JP2007079368A - パターン形成体の製造方法、および真空紫外光用フォトマスク - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、複数のパターン形成体を製造した場合であっても、目的とする一定の線幅に特性変化パターンを形成可能なパターン形成体の製造方法の提供することを主目的としている。
【解決手段】 上記目的を達成するために、本発明は、真空紫外光により表面の特性が変化するパターニング用基板に、少なくとも透明基材と遮光部とを有するフォトマスクを介して前記真空紫外光を照射することにより、前記パターニング用基板表面の特性が変化した特性変化パターンを有するパターン形成体を形成するパターン形成工程を有し、前記パターン形成工程を複数回行って複数の前記パターン形成体を製造するパターン形成体の製造方法であって、
前記パターン形成工程を行う際、前記透明基材と前記パターニング用基板との間隙を０．１μｍ〜２００μｍの範囲内とすることを特徴とするパターン形成体の製造方法を提供する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、カラーフィルタ、およびその他各種の用途に使用可能な、表面に特性の異なるパターンを有するパターン形成体の製造方法、およびそのパターン形成体の製造方法に用いられる真空紫外光用フォトマスクに関するものである。

従来より、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、様々な方法が提案されており、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等も用いられている。また、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等のフォトリソグラフィーによるパターン形成体の製造方法も知られている。

しかしながら、例えばカラーフィルタ等に用いられる、高精細なパターン形成体を製造する際には、上記印刷法では位置精度が低い等の問題があり、用いることが難しかった。また、上記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ので、廃液を処理する必要が生じる等の問題があった。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った。

そこで、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ニング用基板と、フォトマスクとを対向させて配置した後、上記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、パターンを形成するパターン形成体の製造方法等が提案されている（特許文献１参照）。この方法によれば、現像液等を用いることなく、簡易な工程で容易にパターン形成体を製造することができる。上記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、フォトマスクと有機分子膜との間に存在する酸素が励起されて酸素原子ラジカルが発生し、また、真空紫外光により有機物の分子結合が切断され、上記励起酸素原子がこの切断された分子と反応することによって、ＣＯ_２やＨ_２Ｏのような気体となり、有機分子膜の分解等を行うことができるのである。なお、真空紫外光とは、光の波長が紫外線より短く、通常１００ｎｍ〜２５０ｎｍの波長域の光を指す。

ここで、上記有機物と酸素ラジカルとの反応は、パターン形成体製造時におけるフォトマスクと有機分子膜との間に存在する酸素によって生じるものである。そのため、フォトマスクと有機分子膜との距離が近い場合には、これらの間に存在する酸素量が少ないことから、フォトマスクと有機分子膜との間隙がわずかに変化しただけでも、形成されるパターン形成体の形状が異なってしまう。また、上述した方法においては、真空紫外光の回折の影響等を考慮して、フォトマスクおよびパターニング用基板が近接して配置されることとなるが、フォトマスクとパターニング用基板とを近接させた状態で、一定の間隙となるように配置することは難しい。したがって、上述した方法を用いて、複数のパターン形成体を製造した場合、各パターン形成体に形成されるパターンの形状を同一なものとすることが難しいという問題があった。

特開２００１−３２４８１６号公報

そこで、簡易な工程で特性変化パターンを形成することが可能であり、かつ複数のパターン形成体を製造した場合であっても、目的とする一定のパターン状に特性変化パターンを形成可能なパターン形成体の製造方法の提供が望まれている。

本発明は、真空紫外光により表面の特性が変化するパターニング用基板に、少なくとも透明基材と遮光部とを有するフォトマスクを介して上記真空紫外光を照射することにより、上記パターニング用基板表面の特性が変化した特性変化パターンを有するパターン形成体を形成するパターン形成工程を有し、上記パターン形成工程を複数回行って複数の上記パターン形成体を製造するパターン形成体の製造方法であって、上記パターン形成工程を行う際、上記透明基材と上記パターニング用基板との間隙を０．１μｍ〜２００μｍの範囲内とすることを特徴とするパターン形成体の製造方法を提供する。

本発明によれば、パターン形成工程を行う際の、上記透明基材と上記パターニング用基板との間隙を上記範囲内とすることから、上記間隙に存在する酸素の量を、上記特性変化パターンの形成に寄与する酸素の量より十分に多いものとすることができる。したがって、フォトマスクとパターニング用基板との間隙が多少変化した場合であっても、形成される特性変化パターンの線幅等が変化してしまうことの少ないものとすることができ、均一なパターン状に形成された特性変化パターンを有するパターン形成体を複数製造することが可能となるのである。また本発明によれば、上記フォトマスクとパターニング用基板との間に存在する酸素の量を十分なものとすることができることから、酸素原子ラジカルの発生効率を高いものとすることができ、パターニング用基板に特性変化パターンを効率よく形成することができるという利点も有している。

