JP2005194611A - Method of producing film pattern, method of producing electrically conductive layer, method of producing electronic device, and electronic device - Google Patents

Method of producing film pattern, method of producing electrically conductive layer, method of producing electronic device, and electronic device Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of producing a film pattern high in precision and high in throughput, and to provide a method of producing an electronic device inexpensively and with low resources without causing environmental load. <P>SOLUTION: The method of producing a film pattern comprises: a stage wherein a monomolecular film is formed on a substrate; a stage wherein a mask is arranged or a liquid is arranged so as to be contacted with at least a part of the monomolecular film; and a stage wherein ozone is fed to the monomolecular film which is not contacted with the mask or liquid, or ultraviolet rays are applied thereto in the presence of oxygen. The method of producing an electronic device uses the method of producing a monomolecular film pattern. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

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。   The present invention relates to a method for producing a high-definition and high-throughput film pattern, a method for producing a conductive layer using the method, a method for producing an electronic device, and an electronic device.

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。   An electronic device is generally manufactured through repeated processes such as formation of a thin film on the entire surface of a substrate and photoetching. This thin film is usually several tens to several hundreds of nanometers in thickness, but as a result, most of the material is removed by etching, and thus has a serious problem in terms of environmental load and cost.

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。   On the other hand, by forming a monomolecular film on the substrate and patterning it on the substrate, it is overwhelming by showing conductivity of several nanometers in length, liquid repellency, and biosensor function. Technologies for manufacturing devices with low resources and low costs are being developed.

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。   For example, in the case of a conductive monomolecular film, a circuit can be formed by performing patterning as it is. In addition, if the lyophilic / liquid repellent area can be formed on the substrate by patterning the liquid repellent film, the accuracy in patterning the functional material into the lyophilic area by a liquid phase process such as the inkjet method will be markedly increased. Can be raised.

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。   Patterning of this monomolecular film (for example, self assembled monolayers: SAM, etc.) is generally performed after forming SAM on the entire surface of the substrate and then patterning energy rays such as ultraviolet rays and electron beams. Formed by irradiation. However, decomposition by ultraviolet rays or electron beams is not practical because it takes too much time and cost.

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。   In JP 2002-23367 A, an organic molecular film having a film thickness of 3 nm or less is formed on the substrate surface, and then the organic molecular film is irradiated with ultraviolet light while supplying ozone to the vicinity of the substrate surface. A method of manufacturing an organic molecular film pattern that removes a part of the film has been proposed (Patent Document 1). The publication discloses a method of efficiently patterning by supplying ozone between the mask and the substrate. However, in this method, since ozone is in contact with the entire surface of the substrate, decomposition of the SAM of the entire substrate is promoted, and a high-contrast pattern cannot be obtained.

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。
特開2002−23367号公報 特開2000−249821号公報
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-249821 discloses a substrate for a pattern forming body having a photocatalyst-containing layer side substrate having at least a photocatalyst-containing layer, and a characteristic changing layer having a characteristic change layer due to the action of the photocatalyst in the photocatalyst-containing layer. Is disposed so that the photocatalyst-containing layer and the property change layer are in contact with each other, and then exposed to change the property of the property change layer of the exposed portion, and then the photocatalyst-containing layer side substrate is removed, thereby providing the characteristics. There has been proposed a method of manufacturing a pattern forming body that obtains a pattern forming body having a pattern with changed characteristics on the change layer (Patent Document 2). This production method described in the publication is a method for efficiently decomposing SAM by the effect of the photocatalyst. However, light and ozone are diffused by the photocatalyst layer, a fine pattern cannot be formed, and productivity is not good.
JP 2002-23367 A JP 2000-249821 A

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。   Therefore, an object of the present invention is to provide a film pattern manufacturing method with high definition and high throughput.

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。   Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing an electronic device with no environmental load, low resources, and low cost.

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。   As a result of intensive research, the present inventor can achieve the above object by a SAM patterning process in which the surface of the monomolecular film spatially contacts and does not contact ozone, and ozone contacts the SAM in a pattern. I got that knowledge.

