(57)【要約】【課題】  本発明の目的は、高精細でかつ高スループットな膜パターンの製造方法、及び環境負荷がなく、低資源、低コストで電子デバイスを製造する方法を提供することにある。【解決手段】  本発明は、基体上に単分子膜を形成する工程と、前記単分子膜の少なくとも一部に接触させるようにマスクを配置する、又は、液体を配置する工程と、前記マスク又は液体が接触していない前記単分子膜にオゾンを供給する、又は、酸素の存在下で紫外線を照射する工程と、を含む、膜パターンの製造方法を提供する。また、本発明は、前記単分子膜パターンの製造方法を使用する電子デバイスの製造方法を提供する。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体上に単分子膜を形成する工程と、
前記単分子膜の少なくとも一部に接触させるようにマスクを配置する工程と、
前記マスクが接触していない前記単分子膜にオゾンを供給する、又は、酸素の存在下で紫外線を照射する工程と、
を含む、膜パターンの製造方法。
【請求項２】
基体上に単分子膜を形成する工程と、
前記単分子膜上に液体を配置する工程と、
前記液体が接触していない前記単分子膜にオゾンを供給する、又は、酸素の存在下で紫外線を照射する工程と、
を含む、膜パターンの製造方法。
【請求項３】
請求項２において、
前記液体を配置する工程は、インクジェット法を用いて行われる、膜パターンの製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかにおいて、
前記オゾンを供給する工程において、前記オゾンを供給すると共に紫外線を照射する、膜パターンの製造方法。
【請求項５】
基体上に単分子膜を形成する工程と、
酸素の存在下で、前記単分子膜の少なくとも一部に接触させるようにマスクを配置する工程と、
前記単分子膜に紫外線を照射する工程と、を含み、
前記マスクは、該マスクの下面に窪みを有し、
前記マスクを配置する工程は、前記マスクの下面を前記単分子膜に接触させるように配置する、膜パターンの製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかにおいて、
前記基体が紫外線透過性を有する、膜パターンの製造方法。
【請求項７】
基体上に単分子膜を形成する工程と、
前記単分子膜の少なくとも一部に接触させるようにマスクを配置する工程と、
前記マスクが接触していない前記単分子膜にオゾンを供給する、又は、酸素の存在下で紫外線を照射し、該マスクが接触していない該単分子膜を除去する工程と、
前記単分子膜が除去された前記基体上に導電層を形成する工程と、
を含む、導電層の製造方法。
【請求項８】
基体上に単分子膜を形成する工程と、
前記単分子膜上に液体を配置する工程と、
前記液体が接触していない前記単分子膜にオゾンを供給する、又は、酸素の存在下で紫外線を照射し、該液体が接触していない該単分子膜を除去する工程と、
前記単分子膜が除去された前記基体上に導電層を形成する工程と、
を含む、導電層の製造方法。
【請求項９】
基体上に単分子膜を形成する工程と、
酸素の存在下で、前記単分子膜の少なくとも一部に接触させるようにマスクを配置する工程と、
前記単分子膜に紫外線を照射し、前記マスクが接触していない該単分子膜を除去する工程と、
前記単分子膜が除去された前記基体上に導電層を形成する工程と、を含み、
前記マスクは、該マスクの下面に窪みを有し、
前記マスクを配置する工程は、前記マスクの下面を前記単分子膜に接触させるように配置する、導電層の製造方法。
【請求項１０】
請求項７〜９のいずれかにおいて、前記導電層を形成する工程は、めっき処理を行う工程を含む、導電層の製造方法。
【請求項１１】
請求項７〜９のいずれかにおいて、前記導電層を形成する工程は、該導電層の材料を含む溶液を塗布する工程を含む、導電層の製造方法。
【請求項１２】
請求項１１において、前記溶液を塗布する工程は、インクジェット法により行われる、導電層の製造方法。
【請求項１３】
