(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空紫外光が照射されることにより、濡れ性が変化するパターン形成面を有するパターン形成用基板を用い、前記パターン形成面上にメタルマスクを配置するメタルマスク配置工程と、
反応性ガスの存在下において、前記メタルマスクを介して前記パターン形成面に真空紫外光を照射することにより、前記パターン形成面にパターン状に濡れ性が変化した濡れ性変化部を形成する、真空紫外光照射工程と、
前記濡れ性変化部が形成されたパターン形成面上に、機能性材料を含有する機能性層形成用塗工液を塗布することにより、パターン状に機能性層を形成する機能性層形成工程と、を有するパターン形成体の製造方法であって、
前記メタルマスクが、金属薄板からなり、開口部を有するメタルマスク本体と、前記開口部を架橋するように形成されたブリッジ部分とを有し、かつ、前記パターン形成面上に配置された際に、前記パターン形成面と前記ブリッジ部分との間に前記反応性ガスが通流可能な空隙が形成されるように、前記ブリッジ部分が形成され、
前記ブリッジ部分がアーチ状に形成されていることを特徴とする、真空紫外光によるパターン形成体の製造方法。
【請求項２】
前記メタルマスクが、前記メタルマスク本体の開口部内に形成された浮島部分を有し、かつ、前記ブリッジ部分が前記メタルマスク本体と、前記浮島部分とを接続するように形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の真空紫外光によるパターン形成体の製造方法。
【請求項３】
前記メタルマスクの前記ブリッジ部分の厚みが、前記メタルマスク本体の厚みより薄いことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の真空紫外光によるパターン形成体の製造方法。
【請求項４】
前記メタルマスクの前記ブリッジ部分の幅が５μｍ〜１００μｍの範囲内であることを特徴とする、請求項１から請求項３までのいずれかの請求項に記載の真空紫外光によるパターン形成体の製造方法。
【請求項５】
前記機能性層形成工程が、前記濡れ性変化部上のみに機能性層を形成するものであることを特徴とする、請求項１から請求項４までのいずれかの請求項に記載の真空紫外光によるパターン形成体の製造方法。
【請求項６】
前記機能性層形成工程が、前記パターン形成面の前記濡れ性変化部以外の表面上に機能性層を形成するものであることを特徴とする、請求項１から請求項４までのいずれかの請求項に記載のパターン形成体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空紫外光を用いたパターン形成体の製造方法等に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、基材上に図案、画像、文字、回路等の種々のパターンを形成するパターン形成体の製造方法としては、様々な方法が提案されている。このようなパターン形成体の製造方法の代表的なものとしては、例えば、平版印刷や、オフセット印刷、ヒートモード記録材料を用いた平版印刷原版を作製する印刷法があり、このような印刷法は簡易的にパターン形成体を製造できるという利点を有することから広く用いられてきた。
【０００３】
一方、近年では、上記印刷法に代わる方法としてフォトリソグラフィー法が主流となってきている。フォトリソグラフィー法とは、例えば、基材上に塗布したフォトレジスト層にパターン露光を行い、露光後、フォトレジストを現像し、さらにエッチングを行ったり、フォトレジストに機能性を有する物質を用いて、フォトレジストの露光によって目的とするパターンを直接形成することによりパターン形成体を製造する方法である。このようなフォトリソグラフィー法は、従来の印刷法に比べて高精細なパターニングが施されたパターン形成体を製造することが可能であるということから、例えば、液晶表示装置に用いられるカラーフィルターの製造方法等に用いられている。
【０００４】
しかしながら、このようなフォトリソグラフィー法においては、フォトレジストを用いるとともに、露光後に液体現像液によって現像を行ったり、エッチングを行う必要があるため、廃液を処理する必要が生じる等の問題があることからフォトリソグラフィー法を用いたパターン形成体の製造方法は必ずしも生産性の高いものではなかった。また、フォトレジストとして機能性の物質を用いた場合には、現像の際に使用されるアルカリ液等によって劣化する等の問題もあり、材料選択の幅が狭いということも指摘されていた。
【０００５】
このような状況において、特許文献１には、真空紫外光を用いるパターン形成体の製造方法が開示されている。特許文献１に開示された方法は、基材および上記基材上に形成された有機物からなる有機分子膜を有するパターン形成用基板に、フォトマスクを介して上記有機分子膜にパターン状に真空紫外光を照射することにより、上記有機分子膜を分解除去し、パターン形成体を製造する方法である。このような真空紫外光を用いる方法は、フォトリソグラフィー法の欠点であった現像液の使用等を必要としないドライプロセスであるため、高生産性でパターン形成体を製造することができる点において有用である。
【０００６】
ところで、特許文献１に開示されているような真空紫外光によるパターンの形成は、有機分子膜が真空紫外光の作用により分解除去されて行われるものである。すなわち、真空紫外光の照射が行われると、有機分子膜の有機物の分子結合が、真空紫外光の作用により切断されたり、また酸素の存在下、酸素が励起されて発生する酸素原子ラジカルが有機物に作用を及ぼすことにより、有機分子膜の有機物が分解物となり、この分解物がパターン形成用基板上から揮発除去されることで、パターンが形成されるものである。
このようなことから、真空紫外光を用いるパターン形成体の製造方法においては、パターンを形成する基材表面に、常時真空紫外光と作用する酸素を存在させておくことが必要となる。
【０００７】
しかしながら、特許文献１のようなフォトマスクを用いる方法では、有機分子膜とフォトマスクとが近接しているため、真空紫外光を連続照射すると真空紫外光と作用する酸素が不足してしまい、結果として真空紫外光によるパターン形成の感度が低下してしまうという問題点があった。