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。   This invention is made | formed based on the said knowledge, and provides the manufacturing method of the following film pattern, the manufacturing method of a conductive layer, the manufacturing method of an electronic device, and an electronic device, respectively.

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。   1. A step of forming a monomolecular film on a substrate, a step of arranging a mask so as to be in contact with at least a part of the monomolecular film, and supplying ozone to the monomolecular film that is not in contact with the mask, or Irradiating ultraviolet rays in the presence of oxygen.

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。   2. A step of forming a monomolecular film on a substrate, a step of disposing a liquid on the monomolecular film, and supplying ozone to the monomolecular film that is not in contact with the liquid, or ultraviolet rays in the presence of oxygen. And a step of irradiating the film pattern.

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。   3. 2. The film pattern forming method according to 2, wherein the step of arranging the liquid is performed using an inkjet method.

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。   4). 4. The method for producing a film pattern according to any one of 1 to 3, wherein in the step of supplying ozone, the ozone is supplied and ultraviolet rays are irradiated.

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。   5). Forming a monomolecular film on a substrate, placing a mask in contact with at least a part of the monomolecular film in the presence of oxygen, irradiating the monomolecular film with ultraviolet rays, The mask has a depression on the lower surface of the mask, and the step of arranging the mask arranges the lower surface of the mask so as to contact the monomolecular film.

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。   6). 6. The method for producing a film pattern according to any one of 1 to 5, wherein the substrate has ultraviolet transparency.

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。   7). A step of forming a monomolecular film on a substrate, a step of arranging a mask so as to be in contact with at least a part of the monomolecular film, and supplying ozone to the monomolecular film that is not in contact with the mask, or Irradiating ultraviolet rays in the presence of oxygen, removing the monomolecular film that is not in contact with the mask, and forming a conductive layer on the substrate from which the monomolecular film has been removed. The manufacturing method of a conductive layer.

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。   8). A step of forming a monomolecular film on a substrate, a step of disposing a liquid on the monomolecular film, and supplying ozone to the monomolecular film that is not in contact with the liquid, or ultraviolet rays in the presence of oxygen. And removing the monomolecular film that is not in contact with the liquid, and forming a conductive layer on the substrate from which the monomolecular film has been removed.

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。   9. A step of forming a monomolecular film on a substrate; a step of arranging a mask so as to contact at least part of the monomolecular film in the presence of oxygen; and irradiating the monomolecular film with ultraviolet rays, Removing the monomolecular film that is not in contact with the substrate, and forming a conductive layer on the substrate from which the monomolecular film has been removed. The mask has a depression on the lower surface of the mask. And the process of arrange | positioning the said mask is a manufacturing method of the conductive layer arrange | positioned so that the lower surface of the said mask may contact the said monomolecular film.

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。   10. The method for producing a conductive layer according to any one of 7 to 9, wherein the step of forming the conductive layer includes a step of performing a plating process.

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。   11. In any one of said 7-9, the process of forming the said conductive layer is a manufacturing method of a conductive layer including the process of apply | coating the solution containing the material of this conductive layer.

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。   12 11. The method for producing a conductive layer according to 11, wherein the step of applying the solution is performed by an inkjet method.

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。   13. The manufacturing method of the electronic device which uses the manufacturing method of the film | membrane pattern in any one of said 1-6, or the manufacturing method of the conductive layer in any one of said 7-12.

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。   14 14. An electronic device manufactured by the method for manufacturing an electronic device according to 13.

(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。
(Manufacturing method of monomolecular film pattern)
Hereinafter, the manufacturing method of the monomolecular film pattern of this invention is demonstrated based on the preferable embodiment.

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。   The method for producing a monomolecular film pattern according to the present invention includes a film forming step of forming a monomolecular film on a substrate, and whether ozone is provided by providing a space portion and a non-space portion on the surface of the monomolecular film. Or an ozone application step of providing ultraviolet rays in the presence of oxygen.

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。   Since the present invention has such a configuration, it is possible to form a film pattern with high definition and high throughput. In addition, this manufacturing method enables SAM patterning to be performed at a much lower cost and higher productivity than before.

