JP2017514164A - ナノ構造のパターンを備えた光透過性導電体を製造するためのフォトマスク及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、光透過性基板と、基板上の遮光層と、を備え、遮光層は、外部から基板に入射される光が、基板を透過不可能にする遮光性物質を含み、遮光層は、ナノ構造体が交差するように配列して形成するナノ構造体ネットワークに相応するパターンを含むフォトマスク及びその製造方法を開示する。【選択図】図１

Description

本発明は、光透過性導電体を製造するためのフォトマスク及びその製造方法に係り、特に、ナノ構造のパターンを備えた光透過性導電体を製造するためのフォトマスク及びその製造方法に関する。

光透過性導電体は、可視光領域の光を透過させると共に、導電性を有する薄い導電膜をいう。光透過性導電体は、多様な電子機器に幅広く使用されている。例えば、平板ＴＶやデスクトップＰＣの液晶ディスプレイのような平板表示パネル、タブレットＰＣやスマートフォンのタッチパネル、電子発光装置などで光透過性導電体が透明電極として広く使用されている。

かような光透過性導電体は、多様な方法によって製造される。従来は、光透過性が高く、かつ導電性を有させるために、酸化インジウムスズ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）のような金属酸化物を用いて光透過性導電体を製造したが、かような金属酸化物は、光透過性を高めるほど、導電性が落ちるという問題点があった。

他の方法では、カーボンナノチューブ（ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏ−ｔｕｂｅ）や銀ナノワイヤ（ｓｉｌｖｅｒ ｎａｎｏ−ｗｉｒｅ）のようなナノ構造体を溶液に分散させた後、それを基板に塗布する方法が活発に研究されている。しかし、かような方法は、透明電極を形成する個別ナノ構造体単位が互いに接触された状態で連結されており、抵抗値を低めるのに限界があり、導電性が落ちるという問題点がある。また、かような方法は、光透過性導電体を製造する度に、ナノ構造体の分散及び塗布過程を経なければならず、工程が複雑であり、個別光透過性導電体ごとにナノ構造体パターンが異なるので、反復再現性が落ちて信頼性が低下するという問題点がある。

最近、フォトリソグラフィ（ｐｈｏｔｏ ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）によって金属にメッシュパターンを形成することにより、光透過性導電体を製造するのに関心が集中している。かようなフォトリソグラフィでは、金属メッシュパターンに相応するパターンを有するフォトマスクを利用し、かようなフォトマスクのパターンは、レーザーを用いて形成する。この際、通常、レーザーソースとして、クリプトン−イオンレーザー（ｋｒｙｐｔｏｎ−ｉｏｎ ｌａｓｅｒ）やＮｄヤグレーザー（Ｎｄ ｙａｇ ｌａｓｅｒ）を使用するが、この場合、レーザーの波長は、４１３ｎｍや５３２ｎｍとなる。したがって、かようなレーザー波長を用いる場合、フォトマスクに形成されるパターンの画素サイズを精密にするのに限界がある。また、傾いた線をパターン化する場合には、レーザーが垂直線及び水平線の繰り返しによって傾いた線をパターン化するので、その線幅が波長よりもさらに大きくなるという問題点がある。

結果的に、従来のフォトマスクでは、金属メッシュパターンを高精細に形成し難くなるので、視距離による視認性問題を有するようになる。さらに、従来のフォトマスクによって規則的なパターンを有する金属メッシュ電極を形成する場合には、パターン構造によるモアレ現象が現れる問題点がある。

したがって、光透過性及び導電性がいずれも優れ、視認性を向上させ、モアレ現象を防止することができる光透過性導電体を製造すると共に、かような光透過性導電体を繰り返して量産することができる信頼性ある製造方法の開発が必要となった。

本発明は、ナノ構造のパターンを備えた光透過性導電体を製造するためのフォトマスク及びその製造方法を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、フォトマスクであって、光透過性基板と、基板上の遮光層を備え、遮光層は、外部から基板に入射される光が、基板を透過不可能にする遮光性物質を含み、遮光層は、ナノ構造体が交差するように配列して形成するナノ構造体ネットワークに相応するパターンを含む。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の遮光層が、実質的に一定の厚さを有することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の遮光層が、１つの一体に形成された単一体であることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１に記載のナノ構造体が、ナノチューブ、ナノワイヤ、ナノファイバー（ｎａｎｏ−ｆｉｂｅｒ）及びその混合体からなる群のうちから選択された１つであることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１に記載のパターンが、無定形（ａｍｏｒｐｈｏｕｓ）であることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１に記載のパターンが、ナノ構造体ネットワークを構成するそれぞれのナノ構造体に相応するパターンを備える複数の本体部と、本体部が互いに交差する複数の交差部と、本体部間の介在部と、を含むことを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の本体部と交差部が、内部に介在部を含むように連結されている少なくとも１つの閉鎖系を形成することを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、請求項６に記載の本体部と交差部が、内部と外部とが区別されないように連結されている少なくとも１つの開放系を形成することを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、請求項６に記載の介在部に、本体部の端部が突出していることを特徴とする。

