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JP4601459B2 - Exposure mask and manufacturing method thereof - Google Patents

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JP4601459B2
JP4601459B2 JP2005056129A JP2005056129A JP4601459B2 JP 4601459 B2 JP4601459 B2 JP 4601459B2 JP 2005056129 A JP2005056129 A JP 2005056129A JP 2005056129 A JP2005056129 A JP 2005056129A JP 4601459 B2 JP4601459 B2 JP 4601459B2
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photocatalyst
layer
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inorganic oxide
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雄介 鵜野
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Dai Nippon Printing Co Ltd
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  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)

Description

本発明は、エネルギー照射に伴う光触媒の作用を利用したパターニングに用いることが可能な露光用マスク、およびその製造方法に関するものである。   The present invention relates to an exposure mask that can be used for patterning utilizing the action of a photocatalyst accompanying energy irradiation, and a method for manufacturing the same.

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。   Conventionally, various methods have been proposed as a method for producing a pattern forming body for forming various patterns such as designs, images, characters, and circuits on a substrate. For example, lithographic printing, offset printing, and heat mode are proposed. A printing method for producing a lithographic printing original plate using a recording material is also used. In addition, for example, pattern exposure is performed on a photoresist layer coated on a substrate, and after exposure, the photoresist is developed and further etched, or the photoresist is exposed using a substance having functionality to the photoresist. There is also known a method of manufacturing a pattern forming body by photolithography, such as directly forming a target pattern by the above.

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。   However, when manufacturing a high-definition pattern forming body used for, for example, a color filter or the like, the printing method has a problem such as low positional accuracy, and is difficult to use. Further, in the photolithography method, there is a problem that a waste liquid needs to be processed because it is necessary to use a photoresist and to perform development or etching with a liquid developer after exposure. In addition, when a functional substance is used as a photoresist, there is a problem that it deteriorates due to an alkaline solution or the like used during development.

そこで、基材上に、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により特性が変化する特性変化層を形成し、光触媒を含有する光触媒含有層基板と対向させて配置した後、所定の方向から露光することにより、特性変化層の特性が変化したパターンを形成するパターン形成体の製造方法が本発明者等において検討されてきた(特許文献1)。この方法によれば、エネルギー照射に伴う光触媒の作用によって、上記特性変化層の特性を利用して、容易に着色層等の機能性部を形成することが可能なパターン形成体を高精細に製造することがきる。また、現像液等を用いる必要がない、という利点も有する。このような光触媒の作用機構は、必ずしも明確なものではないが、エネルギーの照射によって生成したキャリアが、近傍の化合物との直接反応、あるいは、酸素、水の存在下で生じた活性酸素種によって、有機物の化学構造に変化を及ぼすものと考えられている。   Therefore, on the base material, a property changing layer whose properties are changed by the action of the photocatalyst accompanying energy irradiation is formed, arranged facing the photocatalyst-containing layer substrate containing the photocatalyst, and then exposed from a predetermined direction. The inventors have studied a method for producing a pattern forming body that forms a pattern in which the characteristics of the characteristic change layer have changed (Patent Document 1). According to this method, a pattern forming body capable of easily forming a functional part such as a colored layer by using the characteristics of the characteristic change layer by the action of a photocatalyst accompanying energy irradiation is manufactured with high definition. I can do it. In addition, there is an advantage that it is not necessary to use a developer or the like. The mechanism of action of such a photocatalyst is not necessarily clear, but carriers generated by irradiation of energy react directly with nearby compounds, or by active oxygen species generated in the presence of oxygen and water, It is thought to change the chemical structure of organic matter.

ここで、上述したパターン形成体の製造方法においては、露光された領域の光触媒含有層中の光触媒を励起させて、対向する特性変化層の特性を変化させるものであるので、特性の差を生じさせるのに所定の時間がかかる。この時間を短縮することができれば、さらなる効率化を図ることが可能である。   Here, in the above-described method for producing a pattern formed body, the photocatalyst in the photocatalyst containing layer in the exposed region is excited to change the characteristics of the opposing characteristic change layer, resulting in a characteristic difference. It takes a predetermined time to make it happen. If this time can be shortened, further efficiency can be achieved.

そこで、上記発明においては、上記光触媒を含有する光触媒含有層上に遮蔽部を形成することにより、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により発生した活性酸素種等を拡散させずに特性変化層表面へ到達させる方法等も提案されている。しかしながら、この遮蔽部は、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により分解等されないものであることが好ましいことから、通常クロム等の金属を用いて形成されることとなる。そのため、エネルギー照射によって光触媒含有層中で発生したキャリアが、遮蔽部に流れてしまい、効率よく活性酸素種等を発生させることができない場合があった。
特開2000−249821号公報
Therefore, in the above invention, by forming a shielding part on the photocatalyst-containing layer containing the photocatalyst, the active oxygen species generated by the action of the photocatalyst accompanying the energy irradiation is reached without diffusing and reaching the surface of the characteristic change layer. The method of making it etc. is also proposed. However, since this shielding part is preferably not decomposed by the action of a photocatalyst accompanying energy irradiation, it is usually formed using a metal such as chromium. For this reason, carriers generated in the photocatalyst-containing layer due to energy irradiation may flow to the shielding part, and active oxygen species may not be generated efficiently.
JP 2000-249821 A

そこで、エネルギー照射に伴う光触媒の作用を利用してパターンを形成する際に用いられ、特性の異なるパターンを効率的に、また高解像度で形成することが可能な、光触媒含有層を有する露光用マスクの提供が望まれている。   Therefore, an exposure mask having a photocatalyst-containing layer, which is used when forming a pattern using the action of a photocatalyst accompanying energy irradiation, and can form a pattern with different characteristics efficiently and with high resolution. The provision of

本発明は、基材と、上記基材上に形成され、少なくとも光触媒を含有する光触媒含有層と、上記光触媒含有層上に形成された無機酸化物層と、上記無機酸化物層上にパターン状に形成された遮蔽部とを有することを特徴とする露光用マスクを提供する。   The present invention includes a substrate, a photocatalyst containing layer formed on the substrate and containing at least a photocatalyst, an inorganic oxide layer formed on the photocatalyst containing layer, and a pattern on the inorganic oxide layer An exposure mask characterized by having a shielding portion formed on the surface.

本発明によれば、上記光触媒含有層上に無機酸化物層が形成されていることから、エネルギー照射に伴う光触媒含有層中で発生したキャリアが遮蔽部に流れてしまうこと等を防ぐことができ、効率よく活性酸素種等を発生させることができる。したがって、例えば活性酸素種等によって有機基が分解または変性されて特性が変化する特性変化層等と、本発明の露光用マスクとを対向させて配置し、エネルギー照射することにより、特性の異なるパターンを効率的に形成することができる。また、上記無機酸化物上に遮蔽部が形成されていることから、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により発生した活性酸素種等が拡散することなく、特性変化層等に到達することができ、高解像度で特性を変化させることができる、という利点も有する。   According to the present invention, since the inorganic oxide layer is formed on the photocatalyst-containing layer, carriers generated in the photocatalyst-containing layer accompanying energy irradiation can be prevented from flowing to the shielding part. It is possible to efficiently generate active oxygen species and the like. Therefore, for example, a pattern having different characteristics can be obtained by disposing an exposure mask of the present invention opposite to a characteristic change layer whose characteristics change due to decomposition or modification of organic groups by active oxygen species and the like, and irradiating with energy. Can be formed efficiently. In addition, since the shielding part is formed on the inorganic oxide, the active oxygen species generated by the action of the photocatalyst accompanying the energy irradiation can reach the characteristic change layer and the like without diffusing. There is also an advantage that characteristics can be changed by resolution.

また、本発明は、基材上に、少なくとも光触媒を含有する光触媒含有層を形成する光触媒含有層形成工程と、上記光触媒含有層上に、無機酸化物層を形成する無機酸化物層形成工程と、上記無機酸化物層上に遮蔽部を形成する遮蔽部形成工程とを有することを特徴とする露光用マスクの製造方法を提供する。   The present invention also includes a photocatalyst-containing layer forming step for forming a photocatalyst-containing layer containing at least a photocatalyst on a substrate, and an inorganic oxide layer forming step for forming an inorganic oxide layer on the photocatalyst-containing layer. And a shielding part forming step of forming a shielding part on the inorganic oxide layer. A method for manufacturing an exposure mask is provided.

本発明によれば、無機酸化物層を形成する無機酸化物層形成工程を有することから、本発明により製造された露光用マスクにエネルギーが照射された際、光触媒から発生したキャリアが遮蔽部に流れてしまうこと等がなく、効率よく活性酸素種等を発生させることができる。したがって、特性の異なるパターンを効率的に、また高解像度で形成することが可能な露光用マスクを製造することができるのである。   According to the present invention, since the inorganic oxide layer forming step for forming the inorganic oxide layer is included, when energy is irradiated to the exposure mask manufactured according to the present invention, carriers generated from the photocatalyst are applied to the shielding portion. The active oxygen species and the like can be efficiently generated without flowing. Therefore, it is possible to manufacture an exposure mask that can efficiently form patterns having different characteristics with high resolution.

また、この際、上記遮蔽部形成工程が、リフトオフ法により遮蔽部を形成する工程であることが好ましい。遮蔽部をリフトオフ法により形成した場合、上記無機酸化物層上に無機物が残存することのないものとすることができ、より効率よく光触媒の作用を発揮することが可能な露光用マスクとすることができるからである。   At this time, the shielding part forming step is preferably a process of forming the shielding part by a lift-off method. When the shielding part is formed by a lift-off method, an inorganic substance can be left on the inorganic oxide layer, and an exposure mask capable of exhibiting a photocatalytic function more efficiently can be obtained. Because you can.

また、本発明は、基材上に、少なくとも光触媒を含有する光触媒含有層を形成する光触媒含有層形成工程と、上記光触媒含有層上に、リフトオフ法により遮蔽部を形成する遮蔽部形成工程とを有することを特徴とする露光用マスクの製造方法を提供する。   The present invention also includes a photocatalyst-containing layer forming step of forming a photocatalyst-containing layer containing at least a photocatalyst on a substrate, and a shielding portion forming step of forming a shield portion on the photocatalyst-containing layer by a lift-off method. A method for manufacturing an exposure mask is provided.

本発明によれば、上記遮蔽部をリフトオフ法により形成することから、遮蔽部が形成されていない領域の光触媒含有層上に無機物が残存することを防止することができる。これにより、光触媒の作用が不純物によって阻害されることなく、特性の異なるパターンを効率的に、また高解像度で形成することが可能な露光用マスクとすることができるのである。   According to this invention, since the said shielding part is formed by the lift-off method, it can prevent that an inorganic substance remains on the photocatalyst content layer of the area | region in which the shielding part is not formed. As a result, it is possible to provide an exposure mask that can efficiently form a pattern with different characteristics and with high resolution without the action of the photocatalyst being hindered by impurities.