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。   Examples of the base material for forming the monomolecular film in the film forming process according to the present invention include Si (silicon) wafer, quartz, quartz glass, glass, plastic film, and metal substrate. As the shape of the substrate, various types such as a plate-like substrate and a curved body having a curved surface such as a sphere can be used.

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。   Examples of the monomolecular film include all monomolecular films such as an organic molecular film formed on a substrate. Particularly, an organic compound ultra-thin film, particularly self assembled monolayers (SAM) is the next point. Is preferable. That is, the self-assembled monomolecular film is a film formed by orienting molecules having a binding functional group capable of reacting with atoms constituting an underlayer such as a substrate. Unlike the resin film such as a photoresist material, the self-assembled film is formed by orienting single molecules, so that the film thickness can be extremely reduced and an extremely uniform film can be obtained. Thereby, surface characteristics, such as outstanding liquid repellency, lyophilicity, electroconductivity, magnetism, and a DNA sensor function, can be used as an imparting substrate.

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。   The film thickness of this monomolecular film is determined by the length of the molecular chain, but is usually about 1 nm or less and at most about 5 nm, which is an order completely different from that of a resist film conventionally used in photolithography.

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。   SAMs suitable as monomolecular films include conductive SAMs, magnetic SAMs, high dielectric SAMs, lyophilic SAMs, liquid repellent SAMs, etching resist SAMs, and SAMs used for DNA sensors. Can be applied to any SAM formed on a substrate such as a substrate.

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。   As a compound for forming a monomolecular film, a trimethylsilyl (TMS) monomolecular film can be used using hexamethyldisilazane (HMDS). In addition, as this monomolecular film, self-assembled monolayers of alkoxysilane compounds such as octadecyltriethoxysilane and heptadecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrodecyltriethoxysilane, and thiol compounds such as hexadecanethiol. A molecular film or the like can also be used. Furthermore, it goes without saying that such a patterning technique is also effective for monomolecular films other than those shown here. In use, it is preferable to use one compound alone, but the use of a combination of two or more compounds is not limited as long as the effect of the present invention is not impaired.

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。   In the ozone application step (Embodiment 1) according to one embodiment of the present invention, ozone is provided by providing a space portion and a non-space portion on the surface of the monomolecular film formed in the film formation step. By providing the space portion, when ozone is supplied, the surface of the monomolecular film corresponding to the space portion comes into contact with ozone, and the monomolecular film in this portion is decomposed by the ozone. On the other hand, by providing the non-space part, when ozone is supplied, the surface of the monomolecular film corresponding to the non-space part does not come into contact with ozone, and the monomolecular film in this part is not decomposed by the ozone. After the ozone supply, the original monomolecular film remains. Thus, by providing a non-space portion in a desired pattern shape and supplying ozone, it is possible to form a monomolecular film pattern corresponding to the shape. In order to supply ozone, for example, an ozone generator or the like can be used.

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。   The ozone application process in Embodiment 1 includes means for bringing the mask into contact with the surface of the monomolecular film using a mask having holes and / or depressions so that the holes and / or depressions form spaces. . At this time, a non-space part is formed by the part without the hole of the mask. As a mask having holes, the mask (mask with holes) shown in FIG. 1 is exemplified. Moreover, as a mask which has a hollow, the mask (mask partially dented) shown in FIG. 2 is illustrated. As shown in FIGS. 1 and 2, the mask 3 having the holes 5 or the depressions 6 has a portion where the monomolecular film 2 (SAM or the like) formed on the substrate 1 is to be removed, that is, a portion which is in contact with the supplied ozone. The position is set so as to correspond to the hole 5 or the depression 6 of the mask, and the mask is placed on the surface of the monomolecular film 2 and brought into contact therewith.

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。   In particular, the mask 3 having the recess 6 shown in FIG. 2 can be used when a hole 5 (hole) cannot be completely formed between the front and back of the mask (is not possible to make an island pattern or the like). . As shown in FIG. 2, the mask 3 having such depressions 6 is such that the mask surface and the back surface are not completely connected, for example, a quartz plate provided with grooves such as lines and pitches in a straight line or a circuit pattern. Is mentioned.

