分子の結晶を液体窒素等により凍結させた後、Ｘ線が照射される。前述のポリイミド膜は、そのウエルプレートから結晶を取り出して保持する支持体として利用され得る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の結晶支持体の製造方法では、ポリイミド膜の片面全面と基材とを接着させる目的でそのポリイミド膜と基材との間に接着剤や粘着剤を塗布することを要していた。つまり、そのポリイミド膜を基材から物理的に剥がす工程が不可欠であった。このような事情により、ポリイミド膜を剥離する際には、そのポリイミド膜が変形する可能性が非常に高かった。また、たとえポリイミド膜の片面全面が基材と接着しない場合であっても、その後のエッチング等のプロセスを経るためには、ポリイミド膜の少なくとも一部（例えば、端部）を接着剤やテープ等によって基材上に固定する必要がある。この場合には、基材と固定された領域のポリイミド膜を廃棄せざるを得ず、結晶支持体の生産効率が低下する。加えて、接着剤等の塗布工程における塗布領域のバラつきによって製造物の再現性が低下するため、その生産効率の低下はさらに顕著になる。
【０００５】
特に、ポリイミド膜を上述の生体高分子の結晶構造解析を行うための結晶支持体のような精密構造体として用いる場合には、単にその精密構造体の生産効率の向上のみならず、平坦性の高いポリイミド膜を再現性良く製造することが要求される。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の複数の技術課題を同時に解決することにより、パターンが形成されたポリイミド膜の品質及び生産効率の向上に大きく貢献するものである。
【０００７】
本発明の１つのパターンが形成されたポリイミド膜の製造方法は、基材上にポリイミド前駆体層を形成する工程と、そのポリイミド前駆体層のパターンを形成するパターン形成工程と、そのパターンが形成された前述のポリイミド前駆体層をイミド化することによりポリイミド樹脂層を形成するイミド化処理工程と、前述の基材及び前述のポリイミド樹脂層にフッ酸を含む溶液を接触させることにより、その基材からそのポリイミド樹脂層を離脱させる離脱工程とを備える。
【０００８】
この製造方法によれば、接着剤等を介在させることなく基材上に一様にパターンが形成されたポリイミド膜を形成することができるため、従来技術のように接着剤等によって利用できなくなるポリイミド膜の領域が形成されなくなる。また、未だポリイミド樹脂層の離脱のメカニズムが明らかではないが、イミド化処理によって形成されたポリイミド樹脂層を、フッ酸を含む溶液を接触させることにより、平坦性の高いポリイミド膜をその基材から離脱させることができることが確認された。従って、この製造方法により、非常に平坦性の高いポリイミド膜を製造することができる。
【０００９】
本発明の１つのパターンが形成されたポリイミド膜の製造装置は、基材上にポリイミド前駆体層を形成するポリイミド前駆体層形成部と、そのポリイミド前駆体層のパターンを形成するパターン形成処理部と、そのパターンが形成された前述のポリイミド前駆体層をイミド化することによりポリイミド樹脂層を形成するイミド化処理部と、前述の基材及び前述のポリイミド樹脂層にフッ酸を含む溶液を接触させることにより、その基材からそのポリイミド樹脂層を離脱させる離脱処理部とを備える。
【００１０】
この製造装置によれば、まず、上述のポリイミド前駆体層形成部、パターン形成処理部、及びイミド化処理部により、接着剤等を介在させることなく基材上に一様にパターンが形成されたポリイミド膜を形成することができる。その結果、従来技術のように接着剤等によって利用できなくなるポリイミド膜の領域が形成されなくなる。また、未だポリイミド樹脂層の離脱のメカニズムが明らかではないが、イミド化処理によって形成されたポリイミド樹脂層を、離脱処理部においてフッ酸を含む溶液を接触させることにより、平坦性の高いポリイミド膜をその基材から離脱させることができることが確認された。従って、この製造装置により、非常に平坦性の高いポリイミド膜を製造することができる。