請求項１０に記載の発明は、請求項６に記載の本体部の幅ｗが１ｘ１０^２ｎｍ≦ｗ≦２．５ｘ１０^３ｎｍの範囲に属することを特徴とする。

請求項１１に記載の発明は、請求項６に記載の本体部の幅がｗであり、本体部の長さがｄであるとき、１ｘ１０^２≦ｄ／ｗ≦３ｘ１０^３の範囲に属することを特徴とする。

請求項１２に記載の発明は、請求項６に記載の本体部の幅がｗであり、本体部の長さがｄであるとき、１ｘ１０^２≦ｄ／ｗ≦５ｘ１０^６の範囲に属することを特徴とする。

請求項１３に記載の発明は、請求項６に記載の交差部が、本体部と実質的に同じ厚さを有することを特徴とする。

請求項１４に記載の発明は、請求項６に記載の本体部が、外部から基板に入射される光が、基板を透過不可能に形成され、介在部は、外部から基板に入射される光が、基板を透過するように形成されていることを特徴とする。

請求項１５に記載の発明は、請求項６に記載の本体部が、外部から基板に入射される光が、基板を透過するように形成されており、介在部は、外部から基板に入射される光が、基板を透過不可能に形成されていることを特徴とする。

請求項１６に記載の発明は、フォトマスクの製造方法であって、（１）光透過性基板上に遮光性物質を塗布する段階と、（２）前記遮光性物質上に感光性物質を塗布する段階と、（３）前記感光性物質上にナノ構造体が交差するように配列されたネットワークを形成するように、前記ナノ構造体を配列する段階と、（４）前記ナノ構造体ネットワークを通じて光を照射して、前記感光性物質に前記ナノ構造体ネットワークに相応する形状を形成する段階と、（５）前記感光性物質の形状によって、前記遮光性物質に前記ナノ構造体ネットワークに相応するパターンを形成して、遮光層を形成する段階と、を含むことを特徴とする。

請求項１７に記載の発明は、請求項１６に記載の（３）段階のナノ構造体が、ナノチューブ、ナノワイヤ、及びその混合体からなる群のうちから選択された１つであることを特徴とする。

請求項１８に記載の発明は、フォトマスクの製造方法であって、（１）光透過性基板上に遮光性物質を塗布する段階と、（２）遮光性物質上にナノ構造体が交差するように配列されたネットワークを形成するように、ナノ構造体を配列する段階と、（３）ナノ構造体ネットワークを通じて腐蝕剤を接触させて、遮光性物質にナノ構造体ネットワークに相応するパターンを形成して、遮光層を形成する段階と、を含むことを特徴とする。

請求項１９に記載の発明は、請求項１８に記載の（２）段階のナノ構造体がナノファイバーを含むことを特徴とする。

請求項２０に記載の発明は、フォトマスクの製造方法であって、（１）光透過性基板上にナノ構造体が交差するように配列されたネットワークを形成するように、ナノ構造体を配列する段階と、（２）ナノ構造体ネットワークを覆うように基板上に遮光性物質をコーティングする段階と、（３）ナノ構造体ネットワークを基板から分離することにより、ナノ構造体ネットワークに相応する開口部を有するパターンを形成して遮光層を形成する段階と、を含むことを特徴とする。

請求項２１に記載の発明は、請求項２０に記載の（２）段階のナノ構造体がナノファイバーを含むことを特徴とする。

本発明は、ナノ構造のパターンを備えた光透過性導電体を製造するためのフォトマスク及びその製造方法を提供することができる。

実施例１であって、フォトマスクを概略的に示す斜視図である。 図１のフォトマスクにおいて、遮光層のパターンを示す平面図である。 図２の遮光層のパターンの一部を示す図面である。 図３のＩＶ−ＩＶ線に沿って見た断面図である。 実施例２であって、フォトマスクにおいて、遮光層のパターンを示す平面図である。 実施例３であって、フォトマスクにおいて、遮光層のパターンを示す平面図である。 実施例４であって、フォトマスクに第２遮光層が備えられたことを示す斜視図である。 実施例５であって、フォトマスクにおいて、遮光層のパターンを示す平面図である。 図８の遮光層のパターンの一部を示す図面である。 図９のＸ−Ｘ線に沿って見た断面図である。 実施例６であって、フォトマスクの製造方法を示す図面である。 実施例６であって、フォトマスクの製造方法を示す図面である。 実施例６であって、フォトマスクの製造方法を示す図面である。 実施例６であって、フォトマスクの製造方法を示す図面である。 実施例６であって、フォトマスクの製造方法を示す図面である。 実施例６であって、フォトマスクの製造方法を示す図面である。 実施例６であって、フォトマスクの製造方法を示す図面である。 実施例６であって、フォトマスクの製造方法を示す図面である。 実施例７であって、フォトマスクの製造方法を示す図面である。 実施例７であって、フォトマスクの製造方法を示す図面である。 実施例７であって、フォトマスクの製造方法を示す図面である。 実施例７であって、フォトマスクの製造方法を示す図面である。 実施例８であって、フォトマスクの製造方法を示す図面である。 実施例８であって、フォトマスクの製造方法を示す図面である。 実施例８であって、フォトマスクの製造方法を示す図面である。

発明を実施するための具体的な内容を実施例に基づいて説明する。かような実施例は、発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が、発明を実施するために具体的な内容を理解するように例示的に提供されるものであって、多様な他の形で変形可能なので、本発明が以下の実施例によって限定されるものではない。

（実施例１）
本実施例では、例示的に図１に示されたように、フォトマスク１００が基板１１０及び遮光層１２０を含む。

フォトマスク１００は、露光システム（ｅｘｐｏｓｕｒｅ ｓｙｓｔｅｍ）を用いたフォトリソグラフィ（ｐｈｏｔｏ ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）工程によって基板に微細電極パターンを形成するために、微細電極パターンに相応するパターンを形成したことをいう。ここで、フォトマスク１００は、ナノ構造体の線幅に対応する線幅を有する微細電極パターンを形成するために使用されるものである。

基板１１０は、その上部に遮光層１２０がコーティングされるか、積層されることをいう。基板１１０は、剛性（ｒｉｇｉｄ）または軟性（ｆｌｅｘｉｂｌｅ）であり得る。基板１１０は、光透過性を有する。例えば、基板１１０は、ガラス（ｇｌａｓｓ）や石英のような物質で形成されるが、これに限定されない。基板１１０は、光透過性を有する。例えば、基板１１０は、露光システムによって照射される光を、９０％以上透過させるものであっても良い。

遮光層１２０は、基板１１０上に形成されるものであって、外部から基板１１０に入射される光が、基板１１０を透過不可能に遮光する層をいう。遮光層１２０は、実質的に一定の厚さを有することができる。これにより、フォトマスク１２０を通過する光を精密に制御することができ、精密な微細電極パターンの形成が可能となる。遮光層１２０は、実質的に一定の厚さを有することが望ましいが、これに限定されず、層を形成するものであれば、如何なる厚さを有しても良い。また、遮光層１２０は、１つの一体に形成された単一体であり得るが、これに限定されず、光を遮断する層を形成するものであれば、単一体ではなくとも良い。

遮光層１２０は、遮光性物質を含む。遮光層１２０を形成する遮光性物質は、金属を含むことができる。例えば、遮光層１２０は、クロムのような金属で形成されるが、これに限定されない。遮光性物質は、基板１１０上に多様な方法でコーティングされうる。例えば、遮光性物質は、スパッタリングによる蒸着によって基板１１０上にコーティングされうる。例えば、遮光層１２０は、５０ｎｍないし１００ｎｍの厚さを有するクロム蒸着膜として形成されうる。

遮光層１２０は、ナノ構造体が交差するように配設されたネットワークに相応するパターンを含む。ここで、ナノ構造体は、ナノチューブ、ナノワイヤ、ナノファイバー（ｎａｎｏ−ｆｉｂｅｒ）またはその混合体であり得る。ナノ構造体に当たれば、如何なる物質からなるものであっても、これに含まれる。例えば、カーボンナノチューブ、銀ナノワイヤ、カーボンナノファイバーなどをナノ構造体として使用することができる。かように遮光層１２０が、ナノ構造体が交差するように配設されたネットワークに相応するパターンを含むので、遮光層１２０を形成するそれぞれのナノ構造体に相応する部分の幅を高度で狭く形成することができ、高度で微細なナノ単位サイズの遮光性を確保可能となる。したがって、遮光層１２０は、高い導電性を有する導電性物質で形成されると共に、高度の光透過性を確保することができるナノ構造体ネットワークに相応する微細電極パターンを形成可能となる。

ナノ構造体が交差するように配設されたネットワークに相応するパターンは、ナノ構造体が交差するように配設されたネットワーク自体ではなく、そのようなネックワークに相応するように形成されるパターンをいう。かようなパターンは、例示的に図２に示されたように、複数の本体部１２１、複数の交差部１２２、及び介在部１２３を備える。本体部１２１は、ナノ構造体ネットワークのナノ構造体に相応する部分を、交差部１２２は、本体部１２１が交差して形成される部分を、介在部１２３は、本体部１２１の間の部分を、それぞれ意味する。本体部１２１と交差部１２２は、遮光層１２０が、外部から基板１１０に入射される光が基板１１０を透過不可能にする要素であり、介在部１２３は、遮光層１２０が、外部から基板１１０に入射される光が基板１１０を透過するようにする要素である。したがって、露光システムによって照射される光は、遮光層１２０の本体部１２１と交差部１２２とでは透過不可能であり、遮光層１２０の介在部１２３では透過可能なので、かような遮光層１２０を備えたフォトマスク１００は、ポジティブ（ｐｏｓｉｔｉｖｅ）フォトマスク１００として、本体部１２１と交差部１２２に相応するパターンを有する微細電極パターンを形成する。

本体部１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃ、１２１ｄと交差部１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、１２２ｄは、内部に介在部１２３ａを含むように連結されている閉鎖系（ｃｌｏｓｅｄ ｓｙｓｔｅｍ）１２５を形成することができる。これにより、本体部１２１が互いに重複して連結されることにより、本体部１２１に相応する微細電極パターン部分の間の電気的連結の信頼性を向上させ、微細電極パターンの製造工程上、または使用上の電気的連結の断絶を効果的に防止することができる。また、他の本体部１２１ｅ、１２１ｆ、１２１ｇと他の交差部１２２ｅ、１２２ｆは、内部と外部とが区別されないように連結されている開放系（ｏｐｅｎ ｓｙｓｔｅｍ）１２６を形成することができる。介在部１２３は、閉鎖系１２５によって形成される閉鎖系介在部１２３ａと開放系１２６によって形成される開放系介在部１２３ｂとに区分されうる。閉鎖系１２５と開放系１２６は、互いに分離されて独立して位置しても、隣接して位置しても良い。また、閉鎖系１２５内部に開放系１２６が位置しても、逆に開放系１２６内に閉鎖系１２５が位置しても良い。ナノ構造体が、ナノチューブやナノワイヤのように縦横比が有限なものである場合、かようなナノ構造体によるネックワークを用いて形成された本体部１２１は、端部１２４を有することができる。かような本体部１２１の端部１２４は、閉鎖系介在部１２３ａや開放系介在部１２３ｂに突き出ても良い。

本体部１２１の幅ｗ_１は、例示的に図３に示されたように、ナノ構造体のネットワークを何で形成するかによって多様に形成されうる。ここで、本体部の幅ｗ_１は、本体部１２１の実幅またはその平均を意味する。かような本体部１２１の長さｗ_１は、ナノ構造体ネックワークを構成するナノ構造体としてナノチューブを使用する場合と、ナノワイヤを使用する場合と、またはナノファイバーを使用する場合によって、それぞれ異なって形成されうる。さらに、ナノ構造体ネットワークを単一種のナノ構造体で形成する場合にも、本体部１２１の幅ｗ_１を多様に形成することができる。例えば、本体部１２１の幅ｗ_１は、１ｘ１０^２ｎｍ＜ｗ_１≦２．５ｘ１０^３ｎｍの範囲に属する。また、例えば、本体部１２１の厚さは、５０ｎｍないし１００ｎｍであり得る。

本体部１２１の長さｄ_１は、例示的に図２及び図３に示されたように、ナノ構造体のネットワークを何で形成するかによって多様に形成されうる。ここで、本体部１２１の長さｄ_１は、本体部１２１の実長またはその平均を意味する。かような本体部１２１の長さｄ_１は、ナノ構造体ネックワークを構成するナノ構造体としてナノチューブを使用する場合と、ナノワイヤを使用する場合と、またはナノファイバーを使用する場合によって、本体部１２１の長さｄ_１が異なって形成されうる。さらに、ナノ構造体ネットワークを単一種のナノ構造体で形成する場合にも、本体部１２１の長さｄ_１を多様に形成することができる。また、本体部１２１の長さｄ_１は、ナノ構造体のネットワークを何で形成するかによって、本体部の幅ｗ_１に係わりうる。例えば、ナノワイヤでナノ構造体ネットワークを構成して本体部１２１を形成する場合、本体部１２１の幅がｗ_１であり、本体部１２１の長さがｄ_１であるとき、１ｘ１０^２≦ｄ_１／ｗ_１≦３ｘ１０^３の範囲に属する。また、例えば、ナノファイバーでナノ構造体ネットワークを構成して本体部１２１を形成する場合、本体部１２１の幅がｗ_１であり、本体部１２１の長さｄ_１であるとき、１ｘ１０^２≦ｄ_１／ｗ_１≦５ｘ１０^６の範囲に属する。

本体部１２１の幅と長さとの関係は、ナノ構造体ネットワークを構成するナノ構造体の縦横比（ａｓｐｅｃｔ ｒａｔｉｏ）Ａ（すなわち、ナノ構造体の長さをナノ構造体の平均直径で割った比率）によって実質的に決定されうる。例えば、ナノ構造体ネックワークを構成するナノ構造体としてナノワイヤを使用する場合には、ナノ構造体の縦横比Ａは、１ｘ１０^２＜Ａ＜３ｘ１０^３であり、ナノ構造体としてナノファイバーを使用する場合には、ナノ構造体の縦横比Ａは、１ｘ１０^２＜Ａであり得る。但し、本体部１２１の幅と長さとの関係は、これに限定されない。

一方、交差部１２２は、例示的に図３及び図４に示されたように、本体部１２１と実質的に同じ厚さを有することができる。これにより、遮光層１２０のパターンを単一体で形成し、交差部１２２に相応する微細電極部分のパターンを、本体部１２１に相応する微細電極部分のパターンと同じ厚さに形成することができ、交差部１２２に相応する微細電極部分のパターンにおいて抵抗増加を防止することができる。

介在部１２３の領域の大きさ及び形状は、多様に形成することができる。例えば、介在部１２３の領域の大きさ及び形状は、事実上本体部１２１の間の距離によって決定されうる。かような介在部１２３の領域の大きさは、ナノ構造体ネットワークをどのように構成するかによって調節され、ナノ構造体ネットワークは、フォトマスク１００によって形成しようとする微細電極パターンが有する開口率に相応するように構成されうる。

遮光層１２０のパターンは、無定形（ａｍｏｒｐｈｏｕｓ）であり得る。かように無定形のパターンを有する遮光層１２０を用いて微細電極パターンを形成する場合、無定形の微細電極パターンを形成することができ、整形化された微細電極パターンの繰り返しによってストライプ柄が見えるモアレ（ｍｏｉｒｅ）現象を防止可能となる。但し、遮光層のパターンは、無定形に限定されず、ナノ構造体が交差して配設されたネットワークに相応するパターンを含むものであれば、如何なるものでも可能である。

（実施例２）
本実施例では、例示的に図５に示されたように、フォトマスク２００の基板２１０上に形成された遮光層２２０が、ナノ構造体が交差するように配設されたネットワークに相応するパターンを備えることにより、本体部２２１と交差部２２２とを含むパターンを備えるが、本体部２２１が遮光層２２０の一縁部から他縁部に連続して延びており、パターン内に本体部２２１の端部が存在しないことを特徴とする。

これにより、本体部２２１と交差部２２２とによる遮光層２２０の連結の信頼性をさらに確実にし、かつ本体部２２１の端部のような断絶された部分が存在しないことから、遮光層２２０に相応する微細電極パターンの連結の信頼性確保及び端部での精電気現象の防止を具現可能となる。

本実施例の遮光層２２０パターンは、ナノ構造体として縦横比が非常に大きなナノファイバーを使用することにより、非常に容易に形成することができる。

（実施例３）
本実施例では、例示的に図６に示されたように、フォトマスク３００の基板３１０上に形成された遮光層３２０が、ナノ構造体が交差するように配設されたネットワークに相応するパターンを備えることにより、本体部３２１、交差部３２２、及び本体部３２１の端部３２４を備えるが、本体部３２１が遮光層３２０の一縁部から他縁部に連続して延びておらず、本体部３２１ａ、３２１ｂ、３２１ｃと交差部３２２ａ、３２２ｂは、内部と外部とが区別されないように連結されている開放系３２６を形成することができるが、本体部３２１と交差部３２２は、内部に介在部３２３を含むように連結されている閉鎖系を形成しないことを特徴とする。

これにより、縦横比が大きくないナノ構造体を用いても、遮光層連結の信頼性を確保することができるパターンの形成が可能となる。

本実施例の遮光層３２０パターンは、ナノ構造体として、縦横比がナノファイバーに比べて小さいナノチューブやナノワイヤを使用することにより、非常に容易に形成可能となる。

（実施例４）
本実施例では、例示的に図７に示されたように、フォトマスク４００の遮光層４２０が、フォトマスク４００によって形成される微細電極パターンに連結される端子部パターンを形成するための端子部遮光層４３０をさらに備えることを特徴とする。端子部遮光層４３０は、遮光層４２０と同様に、外部から基板４１０に入射される光が、基板４１０を透過不可能にする遮光性物質を含み、端子部パターンに相応するパターンを含む。

これにより、フォトマスク４００は、遮光層４２０によって形成される微細電極パターンと端子部遮光層４３０によって形成される端子部パターンとを同時に形成可能となる。

端子部遮光層４３０のパターンは、遮光層４２０の複数の遮光部４２７とそれぞれ連結される複数の本体部４３１と、これらの間の第２介在部４３３を含み、また複数の遮光部４２７と接続される複数の接続部４３２を含む。

（実施例５）
本実施例においては、例示的に図８ないし図１０に示されたように、フォトマスク５００の基板５１０上に形成された遮光層が、ナノ構造体が交差するように配設されたネットワークに相応するパターンを備える。かようなパターンは、複数の本体部５２１、複数の交差部５２２及び介在部５２３を備える。本体部５２１は、ナノ構造体ネットワークのナノ構造体に相応する部分であり、交差部５２２は、本体部５２１が交差して形成される部分であり、介在部５２３は、本体部５２１の間の部分である。ここで、本体部５２１と交差部５２２は、外部から基板５１０に入射される光が、基板５１０を透過するように形成され、介在部５２３は、外部から基板５１０に入射される光が、基板５１０を透過不可能に形成される。したがって、露光システムによって照射される光は、遮光層の本体部５２１と交差部５２２は透過し、遮光層の介在部５２３は透過不可能になる。したがって、かような遮光層を備えたフォトマスク５００は、ネガティブ（ｎｅｇａｔｉｖｅ）フォトマスク５００であって、本体部５２１と交差部５２２とに相応するパターンを有する微細電極パターンを形成する。

本体部５２１ａ、５２１ｂ、５２１ｃ、５２１ｄと交差部５２２ａ、５２２ｂ、５２２ｃ、５２２ｄは、内部に介在部５２３ａを含むように連結されている閉鎖系（ｃｌｏｓｅｄ ｓｙｓｔｅｍ）５２５を形成することができる。また他の本体部５２１ｅ、５２１ｆ、５２１ｇと他の交差部５２２ｅ、５２２ｆは、内部と外部とが区別されないように連結されている開放系（ｏｐｅｎ ｓｙｓｔｅｍ）５２６を形成することができる。介在部５２３は、閉鎖系５２５によって形成される閉鎖系介在部５２３ａと開放系５２６によって形成される開放系介在部５２３ｂに区分されうる。閉鎖系５２５と開放系５２６は、互いに分離されて独立して位置しても、隣接して位置しても良い。また、閉鎖系５２５内部に開放系５２６が位置するか、逆に開放系５２６内に閉鎖系５２５が位置しうる。

本体部５２１の幅ｗ_２は、例示的に図９に示されたように、ナノ構造体のネットワークを何で形成するかによって多様に形成されうる。ここで、本体部の幅ｗ_２は、本体部５２１の実幅またはその平均を意味しうる。かような本体部５２１の長さｗ_２は、ナノ構造体ネックワークを構成するナノ構造体としてナノチューブを使用する場合、ナノワイヤを使用する場合、またはナノファイバーを使用する場合によって、それぞれ異なるように形成されうる。また、ナノ構造体ネットワークを単一種類のナノ構造体で形成する場合にも、本体部５２１の幅ｗ_２を多様に形成しうる。例えば、本体部５２１の幅ｗ_２は、１ｘ１０^２ｎｍ＜ｗ_２≦２．５ｘ１０^３ｎｍの範囲に属しても良い。また、例えば、本体部５２１の厚さは、５０ｎｍないし１００ｎｍであり得る。

本体部５２１の長さｄ_２は、例示的に図８及び図９に示されたように、ナノ構造体のネットワークを何で形成するかによって多様に形成されうる。ここで、本体部５２１の長さｄ_２は、本体部５２１の実長またはその平均を意味しうる。かような本体部５２１の長さｄ_２は、ナノ構造体ネックワークを構成するナノ構造体としてナノチューブを使用する場合、ナノワイヤを使用する場合、またはナノファイバーを使用する場合によって、それぞれ異なるように形成されうる。また、ナノ構造体ネットワークを単一種類のナノ構造体で形成する場合にも、本体部５２１の長さｄ_２を多様に形成しうる。また本体部５２１の長さｄ_２は、ナノ構造体のネットワークを何で形成するかによって、本体部の幅ｗ_２に関連付けられる。例えば、ナノワイヤでナノ構造体ネットワークを構成して、本体部５２１を形成する場合、本体部５２１の幅がｗ_２であり、本体部５２１の長さがｄ_２であるとき、１ｘ１０^２≦ｄ_２／ｗ_２≦３ｘ１０^３の範囲に属しても良い。また、例えば、ナノファイバーでナノ構造体ネットワークを構成して本体部５２１を形成する場合、本体部５２１の幅がｗ_２であり、本体部５２１の長さがｄ_２であるとき、１ｘ１０^２≦ｄ_２／ｗ_２≦５ｘ１０^６の範囲に属しても良い。

本体部５２１の幅と長さとの関係は、ナノ構造体ネットワークを構成するナノ構造体の縦横比Ａ（すなわち、ナノ構造体の長さを、ナノ構造体の平均直径で割った比率）によって実質的に決定されうる。例えば、ナノ構造体ネックワークを構成するナノ構造体としてナノワイヤを使用するときには、ナノ構造体の縦横比Ａは、１ｘ１０^２＜Ａ＜３ｘ１０^３であり、ナノ構造体としてナノファイバーを使用するときには、ナノ構造体の縦横比Ａは、１ｘ１０^２＜Ａであり得る。但し、本体部５２１の幅と長さとの関係は、これに限定されない。

（実施例６）
本実施例において、例示的に図１１ａないし図１１ｈに示されたように、感光性物質を用いてポジティブフォトマスクを製造する方法が示されている。

本実施例では、まず、光透過性基板６１０上に遮光性物質６２０を塗布する（図１１ａ）。ここで、遮光性物質６２０は、クロムのような遮光性に優れた金属となりうる。基板６２０上への遮光性物質６２０の塗布は、スピンコーティング、メッキ、蒸着など多様な方法によって行われる。次いで、遮光性物質６２０上に感光性物質６３０をコーティングする（図１１ｂ）。感光性物質６３０は、感光性ポリマーを含み、感光性を有する多様な物質を使用しうる。遮光性物質６２０上への感光性物質６３０の塗布は、印刷法など多様な方法によって行われる。感光性物質６３０を塗布した後には、その上面にナノ構造体が交差するように配列されたネットワーク６４０を形成するようにナノ構造体を配列する（図１１ｃ）。ナノ構造体としては、ナノチューブ、ナノワイヤ、ナノファイバー、またはその混合体を使用することができる。次、ナノ構造体ネットワーク６４０を用いて感光性物質６３０にナノ構造体ネットワーク６４０に相応する形状を形成する（図１１ｄ）。この際、ナノ構造体ネットワーク６４０を通じて感光性物質６３０を光源６５０に露光することにより、感光性物質６３０にナノ構造体ネットワーク６４０に相応する形状を形成することができる。以降、現像液をノズル６６０のような装置で噴射することにより、感光性物質６３０をナノ構造体ネットワーク６４０に相応する形状を形成するように現像する（図１１ｅ）。ナノ構造体ネットワーク６４０に相応する形状を有するように現像された感光性物質６３０の上部でエッチング液をノズル６７０のような装置で噴射することにより、遮光性物質６２０をナノ構造体ネットワーク６４０に相応するパターンを有するようにエッチングする（図１１ｆ）。この際、パターンは、ナノ構造体ネットワーク６４０に相応する無定形のパターンになるようにすることが望ましい。次いで、ナノ構造体ネットワーク６４０に相応するパターンを有する遮光性物質６２０の上面に残っている感光性物質６３０をノズル６８０のような装置を用いて剥離する（図１１ｇ）。かような過程を経て基板６１０上に遮光層６５０が形成されたフォトマスク６００を完成する（図１１ｈ）。

さらに、基板６１０上に、例えば、遮光層６５０の縁部の外部に対応する基板６１０上に遮光層６５０と連結される端子部遮光層（図示せず）を形成する段階をさらに備えることができる。ここで、端子部遮光層は、フォトマスク６００を用いて微細電極パターンを形成するとき、微細電極パターンに連結される端子部パターンに対応する部分である。

（実施例７）
本実施例では、例示的に図１２ａないし図１２ｄに示されたように、感光性物質を使用せず、ポジティブフォトマスクを製造する方法が示されている。

本実施例では、まず光透過性基板７１０上に遮光性物質７２０を塗布する（図１２ａ）。遮光性物質７２０は、クロムのように露光システムからの光を遮断することができる物質を使用する。遮光性物質７２０の塗布は、スピンコーティング、印刷、蒸着などの多様な方法で行われる。次いで、遮光性物質７２０上にナノ構造体が交差するように配列されたネットワーク７３０を形成するようにナノ構造体を配列する（図１２ｂ）。ナノ構造体では、ナノチューブ、ナノワイヤ、ナノファイバーまたはその混合体のうち、いずれか１つを使用する。感光性物質を使用しない点を考慮すれば、ナノ構造体としては、ナノファイバーを使用することが望ましい。ナノ構造体としてナノファイバーを使用する場合には、ナノファイバーが遮光性物質７２０上に安定して配列されるように、リフロー（ｒｅｆｌｏｗ）工程を経るようにすることができる。次いで、ナノ構造体ネットワーク７３０を通じて腐蝕剤を接触させて、遮光性物質７２０にナノ構造体ネットワーク７３０に相応するパターンを形成する（図１２ｃ）。腐蝕剤は、噴射装置７７０でナノ構造体ネットワーク７３０上で基板７１０側に噴射される。遮光性物質７２０にナノ構造体ネットワーク７３０に相応するパターンが形成された後には、ナノ構造体ネットワーク７３０を剥離することにより、遮光層７４０を形成して、ポジティブフォトマスク７００を完成する（図１２ｄ）。

（実施例８）
本実施例においては、例示的に図１３ａないし図１３ｃに示されたように、感光性物質を使用せず、ネガティブフォトマスクを製造する方法が示されている。

本実施例においては、まず光透過性基板８１０上にナノ構造体が交差するように配列されたネットワーク８２０を形成するようにナノ構造体を配列する（図１３ａ）。ナノ構造体としては、ナノチューブ、ナノワイヤ、ナノファイバー、またはその混合体のうち、いずれか１つを使用する。感光性物質を使用しない点を考慮すれば、ナノ構造体としては、ナノファイバーを使用することが望ましい。ナノ構造体としてナノファイバーを使用する場合には、ナノファイバーが基板８１０上に安定して配列されるように、リフロー工程を経るようにしても良い。次いで、ナノ構造体ネットワーク８２０を覆うように、基板８１０上に遮光性物質８３０を塗布する（図１３ｂ）。遮光性物質８３０は、クロムのように露光システムからの光を遮断することができる物質を使用する。遮光性物質８３０の塗布は、スピンコーティング、印刷、蒸着などの多様な方法でなされる。次いで、ナノ構造体ネットワーク８２０を基板８１０から分離することにより、ナノ構造体ネックワーク８２０に相応する開口部を有するパターンを形成して遮光層８４０を形成する（図１３ｃ）。これにより、ネガティブフォトマスク８００が完成される。

本発明は、図示された実施例を参考にして説明したが、これは例示的なものに過ぎず、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者ならば、かような実施例から多様な変形及び均等な他の実施例が可能であるという点を理解できるであろう。したがって、本発明の保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によって決められる。

