JP5757740B2 - 成膜方法 - Google Patents
成膜方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5757740B2 JP5757740B2 JP2011002468A JP2011002468A JP5757740B2 JP 5757740 B2 JP5757740 B2 JP 5757740B2 JP 2011002468 A JP2011002468 A JP 2011002468A JP 2011002468 A JP2011002468 A JP 2011002468A JP 5757740 B2 JP5757740 B2 JP 5757740B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- oxide
- raw material
- metal
- polymer
- film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/54—Improvements relating to the production of bulk chemicals using solvents, e.g. supercritical solvents or ionic liquids
Landscapes
- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
Description
また、ポリマー材料の表面改質方法として、例えば下記特許文献1に記載の技術が提案されている。この技術とは、超臨界CO2中に酸化物材料を溶解させ、その溶解させた原料をポリマー表面近傍の内部に浸透させて、図7に示す様に、表面近傍をポリマーと酸化物とのコンポジット層に変化させて、表面を改質するものである。
なお、酸化剤及び酸化物用原料の組み合わせとしては各種考えられるが、ポリマーに影響を与えない反応温度(例えば200℃以下の反応温度)で酸化物を生成できる(後述する)様な物質を採用すればよい。
更に、超臨界流体としては、例えばCO2、エタノール、Ar等を用いることができる。
なお、構造体の流路としては、内径が100μm以下のマイクロ流路が挙げられる。つまり、本発明では、流路が細いマイクロ流路の内側表面に容易に成膜することができる。
ここでは、好適な酸化剤を例示している。なお、O3以外の他の例としては、例えばO2やBTI([Bis(trifluoroacetoxy)iodo]benzene, 化学式:C10H5F6IO4)が挙げられる。
ここでは、好適な酸化物用原料を例示している。なお、Siを含む原料としては、TEOS(Si(OC2H5)4)、Si(OCH3)4などが挙げられる。また、Tiを含む原料としては、Ti(O・i−Pr)2(dpm)2(化学式:C28H52O6Ti)、Ti(O・i−Pr)4(化学式:C12H28O4Ti)などが挙げられる。
ここでは、好適な酸化物層を例示している。なお、これ以外の他の酸化物としては、アルミ酸化物(Al2O3)、ハフニウム酸化物(HfO2)、タンタル酸化物(Ta2O5)、チタン酸ストロンチウム(SrTiO3)が挙げられる。
更に、超臨界流体としては、酸化剤の機能を有する例えばCO2等を用いることができる。
なお、構造体の流路としては、内径が100μm以下のマイクロ流路が挙げられる。つまり、本発明では、流路が細いマイクロ流路の内側表面に容易に成膜することができる。
(7)請求項7の発明では、前記還元剤は、H2であることを特徴とする。
(8)請求項8の発明では、前記酸化物用原料は、Mnを含む原料であることを特徴とする。
また、Mnの金属元素以外の他の金属元素の例としては、例えばSi等を用いることができ、その場合の金属元素を含む原料としては、TEOS(Si(OC2H5)4)が挙げられる。
ここでは、好適な金属用原料を例示している。なお、Cuを含む原料としては、Cu(tmhd)2(化学式:C22H40CuO4)、Cu(acac)2、Cu(hfac)2などが挙げられる。
ここでは、好適なコンポジット層を例示している。なお、このMnOxとCuとの組み合わせ以外に、例えばSiO2とCuからなるコンポジット層が挙げられる。
ここでは、流路の構成を例示している。
本実施例の成膜方法は、図2に示す様に、構造体1内に形成されたマイクロ流路3の内壁の表面に、超臨界成膜の技術を用いて、薄膜の酸化物層5を形成するためのものである。
第3管路29は、シリンジポンプ27からチャンバー31に混合ガスを供給するための管路であり、その管路には、逆止弁49と手動弁51、53とを備えている。
第4管路33は、チャンバー31内のガスを排出するための管路であり、その管路には、上流側より、手動弁55と、チャンバー31内の圧力を所定の圧力に調整するための自動圧力調整弁57とを備えている。
b)次に、前記成膜装置21を用いて行われる成膜方法について説明する。
<マイクロ流路形成工程>
ここでは、マイクロ流路3の内壁に成膜する方法を例に挙げて説明するので、まず、マイクロ流路3の形成方法について、図4に基づいて説明する。
そして、このSU−8膜71に対して、前記底部流路11の形状となる様にフォトリソパターニングを行う。
(3)次に、図4(c)に示す様に、PDMS膜9を(SU−8膜71を備えた)Si基板7から分離するとともに、Si基板7からSU−8膜71を除去する。
