JP3330656B2 - 合成樹脂薄膜のパターン形成方法およびその形成装置 - Google Patents
合成樹脂薄膜のパターン形成方法およびその形成装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体素子または静電
チャックの絶縁膜，パッシベーション膜，ソフトエラー
膜，プラスチックコンデンサの誘電体などに用いられる
合成樹脂薄膜のパターン形成方法およびその形成装置に
関するものである。
チャックの絶縁膜，パッシベーション膜，ソフトエラー
膜，プラスチックコンデンサの誘電体などに用いられる
合成樹脂薄膜のパターン形成方法およびその形成装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、真空中において合成樹脂薄膜をパ
ターン形成する方法としては下記の３つの方法がある。
ターン形成する方法としては下記の３つの方法がある。
【０００３】第１の方法は、シルクスクリーン印刷やフ
ォトレジスト等により基体表面にネガ画像を形成し、そ
の上から必要とする合成樹脂薄膜を全面に形成してか
ら、有機溶剤などによりネガ画像形成材料だけを溶解さ
せて、不要な部分の合成樹脂薄膜を取り去ってパターン
を形成する「リフトオフ法」である。
ォトレジスト等により基体表面にネガ画像を形成し、そ
の上から必要とする合成樹脂薄膜を全面に形成してか
ら、有機溶剤などによりネガ画像形成材料だけを溶解さ
せて、不要な部分の合成樹脂薄膜を取り去ってパターン
を形成する「リフトオフ法」である。
【０００４】第２の方法は、基体表面に合成樹脂薄膜を
全面形成してから、シルクスクリーン印刷やフォトレジ
スト等によりポジ画像を形成し、その後、露出部の合成
樹脂薄膜をウェットエッチングやドライエッチングなど
により除去、そして有機溶剤などによりポジ画像形成材
料だけを溶解させて合成樹脂薄膜のパターンを得る「フ
ォトエッチング法」である。
全面形成してから、シルクスクリーン印刷やフォトレジ
スト等によりポジ画像を形成し、その後、露出部の合成
樹脂薄膜をウェットエッチングやドライエッチングなど
により除去、そして有機溶剤などによりポジ画像形成材
料だけを溶解させて合成樹脂薄膜のパターンを得る「フ
ォトエッチング法」である。
【０００５】第３の方法は、ネガパターン状のマスクと
密着させた基体を合成樹脂原料モノマーの蒸気に曝し
て、合成樹脂薄膜のパターンを得る「マスク法」であ
る。
密着させた基体を合成樹脂原料モノマーの蒸気に曝し
て、合成樹脂薄膜のパターンを得る「マスク法」であ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の真空中における合成樹脂薄膜のパターン形成方法に
おいて、第１の「リフトオフ法」の場合は鮮明なパター
ンが得られ難いことや基体表面に異物が残るなどの課題
を有していた。また第２の「フォトエッチング法」の場
合はパターン形成工程が複雑で多層膜の加工が難しいな
どの課題を有していた。また第３の「マスク法」の場合
はパターン形成工程が簡単でドライプロセスだけで行う
ことができ、また多層膜の加工が容易なことで他の第１
および第２の方法よりも優れているが、基体とマスクと
の間隔を最小にしないと鮮明なパターンが得られ難いこ
とや基体とマスクとを強く接触させると基体に傷が入る
などの課題を有していた。
来の真空中における合成樹脂薄膜のパターン形成方法に
おいて、第１の「リフトオフ法」の場合は鮮明なパター
ンが得られ難いことや基体表面に異物が残るなどの課題
を有していた。また第２の「フォトエッチング法」の場
合はパターン形成工程が複雑で多層膜の加工が難しいな
どの課題を有していた。また第３の「マスク法」の場合
はパターン形成工程が簡単でドライプロセスだけで行う
ことができ、また多層膜の加工が容易なことで他の第１
および第２の方法よりも優れているが、基体とマスクと
の間隔を最小にしないと鮮明なパターンが得られ難いこ
とや基体とマスクとを強く接触させると基体に傷が入る
などの課題を有していた。
【０００７】そこで、この第３の「マスク法」において
間隔を設けた複数のマスクを用いることが提案されてい
る。しかし、この方法ではパターンエッヂ外への薄膜形
成は低減されパターンエッヂが鮮明になるが、板厚の厚
いマスクを用いたときと同様にマスクの影によりパター
ンエッヂ内の膜厚が不均一となり、均一な膜厚で鮮明な
パターンの合成樹脂薄膜が得られないことが判明した。
間隔を設けた複数のマスクを用いることが提案されてい
る。しかし、この方法ではパターンエッヂ外への薄膜形
成は低減されパターンエッヂが鮮明になるが、板厚の厚
いマスクを用いたときと同様にマスクの影によりパター