【００１１】
また、本発明の１つのパターンが形成されたポリイミド膜の製造用基材は、シリコン基板又はガラス基板上に、感光性ポリイミド前駆体層が形成されている。
【００１２】
この基材によれば、接着剤等を介在させることなくその基材上に一様にポリイミド前駆体が形成されているため、無駄のないポリイミド膜の製造の要素技術として役立つ。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の１つのパターンが形成されたポリイミド膜の製造方法によれば、接着剤等を介在させることなく基材上に一様にパターンが形成されたポリイミド膜を形成することができるため、従来技術のように接着剤等によって利用できなくなるポリイミド膜の領域が形成されなくなる。また、イミド化処理によって形成されたポリイミド樹脂層を、フッ酸を含む溶液を接触させることにより、平坦性の高いポリイミド膜をその基材から離脱させることができるため、高品質なポリイミド膜を再現性良く製造することができる。
【００１４】
また、本発明の１つのパターンが形成されたポリイミド膜の製造装置によれば、まず、上述のポリイミド前駆体層形成部、パターン形成処理部、及びイミド化処理部により、接着剤等を介在させることなく基材上に一様にパターンが形成されたポリイミド膜を形成することができる。その結果、従来技術のように接着剤等によって利用できなくなるポリイミド膜の領域が形成されなくなる。また、イミド化処理によって形成されたポリイミド樹脂層を、離脱処理部においてフッ酸を含む溶液を接触させることによって平坦性の高いポリイミド膜をその基材から離脱させることができるため、高品質なポリイミド膜を再現性良く製造することができる。
【００１５】
また、本発明の１つのパターンが形成されたポリイミド膜の製造用基材は、接着剤等を介在させることなくその基材上に一様にポリイミド前駆体が形成されているため、無駄のないポリイミド膜の製造の要素技術として役立つ。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
つぎに、本発明の実施形態を、添付する図面に基づいて詳細に述べる。尚、この説明に際し、全図にわたり、特に言及がない限り、共通する部分には共通する参照符号が付されている。また、図中、本実施形態の要素は必ずしもスケール通りに示されていない。また、各図面を見やすくするために、一部の構成部材又は符号が省略され得る。
【００１７】
＜第１の実施形態＞
図１は、本実施形態におけるパターンが形成されたポリイミド膜の製造装置１００の平面図である。また、図２Ａ乃至図２Ｇは、本実施形態のパターンが形成されたポリイミド膜の製造プロセスフローを説明する模式図である。
【００１８】
図１に示すように、本実施形態の製造装置１００は、基材上へのポリイミド前駆体の形成からポリイミド膜の形成までを担う第１処理部１００ａと、ウェットプロセスを行うための第２処理部１００ｂを備えている。具体的には、第１処理部１００ａは、ポリイミド前駆体層形成部３０、パターン形成処理部４０、及び加熱処理を行うイミド化処理部５０を備えている。また、第２処理部１００ｂは、離脱処理部６０及び洗浄部７０を備えている。なお、第１処理部１００ａの各処理部間で、基材を搬送するための公知の搬送機構が設けられてもよい。また、第２処理部が、さらに乾燥室を備えることも好ましい一態様である。また、本実施形態のイミド化処理は加熱処理である。
【００１９】
以下に、各処理部の役割について説明する。まず、ポリイミド前駆体層形成部３０では、基材１０上にポリイミド前駆体層１２が形成される。本実施形態では、ポリイミド前駆体層１２が、公知のスピンコート法により基材１０上に形成される。
【００２０】
