JP2888741B2 - 薄膜パターン形成法 - Google Patents
薄膜パターン形成法Info
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- G03F7/26—Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
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- G03F7/004—Photosensitive materials
- G03F7/075—Silicon-containing compounds
- G03F7/0754—Non-macromolecular compounds containing silicon-to-silicon bonds
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、基材に薄膜のパターン
を形成する方法に関し、特にゾル−ゲル法により形成さ
れる機能性セラミック薄膜のパターン化方法に関する。
を形成する方法に関し、特にゾル−ゲル法により形成さ
れる機能性セラミック薄膜のパターン化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ゾル−ゲル法という溶液反応を利
用したセラミック薄膜の合成法が注目されている。ゾル
−ゲル法は有機金属化合物あるいは金属錯体を出発原料
として加水分解反応および縮合反応を利用して溶液中に
無機ポリマー前駆体を合成し、これをスプレー法、ディ
ッピング法、スピンコート法により基材上に薄膜を形成
した後、熱処理を行って機能性セラミック薄膜を形成さ
せる方法である。機能性セラミック薄膜は、誘電体膜、
絶縁体膜、保護膜として薄膜コンデンサー、ＬＳＩ、エ
レクトロルミネッセンス素子などの電子デバイスに用い
られており、ゾル−ゲル法での形成技術が盛んに研究さ
れている。一方、電子デバイス以外でも機能性ガラスや
プラスチックの表面処理として、アルカリの拡散防止
膜、干渉着色膜、反射防止膜、反射膜等でゾル−ゲル法
が応用されている。このゾル−ゲル法による薄膜の形成
方法は、プロセス温度の低温化、組成の自由度、大面積
基材への均一薄膜化等の点で優れた特徴を有している。
用したセラミック薄膜の合成法が注目されている。ゾル
−ゲル法は有機金属化合物あるいは金属錯体を出発原料
として加水分解反応および縮合反応を利用して溶液中に
無機ポリマー前駆体を合成し、これをスプレー法、ディ
ッピング法、スピンコート法により基材上に薄膜を形成
した後、熱処理を行って機能性セラミック薄膜を形成さ
せる方法である。機能性セラミック薄膜は、誘電体膜、
絶縁体膜、保護膜として薄膜コンデンサー、ＬＳＩ、エ
レクトロルミネッセンス素子などの電子デバイスに用い
られており、ゾル−ゲル法での形成技術が盛んに研究さ
れている。一方、電子デバイス以外でも機能性ガラスや
プラスチックの表面処理として、アルカリの拡散防止
膜、干渉着色膜、反射防止膜、反射膜等でゾル−ゲル法
が応用されている。このゾル−ゲル法による薄膜の形成
方法は、プロセス温度の低温化、組成の自由度、大面積
基材への均一薄膜化等の点で優れた特徴を有している。
【０００３】しかしながら、薄膜をパターニングする方
法はなく、成膜後にエッチングにより除去する方法が一
般的である。このエッチングを行うためには、フォトレ
ジストを使った複雑なリソグラフィー工程が必要であり
工程の簡略化が求められている。
法はなく、成膜後にエッチングにより除去する方法が一
般的である。このエッチングを行うためには、フォトレ
ジストを使った複雑なリソグラフィー工程が必要であり
工程の簡略化が求められている。
【０００４】また、光磁気ディスク用基板として耐久性
の面でガラスの使用が検討されているが、ガラスの最大
の欠点として案内溝(プレグループ)が安いコストででき
ないため実用化が遅れている。例えば、ゾル−ゲル法の
応用として、ゲルが柔らかいうちにスタンパーによりグ
ループを転写する方法(Ｔohgeら、Ｊ．Ａm．Ｃream．Ｓ
oc．７０,Ｃ１３(１９８７))と、ＳiＯ2膜を成膜した後
にフォトリソ法とドライエッチングを組合わせたＲＩＥ
法(Ｏtaら、電子材料,２７,７,５７(１９８８))が提案
されているが、コスト面で長期保存用の一部に使用され
ているだけである。
の面でガラスの使用が検討されているが、ガラスの最大
の欠点として案内溝(プレグループ)が安いコストででき
ないため実用化が遅れている。例えば、ゾル−ゲル法の
応用として、ゲルが柔らかいうちにスタンパーによりグ
ループを転写する方法(Ｔohgeら、Ｊ．Ａm．Ｃream．Ｓ
oc．７０,Ｃ１３(１９８７))と、ＳiＯ2膜を成膜した後
にフォトリソ法とドライエッチングを組合わせたＲＩＥ
法(Ｏtaら、電子材料,２７,７,５７(１９８８))が提案
されているが、コスト面で長期保存用の一部に使用され
ているだけである。
【０００５】一方、本発明者等は有機ポリシランを紫外
線照射することにより生じるシラノール基を利用したパ
ターン染色法(特開平０５−１８８２１５号)や、染料や
顔料を含んだ金属アルコキシドを原料とする着色ゾル溶
液に浸漬することでパターン着色する方法(特願平４−
６８２４３号)を、先に提案した。本発明はさらにゾル
を使用し、着色パターン以外の機能を発現させることを
検討した。
線照射することにより生じるシラノール基を利用したパ
ターン染色法(特開平０５−１８８２１５号)や、染料や
顔料を含んだ金属アルコキシドを原料とする着色ゾル溶
液に浸漬することでパターン着色する方法(特願平４−
６８２４３号)を、先に提案した。本発明はさらにゾル
を使用し、着色パターン以外の機能を発現させることを
検討した。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記検討の結
果成し得たものであり、その目的とするところは、ゾル
−ゲル法による薄膜形成法を改善し、低コストで製造可
能であり、優れたパターン精細度の薄膜パターンを形成
する方法を提供することにある。
果成し得たものであり、その目的とするところは、ゾル
−ゲル法による薄膜形成法を改善し、低コストで製造可
能であり、優れたパターン精細度の薄膜パターンを形成
する方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、a) 基材上に
設けられた式
設けられた式
【０００８】
【化２】
【０００９】(式中Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は置換もし
くは無置換の脂肪族炭化水素残基、脂環式炭化水素残基
および芳香族炭化水素残基からなる群からそれぞれ独立
して選択される基であり、mおよびnは整数である。)で
示される構造のポリシランからなるポリシラン層を選択
的に紫外線露光して薄膜パターンの潜像を形成する工程
と、 b) 薄膜パターンの潜像が形成された該ポリシラン層
を、金属酸化物ゾルに浸漬した後に乾燥する工程を包含
する薄膜パターンを形成する方法を提供する。
くは無置換の脂肪族炭化水素残基、脂環式炭化水素残基
および芳香族炭化水素残基からなる群からそれぞれ独立
して選択される基であり、mおよびnは整数である。)で
示される構造のポリシランからなるポリシラン層を選択
的に紫外線露光して薄膜パターンの潜像を形成する工程
と、 b) 薄膜パターンの潜像が形成された該ポリシラン層
を、金属酸化物ゾルに浸漬した後に乾燥する工程を包含
する薄膜パターンを形成する方法を提供する。
【００１０】この方法において好ましくは、上記薄膜パ
ターン形成後、ポリシラン層の紫外線露光部分以外を除
去する工程を含む。
ターン形成後、ポリシラン層の紫外線露光部分以外を除
去する工程を含む。
【００１１】本明細書中において、「金属酸化物ゾル」と
は一種または２種以上の金属が酸素を介して縮重合して
適当な溶媒中でゾル化したものをいい、例えばケイ素の
場合シリカゾルと呼ばれる。本発明に用い得るポリシラ
ンは、式
は一種または２種以上の金属が酸素を介して縮重合して
適当な溶媒中でゾル化したものをいい、例えばケイ素の
場合シリカゾルと呼ばれる。本発明に用い得るポリシラ
ンは、式
【００１２】
【化３】
【００１３】(式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4はメチル
基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ヘキシル基、フ
ェニルメチル基、トリフルオロプロピル基およびノナフ
ルオロヘキシル基のような置換もしくは無置換脂肪族炭
化水素残基、p−トリル基、ビフェニル基およびフェニ
ル基のような芳香族炭化水素残基、およびシクロヘキシ
ル基、メチルシクロヘキシル基のような置換もしくは無
置換脂環式炭化水素残基からなる群からそれぞれ独立し
て選択される基であり、mおよびnは整数である。)で示
される構造を有するポリシランである。脂肪族または脂
環族炭化水素の場合、炭素数は１〜１０であり、芳香族
炭化水素の場合、炭素数６〜１４であるＲ1〜Ｒ4基の種
類、およびmおよびnの値は特に重要でなく、このポリシ
ラン樹脂が有機溶媒可溶性であり、均一な薄膜(厚さ０.