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。   In addition, in the ozone application process in the first embodiment, instead of using the mask as described above, the inkjet droplets are ejected onto the surface of the monomolecular film so that the droplets form non-space portions by an inkjet method. Means for making it possible can also be included. In this case, since an arbitrary space / non-space pattern can be formed based on digital data, it is not necessary to create a mask and patterning can be performed at a lower cost. For example, as shown in FIG. 3, a portion of the SAM or the like where the monomolecular film 2 is not desired to be removed (a portion that is desired to remain as a monomolecular film pattern), that is, a portion that is not in contact with the supplied ozone corresponds to the droplet 4. Thus, the inkjet droplet 4 can be ejected onto the surface of the monomolecular film 2 to cover the surface. After the patterning by the ink jet, the monomolecular film 2 can be selectively removed only at a portion where the liquid droplet 4 (ink) is not in contact by supplying ozone and then removing the ink jet liquid droplet. it can.

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。   A substrate on which a monomolecular film such as SAM is formed on the entire surface has a high surface tension. Such a substrate can be finely patterned to about 10 microns by an inkjet method. Any droplet (ink) that can be used in the means using the inkjet droplet is any material that does not change in nature and does not spontaneously evaporate in the next process (ozone donation such as exposure to ozone, ultraviolet irradiation). For example, ionic liquids, high boiling point liquids, photoresists, metal fine particles and metal oxide fine particles can be used. Any of these can be finally removed after patterning a monomolecular film such as SAM. Select what is easy to do.

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。   Further, instead of such a method using ink jet droplets, a method using pattern application by a dispenser can also be applied in the manufacturing method of the present invention.

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。   A specific example of the ozone application process according to Embodiment 1 is shown in FIG. As shown in FIG. 4, the mask 3 or the ink jet droplet 4 having the holes 5 is completely brought into close contact with the surface of the monomolecular film 2 (SAM or the like) formed on the substrate 1 in the above-described film forming process, and thereafter Then, the substrate 1 in this state is placed in a chamber 7 that is made into an ozone atmosphere by supplying ozone gas from the outside. In this way, ozone penetrates only in the portion where the hole 5 is formed when the mask 3 is used, and only in the portion where the droplet 4 is not in contact when the ink jet droplet 4 is used. Patterning can be performed to decompose the film 2. Thereby, the monomolecular film pattern 10 can be formed on the substrate 1.

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。   Further, in the ozone application step according to the first embodiment, after providing the space portion and the non-space portion by the mask 3 having the holes 5 and the ink jet droplets 4 as described above, the space portion before or after the ozone supply. It is preferable that the surface of the monomolecular film 2 corresponding to the above includes an ultraviolet irradiation step of irradiating ultraviolet rays, because the decomposition effect of the monomolecular film 2 by ozone can be further promoted. Specifically, it can be performed by irradiating ultraviolet rays from an ultraviolet light source in the chamber 7 shown in FIG.

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。   Further, in the ozone application process according to the first embodiment, as shown in FIG. 6, a large number of substrates 1 on which the monomolecular film 2 is formed using a plurality of masks 3 are collectively put in a chamber 7 and processed ( Batch processing) can also be performed. Thereby, the monomolecular film pattern 10 formed on the substrate 1 can be manufactured in large quantities.

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。   In the case of performing batch processing using a plurality of substrates 1 as shown in FIG. 6, when performing the above-described ultraviolet irradiation step, the substrate 1 having ultraviolet transparency is used, and the other substrate 1 has the ultraviolet transparency. The monomolecular film 2 can be effectively decomposed by making it possible to use the ultraviolet rays transmitted from. Similarly, when the mask 3 is used, if a mask having ultraviolet transparency is used as the mask 3, the decomposition of the monomolecular film 2 can be promoted by using ultraviolet rays that pass through the mask 3. That is, as shown in FIG. 6, it is desirable that the mask 3 and the substrate 1 be made of a material that does not absorb ultraviolet rays, such as quartz, so that all the substrates 1 can be exposed simultaneously with one light source. . Moreover, when irradiating with ultraviolet rays, the ultraviolet light can be used more efficiently by providing an ultraviolet reflecting layer in the chamber 7.