次に、パターン形成処理部４０では、一般的な半導体製造プロセスと同様に、公知のフォトリソグラフィー工程を経て、ポリイミド前駆体層形成部３０で形成されたポリイミド前駆体層１２のパターンが形成される。また、イミド化処理部５０では、パターンが形成されたポリイミド前駆体層１４を加熱することによりポリイミド樹脂層１６が形成される。また、離脱処理部６０では、基材１０及びポリイミド樹脂層１６にフッ酸を含む溶液を接触させることにより、ポリイミド樹脂層１６の基材１０からの離脱処理が行われる。本実施形態の離脱処理部６０は、フッ酸を含む溶液の温度を調節する温度調節部６６と、その溶液に対して超音波を加えるための超音波発生部６８を備えている。さらに、洗浄部７０では、離脱処理部６０で基材１０から離脱したポリイミド樹脂層１６が純水により洗浄される。
【００２１】
次に、図２Ａ乃至図２Ｇを参照して、本実施形態におけるパターンが形成されたポリイミド膜の製造装置１００による各処理を説明する。
【００２２】
まず、図１及び図２Ａに示すように、ポリイミド前駆体層形成部３０内に基材１０が配置される。本実施形態の基材１０は、シリコン基板である。
【００２３】
まず、ポリイミド前駆体層形成部３０内において、図２Ｂに示すように、基材１０上にポリイミド前駆体層１２が前述のスピンコート法により塗布された後、１００℃の条件下で乾燥される。尚、本実施形態で用いられた感光性ポリイミド樹脂（感光性ポリイミド前駆体）の商品名は、ＤＵＲＩＭＩＤＥ（登録商標）７５１０である。また、このポリイミド前駆体層１２の厚みは、１μｍ以上１ｍｍ以下であることが好ましい。ポリイミド前駆体層１２の厚みが１μｍ未満であれば、その後の焼成によって形成されるポリイミド樹脂層の厚みが非常に薄くなるため、ハンドリングが困難になる。その結果、ポリイミド樹脂層が離脱した後の洗浄工程においてポリイミド膜が破れてしまう危険性が高まるという問題が生じる。一方で、ポリイミド前駆体層１２の厚みが１ｍｍを超えると、パターニング時のアスペクト比が高くなってしまうため、所望のパターンを形成することが難しくなる問題が生じる。上述の各観点で言えば、さらに好ましいポリイミド前駆体層１２の厚みは、１５μｍ以上３００μｍ以下である。
【００２４】
その後、基材１０及びポリイミド前駆体層１２は、パターン形成処理部４０内に配置される。図２Ｃに示すように、パターン形成処理部４０内では、公知のフォトリソグラフィー工程を経て、所定のパターンが形成されたポリイミド前駆体層１４が形成される。ここで、本実施形態のパターンの形状は、生体高分子の結晶を含有する溶液を保持する略環状（楕円状を含む）の枠を有する結晶支持体の形状を有している。本実施形態では、感光性のポリイミド前駆体層１２に対してフォトリソグラフィー工程を用いたパターンの形成を行うため、非常に微細な形状の加工が可能となる。具体的には、例えば、２５μｍのスペースを開口させることができる。また、感光性ポリイミド前駆体をフォトリソグラフィー工程によってパターニングするため、従来ポリイミド膜のパターンを形成するために要求されたマスクの形成工程が不要となる。その結果、製造工程を大幅な削減と歩留まり向上が達成される。なお、生体高分子の結晶構造解析を行うための結晶支持体のような精密構造体を製造する観点から言えば、感光性ポリイミド前駆体を用いることは非常に好ましい一態様である。
【００２５】
次に、基材１０及びパターンが形成されたポリイミド前駆体層１４は、イミド化処理部５０に配置される。図２Ｄに示すように、このイミド化処理部５０内では、ポリイミド樹脂層１６が形成される。具体的には、まず、図示しない排気ポンプによりイミド化処理部５０内の気体を排気しつつ、バルブを開放して室内に窒素ガスボンベから窒素が導入されることにより、室内が所定圧力（本実施形態においては約０．１ＭＰａ（１気圧））となるように調節される。なお、室内に窒素ガスを導入することにより、パターンが形成されたポリイミド前駆体層１４に与える熱の熱伝導性が向上する結果、面内均一性の高いポリイミド樹脂層１６が形成される。室内の圧力が上述の通りに制御された後、基材１０を保持する図示しないステージ内のヒーターによりステージが３５０℃に加熱される。基材１０は、１時間継続的に加熱された後、常温にまで冷却される。この加熱処理の結果、ポリイミド樹脂層１６が形成される。なお、ポリイミド樹脂層１６の厚みは、加熱前のポリイミド前駆体層１４の厚みの約６割となる。