また本発明は、対向して配置されるパターニング用基板に、真空紫外光の作用をパターン状に及ぼして、上記パターニング用基板の表面に特性が変化した特性変化パターンを形成するために用いられる真空紫外光用フォトマスクであって、透明基材と、上記透明基材上に形成された遮光部と、上記パターニング用基板および上記透明基材の間隙を保つためのスペーサ部とを有することを特徴とする真空紫外光用フォトマスクを提供する。

本発明の真空紫外光用フォトマスクは上記スペーサ部を有していることから、パターン形成体を製造する際、上記透明基材と上記パターニング用基板との間に容易に一定の間隙を設けることができる。したがって、パターン形成体を複数製造した場合であっても、各パターン形成体に形成される特性変化パターンの形状を均一なものとすることが可能となる。

また、上記発明においては、上記スペーサ部の厚みが０．１μｍ〜２００μｍの範囲内であることが好ましい。これにより、真空紫外光用フォトマスクとパターニング用基板との間に存在する酸素の量を十分なものとすることができることから、酸素原子ラジカルの発生効率を高いものとすることができ、パターニング用基板に特性変化パターンを効率よく形成することが可能となる。

本発明によれば、フォトマスクとパターニング用基板との間隙が多少変化した場合であっても、形成される特性変化パターンの線幅等が変化してしまうことの少ないものとすることができ、均一なパターン状に形成された特性変化パターンを有するパターン形成体を複数製造することが可能となる。また本発明によれば、パターニング用基板に特性変化パターンを効率よく形成することができるという効果も奏するものである。

本発明は、カラーフィルタ、その他各種の用途に使用可能な、表面に特性の異なるパターンを有するパターン形成体の製造方法、およびそのパターン形成体の製造方法に用いられる真空紫外光用フォトマスクに関するものである。以下、それぞれについて分けて説明する。

Ａ．パターン形成体の製造方法
まず、本発明のパターン形成体の製造方法について説明する。本発明のパターン形成体の製造方法は、真空紫外光により表面の特性が変化するパターニング用基板に、少なくとも透明基材と遮光部とを有するフォトマスクを介して上記真空紫外光を照射することにより、上記パターニング用基板表面の特性が変化した特性変化パターンを有するパターン形成体を形成するパターン形成工程を有し、上記パターン形成工程を複数回行って複数の上記パターン形成体を製造するパターン形成体の製造方法であって、上記パターン形成工程を行う際、上記透明基材と上記パターニング用基板との間隙を０．１μｍ〜２００μｍの範囲内とすることを特徴とするものである。

本発明のパターン形成体の製造方法は、例えば図１に示すように、真空紫外光により表面の特性が変化するパターニング用基板１と、透明基材６および遮光部７を有するフォトマスク２とを、上記パターニング用基板１と上記透明基材６との距離が一定の距離ａとなるように間隙をおいて配置し、上記フォトマスク２側から真空紫外光３を照射して（図１（ａ））、表面の特性が変化した特性変化パターン４を有するパターン形成体５を形成する（図１（ｂ））パターン形成工程を有し、上記パターン形成工程が複数回行われる方法である。

ここで、上述したように、パターニング用基板上への特性変化パターンの形成は、パターニング用基板とフォトマスクとの間に存在する酸素によって生じるものである。そのため、フォトマスクとパターニング用基板との距離が近い場合には、これらの間に存在する酸素量が少ないことから、フォトマスクと有機分子膜との間隙がわずかに変化しただけでも、形成されるパターン形成体の形状が異なってしまい、複数のパターン形成体を製造する場合、各パターン形成体に形成される特性変化パターンの形状を均一なものとすることが難しいという問題があった。

一方、本発明においては、上記フォトマスクを構成する透明基材とパターニング用基板との間隙を、上記範囲内とすることから、上記間隙に存在する酸素の量を、上記特性変化パターンの形成に寄与する酸素の量より十分に多いものとすることができる。そのため、フォトマスクとパターニング用基板との間隙が多少変化した場合であっても、形成される特性変化パターンの線幅等が変化してしまうことの少ないものとすることができる。したがって、本発明によれば、目的とする均一なパターン状に特性変化パターンが形成されたパターン形成体を、複数製造することが可能となるのである。

また本発明においては、パターン形成工程を行う際、上記フォトマスクとパターニング用基板との間に、特性変化パターンの形成に十分な量の酸素が存在することから、酸素原子ラジカルの発生効率を高いものとすることができる。したがって、上記パターニング用基板に特性変化パターンを効率よく形成することができるという利点も有している。
以下、本発明のパターン形成体の製造方法について、各構成ごとに分けて詳しく説明する。

１．パターン形成工程
まず、本発明のパターン形成体の製造方法におけるパターン形成工程について説明する。本発明におけるパターン形成工程は、真空紫外光により表面の特性が変化するパターニング用基板に、少なくとも透明基材と遮光部とを有するフォトマスクを介して上記真空紫外光を照射することにより、上記パターニング用基板表面の特性が変化した特性変化パターンを有するパターン形成体を形成する工程である。

ここで本発明においては、上記フォトマスクにおける透明基材と、上記パターニング用基板との間隙が、０．１μｍ〜２００μｍの範囲内とされる。これにより、上記フォトマスクとパターニング用基板との間に存在する酸素の量を、上記特性変化パターンの形成に寄与する酸素の量より十分に多いものとすることができるからである。