本発明によれば、エネルギー照射によって効率よく活性酸素種等を発生させることができ、特性の異なるパターンを効率的に高解像度で形成することができるという効果を奏する。   According to the present invention, active oxygen species and the like can be efficiently generated by energy irradiation, and there is an effect that patterns having different characteristics can be efficiently formed with high resolution.

本発明は、エネルギー照射に伴う光触媒の作用を利用したパターニングに用いることが可能な露光用マスク、およびその製造方法に関するものである。以下、それぞれについてわけて説明する。   The present invention relates to an exposure mask that can be used for patterning utilizing the action of a photocatalyst accompanying energy irradiation, and a method for manufacturing the same. Each will be described separately below.

A.露光用マスク
まず、本発明の露光用マスクについて説明する。本発明の露光用マスクは、基材と、上記基材上に形成され、少なくとも光触媒を含有する光触媒含有層と、上記光触媒含有層上に形成された無機酸化物層と、上記無機酸化物層上にパターン状に形成された遮蔽部とを有することを特徴とするものである。
A. First, the exposure mask of the present invention will be described. The exposure mask of the present invention includes a base material, a photocatalyst-containing layer formed on the base material and containing at least a photocatalyst, an inorganic oxide layer formed on the photocatalyst-containing layer, and the inorganic oxide layer It has the shielding part formed in pattern shape on it, It is characterized by the above-mentioned.

本発明の露光用マスクは、例えば図1に示すように、基材1と、その基材1上に形成された光触媒含有層2と、その光触媒含有層2上に形成された無機酸化物層3と、その無機酸化物層3上にパターン状に形成された遮蔽部4とを有するものである。本発明の露光用マスクは、例えば図2に示すように、活性酸素種等によって表面の有機基が分解や変性等されて特性が変化する特性変化層11等と、上記遮蔽部4等とが対向するように配置されて用いられるものであり(図2(a))、この状態で所定の方向からエネルギー5が照射されることにより、遮蔽部4が形成されていないパターン状に、特性変化層11の特性が変化した特性変化パターン12を形成することができるものである(図2(b))。   The exposure mask of the present invention includes, for example, as shown in FIG. 1, a base material 1, a photocatalyst containing layer 2 formed on the base material 1, and an inorganic oxide layer formed on the photocatalyst containing layer 2. 3 and a shielding part 4 formed in a pattern on the inorganic oxide layer 3. For example, as shown in FIG. 2, the exposure mask of the present invention comprises a characteristic change layer 11 and the like whose characteristics change as a result of decomposition or modification of organic groups on the surface by active oxygen species and the like, and the shielding portion 4 and the like. It is arranged and used so as to face each other (FIG. 2 (a)), and when the energy 5 is irradiated from a predetermined direction in this state, the characteristic changes into a pattern in which the shielding part 4 is not formed. The characteristic change pattern 12 in which the characteristic of the layer 11 is changed can be formed (FIG. 2B).

本発明によれば、上記光触媒含有層と遮蔽部との間に上記無機酸化物層が形成されていることから、エネルギー照射によって励起された光触媒から発生したキャリアが、例えば金属製の遮蔽部等に流れてしまうことなく、その場に留まって活性酸素種等の発生に寄与することができる。したがって、本発明の露光用マスクが上述したようなパターン形成に用いられた際、効率的に有機基を分解や変性等することができ、特性の異なるパターン等を効率的に形成することができるのである。   According to the present invention, since the inorganic oxide layer is formed between the photocatalyst-containing layer and the shielding part, carriers generated from the photocatalyst excited by energy irradiation are, for example, a metallic shielding part or the like. It can stay in the field without contributing to the generation of active oxygen species. Therefore, when the exposure mask of the present invention is used for pattern formation as described above, the organic group can be efficiently decomposed or modified, and patterns having different characteristics can be efficiently formed. It is.

またこの際、本発明においては上記無機酸化物層上に遮蔽部が形成されていることから、遮蔽部が形成されている領域においては、光触媒が励起されて発生した活性酸素種等が遮蔽部により遮蔽されて表面に出ないものとすることができる。したがって、この領域においては対向する特性変化層等の特性が変化することなく、高解像度に特性の変化したパターンを形成することができる。また、例えば遮蔽部を露光用マスクと特性変化層等とのスペーサとして用いることも可能であり、この場合遮蔽部が形成されていない領域において発生した活性酸素種等が拡散することなく、特性変化層等に到達することができるため、より高解像度に特性の変化したパターンを形成することができる。
以下、本発明の露光用マスクの各構成ごとに詳しく説明する。
At this time, in the present invention, since the shielding part is formed on the inorganic oxide layer, in the region where the shielding part is formed, the active oxygen species generated when the photocatalyst is excited is shielded. It is possible to prevent the light from being exposed to the surface. Therefore, in this region, it is possible to form a pattern with changed characteristics at a high resolution without changing the characteristics of the opposing characteristic change layers and the like. In addition, for example, the shielding part can be used as a spacer between the exposure mask and the characteristic change layer. In this case, the characteristic change can be made without diffusing the active oxygen species generated in the region where the shielding part is not formed. Since it is possible to reach a layer or the like, it is possible to form a pattern having a changed characteristic with higher resolution.
Hereinafter, each configuration of the exposure mask of the present invention will be described in detail.

1.無機酸化物層
まず、本発明の露光用マスクに用いられる無機酸化物層について説明する。本発明の露光用マスクに用いられる無機酸化物層は、後述する光触媒含有層および遮蔽部の間に形成され、無機酸化物を有する層であり、この無機酸化物層は導電性を有しないものとされる。無機酸化物層が導電性を有する場合には、エネルギー照射により光触媒含有層から発生したキャリアが無機酸化物層を通じて流れてしまい、活性酸素種を効率よく発生させることが困難となるからである。
1. Inorganic oxide layer First, the inorganic oxide layer used in the exposure mask of the present invention will be described. The inorganic oxide layer used in the exposure mask of the present invention is a layer formed between a photocatalyst-containing layer and a shielding portion, which will be described later, and has an inorganic oxide, and this inorganic oxide layer has no conductivity. It is said. This is because when the inorganic oxide layer has conductivity, carriers generated from the photocatalyst containing layer by energy irradiation flow through the inorganic oxide layer, making it difficult to efficiently generate active oxygen species.

ここで、本発明に用いられる無機酸化物層の導電性としては、10‐16〜10‐6Sの範囲内、特に10‐16〜10‐12Sの範囲内とされることが好ましい。これにより、光触媒含有層から発生したキャリア等が流れないものとすることができるからである。 Here, the conductivity of the inorganic oxide layer used in the present invention is preferably in the range of 10 −16 to 10 −6 S, particularly in the range of 10 −16 to 10 −12 S. This is because the carrier generated from the photocatalyst containing layer can be prevented from flowing.

また、本発明においては、上記無機酸化物層が、エネルギー照射によって光触媒含有層から発生した活性酸素種等を効率よく透過させるものであることが好ましい。無機酸化物層がこれらの活性酸素種等を透過させないものである場合には、効率よく上記特性変化層等の特性を変化させることが困難となるからである。   Moreover, in this invention, it is preferable that the said inorganic oxide layer permeate | transmits the active oxygen seed | species etc. which generate | occur | produced from the photocatalyst containing layer by energy irradiation efficiently. This is because when the inorganic oxide layer does not allow these active oxygen species to permeate, it is difficult to efficiently change the characteristics of the characteristic change layer and the like.

本発明に用いられる無機酸化物層は、無機酸化物を有する層であり、かつエネルギー照射に伴う光触媒の作用により分解等されない層であれば、その材料は限定されるものではない。含有される無機酸化物としては、例えばシリカ、アルミナ、ジルコニア、チタニア、イットニア、セレニア、ボロニア等が挙げられる。本発明においては、中でもシリカを含有する層であることが好ましい。また本発明に用いられる無機酸化物層中には、上記無機酸化物の他に、必要に応じて適宜他の材料を含有していてもよい。なお、上記無機酸化物は、導電性が10‐16〜10‐6Sの範囲内、特に10‐16〜10‐12Sの範囲内のものであることが好ましい。これにより、無機酸化物層の導電性を上述したようなものとすることができるからである。 The material of the inorganic oxide layer used in the present invention is not limited as long as it is a layer having an inorganic oxide and is not decomposed by the action of a photocatalyst accompanying energy irradiation. Examples of the inorganic oxide contained include silica, alumina, zirconia, titania, itnia, selenia, and boronia. In the present invention, a layer containing silica is particularly preferable. In addition, the inorganic oxide layer used in the present invention may appropriately contain other materials in addition to the inorganic oxide as necessary. The inorganic oxide preferably has a conductivity in the range of 10 −16 to 10 −6 S, particularly in the range of 10 −16 to 10 −12 S. This is because the conductivity of the inorganic oxide layer can be made as described above.

またこの際、無機酸化物層の膜厚は、0.005μm〜1μm程度、中でも0.01μm〜0.2μmであることが好ましい。上記膜厚より厚い場合には、光触媒含有層から発生した活性酸素種等の透過が困難となる場合等があるからであり、また上記膜厚より薄い場合には、無機酸化物層が非導電性の層としての効果を発揮することができず、光触媒含有層中で発生したキャリアが遮蔽部等に流れてしまう場合があるからである。   At this time, the thickness of the inorganic oxide layer is preferably about 0.005 μm to 1 μm, more preferably 0.01 μm to 0.2 μm. If it is thicker than the above film thickness, it may be difficult to transmit active oxygen species generated from the photocatalyst-containing layer, and if it is thinner than the above film thickness, the inorganic oxide layer is non-conductive. This is because the effect as a protective layer cannot be exhibited, and carriers generated in the photocatalyst containing layer may flow to the shielding part or the like.

ここで、上記無機酸化物層の形成方法としては、上述したような層を形成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、一般的に無機酸化物の層を形成する方法、例えばスパッタリング法、CVD法、真空蒸着法等の真空製膜法や、ゾルゲル法、液相析出法などの化学析出法等を用いることができる。   Here, the method for forming the inorganic oxide layer is not particularly limited as long as it is a method capable of forming the layer as described above, and generally an inorganic oxide layer is formed. For example, a vacuum film-forming method such as a sputtering method, a CVD method or a vacuum deposition method, a chemical deposition method such as a sol-gel method or a liquid phase deposition method, or the like can be used.