【０００８】
このような問題点に鑑み、本発明者らはメタルマスクを用いて真空紫外光によるパターン形成体を製造することを可能にする発明を完成している（特許文献２）。このようなメタルマスクを用いる方法は、真空紫外光を用いて高精細なパターン状の真空紫外光照射処理が施されたパターン形成体を高感度で製造できるという点において、特許文献１に記載されたような従来の方法に比べて著しく利点を有するものである。
【０００９】
しかしながら、上記メタルマスクはその性質上、パターンを高精細化するとそれに伴って厚みが薄くなる傾向を有することから、特許文献２に記載されたようなメタルマスクを用いる方法においても、例えば、上記メタルマスクとして比較的開口部が大きく形成されたものや、複雑な形状に開口部が形成されたもの等、高精細なパターン状に開口部が形成されたメタルマスクを用いた場合は、パターン形成体を製造する際に開口部の形状が変形してしまい、当初予定していたパターン状に真空紫外光照射処理を行うことが困難になるおそれがあった。
また、特許文献２に記載されたような方法は、従来のフォトマスクを用いた方法においては可能であった浮島パターンを形成することが困難であるという点において、改善の余地があった。
【００１０】
【特許文献１】特開２００１−３２４８１６号公報
【特許文献２】特開２００７−１７８７８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、真空紫外光を用いて高精細かつ複雑なパターン状に、機能性層が形成されたパターン形成体を製造することが可能な、真空紫外光によるパターン形成体の製造方法を提供することを主目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために本発明は、真空紫外光が照射されることにより、濡れ性が変化するパターン形成面を有するパターン形成用基板を用い、上記パターン形成面上にメタルマスクを配置するメタルマスク配置工程と、反応性ガスの存在下において、上記メタルマスクを介して上記パターン形成面に真空紫外光を照射することにより、上記パターン形成面にパターン状に濡れ性が変化した濡れ性変化部を形成する、真空紫外光照射工程と、
上記濡れ性変化部が形成されたパターン形成面上に、機能性材料を含有する機能性層形成用塗工液を塗布することにより、パターン状に機能性層を形成する機能性層形成工程と、を有するパターン形成体の製造方法であって、上記メタルマスクが、金属薄板からなり、開口部を有するメタルマスク本体と、上記開口部を架橋するように形成されたブリッジ部分とを有し、かつ、上記パターン形成面上に配置された際に、上記パターン形成面と上記ブリッジ部分との間に上記反応性ガスが通流可能な空隙が形成されるように、上記ブリッジ部分が形成されていることを特徴とする、真空紫外光によるパターン形成体の製造方法を提供する。
【００１３】
本発明によれば、上記メタルマスク配置工程に用いられるメタルマスクが、メタルマスク本体に形成された開口部が上記ブリッジ部分によって架橋された構造を有することにより、上記開口部を高精細かつ複雑な形状に形成したとしても、上記メタルマスク配置工程において当該メタルマスクが上記パターン形成面上に配置される際に、開口部の形状が変形することを防止できる。
また、上記メタルマスクにおけるブリッジ部分が、上記パターン形成面上に配置された際に、上記パターン形成面とブリッジ部分との間に上記反応性ガスが通流可能な空隙が形成されるように形成されていることにより、上記真空紫外光照射工程において上記パターン形成面に真空紫外光を照射した際に、ブリッジ部分によって真空紫外光が遮蔽され、ブリッジ部分の下側に位置するパターン形成面が分解除去されずに残存してしまうことを防止でき、ブリッジ部分の下側に位置するパターン形成面について分解除去することが可能になる。
このため、本発明の真空紫外光によるパターン形成体の製造方法によれば、上記メタルマスクとして高精細かつ複雑なパターン状に開口部が形成されたものを用いたとしても、当該開口部の形状どおりに濡れ性変化部を形成できる結果、上記機能性層形成工程において、所定のパターン状どおりに正確に機能性層を形成することができる。
このようなことから本発明によれば、真空紫外光を用いて高精細かつ複雑なパターン状に、機能性層が形成されたパターン形成体を製造することができる。
【００１４】
本発明においては、上記メタルマスク配置工程に用いられるメタルマスクが、上記メタルマスク本体の開口部内に形成された浮島部分を有し、かつ、上記ブリッジ部分が上記メタルマスク本体と、上記浮島部分とを接続するように形成されたものであってもよい。このような構造を有するメタルマスクが用いられることにより、本発明によって浮島パターン状に濡れ性変化部を形成でき、さらに浮島パターン状に形成された機能性層を有するパターン形成体を製造することができるからである。
【００１５】
また本発明においては、上記メタルマスクの上記ブリッジ部分の厚みが、上記メタルマスク本体の厚みより薄いことが好ましい。また上記メタルマスクは、少なくとも一方の面からのハーフエッチングにより形成されたものであることが好ましい。これにより、上記真空紫外光照射工程において、上記ブリッジ部分と上記パターン形成面との間に十分な反応性ガスを通流させ、かつ、上記ブリッジ部分の下側に位置するパターン形成面の表面にも真空紫外光を照射することができるようになる結果、上記ブリッジ部分の下に位置するパターン形成面に濡れ性変化部を形成することが容易になるからである。
【００１６】
さらに本発明においては、上記メタルマスクの上記ブリッジ部分の幅が５μｍ〜１００μｍの範囲内であることが好ましい。これにより上記真空紫外光照射工程において、上記ブリッジ部分の下部に形成される空隙に十分に真空紫外光を回り込ませることが可能になり、ブリッジ部分の下部に位置するパターン形成面に濡れ性変化部が形成されなくなることを、より効果的に防止することができるからである。
【００１７】