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。   Since the mask 3 is used to separate whether ozone contacts or does not contact the substrate 1, ultraviolet rays are included in the process when a solid mask is used as shown in FIGS. 1 and 2. If not, the material of the substrate 1 is arbitrary.

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。   In the present invention, the wavelength of ultraviolet rays is preferably 150 to 380 nm. Examples of light sources for ultraviolet light in this wavelength range include mercury lamps, metal halide lamps, excimer light sources of 222 nm and 308 nm, KrF excimer light sources, and second harmonics of NdYAG lasers. By using these light sources, it becomes possible to pattern a monomolecular film.

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。   More preferably, it is 200-250 nm. If the wavelength is shorter than 200 nm, there is a possibility that the portion of the SAM where the pattern is to be left is damaged by the energy of the ultraviolet rays. If the wavelength is 250 nm or more, ozone is not efficiently generated, which is necessary for the process. Because time increases. Therefore, a high-contrast pattern can be created in a shorter time by using ultraviolet rays having a wavelength of 200 to 250 nm.

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。   In the ozone application step (Embodiment 2) according to another embodiment of the present invention, a space portion and a non-space portion are provided on the surface of the monomolecular film formed in the film formation step to provide ultraviolet rays in the presence of oxygen. To do. The ozone generated thereby is brought into contact with the monomolecular film. The oxygen concentration at this time can be adjusted between 0.01 and 100%. In general, it is preferable to carry out in the atmosphere from the viewpoint of simplifying the process.

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。   By providing the space portion in this manner, when the ultraviolet ray is provided, oxygen existing in the space portion becomes ozone by the ultraviolet ray, and the surface of the monomolecular film corresponding to the space portion comes into contact with this ozone, and this portion The monomolecular film is decomposed by the ozone. On the other hand, by providing a non-space part, oxygen cannot exist and ozone is not generated even if ultraviolet rays are provided. For this reason, the surface of the monomolecular film corresponding to the non-space portion does not come into contact with ozone, and the monomolecular film in this portion is not decomposed by the ozone and remains as the original monomolecular film after the provision of ultraviolet rays. . Accordingly, it is possible to form a monomolecular film pattern corresponding to the shape by providing a non-space portion in a desired pattern shape and supplying ultraviolet rays in the presence of oxygen. The second embodiment is a technique that utilizes the fact that the decomposability of a monomolecular film with respect to ultraviolet rays is extremely lowered unless ozone is in contact with the monomolecular film.

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。   The ozone application process according to Embodiment 2 includes means for contacting the mask with the surface of the monomolecular film using a mask having ultraviolet transparency and having a recess so that the recess forms a space. Can do. As a specific example, it is useful to use a mask 3 having ultraviolet transparency and having a recess 6 as shown in FIG. As shown in FIG. 2, the mask 3 having the depression 6 has a portion where the monomolecular film 2 such as SAM is to be removed, that is, a portion which comes into contact with ozone generated by supplying ultraviolet rays in the presence of oxygen. The position is set so as to correspond to the dent 6 and the surface is brought into contact with the surface of the monomolecular film 2 on the substrate 1.

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。   In this case, as shown in FIG. 5, when a mask 3 having a depression 6 is brought into close contact with the surface of the monomolecular film 2 on the substrate 1 in a chamber 7 in an atmosphere in air (including oxygen), a pattern shape is obtained. There is a cavity. Since oxygen exists in the cavity, when the entire surface is irradiated with ultraviolet rays from the ultraviolet light source through the mask 3, the ultraviolet rays react with oxygen to generate ozone, and the monomolecular film 2 is removed in a pattern by the ozone. Can do. In this way, the monomolecular film pattern 10 is formed on the substrate 1. In this case, it is an indispensable condition to irradiate with ultraviolet rays and to make the mask 3 with a material having good transmittance to ultraviolet rays such as quartz. Further, batch processing of a plurality of sheets is the same as in the case of using the mask shown in FIG. 1 or the ink jet droplets shown in FIG. 3 in the first embodiment (see FIG. 6).