2.光触媒含有層
次に、本発明の露光用マスクに用いられる光触媒含有層について説明する。本発明に用いられる光触媒含有層は、後述する基材上に形成され、少なくとも光触媒を含有するものであれば、特に限定されるものではない。このような光触媒含有層は、光触媒とバインダとから構成されているものであってもよく、また光触媒単体で製膜されたものであってもよい。また、その表面の濡れ性は特に親液性であっても撥液性であってもよい。光触媒のみからなる光触媒含有層の場合は、有機基等を分解または変性する効率が向上し、パターン形成の際の処理時間の短縮化等のコスト面で有利である。一方、光触媒とバインダとからなる光触媒含有層の場合は、光触媒含有層の形成が容易であるという利点を有する。
2. Photocatalyst containing layer Next, the photocatalyst containing layer used for the mask for exposure of this invention is demonstrated. The photocatalyst-containing layer used in the present invention is not particularly limited as long as it is formed on a substrate described later and contains at least a photocatalyst. Such a photocatalyst-containing layer may be composed of a photocatalyst and a binder, or may be formed of a photocatalyst alone. Further, the wettability of the surface may be particularly lyophilic or lyophobic. In the case of a photocatalyst-containing layer composed only of a photocatalyst, the efficiency of decomposing or modifying organic groups and the like is improved, which is advantageous in terms of cost such as shortening the processing time during pattern formation. On the other hand, in the case of a photocatalyst-containing layer comprising a photocatalyst and a binder, there is an advantage that the formation of the photocatalyst-containing layer is easy.

本発明に用いられる光触媒含有層中に含有される光触媒としては、光半導体として知られる例えば二酸化チタン(TiO)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化スズ(SnO)、チタン酸ストロンチウム(SrTiO)、酸化タングステン(WO)、酸化ビスマス(Bi)、および酸化鉄(Fe)を挙げることができ、これらから選択して1種または2種以上を混合して用いることができる。 Examples of the photocatalyst contained in the photocatalyst-containing layer used in the present invention include titanium dioxide (TiO 2 ), zinc oxide (ZnO), tin oxide (SnO 2 ), and strontium titanate (SrTiO 3 ), which are known as photo semiconductors. , Tungsten oxide (WO 3 ), bismuth oxide (Bi 2 O 3 ), and iron oxide (Fe 2 O 3 ), and one or a mixture of two or more selected from these may be used. it can.

本発明においては、特に二酸化チタンが、バンドギャップエネルギーが高く、化学的に安定で毒性もなく、入手も容易であることから好適に使用される。二酸化チタンには、アナターゼ型とルチル型があり本発明ではいずれも使用することができるが、アナターゼ型の二酸化チタンが好ましい。アナターゼ型二酸化チタンは励起波長が380nm以下にある。   In the present invention, titanium dioxide is particularly preferably used because it has a high band gap energy, is chemically stable, has no toxicity, and is easily available. Titanium dioxide includes an anatase type and a rutile type, and both can be used in the present invention, but anatase type titanium dioxide is preferred. Anatase type titanium dioxide has an excitation wavelength of 380 nm or less.

このようなアナターゼ型二酸化チタンとしては、例えば、塩酸解膠型のアナターゼ型チタニアゾル(石原産業(株)製STS−02(平均粒径7nm)、石原産業(株)製ST−K01)、硝酸解膠型のアナターゼ型チタニアゾル(日産化学(株)製TA−15(平均粒径12nm))等を挙げることができる。   Examples of such anatase type titanium dioxide include hydrochloric acid peptizer type anatase type titania sol (STS-02 manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd. (average particle size 7 nm), ST-K01 manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.), nitric acid solution An anatase type titania sol (TA-15 manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd. (average particle size 12 nm)) and the like can be mentioned.

また光触媒の粒径は小さいほど光触媒反応が効果的に起こるので好ましく、平均粒径が50nm以下であることが好ましく、20nm以下の光触媒を使用するのが特に好ましい。   The smaller the particle size of the photocatalyst, the more effective the photocatalytic reaction occurs. The average particle size is preferably 50 nm or less, and it is particularly preferable to use a photocatalyst of 20 nm or less.

上述したような光触媒のみからなる光触媒含有層の形成方法としては、例えば、スパッタリング法、CVD法、真空蒸着法等の真空製膜法を用いる方法を挙げることができる。真空製膜法により光触媒含有層を形成することにより、均一な膜でかつ光触媒のみを含有する光触媒含有層とすることが可能である。また、有機基の分解や変性等を均一に行うことが可能であり、かつ光触媒のみからなることから、バインダを用いる場合と比較して効率的に有機基の分解や変性等を行うことができる。   Examples of the method for forming the photocatalyst-containing layer composed only of the photocatalyst as described above include a method using a vacuum film forming method such as a sputtering method, a CVD method, or a vacuum deposition method. By forming the photocatalyst-containing layer by a vacuum film forming method, it is possible to obtain a photocatalyst-containing layer that is a uniform film and contains only the photocatalyst. In addition, since the organic group can be uniformly decomposed and modified, and consists of only a photocatalyst, the organic group can be decomposed and modified more efficiently than when a binder is used. .

また、光触媒のみからなる光触媒含有層の形成方法としては、例えば光触媒が二酸化チタンの場合は、基材上に無定形チタニアを形成し、次いで焼成により結晶性チタニアに相変化させる方法等が挙げられる。ここで用いられる無定形チタニアとしては、例えば四塩化チタン、硫酸チタン等のチタンの無機塩の加水分解、脱水縮合、テトラエトキシチタン、テトライソプロポキシチタン、テトラ−n−プロポキシチタン、テトラブトキシチタン、テトラメトキシチタン等の有機チタン化合物を酸存在下において加水分解、脱水縮合によって得ることができる。次いで、400℃〜500℃における焼成によってアナターゼ型チタニアに変性し、600℃〜700℃の焼成によってルチル型チタニアに変性することができる。   Examples of a method for forming a photocatalyst-containing layer consisting of only a photocatalyst include a method in which amorphous titania is formed on a substrate and then phase-changed to crystalline titania by firing when the photocatalyst is titanium dioxide. . As the amorphous titania used here, for example, hydrolysis, dehydration condensation, tetraethoxytitanium, tetraisopropoxytitanium, tetra-n-propoxytitanium, tetrabutoxytitanium, titanium inorganic salts such as titanium tetrachloride and titanium sulfate, An organic titanium compound such as tetramethoxytitanium can be obtained by hydrolysis and dehydration condensation in the presence of an acid. Next, it can be modified to anatase titania by baking at 400 ° C. to 500 ° C. and modified to rutile type titania by baking at 600 ° C. to 700 ° C.

一方、光触媒含有層にバインダを用いる場合は、バインダの主骨格が上記の光触媒の光励起により分解されないような高い結合エネルギーを有するものが好ましく、例えばオルガノポリシロキサン等を挙げることができる。   On the other hand, when a binder is used for the photocatalyst-containing layer, one having a high binding energy such that the main skeleton of the binder is not decomposed by photoexcitation of the photocatalyst is preferable, and examples thereof include organopolysiloxane.

このようにオルガノポリシロキサンをバインダとして用いた場合は、上記光触媒含有層は、光触媒とバインダであるオルガノポリシロキサンとを必要に応じて他の添加剤とともに溶剤中に分散して塗布液を調製し、この塗布液を基材上に塗布することにより形成することができる。使用する溶剤としては、エタノール、イソプロパノール等のアルコール系の有機溶剤が好ましい。塗布はスピンコート、スプレーコート、ディップコート、ロールコート、ビードコート等の公知の塗布方法により行うことができる。バインダとして紫外線硬化型の成分を含有している場合、紫外線を照射して硬化処理を行うことにより光触媒含有層を形成することができる。   When organopolysiloxane is used as a binder in this way, the photocatalyst-containing layer is prepared by dispersing the photocatalyst and the binder organopolysiloxane in a solvent together with other additives as necessary. The coating solution can be formed by coating on a substrate. As the solvent to be used, alcohol-based organic solvents such as ethanol and isopropanol are preferable. The application can be performed by a known application method such as spin coating, spray coating, dip coating, roll coating, or bead coating. When an ultraviolet curable component is contained as a binder, the photocatalyst-containing layer can be formed by irradiating with ultraviolet rays and performing a curing treatment.

また、バインダとして無定形シリカ前駆体を用いることができる。この無定形シリカ前駆体は、一般式SiXで表され、Xはハロゲン、メトキシ基、エトキシ基、またはアセチル基等であるケイ素化合物、それらの加水分解物であるシラノール、または平均分子量3000以下のポリシロキサンが好ましい。 An amorphous silica precursor can be used as the binder. This amorphous silica precursor is represented by the general formula SiX 4, X is a halogen, a methoxy group, an ethoxy group or a silicon compound an acetyl group or the like, and silanol or average molecular weight of 3,000 or less, their hydrolysates Polysiloxane is preferred.

具体的には、テトラエトキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラ−n−プロポキシシラン、テトラブトキシシラン、テトラメトキシシラン等が挙げられる。また、この場合には、無定形シリカの前駆体と光触媒の粒子とを非水性溶媒中に均一に分散させ、基材上に空気中の水分により加水分解させてシラノールを形成させた後、常温で脱水縮重合することにより光触媒含有層を形成できる。シラノールの脱水縮重合を100℃以上で行えば、シラノールの重合度が増し、膜表面の強度を向上できる。また、これらの結着剤は、単独あるいは2種以上を混合して用いることができる。   Specific examples include tetraethoxysilane, tetraisopropoxysilane, tetra-n-propoxysilane, tetrabutoxysilane, and tetramethoxysilane. In this case, the amorphous silica precursor and the photocatalyst particles are uniformly dispersed in a non-aqueous solvent, and hydrolyzed with moisture in the air on the substrate to form silanol, and then at room temperature. A photocatalyst-containing layer can be formed by dehydration-condensation polymerization. If dehydration condensation polymerization of silanol is carried out at 100 ° C. or higher, the degree of polymerization of silanol increases and the strength of the film surface can be improved. Moreover, these binders can be used individually or in mixture of 2 or more types.

バインダを用いた場合の光触媒含有層中の光触媒の含有量は、5〜80重量%、好ましくは20〜70重量%の範囲で設定することができる。また、光触媒含有層の厚みは、0.05〜10μmの範囲内が好ましい。   When the binder is used, the content of the photocatalyst in the photocatalyst containing layer can be set in the range of 5 to 80% by weight, preferably 20 to 70% by weight. The thickness of the photocatalyst containing layer is preferably in the range of 0.05 to 10 μm.