１〜１０μm)でコーティング可能なものであればよい。
基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ヘキシル基、フ
ェニルメチル基、トリフルオロプロピル基およびノナフ
ルオロヘキシル基のような置換もしくは無置換脂肪族炭
化水素残基、p−トリル基、ビフェニル基およびフェニ
ル基のような芳香族炭化水素残基、およびシクロヘキシ
ル基、メチルシクロヘキシル基のような置換もしくは無
置換脂環式炭化水素残基からなる群からそれぞれ独立し
て選択される基であり、mおよびnは整数である。)で示
される構造を有するポリシランである。脂肪族または脂
環族炭化水素の場合、炭素数は１〜１０であり、芳香族
炭化水素の場合、炭素数６〜１４であるＲ1〜Ｒ4基の種
類、およびmおよびnの値は特に重要でなく、このポリシ
ラン樹脂が有機溶媒可溶性であり、均一な薄膜(厚さ０.
１〜１０μm)でコーティング可能なものであればよい。
【００１４】本発明の薄膜パターン形成法では、まず、
ポリシラン層が適当な基材上に形成される。基材は、そ
の形状、材質を特に限定されない。用途にあわせて、ガ
ラス板、金属板、プラスチック板等が使用し得る。
ポリシラン層が適当な基材上に形成される。基材は、そ
の形状、材質を特に限定されない。用途にあわせて、ガ
ラス板、金属板、プラスチック板等が使用し得る。
【００１５】このような基板上にポリシラン層が形成さ
れる。均一な厚さのポリシラン層を形成可能であれば、
形成法は特に限定されない。一般に、スピンコート法が
用いられる。
れる。均一な厚さのポリシラン層を形成可能であれば、
形成法は特に限定されない。一般に、スピンコート法が
用いられる。
【００１６】ポリシラン層形成工程で用いられる有機溶
剤は、ポリシランを溶解可能な溶剤であれば、特に限定
されない。ここでは、トルエンが好適に用いられる。ポ
リシラン層は０.１〜１０μmの範囲の乾燥膜厚に形成す
ることが好ましい。
剤は、ポリシランを溶解可能な溶剤であれば、特に限定
されない。ここでは、トルエンが好適に用いられる。ポ
リシラン層は０.１〜１０μmの範囲の乾燥膜厚に形成す
ることが好ましい。
【００１７】薄膜パターンを形成する工程の一例を図１
の(a)〜(d)に示す。まず、図１(a)に示すように、上述
のようにして得られた基板１０１とポリシラン層１０２
からなるパターン薄膜形成用積層体１０４は、水銀灯の
ような紫外線源を用いてパターンに応じて照射される。
紫外線１１０の照射は薄膜形成積層体１０４上に重ねら
れたパターンのマスク１０３を通して行われる。
の(a)〜(d)に示す。まず、図１(a)に示すように、上述
のようにして得られた基板１０１とポリシラン層１０２
からなるパターン薄膜形成用積層体１０４は、水銀灯の
ような紫外線源を用いてパターンに応じて照射される。
紫外線１１０の照射は薄膜形成積層体１０４上に重ねら
れたパターンのマスク１０３を通して行われる。
【００１８】本発明で用いられる紫外線は、ポリシラン
のσ−σ'吸収域である２５０〜４００nmの波長を有す
る。この照射は、好ましくは、ポリシラン層の厚さ１μ
m当り０.５〜１０Ｊ／cm2の光量で行われる。
のσ−σ'吸収域である２５０〜４００nmの波長を有す
る。この照射は、好ましくは、ポリシラン層の厚さ１μ
m当り０.５〜１０Ｊ／cm2の光量で行われる。
【００１９】ポリシラン層に存在するＳi−Ｓi結合は紫
外線照射により切断されてＳi−ＯＨ(シラノール基)が
生成する。したがって、照射された薄膜形成用積層体に
はパターンに応じてシラノール基を有する潜像が形成さ
れる。
外線照射により切断されてＳi−ＯＨ(シラノール基)が
生成する。したがって、照射された薄膜形成用積層体に
はパターンに応じてシラノール基を有する潜像が形成さ
れる。
【００２０】次いで、シラノール基を有する潜像が形成
された薄膜形成用積層体を金属酸化物ゾル溶液に浸漬す
ることにより薄膜形成用積層体のパターン部分にゾルが
吸着される。ポリシラン層を膨潤させて吸着速度を速め
るために、必要に応じてアセトニトリル、ジオキサン、
テトラヒドロフランのような水溶性有機溶剤を金属酸化
物ゾルに添加してもよい。このような水溶性有機溶剤
は、好ましくはゾル溶液中に１〜３０重量％の量で含有
される。溶剤の含有量が３０％を上まるとポリシラン層
の部分的な再溶解が生じ、得られる薄膜の表面に乱れが
生じうる。本発明では、一般に、ゾルの吸着は２０〜４
０℃に保温されたゾル溶液に薄膜形成材料を１〜４０分
間浸漬することにより好適に行われる。
された薄膜形成用積層体を金属酸化物ゾル溶液に浸漬す
ることにより薄膜形成用積層体のパターン部分にゾルが
吸着される。ポリシラン層を膨潤させて吸着速度を速め
るために、必要に応じてアセトニトリル、ジオキサン、
テトラヒドロフランのような水溶性有機溶剤を金属酸化
物ゾルに添加してもよい。このような水溶性有機溶剤
は、好ましくはゾル溶液中に１〜３０重量％の量で含有
される。溶剤の含有量が３０％を上まるとポリシラン層
の部分的な再溶解が生じ、得られる薄膜の表面に乱れが
生じうる。本発明では、一般に、ゾルの吸着は２０〜４
０℃に保温されたゾル溶液に薄膜形成材料を１〜４０分
間浸漬することにより好適に行われる。
【００２１】金属酸化物ゾルの材料としては、一般的に
ゾル−ゲル法で使う材料が使用できる。例えば、目的の
機能により金属の種類が異なるが、Ｓi、Ｚr、Ｐb、Ｔ
i、Ｂa、Ｓr、Ｎb、Ｋ、Ｌi、Ｔa、Ｉn、Ｓn、Ｚn、
Ｙ、Ｃu、Ｃa、Ｍn、Ｆe、Ｃo、Ｌa、Ａl、Ｍg、Ｖ等ア
ルコキシド、アセチルアセトナート、酢酸塩、アミン等
の金属有機物、硝酸塩等の可溶性無機塩、あるいは酸化
物微粒子の分散体が用いられる。これらをアルコール等
の溶媒で溶液化し、酸または塩基等の触媒を使って縮重
合反応させゾル化する。また、金属の置換基すべてを縮
重合性の官能基にせず、一部有機の官能基を残すように
してもよい。さらに、ゾル溶液に溶解または分散できる
材料を加えてもよい。
ゾル−ゲル法で使う材料が使用できる。例えば、目的の
機能により金属の種類が異なるが、Ｓi、Ｚr、Ｐb、Ｔ
i、Ｂa、Ｓr、Ｎb、Ｋ、Ｌi、Ｔa、Ｉn、Ｓn、Ｚn、
Ｙ、Ｃu、Ｃa、Ｍn、Ｆe、Ｃo、Ｌa、Ａl、Ｍg、Ｖ等ア
ルコキシド、アセチルアセトナート、酢酸塩、アミン等
の金属有機物、硝酸塩等の可溶性無機塩、あるいは酸化
物微粒子の分散体が用いられる。これらをアルコール等
