專利名稱：圖案形成方法
技術領域：
本發明涉及一種圖案形成方法。
背景技術：
以往，作為對電路圖案和晶體管等所具備的各種材料圖案進行形成的技術，使用介由利用光刻法形成的掩模圖案進行的蝕刻。例如，在基板上使用導電性材料形成電路圖案時，首先，在基板上蒸鍍導電性材料而在一面上形成材料層，在該材料層上涂布光致抗蝕劑后，通過曝光 顯影(光刻法)而形成掩模圖案。其后，介由所形成的掩模通過蝕刻除去電路圖案以外的不需要的部分，除去掩模圖案，從而形成作為目標的電路圖案。但是，在該方法中，由于廢棄了作為電路圖案而殘留的部分以外的形成材料，所以浪費較多。另外，一般而言，由于在光致抗蝕劑的顯影中使用堿性的顯影液，在蝕刻工序中 使用強酸性的蝕刻液，所以導致大量產生堿性、強酸性的廢液，環境負荷高。因此，對與上述現有方法不同的圖案形成方法也在進行大量的探討。例如，專利文獻1、2及非專利文獻I中，研究了通過將形成材料圖案的基板等的被形成面的表面狀態配合所形成的材料圖案進行重整，根據表面狀態選擇性地配置材料圖案的形成材料，從而防止圖案形成材料的浪費的同時形成所希望的材料圖案的方法。例如在專利文獻I中，提出了使用設計成通過光照射一部分會發生分解且親疏液性因是否分解而變不同的硅烷偶聯劑，通過選擇性的光照射而形成親疏液圖案，根據親疏液圖案形成作為目標的材料圖案的方法。另外在專利文獻2中，提出了通過使用由于光照射而一部分分解并產生官能團的硅烷偶聯劑，在所產生的官能團上鍵合可生成與光照射前的硅烷偶聯劑不同的親疏液性的取代基，從而形成親疏液圖案，形成作為目標的材料圖案的方法。而且，在非專利文獻I中，提出了通過使用顯示疏液性的硅烷偶聯劑而在被形成面上形成薄膜后，使其與光催化劑接觸并選擇性地進行紫外線照射，從而分解除去照射了紫外線的與光催化劑接觸的硅烷偶聯劑，形成親疏液圖案，從而形成作為目標的材料圖案的方法。這些方法中，通過使用硅烷偶聯劑對被形成面的親疏液性進行精細的控制，在顯示親液性的部位選擇性地涂布圖案形成材料的材料溶液，從而節省圖案形成材料的浪費，實現作為目標的材料圖案的形成。另外，親疏液圖案的形成是由光照射而產生的基板表面的物質的分解所引起的，因此不會大量產生強酸性、堿性的廢液，環境負荷低。專利文獻I:日本特開2008-50321號公報專利文獻2:日本特開2008-171978號公報非專利文獻I:中田一彌，藤島昭，“使用光催化劑的微細圖案形成技術的開發與應用”，Optical and Electro-Optical Engineering Contact, 2009 年，第 47 卷，第 8 號,p.12-19
發明內容
然而，現有的由光照射引起的分解反應(部分取代基的脫離反應)、或使用光催化劑的分解反應的反應速度均較慢，為了得到實用的反應，需要從非常高輸出的光源進行高能量的光照射。本發明鑒于上述情況而進行，其目的在于提供一種能夠縮短作業時間的圖案形成方法。為了解決上述課題，本發明的方式的圖案形成方法的特征在于，是在對象物的被處理面形成所希望的圖案的圖案形成方法，包括在上述被處理面配置由通式(I)表示的硅烷偶聯劑，在上述被處理面上對上述硅烷偶聯劑使光催化劑存在的工序；和對上述硅 烷偶聯劑和上述光催化劑照射光的工序，其中，上述光包含上述硅烷偶聯劑和上述光催化劑的吸收波長的光。R1-R2-SiX1X2X3 ... (I)(式中，R1表示因光照射而發生脫離的光反應性保護基團，R2表示由于R1的脫離而廣生具有與R1不同的未疏液性的官能團的有機基團，X1表不燒氧基或齒素原子，X2、X3表不氫原子、烷基或烯基。X\X2、X3可以相同也可以不同。)本發明的方式中，通式(I)中的R1優選為具有氟取代烷基的基團。