また本発明においては、上記の中でも、特性変化パターンの線幅を１μｍ〜１００μｍの範囲内となるように形成する場合には、上記間隙を０．１μｍ〜１００μｍの範囲内、特に１μｍ〜５０μｍの範囲内とすることが好ましく、１００μｍより大きく、１０００μｍ以下の範囲内となるように形成する場合には、上記間隙を１０μｍ〜２００μｍの範囲内、特に５０μｍ〜２００μｍの範囲内とすることが好ましい。これにより、真空紫外光の回折等の影響を少ないものとすることができ、目的とするパターン状に、高精細に特性変化パターンを形成することが可能となるからである。また、上記範囲内であれば、例えば後述する「Ｂ．真空紫外光用フォトマスク」を用いることにより、間隙を一定に保つことが可能となる。

ここで、本工程において上記透明基材とパターニング用基板との間隙を上記範囲内とする方法としては、特に限定されるものではない。例えば一般的な露光装置における位置調整機能によって、上記間隙とする方法であってもよく、また上記間隙と同じ高さを有するスペーサ部を有するフォトマスクを用いる方法であってもよい。また、パターニング用基板上に、上記間隙と同じ高さを有するスペーサ部を形成する方法等であってもよく、さらに例えばポリイミドフィルム等の樹脂フィルムやＳＵＳテープ等の金属、無機材料からなる球状粒子等を用いてスペーサ部を別途形成し、透明基材とパターニング用基板との間に挟みこむ方法等であってもよい。

上記フォトマスクや、上記パターニング用基板上にスペーサ部を形成する場合、例えば特性変化パターンの形成に寄与しない領域に、スペーサ部を形成すること等ができる。また、上記透明基材とパターニング用基板との間にスペーサ部を挟みこむ場合においても、特性変化パターンの形成に寄与しない領域にスペーサ部を挟みこむもの等とすることができる。
以下、本工程に用いられるフォトマスク、パターニング用基板、および真空紫外光の照射方法についてそれぞれ説明する。

（１）フォトマスク
まず、本工程に用いられるフォトマスクについて説明する。本工程に用いられるフォトマスクは、透明基材とその透明基材上に形成された遮光部とを有するものである。本発明においては、上記パターニング用基板に真空紫外光を照射する際に用いられ、上記特性変化パターンを形成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い。以下、このようなフォトマスクの各構成について説明する。

ａ．遮光部
本発明に用いられる遮光部としては、後述する透明基材上に形成されており、真空紫外光を透過させないものであれば、特に限定されるものではない。

例えば、スパッタリング法、真空蒸着法等により厚み３００〜２０００Å程度のクロム等の金属薄膜を形成し、この薄膜をパターニングすることにより形成したものであってもよい。このパターニングの方法としては、スパッタ、金属エッチング、リフトオフ等の通常のパターニング方法を用いることができる。

また、樹脂バインダ中にカーボン微粒子、金属酸化物、無機顔料、有機顔料等の遮光性粒子を含有させた層をパターン状に形成したもの等であってもよい。またこの際、厚みは０．５〜１０μｍの範囲内で設定することができる。用いられる樹脂バインダとしては、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、ゼラチン、カゼイン、セルロース等の樹脂を１種または２種以上混合したものや、感光性樹脂、さらにはＯ／Ｗエマルジョン型の樹脂組成物、例えば、反応性シリコーンをエマルジョン化したもの等を用いることができる。このような樹脂製の遮光部のパターニング方法は、フォトリソ法、印刷法等一般的に用いられている方法を用いることができる。

また、上記遮光部の形成位置としては、上記フォトマスクとパターニング用基板とを対向させて配置した際、パターニング用基板に面する側の面に形成されたものであってもよく、またパターニング用基板に面しない側の面に形成されたものであってもよい。

また、上記遮光部の形状としては、特に限定されるものではなく、上記パターニング用基板に形成される特性変化パターンの形状に合わせて適宜選択することができる。

また、上記遮光部の幅としては、通常０．１μｍ以上程度とされ、中でも１μｍ以上程度とされることが好ましい。このような範囲内とすることにより、真空紫外光の回折の影響等を受けることなく、目的とするパターン状に特性変化パターンを形成することが可能となるからである。

なお、本発明においては、上記遮光部は、上述したフォトマスクとパターニング用基板との間隙を保持するためのスペーサ部として用いられるものであってもよい。この場合、遮光部の厚みとしては、上記透明基材と上記パターニング用基板との間に設ける所定の間隙と同様とされる。

ｂ．透明基材
本発明に用いられる透明基材は、真空紫外光に対して透過性を有するものであり、上記遮光部を形成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、一般的なフォトマスクに用いられる透明基材を用いることができる。このような透明基材として具体的には、石英ガラス、パイレックス（登録商標）ガラス、合成石英板等の可撓性のない透明なリジット材、あるいは透明樹脂フィルム、光学用樹脂板等の可撓性を有する透明なフレキシブル材等を挙げることができる。また、基材は、必要に応じてアルカリ溶出防止用やガスバリア性付与その他の目的の表面処理を施したものであってもよい。