の溶媒で溶液化し、酸または塩基等の触媒を使って縮重
合反応させゾル化する。また、金属の置換基すべてを縮
重合性の官能基にせず、一部有機の官能基を残すように
してもよい。さらに、ゾル溶液に溶解または分散できる
材料を加えてもよい。
【００２２】Ｓiのアルコキシドを使った場合をあげる
と、テトラエトキシシランをエタノール−水の混合溶液
に溶解させ、塩酸を加えて室温で２時間攪拌すること
で、テトラエトキシシランは加水分解、脱水縮合して均
質なシリカゾルが得られる。シリカゾルの場合、組成と
しては、テトラエトキシシラン１００重量部に対してエ
タノール５０〜２００重量部、水１〜２００重量部、塩
酸０.１〜３重量部が好ましい。また、場合によって
は、さらに水溶性の有機溶剤、例えばアセトニトリル、
ジオキサン、テトラヒドロフランを加えてもよい。
と、テトラエトキシシランをエタノール−水の混合溶液
に溶解させ、塩酸を加えて室温で２時間攪拌すること
で、テトラエトキシシランは加水分解、脱水縮合して均
質なシリカゾルが得られる。シリカゾルの場合、組成と
しては、テトラエトキシシラン１００重量部に対してエ
タノール５０〜２００重量部、水１〜２００重量部、塩
酸０.１〜３重量部が好ましい。また、場合によって
は、さらに水溶性の有機溶剤、例えばアセトニトリル、
ジオキサン、テトラヒドロフランを加えてもよい。
【００２３】金属酸化物ゾルはポリシラン層の紫外線照
射部に吸着してポリシラン層内部に取り込まれているも
のと、信じられる。吸着は、ポリシラン層の紫外線照射
部に存在する微細な孔を通して、内部に進行すると考え
られる。ゾル粒子の直径は数nm〜数十nmであり、拡散し
ながら固着可能であり、ゾル粒子と共存する適当な大き
な粒子状材料もゾル粒子と共に、ゾル粒子単独の場合と
同様に内部への拡散が可能であることが確認された。
射部に吸着してポリシラン層内部に取り込まれているも
のと、信じられる。吸着は、ポリシラン層の紫外線照射
部に存在する微細な孔を通して、内部に進行すると考え
られる。ゾル粒子の直径は数nm〜数十nmであり、拡散し
ながら固着可能であり、ゾル粒子と共存する適当な大き
な粒子状材料もゾル粒子と共に、ゾル粒子単独の場合と
同様に内部への拡散が可能であることが確認された。
【００２４】従って、ゾル粒子の吸着に供って機能を発
現させる場合、次の４通りが考えられる。 ゾル粒子そのものが機能性原子または機能性基を含む
場合。 ゾル粒子と共にポリシラン層に吸着し得る粒子状材料
が共存する場合。 ゾルに溶解し得る化合物または高分子材料が共存する
場合。 ゾル粒子自体をポリシラン層の紫外線照射部分に吸着
させた後、非吸着部分を除去し、凸凹表面形状を形成
し、機能を発現する場合。 もちろん、これら２種以上を組合せて機能を発現させて
もよい。
現させる場合、次の４通りが考えられる。 ゾル粒子そのものが機能性原子または機能性基を含む
場合。 ゾル粒子と共にポリシラン層に吸着し得る粒子状材料
が共存する場合。 ゾルに溶解し得る化合物または高分子材料が共存する
場合。 ゾル粒子自体をポリシラン層の紫外線照射部分に吸着
させた後、非吸着部分を除去し、凸凹表面形状を形成
し、機能を発現する場合。 もちろん、これら２種以上を組合せて機能を発現させて
もよい。
【００２５】機能性原子としてはフッ素等が例示され、
これらを多く含むゾルを形成し、これをポリシラン層に
吸着させれば、フッ素による撥水性をポリシラン層上に
パターン化することができる。このような方法に用いる
機能性基としては、更に疎水性基であるアルキル基等
が、イオン交換性基であるカルボキシル基、スルホ基、
酸性水酸基、アミノ基等が挙げられる。
これらを多く含むゾルを形成し、これをポリシラン層に
吸着させれば、フッ素による撥水性をポリシラン層上に
パターン化することができる。このような方法に用いる
機能性基としては、更に疎水性基であるアルキル基等
が、イオン交換性基であるカルボキシル基、スルホ基、
酸性水酸基、アミノ基等が挙げられる。
【００２６】粒子状材料としては例えば銅や銀粒子が挙
げられ、これらを共存させたゾルを得、これをゾル粒子
と共にポリシラン層に吸着させることにより、銅や銀を
ポリシラン層にパターン化して含ませることができる。
げられ、これらを共存させたゾルを得、これをゾル粒子
と共にポリシラン層に吸着させることにより、銅や銀を
ポリシラン層にパターン化して含ませることができる。
【００２７】シリカゾルを用いる場合、粒子状材料はシ
リカゾルを用いて分散するか、一度非イオン性の界面活
性剤を用いて分散しておき、シリカゾル調製時に混合し
てもよい。この場合、粒子状材料の粒子径は５００nm以
下、好ましくは２００nm以下にする必要がある。粒子径
が５００nmを超えるとゾル液に浸漬しても粒子がポリシ
ランの紫外線照射部に拡散できず固着できない。粒子径
は通常の遠心沈降法で測定できる。シリカゾル粒子が粒
子状材料表面に吸着しているものと考えられる。粒子表
面へのシリカゾルの吸着はゼータ電位を測定すれば、簡
単に確認できる。例えば、非イオン性の界面活性剤を使
って分散させた材料のゼータ電位はシリカゾル吸着によ
り表面にシラノール基が存在し、−５〜−２５mＶで安
定化する。
リカゾルを用いて分散するか、一度非イオン性の界面活
性剤を用いて分散しておき、シリカゾル調製時に混合し
てもよい。この場合、粒子状材料の粒子径は５００nm以
下、好ましくは２００nm以下にする必要がある。粒子径
が５００nmを超えるとゾル液に浸漬しても粒子がポリシ
ランの紫外線照射部に拡散できず固着できない。粒子径
は通常の遠心沈降法で測定できる。シリカゾル粒子が粒
子状材料表面に吸着しているものと考えられる。粒子表
面へのシリカゾルの吸着はゼータ電位を測定すれば、簡
単に確認できる。例えば、非イオン性の界面活性剤を使
って分散させた材料のゼータ電位はシリカゾル吸着によ
り表面にシラノール基が存在し、−５〜−２５mＶで安
定化する。
【００２８】ゾル溶液に溶解できる材料としては、水ま
たはアルコールに溶解する材料で、シリカゾルのシラノ
ール基と相互作用する材料であれば、ゾル粒子と共にポ
リシラン層の紫外線照射部に拡散し固着できる。例え
ば、高分子材料の場合、ポリビニルアルコール、ポリエ
チレングリコール、セルロース等のアルコール性の水酸
基をもつポリマー、ポリ(２−メチル−２−オキサゾリ
ン)、ポリ(Ｎ−ビニルピロリドン)、ポリ(Ｎ,Ｎ−ジメ
チルアクリルアミド)等のアミド基含有のポリマーが適
