KR20100014666A

KR20100014666A - 패턴 형성 방법 및 전자 소자의 제조 방법

Info

Publication number: KR20100014666A
Application number: KR1020097020336A
Authority: KR
Inventors: 도시오 후꾸다; 아끼히로 노모또
Original assignee: 소니 주식회사
Priority date: 2007-03-30
Filing date: 2008-01-10
Publication date: 2010-02-10
Also published as: JP2008251887A; CN101647095B; TW200845446A; CN101647095A; US8361372B2; WO2008126425A1; US20100044905A1; JP5109446B2; TWI381567B

Abstract

본 발명의 과제는, 미세하고 정밀한 패턴을 안정되게 형성하는 패턴 형성 방법 및 전자 소자의 제조 방법을 제공하는 것이다. 제1 판(10) 상에 액체 조성물을 도포하고, 도전성 막(D)을 형성하는 공정과, 제2 판(20)을 제1 판(10)의 도전성 막(D)의 형성면측으로 압박하여, 제2 판(20)의 볼록부(20a)의 정상면에 도전성 막(D)의 불필요한 패턴을 전사하여 제거함으로써, 제1 판(10) 상에 도전성 패턴(D')을 형성하는 공정과, 제1 판(10)의 도전성 패턴(D')의 형성면측을 피전사 기판의 표면으로 압박함으로써 도전성 패턴(D')을 전사하는 공정을 갖고, 제1 판(10)에 있어서의 액체 조성물이 도포되는 표면의 표면 장력을 α, 최대 기포압법에 의한 100msec시의 액체 조성물의 동적 표면 장력을 β, 제2 판(20)에 있어서의 볼록부(20a)의 정상면의 표면 장력을 γ로 한 경우, γ＞α≥β가 되도록, 액체 조성물의 조성 또는 제1 판(10) 혹은 제2 판(20)의 표면의 재질을 설정하는 패턴 형성 방법 및 전자 소자의 제조 방법이다.

최대 기포압법, 소스ㆍ드레인 전극, 박막 트랜지스터, 정적 표면 장력, 동적 표면 장력

Description

패턴 형성 방법 및 전자 소자의 제조 방법{PATTERNING METHOD AND METHOD FOR FABRICATING ELECTRONIC ELEMENT}

본 발명은, 패턴 형성 방법 및 전자 소자의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 도전성 패턴의 형성 방법 및 이를 이용한 전자 소자의 제조 방법에 관한 것이다.

미세하고 정밀한 패턴을 유리 기판이나 플라스틱 기판 등에 효율적으로 저비용으로 형성하기 위해, 다양한 방법이 검토되고 있다. 예를 들어, 표면이 박리성을 갖는 실리콘 고무로 피복된 블랭킷이라 불리는 제1 판의 표면에, 인쇄하는 수지를 전면 도포한 후, 표면측에 요철 패턴을 갖는 제2 판을 제1 판의 수지 형성면측으로 압박함으로써, 제2 판의 볼록부의 정상면에 상기 수지의 불필요한 패턴을 전사하여 제거하고, 제1 판의 표면에 잔존한 수지 패턴을 피전사 기판 상에 전사하는 인쇄법이 개시되어 있다(예를 들어, 일본 특허 공개 평11-58921호 공보 참조).

이러한 인쇄법을 이용하여 미세하고 정밀한 패턴을 형성할 때, 이에 사용되는 액체 조성물에는, 특히, 제1 판 상에의 액체 조성물의 도포 공정 및 제1 판 상으로부터 제2 판 상에의 액체 조성물 코팅 막의 불필요한 패턴의 전사 공정에 있어서, 적절한 액체 조성물의 특성을 유지할 필요가 있다.

우선, 제1 판 상에의 액체 조성물의 도포 공정에서는, 통상 박리성을 갖는 재료로 제1 판의 표면을 형성하기 위해, 이 박리성 표면에 박막으로 평활하고 또한 균일한 액체 조성물 코팅 막을 형성해야만 하므로, 액체 조성물의 표면 장력을 적절하게 컨트롤할 필요가 있다.