また、透明基材表面と上記遮光部との密着性を向上させるために、透明基材上にアンカー層が形成されていてもよい。このようなアンカー層としては、例えば、シラン系、チタン系のカップリング剤等を挙げることができる。

ｃ．その他の部材
本発明に用いられるフォトマスクとしては、上述した遮光部および透明基材以外に、必要に応じて他の部材を有するものであってもよく、上述したように、例えばスペーサ部等を有するもの等としてもよい。

なお、このようなスペーサ部を有するフォトマスクについては、後述する「Ｂ．真空紫外光用フォトマスク」で説明するので、ここでの説明は省略する。

（２）パターニング用基板
次に、本工程に用いられるパターニング用基板について説明する。本工程におけるパターニング用基板は、真空紫外光により表面の特性が変化するものであれば、その構成等は特に限定されるものではない。

例えば支持基板と、その支持基板上に形成され、真空紫外光の照射により表面の特性が変化する特性変化層とを有するものであってもよく、また真空紫外光の照射により特性が変化する特性変化層のみからなるものであってもよい。

また、上記パターニング用基板における特性変化層の特性変化の種類についても特に限定されるものではなく、例えば真空紫外光の照射により表面の濡れ性が変化するものであってもよく、また例えば真空紫外光の照射により、特定の物質との接着性が変化するもの等であってもよい。また例えば真空紫外光の照射により分解除去されて支持基板が露出することにより特性が変化するもの等であってもよい。

本発明においては、特に真空紫外光の照射により表面の濡れ性が変化するものが好ましく、中でも真空紫外光の照射により液体との接触角が低下する濡れ性変化層を有することが好ましい。これにより、本工程により濡れ性が変化した領域を親液性領域、本工程により濡れ性が変化していない領域を撥液性領域とすることができる。したがって本発明により製造されたパターン形成体上に例えば塗布法等により機能性部形成用塗工液を塗布した際、親液性領域である特性変化パターンにのみ機能性部形成用塗工液を付着させることができ、高精細なパターン状に機能性部を形成すること等が可能となるからである。

ここで、親液性領域とは、隣接する領域より液体との接触角が１°以上低い領域をいうこととし、液体との接触角が小さい領域であって、機能性部を形成する機能性部形成用塗工液に対する濡れ性の良好な領域をいうこととする。また、撥液性領域とは、液体との接触角が大きい領域であり、上記機能性部形成用塗工液に対する濡れ性が悪い領域をいうこととする。

上記パターニング用基板に用いられる濡れ性変化層は、濡れ性が変化していない状態では、表面張力４０ｍＮ／ｍの液体との接触角が、１０°以上、特に表面張力２０ｍＮ／ｍの液体との接触角が１０°以上の濡れ性を示すことが好ましい。これは、濡れ性が変化していない領域は、撥液性が要求される領域であることから、液体との接触角が小さい場合は、撥液性が十分でなく、例えば上記機能性部形成用塗工液を塗布した際に、撥液性領域上にも機能性部形成用塗工液が残存する可能性があり、好ましくないからである。

また、本工程により上記濡れ性変化層に真空紫外光が照射された場合、濡れ性が変化した部分の液体との接触角は、表面張力４０ｍＮ／ｍの液体との接触角が、９°以下、特に表面張力６０ｍＮ／ｍの液体との接触角が１０°以下となることが好ましい。濡れ性が変化した部分、すなわち親液性領域における液体との接触角が高い場合は、例えば、上記機能性部形成用塗工液を塗布した際に、親液性領域においても機能性部形成用塗工液をはじいてしまう可能性があり、親液性領域上に機能性部パターニングすることが難しくなる可能性があるからである。

なお、ここでいう液体との接触角は、種々の表面張力を有する液体との接触角を接触角測定器（協和界面科学（株）製ＣＡ−Ｚ型）を用いて測定（マイクロシリンジから液滴を滴下して３０秒後）し、その結果から、もしくはその結果をグラフにして得たものである。また、この測定に際して、種々の表面張力を有する液体としては、純正化学株式会社製のぬれ指数標準液を用いた。

このような真空紫外光の照射により濡れ性が変化する濡れ性変化層としては、例えばオルガノポリシロキサンを含有する層等とすることができ、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とすることができる。

また、上記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、これらについても、例えば特開２００１−０７４９２８号公報に記載されているようなものを用いることができる。

上記特性変化層の膜厚としては、特性変化層の種類や、パターニング用基板の種類や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程度、中でも０．１μｍ〜０．１ｍｍ程度とすることができる。

また上記パターニング用基板が支持基板を有する場合、支持基板は特性が変化する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、パターン形成体の用途等に応じてその種類や可撓性や透明性等は適宜選択される。本発明において上記支持基板は、有機材料からなるものであってもよく、また無機材料からなるものであってもよい。具体的には、樹脂製フィルム、ガラス、セラミックス、金属からなるもの等を用いることができ、板状のものであることが好ましい。