ンエッヂ内の膜厚が不均一となり、均一な膜厚で鮮明な
パターンの合成樹脂薄膜が得られないことが判明した。
【０００８】本発明は上記従来の問題を解決するもの
で、基体表面に異物が残らず、パターン形成工程が簡単
で多層膜の加工が容易であり、また膜厚が均一でパター
ンの鮮明度が高い合成樹脂薄膜のパターン形成方法およ
びその形成装置を提供することを目的とする。
で、基体表面に異物が残らず、パターン形成工程が簡単
で多層膜の加工が容易であり、また膜厚が均一でパター
ンの鮮明度が高い合成樹脂薄膜のパターン形成方法およ
びその形成装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の合成樹脂薄膜のパターン形成方法は、真空中
で１種以上の合成樹脂原料モノマーを噴き出し口から基
体直前に設置されたマスクに向かって蒸発させ、前記マ
スクにより基体上に合成樹脂薄膜のパターンを形成する
方法において、断面からみて、前記マスクの両端と前記
噴き出し口とを結んだ２本の直線と前記マスクとにより
囲まれた領域の外に、冷却板を設置する構成を有してい
る。
に本発明の合成樹脂薄膜のパターン形成方法は、真空中
で１種以上の合成樹脂原料モノマーを噴き出し口から基
体直前に設置されたマスクに向かって蒸発させ、前記マ
スクにより基体上に合成樹脂薄膜のパターンを形成する
方法において、断面からみて、前記マスクの両端と前記
噴き出し口とを結んだ２本の直線と前記マスクとにより
囲まれた領域の外に、冷却板を設置する構成を有してい
る。
【００１０】
【作用】本発明者等が、真空中における合成樹脂薄膜の
パターン形成方法の一つであるマスク法において、何故
基体とマスクとの間隔を少なくしないと鮮明なパターン
が得られないかを種々検討したところ、下記の点が明確
になった。
パターン形成方法の一つであるマスク法において、何故
基体とマスクとの間隔を少なくしないと鮮明なパターン
が得られないかを種々検討したところ、下記の点が明確
になった。
【００１１】噴き出し口から蒸発した合成樹脂原料モノ
マーの内で直接基体へ到達するもの以外が、蒸発源から
の輻射熱などにより加熱された真空槽の内壁などへ付着
し、そして再蒸発するために大きな入射角で基体に到達
する。すなわち、大きな入射角で基体に到達したモノマ
ー成分が基体とマスクとの隙間から侵入して、パターン
の鮮明さが失われることが判明した。
マーの内で直接基体へ到達するもの以外が、蒸発源から
の輻射熱などにより加熱された真空槽の内壁などへ付着
し、そして再蒸発するために大きな入射角で基体に到達
する。すなわち、大きな入射角で基体に到達したモノマ
ー成分が基体とマスクとの隙間から侵入して、パターン
の鮮明さが失われることが判明した。
【００１２】そこで本発明の方法は、合成樹脂原料モノ
マーの噴き出し口とマスクとの間に冷却板を設置すれ
ば、噴き出し口から直接基体へ到達する合成樹脂原料モ
ノマー以外の蒸発成分はこの冷却板に補足されて大きな
入射角で基体に到達するモノマー成分が除去される。こ
の場合、この冷却板は合成樹脂原料モノマーの噴き出し
口とマスクとを直線で結んだ領域外に設置すれば、冷却
板の影によって膜厚が薄くなる部分が基体上に生じない
ことになる。
マーの噴き出し口とマスクとの間に冷却板を設置すれ
ば、噴き出し口から直接基体へ到達する合成樹脂原料モ
ノマー以外の蒸発成分はこの冷却板に補足されて大きな
入射角で基体に到達するモノマー成分が除去される。こ
の場合、この冷却板は合成樹脂原料モノマーの噴き出し
口とマスクとを直線で結んだ領域外に設置すれば、冷却
板の影によって膜厚が薄くなる部分が基体上に生じない
ことになる。
【００１３】
【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。
しながら説明する。
【００１４】図１は、本発明を実施するために使用する
合成樹脂薄膜の形成装置の概略断面図である。図１に示
すように、真空排気装置１に接続された真空槽２内に
は、合成樹脂薄膜を形成させるための基体３が、冷却機
能(図示せず)を有する基体ホルダー４によって下向きに
保持される。真空槽２の下部には合成樹脂原料モノマー
を噴き出すための噴き出し口５，６が設けられ、それら
に接続した蒸発源容器７，８はヒーター(図示せず)と熱
電対(図示せず)とによって、合成樹脂原料モノマーがそ
れぞれ所定温度に保たれるように制御される。噴き出し
口５，６の直後にはシャッター９が設けられ、その開閉
により基体３に形成される膜厚が調整される。また、基
体３の直前にはネガパターン状のマスク11が設けられ、
マスク11と噴き出し口５，６との間で、しかも両者を直