本發明的方式中，在照射上述光的工序后，優選具有如下工序用具有與R1不同的親疏液性的取代基對由于通式(I)中的R1的脫離而在通式(I)中的R2上生成的官能團進行修飾的工序。在本發明的方式中，上述針對硅烷偶聯劑使光催化劑存在的工序可選擇以下2種方法。首先第I種是上述針對硅烷偶聯劑使光催化劑存在的工序優選具有在上述對象物上配置上述硅烷偶聯劑的工序和在上述硅烷偶聯劑上涂布上述光催化劑的分散液的工序。或者，在本發明的方式中，上述針對硅烷偶聯劑使光催化劑存在的工序，優選具有在上述對象物上形成以上述光催化劑作為形成材料的光催化劑層的工序和在上述光催化劑層上配置上述硅烷偶聯劑的工序。 在本發明的方式中，優選通過涂布上述硅烷偶聯劑而配置上述硅烷偶聯劑。在本發明的方式中，優選上述硅烷偶聯劑和上述光催化劑的吸收波長在相同的波長相同的區域。在本發明的方式中，優選在上述照射光的工序后，包括如下工序在上述圖案中的相對地顯示親液性的區域涂布圖案形成材料的溶液或分散液的工序。根據本發明的方式的圖案形成方法，通過并用光催化劑，能夠促進光反應性保護基團的脫離反應，縮短作業時間。
圖I是說明本發明的第I實施方式的說明圖。圖2是說明本發明的第2實施方式的說明圖。圖3是表示本發明的實施例的結果的圖。圖4是表示本發明的實施例的結果的圖。圖5是表示本發明的實施例的結果的圖。
圖6是表示本發明的實施例的結果的圖。
具體實施例方式[第I實施方式]圖I是對第I實施方式涉及的圖案形成方法進行說明的說明圖。應予說明，在以下的所有圖中，為了易于觀察附圖，各構成要素的尺寸、比率等會適當地有所不同。在本實施方式的圖案形成方法中，將對象物(基板I)的表面進行重整，形成親疏液性不同的區域(表面能不同的區域)的親疏液圖案。在親疏液圖案的形成中，使用光照射，將進行光照射的區域作為親液性的區域。并且，對由上述的親疏液圖案形成方法形成的親液性高的區域，涂布材料圖案的形成材料的溶液或分散液，形成與親疏液圖案對應的材料圖案。以下，依次進行說明。
(親疏液圖案的形成)首先，如圖I的A所示，在形成圖案的基板I的表面(被處理面)涂布具有光反應性保護基團的硅烷偶聯劑2，形成硅烷偶聯劑2的薄膜2A。涂布硅烷偶聯劑2而形成薄膜2A時，與利用氣相反應形成薄膜2A的情況相比，不需要減壓設備、腔室等特別的設備，能夠容易地進行硅烷偶聯劑的配置。基板I可根據需要選擇PET、PMMA這樣的塑料、金屬、玻璃等形成材料。將塑料作為形成材料時，可在表面形成SiO2層作為阻擋層。形成親疏液圖案的基板表面優選具有大量羥基(-0H)，可根據需要，在硅烷偶聯劑涂布前通過氧等離子體處理、藥劑處理清洗形成親疏液圖案的表面，從而進行除去基板表面的雜質，增加羥基的處理。可在本發明中使用的硅烷偶聯劑2可以由下述通式(2)表示。R1-R2-SiX1X2X3 ... (2)(式中，R1表示因光照射而發生脫離的光反應性保護基團，R2表示由于R1脫離而產生具有與R1不同的親疏液性的官能團的有機基團，X1表示烷氧基或鹵素原子，x2、x3表示選自氫原子、烷基、烯基、烷氧基、鹵素原子中的取代基。x\x2、X3可以相同也可以不同。)