している。これらの材料をポリシラン層に含有させ、材
料が分解しない低温でゲル化させることで柔軟性を、材
料が分解する温度以上でゲル化させることで、材料が分
解した後に残る孔を利用して多孔性等の機能を付与する
ことができる。上記機能は着色を目的とした機能以外の
機能が好ましく、その意味で顔料や染料は機能性材料か
ら除いてもよい。
たはアルコールに溶解する材料で、シリカゾルのシラノ
ール基と相互作用する材料であれば、ゾル粒子と共にポ
リシラン層の紫外線照射部に拡散し固着できる。例え
ば、高分子材料の場合、ポリビニルアルコール、ポリエ
チレングリコール、セルロース等のアルコール性の水酸
基をもつポリマー、ポリ(２−メチル−２−オキサゾリ
ン)、ポリ(Ｎ−ビニルピロリドン)、ポリ(Ｎ,Ｎ−ジメ
チルアクリルアミド)等のアミド基含有のポリマーが適
している。これらの材料をポリシラン層に含有させ、材
料が分解しない低温でゲル化させることで柔軟性を、材
料が分解する温度以上でゲル化させることで、材料が分
解した後に残る孔を利用して多孔性等の機能を付与する
ことができる。上記機能は着色を目的とした機能以外の
機能が好ましく、その意味で顔料や染料は機能性材料か
ら除いてもよい。
【００２９】パターン部分にゾルが吸着した薄膜形成用
積層体はゾル液を除去した後に乾燥させる。ゾル液を除
去する方法としては、水洗する方法およびエアブローで
吹き飛ばす方法等を用い得る。
積層体はゾル液を除去した後に乾燥させる。ゾル液を除
去する方法としては、水洗する方法およびエアブローで
吹き飛ばす方法等を用い得る。
【００３０】乾燥は、ポリシラン層の露光部分に吸着し
たゾル粒子のゲル化をさらに進行させるために例えば、
１００℃以上で３０分から２時間乾燥させる。乾燥温度
は用いる基板、ゾル液中に含有させた機能材料の許容範
囲でできるだけ高くすることで、より硬い耐性の優れた
膜となる。ガラス基板を用い、ゾルとしてシリカゾルを
使った場合、４００℃以上の加熱で有機の置換基が脱離
して金属酸化物薄膜となる。
たゾル粒子のゲル化をさらに進行させるために例えば、
１００℃以上で３０分から２時間乾燥させる。乾燥温度
は用いる基板、ゾル液中に含有させた機能材料の許容範
囲でできるだけ高くすることで、より硬い耐性の優れた
膜となる。ガラス基板を用い、ゾルとしてシリカゾルを
使った場合、４００℃以上の加熱で有機の置換基が脱離
して金属酸化物薄膜となる。
【００３１】このような薄膜パターン形成工程により、
図１(b)に示すように、所望にパターニングされた薄膜
形成用積層体１０４'が得られる。
図１(b)に示すように、所望にパターニングされた薄膜
形成用積層体１０４'が得られる。
【００３２】光ディスク基板のプレグループのようにガ
ラス表面に凹凸が必要な場合は、次いで、図１(c)に示
すように紫外線を用いて全面露光し、残ったポリシラン
層を分解させて除去すれば図１(d)のように凹凸のある
パターン薄膜が得られる。不必要なポリシラン層を除去
する方法としては、加熱により揮散させる方法や、溶剤
を使って除去する方法がある。加熱により除去する場合
は２００℃以上で１０〜６０分の加熱で十分である。こ
の場合、ゾル粒子は機能性を有してなくても良い。
ラス表面に凹凸が必要な場合は、次いで、図１(c)に示
すように紫外線を用いて全面露光し、残ったポリシラン
層を分解させて除去すれば図１(d)のように凹凸のある
パターン薄膜が得られる。不必要なポリシラン層を除去
する方法としては、加熱により揮散させる方法や、溶剤
を使って除去する方法がある。加熱により除去する場合
は２００℃以上で１０〜６０分の加熱で十分である。こ
の場合、ゾル粒子は機能性を有してなくても良い。
【００３３】また、図１(a)〜(b)の工程を紫外線の露光
部分を変え、異なる配合のゾル液を使って繰り返せば、
機能の異なる薄膜を同一基材上に簡単にパターニングで
きる。
部分を変え、異なる配合のゾル液を使って繰り返せば、
機能の異なる薄膜を同一基材上に簡単にパターニングで
きる。
【００３４】このような簡便な操作により、ゾル−ゲル
法による薄膜形成技術で大きな問題であったパターン化
が解決できる。
法による薄膜形成技術で大きな問題であったパターン化
が解決できる。
【００３５】上述のように、本発明の薄膜パターン形成
法では、パターニングのために必要なレジストを使った
フォトリソグラフィー工程が不要である。またこの方法
により形成されるパターン薄膜は、紫外線未露光部のポ
リシラン層を除去しなければ、凹凸の無い平坦な層によ
り、除去すれば、凹凸のあるパターン薄膜が形成できる
ことから求める機能により選択が可能である。
法では、パターニングのために必要なレジストを使った
フォトリソグラフィー工程が不要である。またこの方法
により形成されるパターン薄膜は、紫外線未露光部のポ
リシラン層を除去しなければ、凹凸の無い平坦な層によ
り、除去すれば、凹凸のあるパターン薄膜が形成できる
ことから求める機能により選択が可能である。
【００３６】また、パターニングはポリシラン層の光分
解の解像度が高いためにサブミクロンオーダーの解像度
をもつ微細なパターン薄膜が形成できる特徴をもつた
め、スタンパー法よりも高密度な凹凸表面の加工にも適
する。
解の解像度が高いためにサブミクロンオーダーの解像度
をもつ微細なパターン薄膜が形成できる特徴をもつた
め、スタンパー法よりも高密度な凹凸表面の加工にも適
する。
【００３７】この技術は応用範囲が広く、用いる基材、
ゾルの材料により種々の機能をもつ薄膜パターニングが
可能である。
ゾルの材料により種々の機能をもつ薄膜パターニングが
可能である。
【００３８】
【実施例】以下の実施例により本発明を説明するが、本
発明はこれらに限定されない本実施例で用いられる「％」
はすべて重量基準である。
発明はこれらに限定されない本実施例で用いられる「％」
はすべて重量基準である。
【００３９】［調製例１］ ポリシランの調製 攪拌機を備えた１０００mlフラスコにトルエン４００ml
およびナトリウム１３.３gを充填した。高速攪拌するこ
とによりナトリウムをトルエン中に微細に分散した後、
ここにフェニルメチルジクロロシラン５１.６gを添加し
た。次いで、このフラスコの内容物を紫外線を遮断した
イエロールーム中で１１１℃に昇温し、５時間攪拌する
ことにより重合を行った。その後、得られる反応混合物
にエタノールを添加することにより過剰のナトリウムを
失活させ、水洗することにより有機層を分離した。この