【００２６】
上述の通り、パターンが形成されたポリイミド前駆体層１４の加熱処理によってポリイミド樹脂層１６が形成された後、基材１０及びパターニングされたポリイミド樹脂層１６は、離脱処理部６０内に配置される。この離脱処理部６０内では、基材１０からポリイミド樹脂層１６が離脱する。
【００２７】
具体的には、図２Ｅに示すように、離脱処理部６０内に配置されるフッ酸含有水溶液６２を貯留する溶液貯留部６４内に、基材１０及びポリイミド樹脂層１６が浸漬される。このとき、公知の温度調節器（例えば、図２Ｅに示す挿入型の温度調節器）を備える温度調節部６６により、フッ酸含有水溶液６２の温度は２０℃以上１００℃以下に調節されている。また、公知の超音波発生器を備える超音波発生部６８により、４０ｋＨｚ（キロヘルツ）の超音波がフッ酸含有水溶液６２に加えられる。なお、基材１０の浸漬時に基材１０を支持する公知の支持具、及び温度調節部６６と超音波発生部６８のための電源は、図を見やすくするために図２Ｅ及び図２Ｆにおいて省略されている。フッ酸含有水溶液６２のフッ酸の濃度は特に限定されないが、本実施形態においては、フッ酸含有水溶液６２のフッ酸濃度は約１０％である。
【００２８】
ところで、上述のフッ酸含有水溶液６２の温度が高ければ高いほど、ポリイミド樹脂層１６の剥離が促進される傾向が確認されている。従って、ポリイミド樹脂層１６の剥離を促進する観点からはその温度の上限が特に定められるものではない。但し、フッ酸含有水溶液６２の温度管理の容易性の観点、あるいは、製造コストの上昇防止の観点から、その温度は１００℃以下が好ましく、特に、６０℃以下であることが好ましい。他方、フッ酸含有水溶液６２の温度が２０℃未満になると、ポリイミド樹脂層１６が離脱するまでに長時間を要するため、ポリイミド膜の生産効率が低下するという問題が生じることになる。また、上述の各観点から言えば、最も好ましい温度範囲は、３５℃以上４０℃以下である。なお、本実施形態では、４０ｋＨｚ（キロヘルツ）の超音波がフッ酸含有水溶液６２に加えられるが、これに限定されない。
【００２９】
本実施形態では、上述の条件下で、基材１０及びポリイミド樹脂層１６が溶液貯留部６４内に約５分間乃至５０分間浸漬される。前述の浸漬の結果、未だポリイミド樹脂層の離脱のメカニズムが明らかではないが、図２Ｆに示すように、基材１０からポリイミド樹脂層１６が離脱し、非常に平坦性に優れたパターンが形成されたポリイミド膜１８が形成される。なお、フッ酸含有水溶液６２の温度が上昇するほど、より短時間にポリイミド樹脂層１６が離脱することが確認されている。
【００３０】
ここで、比較例として、発明者らは、離脱処理部６０が前述の温度調節部６６と前述の超音波発生部６８を備えていない点以外は上述の工程と同じ工程の処理を行った。その結果、未だポリイミド樹脂層の離脱のメカニズムが明らかではないが、溶液貯留部６４内に約８時間浸漬されることにより、非常に平坦性に優れたパターンが形成されたポリイミド膜が基材１０から離脱した。なお、前述の通り、前述の温度調節部６６と前述の超音波発生部６８を備えていない離脱処理部６０による処理であっても、非常に平坦性に優れたパターンが形成されたポリイミド膜１６が基材１０から離脱することが確認された。
【００３１】