また、本発明に用いられるパターニング用基板は、必要に応じて各種層や各種部材を有するものであってもよく、例えば上述したように、スペーサ部を有するものであってもよい。なお、上記スペーサ部は、本工程において、パターニング用基板とフォトマスクとの間隙を保持するためにのみ形成されるものであってもよいが、例えばパターン形成体に必須とされる部材を、上記スペーサ部として用いてもよい。

（３）真空紫外光の照射方法
次に、本工程に用いられる真空紫外光の照射方法について説明する。本工程における真空紫外光の照射方法は、上記フォトマスクを介して上記パターニング用基板に真空紫外光を照射することが可能な方法であれば特に限定されるものではなく、一般的に真空紫外光を用いたパターン形成の際に用いられる照射方法を用いることができる。

ここで、上記真空紫外光の波長は、通常１００ｎｍ〜２５０ｎｍの範囲内とされるものであるが、本発明において用いられる真空紫外光の波長は、上記の中でも１５０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内とされることが好ましい。

またこのような真空紫外光の光源としては、エキシマランプ、低圧水銀ランプ等その他種々の光源を挙げることができる。

また本工程における真空紫外光の照射エネルギー量は、パターニング用基板表面の特性の変化が行われるのに必要な照射エネルギー量とされる。

なお、上記本工程により、形成される特性変化パターンの幅としては、通常１μｍ〜１０００μｍ程度、中でも２μｍ〜５００μｍ程度、特に１０μｍ〜３００μｍ程度とされることが好ましい。これにより、フォトマスクとパターニング用基板との間隙を上述した範囲内とした場合であっても、目的とするパターン状に、特性変化パターンを形成することが可能となるからである。

２．その他の工程
本発明のパターン形成体の製造方法は、上述したパターン形成工程以外にも、必要に応じて他の工程を有していてもよい。例えば、フォトマスクを形成するフォトマスク形成工程や、上記パターニング用基板を形成するパターニング用基板形成工程、上記フォトマスクとパターン形成体とを所定の間隙となるように配置する配置工程等を有していてもよい。

Ｂ．真空紫外光用フォトマスク
次に、本発明の真空紫外光用フォトマスクについて説明する。本発明の真空紫外光用フォトマスクは、対向して配置されるパターニング用基板に、真空紫外光の作用をパターン状に及ぼして、上記パターニング用基板の表面に特性が変化した特性変化パターンを形成するために用いられるものであって、透明基材と、上記透明基材上に形成された遮光部と、上記パターニング用基板および上記透明基材の間隙を保つためのスペーサ部とを有することを特徴とするものである。

本発明の真空紫外光用フォトマスクは、例えば図１（ａ）に示すように、透明基材６と、その透明基材６上に形成された遮光部７と、パターニング用基板１および透明基材６の間隙を保つためのスペーサ部８とを有するものである。

上述したように、パターニング用基板上への特性変化パターンの形成は、パターニング用基板と真空紫外光用フォトマスクとの間に存在する酸素によって生じるものである。そのため、真空紫外光用フォトマスクとパターニング用基板との距離が近い場合には特に、これらの間に存在する酸素量が少ないことから、真空紫外光用フォトマスクと有機分子膜との間隙がわずかに変化しただけでも、形成されるパターン形成体の形状が異なってしまうという問題があった。

しかしながら、本発明においては、上記パターニングに用いられる真空紫外光用フォトマスクに、上記スペーサ部が形成されていることから、容易に真空紫外光用フォトマスクとパターニング用基板との間隙を一定に保つことができる。したがって、複数のパターン形成体を製造した場合であっても、各パターン形成体に形成される特性変化パターンの形状を均一なものとすることが可能となるのである。
以下、本発明の真空紫外光用フォトマスクについて、各構成ごとに詳しく説明する。

ａ．スペーサ部
まず、本発明の真空紫外光用フォトマスクに用いられるスペーサ部について説明する。本発明に用いられるスペーサ部は、真空紫外光照射の際、上記パターニング用基板と上記真空紫外光用フォトマスクにおける透明基材との間隙を保つことが可能なものであれば、その形成位置等は特に限定されるものではない。例えば真空紫外光用フォトマスク内の、パターンの形成に寄与するパターン形成用領域（図１中、ｂで示される領域）に形成されたものであってもよく、また例えば真空紫外光用フォトマスク内の、パターンの形成に寄与しないパターン非形成用領域（図１中、ｃで示される領域）に形成されたもの等であってもよい。また、上記パターン形成用領域およびパターン非形成用領域の両方に形成されているもの等であってもよい。

ここで、上記「パターン形成用領域」とは、パターニング用基板に真空紫外光用フォトマスクを介して真空紫外光の作用を及ぼす際、特性の変化した領域と特性の変化していない領域とからなるパターンの形成に寄与する領域をいうこととする。また、「パターン非形成用領域」とは、上記パターンを形成する際、形成されるパターンの形状に影響を及ぼさない領域をいうこととする。