有機層をエタノール中に投入することによりポリシラン
を沈澱させた。得られた粗製のポリフェニルメチルシラ
ンをエタノール中で３回再結晶させることにより、重量
平均分子量２０万のポリフェニルメチルシランを得た。
およびナトリウム１３.３gを充填した。高速攪拌するこ
とによりナトリウムをトルエン中に微細に分散した後、
ここにフェニルメチルジクロロシラン５１.６gを添加し
た。次いで、このフラスコの内容物を紫外線を遮断した
イエロールーム中で１１１℃に昇温し、５時間攪拌する
ことにより重合を行った。その後、得られる反応混合物
にエタノールを添加することにより過剰のナトリウムを
失活させ、水洗することにより有機層を分離した。この
有機層をエタノール中に投入することによりポリシラン
を沈澱させた。得られた粗製のポリフェニルメチルシラ
ンをエタノール中で３回再結晶させることにより、重量
平均分子量２０万のポリフェニルメチルシランを得た。
【００４０】［調製例２］ フッ素系シリカゾルの調製 ５０mlのサンプル管中にジエトキシトリフルオロメチル
メチルシラン１.０g、テトラエトキシシラン４.０g、エ
タノール７.７g、イオン交換水４.９gを混合し、攪拌し
ながら、濃塩酸０.０６gを加えて、室温で２時間攪拌を
続けた。得られたシリカゾル水溶液にさらにイオン交換
水１５.４gとアセトニトリル３.９gを加えてフッ素系の
シリカゾル液とした。
メチルシラン１.０g、テトラエトキシシラン４.０g、エ
タノール７.７g、イオン交換水４.９gを混合し、攪拌し
ながら、濃塩酸０.０６gを加えて、室温で２時間攪拌を
続けた。得られたシリカゾル水溶液にさらにイオン交換
水１５.４gとアセトニトリル３.９gを加えてフッ素系の
シリカゾル液とした。
【００４１】［調製例３］ シリカゾルの調製 テトラエトキシシラン１３グラム、エタノール２０グラ
ム、水１３グラムをビーカーに入れ、攪拌させながら濃
塩酸０.１グラムを加えて３０℃２時間攪拌して加水分
解・脱水縮合させゾルを調製した。これにさらに水４３
グラム、アセトニトリル１０グラムを加えて浸漬用のシ
リカゾルとした。
ム、水１３グラムをビーカーに入れ、攪拌させながら濃
塩酸０.１グラムを加えて３０℃２時間攪拌して加水分
解・脱水縮合させゾルを調製した。これにさらに水４３
グラム、アセトニトリル１０グラムを加えて浸漬用のシ
リカゾルとした。
【００４２】［調製例４］ チタン含有ゾルの調製 テトラプロポキシチタン１０グラム、テトラエトキシシ
ラン３グラム、エタノール２０グラム、水１３グラムを
ビーカーに入れ、攪拌させながら濃塩酸０.１グラムを
加えて３０℃２時間攪拌して加水分解・脱水縮合させゾ
ルを調製した。これにさらに水４３グラム、アセトニト
リル１０グラムを加えて浸漬用のチタン含有ゾルとし
た。
ラン３グラム、エタノール２０グラム、水１３グラムを
ビーカーに入れ、攪拌させながら濃塩酸０.１グラムを
加えて３０℃２時間攪拌して加水分解・脱水縮合させゾ
ルを調製した。これにさらに水４３グラム、アセトニト
リル１０グラムを加えて浸漬用のチタン含有ゾルとし
た。
【００４３】［調製例５］ 銀粒子含有シリカゾルの調製 和光純薬製銀粉末(３２５メッシュ)１０グラム、テトラ
エトキシシラン１３グラム、エタノール２０グラム、水
１３グラム、濃塩酸０.１グラムをサンドミル用のベッ
セルに入れ、さらにジルコンビーズ５０グラムを加え、
毎分３０００回転、３０℃で６時間サンドミル分散を行
った。この分散ペースト５０グラムに対してさらに水４
０グラム、アセトニトリル１０グラムを加えて浸漬用の
銀微粒子含有シリカゾルとした。
エトキシシラン１３グラム、エタノール２０グラム、水
１３グラム、濃塩酸０.１グラムをサンドミル用のベッ
セルに入れ、さらにジルコンビーズ５０グラムを加え、
毎分３０００回転、３０℃で６時間サンドミル分散を行
った。この分散ペースト５０グラムに対してさらに水４
０グラム、アセトニトリル１０グラムを加えて浸漬用の
銀微粒子含有シリカゾルとした。
【００４４】この分散ペーストの粒子径を掘場製作所製
遠心沈降法粒径測定装置ＣＡＰＡ−７００を使って測定
したところ平均粒子径で１５０nmであった。
遠心沈降法粒径測定装置ＣＡＰＡ−７００を使って測定
したところ平均粒子径で１５０nmであった。
【００４５】［調製例６］ 有機ポリマー含有シリカゾルの調製 和光純薬製ポリエチレングリコール６０００(平均分子
量６０００)５グラム、テトラエトキシシラン１３グラ
ム、エタノール２０グラム、水１３グラムをビーカーに
入れ、攪拌させながら濃塩酸０.１グラムを加えて３０
℃２時間攪拌してゾルを調製した。これにさらに水３８
グラム、アセトニトリル１０グラムを加えて浸漬用のポ
リエチレングリコール含有シリカゾルとした。
量６０００)５グラム、テトラエトキシシラン１３グラ
ム、エタノール２０グラム、水１３グラムをビーカーに
入れ、攪拌させながら濃塩酸０.１グラムを加えて３０
℃２時間攪拌してゾルを調製した。これにさらに水３８
グラム、アセトニトリル１０グラムを加えて浸漬用のポ
リエチレングリコール含有シリカゾルとした。
【００４６】［調製例７］ 銀粒子含有シリカゾルの調製 和光純薬製銀粉末(３２５メッシュ)１０グラム、テトラ
エトキシシラン１３グラム、エタノール２０グラム、水
１３グラム、濃塩酸０.１グラムをサンドミル用のベッ
セルに入れ、さらにジルコンビーズ５０グラムを加え、
毎分３０００回転、３０℃で１時間サンドミル分散を行
った。この分散ペーストの粒子径を掘場製作所製遠心沈
降法粒径測定装置ＣＡＰＡ−７００を使って測定したと
ころ平均粒子径で７００nmであった。この分散ペースト
５０グラムに対してさらに水４０グラム、アセトニトリ
ル１０グラムを加えて浸漬用の銀粒子含有シリカゾルと
した。
エトキシシラン１３グラム、エタノール２０グラム、水
１３グラム、濃塩酸０.１グラムをサンドミル用のベッ
セルに入れ、さらにジルコンビーズ５０グラムを加え、
毎分３０００回転、３０℃で１時間サンドミル分散を行
った。この分散ペーストの粒子径を掘場製作所製遠心沈
降法粒径測定装置ＣＡＰＡ−７００を使って測定したと
ころ平均粒子径で７００nmであった。この分散ペースト
５０グラムに対してさらに水４０グラム、アセトニトリ
ル１０グラムを加えて浸漬用の銀粒子含有シリカゾルと
した。
【００４７】［実施例１］調製例１で得られたポリシラ
ンの１０％トルエン溶液を、縦５cm×横５cm×厚さ０.
