JP4815199B2 - コーティング用組成物を用いたアルミニウム膜の形成方法およびアルミニウム膜 - Google Patents
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Description
従来、アルミニウム配線や電極を形成するには、まず高真空下における蒸着法やスパッタ法により基板全面にアルミニウム膜を形成した後、該アルミニウム膜の上にフォトリソグラフィーによってパターン状レジスト膜を形成し、次いでエッチング法によってアルミニウム膜のパターニングを行い、その後不要のレジスト膜を除去する方法が一般的に採用されていた。しかし、このような方法では真空プロセスを用いるため生産性が低いのみならず、大型基板への対応が困難であり、また、形成されるアルミニウム膜のパターンの自由度が低い等の問題があった。
この方法によると、高価な装置を要しない利点はあるが、前駆体が空気又は水分と接触すると不安定であることから、酸素濃度及び水分濃度共に50ppm以下に厳しく制御された不活性雰囲気下の取り扱いを要するというハンドリング上の問題があった。
(A)アミン化合物とAlH3との錯体および(B)大気圧下での沸点が(A)の分解温度より高く、23℃で液体であり且つ前記錯体(A)と反応しない媒体を含有するコーティング用組成物であって、前記(B)媒体がジフェニルエーテル、ドデシルベンゼンおよび流動パラフィンよりなる群から選ばれる少なくとも1種である前記コーティング用組成物を基体上に塗布する工程、
形成された塗膜を熱処理および/または光照射してアルミニウム膜に変換する工程および、
次いで、形成されたアルミニウム膜から該膜上に残存している前記媒体(B)を除去する工程からなることを特徴とする、アルミニウム膜の形成方法によって達成される。
本発明の方法に使用される水素化アルミニウムとアミン化合物との錯体(以下、「アラン・アミン錯体」と称することもある)は、J.K.Ruffら、J.Amer.Chem.Soc.,82巻,2141ページ,1960年、G.W.Fraserら、J.Chem.Soc.,3742ページ,1963年、J.L.Atwoodら、J.Amer.Chem.Soc.,113巻,8183ページ,1991年等の方法に準じて合成できる。
R1R2R3N ・・・(1)
(ここで、R1、R2、R3は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜12のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、環式アルキル基又はアリール基である。)
式(1)中R1、R2及びR3の具体例としては、水素、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基の如きアルキル基;メタアリル基の如きアルケニル基;フェニルエチニル基の如きアルキニル基;シクロプロピル基の如き環式アルキル基;フェニル基、ベンジル基の如きアリール基を有する基などを好適なものとして挙げることができる。またこれらアルキル基、アルケニル基、アルキニル基は直鎖状でもよく、環状でもよく、また分岐していてもよい。
本発明に使用される(B)媒体は、ジフェニルエーテル、ドデシルベンゼン、流動パラフィンである。
これらのうち、特に流動パラフィンが好ましい。これらの(B)媒体は、単独でも、あるいは2種以上の混合物としても使用することができる。
アラン・アミン錯体は、(B)媒体に溶解あるいは懸濁して用いられる。
アラン・アミン錯体の濃度は、好ましくは0.1〜50重量%である。濃度は所望の膜厚に応じて適宜調整することができる。
チタン原子を含む有機金属化合物としては、例えばチタニウムアルコキシド、アミノ基を含有するチタニウム化合物、β−ジケトンとのチタニウム錯体、シクロペンタジエニル基を含有するチタニウム化合物、ハロゲン基を含有するチタニウム化合物等を挙げることができる。
Pd原子を含む有機金属化合物としては、例えばハロゲン基を有するパラジウム錯体、アセテート類、β−ジケトンとのパラジウム錯体、共役カルボニル基を有する化合物とのパラジウム錯体、ホスフイン系Pd錯体、アルミニウムアルキレート、β−ジケトンとのアルミニウム錯体等を挙げることができる。
また、アルミニウム原子を含む有機金属化合物としては、アラン・アミン錯体を除いて、例えばアルミニウムアルコキシド、アルミニウムアルキレート、β−ジケトンとのアルミニウム錯体等を挙げることができる。