(4)次に、図4(d)に示す様に、Si基板7とPDMS膜9との当接部分であるPDMS膜9のSi基板側端面とSi基板7のPDMS膜側端面とに、O2プラズマを照射して活性し、所定温度(例えば75℃)に加熱して、PDMS膜9をSi基板7にボンディング(接合)する。
<成膜工程>
次に、前記マイクロ流路3の内壁に成膜する成膜方法について、前記図3に基づいて説明する。
(3)次に、手動弁39を開いて、25℃の3体積%(O2中の濃度)のO3を1MPaにてシリンジポンプ27に供給し(流量1ml/min)、その後、25℃のCO2をシリンジポンプ27内が10Mpaになるまで供給し(流量10ml/min)、手動バルブ41、51を閉じる。
具体的には、酸化物用原料としては、TEOS(Si(OC2H5)4)(液体)を原料の溶液として準備した。
なお、装置全体の温度は50℃、構造体温度は200℃に保ち、圧力は、自動圧力調整弁57により10MPaに保持した。
c)この様に、本実施例では、超臨界流体に酸化剤のオゾンガスと酸化物用原料のTEOSとを供給し、構造体1及びその周囲を200℃の温度で加熱することによって、酸化物であるSiO2を生成させ、このSiO2によって構造体1のマイクロ流路3の内壁全面(従ってポリマーであるPDMS膜9の表面等)に酸化物層5であるSiO2層を形成する。
a)まず、本実施例の成膜方法を実施するための成膜装置について説明する。
本実施例の成膜装置は、超臨界成膜の技術を用いて、図5(a)に示す様に、前記実施例1と同様な(Si基板及びPDMS膜からなる)構造体71内に形成されたマイクロ流路73の内壁の表面に、薄膜のコンポジット層75を形成するとともに、コンポジット層75の表面に薄膜の金属層77を形成するものである。
第3管路99は、シリンジポンプ97からチャンバー101に混合ガスを供給するための管路であり、その管路には、逆止弁121と手動弁123、125とを備えている。
第4管路103は、チャンバー101内のガスを排出するための管路であり、その管路には、上流側より、手動弁127と、チャンバー101内の圧力を所定の圧力に調整するための自動圧力調整弁129とを備えている。
b)次に、前記成膜装置91を用いて行われる成膜方法について、前記図6に基づいて説明する。
また、自動圧力調整弁129により、装置全体の圧力を15MPaに保つ。
具体的には、金属用原料としては、原料のCu(tmhd)2(化学式:C22H40CuO4)780mgを、溶媒のアセトン100mlの割合で溶かしたものを原料の溶液として準備した。
(5)そして、混合流体と、金属用原料と、酸化物用原料とを、チャンバー101内に5分に渡り供給した。
具体的には、混合流体は1.25ml/minの一定流量で供給した。また、金属用原料は0.7ml/minで一定流量とし、酸化物用原料も0.7ml/minで一定流量とした。
ここで、コンポジット層75の形成過程を詳細に説明する。
具体的には、混合流体は1.25ml/minの一定流量で供給した。また、金属用原料は、0.7ml/minの一定の流量で供給した。
なお、超臨界状態の二酸化炭素ガス中に供給された金属用原料であるCu(tmhd)2は、還元剤である水素ガスによって還元されて、金属層77を構成する金属(Cu)として析出する。
(1)例えば、前記実施例1、2では、酸化物層を構成する酸化物としてSiO2を例に挙げたが、TiO2からなる酸化物層を形成してもよい。この場合には、酸化物用原料として、2−プロパノール(化学式:C3H8O)100mlに、Ti(O・i−Pr)2(dpm)2を1gの割合で混合した材料を使用すれば良い。なお、その他の製造条件は、前記実施例1、2と同様である。
(4)また、銅以外の他の金属としては、ニッケル(Ni)、ルテニウム(Ru)を採用できる。
(5)前記実施例2では、コンポジット層の上に金属層を形成する例を挙げたが、金属層を形成しなくてもよい。
この場合は、コンポジット層中の第1金属用の金属用材料を供給する構成に加えて、金属層中の第2金属用の金属用材料を供給する構成を加える。そして、コンポジット層を形成した後に、酸化物材料の供給を停止するとともに、コンポジット層を形成する第1金属の金属用材料の供給を停止し、金属層を形成する第2金属の金属用材料の供給を開始する。
3、73…マイクロ流路
5、79…酸化物層
21、91…成膜装置
27、97…シリンジポンプ
31、101…チャンバー
59、131、139…容器
77…金属層
75…コンポジット層
81…銅粒子
Claims (11)
- ポリマーからなる表面を有する構造体に対し、超臨界成膜によって、前記ポリマーの表面に膜を形成する成膜方法において、
前記構造体は、流体を導入する又は排出する少なくとも1つの出入り口を有する流路が構造体内に形成された流路構造を備えるとともに、前記流路を構成する構造体のうち少なくとも前記出入り口を構成する部分が前記ポリマーで形成されており、
超臨界流体に、酸化剤と該酸化剤によって酸化物が生成する酸化物用原料とを供給し、前記酸化物が生成する温度で加熱することにより、前記構造体のポリマーの表面に前記酸化物からなる酸化物層を形成することを特徴とする成膜方法。 - 前記酸化剤は、O3であることを特徴とする請求項1に記載の成膜方法。
- 前記酸化物用原料は、Si又はTiを含む原料であることを特徴とする請求項1又は2に記載の成膜方法。
- 前記酸化物層は、SiO2又はTiO2であることを特徴とする請求項3に記載の成膜方法。
- ポリマーからなる表面を有する構造体に対し、超臨界成膜によって、前記ポリマーの表面に膜を形成する成膜方法において、
前記構造体は、流体を導入する又は排出する少なくとも1つの出入り口を有する流路が構造体内に形成された流路構造を備えるとともに、前記流路を構成する構造体のうち少なくとも前記出入り口を構成する部分が前記ポリマーで形成されており、