１１cmのガラス基板にスピンコーター(ダイナパート社
製「ＰＲＳ−１４」)を用いて乾燥膜厚が２μmになるよう
に塗布した。得られた薄膜パターン形成用積層体上に石
英製フォトマスクを重ね、これに超高圧水銀灯平行露光
装置(日本電池社製ＣＬ−５０−２００Ａ)を用いて４Ｊ
／cm2の光量の紫外線に露光した。フォトマスクを除去
した後に、潜像が形成された積層体を調製例２のゾルに
５分間浸漬した。浸漬後、水洗を行い２００℃で３０分
間乾燥させることによりフッ素系のシリカゲルのパター
ン薄膜を得た。
ンの１０％トルエン溶液を、縦５cm×横５cm×厚さ０.
１１cmのガラス基板にスピンコーター(ダイナパート社
製「ＰＲＳ−１４」)を用いて乾燥膜厚が２μmになるよう
に塗布した。得られた薄膜パターン形成用積層体上に石
英製フォトマスクを重ね、これに超高圧水銀灯平行露光
装置(日本電池社製ＣＬ−５０−２００Ａ)を用いて４Ｊ
／cm2の光量の紫外線に露光した。フォトマスクを除去
した後に、潜像が形成された積層体を調製例２のゾルに
５分間浸漬した。浸漬後、水洗を行い２００℃で３０分
間乾燥させることによりフッ素系のシリカゲルのパター
ン薄膜を得た。
【００４８】このフッ素系シリカゲルの薄膜パターン部
分に対する表面接触角を共和界面化学社製ＣＡ−Ｚ型接
触角測定装置を用いて測定したところ９６°であった。
また、ポリシラン層の未露光部の接触角を測定したとこ
ろ９０°であった。さらに、この薄膜パターン形成積層
体に上記の装置を使って、紫外線を４Ｊ／cm2の光量で
照射し、１６０℃で３０分間乾燥させるとフッ素系ゲル
のパターン部分の接触角は、９８°になったが、ゲル薄
膜の固着していない部分は接触角がさらに低下し、８０
°になった。この薄膜パターン形成積層体にフレキソ印
刷用の水性インキ(東洋インキ製アクアＰＡＣ９２墨)を
塗布したところフッ素系ゲル薄膜が形成されたパターン
部分のインキは反発した。このように表面発水性の薄膜
のパターニングが可能である。
分に対する表面接触角を共和界面化学社製ＣＡ−Ｚ型接
触角測定装置を用いて測定したところ９６°であった。
また、ポリシラン層の未露光部の接触角を測定したとこ
ろ９０°であった。さらに、この薄膜パターン形成積層
体に上記の装置を使って、紫外線を４Ｊ／cm2の光量で
照射し、１６０℃で３０分間乾燥させるとフッ素系ゲル
のパターン部分の接触角は、９８°になったが、ゲル薄
膜の固着していない部分は接触角がさらに低下し、８０
°になった。この薄膜パターン形成積層体にフレキソ印
刷用の水性インキ(東洋インキ製アクアＰＡＣ９２墨)を
塗布したところフッ素系ゲル薄膜が形成されたパターン
部分のインキは反発した。このように表面発水性の薄膜
のパターニングが可能である。
【００４９】［実施例２］調製例１で得られたポリシラ
ンの１０％トルエン溶液を、縦５cm×横５cm×厚さ０.
１１cmのガラス基板にスピンコーター(ダイナパート社
製「ＰＲＳ−１４」)を用いて乾燥膜厚が２μmになるよう
に塗布した。得られた薄膜パターン形成用積層体上に石
英製フォトマスクを重ね、これに超高圧水銀灯平行露光
装置(日本電池社製ＣＬ−５０−２００Ａ)を用いて４Ｊ
／cm2の光量の紫外線に露光した。フォトマスクを除去
した後に、潜像が形成された積層体を調製例３のゾルに
５分間浸漬した。浸漬後、水洗を行い２００℃で３０分
間乾燥させることによりシリカゲルのパターン薄膜を得
た。
ンの１０％トルエン溶液を、縦５cm×横５cm×厚さ０.
１１cmのガラス基板にスピンコーター(ダイナパート社
製「ＰＲＳ−１４」)を用いて乾燥膜厚が２μmになるよう
に塗布した。得られた薄膜パターン形成用積層体上に石
英製フォトマスクを重ね、これに超高圧水銀灯平行露光
装置(日本電池社製ＣＬ−５０−２００Ａ)を用いて４Ｊ
／cm2の光量の紫外線に露光した。フォトマスクを除去
した後に、潜像が形成された積層体を調製例３のゾルに
５分間浸漬した。浸漬後、水洗を行い２００℃で３０分
間乾燥させることによりシリカゲルのパターン薄膜を得
た。
【００５０】さらに、この薄膜パターン形成積層体に上
記の装置を使って、紫外線を４Ｊ／cm2の光量で全面照
射し、２００℃で３０分間乾燥させるとシリカゲルのパ
ターン薄膜以外のポリシラン層は揮発分散し、ガラス基
板上にシリカゲルの薄膜の凹凸パターンが形成された。
さらにこれを６００℃で３０分間焼成することで完全な
酸化珪素のガラスに変化し、その凹凸のプロファイルを
日本真空製表面形状測定装置Ｄektak３ＳＴで測定する
と高さ０.５μmのプレグループが形成できていた。この
ようにスタンパー法やエッチング法を使わずにガラス表
面の微細凹凸加工が可能である。
記の装置を使って、紫外線を４Ｊ／cm2の光量で全面照
射し、２００℃で３０分間乾燥させるとシリカゲルのパ
ターン薄膜以外のポリシラン層は揮発分散し、ガラス基
板上にシリカゲルの薄膜の凹凸パターンが形成された。
さらにこれを６００℃で３０分間焼成することで完全な
酸化珪素のガラスに変化し、その凹凸のプロファイルを
日本真空製表面形状測定装置Ｄektak３ＳＴで測定する
と高さ０.５μmのプレグループが形成できていた。この
ようにスタンパー法やエッチング法を使わずにガラス表
面の微細凹凸加工が可能である。
【００５１】［実施例３］調製例１で得られたポリシラ
ンの１０％トルエン溶液を、縦５cm×横５cm×厚さ０.