請求項１〜６のいずれかに記載の膜パターンの製造方法、又は、請求項７〜１２のいずれかに記載の導電層の製造方法を使用する電子デバイスの製造方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の電子デバイスの製造方法により製造された電子デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高精細でかつ高スループットな膜パターンの製造方法、並びに該方法を用いた導電層の製造方法、電子デバイスの製造方法及び電子デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子デバイスは、一般的に薄膜の基板全面形成及びフォトエッチングといった工程を繰り返し経て作製される。この薄膜は通常数十〜数百ｎｍの厚さであるが、結果として材料の大部分をエッチングで除去してしまう為に、環境負荷やコストの面で大きな問題を抱えている。
【０００３】
これに対して、せいぜい長さ数ｎｍ程度の導電性を示したり、撥液性を示したり、バイオセンサー機能をもった単分子膜を基板上に成膜し、パターニングする事により、圧倒的に低資源、低コスト、でデバイスを作製する技術が開発されつつある。
【０００４】
例えば、導電性の単分子膜であれば、そのままパターニングを行えば回路を形成する事が出来る。また、撥液膜のパターニングによって親液/撥液領域を基板上に形成する事ができれば、その後にインクジェット法などの液相プロセスによって機能性材料を親液領域にパターニングする際の精度を格段に上げることができる。
【０００５】
この単分子膜（例えば、自己組織化単分子膜：self assembled monolayers：ＳＡＭ等）のパターニングは、一般的には基板全面にＳＡＭを形成した後に、紫外線や電子線などのエネルギー線をパターン状に照射する事で形成される。しかし、紫外線や電子線による分解では時間やコストがかかりすぎるために実用的ではない。
【０００６】
特開２００２−２３３６７号公報では、基板表面に、膜厚が３ｎｍ以下の有機分子膜を形成した後に、基板表面近傍にオゾンを供給しながら有機分子膜に紫外光を照射して、有機分子膜の一部を除去する有機分子膜パターンの製造方法が提案されている（特許文献１）。そして、該公報には、マスクと基板との間にオゾンを供給する事で効率的にパターニングを行う方法が開示されている。しかし、この方法ではオゾンが基板全面に接しているために、基板全体のＳＡＭの分解を促進してしまい、高コントラストのパターンを得る事ができない。
【０００７】
また、特開２０００−２４９８２１号公報では、少なくとも光触媒含有層を有する光触媒含有層側基板と、少なくとも前記光触媒含有層中の光触媒の作用により特性の変化する特性変化層を有するパターン形成体用基板とを、前記光触媒含有層および前記特性変化層が接触するように配置した後、露光することにより、露光した部分の特性変化層の特性を変化させ、次いで光触媒含有層側基板を取り外すことにより、特性変化層上に特性の変化したパターンを有するパターン形成体を得る、パターン形成体の製造方法が提案されている（特許文献２）。該公報に記載のこの製造方法は、光触媒の効果により効率的にＳＡＭを分解しようとする方法である。しかし、光触媒層によって光やオゾンが拡散し、精細なパターンを行う事が出来ず、生産性も良好でない。
【特許文献１】特開２００２−２３３６７号公報
【特許文献２】特開２０００−２４９８２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って、本発明の目的は、高精細でかつ高スループットな膜パターンの製造方法を提供することにある。
【０００９】
また、本発明の他の目的は、環境負荷がなく、低資源、低コストで電子デバイスを製造する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、鋭意研究した結果、単分子膜表面が空間的にオゾンと接する部分及び接しない部分をつくり、パターン状にオゾンをＳＡＭに接触させるＳＡＭパターニングのプロセスが、前記目的を達成し得ることの知見を得た。
【００１１】
本発明は、前記知見に基づきなされたもので、下記の膜パターンの製造方法、導電層の製造方法、電子デバイスの製造方法及び電子デバイスをそれぞれ提供するものである。
【００１２】
１．基体上に単分子膜を形成する工程と、前記単分子膜の少なくとも一部に接触させるようにマスクを配置する工程と、前記マスクが接触していない前記単分子膜にオゾンを供給する、又は、酸素の存在下で紫外線を照射する工程と、を含む、膜パターンの製造方法。