前記超臨界流体として、酸化剤の機能を有する流体を用い、
前記超臨界流体に、前記酸化剤の機能によって酸化物が生成する酸化物用原料を供給するとともに、還元剤と該還元剤によって金属が生成する金属用原料とを供給し、前記酸化物及び前記金属が生成する温度で加熱することにより、前記酸化物の中に前記金属が存在するコンポジット層を形成することを特徴とする成膜方法。 - 前記コンポジット層の形成後に、前記酸化物用原料の供給を停止して、前記還元剤と前記金属用原料との供給を行うことにより、前記コンポジット層の表面に前記金属からなる金属層を形成することを特徴とする請求項5に記載の成膜方法。
- 前記還元剤は、H2であることを特徴とする請求項5又は6に記載の成膜方法。
- 前記酸化物用原料は、Mnを含む原料であることを特徴とする請求項5〜7のいずれか1項に記載の成膜方法。
- 前記金属用原料は、Cuを含む原料であることを特徴とする請求項5〜8のいずれか1項に記載の成膜方法。
- 前記コンポジット層は、前記酸化物であるMnOxと前記金属であるCuとから構成されていることを特徴とする請求項8又は9に記載の成膜方法。
- 前記流路のアスペクト比が10以上であることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の成膜方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011002468A JP5757740B2 (ja) | 2011-01-07 | 2011-01-07 | 成膜方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011002468A JP5757740B2 (ja) | 2011-01-07 | 2011-01-07 | 成膜方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012144387A JP2012144387A (ja) | 2012-08-02 |
JP5757740B2 true JP5757740B2 (ja) | 2015-07-29 |
Family
ID=46788377
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011002468A Expired - Fee Related JP5757740B2 (ja) | 2011-01-07 | 2011-01-07 | 成膜方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5757740B2 (ja) |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ES2202591T3 (es) * | 1997-08-20 | 2004-04-01 | Idaho Research Foundation, Inc. | Metodo para disociar metales o para disociar compuestos metalicos. |
WO2001032951A2 (en) * | 1999-11-02 | 2001-05-10 | University Of Massachusetts | Chemical fluid deposition for the formation of metal and metal alloy films on patterned and unpatterned substrates |
JP2005238139A (ja) * | 2004-02-27 | 2005-09-08 | Mitsubishi Materials Corp | 多孔質体への金属酸化物又は金属の担持方法 |
WO2005118910A1 (ja) * | 2004-06-04 | 2005-12-15 | Yamanashi University | 超臨界流体又は亜臨界流体を用いた酸化物薄膜、又は金属積層薄膜の成膜方法、及び成膜装置 |
JP2006090910A (ja) * | 2004-09-27 | 2006-04-06 | Kyocera Corp | マイクロ化学チップおよびその製造方法 |
JP5067316B2 (ja) * | 2008-08-26 | 2012-11-07 | 株式会社デンソー | 成膜装置およびそれを用いた成膜方法 |
-
2011
- 2011-01-07 JP JP2011002468A patent/JP5757740B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2012144387A (ja) | 2012-08-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110678973B (zh) | 碳化硼硬掩模的干式剥除 | |
JP4696561B2 (ja) | 気化装置及び処理装置 | |
JP6042493B2 (ja) | 酸素ラジカル生成を促進するためのcf4を用いたラジカル強化原子層蒸着 | |
KR101534604B1 (ko) | 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 장치, 기화 시스템 및 미스트 필터 | |