또한, 다음의 제1 판 상으로부터 제2 판 상으로의 액체 조성물 코팅 막의 불필요한 패턴의 전사 공정에 있어서는, 제1 판 상에 도포된 액체 조성물 코팅 막은, 접촉하는 제2 판의 볼록부의 정상면에 그 패턴 형상대로 완전히 전사되어야만 한다. 그로 인해, 제1 판의 표면보다도 제2 판의 볼록부의 정상면 쪽이 액체 조성물 코팅 막에 대한 밀착성이 높아지도록, 액체 조성물의 제조뿐만 아니라, 제1 판의 표면 또는 제2 판의 표면의 재질을 설정할 필요가 있다.

이들의 기술적 과제에 대해, 인쇄에 사용하는 잉크 조성물(액체 조성물)의 점도값, 표면 에너지값을 설정하여, 블랭킷(제1 판)의 표면 에너지보다도 액체 조성물의 표면 에너지가 작아지도록 규정한 정밀 패터닝용 잉크 조성물의 예가 개시되어 있다(예를 들어, 일본 특허 공개 제2005-126608호 공보 참조).

그러나, 일본 특허 공개 제2005-126608호 공보에서 규정된 표면 에너지는, 액체 조성물에 움직임이 없는 상태에서 구해지는 값이며, 제1 판 상에 액체 조성물을 도포하는 공정에서는 액체 조성물을 도포한다는 움직임이 있기 때문에, 그 움직임을 가미한 규정이 필요하다. 이로 인해, 제1 판의 표면 에너지보다도 액체 조성물의 표면 에너지가 작아지도록 규정되어 있어도, 제1 판 상에의 액체 조성물 코팅 막이 확실하게 형성되지 않아, 결손 부분이 발생해 버린다. 이로 인해, 상술한 바 와 같은 인쇄법을 이용해도, 미세하고 정밀한 패턴을 안정되게 형성하는 것이 어렵다는 문제가 있다.

상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명은, 액체 조성물의 물성을 조정하여, 미세하고 정밀한 패턴을 안정되게 형성하는 것이 가능한 패턴 형성 방법 및 전자 소자의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 패턴 형성 방법은 다음과 같은 공정을 순차 행하는 것이다. 우선, 제1 공정에서는, 제1 판 상에 액체 조성물을 도포함으로써, 액체 조성물 코팅 막을 형성한다. 다음에, 제2 공정에서는, 표면측에 요철 패턴을 갖는 제2 판을 제1 판의 액체 조성물 코팅 막의 형성면측으로 압박하여, 제2 판의 볼록부의 정상면에 액체 조성물 코팅 막의 불필요한 패턴을 전사하여 제거함으로써 제1 판 상에 패턴을 형성한다. 계속해서, 제3 공정에서는, 제1 판의 패턴의 형성면측을 피전사 기판의 표면으로 압박함으로써, 피전사 기판의 표면에 패턴을 전사한다. 그리고, 제1 판에 있어서의 액체 조성물이 도포되는 표면의 표면 장력을 α, 최대 기포압법(bubble pressure method)에 의한 100msec시의 액체 조성물의 동적 표면 장력을 β, 제2 판에 있어서의 볼록부의 정상면의 표면 장력을 γ로 한 경우, γ＞α≥β가 되도록 액체 조성물을 제조하는 동시에, 제1 판 또는 제2 판의 표면의 재질을 설정하는 것을 특징으로 하고 있다.

이와 같은 패턴 형성 방법에 따르면, 제1 판에 있어서의 액체 조성물이 도포되는 표면의 표면 장력을 α, 최대 기포압법에 의한 100msec시의 액체 조성물의 동적 표면 장력을 β, 제2 판에 있어서의 볼록부의 정상면의 표면 장력을 γ로 한 경우, γ＞α≥β가 되므로, 상기 제1 공정에서는, 제1 판 상에 액체 조성물을 도포한다는 움직임이 있어도, 동적 표면 장력을 이용하여 상기 식과 같이 규정함으로써, 제1 판 상에 액체 조성물 코팅 막이 확실하게 형성된다. 또한, γ＞α인 것에 의해, 상기 제2 공정에 있어서, 제1 판 상의 액체 조성물 코팅 막의 불필요한 패턴을 제2 판의 볼록부의 정상면에 확실하게 전사하는 것이 가능해진다.