最後に、パターンが形成されたポリイミド樹脂膜１６は、離脱処理部６０から洗浄部７０に移される。この洗浄部７０内では、このパターンが形成されたポリイミド樹脂膜１６が洗浄される。具体的には、図２Ｇに示すように、洗浄部７０内に配置される純水７２を貯留する純水貯留部７４内に、前述のパターンが形成されたポリイミド樹脂膜１６が約３０分間浸漬される。この純水貯留部７４内への浸漬処理により、パターンが形成されたポリイミド樹脂膜１６に付着していたフッ酸含有水溶液６２が取り除かれる。
【００３２】
なお、シリコン基板を基材１０とした場合、その表面上に形成され得る自然酸化膜の有無に関わらず、上述の各実施形態の製造方法及びその製造装置を採用することにより、非常に平坦性に優れたパターンが形成されたポリイミド膜が形成されることが確認されている。但し、前処理として、その自然酸化膜を除去したシリコン基板を基材として用いた方が自然酸化膜が形成されているシリコン基板を基材とした場合と比べて早期にポリイミド層が離脱する傾向にあることも確認されている。
【００３３】
＜第２の実施形態＞
本実施形態では、パターンが形成されたポリイミド樹脂膜の製造方法の一部を除き、第１の実施形態のそれと同じである。従って、第１の実施形態と重複する説明は省略され得る。
【００３４】
本実施形態の製造方法では、ポリイミド前駆体層２２のパターンを形成する方法が第１の実施形態のそれと異なる。図３Ａ乃至図３Ｅは、第１の実施形態における図２Ｂ乃至図２Ｃの工程に相当する。本実施形態では、感光性ポリイミド前駆体の代わりに、非感光性ポリイミド前駆体が用いられる。以下に、その相違部分について説明する。
【００３５】
図３Ａは、第１の実施形態の図２Ｂに相当する図面である。図３Ａに示すように、本実施形態では、非感光性のポリイミド前駆体層２２が、スピンコート法により基材１０上に一様に形成される。その後、図３Ｂに示すように、そのポリイミド前駆体層２２上に、ニッケル・クロム合金層である金属層２６が一様に形成される。その後、図３Ｃに示すように、レジスト膜を用いた公知のフォトリソグラフィー工程を経て、所定の金属層２６のパターンが形成される。その後、図３Ｄに示すように、このパターニングされた金属層２６をエッチングマスクとして、公知のドライエッチング法（例えば、公知のプラズマエッチング処理）により、ポリイミド前駆体層２２がエッチングされる。その後、公知の除去手段により、レジスト膜及び金属層２６が除去される。その結果、図３Ｅに示すように、所定のパターンが形成されたポリイミド前駆体層２４が形成される。
【００３６】
上述のパターン形成手段が採用された場合であっても、平坦で精細なパターンを持つポリイミド前駆体層２４が形成される。
【００３７】
本実施形態では、従来技術のように、ポリイミド膜の片面全面と基材とを接着させるために、そのポリイミド膜と基材との間に接着剤や粘着剤を塗布することを要しない。従って、ポリイミド膜を基材から物理的に剥がす工程が不要となるため、ポリイミド膜を離脱する際にそのポリイミド膜が物理的に変形してしまう可能性は実質的に皆無か、あるいは極めて低くなる。この効果は、第１の実施形態にも当てはまる。
【００３８】
＜その他の実施形態＞
ところで、上述の各実施形態においては、基材１０がシリコン基板であったが、これに限定されない。例えば、シリコン基板の代わりに、市販のガラス基板（例えば、パイレックス（登録商標）ガラス）を基材とした場合であっても、上述の各実施形態の製造工程及びその製造装置を採用することにより、本発明の効果と同様の効果が確認された。
【００３９】
また、上述の各実施形態においては、ポリイミド前駆体層からポリイミド樹脂層を形成する手段を加熱処理により行っているが、これに限定されない。例えば、ポリイミド前駆体層に対し無水酢酸等の酸無水物に代表される脱水閉環剤と、第３アミン類とを接触させることによるケミカルキュア法によってポリイミド樹脂層を形成することも代替的な一態様である。また、加熱処理とケミカルキュア法との両者を用いてポリイミド前駆体層からポリイミド樹脂層を形成してもよい。
【００４０】