【００１３】
２．基体上に単分子膜を形成する工程と、前記単分子膜上に液体を配置する工程と、前記液体が接触していない前記単分子膜にオゾンを供給する、又は、酸素の存在下で紫外線を照射する工程と、を含む、膜パターンの製造方法。
【００１４】
３．前記２において、前記液体を配置する工程は、インクジェット法を用いて行われる、膜パターン形成方法。
【００１５】
４．前記１〜３のいずれかにおいて、前記オゾンを供給する工程において、前記オゾンを供給すると共に紫外線を照射する、膜パターンの製造方法。
【００１６】
５．基体上に単分子膜を形成する工程と、酸素の存在下で、前記単分子膜の少なくとも一部に接触させるようにマスクを配置する工程と、前記単分子膜に紫外線を照射する工程と、を含み、前記マスクは、該マスクの下面に窪みを有し、前記マスクを配置する工程は、前記マスクの下面を前記単分子膜に接触させるように配置する、膜パターンの製造方法。
【００１７】
６．前記１〜５のいずれかにおいて、前記基体が紫外線透過性を有する、膜パターン製造方法。
【００１８】
７．基体上に単分子膜を形成する工程と、前記単分子膜の少なくとも一部に接触させるようにマスクを配置する工程と、前記マスクが接触していない前記単分子膜にオゾンを供給する、又は、酸素の存在下で紫外線を照射し、該マスクが接触していない該単分子膜を除去する工程と、前記単分子膜が除去された前記基体上に導電層を形成する工程と、を含む、導電層の製造方法。
【００１９】
８．基体上に単分子膜を形成する工程と、前記単分子膜上に液体を配置する工程と、前記液体が接触していない前記単分子膜にオゾンを供給する、又は、酸素の存在下で紫外線を照射し、該液体が接触していない該単分子膜を除去する工程と、前記単分子膜が除去された前記基体上に導電層を形成する工程と、を含む、導電層の製造方法。
【００２０】
９．基体上に単分子膜を形成する工程と、酸素の存在下で、前記単分子膜の少なくとも一部に接触させるようにマスクを配置する工程と、前記単分子膜に紫外線を照射し、前記マスクが接触していない該単分子膜を除去する工程と、前記単分子膜が除去された前記基体上に導電層を形成する工程と、を含み、前記マスクは、該マスクの下面に窪みを有し、前記マスクを配置する工程は、前記マスクの下面を前記単分子膜に接触させるように配置する、導電層の製造方法。
【００２１】
１０.前記７〜９のいずれかにおいて、前記導電層を形成する工程は、めっき処理を行う工程を含む、導電層の製造方法。
【００２２】
１１．前記７〜９のいずれかにおいて、前記導電層を形成する工程は、該導電層の材料を含む溶液を塗布する工程を含む、導電層の製造方法。
【００２３】
１２．前記１１において、前記溶液を塗布する工程は、インクジェット法により行われる、導電層の製造方法。
【００２４】
１３．前記１〜６のいずれかに記載の膜パターン製造方法、又は、前記７〜１２のいずれかに記載の導電層の製造方法を使用する電子デバイスの製造方法。
【００２５】
１４．前記１３に記載の電子デバイスの製造方法により製造された電子デバイス。
【００２６】
（単分子膜パターンの製造方法）
以下、本発明の単分子膜パターンの製造方法について、その好ましい実施形態に基づき説明する。
【００２７】
本発明に係る単分子膜パターンの製造方法は、基体上に単分子膜を形成する膜形成工程と、前記単分子膜の表面に、空間部及び非空間部を設けて、オゾンを供与するか又は酸素の存在下に紫外線を供与するオゾン付与工程と、を含むことを特徴とする。
【００２８】
本発明は、かかる構成からなるため、高精細でかつ高スループットな膜パターンの形成が可能となる。また、この製造方法により、ＳＡＭのパターニングを従来よりも圧倒的に低コスト、高生産性で行うことができる。
【００２９】
本発明に係る膜形成工程において単分子膜を形成するための基体の材料としては、Ｓｉ（シリコン）ウエハー、石英、石英ガラス、ガラス、プラスチックフィルム、金属基板等が挙げられる。また、基体の形状としては、板状の基体や、球体等の曲面を有する曲面体など各種のものを用いることができる。
【００３０】