本発明においては、上記機能性層形成工程が、上記濡れ性変化部上のみに機能性層を形成するものであってもよく、あるいは上記機能性層形成工程が、上記パターン形成面の上記濡れ性変化部以外の表面上に機能性層を形成するものであってもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、真空紫外光を用いて高精細かつ複雑なパターン状に、機能性層が形成されたパターン形成体を製造することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の真空紫外光によるパターン形成体の製造方法（以下、単に「本発明のパターン形成体の製造方法」と称する場合がある。）について説明する。
【００２０】
上述したように本発明のパターン形成体の製造方法は、真空紫外光が照射されることにより、濡れ性が変化するパターン形成面を有するパターン形成用基板を用い、上記パターン形成面上にメタルマスクを配置するメタルマスク配置工程と、反応性ガスの存在下において、上記メタルマスクを介して上記パターン形成面に真空紫外光を照射することにより、上記パターン形成面にパターン状に濡れ性が変化した濡れ性変化部を形成する、真空紫外光照射工程と、上記濡れ性変化部が形成されたパターン形成面上に、機能性材料を含有する機能性層形成用塗工液を塗布することにより、パターン状に機能性層を形成する機能性層形成工程と、を有するものであって、上記メタルマスクが、金属薄板からなり、開口部を有するメタルマスク本体と、上記開口部を架橋するように形成されたブリッジ部分とを有し、かつ、上記パターン形成面上に配置された際に、上記パターン形成面と上記ブリッジ部分との間に上記反応性ガスが通流可能な空隙が形成されるように、上記ブリッジ部分が形成されていることを特徴とするものである。
【００２１】
このような本発明のパターン形成体の製造方法について図を参照しながら説明する。図１は、本発明のパターン形成体の製造方法について、その一例を示す概略図である。図１に例示するように本発明のパターン形成体の製造方法は、真空紫外光が照射されることにより、濡れ性が変化するパターン形成面Ｐを有するパターン形成用基板１を用い（図１（ａ））、上記パターン形成面Ｐ上にメタルマスク１０を配置するメタルマスク配置工程と（図１（ｂ））、反応性ガスの存在下において、上記メタルマスク１０を介して上記パターン形成面Ｐに真空紫外光を照射することにより、上記パターン形成面Ｐにパターン状に濡れ性が変化した濡れ性変化部Ｑを形成する真空紫外光照射工程と（図１（ｃ））、上記濡れ性変化部Ｑが形成されたパターン形成面Ｐ上に、機能性材料を含有する機能性層形成用塗工液を塗布することにより、上記濡れ性変化部Ｑ上のみに機能性層２を形成する機能性層形成工程と（図１（ｄ））を有し、パターン形成用基板１と、当該パターン形成用基板１上に、パターン状に形成された機能性層２とを有するパターン形成体を製造するものである（図１（ｅ））。
【００２２】
本発明のパターン形成体の製造方法は上記メタルマスク配置工程に用いられるメタルマスクに特徴を有するものである。図２は、上記メタルマスク配置工程に用いられるメタルマスクの一例を示す概略図である。図２（ａ）に例示するように、本発明に用いられるメタルマスク１０は、金属薄板からなり、開口部１２を有するメタルマスク本体１１と、上記メタルマスク本体１１の開口部１２を架橋するように形成されたブリッジ部分１３とを有するものである。
また、図２（ｂ）は、図２（ａ）におけるＸ−Ｘ’線矢視断面図である。図２（ｂ）に例示するように、本発明に用いられるメタルマスク１０は、上記メタルマスク配置工程において、パターン形成用基板１のパターン形成面Ｐ上に配置された際に、パターン形成面Ｐの表面とブリッジ部分１３との間に反応性ガスが通流可能な空隙が形成されるように、上記ブリッジ部分１３が形成されていることを特徴とするものである。
【００２３】
なお、図１においては上記機能性層形成工程の例として、上記濡れ性変化部上のみに機能性層を形成する例を示したが、本発明に用いられる機能性層形成工程はこのような態様に限定されるものではなく、例えば、上記パターン形成面の上記濡れ性変化部Ｑ以外の表面上のみに機能性層を形成するものであってもよい。
【００２４】
本発明によれば、上記メタルマスク配置工程に用いられるメタルマスクが、メタルマスク本体に形成された開口部が上記ブリッジ部分によって架橋された構造を有することにより、上記開口部を高精細かつ複雑な形状に形成したとしても、上記メタルマスク配置工程において当該メタルマスクが上記パターン形成面上に配置される際に、開口部の形状が変形することを防止できる。
また、上記メタルマスクにおけるブリッジ部分が、上記パターン形成面上に配置された際に、上記パターン形成面とブリッジ部分との間に上記反応性ガスが通流可能な空隙が形成されるように形成されていることにより、上記真空紫外光照射工程において上記パターン形成面に真空紫外光を照射した際に、ブリッジ部分によって真空紫外光が遮蔽され、ブリッジ部分の下側に位置するパターン形成面が分解除去されずに残存してしまうことを防止でき、ブリッジ部分の下側に位置するパターン形成面について分解除去することが可能になる。
このため、本発明の真空紫外光によるパターン形成体の製造方法によれば、上記メタルマスクとして高精細かつ複雑なパターン状に開口部が形成されたものを用いたとしても、当該開口部の形状どおりに濡れ性変化部を形成できる結果、上記機能性層形成工程において、所定のパターン状どおりに正確に機能性層を形成することができる。
このようなことから本発明によれば、真空紫外光を用いて高精細かつ複雑なパターン状に、機能性層が形成されたパターン形成体を製造することができる。
【００２５】
本発明のパターン形成体の製造方法は、少なくともメタルマスク配置工程と、真空紫外光照射工程とを有するものであり、必要に応じて他の工程が用いられてもよいものである。以下、本発明に用いられる各工程について順に説明する。
【００２６】
１．メタルマスク配置工程
まず、本発明に用いられるメタルマスク配置工程について説明する。本工程は、濡れ性が変化するパターン形成面を有するパターン形成用基板を用い、上記パターン形成面上にメタルマスクを配置する工程である。
以下、このようなメタルマスク配置工程について詳細に説明する。
【００２７】
（１）メタルマスク