또한, 본 발명에 있어서의 전자 소자의 제조 방법은, 상술한 패턴 형성 방법을 전자 소자의 제조 방법에 적용한 것을 특징으로 하고 있으므로, 제1 판 상에 액체 조성물 코팅 막이 확실하게 형성되는 동시에, 제1 판 상의 액체 조성물 코팅 막의 불필요한 패턴을 제2 판의 볼록부의 정상면에 확실하게 전사하는 것이 가능해진다.

이상, 설명한 바와 같이, 본 발명의 패턴 형성 방법 및 이를 이용한 전자 소자의 제조 방법에 따르면, 제1 판 상에 액체 조성물 코팅 막이 확실하게 형성되는 동시에, 제1 판 상의 액체 조성물 코팅 막의 불필요한 패턴을 제2 판의 볼록부의 정상면에 확실하게 전사할 수 있으므로, 미세하고 정밀한 패턴을 형성할 수 있다. 따라서, 인쇄법에 의해, 전자 소자의 미세한 전극 패턴을 형성할 수 있어, 전자 소자의 제조 공정을 간략화할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 전자 소자의 제조 방법에 관한 실시 형태를 설명하기 위한 제조 공정 단면도(첫 번째).

도 2는, 본 발명의 전자 소자의 제조 방법에 관한 실시 형태를 설명하기 위한 제조 공정 단면도(두 번째).

이하, 본 발명의 실시 형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다.

본 발명의 패턴 형성법에 관한 실시 형태의 일례를, 보텀 게이트ㆍ보텀 콘택트형의 박막 트랜지스터를 포함하는 전자 소자의 제조 방법을 예로 들어, 도 1의 제조 공정 단면도에 의해 설명한다. 본 실시 형태에 있어서는, 상기 박막 트랜지스터의 소스ㆍ드레인 전극의 형성에 본 발명의 패턴 형성 방법을 적용한다.

도 1의 (a)에 도시한 바와 같이, 블랭킷이 되는 제1 판(10)은, 유리 기판(11)과 유리 기판(11) 상에 설치된 예를 들어 폴리올레핀 수지층(12)을 구비한 평판으로 구성되어 있다. 이 제1 판(10)은, 예를 들어 열 프레스법에 의해, 유리 기판(11) 상에 폴리올레핀 수지를 열압착하여 부착하여 제작되고, 폴리올레핀 수지층(12)은 표면측이 평탄하게 형성되어 있다. 여기서, 제1 판(10)에 있어서의 후공정에서 액체 조성물이 도포되는 표면의 표면 장력, 즉 폴리올레핀 수지층(12)의 표면 장력은 30mN/m로 되어 있다.

또한, 상기 제1 판(10) 상에 도포되는 액체 조성물은, 용질과 이 용질을 분산 또는 용해하는 용매를 포함하고 있고, 여기서는, 예를 들어 은나노 입자를 포함하는 도전성 입자를, 예를 들어 크실렌을 포함하는 유기 용제에 분산시킨 액체 조성물을 사용하는 것으로 한다.

그리고, 상기 제1 판(10)에 있어서의 액체 조성물이 도포되는 표면의 표면 장력을 α(mN/m), 최대 기포압법에 의한 100msec시의 상기 액체 조성물의 동적 표면 장력을 β(mN/m)로 한 경우, α≥β가 되도록, 상기 액체 조성물의 조성 또는 제1 판(10)의 표면의 재질을 설정한다.

여기서, 최대 기포압법이라 함은, 측정하고 싶은 액 중에 유리 등으로 제작된 캐필러리를 침입시켜, 캐필러리 선단부로부터 기포를 발생시키고, 기포 발생시에 액체로부터 그 기포에 가해지는 압력을 판독함으로써 표면 장력치를 측정하는 방법이다. 이 방법으로 측정된 표면 장력치는,「동적 표면 장력」이라 칭해지고 있고, 종래의 백금 플레이트를 측정액 중에 침지시키는 방법으로 측정된 표면 장력치는「정적 표면 장력」이라 불린다. 본 발명자들은, 액체에 도포 공정 등의 움직임이 있는 경우, 고체에의 습윤성에는 동적 표면 장력이 중요한 것을 발견하였다.