また、光触媒含有層には上記の光触媒、バインダの他に、界面活性剤を含有させることができる。具体的には、日光ケミカルズ(株)製NIKKOL BL、BC、BO、BBの各シリーズ等の炭化水素系、デュポン社製ZONYL FSN、FSO、旭硝子(株)製サーフロンS−141、145、大日本インキ化学工業(株)製メガファックF−141、144、ネオス(株)製フタージェントF−200、F251、ダイキン工業(株)製ユニダインDS−401、402、スリーエム(株)製フロラードFC−170、176等のフッ素系あるいはシリコーン系の非イオン界面活性剤を挙げることができ、また、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、両性界面活性剤を用いることもできる。
さらに、光触媒含有層には上記の界面活性剤の他にも、ポリビニルアルコール、不飽和ポリエステル、アクリル樹脂、ポリエチレン、ジアリルフタレート、エチレンプロピレンジエンモノマー、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリイミド、スチレンブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリエステル、ポリブタジエン、ポリベンズイミダゾール、ポリアクリルニトリル、エピクロルヒドリン、ポリサルファイド、ポリイソプレン等のオリゴマー、ポリマー等を含有させることができる。
In addition to the photocatalyst and the binder, the photocatalyst containing layer can contain a surfactant. Specifically, hydrocarbons such as NIKKOL BL, BC, BO, BB series manufactured by Nikko Chemicals Co., Ltd., ZONYL FSN, FSO manufactured by DuPont, Surflon S-141, 145 manufactured by Asahi Glass Co., Ltd., Dainippon Megafac F-141, 144 manufactured by Ink Chemical Industry Co., Ltd., Footgent F-200, F251 manufactured by Neos Co., Ltd., Unidyne DS-401, 402 manufactured by Daikin Industries, Ltd., Fluorard FC-170 manufactured by 3M Co., Ltd. Fluorine-based or silicone-based nonionic surfactants such as 176, and cationic surfactants, anionic surfactants, and amphoteric surfactants can also be used.
Furthermore, in addition to the above surfactants, the photocatalyst containing layer includes polyvinyl alcohol, unsaturated polyester, acrylic resin, polyethylene, diallyl phthalate, ethylene propylene diene monomer, epoxy resin, phenol resin, polyurethane, melamine resin, polycarbonate, Polyvinyl chloride, polyamide, polyimide, styrene butadiene rubber, chloroprene rubber, polypropylene, polybutylene, polystyrene, polyvinyl acetate, polyester, polybutadiene, polybenzimidazole, polyacrylonitrile, epichlorohydrin, polysulfide, polyisoprene, oligomers, polymers, etc. It can be included.

3.遮蔽部
次に、本発明の露光用マスクに用いられる遮蔽部について説明する。本発明に用いられる遮蔽部は、上記無機酸化物層上にパターン状に形成されるものであり、エネルギー照射により光触媒含有層から発生した活性酸素種等を遮蔽することが可能なものであれば、そのエネルギー透過性等は特に限定されるものではない。例えばエネルギーを透過させる透明なもの等としてもよく、またエネルギーを遮蔽するようなものとすることもできる。
3. Next, the shielding part used for the exposure mask of the present invention will be described. The shielding part used in the present invention is formed in a pattern on the inorganic oxide layer, as long as it can shield the active oxygen species generated from the photocatalyst containing layer by energy irradiation. The energy permeability and the like are not particularly limited. For example, it may be a transparent material that transmits energy, or may be a material that shields energy.

また、本発明に用いられる遮蔽部は、上記光触媒含有層の光触媒の作用により分解等されないものであれば、その材料は特に限定されるものではなく、遮蔽部の形成面の特性や、形成方法等に応じて適宜選択されて用いられる。   In addition, the material of the shielding part used in the present invention is not particularly limited as long as it is not decomposed by the action of the photocatalyst of the photocatalyst-containing layer. It is appropriately selected and used depending on the etc.

例えば樹脂バインダ中にカーボン微粒子、金属酸化物、無機顔料、有機顔料等の遮蔽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。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。このような樹脂製遮蔽部の厚みとしては、0.5〜10μmの範囲内で設定することができる。このよう樹脂製遮蔽部のパターニングの方法は、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。   For example, the resin binder may be a layer in which shielding particles such as carbon fine particles, metal oxides, inorganic pigments, and organic pigments are included in a pattern. As the resin binder to be used, polyimide resin, acrylic resin, epoxy resin, polyacrylamide, polyvinyl alcohol, gelatin, casein, cellulose, or a mixture of one or more resins, photosensitive resin, or O / A W emulsion type resin composition, for example, an emulsion of a reactive silicone can be used. The thickness of such a resin shielding part can be set within a range of 0.5 to 10 μm. As a method for patterning the resin shielding part, a generally used method such as a photolithography method or a printing method can be used.

またさらに、遮蔽部が熱転写法により形成されたものとすることもできる。遮蔽部を形成する熱転写法とは、通常、透明なフィルム基材の片面に光熱変換層と遮蔽部転写層を設けた熱転写シートを基材上に配置し、遮蔽部を形成する領域にエネルギーを照射することによって、遮蔽部転写層が基材上に転写されて遮蔽部が形成されることとなるものである。このような熱転写法により形成される遮蔽部の膜厚としては、通常0.5μm〜10.0μm、特に0.8μm〜5.0μm程度とすることができる。   Furthermore, the shielding part may be formed by a thermal transfer method. The thermal transfer method for forming a shielding part is usually a thermal transfer sheet provided with a light-to-heat conversion layer and a shielding part transfer layer on one side of a transparent film base material, and energy is applied to the area where the shielding part is formed. By irradiating, the shielding part transfer layer is transferred onto the substrate to form a shielding part. The film thickness of the shielding part formed by such a thermal transfer method can usually be about 0.5 μm to 10.0 μm, particularly about 0.8 μm to 5.0 μm.

熱転写法により転写される遮蔽部は、通常、遮蔽材料と結着剤とにより構成されるものであり、遮蔽性材料としては、カーボンブラック、チタンブラック等の無機粒子等を用いることができる。このような遮蔽性材料の粒子径としては、0.01μm〜1.0μm、中でも0.03μm〜0.3μmの範囲内であることが好ましい。   The shielding part transferred by the thermal transfer method is usually composed of a shielding material and a binder, and inorganic materials such as carbon black and titanium black can be used as the shielding material. The particle diameter of such a shielding material is preferably 0.01 μm to 1.0 μm, and more preferably 0.03 μm to 0.3 μm.

また、結着剤としては、熱可塑性と熱硬化性とを有する樹脂組成とすることが好ましく、熱硬化性官能基を有し、かつ軟化点が50℃〜150℃の範囲内、中でも60℃〜120℃の範囲内である樹脂材料および硬化剤等により構成されることが好ましい。このような材料として具体的には、1分子中にエポキシ基を2個以上有するエポキシ化合物またはエポキシ樹脂とその潜在性硬化剤との組み合わせ等が挙げられる。またエポキシ樹脂の潜在性硬化剤としては、ある一定の温度まではエポキシ基との反応性を有さないが、加熱により活性化温度に達するとエポキシ基との反応性を有する分子構造に変化する硬化剤を用いることができる。具体的には、エポキシ樹脂との反応性を有する酸性または塩基性化合物の中性塩や錯体、ブロック化合物、高融点体、マイクロカプセル封入物が挙げられる。また、上記遮蔽部中に、上記の材料の他に、離型剤、接着補助剤、酸化防止剤、分散剤等を含有させることもできる。   Further, the binder is preferably a resin composition having thermoplasticity and thermosetting properties, has a thermosetting functional group, and has a softening point in the range of 50 ° C to 150 ° C, particularly 60 ° C. It is preferable to be comprised by the resin material which exists in the range of -120 degreeC, a hardening | curing agent, etc. Specific examples of such a material include a combination of an epoxy compound or epoxy resin having two or more epoxy groups in one molecule and a latent curing agent thereof. As a latent curing agent for epoxy resins, it does not have reactivity with epoxy groups up to a certain temperature, but when it reaches the activation temperature by heating, it changes to a molecular structure with reactivity with epoxy groups. A curing agent can be used. Specific examples include neutral salts and complexes of acidic or basic compounds having reactivity with epoxy resins, block compounds, high melting point bodies, and microcapsules. In addition to the above materials, the shielding part may contain a release agent, an adhesion assistant, an antioxidant, a dispersant, and the like.

ここで、本発明においては、上記遮蔽部として、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により分解等されないものが好ましく、例えばクロム、ニッケル、金、銀、銅、アルミニウム等の金属等、無機物からなるものであることが好ましい。これにより、本発明の露光用マスクを繰り返し使用することができ、また安定してパターン形成を行うことができるからである。本発明においては、このような金属等の無機物からなる遮蔽部の形成方法として、特にリフトオフ法により形成されたものであることが好ましい。このような金属等からなる遮蔽部の形成方法として例えば、スパッタリング法、真空蒸着法等により厚み1000〜2000Å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方法等も挙げられるが、この場合、現像の際に遮蔽部を形成しない領域の金属等を完全に除去することが難しく、その金属等が不純物として残存してしまう場合や、現像に用いられる現像液に金属等が含有されており、この金属等が遮蔽部を形成しない領域に付着してしまう場合等がある。遮蔽部以外の領域にこのような金属が付着している場合には、光触媒の感度が低下する原因となり、また光触媒の作用によっても分解等することができないため除去が困難である、という問題がある。   Here, in the present invention, the shielding part is preferably one that is not decomposed by the action of a photocatalyst accompanying energy irradiation, and is made of an inorganic substance such as a metal such as chromium, nickel, gold, silver, copper, or aluminum. Preferably there is. This is because the exposure mask of the present invention can be used repeatedly and the pattern can be stably formed. In the present invention, as a method for forming a shielding portion made of an inorganic material such as metal, it is particularly preferable that the shielding portion is formed by a lift-off method. Examples of a method for forming a shielding portion made of such a metal include a method of forming a metal thin film such as chromium having a thickness of about 1000 to 2000 mm by a sputtering method, a vacuum evaporation method, and the like, and patterning the thin film. In this case, it is difficult to completely remove the metal or the like in the region where the shielding portion is not formed during development, and the metal or the like is left as an impurity or the developer used for development contains metal or the like. In some cases, the metal or the like adheres to a region where the shielding portion is not formed. When such a metal adheres to a region other than the shielding part, it causes a decrease in the sensitivity of the photocatalyst, and it is difficult to remove because it cannot be decomposed by the action of the photocatalyst. is there.