まず、本工程に用いられるメタルマスクについて説明する。本工程に用いられるメタルマスクは、金属薄板からなり、開口部を有するメタルマスク本体と、上記開口部を架橋するように形成されたブリッジ部分とを有し、かつ、上記パターン形成面上に配置された際に、上記パターン形成面と上記ブリッジ部分との間に上記反応性ガスが通流可能な空隙が形成されるように、上記ブリッジ部分が形成されたものであることを特徴とするものである。
【００２８】
（ブリッジ部分）
上記ブリッジ部分は、メタルマスク本体に形成された開口部を架橋するように形成され、上記開口部の形状が変形してしまうことを防止する機能を有するものである。また、後述する真空紫外光照射工程において、パターン形成用基板のパターン形成面とブリッジ部分との間に上記反応性ガスが通流可能な空隙（以下、当該空隙を「真空紫外光照射処理用空隙」と称する場合がある。）ができるように、形成されているものである。このようなブリッジ部分が形成されている態様としては、上記真空紫外光照射処理用空隙を所望の大きさにできる態様であれば特に限定されるものではない。このような態様としては、例えば、メタルマスク本体に形成された開口部を架橋するようにアーチ状に形成された態様であってもよく、あるいは直線状に形成された態様であってもよい。
【００２９】
本工程に用いられるメタルマスクにおいて、ブリッジ部分が形成されている態様について図を参照しながら説明する。図３は、本工程に用いられるメタルマスクにおいてブリッジ部分が形成されている態様の一例を示す概略図である。図３に例示するように、本工程に用いられるメタルマスク１０においてブリッジ部分が形成されている態様は、メタルマスク本体１１における開口部１２を架橋するようにアーチ状に形成された態様であってもよく（図３（ａ）、（ｂ））、あるいは直線状に形成された態様であってもよい（図３（ｃ）、（ｄ））。
【００３０】
本発明におけるブリッジ部分はこれらのいずれの態様で形成されたものであってもよいが、なかでもメタルマスク本体における開口部を架橋するように直線状に形成された態様であることが好ましい。このような態様のブリッジ部分は、少なくとも一方の面からのハーフエッチングにより、上記開口部と同時に容易に形成することができるからである。すなわち、本工程に用いられるメタルマスクは、金属薄板を用い、当該金属薄板を一方の面から所望のパターンでハーフエッチングした後、逆の面から同一のパターンでハーフエッチングすることにより製造することができるが、このとき、ブリッジ部分に相当する位置については一方の面からのハーフエッチングしか行わないか、あるいはブリッジ部分に相当する位置についてはエッチングの条件を弱めることによって、上記ブリッジ部分と上記開口部とを同時に形成することができる。このような製造方法上の利点を考慮すると、上記ブリッジ部分は、一方の面からのハーフエッチングにより形成されたものであることが特に好ましい。
【００３１】
また、上記ブリッジ部分によって形成される真空紫外光照射処理用空隙の大きさとしては、後述する真空紫外光照射工程に用いられる真空紫外光の波長や、ブリッジ部分の厚み、あるいはブリッジ部分の幅等に応じて、上記真空紫外光照射処理用空隙に酸素等の反応性ガスを存在させることができ、かつ真空紫外光を回り込ませることができる範囲内であれば特に限定されるものではない。なかでも本工程においては、上記真空紫外光照射処理用空隙の高さが１μｍ以上であることが好ましく、１０μｍ以上であることがより好ましく、３０μｍ以上であることがさらに好ましい。上記真空紫外光照射処理用空隙の高さが上記範囲よりも低いと、上記真空紫外光照射処理用空隙内に反応性ガスを通流させたり、あるいは真空紫外光を回り込ませることが困難となる場合があるからである。
【００３２】
また、本工程におけるブリッジ部分は後述するメタルマスク本体よりも厚みが薄いものであることが好ましい。これにより、ブリッジ部分によって形成される真空紫外光照射処理用空隙に、十分に真空紫外光を回り込ませることが容易になるからである。
【００３３】
さらに上記ブリッジ部分は、後述するメタルマスク本体に形成された開口部を架橋するように形成されたものであるが、１つの開口部に対して形成されるブリッジ部分の数は特に限定されるものではなく、開口部の形状等に応じて適宜その数を決定することができる。したがって、１つの開口部に対して形成されるブリッジ部分の数は、１つであってもよく、あるいは複数であってもよい。
【００３４】
図４は、本工程に用いられるメタルマスクにおいてブリッジ部分が形成されている一例を示す概略図である。図４に例示するように、本工程に用いられるメタルマスク１０においてブリッジ部分１３が形成されている態様としては、１つの開口部１２に対してブリッジ部分１３が１つのみ形成されている態様であってもよく（図４（ａ））、あるいは１つの開口部１２に対して複数のブリッジ部分１３が形成されている態様であってもよい（図４（ｂ）、（ｃ））。
【００３５】
上記ブリッジ部分が形成された態様としては、上記のいずれの態様であってもよいが、なかでも１つの開口部に対して複数のブリッジ部分が形成されていることが好ましい。これにより、開口面積が小さく、複雑に屈曲した開口部が形成されている場合であっても、当該開口部が変形することを効果的に防止することができるからである。
【００３６】
ブリッジ部分に用いられる材料としては、ブリッジ部分を所望の形態で形成できるものであれば特に限定されるものではないが、通常、後述するメタルマスク本体と同一の金属材料が用いられる。
【００３７】
（メタルマスク本体）
次に、上記メタルマスク本体について説明する。本工程に用いられるメタルマスク本体は金属薄板からなるものであり、開口部を有するものである。
【００３８】
本工程に用いられるメタルマスク本体は金属薄板からなるものであるが、当該金属薄板を構成する金属材料としては、真空紫外光を遮蔽できるものであれば特に限定されるものではない。このような金属材料としては、例えば、４２アロイ、４６アロイ、インバー材等のＮｉ−Ｆｅ系や、ＳＵＳ４０３、その他の鋼板等のＦｅ系材料を挙げることができる。本工程においてはこれらのいずれの金属材料であっても好適に用いることができるが、なかでも４２アロイが好適に用いられる。
【００３９】
なお、上記金属材料は１種類のみであってもよく、あるいは２種類以上であってもよい。
【００４０】