그리고, 표면 장력으로 액체의 습윤성을 규정하는 경우, 액체 조성물의 점도는 50mPaㆍs 이하인 것이 바람직하다. 이는, 액체의 고체에의 습윤성은, 액체의 점도와 표면 장력으로 규정되는데, 액체의 점도가 50mPaㆍs보다도 큰 경우에는, 점도의 영향이 커져, 표면 장력으로 규정하는 것이 어렵기 때문이다. 또한, 본 실시 형태에서는, 500㎚ 이하의 막 두께의 도전성 패턴(D')을 형성하는 것을 목표로 하고 있고, 그 점에 있어서도, 상기 액체 조성물의 점도는 낮은 쪽이 바람직하다. 상기 액체 조성물의 동적 표면 장력은 주로 용매의 물성에 의해 규정되므로, 용매를 바꿈으로써, 액체 조성물의 동적 표면 장력을 조정하는 것이 가능하다.

액체 조성물을 구성하는 용매로서는, 물 또는 유기 용제의 대부분의 것을 사용할 수 있다. 유기 용제로서는, 에스테르계 용제, 알코올계 용제, 케톤계 용제를 포함하는 극성 용제나 비극성 용제를 인쇄성에 따라서 사용하는 것이 가능하다. 예를 들어, 상기 에스테르계 용제로서는, 아세트산 메틸, 아세트산 에틸, 프로피온산 에틸 등을 들 수 있다. 상기 알코올계 용제로서는, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올 등을 들 수 있다. 상기 케톤계 용제로서는, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤 등을 열거할 수 있다. 또한, 비극성 용제로서는 펜탄, 헥산, 헵탄, 옥탄, 데칸, 도데칸, 이소펜탄, 이소헥산, 이소옥탄, 시클로헥산, 메틸시클로헥산, 시클로펜탄 등의 탄화수소계 용제를 들 수 있다. 또한, 톨루엔, 크실렌, 메시틸렌 등의 방향족계 용제도 바람직하게 사용할 수 있다. 이들을 적절하게 사용함으로써, 제1 판(10)의 표면 장력(α)보다도 액체 조성물의 동적 표면 장력(β)이 낮아지도록 한다. 또한, 반대로, 상기 관계를 만족시키도록, 제1 판(10)의 재질을 설정해도 된다.

또한, 여기서는, 액체 조성물이 은나노 입자를 포함하는 도전성 입자를 포함하는 것으로 하였지만, 은 이외에도, 금, 니켈, 구리, 백금을 포함하는 도전성 입자를 사용할 수 있다. 일반적으로는 이들 도전성 입자의 표면은 고분자 재료 등으로 피복 표면 처리가 이루어져 있고, 물 또는 유기 용제에 분산된 상태의 것이 사용된다. 또한, 상기 액체 조성물이, 상기 도전성 입자 이외의 도전성 재료를 포함하고 있어도 된다. 또한, 액체 조성물에, 상술한 도전성 재료 및 용매 이외에도 수지나 계면활성제를 함유시킴으로써, 액체 조성물의 물성을 제어해도 된다.

이상과 같이 제조된 액체를, 도 1의 (b)에 도시한 바와 같이, 예를 들어 캡 코팅법에 의해, 제1 판(10)의 폴리올레핀층(12) 상에 도포함으로써, 도전성 막 (D)(액체 조성물 코팅 막)을 예를 들어 500nm의 막 두께로 형성한다. 이때, 상술한 바와 같이, 제1 판(10)의 표면 장력(α)과 액체 조성물의 동적 표면 장력(β)은 α≥β의 관계를 만족시키므로, 도전성 막(D)이 결손 부분을 발생시키지 않고, 확실하게 형성된다.

여기서, 상기 액체 조성물의 도포법으로서는, 상술한 캡 코팅법 이외에, 롤 코팅법, 스프레이 코팅법, 딥 코팅법, 커튼 플로우 코팅법, 와이어 바아 코팅법, 그라비아 코팅법, 에어 나이프 코팅법, 독터 블레이드 코팅법, 스크린 코팅법, 다이 코팅법 등을 들 수 있다. 도포법에 대해서는, 롤 형상, 평판 형상 등의 제1 판(10)의 형상에 맞게 선택하는 것이 바람직하다. 상술한 것 중에서도, 특히 캡 코팅법은 도포 특성이 우수하므로, 바람직하다.