１１cmのＩＴＯ導電膜付きガラス基板にスピンコーター
(ダイナパート社製「ＰＲＳ−１４」)を用いて乾燥膜厚が
１μmになるように塗布した。得られた薄膜パターン形
成用積層体上に石英製フォトマスクを重ね、これに超高
圧水銀灯平行露光装置(日本電池社製ＣＬ−５０−２０
０Ａ)を用いて２Ｊ／cm2の光量の紫外線に露光した。フ
ォトマスクを除去した後に、潜像が形成された積層体を
調製例３のゾルに５分間浸漬した。浸漬後、水洗を行い
２００℃で３０分間乾燥させることによりシリカゲルの
パターン薄膜を得た。
ンの１０％トルエン溶液を、縦５cm×横５cm×厚さ０.
１１cmのＩＴＯ導電膜付きガラス基板にスピンコーター
(ダイナパート社製「ＰＲＳ−１４」)を用いて乾燥膜厚が
１μmになるように塗布した。得られた薄膜パターン形
成用積層体上に石英製フォトマスクを重ね、これに超高
圧水銀灯平行露光装置(日本電池社製ＣＬ−５０−２０
０Ａ)を用いて２Ｊ／cm2の光量の紫外線に露光した。フ
ォトマスクを除去した後に、潜像が形成された積層体を
調製例３のゾルに５分間浸漬した。浸漬後、水洗を行い
２００℃で３０分間乾燥させることによりシリカゲルの
パターン薄膜を得た。
【００５２】さらに、この薄膜パターン形成積層体に上
記の装置を使って、紫外線を２Ｊ／cm2の光量で全面照
射し、２００℃で３０分間乾燥させるとシリカゲルのパ
ターン薄膜以外のポリシラン層は揮発分散し、ガラス基
板上にシリカゲルの薄膜の凹凸パターンが形成された。
さらにこれを６００℃で３０分焼成することで完全な酸
化珪素のガラスに変化し０.２μmの絶縁膜のパターンが
ＩＴＯ膜上に形成された。この絶縁膜の抵抗値を測定す
ると体積抵抗値で１０15Ω・cmの膜であった。このよう
に簡単な方法で透明電極上に透明な絶縁被膜のパターニ
ングが可能である。
記の装置を使って、紫外線を２Ｊ／cm2の光量で全面照
射し、２００℃で３０分間乾燥させるとシリカゲルのパ
ターン薄膜以外のポリシラン層は揮発分散し、ガラス基
板上にシリカゲルの薄膜の凹凸パターンが形成された。
さらにこれを６００℃で３０分焼成することで完全な酸
化珪素のガラスに変化し０.２μmの絶縁膜のパターンが
ＩＴＯ膜上に形成された。この絶縁膜の抵抗値を測定す
ると体積抵抗値で１０15Ω・cmの膜であった。このよう
に簡単な方法で透明電極上に透明な絶縁被膜のパターニ
ングが可能である。
【００５３】［実施例４］調製例１で得られたポリシラ
ンの１０％トルエン溶液を、縦５cm×横５cm×厚さ０.
１１cmの石英ガラス基板にスピンコーター(ダイナパー
ト社製「ＰＲＳ−１４」)を用いて乾燥膜厚が１μmになる
ように塗布した。得られた薄膜パターン形成用積層体上
に石英製フォトマスクを重ね、これに超高圧水銀灯平行
露光装置(日本電池社製ＣＬ−５０−２００Ａ)を用いて
２Ｊ／cm2の光量の紫外線に露光した。フォトマスクを
除去した後に、潜像が形成された積層体を調製例４のゾ
ルに５分間浸漬した。浸漬後、水洗を行い２００℃で３
０分間乾燥させることによりシリカ・チタニアゲルのパ
ターン薄膜を得た。
ンの１０％トルエン溶液を、縦５cm×横５cm×厚さ０.
１１cmの石英ガラス基板にスピンコーター(ダイナパー
ト社製「ＰＲＳ−１４」)を用いて乾燥膜厚が１μmになる
ように塗布した。得られた薄膜パターン形成用積層体上
に石英製フォトマスクを重ね、これに超高圧水銀灯平行
露光装置(日本電池社製ＣＬ−５０−２００Ａ)を用いて
２Ｊ／cm2の光量の紫外線に露光した。フォトマスクを
除去した後に、潜像が形成された積層体を調製例４のゾ
ルに５分間浸漬した。浸漬後、水洗を行い２００℃で３
０分間乾燥させることによりシリカ・チタニアゲルのパ
ターン薄膜を得た。
【００５４】さらに、この薄膜パターン形成積層体に上
記の装置を使って、紫外線を２Ｊ／cm2の光量で全面照
射し、２００℃で３０分間乾燥させるとシリカ・チタニ
アゲルのパターン薄膜以外のポリシラン層は揮発分解
し、ガラス基板上にシリカ・チタニアゲルの薄膜の凹凸
パターンが形成された。さらにこれを５００℃で３０分
焼成することで完全な酸化珪素・酸化チタンのガラスに
変化した。
記の装置を使って、紫外線を２Ｊ／cm2の光量で全面照
射し、２００℃で３０分間乾燥させるとシリカ・チタニ
アゲルのパターン薄膜以外のポリシラン層は揮発分解
し、ガラス基板上にシリカ・チタニアゲルの薄膜の凹凸
パターンが形成された。さらにこれを５００℃で３０分
焼成することで完全な酸化珪素・酸化チタンのガラスに
変化した。
【００５５】この酸化チタンのパターン部分のＵＶスペ
クトルを大塚電子製顕微分光光度計ＭＣＰＤ−１０００
を使って測定したところ紫外部の吸収が観測された。こ
のように簡単な方法で紫外線を遮断する被膜のパターニ
ングが可能である。
クトルを大塚電子製顕微分光光度計ＭＣＰＤ−１０００
を使って測定したところ紫外部の吸収が観測された。こ
のように簡単な方法で紫外線を遮断する被膜のパターニ
ングが可能である。
【００５６】［実施例５］調製例１で得られたポリシラ
ンの１５％トルエン溶液を、縦５cm×横５cm×厚さ０.
１１cmのガラス基板にスピンコーター(ダイナパート社
製「ＰＲＳ−１４」)を用いて乾燥膜厚が５μmになるよう
に塗布した。得られた薄膜形成用積層体上に石英製フォ
トマスクを重ね、これに超高圧水銀灯平行露光装置(日
本電池製ＣＬ−５０−２００Ａ)を用いて１０Ｊ／cm2の
光量の紫外線に露光した。フォトマスクを除去した後に
潜像が形成された積層体を調製例５のゾルに５分間浸漬
した。浸漬後、水洗を行い６００℃で３０分間焼成する
ことにより銀粒子を含む酸化珪素の導電性パターン薄膜
を得た。この導電性薄膜の抵抗値を測定すると体積抵抗
値で１０-2Ω・cmの膜であった。このように簡単な方法
で絶縁基板上に導電性薄膜のパターニングが可能であ
る。
ンの１５％トルエン溶液を、縦５cm×横５cm×厚さ０.