線で結んだ領域外には冷却機能(図示せず)を有する冷却
板10が設置されている。
合成樹脂薄膜の形成装置の概略断面図である。図１に示
すように、真空排気装置１に接続された真空槽２内に
は、合成樹脂薄膜を形成させるための基体３が、冷却機
能(図示せず)を有する基体ホルダー４によって下向きに
保持される。真空槽２の下部には合成樹脂原料モノマー
を噴き出すための噴き出し口５，６が設けられ、それら
に接続した蒸発源容器７，８はヒーター(図示せず)と熱
電対(図示せず)とによって、合成樹脂原料モノマーがそ
れぞれ所定温度に保たれるように制御される。噴き出し
口５，６の直後にはシャッター９が設けられ、その開閉
により基体３に形成される膜厚が調整される。また、基
体３の直前にはネガパターン状のマスク11が設けられ、
マスク11と噴き出し口５，６との間で、しかも両者を直
線で結んだ領域外には冷却機能(図示せず)を有する冷却
板10が設置されている。
【００１５】次に前記装置を用いた重付加反応による尿
素樹脂薄膜のパターン形成方法を説明する。
素樹脂薄膜のパターン形成方法を説明する。
【００１６】(実施例１)10cm角のガラス板である基体３
と板厚0.1mmのマスク11とを0.1mmの間隔で保持した、蒸
発源容器７にジアミンの１種である４，４′メチレン・
ジアニリン(以下、ＭＤＡと略す)200ｇを、蒸発源容器
８にジイソシアネートの１種である４，４′ジフェニル
・メタン・ジイソシアネート(以下、ＭＤＩと略す)250
ｇを充填し、真空槽２内の雰囲気ガスの全圧が１×10~3
Pa以下になるまで、真空排気装置１により排気する。な
お、基体３の中心点から噴き出し口５と６の中心までの
距離は20cmで、噴き出し口５および６の内径は２cm、噴
き出し口５と６の間隔は３cmである。
と板厚0.1mmのマスク11とを0.1mmの間隔で保持した、蒸
発源容器７にジアミンの１種である４，４′メチレン・
ジアニリン(以下、ＭＤＡと略す)200ｇを、蒸発源容器
８にジイソシアネートの１種である４，４′ジフェニル
・メタン・ジイソシアネート(以下、ＭＤＩと略す)250
ｇを充填し、真空槽２内の雰囲気ガスの全圧が１×10~3
Pa以下になるまで、真空排気装置１により排気する。な
お、基体３の中心点から噴き出し口５と６の中心までの
距離は20cmで、噴き出し口５および６の内径は２cm、噴
き出し口５と６の間隔は３cmである。
【００１７】次いで、蒸発源容器７，８のヒーターを制
御して、ＭＤＡを110±0.5℃に、ＭＤＩを85±0.5℃に
加熱した。この状態でシャッター９を120秒間開けて基
体３上に両原料モノマーの蒸気を差し向けて、厚さ１μ
mの尿素樹脂膜Ａ(合成樹脂薄膜)のパターンを得た。な
お、基体ホルダー４と冷却板10とは10℃に冷却した。
御して、ＭＤＡを110±0.5℃に、ＭＤＩを85±0.5℃に
加熱した。この状態でシャッター９を120秒間開けて基
体３上に両原料モノマーの蒸気を差し向けて、厚さ１μ
mの尿素樹脂膜Ａ(合成樹脂薄膜)のパターンを得た。な
お、基体ホルダー４と冷却板10とは10℃に冷却した。
【００１８】(比較例１)図２は、上記実施例と比較する
ために使用する合成樹脂薄膜の形成装置の概略断面図
で、図１の冷却板10を省略している。図２の装置を用い
た以外は実施例１と全く同様にして、尿素樹脂膜Ｂ(合
成樹脂薄膜)のパターンを得た。
ために使用する合成樹脂薄膜の形成装置の概略断面図
で、図１の冷却板10を省略している。図２の装置を用い
た以外は実施例１と全く同様にして、尿素樹脂膜Ｂ(合
成樹脂薄膜)のパターンを得た。
【００１９】(比較例２)図３は、上記実施例と比較する
ために使用する合成樹脂薄膜の形成装置の概略断面図
で、図１の冷却板10の配置をマスク11と噴き出し口５，
６とを直線で結んだ領域内に変更した。図３の装置を用
いた以外は実施例１と全く同様にして、尿素樹脂膜Ｃ
(合成樹脂薄膜)のパターンを得た。
ために使用する合成樹脂薄膜の形成装置の概略断面図
で、図１の冷却板10の配置をマスク11と噴き出し口５，
６とを直線で結んだ領域内に変更した。図３の装置を用
いた以外は実施例１と全く同様にして、尿素樹脂膜Ｃ
(合成樹脂薄膜)のパターンを得た。
【００２０】本実施例で得られた尿素樹脂膜Ａのパター
ンエッヂ部の膜厚分布を図４(A)に、比較例１で得られ
た尿素樹脂膜Ｂのパターンエッヂ部の膜厚分布を図４
(B)にそれぞれ示している。但し、膜厚は得られた合成
樹脂薄膜の最大膜厚を１とした相対値で示している。こ
の図４(A)，(B)から明らかなように、比較例１において
はパターンエッヂの鮮明度が劣っているが、本実施例の
合成樹脂薄膜のパターン形成方法では鮮明なパターンが