계속해서, 도 1의 (c)에 도시한 바와 같이, 표면측에 요철 패턴을 갖는 예를 들어 유리판으로 이루어지는 제2 판(20)을 상기 제1 판(10)의 도전성 막(D)의 형성면측으로 압박한다. 상기 요철 패턴은, 볼록 패턴이 후술하는 도전성 패턴의 반전 패턴이 되도록 형성된다. 이 제2 판(20)의 요철 패턴을 통상의 포토리소그래피 기술을 이용한 에칭에 의해 형성함으로써, 미세하고 정밀한 요철 패턴을 형성할 수 있다. 여기서, 상기 제2 판(20)의 볼록부(20a)의 정상면의 표면 장력, 즉 유리판의 표면 장력은 70mN/m 이상이 된다.

여기서, 제2 판(20)에 있어서의 볼록부(20a)의 정상면의 표면 장력을 γ(mN/m)로 한 경우, 제1 판(10)의 표면의 표면 장력과의 관계는 γ＞α가 되도록, 제2 판(20)의 표면의 재질을 설정한다. 이에 의해, 제1 판(10)의 표면 장력(α), 상기 액체 조성물의 동적 표면 장력(β), 제2 판(20)의 표면 장력(γ)은, γ＞α≥β가 된다.

상술한 바와 같이, 제2 판(20)에 있어서의 볼록부(20a)의 정상면의 표면 장력(γ)과 제1 판(10)의 표면 장력(α)이 γ＞α의 관계를 만족시킴으로써, 제1 판(10)의 표면보다도 제2 판(20)의 볼록부(20a)의 정상면 쪽이 도전성 막(D)과의 밀착성이 높아진다. 이에 의해, 도 1의 (d)에 도시한 바와 같이, 제2 판(20)을 제1 판(10)의 도전성 막(D)의 형성면측으로 압박함으로써, 볼록부(20a)의 정상면에 도전성 막(D)[상기 도 1의 (c) 참조]의 불필요한 패턴이 확실하게 전사되고, 제1 판(20) 상에 도전성 패턴(D')이 형성된다. 또한, 볼록부(20a)의 정상면에 전사된 도전성 막(D)의 불필요한 패턴은 회수하여 재이용되는 것으로 한다.

계속해서, 도 2의 (e)에 도시한 바와 같이, 제1 판(10)의 도전성 패턴(D')의 형성면측을 피전사 기판(30)의 피전사면에 압박한다. 여기서, 피전사 기판(30)은, 실리콘 기판을 포함하는 기판(31) 상에 폴리비닐페놀(PVP)을 포함하는 절연막(32)이 설치된 구성으로 되어 있다. 이로 인해, 절연막(32)의 표면(32a)이 피전사면이 된다. 여기서는, 실리콘 기판을 포함하는 기판(31)에 불순물 이온이 하이 도프됨으로써, 기판(31)이 게이트 전극을 겸하고 있고, 그 상층에 설치된 절연막(32)은 게이트 절연막으로서 구성되는 것으로 한다.

여기서, 제2 판(20)의 볼록부(20a)의 정상면에서도 피전사면이 되는 절연막(32)의 표면(32a)이 도전성 패턴(D')과의 밀착성이 높아지도록, 절연막(32)은 제2 판(20)보다도 표면 장력이 낮은 재질로 구성된다. 이에 의해, 제1 판(10)의 도 전성 패턴(D')의 형성면측을 피전사 기판(30)의 피전사면으로 압박함으로써, 도 2의 (f)에 도시한 바와 같이 도전성 패턴(D')이 절연막(32)의 표면(32a)에 전사된다.

이 도전성 패턴(D')은 소스ㆍ드레인 전극(33)이 된다. 그 후, 예를 들어 오븐으로 가열하여, 상기 도전성 패턴(D')을 소결한다. 여기서, 소결 후의 도전성 패턴(D')의 막 두께는 500㎚ 이하인 것으로 한다. 이 후의 공정은, 통상의 박막 트랜지스터의 제조 공정과 마찬가지로 행한다. 즉, 도 2의 (g)에 도시한 바와 같이, 예를 들어 스핀 코팅법에 의해, 도전성 패턴(D')으로 이루어지는 소스ㆍ드레인 전극(33)을 덮는 상태에서, 절연막(32) 상에, 예를 들어 트리이소프로필실릴에티닐펜타센을 포함하는 반도체층(34)을 형성한다.

