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光パターニング材料および光パターン形成方法 UPDATE コモンズ 新技術説明会

国内特許コード P08A013984
整理番号 P05-065
掲載日 2008年10月31日
出願番号 特願2005-211948
公開番号 特開2007-033472
登録番号 特許第4487069号
出願日 平成17年7月21日(2005.7.21)
公開日 平成19年2月8日(2007.2.8)
登録日 平成22年4月9日(2010.4.9)
発明者
  • 高原 茂
出願人
  • 国立大学法人 千葉大学
発明の名称 光パターニング材料および光パターン形成方法 UPDATE コモンズ 新技術説明会
発明の概要 【課題】温和な反応条件下、生体物質に親和性がある薄膜の光パターニングを可能とする。
【解決手段】少なくとも、ビリルビンまたはビリルビン誘導体を感光性薄膜とすることで、薄膜中に従来技術のような反応性の高いラジカルや酸、塩基など発生する光開始剤を特に必要とせず、水またはアルカリ溶液によって露光した部分の溶解性が向上し、パターン形成が可能となる。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


画像形成技術である光リソグラフィー材料とその加工プロセスは、半導体加工、配線用レジスト、印刷製版などにおいて広く実用化に供されている。
従来のフォトリソグラフィーのプロセスでは、図3に示すように、感光性樹脂材料を用いて目的に応じた膜をシリコン基板などの上に形成する。これにマスクなどを通して光を照射し、感光性樹脂膜の光照射された領域で光重合または光架橋反応、脱保護反応などを起こすことによって膜材料の溶解度の差を生じさせ、現像によってパターン形成を行っているのが一般的である。これらのプロセスでは、光ラジカル発生剤や光酸発生剤、光塩基発生剤を膜中に用い、光照射した部位においてラジカルや酸、塩基など化学的活性種を生成させる。さらに引き続き、モノマーの重合反応または架橋剤の分子間の架橋、保護基の脱離など共有結合の形成や開裂により、感光性樹脂材料の現像液に対する溶解度差を得るものであった。



主要な工業技術のひとつであるフォトリソグラフィー技術は、他の工業技術と同様に環境調和型のプロセスへ変化が望まれている。しかしながら、例えば、半導体加工においては発生した化学的活性種の化学反応によって増幅する化学増幅型のフォトレジストが多く用いられ、図3に示すように、露光後に加熱過程を設けてこれらの反応を促進している。これらのリソグラフィー材料に環境調和型の化合物として天然に存在するような物質を使おうとすると、発生するラジカルや酸、加熱工程によって変質しやすく用いることができる物質が限られてしまう問題があった。



一方、これまで蓄積されてきた微細加工技術は、バイオセンサー・バイオチップなどバイオケミストリー技術と融合することが期待されているが、現在のプロセスや材料は前述したように、化学的活性種をもちいることや加熱プロセスなどの問題から、直接、生体物質を光でパターニングするには適合したものではなかった。



また一方、本発明で用いられるビリルビンについては、血中に含まれるヘモグロビンの分解生成物として知られ、一般の血液検査の項目にもなっている良く知られた生体物質である。特許文献1においては、ビリルビンを薄膜(メンブレン)に拡散させた酵素センサーが開示されている。また、非特許文献2には、ビリルビンの光異性化反応が開示されている。しかし、この生体物質そのものを感光性薄膜とし光リソグラフィー材料として用いようとする試みは知られていなかった。
【特許文献1】
特表2000-507457号公報
【非特許文献1】
Y. Kanna, T.Arai, K. Tokumaru, Bull. Chem. Soc. Jpn., 67, 2758-2762 (1994).

産業上の利用分野


本発明は、環境にやさしく、化学的にソフトなフォトリソグラフィー材料、とくに、光パターニング材料と光パターン形成方法に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
分子内に光を吸収する部位とこれにより光シス-トランス異性化をともない、分子構造を変化させる部位をもつとともに、分子内および/または分子間で水素結合をつくる部位を有する光異性化材料を含み、
前記光異性化材料は、少なくとも、ビリルビン又はビリルビン誘導体を含み、
該光異性化材料に、光を照射して、光シス-トランス異性化に引き続き、水素結合の変化によって、水またはアルカリ溶液への溶解度の差を生じさせることを特徴とする光パターニング材料。

【請求項2】
生体物質に親和性を有する光異性化材料を含み、
前記光異性化材料は、少なくとも、ビリルビン又はビリルビン誘導体を含み、
該光異性化材料へ光を照射して、光異性化反応により、生体物質に親和性を有するパターンを形成することを特徴とする光パターニング材料。

【請求項3】
過酸化水素分解酵素を含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の光パターニング材料。

【請求項4】
前記過酸化水素分解酵素は、ホースラディッシュペルオキシターゼであることを特徴とする請求項3に記載の光パターニング材料。

【請求項5】
支持体に、請求項1又は2に記載の光パターニング材料により成膜する第1の工程と、
該光パターニング材料に、光を照射する第2の工程と、
該光の照射によって、該光パターニング材料に、光シス-トランス異性化に引き続き、水素結合の変化によって、水またはアルカリ溶液への溶解度の差を生じさせる第3の工程と、
該光パターニング材料より、該溶解度の差により生じた水またはアルカリ溶液への溶解成分を除去する第4の工程とを有することを特徴とする光パターン形成方法。

【請求項6】
前記成膜工程において、前記パターニング材料に、ジメチルスルフォキシドを溶媒として用いることを特徴とする請求項5に記載の光パターン形成方法。

【請求項7】
前記第3の工程は、パターンマスクを通して露光する工程であることを特徴とする請求項5に記載の光パターン形成方法。

【請求項8】
前記支持体は、半導体基板であることを特徴とする請求項5に記載の光パターン形成方法。

【請求項9】
前記支持体は、シリコンであることを特徴とする請求項8に記載の光パターン形成方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2005211948thum.jpg
出願権利状態 登録
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