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。   The provision of ultraviolet rays in the ozone application step according to Embodiment 2 can be performed in the same manner as in the above-described embodiment of the ultraviolet ray provision step in Embodiment 1.

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。   In the present invention, the monomolecular film pattern obtained as described above can be further subjected to a plating treatment such as electroless nickel plating, whereby a high-definition metal film pattern can be obtained easily and inexpensively. Can be created in the process. In the present invention, the present invention is not limited to this, and plating can also be performed using cobalt, copper, palladium, gold or the like.

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。   The present invention can also provide a high-definition monomolecular film pattern formed by the above-described method for producing a monomolecular film pattern with high throughput.

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。   The present invention can also provide an apparatus for producing a monomolecular film pattern using the method for producing a monomolecular film pattern described above. According to such a manufacturing apparatus, a high-definition monomolecular film pattern can be provided with high throughput.

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。   The present invention can also provide a method for manufacturing an electronic device using the above-described method for manufacturing a monomolecular film pattern with no environmental load, low resources, and low cost.

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。   The present invention can also provide an electronic device obtained by the method for manufacturing an electronic device. For example, as shown in FIG. 7A, a liquid material containing metal fine particles by an inkjet method or the like using a monomolecular lyophilic / liquid repellent pattern formed by using the method for producing a monomolecular film pattern described above. By applying 8 and firing, the conductive layer 9 and a fine metal wiring circuit excellent in smoothness can be formed as shown in FIG. An electronic device having a metal wiring circuit obtained in this manner can be used.

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。   In addition, this invention is not restrict | limited to the above-mentioned embodiment, A various change is possible in the range which does not deviate from the meaning of this invention.

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。   In the present invention, ozone is supplied to the portion of the monomolecular film in which the mask or the liquid is in contact with a part of the mask or the liquid is not in contact with the mask or the liquid is irradiated in the presence of oxygen. Since the main feature is that it includes a process, a pre-formed monomolecular film can be used without a process of forming a monomolecular film on a substrate or a step of placing a mask or a liquid in contact with the substrate. It is also possible to use a film in which a mask or a liquid is in contact with a part of the film.

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。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples of the present invention. However, the present invention is not limited to the examples.

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。   A Si wafer and hexamethyldisilazane (HMDS) were placed in a sealed container, and the entire container was heated to form a trimethylsilyl (TMS) monolayer on the surface of the Si wafer. Thus, the board | substrate with which the TMS monomolecular layer was formed on Si wafer was produced. The film thickness of this monomolecular layer was 1 nm or less.

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。   Next, a mask in which holes having a width of 100 μm were cut at 200 μm intervals was brought into intimate contact with a monomolecular layer of the substrate on a quartz plate having a thickness of about 2 mm and placed in a sealed chamber. Ozone was supplied into the chamber, and after 20 minutes, the substrate was taken out. When the surface of the substrate was scanned using a frictional force microscope (Lateral Force Microscope), it was found that the frictional force was different between the 200 μm wide region covered with the mask and the 100 μm wide region in contact with ozone. Thereby, it was found that TMS was patterned according to the shape of the mask pattern.

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。   In the same manner as in Example 1, a substrate having a trimethylsilyl (TMS) monomolecular layer formed on the surface of a Si wafer was prepared, and hexadecane was linearly formed on this substrate in a 40 μm line shape every 100 μm using an ink jet method. Application was performed. This substrate was placed in a chamber in the same manner as in Example 1 and subjected to ozone treatment for 20 minutes. When the surface state was measured with a frictional force microscope, it was possible to produce TMS monomolecular film lines with a width of 40 μm every 100 μm.

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。   In Examples 1 and 2, ozone was supplied into the chamber, and at the same time, ultraviolet light was irradiated by a mercury lamp having a wavelength range of 200 nm to 380 nm. In this case, it was confirmed by a friction force microscope that a monomolecular film pattern having good contrast as in Example 1 or 2 could be formed in a processing time of only 5 minutes.