이상과 같이 하여, 기판(게이트 전극)(31) 상에 절연막(게이트 절연막)(32), 소스ㆍ드레인 전극(33) 및 반도체층(34)이 이 순서로 적층된 보텀 게이트ㆍ보텀 트랜지스터형의 박막 트랜지스터가 제조된다.

이와 같은 패턴 형성 방법 및 이를 이용한 전자 소자의 제조 방법에 따르면, 제1 판(10)에 있어서의 액체 조성물이 도포되는 표면의 표면 장력을 α, 최대 기포압법에 의한 100msec시의 액체 조성물의 동적 표면 장력을 β, 제2 판(20)에 있어서의 볼록부(20a)의 정상면의 표면 장력을 γ로 한 경우, γ＞α≥β가 되므로, 제1 판(10) 상에 액체 조성물을 도포한다는 움직임이 있어도, 동적 표면 장력을 이용하여 상기 식과 같이 규정함으로써, 제1 판(10) 상에 도전성 막(D)이 확실하게 형성된다. 또한, γ＞α인 것에 의해, 제1 판(10) 상의 도전성 막(D)의 불필요한 패 턴을 제2 판(20)의 볼록부(20a)의 정상면에 확실하게 전사하는 것이 가능해진다. 따라서, 미세하고 정밀한 도전성 패턴(D')을 안정되게 형성할 수 있다. 또한, 인쇄법에 의해, 전자 소자의 미세한 도전성 패턴(D')을 형성할 수 있어, 전자 소자의 제조 공정을 간략화할 수 있다.

또한, 상술한 실시 형태에서는, 소스ㆍ드레인 전극을 형성하는 예에 대해 설명하였지만, 예를 들어 절연성의 기판 상에 게이트 전극을 형성하는 경우에도 적용 가능하고, 상술한 보텀 게이트ㆍ보텀 콘택트형의 트랜지스터 구조에 한하지 않고, 다른 트랜지스터 구조의 전극 패턴을 형성하는 경우에도 적용 가능하다. 나아가, 박막 트랜지스터뿐만 아니라, 프린트 배선판, RF-ID 태그, 다양한 디스플레이 기판 등 다른 전자 소자의 전극 패턴의 형성에도 적용 가능하다.

또한, 본 발명은, 도전성 패턴의 형성 방법에 한정되는 것은 아니며, 절연성 패턴의 형성 방법 및 반도체 패턴의 형성 방법에도 적용 가능하다. 절연성 패턴의 형성 방법에 본 발명을 적용하는 경우에는, 액체 조성물의 용질로서, 폴리에스테르계 수지, 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 멜라민계 수지 등의 유기 재료를 단독이거나 또는 혼합하여 사용하는 것이 가능하다. 또한, 라디칼형 자외선 경화형 수지, 양이온형 자외선 경화형 수지, 전자선 경화형 수지 등도 적절하게 필요에 따라서 사용하는 것도 가능하다. 용매로서는, 실시 형태와 같은 것을 사용할 수 있다.

또한, 반도체 패턴의 형성 방법에 본 발명을 적용하는 경우에는, 액체 조성물의 용질로서, 예를 들어 트리이소프로필실릴에티닐펜타센 등의 가용성 유기 반도체 재료 등이 사용된다. 용매로서는, 실시 형태와 같은 것을 사용할 수 있다. 예 를 들어, 상기 실시 형태에서, 도 2의 (g)를 이용하여 설명한 반도체층(34)의 형성 공정에 있어서, 본 발명을 적용하여 유기 반도체층을 패턴 형성해도 된다.

<실시예>

또한, 본 발명의 구체적인 실시예에 대해, 다시 도 1 내지 도 2를 이용하여 설명한다.

(실시예 1, 실시예 2)

상기 실시 형태와 마찬가지로, 스핀 코터에 의해, 유리 기판(11) 상에 하기 표 1에 나타내는 수지 재료를 주성분으로 하는 용액을 도포함으로써, 제1 판(10)(블랭킷)을 제작하였다. 한편, 유리 기판 상에 하기 표 1에 나타내는 수지 재료를 주성분으로 하는 용액을 도포하고, 수지막을 형성한 후, 통상의 리소그래피 기술을 이용한 에칭에 의해, 표면측에 라인 앤드 스페이스(L/S)가 5㎛로 되도록 요철 패턴을 형성함으로써, 제2 판(20)을 제작하였다.