なお上記スペーサ部が、パターン形成用領域内に形成されている場合、通常スペーサ部は、後述する遮光部が形成されている領域に形成されることとなる。これにより、スペーサ部によってパターンの形成を阻害することのないものとすることができ、また真空紫外光用フォトマスクが使用される際、上記スペーサ部が真空紫外光によって劣化等することのないものとすることができるからである。なおこの場合、遮光部およびスペーサ部は、スペーサ部および遮光部の両方の機能を有するように一体に形成されていてもよい。

また上記スペーサ部が、パターン非形成用領域内に形成されている場合には、このスペーサ部が形成される領域に後述する遮光部が形成されている、もしくはスペーサ部が遮光性を有する材料から形成されていることが好ましい。これにより、真空紫外光用フォトマスクが使用される際、上記スペーサ部が真空紫外光によって劣化等することのないものとすることができるからである。

またスペーサ部の形状としては、真空紫外光用フォトマスクとパターニング用基板との間隙を一定に保つことが可能な形状であれば特に限定されるものではなく、例えば円柱状や各柱状、錐台状、半球状等とされていてもよい。また上記パターン非形成用領域に、パターン形成用領域を囲むように連続的に形成されているもの等であってもよい。また、上記スペーサ部の、透明基材と接する面の形状についても特に限定されるものではなく、例えば円状や矩形状等、任意の形状とすることができる。またさらに、上記スペーサ部が形成される面積としては、真空紫外光用フォトマスクとパターニング用基板とを所定の間隙となるように保つことが可能であれば、特に限定されるものではなく、真空紫外光用フォトマスクやパターニング用基板の大きさ、スペーサ部の硬度等により適宜選択される。

また上記スペーサ部の厚みについては、真空紫外光照射時のフォトマスクとパターニング用基板との間隙に合わせて適宜選択される。例えばスペーサ部が透明基材上に直接形成されている場合には、スペーサ部の厚みが上記間隙と同じ厚みとなるように形成される。また例えばスペーサ部が遮光部と積層されている場合には、スペーサ部と遮光部とが積層された厚みが、上記間隙と同じ厚みとなるようにスペーサ部の厚みが調整される。

通常、このようなスペーサ部の厚みとしては、０．１μｍ〜２００μｍの範囲内とされることが好ましい。これにより、真空紫外光照射の際、上記真空紫外光用フォトマスクとパターニング用基板との間隙における酸素量を十分なものとすることができる。したがって、酸素原子ラジカルの発生効率を高いものとすることができ、パターニング用基板に特性変化パターンを効率よく形成することが可能となるからである。また、上記範囲であれば、スペーサ部の厚みを制御して形成することが可能となるからである。

また特に特性変化パターンの線幅を１μｍ〜１００μｍの範囲内となるように形成する場合には、上記間隙を０．１μｍ〜１００μｍの範囲内、特に１μｍ〜５０μｍの範囲内とすることが好ましく、１００μｍより大きく、１０００μｍ以下の範囲内となるように形成する場合には、上記間隙を１０μｍ〜２００μｍの範囲内、特に５０μｍ〜２００μｍの範囲内とすることが好ましい。これにより、真空紫外光の回折の影響を少ないものとすることができ、目的とするパターン状に高精細に特性変化パターンを形成することが可能となるからである。

また、上述したスペーサ部は、一般的なフォトリソグラフィー法や印刷法等により形成されたもの等であってもよいが、本発明においては、特にノズル吐出法により形成されたものであることが好ましい。ノズル吐出法によりスペーサ部を形成する場合には、スペーサ部を形成するスペーサ部形成用塗工液を透明基材の全面に塗布する必要がない。したがって、透明基材上にスペーサ部形成用塗工液の残渣等が付着することを防止することができるからである。上記ノズル吐出法として、具体的には、インクジェット法やディスペンサを用いた塗布方法等が挙げられる。

また、スペーサ部の形成に用いられる材料としては、一般的な液晶表示装置における柱状スペーサに用いられる感光性材料等を用いることができる。このような材料としては、例えばアクリル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−塩化ビニル共重合体、エチレンビニル共重合体、ポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン共重合体、ＡＢＳ樹脂、ポリメタクリル酸樹脂、エチレンメタクリル酸樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、塩素化塩化ビニル、ポリビニルアルコール、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１２、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリビニルアセタール、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、ポリビニルブチラール、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアミック酸樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂等、および、重合可能なモノマーであるメチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、ｎ−プロピルアクリレート、ｎ−プロピルメタクリレート、イソプロピルアクリレート、イソプロピルメタクリレート、ｓｅｃ−ブチルアクリレート、ｓｅｃ−ブチルメタクリレート、イソブチルアクリレート、イソブチルメタクリレート、ｔｅｒｔ−ブチルアクリレート、ｔｅｒｔ−ブチルメタクリレート、ｎ−ペンチルアクリレート、ｎ−ペンチルメタクリレート、ｎ−ヘキシルアクリレート、ｎ−ヘキシルメタクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、ｎ−オクチルアクリレート、ｎ−オクチルメタクリレート、ｎ−デシルアクリレート、ｎ−デシルメタクリレート、スチレン、α−メチルスチレン、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、グリシジル（メタ）アクリレートの一種以上と、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸の２量体（例えば東亜合成化学（株）製Ｍ−５６００）、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、ビニル酢酸、これらの酸無水物等の一種以上からなるポリマーまたはコポリマー等の樹脂を１種または２種以上混合したものを挙げることができる。その中でも、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等を用いた感光性樹脂組成物であることが好ましい。これらの樹脂は、塑性変形量が少なく透明基材とパターニング用基板との間隙を所定の範囲に一定に保つことが可能となるからである。