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。   The next is a step of forming a fine structure on the surface of the substrate based on the predetermined pattern using an electroless plating method on the substrates of Examples 1 to 3.

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。   Electroless nickel plating was performed in the following steps on a sample obtained by selectively patterning the TMS layer in the film formation step for forming a monomolecular film and the ozone donation step. First, as an activator, a mixed solution containing a palladium salt compound and hydrogen chloride was used. A sodium hydroxide aqueous solution was added to adjust the pH to 5.8 at room temperature. By immersing in this solution for about 2 minutes, palladium was adhered to the substrate surface. After removing from the liquid, it was washed in running water. The electroless nickel plating solution was kept under conditions of 70 ° C. and pH 4.6, and the washed sample was immersed for about 2 minutes. Then, after taking out from the liquid, it wash | cleaned in running water and dried. When this sample was observed with AFM and SEM, it was confirmed that a fine structure made of a nickel film was patterned on the quartz plate from which the TMS layer was removed. The nickel film thickness was approximately 200 nm.

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。   From the above results, it is possible to form a microstructure in a relatively short time by first patterning an ultrathin TMS layer by the process of the present invention and subsequently applying electroless nickel plating. It was confirmed.

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。   Example 5 is an example of a manufacturing method of lyophilic / liquid repellent patterning using a monomolecular film and a manufacturing method of a circuit device using the same.

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。   First, the lyophilic treatment of the glass substrate surface was performed with an ultraviolet ozone cleaner. After washing with pure water, octadecyltriethoxysilane and the substrate were placed in a sealed chamber and treated at 100 ° C. for 5 hours to form a uniform monomolecular film of octadecyltriethoxysilane on the glass substrate. The contact angle of this substrate surface with pure water was measured to be 104 degrees.

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。   Next, a quartz plate having a thickness of 3 mm, in which holes of a circuit pattern shape having a width of 20 μm and a depth of 1 mm are cut on a quartz plate having a thickness of 3 mm, is closely attached to the substrate on which the monomolecular film is formed as a mask. 10 sets in which the mask and the substrate were in close contact with each other were introduced into the chamber.

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。   Ozone was supplied into the chamber, and irradiation of ultraviolet light with a mercury lamp having a wavelength range of 200 nm to 380 nm was performed for 10 minutes on these substrates. As a result of taking out these substrates and measuring the contact angle with respect to pure water, the portion that was not in contact with the mask (the portion in which the hole was cut in the mask) had a contact angle of 5 degrees or less. The contact angle of the contacted portion remained 104 degrees. That is, it was confirmed that 10 monomolecular film substrates could be patterned with high definition at a time by the treatment of the present invention.

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。   By immersing the substrate in 10% hydrofluoric acid for 2 minutes and etching the glass using the monomolecular film as a mask, a uniform groove having a depth of 400 nm and a width of 20 μm could be formed. Next, a liquid material in which metal fine particles are dissolved in an organic solvent is applied by an ink jet method and baked at 200 ° C. for 30 minutes to form a metal wiring circuit having a width of 20 μm and good smoothness on a substrate. did it.

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。   In each of the above-described embodiments, an example in which a monomolecular film pattern is formed by bringing a mask having holes into contact with the surface of the monomolecular film on the substrate and irradiating ultraviolet rays in an ozone atmosphere has been shown. Instead, in the atmosphere in air (including oxygen), a mask having a depression was brought into contact with the surface of the monomolecular film on the substrate and irradiated with ultraviolet rays to form a monomolecular film pattern. Results were obtained.

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。   The present invention relates to a high-definition and high-throughput monomolecular film pattern manufacturing method and manufacturing apparatus, a high-definition monomolecular film pattern, a method for manufacturing an electronic device with low environmental impact, low resources, and low cost. It has industrial applicability as a high performance electronic device.