かかる有機金属化合物としては、下地膜について上記した有機金属化合物と同じ化合物を好ましく使用することができる。
洗浄に用いられる溶剤は、高沸点媒体(B)を十分に溶かしうる溶剤が用いられる。例えばヘキサン、ペプタン等の脂肪族類、シクロヘキサン、シクロオクタン等の脂環族類、トルエン、キシレン等の芳香族類、メタノール、エタノール等のアルコール類、アセトン、シクロヘキサノン等のケトン類、ジブチルエーテル、ジヘキシルエーテル等のエーテル類などが挙げられる。これらのうち、ヘキサン、トルエン、メタノール、エタノール、アセトン、シクロヘキサン等が好適に用いられる。
これらは単独で、あるいは2種類以上を混合して用いることもできる。
アルミニウム膜基板は、上記工程の後、更に熱処理を行うのが好ましい。熱処理することにより膜密度が向上し、より電気的特性を向上することが出来る。
熱処理について、その温度は、100℃以上とするのが好ましく、150℃〜500℃とするのがさらに好ましい。加熱時間は30秒から120分程度で十分である。
以下の実施例で採用したアラン・アミン錯体は次のようにして合成した。
ガラス基板をチタニウムビス(エチルアセトアセテート)ジイソプロポキシドの1%トルエン溶液に1時間浸漬した後100℃で30分間および300℃で30分間乾燥させ親水性基板を作製した。このガラス基板上へ、酸素濃度が0.1%の酸素・窒素雰囲気中でアラン・アミン錯体10gを90gの流動パラフィンに懸濁した液を500rpmでスピンコートを行ない、直ちに100℃で5分間熱処理を行ないアルミニウム膜を形成した。
このアルミニウム膜を酸素濃度が0.1%の酸素・窒素雰囲気中でさらに250℃で30分間加熱して目的とするアルミニウム膜を得た。
この基板上の膜の膜厚をαstep(Tenchor社製)で測定したところ500nmであった。この膜のESCAを測定した所、73.5eVにAl2pのアルミニウムに帰属されるピークが観察された。また、この膜の導電性を調べた所、4.2μΩ・cmの抵抗値を示す導電性を有する膜であることがわかった。
実施例1で用いたと同じ親水性処理したガラス基板を用い、実施例1の流動パラフィンの替わりにドデシルベンゼンを用いた以外は実施例1と同様にして焼成膜を作成した。この基板上のアルミニウム膜の膜厚をαstep(Tenchor社製)で測定したところ500nmであった。また、この膜の導電性を調べた所、4.5μΩ・cmの抵抗値を示す導電性を有する膜であることがわかった。
実施例1で用いたと同じ親水性処理したガラス基板を用い、実施例1の操作雰囲気を1%の酸素・窒素雰囲気中に替えた以外は実施例1と同様にして焼成膜を作成した。この基板上のアルミニウム膜の膜厚をαstep(Tenchor社製)で測定したところ500nmであった。また、この膜の導電性を調べた所、6.5μΩ・cmの抵抗値を示す導電性を有する膜であることがわかった。
実施例1で用いたと同じ親水性処理したガラス基板を用い、実施例1の流動パラフィンの替わりにメチルアニソールを用いた以外は実施例1と同様にスピンコート塗布をしたが、塗布中に白煙を生じながらアミン・アラン錯体が激しく分解し、ガラス基板には酸素と反応した多量の酸化アルミニウムの粉末が生じ、成膜することが出来なかった。
Claims (4)
- (A)アミン化合物とAlH3との錯体および(B)大気圧下での沸点が(A)の分解温度より高く、23℃で液体であり且つ前記錯体(A)と反応しない媒体を含有するコーティング用組成物であって、前記(B)媒体がジフェニルエーテル、ドデシルベンゼンおよび流動パラフィンよりなる群から選ばれる少なくとも1種である前記コーティング用組成物を基体上に塗布する工程、
形成された塗膜を熱処理および/または光照射してアルミニウム膜に変換する工程および、
次いで、形成されたアルミニウム膜から該膜上に残存している前記媒体(B)を除去する工程からなることを特徴とする、アルミニウム膜の形成方法。 - 前記媒体(B)の大気圧下での沸点が300℃より高い請求項1に記載のアルミニウム膜の形成方法。
- 基体が、表面にチタン、パラジウムおよびアルミニウムよりなる群から選ばれる少なくとも一種の金属原子を有する有機金属化合物の塗膜を有するものである請求項1または2に記載のアルミニウム膜の形成方法。
- 請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法により形成されたアルミニウム膜。
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