また、上述の各実施形態においては、フッ酸含有水溶液を貯留する溶液貯留部内に基材及びポリイミド樹脂層を浸漬することにより、基材からポリイミド樹脂層を離脱させているが、これに限定されない。例えば、基材及びポリイミド樹脂層に対してフッ酸含有水溶液を噴射することにより、基材からポリイミド樹脂層を離脱させても良い。
【００４１】
また、上述の各実施形態においては、純水を貯留する純水貯留部内にポリイミド樹脂膜を浸漬することにより、パターンが形成されたポリイミド膜を洗浄しているが、これに限定されない。例えば、ポリイミド樹脂膜に対し、純水を噴射することにより、パターンが形成されたポリイミド膜を洗浄しても良い。
【００４２】
また、上述の各実施形態において、第１処理部１００ａがポリイミド前駆体層形成部３０、パターン形成処理部４０、及びイミド化処理部５０を備えおり、第２処理部１００ｂが離脱処理部６０及び洗浄部７０を備えているが、上述の実施形態の製造装置１００はこれらの構成に限定されない。基材上にポリイミド前駆体層を形成する工程又は装置、ポリイミド前駆体層のパターンを形成する工程又は装置、ポリイミド前駆体層からポリイミド樹脂層を形成する工程又は装置、及び、基材からポリイミド樹脂層を離脱させる工程及び装置を全体として備えていれば、本発明の効果と実質的に同等の効果が奏される。以上、述べたとおり、本発明の範囲内に存在する変形例もまた、特許請求の範囲に含まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、パターンが形成されたポリイミド膜の製造方法、その製造装置、並びにパターンが形成されたポリイミド膜の製造の要素技術として広く利用され得る。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の１つの実施形態におけるパターンが形成されたポリイミド膜製造装置の平面図である。
【図２Ａ】本発明の１つの実施形態におけるパターンが形成されたポリイミド膜製造プロセスフローを説明する模式図である。
【図２Ｂ】本発明の１つの実施形態におけるパターンが形成されたポリイミド膜製造プロセスフローを説明する模式図である。
【図２Ｃ】本発明の１つの実施形態におけるパターンが形成されたポリイミド膜製造プロセスフローを説明する模式図である。
【図２Ｄ】本発明の１つの実施形態におけるパターンが形成されたポリイミド膜製造プロセスフローを説明する模式図である。
【図２Ｅ】本発明の１つの実施形態におけるパターンが形成されたポリイミド膜製造プロセスフローを説明する模式図である。
【図２Ｆ】本発明の１つの実施形態におけるパターンが形成されたポリイミド膜製造プロセスフローを説明する模式図である。
【図２Ｇ】本発明の１つの実施形態におけるパターンが形成されたポリイミド膜製造プロセスフローを説明する模式図である。
【図３Ａ】本発明の他の実施形態におけるパターンが形成されたポリイミド膜製造プロセスフローを説明する模式図である。
【図３Ｂ】本発明の他の実施形態におけるパターンが形成されたポリイミド膜製造プロセスフローを説明する模式図である。
【図３Ｃ】本発明の他の実施形態におけるパターンが形成されたポリイミド膜製造プロセスフローを説明する模式図である。
【図３Ｄ】本発明の他の実施形態におけるパターンが形成されたポリイミド膜製造プロセスフローを説明する模式図である。
【図３Ｅ】本発明の他の実施形態におけるパターンが形成されたポリイミド膜製造プロセスフローを説明する模式図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０ 基材
１２，２２ ポリイミド前駆体層
１４，２４ パターンが形成されたポリイミド前駆体層
１６ ポリイミド樹脂層（パターンが形成されたポリイミド膜）
２６ 金属層
３０ ポリイミド前駆体層形成部
４０ パターン形成処理部
５０ イミド化処理部
６０ 離脱処理部
６２ フッ酸含有水溶液
６４ 溶液貯留部
６６ 温度調節部
６８ 超音波発生部