単分子膜としては、基体上に成膜される有機分子膜等のあらゆる単分子膜が挙げられ、特に有機化合物極薄膜、中でも自己組織化単分子膜（self assembled monolayers：ＳＡＭ）が次の点で好ましい。即ち、自己組織化単分子膜は、基板などの下地層を構成している原子と反応可能な結合性官能基を持った分子を、配向させて形成された膜である。前記自己組織化膜はフォトレジスト材等の樹脂膜とは異なり、単分子を配向させて形成されているので、極めて膜厚を薄くすることができ、極めて均一な膜となる。これにより、優れた撥液性や親液性、導電性や磁性、ＤＮＡセンサー機能などの表面特性を付与基板にすることができる。
【００３１】
この単分子膜の膜厚は、分子鎖の長さによって決まるが、通常１ｎｍ程度若しくはそれ以下、厚くとも５ｎｍ程度であり、従来フォトリソグラフィーで用いられているレジスト膜とは全く異なるオーダーである。
【００３２】
単分子膜として好適なＳＡＭとしては、導電性ＳＡＭ、磁性を持ったＳＡＭ、高誘電性のＳＡＭ、親液性のＳＡＭ、撥液性のＳＡＭ、エッチングのレジストとなるＳＡＭ、ＤＮＡセンサーに用いるＳＡＭが代表として挙げられ、基板等の基体上に成膜されるあらゆるＳＡＭに適用することができる。
【００３３】
単分子膜を形成する化合物としては、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）を用いてトリメチルシリル（ＴＭＳ）単分子膜を用いることができる。また、この単分子膜としては、オクタデシルトリエトキシシランやヘプタデカフルオロ-1,1,2,2-テトラヒドロデシルトリエトキシシラン等のアルコキシシラン化合物や、ヘキサデカンチオールなどのチオール系化合物の自己組織化単分子膜等も用いることができる。さらに、ここに示すもの以外の単分子膜についてもこのようなパターンニング技術が有効であることは言うまでもない。使用に際しては、一つの化合物を単独で用いるのも好ましいが、２種以上の化合物を組み合わせて使用しても、本発明の効果を損ない限り制限されない。
【００３４】
本発明の一の実施形態に係るオゾン付与工程（実施形態１）では、前記膜形成工程において形成した単分子膜の表面に、空間部及び非空間部を設けてオゾンを供与する。空間部を設けることで、オゾンを供与した際に、該空間部に対応する単分子膜の表面はオゾンと接触し、この部分の単分子膜は該オゾンによって分解される。一方、非空間部を設けることで、オゾンを供与した際に、該非空間部に対応する単分子膜の表面はオゾンと接触することがなく、この部分の単分子膜は該オゾンによって分解されず、オゾン供与後も元の単分子膜のまま残存する。これにより、所望するパターン形状に非空間部を設けてオゾン供与することで、その形状に相当する単分子膜パターンを形成することが可能となる。オゾンを供与するには、例えば、オゾン発生器等が使用できる。
【００３５】
かかる実施形態１におけるオゾン付与工程は、孔及び／又は窪みを有するマスクを用いて、該孔及び／又は窪みが空間部を形成するように該マスクを単分子膜の表面に接触させる手段を含む。このとき、マスクの孔のない部分によって非空間部が形成される。孔を有するマスクとしては、図１に示すマスク（穴のあいたマスク）が例示される。また、窪みを有するマスクとしては、図２に示すマスク（部分的に凹んでいるマスク）が例示される。図１及び図２に示すように、孔５又は窪み６を有するマスク３は、基体１上に形成された単分子膜２（ＳＡＭ等）を除去したい部分、即ち供与したオゾンと接触する部分が、該マスクの孔５又は窪み６に対応するように位置設定して、単分子膜２の表面に載置させる等して接触させる。
【００３６】
特に、図２に示す窪み６を有するマスク３は、マスクの表と裏の間に完全に孔５（穴）を開ける事が出来ない場合（島状パターンなどは作れない）に用いることができる。図２に示すように、かかる窪み６を有するマスク３は、マスク表面と裏面が完全につながっていないもので、例えば、ライン及びピッチ等の溝を直線状又は回路パターン状に設けた石英板等が挙げられる。
【００３７】
また、実施形態１におけるオゾン付与工程は、前述のようなマスクを用いることに代えて、インクジェット法により液滴が非空間部を形成するように、該インクジェット液滴を単分子膜の表面に吐出させる手段を含むこともできる。この場合ではデジタルデータを元にして任意の空間部／非空間部パターンを形成できる為に、マスクを作成する必要が無く、より低コストでのパターニングを行う事ができる。例えば、図３に示すように、ＳＡＭ等の単分子膜２を除去したくない部分（単分子膜パターンとして残したい部分）、即ち供与したオゾンと接触しない部分が、該液滴４に対応するように位置設定して、インクジェット液滴４を単分子膜２の表面に吐出させ、該表面を被覆させることができる。インクジェットによるパターニングをした後は、オゾン供与を行い、次にインクジェット液滴を除去する事によって、液滴４（インク）が接触していない部分のみ選択的に単分子膜２の除去を行う事ができる。