１１cmのガラス基板にスピンコーター(ダイナパート社
製「ＰＲＳ−１４」)を用いて乾燥膜厚が５μmになるよう
に塗布した。得られた薄膜形成用積層体上に石英製フォ
トマスクを重ね、これに超高圧水銀灯平行露光装置(日
本電池製ＣＬ−５０−２００Ａ)を用いて１０Ｊ／cm2の
光量の紫外線に露光した。フォトマスクを除去した後に
潜像が形成された積層体を調製例５のゾルに５分間浸漬
した。浸漬後、水洗を行い６００℃で３０分間焼成する
ことにより銀粒子を含む酸化珪素の導電性パターン薄膜
を得た。この導電性薄膜の抵抗値を測定すると体積抵抗
値で１０-2Ω・cmの膜であった。このように簡単な方法
で絶縁基板上に導電性薄膜のパターニングが可能であ
る。
【００５７】［比較例１］調製例１で得られたポリシラ
ンの１５％トルエン溶液を、縦５cm×横５cm×厚さ０.
１１cmのガラス基板にスピンコーター(ダイナパート社
製「ＰＲＳ−１４」)を用いて乾燥膜厚が５μmになるよう
に塗布した。得られた薄膜形成用積層体上に石英製フォ
トマスクを重ね、これに超高圧水銀灯平行露光装置(日
本電池製ＣＬ−５０−２００Ａ)を用いて１０Ｊ／cm2の
光量の紫外線に露光した。フォトマスクを除去した後に
潜像が形成された積層体を調製例７のゾルに５分間浸漬
した。浸漬後、水洗を行い６００℃で３０分間焼成した
が、銀粒子の固着が認められなかった。このように５０
０nmを超える粒子の固着はポリシラン層の紫外線照射部
への拡散ができないために不可能である。
ンの１５％トルエン溶液を、縦５cm×横５cm×厚さ０.
１１cmのガラス基板にスピンコーター(ダイナパート社
製「ＰＲＳ−１４」)を用いて乾燥膜厚が５μmになるよう
に塗布した。得られた薄膜形成用積層体上に石英製フォ
トマスクを重ね、これに超高圧水銀灯平行露光装置(日
本電池製ＣＬ−５０−２００Ａ)を用いて１０Ｊ／cm2の
光量の紫外線に露光した。フォトマスクを除去した後に
潜像が形成された積層体を調製例７のゾルに５分間浸漬
した。浸漬後、水洗を行い６００℃で３０分間焼成した
が、銀粒子の固着が認められなかった。このように５０
０nmを超える粒子の固着はポリシラン層の紫外線照射部
への拡散ができないために不可能である。
【００５８】［実施例６］調製例１で得られたポリシラ
ンの１５％トルエン溶液を、縦５cm×横５cm×厚さ０.
１１cmのガラス基板にスピンコーター(ダイナパート社
製「ＰＲＳ−１４」)を用いて乾燥膜厚が５μmになるよう
に塗布した。得られた薄膜形成用積層体上に石英製フォ
トマスクを重ね、これに超高圧水銀灯平行露光装置(日
本電池製ＣＬ−５０−２００Ａ)を用いて１０Ｊ／cm2の
光量の紫外線に露光したフォトマスクを除去した後に潜
像が形成された積層体を調製例６のゾルに５分間浸漬し
た。浸漬後、水洗を行い２００℃で３０分間乾燥するこ
とによりポリエチレングリコールを含むシリカゲルのパ
ターン薄膜を得た。このパターン薄膜をさらに６００℃
で１時間焼成することで有機物が完全に分解し微細な細
孔を有する多孔体が得られた。この多孔体の細孔分布を
窒素ガス法で計算すると約２０オングストローム径の細
孔を有する多孔体であった。このように簡単な方法で多
孔体薄膜のパターニングが可能である。
ンの１５％トルエン溶液を、縦５cm×横５cm×厚さ０.
１１cmのガラス基板にスピンコーター(ダイナパート社
製「ＰＲＳ−１４」)を用いて乾燥膜厚が５μmになるよう
に塗布した。得られた薄膜形成用積層体上に石英製フォ
トマスクを重ね、これに超高圧水銀灯平行露光装置(日
本電池製ＣＬ−５０−２００Ａ)を用いて１０Ｊ／cm2の
光量の紫外線に露光したフォトマスクを除去した後に潜
像が形成された積層体を調製例６のゾルに５分間浸漬し
た。浸漬後、水洗を行い２００℃で３０分間乾燥するこ
とによりポリエチレングリコールを含むシリカゲルのパ
ターン薄膜を得た。このパターン薄膜をさらに６００℃
で１時間焼成することで有機物が完全に分解し微細な細
孔を有する多孔体が得られた。この多孔体の細孔分布を
窒素ガス法で計算すると約２０オングストローム径の細
孔を有する多孔体であった。このように簡単な方法で多
孔体薄膜のパターニングが可能である。
【００５９】表１に実施例１〜６の薄膜パターンの機能
をまとめて示す。
をまとめて示す。
【００６０】
【表１】
【図１】 本発明による薄膜パターンを形成する工程の
一例を示す図。
一例を示す図。
１０１…基板、１０２…ポリシラン層、１０３…パター
ンマスク、１０４…紫外線。
ンマスク、１０４…紫外線。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−188215（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−273410（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G03F 7/075 G03F 7/38,7/36,7/30
Claims (5)
- 【請求項１】 a) 基材上に設けられた式 【化１】 (式中Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は置換もしくは無置換の
脂肪族炭化水素残基、脂環式炭化水素残基および芳香族
炭化水素残基からなる群からそれぞれ独立して選択され
る基であり、mおよびnは整数である。)で示される構造
のポリシランからなるポリシラン層を選択的に紫外線露
光して薄膜パターンの潜像を形成する工程と、 b) 薄膜パターンの潜像が形成された該ポリシラン層
を、金属酸化物ゾルに浸漬した後に乾燥する工程を包含
する薄膜パターンを形成する方法。 - 【請求項２】 金属酸化物ゾルそのものが機能性原子ま
たは機能性基を含む請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 金属酸化物ゾルが更に粒子状材料を含有
する請求項１記載の方法。 - 【請求項４】 金属酸化物ゾルが更にゾルに溶解する化
合物または高分子材料を含有する請求項１記載の方法。 - 【請求項５】 請求項１の薄膜パターン形成後に、ポリ
シラン層の紫外線露光部分以外を除去する工程を包含す
る方法。
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| KR20050040275A (ko) * | 2003-10-28 | 2005-05-03 | 삼성전자주식회사 | 절연막 형성용 조성물 및 이를 이용한 절연막 또는 절연막패턴의 형성방법 |
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| US11187363B2 (en) | 2019-09-13 | 2021-11-30 | Jeffrey Hartman | Cam lock fitting with vent and safety lock |
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1996
- 1996-07-05 US US08/675,839 patent/US5863679A/en not_active Expired - Fee Related
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