得られる。また図３から明らかなように、比較例２で得
られた尿素樹脂膜Ｃは基体３中央では鮮明なパターンが
得られるものの、基体３周辺部では冷却板10の影に入る
ために所定の合成樹脂薄膜が得られなかった。
ンエッヂ部の膜厚分布を図４(A)に、比較例１で得られ
た尿素樹脂膜Ｂのパターンエッヂ部の膜厚分布を図４
(B)にそれぞれ示している。但し、膜厚は得られた合成
樹脂薄膜の最大膜厚を１とした相対値で示している。こ
の図４(A)，(B)から明らかなように、比較例１において
はパターンエッヂの鮮明度が劣っているが、本実施例の
合成樹脂薄膜のパターン形成方法では鮮明なパターンが
得られる。また図３から明らかなように、比較例２で得
られた尿素樹脂膜Ｃは基体３中央では鮮明なパターンが
得られるものの、基体３周辺部では冷却板10の影に入る
ために所定の合成樹脂薄膜が得られなかった。
【００２１】以上説明したように本実施例によれば、マ
スクと噴き出し口との間でしかもマスクと噴き出し口と
を直線で結んだ領域外に冷却板を設置することにより、
膜厚が均一でパターンの鮮明度が高い合成樹脂薄膜を形
成することができる。つまり、金属の真空蒸着と異なり
有機物である合成樹脂原料モノマーは一度付着してもそ
の場の温度が高いと再度蒸発するので、鮮明度の高い合
成樹脂薄膜パターンを得るには蒸発源以外からの再蒸発
成分を冷却板によるトラップで取り除く必要がある。
スクと噴き出し口との間でしかもマスクと噴き出し口と
を直線で結んだ領域外に冷却板を設置することにより、
膜厚が均一でパターンの鮮明度が高い合成樹脂薄膜を形
成することができる。つまり、金属の真空蒸着と異なり
有機物である合成樹脂原料モノマーは一度付着してもそ
の場の温度が高いと再度蒸発するので、鮮明度の高い合
成樹脂薄膜パターンを得るには蒸発源以外からの再蒸発
成分を冷却板によるトラップで取り除く必要がある。
【００２２】なお、実施例ではジアミンとジイソシアネ
ートを用いて合成樹脂として尿素樹脂を形成する場合を
示したが、合成樹脂を前記ジアミンと３，３′−４，
４′ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物(ＢＴＤ
Ａ)のような酸二無水物とを用いてポリイミド樹脂とし
てもよいことは言うまでもない。
ートを用いて合成樹脂として尿素樹脂を形成する場合を
示したが、合成樹脂を前記ジアミンと３，３′−４，
４′ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物(ＢＴＤ
Ａ)のような酸二無水物とを用いてポリイミド樹脂とし
てもよいことは言うまでもない。
【００２３】また、図１の断面図では不明瞭であるが、
冷却板の形状は円筒状や角筒状などが選べることは言う
までもない。
冷却板の形状は円筒状や角筒状などが選べることは言う
までもない。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の合成樹脂
薄膜のパターン形成方法およびその形成装置を用いるこ
とにより、基体表面に異物が残らず、パターン形成工程
が簡単で多層膜の加工が容易であり、また膜厚が均一で
パターンの鮮明度が高い合成樹脂薄膜を得ることができ
る。
薄膜のパターン形成方法およびその形成装置を用いるこ
とにより、基体表面に異物が残らず、パターン形成工程
が簡単で多層膜の加工が容易であり、また膜厚が均一で
パターンの鮮明度が高い合成樹脂薄膜を得ることができ
る。
【図１】本発明の一実施例における合成樹脂薄膜のパタ
ーン形成方法を実施するために使用する装置の概略断面
図である。
ーン形成方法を実施するために使用する装置の概略断面
図である。
【図２】本発明の一比較例における合成樹脂薄膜のパタ
ーン形成方法を実施するために使用する装置の概略断面
図である。
ーン形成方法を実施するために使用する装置の概略断面
図である。
【図３】本発明の一比較例における合成樹脂薄膜のパタ
ーン形成方法を実施するために使用する装置の概略断面
図である。
ーン形成方法を実施するために使用する装置の概略断面
図である。
【図４】本発明の実施例(A)および比較例(B)の合成樹脂
薄膜のパターンエッヂの膜厚分布図である。
薄膜のパターンエッヂの膜厚分布図である。
１…真空排気装置、 ２…真空槽、 ３…基体、 ４…
基体ホルダー、 ５，６…噴き出し口、 ７，８…蒸発
源容器、 ９…シャッター、 10…冷却板、 11…マス
ク。
基体ホルダー、 ５，６…噴き出し口、 ７，８…蒸発
源容器、 ９…シャッター、 10…冷却板、 11…マス