【００３８】
ＳＡＭ等の単分子膜が表面全体に形成されている基体は、表面張力が高い状態になっている。このような基体に対しては、インクジェット法によって、１０ミクロン程度の微細パターニングを行うことが可能である。このインクジェット液滴を使用する手段において用いることのできる液滴（インク）としては、次のプロセス（オゾンへの暴露等のオゾン供与、紫外線照射）で変質せず、自然蒸発しない物であれば如何なるものでも良く、例えば、イオン性液体や高沸点液体、またフォトレジストや金属微粒子や金属酸化物微粒子などありとあらゆる物を用いる事ができ、これらの中からＳＡＭ等の単分子膜パターニング後に最終的に除去しやすいものを選んで用いれば良い。
【００３９】
また、このようなインクジェット液滴による方法に替えて、ディスペンサーによるパターン塗布を用いた方法も、本発明の製造方法において適用可能である。
【００４０】
実施形態１に係るオゾン付与工程の具体例を図４に示す。図４に示すように、前述の膜形成工程で基体１上に形成された単分子膜２（ＳＡＭ等）の表面に、孔５を有するマスク３又はインクジェット液滴４を完全に密着させ、その後、外部からオゾンガスの供給によりオゾン雰囲気としたチャンバー７内に、この状態の基体１を置く。このようにすれば、マスク３を用いる場合は孔５のあいている部分にのみ、またインクジェット液滴４を用いる場合は該液滴４が接触していない部分にのみオゾンが侵入し、単分子膜２を分解するため、パターニングを行う事ができる。これにより、基体１上に単分子膜パターン１０を形成することができる。
【００４１】
また、実施形態１に係るオゾン付与工程では、前述のように孔５を有するマスク３やインクジェット液滴４によって空間部及び非空間部を設けた後、オゾンの供与前又は供与後に、該空間部に対応する単分子膜２の表面に、紫外線を照射する紫外線照射工程を含むことが、オゾンによる単分子膜２の分解効果をさらに促進できる点で好ましい。具体的には、図４に示すチャンバー７内において、紫外線光源から紫外線を照射することにより行うことができる。
【００４２】
また、実施形態１に係るオゾン付与工程は、図６に示すように、複数枚のマスク３を用いて単分子膜２が形成された大量の基体１を一括してチャンバー７に入れて処理（バッチ処理）を行う事もできる。これにより、基体１上に形成された単分子膜パターン１０を大量に製造することができる。
【００４３】
図６に示すような基体１を複数用いるバッチ処理をする場合において、前述の紫外線照射工程を行うときは、紫外線透過性を有する基体１を用い、他の基体が該紫外線透過性を有する基体１から透過された紫外線を利用できるようにすれば、効果的に単分子膜２の分解を達成できる。また、マスク３を用いる場合も同様に、該マスク３として紫外線透過性を有するマスクを用いれば、それを透過する紫外線を利用して単分子膜２の分解を促進できる。即ち、図６に示すように、一つの光源で全ての基体１を同時に露光する事ができるように、マスク３と基体１を石英などの紫外線の吸収がない物質で作製しておく事が望ましい。また、紫外線を照射する場合にはチャンバー７内に紫外線反射層を設けておくことで、より効率良く紫外線光を利用する事ができる。
【００４４】
尚、マスク３はオゾンが基体１に接触する／しないを分けるために存在させるためのものであるので、図１及び図２に示すように固体のマスクを用いる場合でプロセス中に紫外線照射を含まない場合には、基体１の材質は任意である。
【００４５】
本発明においては、紫外線の波長は１５０〜３８０ｎｍである事が好ましい。この波長域の紫外光の光源としては、水銀ランプ、メタルハライドランプ、２２２ｎｍ、３０８ｎｍのエキシマ光源や、ＫｒＦエキシマ光源、ＮｄＹＡＧレーザの２次高調波などが挙げられる。これらの光源を用いることにより、単分子膜のパターンニングが可能となる。
【００４６】
