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OPTICAL PATTERNING MATERIAL AND OPTICAL PATTERN FORMING METHOD commons meetings

Patent code P08A013984
File No. P05-065
Posted date Oct 31, 2008
Application number P2005-211948
Publication number P2007-033472A
Patent number P4487069
Date of filing Jul 21, 2005
Date of publication of application Feb 8, 2007
Date of registration Apr 9, 2010
Inventor
  • (In Japanese)高原 茂
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人 千葉大学
Title OPTICAL PATTERNING MATERIAL AND OPTICAL PATTERN FORMING METHOD commons meetings
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To enable optical patterning of a thin film, having affinity for a biomaterial under mild reaction conditions.
SOLUTION: By forming at least bilirubin or a bilirubin derivative into a photosensitive thin film, the solubility of the exposed portion of the thin film in water or an alkali solution is increased, without particularly requiring a conventional photoinitiator for generating a high-reactivity radical, acid or base in the thin film, whereby pattern formation is allowed.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


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).

Field of industrial application (In Japanese)


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。

Scope of claims (In Japanese)
【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。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2005211948thum.jpg
State of application right Registered
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