ク。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 23/31 Ｈ０１Ｌ 23/30 Ｄ Ｈ０５Ｋ 3/14 (72)発明者 高橋 善和 神奈川県茅ヶ崎市萩園2500番地 日本真 空技術株式会社内 審査官 瀬良 聡機 (56)参考文献 特開 平４−110461（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−41368（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−341559（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−180553（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−166961（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C23C 14/00 - 14/58 H01L 23/29 H01L 23/31 H05K 3/14
Claims (4)
- 【請求項１】 真空中で１種以上の合成樹脂原料モノマ
ーを噴き出し口から基体直前に設置されたマスクに向か
って蒸発させ、前記マスクにより基体上に合成樹脂薄膜
のパターンを形成する方法において、断面からみて、前記マスクの両端と前記 噴き出し口とを
結んだ２本の直線と前記マスクとにより囲まれた領域の
外に冷却板を設置したことを特徴とする合成樹脂薄膜の
パターン形成方法。 - 【請求項２】 前記合成樹脂原料モノマーがジイソシア
ネートとジアミンであることを特徴とする請求項１に記
載の合成樹脂薄膜のパターン形成方法。 - 【請求項３】 前記合成樹脂原料モノマーがジアミンと
酸二無水物であることを特徴とする請求項１に記載の合
成樹脂薄膜のパターン形成方法。 - 【請求項４】 噴き出し口から合成樹脂原料モノマーを
蒸発させる蒸発源容器と、 前記噴き出し口と対向している基体ホルダーに保持され
た基体と、 前記基体直前に設置されたマスクと、 断面からみて、前記マスクの両端と前記噴き出し口とを
結んだ２本の直線と前記マスクとにより囲まれた領域の
外に設置された冷却板とを真空槽内部に有する ことを特
徴とする合成樹脂薄膜形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33295492A JP3330656B2 (ja) | 1992-12-14 | 1992-12-14 | 合成樹脂薄膜のパターン形成方法およびその形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33295492A JP3330656B2 (ja) | 1992-12-14 | 1992-12-14 | 合成樹脂薄膜のパターン形成方法およびその形成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06179958A JPH06179958A (ja) | 1994-06-28 |
| JP3330656B2 true JP3330656B2 (ja) | 2002-09-30 |
Family
ID=18260675
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33295492A Expired - Lifetime JP3330656B2 (ja) | 1992-12-14 | 1992-12-14 | 合成樹脂薄膜のパターン形成方法およびその形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3330656B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5634522B2 (ja) * | 2010-09-22 | 2014-12-03 | 株式会社アルバック | 真空処理装置及び有機薄膜形成方法 |
| WO2012053532A1 (ja) * | 2010-10-20 | 2012-04-26 | 株式会社アルバック | 有機膜形成装置及び有機膜形成方法 |
-
1992
- 1992-12-14 JP JP33295492A patent/JP3330656B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06179958A (ja) | 1994-06-28 |
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Legal Events
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