また、上記金属薄板の厚みとしては、所望の形状の開口部パターンを形成できる範囲内であれば特に限定されるものではないが、なかでも５μｍ〜５００μｍの範囲内であることが好ましく、１０μｍ〜２００μｍの範囲内であることがより好ましく、５０μｍ〜１００μｍの範囲内であることがさらに好ましい。一般的に厚みが厚くなると高精細なパターン状の開口部を形成することが困難になる合があるからである。また厚みが上記範囲よりも薄いと、本工程に用いられるメタルマスクが変形しやすくなってしまい、後述する真空紫外光照射工程においてメタルマスクに形成されたパターン通りにパターン形成面を分解除去することが困難になる場合があるからである。
【００４１】
なお、本工程に用いられるメタルマスク本体は開口部を有するものであるが、当該開口部の形状等については、本発明によってパターン形成体の用途等に応じて、適宜決定することができる。
【００４２】
（メタルマスク）
本発明に用いられるメタルマスクは、上記メタルマスク本体の開口部内に形成された浮島部分を有し、上記ブリッジ部分が、上記メタルマスク本体と、上記浮島部分とを接続するように形成されているものであってもよい。
【００４３】
このような構造を有するメタルマスクについて図を参照しながら説明する。図５は本工程に用いられるメタルマスクの他の例を示す概略図である。図５に例示するように本工程に用いられるメタルマスク１０は、上記メタルマスク本体１１の開口部１２内に配置された浮島部分１４を有し、かつ、ブリッジ部分１３が上記浮島部分１４と、メタルマスク本体１１とを接続するように形成されたものであってもよい。
【００４４】
このような構造を有するメタルマスクが用いられることにより、本発明によって浮島パターン状に濡れ性変化部を形成することができ、その結果として、後述する機能性層形成工程において、浮島パターン状に形成された機能性層を有するパターン形成体を製造することができるからである。
すなわち、本発明のパターン形成体の製造方法は、上記パターン形成面の表面に真空紫外光をパターン状に照射することにより、パターン形成面にパターン状の濡れ性変化部を形成した後、当該パターン形成面上に機能性層をパターン状に形成することにより、パターン形成体を製造するものである。そして、上記のような真空紫外光による濡れ性変化部の形成は、パターン形成面の表面における有機分子が真空紫外光の照射によって切断されたり、または酸素に代表される反応性ガスの存在下、真空紫外光によって酸素が励起されて発生する酸素原子ラジカルがパターン形成面に作用を及ぼすことにより、有機分子が分解され、分解物がパターン形成面から揮発除去されることによって実現されるものである。このため、本工程において真空紫外光によってパターン形成面に濡れ性変化部を形成する、パターン形成面の表面に酸素等の反応性ガスが接することが可能な条件が必要となる。この点において、メタルマスクを用いる真空紫外光リソグラフィー法は、パターン形成面の表面上に酸素を常時存在させることができるため、高感度でパターン形成体を製造することができるため、非常に有用なものである。
しかしながら、メタルマスクでは、例えば、図６（ａ）に例示するような浮島部分を含むパターンは、浮島部分が脱落してしまうことから（図６（ｂ））、図６（ａ）のような浮島部分を含むパターンを形成することは物理的に困難であり、このようなパターンを形成するには、通常、図６（ｃ）に例示するような浮島部分を支持するブリッジ部分を設けることが必須とされていた。ところが、真空紫外光リソグラフィー法においては、上述したようにパターンを形成するには酸素等の反応性ガスがパターン形成面に接している状態で真空紫外光が照射されることが必要であるため、上記ブリッジ部分を設けるとブリッジ部分の下面に位置するパターン形成面に酸素が接しなくなってしまい、浮島部分のみをパターン状に真空紫外光照射処理することは不可能であった。
この点、上記構造を有するメタルマスク（図５参照）は、上記ブリッジ部分が、上記パターン形成面とブリッジ部分との間に上記反応性ガスが通流可能な空隙が形成されるように形成されていることにより、ブリッジ部分の下に位置するパターン形成面にも酸素等の反応性ガスが接触する状態にすることができる。また、真空紫外光は指向性のない分散光であることから、ブリッジ部分の下に空隙が形成することにより、光の回り込みを利用して、その部分にも真空紫外光が照射することが可能になる。このようなことから、上記構造を有するメタルマスクを用いることにより、浮島パターン状に濡れ性変化部を形成することができる。
【００４５】
上記浮島部分は、上述したメタルマスク本体の開口部内に形成されるものであるが、上記メタルマスク本体に形成された開口部のすべてに対して形成されることを必須とするものではなく、上記開口部の一部にのみ形成されることで足りる。また、上記浮島部分の形状は、本発明によって製造されるパターン形成体の用途等に応じて、適宜決定することができるものであり、特に限定されるものではない。
【００４６】
上記浮島部分は、真空紫外光を遮蔽できるものであれば特に限定されるものではないが、通常、上記メタルマスク本体と同一の金属薄板によって形成される。
【００４７】
（２）パターン形成用基板
次に、本工程に用いられるパターン形成用基板について説明する。本工程に用いられるパターン形成用基板は、真空紫外光が照射されることにより、濡れ性が変化するパターン形成面を有するものである。
【００４８】
本工程に用いられるパターン形成用基板は、真空紫外光が照射されることにより、濡れ性が変化するパターン形成面を有するものであれば特に限定されるものではない。このため、本工程に用いられるパターン形成用基板は、真空紫外光が照射されることによって濡れ性が変化する特性変化材料からなる単一層の構成を有するもの（以下、「特性変化基板」と称する場合がある。）であってもよく、また、任意の支持基板上に真空紫外光が照射されることによって濡れ性が変化する特性変化層が積層された構成を有するもの（以下、「特性変化型積層体」）であってもよく、さらに、任意の支持基板上に真空紫外光が照射されることによって表面が酸化分解され、参加分解された表面の濡れ性が変化する分解解除去材料からなる分解除去層が積層されたもの（以下、「分解除去型積層体」と称する場合がある。）であってもよい。