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。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example in which a mask having holes is used in the ozone application step according to the present invention. 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。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example in which a mask having a depression is used in the ozone application process according to the present invention. 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。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an example in which inkjet droplets are used in the ozone application step according to the present invention. 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。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view for explaining a process of applying ozone and applying ultraviolet rays as necessary in a chamber under an ozone atmosphere. 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。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view for explaining a process of applying ultraviolet rays in a chamber under an air (oxygen) atmosphere. 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。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view for explaining a batch process for manufacturing a large amount of monomolecular film pattern in a chamber under an ozone atmosphere. 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。FIG. 7 is a schematic cross-sectional view for explaining a process of forming a conductive layer (fine metal wiring circuit) using the film pattern manufacturing method and the conductive layer manufacturing method according to the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

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

DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Monomolecular film pattern, 1 ... Base | substrate, 2 ... Monomolecular film, 3 ... Mask, 4 ... Droplet, 5 ... Hole, 6 ... Depression, 7 ... Chamber, 8 ... Liquid material containing metal microparticles, 9 ... Conductivity layer

Claims (14)

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。
Forming a monomolecular film on a substrate;
Placing a mask in contact with at least a portion of the monomolecular film;
Supplying ozone to the monomolecular film not in contact with the mask, or irradiating ultraviolet rays in the presence of oxygen;
The manufacturing method of the film | membrane pattern containing this.
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。
Forming a monomolecular film on a substrate;
Disposing a liquid on the monomolecular film;
Supplying ozone to the monomolecular film not in contact with the liquid, or irradiating ultraviolet rays in the presence of oxygen;
The manufacturing method of the film | membrane pattern containing this.
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。
In claim 2,
The step of arranging the liquid is a method for manufacturing a film pattern, which is performed using an inkjet method.
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。
In any one of Claims 1-3,
In the step of supplying ozone, a method of manufacturing a film pattern, wherein the ozone is supplied and ultraviolet rays are irradiated.
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。
Forming a monomolecular film on a substrate;
Placing a mask in contact with at least a portion of the monomolecular film in the presence of oxygen;
Irradiating the monomolecular film with ultraviolet light, and
The mask has a depression on the lower surface of the mask,
The step of arranging the mask is a film pattern manufacturing method in which the lower surface of the mask is arranged so as to contact the monomolecular film.
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。
In any one of Claims 1-5,
A method for producing a film pattern, wherein the substrate has ultraviolet transparency.
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。
Forming a monomolecular film on a substrate;
Placing a mask in contact with at least a portion of the monomolecular film;
Supplying ozone to the monomolecular film not in contact with the mask, or irradiating ultraviolet rays in the presence of oxygen to remove the monomolecular film not in contact with the mask;
Forming a conductive layer on the substrate from which the monomolecular film has been removed;
The manufacturing method of the conductive layer containing this.
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。
Forming a monomolecular film on a substrate;
Disposing a liquid on the monomolecular film;
Supplying ozone to the monomolecular film not in contact with the liquid, or irradiating ultraviolet rays in the presence of oxygen to remove the monomolecular film not in contact with the liquid;
Forming a conductive layer on the substrate from which the monomolecular film has been removed;
The manufacturing method of the conductive layer containing this.
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。
Forming a monomolecular film on a substrate;
Placing a mask in contact with at least a portion of the monomolecular film in the presence of oxygen;
Irradiating the monomolecular film with ultraviolet light, and removing the monomolecular film not in contact with the mask;
Forming a conductive layer on the substrate from which the monomolecular film has been removed,
The mask has a depression on the lower surface of the mask,
The step of arranging the mask is a method of manufacturing a conductive layer, wherein the lower surface of the mask is arranged so as to contact the monomolecular film.
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。   The method for manufacturing a conductive layer according to claim 7, wherein the step of forming the conductive layer includes a step of performing a plating process. 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。   The method for manufacturing a conductive layer according to claim 7, wherein the step of forming the conductive layer includes a step of applying a solution containing a material of the conductive layer. 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。   12. The method for manufacturing a conductive layer according to claim 11, wherein the step of applying the solution is performed by an inkjet method. 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。   The manufacturing method of the film | membrane pattern in any one of Claims 1-6, or the manufacturing method of the electronic device which uses the manufacturing method of the conductive layer in any one of Claims 7-12. 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。

An electronic device manufactured by the method for manufacturing an electronic device according to claim 13.

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