一方、リフトオフ法とは、例えば図3に示すように、上記無機酸化物層3上に感光性樹脂層21を全面に塗布し(図3(a))、フォトマスク22等を用いて露光し(図3(b))、遮蔽部を形成しない領域にのみ感光性樹脂層21を形成する(図3(c))。その後、この感光性樹脂層21がパターン状に形成された無機酸化物層3上に、例えば蒸着法等によりクロム等からなる遮蔽層24を形成し(図3(d))、上記感光性樹脂層21およびその感光性樹脂層21上に形成された遮蔽層24を除去することにより、目的とする領域のみに遮蔽部4を形成する方法である(図3(e))。この方法によれば、遮蔽部を形成しない領域の無機酸化物層に、遮蔽部として用いられるクロム等の金属が接触しないものとすることができる。また、一般的なフォトリソ法等に用いられる金属を溶解させるための金属を含む現像液等が用いられる必要がないことから、無機酸化物層上に金属が付着することがないものとすることができる。したがって、光触媒の感度を低下させることなく、効率よくパターン形成等を行うことが可能な露光用マスクとすることができるのである。   On the other hand, in the lift-off method, for example, as shown in FIG. 3, a photosensitive resin layer 21 is applied on the entire surface of the inorganic oxide layer 3 (FIG. 3A) and exposed using a photomask 22 or the like. (FIG. 3B), the photosensitive resin layer 21 is formed only in the region where the shielding portion is not formed (FIG. 3C). Thereafter, a shielding layer 24 made of chromium or the like is formed on the inorganic oxide layer 3 in which the photosensitive resin layer 21 is formed in a pattern, for example, by vapor deposition (FIG. 3D). In this method, the shielding portion 4 is formed only in the target region by removing the layer 21 and the shielding layer 24 formed on the photosensitive resin layer 21 (FIG. 3E). According to this method, it is possible to prevent a metal such as chromium used as the shielding portion from contacting the inorganic oxide layer in the region where the shielding portion is not formed. In addition, it is not necessary to use a developer containing a metal for dissolving a metal used in a general photolithography method and the like, so that the metal does not adhere to the inorganic oxide layer. it can. Therefore, it is possible to provide an exposure mask that can perform pattern formation and the like efficiently without reducing the sensitivity of the photocatalyst.

このようなリフトオフ法に用いられる感光性樹脂としては、一般的なフォトリソ法に用いられる感光性樹脂であればよいが、感光性樹脂層上の遮蔽層を除去するのがより容易であるため、いわゆるネガ型の感光性樹脂が好ましい。また、遮蔽部としては、一般的に真空蒸着法、スパッタ法等により形成されるクロム、ニッケル、金、銀、銅、アルミニウム等の金属製の遮蔽部と同様とすることができる。   The photosensitive resin used in such a lift-off method may be any photosensitive resin used in a general photolithography method, but it is easier to remove the shielding layer on the photosensitive resin layer. A so-called negative photosensitive resin is preferable. Moreover, as a shielding part, it can be made to be the same as that of metal shielding parts, such as chromium, nickel, gold | metal | money, silver, copper, aluminum, generally formed by a vacuum evaporation method, a sputtering method, etc.

上記リフトオフ法により形成される遮蔽部の膜厚としては、通常0.01μm〜10μm程度、中でも0.01μm〜1μm程度とすることができる。   The film thickness of the shielding part formed by the lift-off method can usually be about 0.01 μm to 10 μm, especially about 0.01 μm to 1 μm.

ここで、本発明においては、上述したような遮蔽部の膜厚を、本発明の露光用マスクを用いて露光する際、対向する特性変化層等と露光用マスクとの間に設けられる間隙の幅と一致させてもよい。これにより、上記遮蔽部をスペーサとして用いることができからである。またこのように特性変化層等と露光用マスクの遮蔽部とを密着させた状態で例えば露光用マスク側からエネルギーを照射することにより、光触媒含有層から発生した活性酸素種等を拡散させることなく特性変化層等に到達させることができ、効率よく特性が変化したパターンを形成することが可能となるからである。   Here, in the present invention, when the film thickness of the shielding portion as described above is exposed using the exposure mask of the present invention, the gap provided between the opposing property change layer or the like and the exposure mask. You may make it correspond with the width. This is because the shielding portion can be used as a spacer. In addition, by irradiating energy from the exposure mask side, for example, with the characteristic change layer and the exposure mask shielding part in close contact with each other without diffusing active oxygen species generated from the photocatalyst-containing layer. This is because it is possible to reach the characteristic change layer and the like, and it is possible to efficiently form a pattern whose characteristic has changed.

4.基材
次に、本発明の露光用マスクに用いられる基材について説明する。本発明に用いられる基材は、露光用マスクを用いて露光する際に照射されるエネルギーの照射方向や、照射する対象が透明性を有するか等により適宜選択される。
4). Next, the base material used for the exposure mask of the present invention will be described. The base material used for this invention is suitably selected by the irradiation direction of the energy irradiated when exposing using an exposure mask, whether the irradiation target has transparency, etc.

また本発明に用いられる基材は、可撓性を有するもの、例えば樹脂製フィルム等であってもよいし、可撓性を有さないもの、例えばガラス基板等であってもよい。   The base material used in the present invention may be a flexible material such as a resin film, or may be a non-flexible material such as a glass substrate.

なお、基材表面と上記光触媒含有層との密着性を向上させるために、基材上にアンカー層を形成するようにしてもよい。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。   In addition, in order to improve the adhesiveness of the base material surface and the said photocatalyst content layer, you may make it form an anchor layer on a base material. Examples of such an anchor layer include silane-based and titanium-based coupling agents.

5.露光用マスク
次に、本発明の露光用マスクについて説明する。本発明の露光用マスクは、上述した基材、光触媒含有層、無機酸化物層、遮蔽部を有するものであれば特に限定されるものではない。
5). Next, the exposure mask of the present invention will be described. The exposure mask of the present invention is not particularly limited as long as it has the above-described base material, photocatalyst-containing layer, inorganic oxide layer, and shielding part.

本発明の露光用マスクは、上述したように、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により分解または変性等される有機基を含有する特性変化層等と対向させて用いられるものであるが、この際、露光用マスクは、実質的に光触媒の作用が特性変化層等の表面に及ぶような状態で配置されて用いられる。この場合、実際に物理的に接触している状態の他、所定の間隔を隔てて配置されることが好ましく、間隙をおいて配置される場合には、200μm以下とされることが好ましい。   As described above, the exposure mask of the present invention is used in opposition to a property change layer containing an organic group that is decomposed or modified by the action of a photocatalyst associated with energy irradiation. The exposure mask is arranged and used in a state where the action of the photocatalyst substantially reaches the surface of the property change layer or the like. In this case, in addition to the actual physical contact, it is preferably arranged at a predetermined interval, and when arranged with a gap, it is preferably 200 μm or less.

本発明においてこのような間隙は、パターン精度が極めて良好であり、光触媒の感度も高く、したがって特性変化層等の特性変化の効率が良好である点を考慮すると特に0.2μm〜10μmの範囲内、好ましくは1μm〜5μmの範囲内とすることが好ましい。このような間隙の範囲は、特に間隙を高い精度で制御することが可能である小面積の特性変化層等に対して特に有効である。   In the present invention, such a gap has a very good pattern accuracy, a high photocatalyst sensitivity, and therefore a good characteristic change efficiency such as a characteristic change layer, so that it is particularly within the range of 0.2 μm to 10 μm. The thickness is preferably in the range of 1 μm to 5 μm. Such a range of the gap is particularly effective for a characteristic change layer having a small area that can control the gap with high accuracy.

一方、例えば300mm×300mm以上といった大面積の特性変化層等に対して処理を行う場合は、接触することなく、かつ上述したような微細な間隙を露光用マスクと特性変化層等との間に形成することは極めて困難である。したがって、特性変化層等が比較的大面積である場合は、上記間隙は、10〜100μmの範囲内、特に50〜75μmの範囲内とすることが好ましい。間隙をこのような範囲内とすることにより、パターンがぼやける等のパターン精度の低下の問題や、光触媒の感度が悪化して特性変化の効率が悪化する等の問題が生じることなく、さらに特性変化層上の特性変化等にムラが発生しないといった効果を有するからである。   On the other hand, when processing is performed on a characteristic change layer having a large area of, for example, 300 mm × 300 mm or more, a fine gap as described above is formed between the exposure mask and the characteristic change layer without contact. It is extremely difficult to form. Therefore, when the characteristic change layer or the like has a relatively large area, the gap is preferably in the range of 10 to 100 μm, particularly in the range of 50 to 75 μm. By setting the gap within such a range, there is no problem of pattern accuracy deterioration such as blurring of the pattern or problems such as deterioration of photocatalyst sensitivity and deterioration of efficiency of characteristic change. This is because there is an effect that non-uniformity does not occur in the characteristic change on the layer.

このように、本発明の露光用マスクが比較的大面積の特性変化層等を露光する際に用いられる場合には、エネルギー照射装置内の露光用マスクと特性変化層等との位置決め装置における間隙の設定を、10μm〜200μmの範囲内、特に25μm〜75μmの範囲内に設定することが好ましい。設定値をこのような範囲内とすることにより、パターン精度の大幅な低下や光触媒の感度の大幅な悪化を招くことなく、かつ露光用マスクと特性変化層等とが接触することなく配置することが可能となるからである。   As described above, when the exposure mask of the present invention is used when exposing a characteristic change layer having a relatively large area, the gap in the positioning device between the exposure mask and the characteristic change layer in the energy irradiation apparatus is used. Is preferably set in the range of 10 μm to 200 μm, particularly in the range of 25 μm to 75 μm. By setting the set value within such a range, the pattern accuracy and the photocatalyst sensitivity will not be greatly deteriorated, and the exposure mask and the characteristic change layer will not be in contact with each other. This is because it becomes possible.

このように露光用マスクと特性変化層等の表面とを所定の間隔で離して配置することにより、酸素と水および光触媒作用により生じた活性酸素種が脱着しやすくなる。すなわち、上記範囲より露光用マスクと特性変化層等との間隔を狭くした場合は、上記活性酸素種の脱着がしにくくなり、結果的に特性変化速度を遅くしてしまう可能性があることから好ましくない。また、上記範囲より間隔を離して配置した場合は、生じた活性酸素種が特性変化層に届き難くなり、この場合も特性変化の速度を遅くしてしまう可能性があることから好ましくない。   Thus, by arranging the exposure mask and the surface of the characteristic change layer and the like at a predetermined interval, oxygen, water, and active oxygen species generated by photocatalysis can be easily desorbed. That is, when the distance between the exposure mask and the characteristic change layer is made narrower than the above range, it is difficult to desorb the active oxygen species, and as a result, the characteristic change rate may be slowed down. It is not preferable. In addition, it is not preferable that the active oxygen species generated are difficult to reach the characteristic change layer, and in this case as well, the speed of the characteristic change may be reduced.

このような配置状態は、少なくともエネルギー照射の間だけ維持されればよい。   Such an arrangement state only needs to be maintained at least during the energy irradiation.

このような極めて狭い間隙を均一に形成して露光用マスクと特性変化層等とを配置する方法としては、上述したように遮蔽部をスペーサとして用いる方法等が挙げられる。   Examples of a method for uniformly forming such an extremely narrow gap and arranging the exposure mask and the characteristic change layer include a method using a shielding portion as a spacer as described above.