７０ 洗浄部
７２ 純水
７４ 純水貯留部
１００ パターンが形成されたポリイミド膜の製造装置
１００ａ 第１処理部
１００ｂ 第２処理部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材上にポリイミド前駆体層を形成する工程と、
前記ポリイミド前駆体層のパターンを形成するパターン形成工程と、
前記パターンが形成された前記ポリイミド前駆体層をイミド化することによりポリイミド樹脂層を形成するイミド化処理工程と、
前記基材及び前記ポリイミド樹脂層にフッ酸を含む溶液を接触させることにより、前記基材から前記ポリイミド樹脂層を離脱させる離脱工程とを備える
パターンが形成されたポリイミド膜の製造方法。
【請求項２】
前記離脱工程は、前記溶液に超音波を加えながら行われる
請求項１に記載のパターンが形成されたポリイミド膜の製造方法。
【請求項３】
前記離脱工程は、前記溶液の温度を２０℃以上１００℃以下で行われる
請求項１に記載のパターンが形成されたポリイミド膜の製造方法。
【請求項４】
前記基材は、シリコン基板又はガラス基板である
請求項１に記載のパターンが形成されたポリイミド膜の製造方法。
【請求項５】
前記ポリイミド前駆体が感光性ポリイミド前駆体である
請求項１に記載のパターンが形成されたポリイミド膜の製造方法。
【請求項６】
前記パターン形成工程が、前記ポリイミド前駆体層のパターンを形成するとともに、前記パターンの一部が生体高分子の結晶を含有する溶液を保持するための支持部を結晶支持体として形成する
請求項１に記載のパターンが形成されたポリイミド膜の製造方法。
【請求項７】
基材上にポリイミド前駆体層を形成するポリイミド前駆体層形成部と、
前記ポリイミド前駆体層のパターンを形成するパターン形成処理部と、
前記パターンが形成された前記ポリイミド前駆体層をイミド化することによりポリイミド樹脂層を形成するイミド化処理部と、
前記基材及び前記ポリイミド樹脂層にフッ酸を含む溶液を接触させることにより、前記基材から前記ポリイミド樹脂層を離脱させる離脱処理部とを備える
パターンが形成されたポリイミド膜の製造装置。
【請求項８】
前記離脱処理部は、前記溶液に超音波を加える超音波発生部をさらに備える
請求項７に記載のパターンが形成されたポリイミド膜の製造装置。
【請求項９】
前記離脱処理部は、前記溶液の温度を２０℃以上１００℃以下に調節する温度調節部をさらに備える
請求項７に記載のパターンが形成されたポリイミド膜の製造装置。
【請求項１０】
前記基材は、シリコン基板又はガラス基板である
請求項７に記載のパターンが形成されたポリイミド膜の製造装置。
【請求項１１】
前記ポリイミド前駆体が感光性ポリイミド前駆体である
請求項７に記載のパターンが形成されたポリイミド膜の製造装置。
【請求項１２】
シリコン基板又はガラス基板上に、感光性ポリイミド前駆体層が形成された
パターンが形成されたポリイミド膜の製造用基材。
【請求項１】
基材上にポリイミド前駆体層を形成する工程と、
前記ポリイミド前駆体層のパターンを形成するパターン形成工程と、
前記パターンが形成された前記ポリイミド前駆体層をイミド化することによりポリイミド樹脂層を形成するイミド化処理工程と、
前記基材及び前記ポリイミド樹脂層にフッ酸を含む溶液を接触させることにより、前記基材から前記ポリイミド樹脂層を離脱させる離脱工程とを備える
パターンが形成されたポリイミド膜の製造方法。
【請求項２】
前記離脱工程は、前記溶液に超音波を加えながら行われる
請求項１に記載のパターンが形成されたポリイミド膜の製造方法。
【請求項３】
前記離脱工程は、前記溶液の温度を２０℃以上１００℃以下で行われる
請求項１に記載のパターンが形成されたポリイミド膜の製造方法。
【請求項４】
前記基材は、シリコン基板又はガラス基板である
請求項１に記載のパターンが形成されたポリイミド膜の製造方法。
【請求項５】