TW201229304A (en) | Film deposition apparatus, film deposition method, and computer program storage medium | |
TW200900529A (en) | Atomic layer deposition methods, methods of forming dielectric materials, methods of forming capacitors, and methods of forming dram unit cells | |
TW201220367A (en) | Ternary metal alloys with tunable stoichiometries | |
US20060188658A1 (en) | Pressurized reactor for thin film deposition | |
JP5260520B2 (ja) | タンタル金属膜を表面および基板に沈着させる方法 | |
JP4841338B2 (ja) | 成膜方法、および装置 | |
JP2005228889A (ja) | 成膜装置 | |
JP5757740B2 (ja) | 成膜方法 | |
TWI427182B (zh) | 用於蒸發及傳遞原子層沈積用之溶液前驅物之方法及裝置 | |
JP2005294421A (ja) | 成膜方法および成膜装置、ならびにゲート絶縁膜の形成方法 | |
Erkens et al. | Plasma‐Assisted Atomic Layer Deposition of PtOx from (MeCp) PtMe3 and O2 Plasma | |
JP4505485B2 (ja) | 導電体の形成装置、導電体の形成方法、および半導体装置の製造方法 | |
JP5491147B2 (ja) | 成膜方法及び成膜装置並びに積層膜 | |
US20090186194A1 (en) | Batch Process for Coating Nanoscale Features and Devices Manufactured From Same | |
US20100112776A1 (en) | Apparatus for forming conductor, method for forming conductor, and method for manufacturing semiconductor device | |
JP6758574B2 (ja) | HfN膜の製造方法およびHfN膜 | |
US20140329005A1 (en) | Supercritical deposition of protective films on electrically conductive particles | |
WO2002058129A1 (fr) | Film fin ferroélectrique, film fin de métal ou film fin d'oxyde, procédé et dispositif d'élaboration correspondant, et dispositif électrique ou électronique utilisant ledit film fin | |
TW201704522A (zh) | 以mocvd裝置沈積氮化膜的沈積方法及沈積裝置以及噴氣頭 | |
JP2009094276A (ja) | 固体成膜原料導入装置 | |
JP2019183284A (ja) | Mocvd装置による窒化膜を成膜する成膜方法及び成膜装置、並びにシャワーヘッド |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130515 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20130515 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130613 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20131227 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140224 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140311 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140509 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20141028 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150128 |
|
A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20150311 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150519 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150602 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5757740 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |