JP5278591B2 - パターン形成方法 - Google Patents
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Description
図1は、第1実施形態に係るパターン形成方法について説明する説明図である。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の寸法や比率などは適宜異ならせてある。
まず、図1のAに示すように、パターンを形成する基板1の表面(被処理面)に光反応性保護基を有するシランカップリング剤2を塗布し、シランカップリング剤2の薄膜2Aを形成する。シランカップリング剤2を塗布して薄膜2Aを形成する場合、気相反応を利用して薄膜2Aを形成する場合と比べ、減圧設備やチャンバーなどの特別な設備が不要であり、シランカップリング剤の配置を容易に行うことができる。
式(2)中X1,X2,X3で示されるアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、イソブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基等を挙げることができる。アルコキシ基の炭素数は、脱離するアルコールの分子量が比較的小さく、除去が容易であるという観点から、1から4の範囲であることが好ましい。
次いで、図1のDに示すように、材料パターンの形成材料の溶液または分散液を、印刷法を用いて親液性の高い薄膜2B上に塗布し、乾燥させてパターン形成材料5を選択的に配置することで材料パターンを形成する。乾燥の後には、必要に応じて加熱処理を行うこととしても良い。
このようにして、本実施形態の材料パターン形成方法を用い、所望の材料パターンを形成することができる。
図2は、本発明の第2実施形態に係るパターン形成方法の説明図である。本実施形態は、第1実施形態と一部共通しており、光照射を行った領域を撥液性とする点が異なっている。したがって、本実施形態において第1実施形態と共通する要素については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
まず、図2のAに示すように、親撥液パターンを形成する基板1の表面に光触媒6を塗布し、光触媒層6Aを形成する。光触媒としては、第1実施形態に示したものを用いることができる。そして、光触媒層6Aの上に光反応性保護基を有するシランカップリング剤7を塗布して、シランカップリング剤7の薄膜7Aを形成し、シランカップリング剤7と光触媒6とを接触させる。層上に形成した光触媒6の上にシランカップリング剤7の薄膜7Aを形成することで、確実に光触媒とシランカップリング剤とを接触させることができる。
ここで用いるシランカップリング剤には、一般式(2)で示されるR1の一部がフルオロアルキル基や炭素数8以上の直鎖アルキル基に置換されていないものを使用することができる。
次いで、図2のDに示すように、材料パターンの形成材料の溶液または分散液を、印刷法を用いて相対的に親液性の高い薄膜7A上に塗布し、乾燥させることでパターン形成材料5を選択的に配置し、材料パターンを形成する。乾燥の後には、必要に応じて加熱処理を行うこととしても良い。
このようにして、本実施形態の材料パターン形成方法を用い、所望の材料パターンを形成することができる。
本実施例においては、下記の式(7)に示される化合物A(3-O-{3’-[N-(N’-maleimido)methylcarbonyl-N-carboxymethylamino]-3-aza-2-propenyl}-6-O-(2-nitrobenzyl)fluorescein、株式会社同仁化学研究所製)を用いて、下記の実施例1、2および比較例1に示す試料を作成し、各試料に光照射を行って、光反応性保護基の脱離反応が光触媒によって促進されることを確認した。
クロロホルム3mlに化合物A0.006g、およびシアノアクリレート系接着剤(アロンアルファ(登録商標)、東亞合成株式会社)数滴を溶解して、化合物Aを含有するコーティング液(以下、コーティング液)を調整した。
次に、石英ガラス基板上に、スパッタリング法を用いて酸化チタン薄膜を形成し、該酸化チタン薄膜の上に、スピンコート法を用いてコーティング液を塗布して、化合物Aの薄膜としたものを、実施例1の試料1とした。試料1において、酸化チタン薄膜の膜厚は300nm、化合物Aの薄膜の膜厚は150nmであった。
酸化チタン微粒子(平均粒径21nm、比表面積50m2/g、商品名「スーパーナノトロンDX」、有限会社ネットイン製)を5g秤量し、純水20mlに分散させて分散液を調整した。
次に、石英ガラス基板上に、スピンコート法を用いてコーティング液を塗布して、化合物Aの薄膜を形成し、該化合物Aの薄膜の上に、スプレー法を用いて分散液を塗布して、酸化チタン微粒子の薄膜としたものを、実施例2の試料2とした。試料2において、化合物Aの薄膜の膜厚は150nmであった。
石英ガラス基板上に、スピンコート法を用いてコーティング液を塗布して、化合物Aの薄膜を形成したものを、比較例1の試料3とした。試料3において、化合物Aの薄膜の膜厚は150nmであった。
上記、作成した試料1〜3に対し、L/S(Line and Space)=20μm/20μmのフォトマスクを介して、コンタクト露光により波長365nmの光を20秒間照射した。
このときの照度は45mW/cm2、露光量は900mJ/cm2であった。実施例2の試料2については、露光後に水洗し、表面の酸化チタン微粒子を除去した。
露光後の各試料を蛍光顕微鏡により観察し、高感度カメラを用いて取得した蛍光顕微鏡像から蛍光強度のプロファイルを求めた。蛍光強度のプロファイルは一つの試料について4ヶ所ずつ測定した。蛍光顕微鏡のフィルターセットには、Chroma Technology Corp.社製の41017 Endow GFP Bandpass Emissionフィルターを用いた。このフィルターセットによれば、試料に対して470nm付近の励起光を照射し、試料から発せられた520nm付近の蛍光を観察することが可能である。
各々平均
Claims (8)
- 対象物の被処理面に所望のパターンを形成するパターン形成方法であって、
前記被処理面に、一般式(1):
で示されるシランカップリング剤を配置し、前記被処理面上で前記シランカップリング剤に対して光触媒を存在させる工程;及び
前記シランカップリング剤および前記光触媒に対して、前記シランカップリング剤および前記光触媒の吸収波長の光を含む光を照射する工程;
を含む、パターン形成方法。 - 一般式(1)におけるR1が、フッ素置換アルキル基を有するものである、請求項1に記載のパターン形成方法。
- 前記光を照射する工程の後に、
一般式(1)におけるR1の脱離により一般式(1)におけるR2に生じる官能基を、R1とは異なる親撥液性を有する置換基で修飾する工程;
を含む、請求項1または2に記載のパターン形成方法。 - 前記シランカップリング剤に対して光触媒を存在させる工程は、
前記対象物上に前記シランカップリング剤を配置する工程;及び
前記シランカップリング剤上に前記光触媒の分散液を塗布する工程;
を含む、請求項1から3のいずれか1項に記載のパターン形成方法。 - 前記シランカップリング剤に対して光触媒を存在させる工程は、
前記対象物上に前記光触媒を形成材料とする光触媒層を形成する工程;及び
前記光触媒層の上に前記シランカップリング剤を配置する工程;
を含む、請求項1から3のいずれか1項に記載のパターン形成方法。 - 前記シランカップリング剤を塗布することにより、前記シランカップリング剤を配置する、請求項1から5のいずれか1項に記載のパターン形成方法。
- 前記シランカップリング剤および前記光触媒の吸収波長が、同じ波長帯域にある、請求項1から6のいずれか1項に記載のパターン形成方法。
- 前記光を照射する工程の後に、
前記パターンにおいて相対的に親液性を発現する領域に、パターン形成材料の溶液または分散液を塗布する工程
を含む、請求項1から7のいずれか1項に記載のパターン形成方法。
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