以下、このような上記特性変化基板、上記特性変化型積層体、および、上記分解除去型積層体について説明する。
【００４９】
（特性変化基板）
まず、上記特性変化基板について説明する。上記特性変化基板を構成する上記特性変化材料としては、所望の自己支持性を発現することができ、かつ、本発明により製造されるパターン形成体の用途等に応じて所望の濡れ性を有する濡れ性変化部を形成できる材料であれば特に限定されるものではない。このように真空紫外光の作用によって濡れ性が変化する特性変化材料としては、例えば、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルサルフォン、セルローストリアセテート等のポリマーを挙げることができる。
【００５０】
また、上記特性変化基板の厚みは本発明により製造されるパターン形成体の用途等に応じて、任意に決定すればよいが、通常０．０１ｍｍ〜５ｍｍの範囲内であることが好ましく、なかでも０．１ｍｍ〜１ｍｍの範囲内であることが好ましく、特に０．２ｍｍ〜０．４ｍｍの範囲内であることが好ましい。
【００５１】
（特性変化型積層体）
次に、上記特性変化型積層体について説明する。上記特性変化型積層体を構成する上記特性変化層としては、真空紫外光照射により表面の濡れ性が変化するものであれば特に限定されない。このような真空紫外光の作用により濡れ性が変化する特性変化層としては、例えばオルガノポリシロキサンを含有する層等を用いることができる。より具体的には特開２００１−０７４９２８号公報に記載されているようなオルガノポリシロキサン等を含有する層を用いることができる。また、このようなオルガノポリシロキサンの他に、界面活性剤や添加剤等を用いることができる。このような添加剤については例えば、特開２００１−０７４９２８号公報に記載されているようなものを挙げることができる。
【００５２】
上記特性変化層の膜厚としては、特性変化層の種類や本発明により形成されるパターン形成体の用途等に応じて適宜選択されるものであるが、通常、０．０１μｍ〜１ｍｍの範囲内であることが好ましく、なかでも０．１μｍ〜０．１ｍｍの範囲内であることが好ましい。
【００５３】
なお、上記特性変化型積層体に用いられる支持基板としては、上記特性変化層を支持することが可能なものであれば特に限定されるものではなく、本発明により製造されるパターン形成体の用途等に応じて適宜選択して用いることができる。このような支持基板としては、例えば、有機材料からなるもの、または、無機材料からなるものを挙げることができ、より具体的には、樹脂製フィルム、ガラス、セラミック、金属からなるもの等を挙げることができる。
【００５４】
（分解除去型積層体）
次に、上記分解除去型積層体について説明する。上記分解除去型積層体の分解除去層としては、真空紫外光が照射されることにより、表面が分解除去され、当該分解除去された後の表面の濡れ性が変化する層であれば特に限定されない。このような分解除去層としては、例えば、ＬＢ膜、交互吸着膜等の薄膜等を挙げることができる。
【００５５】
上記分解除去型積層体に用いられる支持基板としては、上記分解除去層を支持することが可能なものであれば特に限定されるものではなく、本発明により製造されるパターン形成体の用途等に応じて適宜選択して用いることができる。上記特性変化型積層体に用いられる支持基板と同様であるためここでの説明は省略する。
【００５６】
（３）メタルマスクの配置方法
次に、本工程において上記パターン形成用基板のパターン形成面上に上記メタルマスクを配置する方法について説明する。
本工程においてメタルマスクを上記パターン形成用基板のパターン形成面上に配置する方法としては、メタルマスクを上記パターン形成面上の所定の位置に配置できる方法であれば特に限定されるものではない。なかでも本工程においてメタルマスクを配置する方法は、上記メタルマスクを上記パターン形成用基板の上記パターン形成面とは反対面側から磁石によって固定することを伴う方法であることが好ましい。これにより、上記メタルマスクとして、高精細かつ複雑なパターン状の開口部が形成され、かつ厚みが薄いものを用いた場合であっても、上記メタルマスクをパターン形成面上に密接させた状態で固定できるため、高精細なパターン状に濡れ性変化部を形成することができるからである。
すなわち、本発明のパターン形成体の製造方法は、上記パターン形成用基板のパターン形成面上にメタルマスクを介して真空紫外光を照射する方法を採用しているが、上記メタルマスクはその性質上パターンを高精細化するとそれに伴って厚みが薄くなる傾向を有している。そして、厚みが薄いメタルマスクは平面性に欠け、表面が波打つように変形する傾向があることから、これを単にパターン形成面上に配置するのみではパターン形成面とメタルマスクとの間に隙間が生じることが不可避となってしまう。また、真空紫外光は指向性のない分散光であることから、このような隙間があるとその部位にも真空紫外光が照射されてしまい、高精細な開口部が形成されたメタルマスクを用いたとしてもそれに対応したパターンを形成することができないという事態が生じる可能性がある。
しかしながら、本工程においてメタルマスクを、上記パターン形成用基板の上記パターン形成面とは反対側から磁石によって固定することにより、たとえ高精細で厚みの薄いメタルマスクを用いた場合であっても、上記メタルマスクを上記パターン形成面上に隙間の無いように密接させた状態で固定できるため、高精細なパターン状に濡れ性変化部を形成することができる。
【００５７】
本工程において、上記メタルマスクを磁石を用いて固定する方法としては、上記パターン形成用基板のパターン形成面とは反対面側から上記磁石の磁力によって固定できる方法であれば特に限定されない。このような方法としては、例えば、パターン形成用基板のパターン形成面上にメタルマスクを配置した後に、上記パターン形成用基板のパターン形成面とは反対面側に上記磁石を配置することにより固定する方法、および、上記磁石上にパターン形成用基板を配置した後に、上記磁石上に配置されたパターン形成用基板のパターン形成面上にメタルマスクを配置することにより固定する方法等を挙げることができる。また、上記磁石として電磁石を用いる場合は、通電されていない電磁石上にパターン形成用基板を配置した後、上記電磁石上に配置されたパターン形成用基板のパターン形成面上にメタルマスクを配置し、次いで上記電磁石に通電することにより固定する方法を挙げることができる。