より好ましくは２００〜２５０ｎｍである。波長が２００ｎｍよりも短い場合は、パターンを残したい部分のＳＡＭが紫外線のエネルギーによってダメージを受けてしまう可能性があり、２５０ｎｍ以上の場合はオゾンが効率的に生成しない為に、プロセスに必要な時間が増えるからである。よって２００〜２５０ｎｍの波長の紫外線を用いる事で、より短時間で高コントラストのパターンを作成する事ができる。
【００４７】
本発明の他の実施形態に係るオゾン付与工程（実施形態２）では、前記膜形成工程で形成した単分子膜の表面に、空間部及び非空間部を設けて酸素の存在下に紫外線を供与する。これにより発生させたオゾンを単分子膜に接触させる。この時の酸素濃度は０．０１〜１００％の間で調節を行う事ができる。一般的には工程が簡略化できる観点から大気中で行う事が好ましい。
【００４８】
このように空間部を設けることで、紫外線を供与した際に、該空間部に存在する酸素が紫外線によりオゾンとなり、該空間部に対応する単分子膜の表面はこのオゾンと接触し、この部分の単分子膜は該オゾンによって分解される。一方、非空間部を設けることで、酸素が存在することができず、紫外線を供与してもオゾンが発生しない。このため、該非空間部に対応する単分子膜の表面はオゾンと接触することがなく、この部分の単分子膜は該オゾンによって分解されず、紫外線供与後も元の単分子膜のまま残存する。これにより、所望するパターン形状に非空間部を設けて酸素の存在下に紫外線を供与することで、その形状に相当する単分子膜パターンを形成することが可能となる。本実施形態２は、オゾンが単分子膜に接触していない限りは紫外線に対する単分子膜の分解性が極端に下がることを利用した技術である。
【００４９】
実施形態２に係るオゾン付与工程では、紫外線透過性を有し且つ窪みを有するマスクを用いて、該窪みが空間部を形成するように該マスクを単分子膜の表面に接触させる手段を含むことができる。具体例として紫外線透過性を有し且つ図２に示すような窪み６を有するマスク３を用いることが有用である。図２に示すように、この窪み６を有するマスク３は、ＳＡＭ等の単分子膜２を除去したい部分、即ち酸素の存在下に紫外線を供給して発生するオゾンと接触する部分が、該マスクの窪み６に対応するように位置設定して、基体１上の単分子膜２の表面に載置させる等して接触する。
【００５０】
この場合、図５に示すように、空気（酸素を含む）中の雰囲気としたチャンバー７内において、窪み６を有するマスク３を、基体１上の単分子膜２の表面に密着させるとパターン状に空洞ができる。この空洞には酸素が存在する為、マスク３越しに全面に紫外線光源から紫外線を照射すると紫外線が酸素と反応してオゾンが発生し、そのオゾンによってパターン状に単分子膜２の除去を行う事ができる。このようにして、基体１上に単分子膜パターン１０が形成される。この場合には、紫外線照射することとマスク３を石英などの紫外線に対する透過率の良い材料で作る事は必須の条件となる。また、複数枚を一括処理することに関しては、前述の実施形態１で図１に示すマスク又は図３に示すインクジェット液滴を用いる場合（図６参照）と同様である。
【００５１】
実施形態２に係るオゾン付与工程における紫外線の供与には、前述の実施形態１における紫外線供与工程での態様と同様に行うことができる。
【００５２】
本発明においては、前述のようにして得られた単分子膜パターンに対して、更に、無電解ニッケルめっき等のめっき処理を行うことができ、これにより高精細な金属膜パターンを簡易で安価なプロセスで作成する事ができる。尚、本発明においては、これに限るものではなく、コバルト、銅、パラジウム、金等を用いてめっきを行うこともできる。
【００５３】
本発明はまた、前述した単分子膜パターンの製造方法により形成されてなる高精細な単分子膜パターンを高スループットに提供することができる。
【００５４】
本発明はまた、前述した単分子膜パターンの製造方法を使用する単分子膜パターンの製造装置を提供することができる。かかる製造装置によれば、高精細な単分子膜パターンを高スループットに提供することができる。
【００５５】
本発明はまた、前述した単分子膜パターンの製造方法を使用する電子デバイスの製造方法を、環境負荷がなく、低資源、低コストで提供することができる。
【００５６】