なお、上記スペーサ部が遮光性を有するものとする場合には、上記材料中に、カーボン微粒子、金属酸化物、無機顔料、有機顔料等の遮光性粒子を含有させたもの等とすることができる。

ｂ．遮光部
次に、本発明の真空紫外光用フォトマスクに用いられる遮光部について説明する。本発明に用いられる遮光部は、後述する透明基材上に形成されるものであり、真空紫外光を透過させないものであれば特に限定されるものではなく、例えば真空紫外光用フォトマスク内の、上記パターニング用基板と面する側に形成されたものであってもよく、パターニング用基板と面しない側に形成されたものであってもよい。

また上記遮光部が形成される位置としては、パターニング用基板に形成される特性変化パターンの形状等に合わせて適宜選択されることとなる。なお上述したように、真空紫外光用フォトマスクのパターン非形成用領域に上記スペーサ部が形成される場合には、このスペーサ部が形成される領域にも、遮光部が形成されていることが好ましい。

ここで、上記遮光部の形成に用いられる材料や、遮光部の形成方法、膜厚等については、上述した「Ａ．パターン形成体の製造方法」の遮光部の項で説明したものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。

ｃ．透明基材
次に、本発明の真空紫外光用フォトマスクに用いられる透明基材について説明する。本発明に用いられる透明基材は、真空紫外光に対して透過性を有するものであり、上記遮光部を形成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、一般的なフォトマスクに用いられる透明基材を用いることができる。このような遮光部としては、具体的には、上述した「Ａ．パターン形成体の製造方法」の透明基材の項で説明したものと同様のものを挙げることができる。

ｄ．真空紫外光用フォトマスク
本発明の真空紫外光用フォトマスクは、上記透明基材、遮光部、およびスペーサ部を有するものであればその層構成等は特に限定されるものではなく、例えば必要に応じて、透明基材と遮光部との間や、透明基材とスペーサ部との間、遮光部とスペーサ部との間等に、密着性を向上させる密着性向上層等が形成されているもの等であってもよい。

なお、本発明の真空紫外光用フォトマスクを用いた真空紫外光の照射方法や、上記真空紫外光用フォトマスクを用いて特性変化パターンが形成されるパターニング用基板等については、上述した「Ａ．パターン形成体の製造方法」の項で説明したものと同様とすることが可能であるので、ここでの詳しい説明は省略する。

また、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。

例えば、上記記載においては、透明基材と、その透明基材上に形成された遮光部と、スペーサ部とを有する真空紫外光用フォトマスクについて説明したが、上記真空紫外光用フォトマスクは、透明基材と、その透明基材上に形成されたスペーサ部とを有し、遮光部を有しないものとすることも可能である。この場合、上記スペーサ部は、上記パターン形成用領域に形成されることとなり、上記透明基材およびパターニング用基板の間隙を保つ役割と、上記パターニング用基板上のパターンの形成に寄与する役割とを兼ね備えたものとすることができる。また、このようなスペーサ部は、真空紫外光の照射によって劣化しないものであれば、遮光性を有するものであってもよく、また遮光性を有しないものであってもよい。

以下に実施例を示し、本発明をさらに具体的に説明する。

［実施例１］
＜パターニング用基板の形成＞
フルオロアルキルシラン（ＴＳＬ８２３３ ＧＥ東芝シリコーン製）１．５ｇ、テトラメトキシシラン（ＴＳＬ８１１４ ＧＥ東芝シリコーン製）５．０ｇ、および０．１Ｎ塩酸３ｇを２４時間常温にて攪拌してフッ素を有する撥液剤を作製した。この撥液剤１ｇにイソプロパノール９９ｇを添加し、１０分間常温にて攪拌した。この希釈液をガラス基板上にスピンコーター（７００ｒｐｍで５秒）で塗布し、撥水性を有する薄膜が形成されたパターニング用基板を得た。
＜真空紫外光用フォトマスクの形成＞
透明基材上に遮光部が形成されたフォトマスクの端部にスペーサ部形成剤（ＩＴ−ＭＰ５５００ ザ・インクテック製）をディスペンサを用いて塗布し、１μｍのスペーサ部を有する真空紫外光用フォトマスクを形成した。
＜パターン形成工程＞
３０μｍのラインおよびスペースが交互に並んだパターンを有する真空紫外光用フォトマスクを介して、上記撥水性を有する薄膜が形成されたパターニング用基板に、エキシマランプを用いて真空紫外光を５０秒照射したところ、３０μｍの親水性のラインパターンが形成できた。この工程を連続して１００枚のパターニング用基板に対して繰り返したところ、１００枚全てのパターニング用基板に３０μｍの親水性のラインパターンが形成できた。