【００５８】
本工程に用いられる磁石としては、上記パターン形成用基板のパターン形成面側の面の裏面側から上記メタルマスクを固定できる程度の磁力を発生できるものであれば特に限定されない。このような磁石としては、永久磁石、電磁石のいずれであってもよく、また、異方性多極または等方性多極のいずれの着磁形態を有していてもよい。なかでも本工程においては電磁石を用いることが好ましい。電磁石は磁力のスイッチングが可能であることから、例えば、通電していない電磁石上に上記パターン形成用基板を配置し、さらに上記パターン形成用基板のパターン形成面上にメタルマスクを配置し、次いでメタルマスクのアライメントを行った後に、上記電磁石に通電して磁力を発生させる等の方法を採用することも可能になり、メタルマスクの配置精度を向上できる等の利点を有するからである。
【００５９】
本工程に用いられる磁石は１種類のみであってもよく、または、２種類以上を用いてもよい。２種類以上の磁石を用いる場合は、磁力が等しい磁石を複数個用いてもよく、または、磁力の異なる磁石を組み合わせて用いてもよい。
【００６０】
また、本工程に用いられる磁石の大きさとしては、上記メタルマスクを上記パターン形成用基板のパターン形成面に密接させて固定できる範囲内であれば特に限定されないが、少なくとも上記メタルマスクの面積よりも大きい面積を有することが好ましい。上記メタルマスクの面積よりも小さいと、上記メタルマスクが磁石によって固定されない部位ができてしまい、高精細なパターン状にパターン形成面を分解除去することが困難となる場合があるからである。
なお、本工程において複数の磁石を用いる場合は、個々の磁石が上記メタルマスクの面積よりも大きい面積を有している必要はなく、複数の磁石を組み合わせた際の面積が、上記メタルマスクの面積よりも大きくなればよい。
【００６１】
２．真空紫外光照射工程
次に、本発明における真空紫外光照射工程について説明する。本工程は、反応性ガスの存在下において、上記メタルマスク配置工程において上記パターン形成用基板のパターン形成面上に固定されたメタルマスクを介して、上記パターン形成面に真空紫外光を照射することにより、上記パターン形成面にパターン状に濡れ性が変化した濡れ性変化部を形成する工程である。
【００６２】
本工程において照射される真空紫外光の波長は、上記パターン形成用基板の種類に応じて、パターン形成面に濡れ性変化部を形成できる範囲内であれば特に限定されるものでないが、通常１００ｎｍ〜２６０ｎｍの範囲内であることが好ましく、なかでも１５０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内であることが好ましい。波長が上記範囲よりも長いと、酸素ラジカルの発生効率が低くなり、上記パターン形成用基板の種類によっては感度が低くなってしまう場合があるからである。また、波長が上記範囲よりも短いと、安定した真空紫外光の照射が困難となる可能性があるからである。
【００６３】
本工程において、真空紫外光の照射に用いることできる光源としては、例えば、エキシマランプ、低圧水銀ランプ、その他種々の光源を挙げることができる。
【００６４】
本工程における真空紫外光の照射量としては、上記パターン形成用基板の種類に応じて、上記パターン形成面に所望の濡れ性を有する濡れ性変化部を形成できる範囲内であれば特に限定されない。ここで、本工程において形成される濡れ性変化部は、真空紫外光が照射されていないパターン形成面と濡れ性が異なるものであればよく、濡れ性の程度は特に限定されるものではない。
【００６５】
本工程において真空紫外光を上記パターン形成面に照射する方法としては、上記パターン形成面に均一な照射量で真空紫外光を照射できる方法であれば特に限定されない。このような照射方法としては、例えば、上記パターン形成面の全面を同時に照射する方法、および、光源またはパターン形成用基板の少なくとも一方を移動させながら、上記パターン形成面を順次に照射する方法とを挙げることができる。なかでも本工程においては、上記パターン形成面を順次に照射する方法が好ましい。その理由は次の通りである。
すなわち、真空紫外光は指向性のない分散光であるため、上記パターン形成面の全面を同時に照射する方法では、例えば、大面積のパターン形成面に真空紫外光を照射する場合に、中央部と端部とで真空紫外光の照射量に差が生じてしまう可能性がある。しかしながら、上記パターン形成面を順次に照射する方法によれば、たとえ大面積のパターン形成面に真空紫外光を照射する場合であっても、全面に対して均一に照射することが容易になるからである。
【００６６】
また本工程においては、上記パターン形成面を順次に照射する方法のなかでも、上記パターン形成用基板を固定し、上記光源を移動させながら照射する方法が好ましい。このような方法によれば、大面積のパターン形成面に均一に真空紫外光を照射することが容易になるからである。
【００６７】
なお、本工程に用いられる真空紫外光の光源は、１つであってもよく、または、複数個を用いてもよい。また、複数個の光源を用いる場合において、本工程における真空紫外光の照射方法として光源を移動させながら照射する方法を用いる場合は、複数個の光源を同時に移動させてもよく、または、個別に移動させてもよい。
【００６８】
また、本工程は反応性ガスの存在下において真空紫外光を照射するものであるが、本工程に用いられる反応性ガスとしては、例えば、酸素、含フッ素ガス等を挙げることができる。本工程においてはこれらのいずれの反応性ガスであっても好適に用いることができるが、なかでも前述した真空紫外光によるパターン形成用基板への作用機構により、上記反応性ガスとしては少なくとも酸素が用いられることが好ましい。
【００６９】
３．機能性層形成工程
次に、本発明に用いられる機能性層形成工程について説明する。本工程は、上述した真空紫外光照射工程によって濡れ性変化部が形成されたパターン形成面上に、機能性材料を含有する機能性層形成用塗工液を塗布することにより、パターン状に機能性層を形成する工程である。
【００７０】