B.露光用マスクの製造方法
次に、本発明の露光用マスクの製造方法について説明する。本発明の露光用マスクの製造方法は、2つの実施態様がある。以下、それぞれの実施態様ごとに詳しく説明する。
B. Next, a method for manufacturing an exposure mask according to the present invention will be described. The exposure mask manufacturing method of the present invention has two embodiments. Hereinafter, each embodiment will be described in detail.

1.第1実施態様
まず、本発明の露光用マスクの製造方法の第1実施態様について説明する。本実施態様の露光用マスクの製造方法は、基材上に、少なくとも光触媒を含有する光触媒含有層を形成する光触媒含有層形成工程と、上記光触媒含有層上に、無機酸化物層を形成する無機酸化物層形成工程と、上記無機酸化物層上に遮蔽部を形成する遮蔽部形成工程とを有することを特徴とするものである。
1. First Embodiment First, the first embodiment of the exposure mask manufacturing method of the present invention will be described. The method for producing an exposure mask according to this embodiment includes a photocatalyst-containing layer forming step of forming a photocatalyst-containing layer containing at least a photocatalyst on a substrate, and an inorganic oxide layer forming an inorganic oxide layer on the photocatalyst-containing layer. It has an oxide layer formation process and the shielding part formation process which forms a shielding part on the said inorganic oxide layer, It is characterized by the above-mentioned.

本実施態様の露光用マスクの製造方法は、例えば図4に示すように、基材1上に光触媒含有層2を形成する光触媒含有層形成工程(図4(a))と、その光触媒含有層2上に無機酸化物層3を形成する無機酸化物層形成工程(図4(b))と、その無機酸化物層3上に遮蔽部4をパターン状に形成する遮蔽部形成工程(図4(c))とを有するものである。   For example, as shown in FIG. 4, the exposure mask manufacturing method of the present embodiment includes a photocatalyst-containing layer forming step (FIG. 4A) for forming a photocatalyst-containing layer 2 on a substrate 1, and the photocatalyst-containing layer. Inorganic oxide layer forming step (FIG. 4B) for forming inorganic oxide layer 3 on 2 and shielding portion forming step for forming shielding portion 4 in a pattern on inorganic oxide layer 3 (FIG. 4). (C)).

本実施態様によれば、上記光触媒含有層上に無機酸化物層を形成する上記無機酸化物形成工程を有することから、本実施態様により製造された露光用マスクを用いて露光を行う際、例えば遮蔽部が金属からなるもの等であっても、光触媒含有層から発生したキャリアが遮蔽部に流れることを防ぐことができる。したがって、このキャリアによって活性酸素種等を効率よく発生させることが可能なものとすることができる。   According to the present embodiment, since the inorganic oxide forming step of forming the inorganic oxide layer on the photocatalyst-containing layer is included, when performing exposure using the exposure mask manufactured according to the present embodiment, for example, Even if the shielding part is made of a metal or the like, carriers generated from the photocatalyst containing layer can be prevented from flowing to the shielding part. Therefore, the active oxygen species can be efficiently generated by this carrier.

また本実施態様によれば、上記無機酸化物層上に遮蔽部が形成されることとなることから、遮蔽部が形成された領域においては、光触媒が励起されて発生した活性酸素種等が遮蔽部により遮蔽されて表面に出ないものとすることができる。したがって、この領域においては対向して配置された特性変化層等の特性を変化させることなく、高解像度に特性の変化したパターンを形成することができる。またこの際、遮蔽部を露光用マスクと特性変化層等とのスペーサとして用いることも可能であり、この場合遮蔽部が形成されていない領域において発生した活性酸素種等が拡散することなく、特性変化層等に到達することができるため、より高解像度に特性の変化したパターンを形成することができるものとすることができる。
以下、本実施態様の各工程ごとに詳しく説明する。
Further, according to this embodiment, since the shielding portion is formed on the inorganic oxide layer, the active oxygen species generated by the excitation of the photocatalyst is shielded in the region where the shielding portion is formed. It is shielded by the part and cannot come out on the surface. Therefore, in this region, it is possible to form a pattern with changed characteristics at a high resolution without changing the characteristics of the characteristic change layers and the like arranged opposite to each other. At this time, it is also possible to use the shielding part as a spacer between the exposure mask and the characteristic change layer. In this case, the active oxygen species generated in the region where the shielding part is not formed does not diffuse, Since it is possible to reach the change layer or the like, it is possible to form a pattern whose characteristics are changed with higher resolution.
Hereinafter, each process of this embodiment will be described in detail.

(1)光触媒含有層形成工程
まず、本実施態様における光触媒含有層形成工程について説明する。本実施態様における光触媒含有層形成工程は、基材上に少なくとも光触媒を含有する光触媒含有層を形成する工程である。本工程により形成される光触媒含有層は、光触媒とバインダとから構成されているものであってもよく、光触媒単体で製膜されたものであってもよい。
(1) Photocatalyst containing layer formation process First, the photocatalyst content layer forming process in this embodiment is demonstrated. The photocatalyst containing layer forming step in this embodiment is a step of forming a photocatalyst containing layer containing at least a photocatalyst on the substrate. The photocatalyst-containing layer formed by this step may be composed of a photocatalyst and a binder, or may be formed from a photocatalyst alone.

光触媒のみからなる光触媒含有層の形成方法としては、例えば、スパッタリング法、CVD法、真空蒸着法等の真空製膜法を用いる方法を挙げることができる。また、光触媒のみからなる光触媒含有層の形成方法としては、例えば光触媒が二酸化チタンの場合は、基材上に無定形チタニアを形成し、次いで焼成により結晶性チタニアに相変化させる方法等が挙げられる。   Examples of a method for forming a photocatalyst-containing layer composed only of a photocatalyst include a method using a vacuum film forming method such as a sputtering method, a CVD method, or a vacuum deposition method. Examples of a method for forming a photocatalyst-containing layer consisting of only a photocatalyst include a method in which amorphous titania is formed on a substrate and then phase-changed to crystalline titania by firing when the photocatalyst is titanium dioxide. .

また、例えば光触媒含有層が光触媒とバインダとから構成されているものである場合には、光触媒とバインダ等とを溶剤中に分散させて塗布液を調製し、この塗布液を基材上に塗布することにより形成することができる。塗布はスピンコート、スプレーコート、ディップコート、ロールコート、ビードコート等の公知の塗布方法により行うことができる。バインダとして紫外線硬化型の成分を含有している場合、紫外線を照射して硬化処理を行うことにより光触媒含有層を形成することができる。   For example, when the photocatalyst-containing layer is composed of a photocatalyst and a binder, a photocatalyst and a binder are dispersed in a solvent to prepare a coating solution, and this coating solution is applied onto a substrate. Can be formed. The application can be performed by a known application method such as spin coating, spray coating, dip coating, roll coating, or bead coating. When an ultraviolet curable component is contained as a binder, the photocatalyst-containing layer can be formed by irradiating with ultraviolet rays and performing a curing treatment.

ここで、本工程に用いられる基材や、光触媒、バインダの各種材料等については上述した「A.露光用マスク」で説明したものと同様のものを用い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。   Here, as the base material, photocatalyst, and various binder materials used in this step, the same materials as those described in the above-mentioned “A. Exposure mask” can be used. Detailed description is omitted.

(2)無機酸化物層形成工程
次に、本実施態様における無機酸化物層形成工程について説明する。本実施態様における無機酸化物層形成工程は、上記光触媒含有層上に無機酸化物層を形成する工程であり、上記光触媒含有層上に無機酸化物層を形成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い。この際、形成される無機酸化物層としては、この無機酸化物が導電性を有しないことが好ましい。無機酸化物が導電性を有する場合には、エネルギー照射により光触媒含有層から発生したキャリアが無機酸化物層を通じて流れてしまい、活性酸素種を効率よく発生させることが困難となるからである。また、本実施態様においては、上記無機酸化物層が、エネルギー照射によって光触媒含有層から発生したキャリアや活性酸素種等を透過させるものであることが好ましい。無機酸化物層がこれらの活性酸素種等を透過させないものである場合には、効率よく上記特性変化層等の特性を変化させることが困難となるからである。
(2) Inorganic oxide layer formation process Next, the inorganic oxide layer formation process in this embodiment is demonstrated. The inorganic oxide layer forming step in the present embodiment is a step of forming an inorganic oxide layer on the photocatalyst-containing layer, and any method that can form an inorganic oxide layer on the photocatalyst-containing layer. There is no particular limitation. At this time, it is preferable that the inorganic oxide layer to be formed does not have conductivity. This is because when the inorganic oxide has conductivity, carriers generated from the photocatalyst containing layer by energy irradiation flow through the inorganic oxide layer, making it difficult to efficiently generate active oxygen species. Moreover, in this embodiment, it is preferable that the said inorganic oxide layer is what permeate | transmits the carrier generate | occur | produced from the photocatalyst content layer by energy irradiation, an active oxygen species, etc. This is because when the inorganic oxide layer does not allow these active oxygen species to permeate, it is difficult to efficiently change the characteristics of the characteristic change layer and the like.

このような無機酸化物層を形成する方法としては、例えばスパッタリング法、CVD法、真空蒸着法等の真空製膜法や、ゾルゲル法等を用いることができ、上述した「A.露光用マスク」の無機酸化物層の項で説明したものと同様とすることができるので、ここでの詳しい説明は省略する。   As a method for forming such an inorganic oxide layer, for example, a vacuum film forming method such as a sputtering method, a CVD method, a vacuum deposition method, a sol-gel method, or the like can be used. Since it can be the same as that described in the section of the inorganic oxide layer, detailed description thereof is omitted here.

なおこの際、上記無機酸化物層の膜厚は、0.005μm〜1μm程度、中でも0.01μm〜0.2μm程度とすることが好ましい。上記膜厚より厚い場合には、光触媒含有層から発生した活性酸素種等の透過が困難となる場合等があるからであり、また上記膜厚より薄い場合には、無機酸化物層が非導電性の層としての効果を発揮することができず、光触媒含有層中で発生したキャリアが遮蔽部等に流れてしまう場合があるからである。   At this time, the thickness of the inorganic oxide layer is preferably about 0.005 μm to 1 μm, more preferably about 0.01 μm to 0.2 μm. If it is thicker than the above film thickness, it may be difficult to transmit active oxygen species generated from the photocatalyst-containing layer, and if it is thinner than the above film thickness, the inorganic oxide layer is non-conductive. This is because the effect as a protective layer cannot be exhibited, and carriers generated in the photocatalyst containing layer may flow to the shielding part or the like.

(3)遮蔽部形成工程
次に、本実施態様における遮蔽部形成工程について説明する。本工程は、上記無機酸化物層上に遮蔽部を形成する工程であれば、特に限定されるものではない。
(3) Shield part formation process Next, the shield part formation process in this embodiment is explained. This step is not particularly limited as long as it is a step of forming a shielding part on the inorganic oxide layer.