本発明はまた、前記電子デバイスの製造方法により得られる電子デバイスを提供することができる。例えば、図７（ａ）のように前述した単分子膜パターンの製造方法を使用して形成された単分子膜の親液／撥液パターンを用いて、インクジェット法等により金属微粒子を含む液体材料８を付与して焼成することにより、図７（ｂ）のように導電層９及び平滑性に優れた微細金属配線回路を形成することができる。このようにして得られる金属配線回路を有する電子デバイス等が挙げられる。
【００５７】
尚、本発明は、上述の実施形態に制限されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【００５８】
本発明においては、マスクや液体が一部に接触配置された単分子膜における、該マスク又は該液体が接触していない部分に、オゾンを供給する、又は、酸素の存在下で紫外線を照射する工程を含むことが主たる特徴であるため、基体上に単分子膜を形成する工程又はマスクや液体を接触配置する工程を施さずに、予め形成された単分子膜を使用したり、予め単分子膜の一部にマスクや液体が接触配置されたものを使用することもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５９】
以下に、本発明の実施例を挙げて、本発明をより具体的に説明するが、本発明は、斯かる実施例により何等制限されるものではない。
【実施例１】
【００６０】
Ｓｉウエハーとヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）とを密閉容器に入れて、容器全体を加熱することで、Ｓｉウエハー表面にトリメチルシリル（ＴＭＳ）単分子層を形成した。このようにして、Ｓｉウエハー上にＴＭＳ単分子層が形成された基板を作製した。この単分子層の膜厚は１ｎｍ以下であった。
【００６１】
次に、この基板の単分子層に対して、厚さ約２ｍｍの石英板に２００μｍ間隔で幅１００μｍの孔が刻まれたマスクを密着させ、密閉チャンバー内に置いた。このチャンバー内にオゾンを供給し、２０分経った時点で基板を外へと取り出した。摩擦力顕微鏡（Ｌａｔｅｒａｌ ＦｏｒｃｅＭｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）を用いて基板の表面を走査したところ、マスクで覆われていた幅２００μｍの領域と、オゾンに接触していた幅１００μｍ領域では摩擦力が異なることが認められた。これにより、ＴＭＳがマスクパターンの形状どおりにパターニングされている事が分かった。
【実施例２】
【００６２】
実施例１と同様にして、Ｓｉウエハー表面にトリメチルシリル（ＴＭＳ）単分子層を形成した基板を作製し、この基板上にインクジェット法を用いて、ヘキサデカンを幅４０μｍライン状に１００μｍおきに直線状に塗布を行った。この基板を、実施例１と同様にチャンバー内に入れ、２０分間オゾン処理を行った。摩擦力顕微鏡で表面状態を測定したところ、１００μｍおきに幅４０μｍのＴＭＳの単分子膜のラインを作製する事ができた。
【実施例３】
【００６３】
実施例１及び２において、チャンバー内にオゾンを供給すると同時に波長域が、２００ｎｍから３８０ｎｍの水銀ランプによる紫外線光の照射を行った。この場合はわずか５分の処理時間によって実施例１または２のような良好なコントラストのとれる単分子膜パターンが形成できる事を摩擦力顕微鏡によって確認できた。
【実施例４】
【００６４】
次は、実施例１〜３の基板に対して無電解めっき法を用いて前記所定パターンに基づいて基材表面に微細構造体を形成する工程である。
【００６５】
単分子膜を形成する膜形成工程及びオゾン供与工程で、選択的にＴＭＳ層をパターニングした試料に、以下の工程で無電界ニッケルめっきを行った。まず、アクチベーターとして、パラジウム塩化合物、塩化水素を含有した混合液を用いた。室温で、ｐＨが５．８になるように、水酸化ナトリウム水溶液を加えて調整した。この液中に、約２分間浸すことで、パラジウムを基板表面に付着した。液から取り出した後、流水中で洗浄を行った。無電解ニッケルめっき液を、７０℃、ｐＨ４．６の条件で保持し、洗浄後の試料を、約２分間浸した。その後、液から取り出した後、流水中で洗浄を行ない、乾燥を行った。この試料をＡＦＭ及びＳＥＭで観察したところ、ＴＭＳ層が除去された石英板上にニッケル膜からなる微細構造体がパターンニングされていることが確認された。ニッケル膜厚は、およそ２００ｎｍであった。