다음에, 올레산으로 표면 처리가 실시된 은나노 입자(평균 입자 직경 10㎚)를 표 1에 나타내는 용매를 사용하여 5wt%가 되도록 분산하고, 액체 조성물을 제조하였다. 여기서, 제1 판(10)의 표면 장력(α), 액체 조성물의 동적 표면 장력(β), 제2 판(20)의 표면 장력(γ)을 표 2에 나타낸다. 또한, 비교를 위해, 하기 표 2에는, 액체 조성물의 정적 표면 장력(β')도 기재하였다.

상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 실시예 1, 실시예 2의 제1 판(10), 제2 판(20), 액체 조성물은, γ＞α≥β를 만족하도록 설정되어 있다.

계속해서, 스핀 코터에 의해, 제1 판(10) 상에 상기 액체 조성물을 도포함으로써, 도전성 막(D)을 10㎛의 막 두께로 형성하였다. 계속해서, 상기 제2 판(20)을 제1 판(10)의 도전성 막(D)의 형성면측으로 압박하여, 제2 판(20)의 볼록부(20a)에 도전성 막(D)의 불필요한 패턴을 전사하여 제거함으로써, 제1 판(10) 상에 도전성 패턴(D')을 형성하였다.

한편, PVP 수지 용액[용매 PGMEA(프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트), 농도 20wt%]에, 멜라민 포름알데히드 수지를 포함하는 가교제를 가한 용액을, 스핀 코터를 이용하여 기판(31) 상에 도포함으로써, PVP를 포함하는 절연막(32)을 형성한 피전사 기판(30)을 준비한다. 계속해서, 제1 판(10)의 도전성 패턴(D')의 형성면측을 피전사 기판(30)의 피전사면으로 압박함으로써, 절연막(32)의 표면(32a)에 도전성 패턴(D')을 전사하였다. 그 후, 도전성 패턴(D')을 180℃에서 1시간 오븐으로 고착시켜, 은나노 입자를 소결시킴으로써, L/S=5㎛, 500㎚의 막 두께의 도전성을 갖는 배선 패턴이 형성되었다.

(비교예 1 내지 비교예 3)

한편, 상기 실시예 1, 실시예 2에 대한 비교예 1 내지 비교예 3으로서, 표 1에 나타낸 바와 같이, 제1 판(10), 제2 판(20) 및 액체 조성물의 용매를 설정한 것 이외는, 실시예 1, 실시예 2와 마찬가지로, L/S=5㎛의 배선 패턴을 형성하였다. 또한, 비교예 1, 비교예 2의 제1 판(10)의 표면 장력(α)과 액체 조성물의 동적 표면 장력(β)은 α＜β이며, 비교예 3의 제1 판(10)의 표면 장력(α)과 제2 판의 표면 장력은 γ＜α인 것으로, 모두 γ＞α≥β을 만족하지 않고 있다. 특히, 비교예 3에서는, 액체 조성물의 정적 표면 장력(β')이, α≥β'을 만족하도록 설정하였다.

상기 실시예 1, 실시예 2 및 비교예 1 내지 비교예 3의 결과를 표 3에 나타낸다.

상기 표 3에 나타낸 바와 같이, 실시예 1, 실시예 2에서는, 제1 판(10)에의 도포 및 제2 판(20)에의 전사가 문제없이 행해져, L/S=5㎛의 배선 패턴을 확실하게 형성할 수 있는 것이 확인되었다. 이에 대해, 비교예 1, 비교예 2에서는, 제1 판(10) 상의 도전성 막(D)에 결손 부분이 발생하여, 상기 배선 패턴을 형성할 수 없었다. 또한, 비교예 3에서는, 제1 판(10)으로부터 제2 판(20)에 도전성 막(D)의 불필요한 패턴이 완전하게는 전사되지 않아, 제1 판(10) 상에 도전성 패턴(D')을 형성할 수 없었다. 특히, 비교예 3의 결과로부터, 액체 조성물의 정적 표면 장력(β')이 제1 판(10)의 표면 장력(α)보다 작은 값이었다고 해도, 액체 조성물의 동적 표면 장력(β)이 제1 판(10)의 표면 장력(α)보다 작은 값이 아니면, 도전성 막(D)은 형성되지 않는 것이 확인되었다.