本工程により形成される遮蔽部は、上記光触媒含有層の光触媒の作用により分解等されないものであれば、その種類や形成方法等は特に限定されるものではなく、遮蔽部の形成面の特性や、必要とするエネルギーに対する遮蔽性等に応じて適宜選択されて用いられる。   As long as the shielding part formed in this step is not decomposed by the action of the photocatalyst of the photocatalyst containing layer, the type and formation method thereof are not particularly limited, and the characteristics of the formation surface of the shielding part and These are appropriately selected and used depending on the shielding properties against the required energy.

本工程は、例えば樹脂バインダ中に、遮蔽性微粒子を含有させた層をパターン状に形成する工程や、例えば遮蔽材料と結着剤とを有する遮蔽部を熱転写法により形成する工程等であってもよい。   This step includes, for example, a step of forming a layer containing shielding fine particles in a resin binder in a pattern, a step of forming a shielding portion having a shielding material and a binder, for example, by a thermal transfer method, and the like. Also good.

ここで、本実施態様においては、特に遮蔽部がエネルギー照射に伴う光触媒の作用により分解等されないものであることが好ましく、例えば金属材料等の無機材料からなる層であることが好ましい。これにより、本発明により製造された露光用マスクを繰り返して用いることができ、安定してパターン形成を行うことができるからである。   Here, in this embodiment, it is particularly preferable that the shielding portion is not decomposed by the action of the photocatalyst accompanying energy irradiation, and is preferably a layer made of an inorganic material such as a metal material. Thereby, the exposure mask manufactured according to the present invention can be repeatedly used, and the pattern can be stably formed.

本工程において、このような無機材料からなる層を形成する方法として、例えばスパッタリング法、真空蒸着法等により厚み1000〜2000Å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方法を用いてもよいが、特にリフトオフ法により、金属等からなる遮蔽部を形成する方法を用いることが好ましい。この方法によれば、遮蔽部を形成しない領域の無機酸化物層に、遮蔽部として用いられるクロム等の金属が接触しないものとすることができる。また、一般的なフォトリソ法等に用いられる金属を溶解させるための金属を含む現像液等が用いられる必要がないことから、無機酸化物層上に金属が付着することがないものとすることができる。したがって、光触媒の感度を低下させることなく、効率よくパターン形成等を行うことが可能な露光用マスクを製造することができるからである。   In this step, as a method for forming a layer made of such an inorganic material, for example, a method of forming a metal thin film such as chromium having a thickness of about 1000 to 2000 mm by sputtering, vacuum deposition or the like and patterning the thin film is used. However, it is preferable to use a method of forming a shielding portion made of metal or the like, particularly by a lift-off method. According to this method, it is possible to prevent a metal such as chromium used as the shielding portion from contacting the inorganic oxide layer in the region where the shielding portion is not formed. In addition, it is not necessary to use a developer containing a metal for dissolving a metal used in a general photolithography method and the like, so that the metal does not adhere to the inorganic oxide layer. it can. Therefore, it is possible to manufacture an exposure mask that can efficiently perform pattern formation and the like without reducing the sensitivity of the photocatalyst.

上記リフトオフ法により形成される遮蔽部の膜厚としては、通常0.01μm〜10μm程度、中でも0.01μm〜1μm程度とすることができる。   The film thickness of the shielding part formed by the lift-off method can usually be about 0.01 μm to 10 μm, especially about 0.01 μm to 1 μm.

なお、本工程に用いられる材料や、各種遮蔽部の形成方法等については、上述した「A.露光用マスク」の遮蔽部の項で説明したものと同様とすることができるので、ここでの詳しい説明は省略する。   The material used in this step, the method for forming various shielding portions, and the like can be the same as those described in the section of the shielding portion of “A. Exposure mask” described above. Detailed description is omitted.

2.第2実施態様
次に、本発明の露光用マスクの製造方法の第2実施態様について説明する。本発明の露光用マスクの製造方法の第2実施態様は、基材上に、少なくとも光触媒を含有する光触媒含有層を形成する光触媒含有層形成工程と、上記光触媒含有層上に、リフトオフ法により遮蔽部を形成する遮蔽部形成工程とを有することを特徴とするものである。
2. Second Embodiment Next, a second embodiment of the method for manufacturing an exposure mask according to the present invention will be described. In the second embodiment of the method for producing an exposure mask of the present invention, a photocatalyst-containing layer forming step of forming a photocatalyst-containing layer containing at least a photocatalyst on a substrate, and a shield on the photocatalyst-containing layer by a lift-off method And a shielding part forming step for forming the part.

本実施態様の露光用マスクの製造方法は、例えば図5に示すように、基材1上に光触媒含有層2を形成する光触媒含有層形成工程(図5(a))と、その光触媒含有層2上に、リフトオフ法により遮蔽部4を形成する遮蔽部形成工程(図5(b))とを有するものである。   For example, as shown in FIG. 5, the exposure mask manufacturing method of the present embodiment includes a photocatalyst-containing layer forming step (FIG. 5A) for forming a photocatalyst-containing layer 2 on a substrate 1, and the photocatalyst-containing layer. 2 and a shielding part forming step (FIG. 5B) for forming the shielding part 4 by a lift-off method.

本実施態様によれば、リフトオフ法により遮蔽部を形成することから、遮蔽部を形成しない領域の光触媒含有層に、遮蔽部を形成する材料が接しないものとすることができる。また、現像液として、金属等を含まないものを用いることができるので、光触媒含有層上に金属等が付着することのないものとすることができる。したがって、光触媒含有層状に付着した不純物等により、光触媒の感度が低下することがなく、効率よくパターン形成等を行うことが可能な露光用マスクを製造することができる。   According to this embodiment, since the shielding part is formed by the lift-off method, the material for forming the shielding part cannot be in contact with the photocatalyst containing layer in the region where the shielding part is not formed. Moreover, since what does not contain a metal etc. can be used as a developing solution, a metal etc. cannot adhere on a photocatalyst content layer. Therefore, it is possible to manufacture an exposure mask capable of efficiently performing pattern formation without reducing the sensitivity of the photocatalyst due to impurities or the like adhering to the photocatalyst-containing layer.

以下、本実施態様における遮蔽部形成工程について詳しく説明する。なお、本実施態様における光触媒含有層形成工程については、上述した第1実施態様と同様であるので、ここでの詳しい説明は省略する。   Hereafter, the shielding part formation process in this embodiment is demonstrated in detail. In addition, about the photocatalyst containing layer formation process in this embodiment, since it is the same as that of the 1st embodiment mentioned above, detailed description here is abbreviate | omitted.

(遮蔽部形成工程)
本実施態様における遮蔽部形成工程は、上記光触媒含有層上にリフトオフ法により遮蔽部を形成する工程であれば、特に限定されるものではない。このような遮蔽部の形成方法としては、例えば、上記光触媒含有層上に感光性樹脂層を全面に塗布し、フォトマスク等を用いて露光して、遮蔽部を形成しない領域にのみ感光性樹脂層を形成する。その後、この感光性樹脂層がパターン状に形成された光触媒含有層上に、例えば蒸着法等によりクロム等からなる遮蔽層を形成し、上記感光性樹脂層およびその感光性樹脂層上に形成された遮蔽層を除去することにより、目的とする領域のみに遮蔽部を形成する方法とすることができる。
(Shield part forming process)
The shielding part formation process in this embodiment is not particularly limited as long as it is a process of forming a shielding part on the photocatalyst-containing layer by a lift-off method. As a method for forming such a shielding portion, for example, a photosensitive resin layer is applied over the entire surface of the photocatalyst-containing layer, exposed using a photomask or the like, and photosensitive resin is applied only to a region where the shielding portion is not formed. Form a layer. Thereafter, a shielding layer made of chromium or the like is formed on the photocatalyst-containing layer in which the photosensitive resin layer is formed in a pattern, for example, by vapor deposition or the like, and is formed on the photosensitive resin layer and the photosensitive resin layer. By removing the shielding layer, the shielding part can be formed only in the target region.

ここで、本工程に用いられる遮蔽部を形成する材料や、上記感光性樹脂等は、上述した「A.露光用マスク」と同様とすることができるので、ここでの詳しい説明は省略する。   Here, the material for forming the shielding portion used in this step, the photosensitive resin, and the like can be the same as those in the above-described “A. Exposure mask”, and thus detailed description thereof is omitted here.

なお、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。   The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention.

以下に実施例を示し、本発明をさらに具体的に説明する。   The following examples illustrate the present invention more specifically.

[実施例1]
<露光用マスクの作製>
チタニアゾル(STS‐01 石原産業製)を、水とイソプロパノールとの混合液(重量比=1:1)にてTiO濃度が0.5wt%となるように希釈し、光触媒含有層形成用組成物とした。上記光触媒含有層形成用組成物を石英ガラス基板上にスピンコートし、200℃で15分間焼成することにより光触媒含有層を作製した。
上記光触媒含有層上に、ポジ型感光性樹脂であるPMER-LA900(東京応化工業(株)製)をスピンコートし、100℃で5分間焼成した。このポジ型感光性樹脂に幅50μm、ピッチ100μmのラインアンドスペースのクロム製の黒色遮光層を有するフォトマスクを介して、超高圧水銀ランプにより300mJ/cmの露光を行い、現像液に3分間浸漬させてパターン状の感光性樹脂層を作製した。
続いて、上記感光性樹脂および光触媒含有層を覆うように、Crをスパッタ法で1000Å成膜した後、レジスト剥離液に浸漬させて、上記感光性樹脂層およびその上に形成されたCr層を剥離し、幅100μm、ピッチ50μmのラインアンドスペース状にCrの遮蔽部が形成された露光用マスクを作製した。
[Example 1]
<Production of exposure mask>
A titania sol (STS-01 manufactured by Ishihara Sangyo) is diluted with a mixed solution of water and isopropanol (weight ratio = 1: 1) so that the TiO 2 concentration becomes 0.5 wt%, and a composition for forming a photocatalyst containing layer It was. The photocatalyst-containing layer forming composition was spin-coated on a quartz glass substrate and baked at 200 ° C. for 15 minutes to produce a photocatalyst-containing layer.
On the photocatalyst-containing layer, PMER-LA900 (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.), which is a positive photosensitive resin, was spin-coated and baked at 100 ° C. for 5 minutes. This positive photosensitive resin is exposed to 300 mJ / cm 2 with an ultrahigh pressure mercury lamp through a photomask having a black and black light-shielding layer with a line and space of 50 μm width and 100 μm pitch, and the developer is exposed for 3 minutes. A patterned photosensitive resin layer was produced by dipping.
Subsequently, after covering the photosensitive resin and the photocatalyst-containing layer with a Cr film having a thickness of 1000 mm by sputtering, the photosensitive resin layer and the Cr layer formed thereon were immersed in a resist stripping solution. Peeling was performed, and an exposure mask having a Cr shielding portion formed in a line-and-space shape with a width of 100 μm and a pitch of 50 μm was produced.