作為式(2)中的R1表示的光反應性保護基團，例如可舉出具有2-硝基芐基衍生物骨架的取代基、二甲氧基安息香基、2-硝基胡椒基氧基羰基(NP0C)、2-硝基藜蘆基氧基羰基(NV0C)、α-甲基-2-硝基胡椒基氧基羰基(MeNPOC)、α -甲基-2-硝基藜蘆基氧基羰基(MeNV0C)、2，6- 二硝基芐基氧基羰基(DNB0C)、α -甲基-2，6- 二硝基芐基氧基羰基(MeDNBOC)、1-(2-硝基苯基)乙基氧基羰基(NPEOC)U-甲基-1-(2-硝基苯基)乙基氧基羰基(MeNPE0C)、9-蒽基甲基氧基羰基(ANMOC)U-芘基甲基氧基羰基(PYM0C)、3^ -甲氧基苯酰氧基羰基(MB0C)、3, ,51 -二甲氧基苯酰氧基羰基(DMB0C)、7-硝基二氫吲哚基氧基羰基(NI0C)、5，7- 二硝基二氫吲哚基氧基羰基(DNI0C)、2-蒽醌基甲基氧基羰基(AQM0C)、α，α-二甲基-3，5-二甲氧基芐基氧基羰基，5-溴-7-硝基二氫吲哚基氧基羰基(BNI0C)、2, 2- 二甲基_1，3- 二氧1 基、2_硝基節基氛基甲酸基等。另外，也可以使用由下述式(3) (6)表示的保護基團。
權利要求
1.一種圖案形成方法，其特征在于，是在對象物的被處理面形成所希望的圖案的圖案形成方法，包括 在所述被處理面配置由通式(I)表示的硅烷偶聯劑，在所述被處理面上針對所述硅烷偶聯劑使光催化劑存在的工序，和 對所述硅烷偶聯劑和所述光催化劑，照射光的工序，其中所述光包含所述硅烷偶聯劑和所述光催化劑的吸收波長的光； R1-R2-SiX1X2X3 …(I) 式中，R1表示因光照射而發生脫離的光反應性保護基團，R2表示由于R1脫離而產生具有與R1不同的親疏液性的官能團的有機基團，X1表示烷氧基或鹵素原子，X2、X3表示選自氫原子、烷基、烯基、烷氧基、鹵素原子中的取代基，X\X2、X3可以相同也可以不同。
2.根據權利要求I所述的圖案形成方法，其中，通式(I)中的R1為具有氟取代烷基的基團。
3.根據權利要求I或2所述的圖案形成方法，其中，在所述照射光的工序后，包括如下工序 用具有與R1不同的親疏液性的取代基對由于通式(I)中的R1的脫離而在通式(I)中的R2上產生的官能團進行修飾的工序。
4.根據權利要求I 3中任一項所述的圖案形成方法，其中，所述針對硅烷偶聯劑使光催化劑存在的工序包括 在所述對象物上配置所述硅烷偶聯劑的工序，和 在所述硅烷偶聯劑上涂布所述光催化劑的分散液的工序。
5.根據權利要求I 3中任一項所述的圖案形成方法，其中，所述針對硅烷偶聯劑使光催化劑存在的工序包括 在所述對象物上形成以所述光催化劑作為形成材料的光催化劑層的工序，和 在所述光催化劑層上配置所述硅烷偶聯劑的工序。
6.根據權利要求I 5中任一項所述的圖案形成方法，其中，通過涂布所述硅烷偶聯劑而配置所述硅烷偶聯劑。
7.根據權利要求I 6中任一項所述的圖案形成方法，其中，所述硅烷偶聯劑和所述光催化劑的吸收波長在相同的波長區域。
8.根據權利要求I 7中任一項所述的圖案形成方法，其中，在所述照射光的工序后，包括如下工序 在所述圖案中相對地顯示親液性的區域涂布圖案形成材料的溶液或分散液的工序。
全文摘要
本發明的目的在于提供一種圖案形成方法，其能夠促進硅烷偶聯劑的分解反應，縮短作業時間。本發明包括在基板(1)上配置由通式(1)表示的硅烷偶聯劑(2)，針對硅烷偶聯劑(2)使光催化劑(3)存在的工序，和對硅烷偶聯劑(2)和光催化劑(3)照射包含硅烷偶聯劑(2)和光催化劑(3)的吸收波長的光的光L的工序。(下述式中，R1表示因光照射而發生脫離的光反應性保護基團，R2表示由于R1的脫離而產生具有與R1不同的親疏液性的官能團的有機基團，X1表示烷氧基或鹵素原子，X2、X3表示選自氫原子、烷基、烯基、烷氧基、鹵素原子中的取代基。X1、X2、X3可以相同也可以不同。)R1-R2-SiX1X2X3…(1)
文檔編號H01L21/3205GK102782580SQ201180010819
公開日2012年11月14日 申請日期2011年2月15日 優先權日2010年2月26日
發明者堀正和, 塩野博文, 奈良圭, 杉崎敬 申請人:株式會社尼康