［実施例２］
＜パターニング用基板の形成＞
実施例１と同様の手法で撥水性を有する薄膜が形成されたパターニング用基板を作製した。
＜パターン形成工程＞
上記パターニング用基板と１６０μｍのラインおよびスペースが交互に並んだパターンを有するフォトマスクとの間に１０μｍのポリイミドフィルムをパターン非形成用領域となる位置に挟み込み、上記フォトマスクを介して上記パターニング用基板にエキシマランプを用いて真空紫外光を４０秒照射したところ、１６０μｍの親水性のラインパターンが形成できた。この工程を連続して１００枚のパターニング用基板に対して繰り返したところ、１００枚全てのパターニング用基板に１６０μｍの親水性のラインパターンが形成できた。

［実施例３］
＜パターニング用基板の形成＞
実施例１と同様の手法で撥水性を有する薄膜が形成されたパターニング用基板を作製した。
＜パターン形成工程＞
上記パターニング用基板と１００μｍのラインおよびスペースが交互に並んだパターンを有するフォトマスクとの間に、３０μｍの球状粒子を上記パターン非形成用領域となる位置に挟み込み、上記フォトマスクを介して上記パターニング用基板にエキシマランプを用いて真空紫外光を４０秒照射したところ、１００μｍの親水性のラインパターンが形成できた。この工程を連続して１００枚のパターニング用基板に対して繰り返したところ、１００枚全てのパターニング用基板に１００μｍの親水性のラインパターンが形成できた。

［実施例４］
＜パターニング用基板の形成＞
実施例１と同様の手法で撥水性を有する薄膜が形成されたパターニング用基板を作製した。
＜真空紫外光用フォトマスクの形成＞
透明基材上に遮光部が形成されたフォトマスクの端部にスペーサ部形成剤（ＩＴ−ＭＰ５５００ ザ・インクテック製）をディスペンサを用いて塗布し、０．１μｍのスペーサ部を有する真空紫外光用フォトマスクを形成した。
＜パターン形成工程＞
１０μｍのラインおよびスペースが交互に並んだパターンを有する真空紫外光用フォトマスクを介して、上記撥水性を有する薄膜が形成されたパターニング用基板に、エキシマランプを用いて真空紫外光を６０秒照射したところ、１０μｍの親水性のラインパターンが形成できた。この工程を連続して１００枚のパターニング用基板に対して繰り返したところ、１００枚全てのパターニング用基板に１０μｍの親水性のラインパターンが形成できた。

［比較例］
＜パターン形成工程＞
実施例１と同様の手法で撥水性を有する薄膜が形成されたパターニング用基板を作製した。
＜パターン形成工程＞
上記パターニング用基板と５０μｍのラインおよびスペースが交互に並んだパターンを有するフォトマスクとの間に間隙を設けず、上記パターニング用基板と上記フォトマスクとを３０ｇｈ／ｃｍ^２で圧着し、上記フォトマスクを介して上記パターニング用基板にエキシマランプを用いて真空紫外光を８０秒照射したところ、５０μｍの親水性のラインパターンが形成できた。これを連続して１００枚のパターニング用基板に対して繰り返したところ、３０枚は８０μｍの親水性のラインパターンを形成できたが、７０枚は形成できなかった。

本発明のパターン形成体の製造方法の一例を説明する工程図である。

符号の説明

１…パターニング用基板
２…フォトマスク
３…真空紫外光
４…特性変化パターン
５…パターン形成体
６…透明基材
７…遮光部
８…スペーサ部
ａ…間隙

Claims (3)

1. 真空紫外光により表面の特性が変化するパターニング用基板に、少なくとも透明基材と遮光部とを有するフォトマスクを介して前記真空紫外光を照射することにより、前記パターニング用基板表面の特性が変化した特性変化パターンを有するパターン形成体を形成するパターン形成工程を有し、前記パターン形成工程を複数回行って複数の前記パターン形成体を製造するパターン形成体の製造方法であって、
   前記パターン形成工程を行う際、前記透明基材と前記パターニング用基板との間隙を０．１μｍ〜２００μｍの範囲内とすることを特徴とするパターン形成体の製造方法。
2. 対向して配置されるパターニング用基板に、真空紫外光の作用をパターン状に及ぼして、前記パターニング用基板の表面に特性が変化した特性変化パターンを形成するために用いられる真空紫外光用フォトマスクであって、
   透明基材と、前記透明基材上に形成された遮光部と、前記パターニング用基板および前記透明基材の間隙を保つためのスペーサ部とを有することを特徴とする真空紫外光用フォトマスク。
3. 前記スペーサ部の厚みが０．１μｍ〜２００μｍの範囲内であることを特徴とする請求項２に記載の真空紫外光用フォトマスク。
   

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