Claims

패턴 형성 방법으로서,

제1 판 상에 액체 조성물을 도포함으로써, 액체 조성물 코팅 막을 형성하는 제1 공정과,

표면측에 요철 패턴을 갖는 제2 판을 상기 제1 판의 상기 액체 조성물 코팅 막의 형성면측으로 압박하여, 상기 제2 판의 볼록부의 정상면에 상기 액체 조성물 코팅 막의 불필요한 패턴을 전사하여 제거함으로써, 상기 제1 판 상에 패턴을 형성하는 제2 공정과,

상기 제1 판의 상기 패턴의 형성면측을 피전사 기판의 표면으로 압박함으로써, 상기 피전사 기판의 표면에 상기 패턴을 전사하는 제3 공정을 포함하며,

상기 제1 판에 있어서의 상기 액체 조성물이 도포되는 표면의 표면 장력을 α, 최대 기포압법(bubble pressure method)에 의한 100msec시의 상기 액체 조성물의 동적 표면 장력을 β, 상기 제2 판에 있어서의 볼록부의 정상면의 표면 장력을 γ로 한 경우, γ＞α≥β가 되도록, 상기 액체 조성물의 조성 또는 상기 제1 판 혹은 상기 제2 판의 표면의 재질을 설정하는 것을 특징으로 하는, 패턴 형성 방법.
제1항에 있어서,

상기 액체 조성물의 점도가 50mPaㆍs 이하인 것을 특징으로 하는, 패턴 형성 방법.
제1항에 있어서,

상기 액체 조성물은 도전성 재료를 함유하고 있고,

상기 제1 공정에서는, 상기 제1 판 상에 상기 액체 조성물을 도포함으로써 도전성 막을 형성하는 것을 특징으로 하는, 패턴 형성 방법.
전자 소자의 제조 방법으로서,

제1 판 상에 액체 조성물을 도포함으로써, 액체 조성물 코팅 막을 형성하는 제1 공정과,

표면측에 요철 패턴을 갖는 제2 판을 상기 제1 판의 상기 액체 조성물 코팅 막의 형성면측으로 압박하여, 상기 제2 판의 볼록부의 정상면에 상기 액체 조성물 코팅 막의 불필요한 패턴을 전사하여 제거함으로써, 상기 제1 판 상에 패턴을 형성하는 제2 공정과,

상기 제1 판의 상기 패턴의 형성면측을 피전사 기판의 표면으로 압박함으로써, 상기 피전사 기판의 표면에 상기 패턴을 전사하는 제3 공정을 포함하며,

상기 제1 판에 있어서의 상기 액체 조성물이 도포되는 표면의 표면 장력을 α, 최대 기포압법에 의한 100msec시의 상기 액체 조성물의 동적 표면 장력을 β, 상기 제2 판에 있어서의 볼록부의 정상면의 표면 장력을 γ로 한 경우, γ＞α≥β가 되도록, 상기 액체 조성물의 조성 또는 상기 제1 판 혹은 상기 제2 판의 표면의 재질을 설정하는 것을 특징으로 하는, 전자 소자의 제조 방법.
제4항에 있어서,

상기 전자 소자는, 기판 상에, 소스ㆍ드레인 전극, 게이트 절연막 및 게이트 전극이 이 순서로 또는 이와 반대의 순서로 적층되고, 소스ㆍ드레인 전극의 상층측 또는 하층측에 반도체층을 포함한 반도체 장치이며,

상기 제1 공정에서는, 상기 제1 판 상에 도전성 재료를 함유하는 상기 액체 조성물을 도포함으로써 도전성 막을 형성하고,

상기 제2 공정에서는, 상기 제2 판을 상기 제1 판의 상기 도전성 막의 형성면측으로 압박하여, 상기 제2 판의 볼록부의 정상면에 상기 도전성 막의 불필요한 패턴을 전사하여 제거함으로써, 상기 제1 판 상에 도전성 패턴을 형성하고,

상기 제3 공정에서는, 상기 제1 판의 상기 도전성 패턴의 형성면측을 피전사 기판의 표면으로 압박하여, 상기 피전사 기판의 표면에 상기 도전성 패턴을 전사함으로써, 상기 소스ㆍ드레인 전극 또는 상기 게이트 전극을 형성하는 것을 특징으로 하는, 전자 소자의 제조 방법.