<パターン形成用基板の作製>
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、及び0.01N塩酸
2.5gを24時間常温にて攪拌して撥液付与剤を作製した。上記撥液付与剤をイソプロピルアルコールにて20倍に希釈し、特性変化層形成用組成物を調整した。上記特性変化層形成用組成物をガラス基板(NA−35 NHテクノガラス製)上にスピンコートすることによりパターニング形成体用基板を作製した。
<Preparation of substrate for pattern formation>
Fluoroalkylsilane (TSL8233 GE manufactured by Toshiba Silicone) 1.5 g, tetramethoxysilane (TSL8114 GE manufactured by Toshiba Silicone) 5.0 g, and 0.01 N hydrochloric acid 2.5 g were stirred at room temperature for 24 hours to give a liquid repellent imparting agent. Produced. The liquid repellent imparting agent was diluted 20 times with isopropyl alcohol to prepare a composition for forming a characteristic change layer. A substrate for patterning formation was prepared by spin-coating the composition for forming a characteristic change layer on a glass substrate (NA-35 NH Techno Glass).

<パターンの形成>
上記パターニング用基板の特性変化層と上記露光用マスクの光触媒含有層とを50μmの間隔となるように配置し、上記露光用マスク側から超高圧水銀ランプにより積算露光量が2.5J/cmとなるよう光を照射し露光を行った。露光を行ったパターニング用基板に対して黒色インキを全面に塗布し、上記露光により濡れ性が変化した部分を可視化した結果、インキが付着した幅、すなわち露光により濡れ性が変化した部分の幅は50μmであった。これにより、露光用マスクの開口部のパターンと同一のパターン状に特性変化層の濡れ性が変化したことが確認された。
<Pattern formation>
The characteristic changing layer of the patterning substrate and the photocatalyst containing layer of the exposure mask are arranged at an interval of 50 μm, and the integrated exposure is 2.5 J / cm 2 from the exposure mask side by an ultrahigh pressure mercury lamp. Exposure was performed by irradiating with light. As a result of applying black ink to the entire surface of the patterning substrate that has been exposed and visualizing the areas where wettability has changed due to the exposure described above, the width of the ink adhering, that is, the width of the area where wettability has changed due to exposure is It was 50 μm. As a result, it was confirmed that the wettability of the characteristic change layer was changed to the same pattern as the pattern of the opening of the exposure mask.

[実施例2]
<露光用マスクの形成>
実施例1と同様に作製した光触媒含有層形成用組成物を石英ガラス基板上にスピンコートし、200℃で15分間焼成することにより光触媒含有層を形成した。
デシルメトキシシラン(LS−5280 信越化学工業社製)1.5g、テトラメトキシシラン(TSL8114 GE東芝シリコーン製)5.0g、及び0.01N塩酸2.5gを24時間常温にて攪拌して無機酸化物層形成剤を作製した。上記無機酸化物層形成剤をイソプロピルアルコールにて20倍に希釈し、無機酸化物層形成用組成物を調整した。上記光触媒含有層上に、上記無機酸化物層形成用組成物をスピンコートし、200℃で15分間焼成することにより上記光触媒含有層上に無機酸化物層を形成した。
その後実施例1と同様にして遮蔽部を形成し、露光用マスクを作製した。
[Example 2]
<Formation of exposure mask>
The photocatalyst-containing layer forming composition produced in the same manner as in Example 1 was spin-coated on a quartz glass substrate and baked at 200 ° C. for 15 minutes to form a photocatalyst-containing layer.
Inorganic oxidation by stirring 1.5 g of decylmethoxysilane (LS-5280 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), 5.0 g of tetramethoxysilane (manufactured by TSL8114 GE Toshiba Silicone), and 2.5 g of 0.01N hydrochloric acid at room temperature for 24 hours. A material layer forming agent was prepared. The inorganic oxide layer forming agent was diluted 20 times with isopropyl alcohol to prepare an inorganic oxide layer forming composition. The inorganic oxide layer-forming composition was spin-coated on the photocatalyst-containing layer and baked at 200 ° C. for 15 minutes to form an inorganic oxide layer on the photocatalyst-containing layer.
Thereafter, a shielding part was formed in the same manner as in Example 1 to produce an exposure mask.

<パターンの形成>
上記露光用マスクを用いて、実施例1と同様に露光、および露光パターンの可視化を行った結果、得られた黒色インキの幅は50μmであり、露光用マスクの開口部のパターンと同一のパターン状に特性変化層の濡れ性が変化したことが確認された。
<Pattern formation>
As a result of exposure and visualization of the exposure pattern using the above exposure mask in the same manner as in Example 1, the width of the obtained black ink was 50 μm, and the same pattern as the pattern of the opening of the exposure mask It was confirmed that the wettability of the characteristic change layer was changed in the shape.

[実施例3]
実施例2と同様に、石英ガラス基板上に光触媒含有層および無機酸化物層を形成した。続いて上記無機酸化物層上にCrをスパッタ法で1000Å成膜し、遮蔽層とした。上記遮蔽層上に、実施例1と同様に、幅50μmピッチ100μmのラインアンドスペースのパターン状の感光性樹脂層を作製した。続いて、Crエッチング液に浸漬することで感光性樹脂層が形成されていない領域のCrを除去した。その後、レジスト剥離液に浸漬させて感光性樹脂層を剥離し、幅50μmピッチ100μmのラインアンドスペースのパターン状にCr遮蔽層を有する露光用マスクを作製した。
実施例1と同様に、パターニング用基板の特性変化層と上記露光用マスクとを対向させて配置、露光を行い、露光パターンの可視化を行ったところ、積算露光量が2.5J/cmでは黒色インキの幅は20μmであったが、積算露光量が6J/cmではインキの幅が50μmとなり露光用マスクの開口部のパターンと同一のパターン状に特性変化層の濡れ性が変化したことが確認された。
[Example 3]
Similar to Example 2, a photocatalyst-containing layer and an inorganic oxide layer were formed on a quartz glass substrate. Subsequently, 1000 nm of Cr was formed on the inorganic oxide layer by sputtering to form a shielding layer. A line-and-space pattern photosensitive resin layer having a width of 50 μm and a pitch of 100 μm was produced on the shielding layer in the same manner as in Example 1. Then, Cr of the area | region in which the photosensitive resin layer was not formed was removed by being immersed in Cr etching liquid. Thereafter, the photosensitive resin layer was peeled off by dipping in a resist stripping solution, and an exposure mask having a Cr shielding layer in a line-and-space pattern with a width of 50 μm and a pitch of 100 μm was prepared.
As in Example 1, when the characteristic change layer of the patterning substrate and the exposure mask are arranged to face each other, exposure is performed, and the exposure pattern is visualized, the integrated exposure amount is 2.5 J / cm 2 . The width of the black ink was 20 μm, but when the integrated exposure was 6 J / cm 2 , the ink width was 50 μm, and the wettability of the characteristic change layer changed to the same pattern as the pattern of the opening of the exposure mask. Was confirmed.

[比較例1]
無機酸化物層を形成しない以外は実施例3と同様にして露光用マスクを作製した。実施例1と同様に露光を行い、露光パターンの可視化を行ったところ、積算露光量が6J/cmではインクのパターンは形成できず、積算露光量を18J/cmまで増加させてもインクの幅は10μmであり、露光用マスクのパターンとは異なるパターン状にしか特性変化層の濡れ性を変化させることはできなかった。
[Comparative Example 1]
An exposure mask was produced in the same manner as in Example 3 except that the inorganic oxide layer was not formed. Performing the same exposure as in Example 1 was subjected to a visualization of the exposure pattern, the integrated exposure amount can not pattern formation ink at 6J / cm 2, the ink also increases the accumulated exposure to 18J / cm 2 The width of the film was 10 μm, and the wettability of the characteristic change layer could only be changed to a pattern different from the pattern of the exposure mask.

本発明の露光用マスクの一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the mask for exposure of this invention. 本発明の露光用マスクの使用方法を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the usage method of the mask for exposure of this invention. 本発明に用いられるリフトオフ法を説明する工程図である。It is process drawing explaining the lift-off method used for this invention. 本発明の露光用マスクの製造方法の一例を示す工程図である。It is process drawing which shows an example of the manufacturing method of the mask for exposure of this invention. 本発明の露光用マスクの製造方法の他の例を示す工程図である。It is process drawing which shows the other example of the manufacturing method of the mask for exposure of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 …基材
2 …光触媒含有層
3 …無機酸化物層
4 …遮蔽部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Base material 2 ... Photocatalyst content layer 3 ... Inorganic oxide layer 4 ... Shielding part

Claims (4)

基材と、前記基材上に形成され、少なくとも光触媒を含有する光触媒含有層と、前記光触媒含有層上に形成された無機酸化物層と、前記無機酸化物層上にパターン状に形成された遮蔽部とを有することを特徴とする露光用マスク。   A substrate, a photocatalyst-containing layer formed on the substrate and containing at least a photocatalyst, an inorganic oxide layer formed on the photocatalyst-containing layer, and formed in a pattern on the inorganic oxide layer An exposure mask comprising a shielding portion. 基材上に、少なくとも光触媒を含有する光触媒含有層を形成する光触媒含有層形成工程と、
前記光触媒含有層上に、無機酸化物層を形成する無機酸化物層形成工程と、
前記無機酸化物層上に遮蔽部を形成する遮蔽部形成工程と
を有することを特徴とする露光用マスクの製造方法。
A photocatalyst-containing layer forming step of forming a photocatalyst-containing layer containing at least a photocatalyst on the substrate;
An inorganic oxide layer forming step of forming an inorganic oxide layer on the photocatalyst-containing layer;
And a shielding portion forming step of forming a shielding portion on the inorganic oxide layer.
前記遮蔽部形成工程が、リフトオフ法により遮蔽部を形成する工程であることを特徴とする請求項2に記載の露光用マスクの製造方法。   3. The method of manufacturing an exposure mask according to claim 2, wherein the shielding portion forming step is a step of forming a shielding portion by a lift-off method. 基材上に、少なくとも光触媒を含有する光触媒含有層を形成する光触媒含有層形成工程と、
前記光触媒含有層上に、リフトオフ法により遮蔽部を形成する遮蔽部形成工程と
を有することを特徴とする露光用マスクの製造方法。
A photocatalyst-containing layer forming step of forming a photocatalyst-containing layer containing at least a photocatalyst on the substrate;
And a shielding portion forming step of forming a shielding portion on the photocatalyst-containing layer by a lift-off method.
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