本工程に用いられる機能正層形成用塗工液としては、本発明によって製造されるパターン形成体の種類や用途等に応じて、所定の機能性材料を含有するものであれば特に限定されるものではない。本工程に用いられる機能性材料としては、例えば、有機半導体材料、有機ＥＬ材料、ポリエチレンジオキシチオフェン、銀ナノコロイド、カラーフィルタ材料、タンパク質、細胞、ＤＮＡ等を挙げることができる。
【００７１】
また、本工程は上述した真空紫外光照射工程によって濡れ性変化部が形成されたパターン形成面上に機能性層を形成するものであるが、本工程において上記パターン形成面上に機能性層を形成する態様は、上記パターン形成面に形成された濡れ性変化部上のみに機能性層を形成する態様であってもよく、あるいは上記濡れ性変化部が形成された領域以外のパターン形成面上に機能性層を形成する態様であってもよい。
【００７２】
本工程においては、上記パターン形成面上に上記機能性層形成用塗工液を塗工することによって機能性層を形成するが、上記機能性層形成用塗工液を上記パターン形成面上に塗布する方法としては、上記パターン形成面上の所定の領域上にパターン状に機能性層形成用塗工液を形成できる方法であれば特に限定されるものではない。このような方法としては、例えば、ディップコート、ダイコート、ビードコート、スピンコート、インクジェット、ディスペンサ、ブレードコート、フレキソ印刷、グラビア印刷等を挙げることができる。本工程においてはこれらのいずれの塗布方法であっても好適に用いることができるが、上記パターン形成面には濡れ性変化部が形成されていることにより、濡れ性が異なる領域がパターン状に存在していることから、当該濡れ性の相違を利用する方法が用いられることが好ましい。したがって、上記パターン形成用基板を機能性層形成用塗工液中に浸漬した後、上記濡れ性の相違を利用して所定の位置のみに機能性層形成用塗工液を塗布する方法は、本工程において特に好ましく用いることができる。
【００７３】
４．用途
本発明のパターン形成体の製造方法の用途としては、例えば、液晶表示装置用のカラーフィルターに用いられるパターン形成体の製造、有機トランジスタのソース／ドレイン配線の形成、有機ＥＬの正孔注入層や発光層の形成、マイクロレンズの形成、バイオチップの形成等に用いることができる。
【００７４】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【実施例】
【００７５】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。
【００７６】
［実施例１］
図２のようなパターンの真空紫外光用メタルマスク（厚み５０μｍ、ブリッジ幅２０μｍ、真空紫外光照射処理用空隙の高さ３０μｍ）を準備した。
次いで、厚さ１００μｍのＰＥＴ基板（マイラー（登録商標）米国デュポン社製）上に、先の真空紫外光用メタルマスクを磁石にて密着させて配置し、酸素の存在下において真空紫外光用メタルマスク側から真空紫外光（１７２ｎｍ）を１０ｍＷ／ｃｍ２の照度で照射し、パターンを形成した。このとき、照射部及びブリッジ部分下部の水の接触角が６６度から２０度以下になるまで２０秒であった。
次いで、このパターン対して、ディップコート法にて銀ナノコロイドインクを塗布したところ、水の接触角が２０度以下の部位にのみ、銀ナノコロイドインクが塗布された。
【００７７】
［比較例１］
図２のようなパターンであり、真空紫外光照射処理用空隙の高さが０μｍの真空紫外光用メタルマスク（厚み５０μｍ、ブリッジ幅２０μ）を準備し、実施例1同様にパターン形成体を作製したが、ブリッジ部分下部には銀ナノコロイドインクは塗布されなかった。
【００７８】
［実施例２］
図２のようなパターンの真空紫外光用メタルマスク（厚み５０μｍ、ブリッジ幅２０μｍ、真空紫外光照射処理用空隙の高さ３０μｍ）を準備した。
次いで、ガラス基板上にアクリル系の樹脂を厚さ１μｍで成膜し、当該膜上に先の真空紫外光用メタルマスクを磁石にて密着させて配置し、酸素の存在下において真空紫外光用メタルマスク側から真空紫外光（１７２ｎｍ）を１０ｍＷ／ｃｍ２の照度で照射し、パターンを形成した。このとき、照射部及びブリッジ部分下部の水の接触角が７０度から２０度以下になるまで、１５秒であった。
次いで、このパターン対して、インクジェット法にてｐｏｌｙ（３−ｈｅｘｙｌｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）溶液を塗布したところ、水の接触角が２０度以下の部位にのみ塗布された。
【００７９】
［比較例２］
図２のようなパターンであり、真空紫外光照射処理用空隙の高さが０μｍの真空紫外光用メタルマスク（厚み５０μｍ、ブリッジ幅２０μｍ）を準備し、実施例１同様にパターン形成体を作製したが、ブリッジ部分下部にはｐｏｌｙ（３−ｈｅｘｙｌｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）溶液は塗布されなかった。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の真空紫外光によるパターン形成体の製造方法の一例を示す概略図である。
【図２】本発明に用いられるメタルマスクの一例を示す概略図である。
【図３】本発明に用いられるメタルマスクの他の例を示す概略図である。
【図４】本発明に用いられるメタルマスクの他の例を示す概略図である。
【図５】本発明に用いられるメタルマスクの他の例を示す概略図である。
【図６】真空紫外光用メタルマスクの一例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００８１】
１  …  パターン形成用基板
１０  …  メタルマスク
１１  …  メタルマスク本体
１２  …  開口部
１３  …  ブリッジ部分
１４  …  浮島部分
Ｐ  …  パターン形成面
Ｑ  …  濡れ性変化部
【図１】
0005256820.tif 000002
【図２】
0005256820.tif 000003
【図３】
0005256820.tif 000004
【図４】
0005256820.tif 000005
【図５】
0005256820.tif 000006
【図６】
0005256820.tif 000007