産業上利用可能性

本発明は、光透過性導電体を製造するためのフォトマスク及びその製造方法が適用される分野に適用されうる。

Claims (21)

1. 光透過性基板と、
   前記基板上の遮光層と、を備え、
   前記遮光層は、外部から前記基板に入射される光が、前記基板を透過不可能にする遮光性物質を含み、
   前記遮光層は、ナノ構造体が交差するように配列して形成するナノ構造体ネットワークに相応するパターンを含むフォトマスク。
2. 前記遮光層は、実質的に一定の厚さを有する請求項１に記載のフォトマスク。
3. 前記遮光層は、１つの一体に形成された単一体である請求項１に記載のフォトマスク。
4. 前記ナノ構造体は、ナノチューブ、ナノワイヤ、ナノファイバー（ｎａｎｏ−ｆｉｂｅｒ）及びその混合体からなる群のうちから選択された１つである請求項１に記載のフォトマスク。
5. 前記パターンは、無定形（ａｍｏｒｐｈｏｕｓ）である請求項１に記載のフォトマスク。
6. 前記パターンは、
   前記ナノ構造体ネットワークを構成するそれぞれのナノ構造体に相応するパターンを備える複数の本体部と、
   前記本体部が互いに交差する複数の交差部と、
   前記本体部間の介在部と、を含む請求項１に記載のフォトマスク。
7. 前記本体部と前記交差部は、内部に前記介在部を含むように連結されている少なくとも１つの閉鎖系を形成する請求項６に記載のフォトマスク。
8. 前記本体部と前記交差部は、内部と外部とが区別されないように連結されている少なくとも１つの開放系を形成する請求項６に記載のフォトマスク。
9. 前記介在部には、前記本体部の端部が突出している請求項６に記載のフォトマスク。
10. 前記本体部の幅ｗは、１ｘ１０^２ｎｍ≦ｗ≦２．５ｘ１０^３ｎｍの範囲に属する請求項６に記載のフォトマスク。
11. 前記本体部の幅がｗであり、前記本体部の長さがｄであるとき、１ｘ１０^２≦ｄ／ｗ≦３ｘ１０^３の範囲に属する請求項６に記載のフォトマスク。
12. 前記本体部の幅がｗであり、前記本体部の長さがｄであるとき、１ｘ１０^２≦ｄ／ｗ≦５ｘ１０^６の範囲に属する請求項６に記載のフォトマスク。
13. 前記交差部は、前記本体部と実質的に同じ厚さを有する請求項６に記載のフォトマスク。
14. 前記本体部は、外部から前記基板に入射される光が、前記基板を透過不可能に形成され、前記介在部は、外部から前記基板に入射される光が、前記基板を透過するように形成されている請求項６に記載のフォトマスク。
15. 前記本体部は、外部から前記基板に入射される光が、前記基板を透過するように形成されており、前記介在部は、外部から前記基板に入射される光が、前記基板を透過不可能に形成されている請求項６に記載のフォトマスク。
16. （１）光透過性基板上に遮光性物質を塗布する段階と、
    （２）前記遮光性物質上に感光性物質を塗布する段階と、
    （３）前記感光性物質上にナノ構造体が交差するように配列されたネットワークを形成するように前記ナノ構造体を配列する段階と、
    （４）前記ナノ構造体ネットワークを通じて光を照射し、前記感光性物質に前記ナノ構造体ネットワークに相応する形状を形成する段階と、
    （５）前記感光性物質の形状によって、前記遮光性物質に前記ナノ構造体ネットワークに相応するパターンを形成して、遮光層を形成する段階と、を含むフォトマスクの製造方法。
17. 前記（３）段階の前記ナノ構造体は、ナノチューブ、ナノワイヤ及びその混合体からなる群のうちから選択された１つである請求項１６に記載のフォトマスクの製造方法。
18. （１）光透過性基板上に遮光性物質を塗布する段階と、
    （２）前記遮光性物質上にナノ構造体が交差するように配列されたネットワークを形成するように前記ナノ構造体を配列する段階と、
    （３）前記ナノ構造体ネットワークを通じて腐蝕剤を接触させ、前記遮光性物質に前記ナノ構造体ネットワークに相応するパターンを形成して、遮光層を形成する段階と、を含むフォトマスクの製造方法。
19. 前記（２）段階の前記ナノ構造体は、ナノファイバーを含む請求項１８に記載のフォトマスクの製造方法。
20. （１）光透過性基板上にナノ構造体が交差するように配列されたネットワークを形成するように前記ナノ構造体を配列する段階と、
    （２）前記ナノ構造体ネットワークを覆うように前記基板上に遮光性物質をコーティングする段階と、
    （３）前記ナノ構造体ネットワークを前記基板から分離することにより、前記ナノ構造体ネットワークに相応する開口部を有するパターンを形成して、遮光層を形成する段階とを含むフォトマスクの製造方法。
21. 前記（２）段階の前記ナノ構造体は、ナノファイバーを含む請求項２０に記載のフォトマスクの製造方法。

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