【００６６】
以上の結果から、まず、極薄のＴＭＳ層を本発明の処理によってパターニング加工し、引き続き、無電解ニッケルめっきを施すことにより、比較的短時間で、微細構造体を形成することが可能であることが確認された。
【実施例５】
【００６７】
実施例５は、単分子膜による親液／撥液パターニングの作製方法とそれを用いた回路デバイスの作製方法の実施例である。
【００６８】
まず、紫外線オゾン洗浄器によってガラス基板表面の親液処理を行った。純水で洗浄した後、オクタデシルトリエトキシシランと上記基板を密閉チャンバー内に入れ、１００℃で５時間処理を行う事によってガラス基板上にオクタデシルトリエトキシシランの一様な単分子膜を形成した。この基板表面の純水に対する接触角を測定した所１０４度であった。
【００６９】
次に、厚さ３ｍｍの石英板に幅２０ｕｍ、深さ１ｍｍの回路パターン状の孔が刻まれた厚さ３ｍｍの石英板を、マスクとしてこの単分子膜が形成された基板に密着させ、同様にマスクと基板を密着させた物１０組をチャンバー内に導入した。
【００７０】
このチャンバー内にオゾンを供給し、これら基板に対して、波長域が２００ｎｍから３８０ｎｍの水銀ランプによる紫外線光の照射を１０分行った。これら基板を取り出し、純水に対する接触角の測定を行った結果、マスクに接触していなかった部分（マスクに孔が刻まれていた部分）は接触角が５度以下になっており、マスクと接触していた部分は接触角が１０４度のままであった。つまり、本発明の処理によって１０枚の単分子膜基板を一度に高精細にパターニングする事が出来る事を確認できた。
【実施例６】
【００７１】
上記基板を１０％のフッ酸に２分浸漬させ、単分子膜をマスクとしてガラスのエッチングを行う事により、深さ４００ｎｍ、幅２０μｍの一様な溝を形成する事ができた。次に、金属微粒子を有機溶剤に溶解させた液体材料をインクジェット法により、塗布し、２００℃で３０分焼成する事によって、幅２０μｍの平滑性のよい金属配線回路を基板上に形成する事ができた。
【００７２】
前述した各実施例では、基体上の単分子膜の表面に孔を有するマスクを接触させて、オゾン雰囲気中で紫外線を照射することで単分子膜パターンを形成した例を示したが、これに代えて、空気（酸素を含む）中の雰囲気中において、窪みを有するマスクを、基体上の単分子膜の表面に接触させて紫外線を照射することで単分子膜パターンを形成したところ、同様の結果が得られた。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明は、高精細でかつ高スループットな単分子膜パターンの製造方法及び製造装置、高精細な単分子膜パターン、環境負荷がなく、低資源、低コストで電子デバイスを製造する方法、及び高性能な電子デバイスとして、産業上の利用可能性を有する。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】図１は、本発明に係るオゾン付与工程で孔を有するマスクを使用する例を示す概略断面図である。
【図２】図２は、本発明に係るオゾン付与工程で窪みを有するマスクを使用する例を示す概略断面図である。
【図３】図３は、本発明に係るオゾン付与工程でインクジェット液滴を使用する例を示す概略断面図である。
【図４】図４は、オゾン雰囲気下のチャンバー内でオゾン付与及び必要に応じて紫外線付与を行う工程を説明するための概略断面図である。
【図５】図５は、空気（酸素）雰囲気下のチャンバー内で紫外線付与を行う工程を説明するための概略断面図である。
【図６】図６は、オゾン雰囲気下のチャンバー内で大量の単分子膜パターンを製造するバッチ処理工程を説明するための概略断面図である。
【図７】図７は、本発明に係る膜パターンの製造方法及び導電層の製造方法を使用して、導電層（微細金属配線回路）を形成する工程を説明するための概略断面図である。
【符号の説明】
【００７５】
１０…単分子膜パターン、１…基体、２…単分子膜、３…マスク、４…液滴、５…孔、６…窪み、７…チャンバー、８…金属微粒子を含む液体材料、９…導電層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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