前記ポリイミド前駆体が感光性ポリイミド前駆体である
請求項１に記載のパターンが形成されたポリイミド膜の製造方法。
【請求項６】
前記パターン形成工程が、前記ポリイミド前駆体層のパターンを形成するとともに、前記パターンの一部が生体高分子の結晶を含有する溶液を保持するための支持部を結晶支持体として形成する
請求項１に記載のパターンが形成されたポリイミド膜の製造方法。
【請求項７】
基材上にポリイミド前駆体層を形成するポリイミド前駆体層形成部と、
前記ポリイミド前駆体層のパターンを形成するパターン形成処理部と、
前記パターンが形成された前記ポリイミド前駆体層をイミド化することによりポリイミド樹脂層を形成するイミド化処理部と、
前記基材及び前記ポリイミド樹脂層にフッ酸を含む溶液を接触させることにより、前記基材から前記ポリイミド樹脂層を離脱させる離脱処理部とを備える
パターンが形成されたポリイミド膜の製造装置。
【請求項８】
前記離脱処理部は、前記溶液に超音波を加える超音波発生部をさらに備える
請求項７に記載のパターンが形成されたポリイミド膜の製造装置。
【請求項９】
前記離脱処理部は、前記溶液の温度を２０℃以上１００℃以下に調節する温度調節部をさらに備える
請求項７に記載のパターンが形成されたポリイミド膜の製造装置。
【請求項１０】
前記基材は、シリコン基板又はガラス基板である
請求項７に記載のパターンが形成されたポリイミド膜の製造装置。
【請求項１１】
前記ポリイミド前駆体が感光性ポリイミド前駆体である
請求項７に記載のパターンが形成されたポリイミド膜の製造装置。
【請求項１２】
シリコン基板又はガラス基板上に、感光性ポリイミド前駆体層が形成された
パターンが形成されたポリイミド膜の製造用基材。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図２Ｄ】
【図２Ｅ】
【図２Ｆ】
【図２Ｇ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図３Ｄ】
【図３Ｅ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図２Ｄ】
【図２Ｅ】
【図２Ｆ】
【図２Ｇ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図３Ｄ】
【図３Ｅ】
【公開番号】特開２０１０−４２６４４（Ｐ２０１０−４２６４４Ａ）
【公開日】平成２２年２月２５日（２０１０．２．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２１００１０（Ｐ２００８−２１００１０）
【出願日】平成２０年８月１８日（２００８．８．１８）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第３項適用申請有り 平成２０年７月３０日から平成２０年８月１日に、財団法人マイクロマシンセンター主催のマイクロナノ２００８ 第１９回マイクロマシン／ＭＥＭＳ展にて発表
【出願人】（３０７０２１０９２）山中セミコンダクター株式会社 (4)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月２５日（２０１０．２．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月１８日（２００８．８．１８）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第３項適用申請有り 平成２０年７月３０日から平成２０年８月１日に、財団法人マイクロマシンセンター主催のマイクロナノ２００８ 第１９回マイクロマシン／ＭＥＭＳ展にて発表
【出願人】（３０７０２１０９２）山中セミコンダクター株式会社 (4)
【Ｆターム（参考）】
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