JPH01165776A - 金属超薄膜の製造方法およびパターン形成方法 - Google Patents

金属超薄膜の製造方法およびパターン形成方法

Info

Publication number
JPH01165776A
JPH01165776A JP32310387A JP32310387A JPH01165776A JP H01165776 A JPH01165776 A JP H01165776A JP 32310387 A JP32310387 A JP 32310387A JP 32310387 A JP32310387 A JP 32310387A JP H01165776 A JPH01165776 A JP H01165776A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
metal
sensitive
thin film
film
group
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.)
Granted
Application number
JP32310387A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0781189B2 (ja
Inventor
Kazufumi Ogawa
一文 小川
Hideji Tamura
田村 秀治
Norihisa Mino
規央 美濃
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP32310387A priority Critical patent/JPH0781189B2/ja
Priority to EP88312156A priority patent/EP0322233B1/en
Priority to US07/287,090 priority patent/US4996075A/en
Priority to DE3855073T priority patent/DE3855073T2/de
Publication of JPH01165776A publication Critical patent/JPH01165776A/ja
Publication of JPH0781189B2 publication Critical patent/JPH0781189B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/075Silicon-containing compounds
    • G03F7/0757Macromolecular compounds containing Si-O, Si-C or Si-N bonds
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/26Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
    • G03F7/265Selective reaction with inorganic or organometallic reagents after image-wise exposure, e.g. silylation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Chemically Coating (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、任意の基板上へ化学反応を用い、選択的に金
属膜形成を可能とすることを特徴とした金属パターン形
成方法に関するものであシ、半導体素子の製造や薄膜導
電材料等に利用できるものである。
従来の技術 従来、半導体素子製造等における配線パターンの製造方
法は、金属薄膜を蒸着等により形成した基板上に光照射
により重合または分解する樹脂膜(レジスト)を形成し
、光をパターン状に照射した後現像して任意のレジスト
パターンを形成したのち、金属薄膜をエツチングする方
法が一般に用いられて来た。ところが、これら金属パタ
ーンは、半導体素子の高密度化や印刷物の高品質化のた
め、ますます微細化が要望されるようになって来ている
特にVLSIの製造においては、サブミクロンの金属パ
ターンを精度良く作成する必要が生じてきた。このよう
な場合、レジスト樹脂そのものの物性にも大きく作用さ
れるが、一般に微細なパターンを望む程、すなわち、解
像度を上げるためにはレジスト塗布厚を薄くする必要が
あ−た。一方、サブミクロンパターンともなると湿式エ
ツチングは利用できずイオンエッチやプラズマエッチや
スパッタエッチ等のドライエツチングを用いなければな
らないが、レジストパターンの耐ドライエツチング性を
向上させるためには、レジスト材料にもよるが、一般に
レジスト塗膜を厚くしておく必要があった。
発明が解決しようとする問題点 従って、上記2つの要求を満足させるためには塗膜が厚
くても解像度が良いもの、あるいは、塗膜が薄くても耐
ドライエツチング性が良いホトレジストを開発すれば良
いのであるが、今のところこのような材料は得られてい
ない。
本発明は、高解像度均一性のすぐれた金属パターンを形
成する方法を提供することを目的とする。
問題点を解決するための手段 本発明は、絶縁基板上にエネルギー線(電子ビーム、イ
オンビーム、光、X線等)等により化学反応を生じる感
応基を含んだ感応性薄膜を形成し、たとえばエネルギー
線をパターン状に照射して前記感応基の一部を選択的に
死活又は活性化させたのち、前記感応性薄膜の感応基が
残存した部分にのみ後工程で金属を含む化学物質(金属
化合物)を結合させて超微細なパターン状の金属膜を形
成することを特徴とするものである。さらに、望ましく
は前記化学物質として、一端に前記感応基又は、感応基
を変性した基と反応する基を持ち、他端に前記感応基と
同じ働きをする感応基を持った分子を用い、選択的に化
学物質を結合させる工程と金属を含む化学物質を結合さ
せる工程を複数回くり返すことによ)パターン状の金属
超薄膜の積層体を形成することを特徴とするものである
。さらにまた、感応性薄膜を形成する手段として、ラン
グミュア・プロジェット法あるいは化学吸着法を用い、
エネルギー線感応基が基板表面に並んで露出されるよう
に単分子膜を累積形成しておくことにより、感度向上と
ともに超微細パターン形成を可能としたものである。
作用 本発明は、あらかじめ単分子膜あるいは単分子膜の表面
にたとえばアルデヒド基(−(jHo)を形成しておく
ことにより、このアルデヒド基の還元作用を利用して、
水溶性金属化合物よシ分子状あるいは原子状の金属膜を
、単分子膜に付着形成できる作用を積極的に利用するも
のである。したがって、本発明によれば超微細な金属パ
ターン形成を容易に行うことが可能となる。
実施例 以下、本発明の方法を第1.2図を用いて説明する。
例えば、実施例では、5i02の形成された半導体81
基板1上へ化学吸着法により、シラン界面活性剤例えば
、 CH2= 0H−(CH2)1−8101s (n
は整数で、10〜20が良い)を用い、基板1表面子膜
2を形成する。例えば、2.0X10−’〜5.QX 
10−2Mol/71の濃度で溶した80%n−ヘキサ
ン、12%四塩化炭素、8%クロロホルム溶液中■ 成する(第1図a)。ここで、シラン界面活性剤のビニ
ル基4は基板表面に並んで成膜され(第1図b)、しか
も、電子ビーム照射により、まわシのビニル基間で重合
反応が生じるので、次に、第1図Cに示すように電子ビ
ーム5をパターン状に照射する。すると、第1図dに示
すように、電子ビーム照射された部分eのビニル基の二
重結合は、互に結合し合い選択的に不活性化(死活)さ
れる。
次に、室温でジボランlMo1/A!のTMF溶液に浸
漬し、さらにNaOH0,I Mol// 、 30%
H2O2水溶液に浸漬し、未照射部のビニル基に水酸基
7を付加する(第1図e、f)。
その後、さらにアルコールのアルデヒド反応ヲ用い、末
端の水酸基7をアルデヒド基(−CHO)aに変換後(
第1図g)、さらに金属を含む化学物質例えば硝酸銀水
溶液(AgN03)に浸漬する。すると、前記単分子膜
2の表面のアルデヒド基によりムgNo3が還元されて
五g9が選択的に単分子膜上に付着形成される(第1図
h)。
つまシ、以上の方法により、サブミクロンあるいはそれ
以上の超微細な単分子状の感応性薄膜上に原子又は分子
状の金属薄膜が選択的に形成された。従って1本実施例
の方法を用いることにより超微細な配線が形成でき半導
体装置等の電子デバイス製造上効果大なるものである。
なお、このとき、基板全面に金属薄膜を形成したい場合
は、電子ビームの照射工程を省けば良いことは明らかで
あろう。
さらにまた、このとき金属がAgのような自然酸化膜を
形成しやすい物質であれば、轟然ムg金属表面は自然酸
化膜が形成される。従って、さらにCH2= CH−(
CH2)n −5iCJ3を、前記と同様の反結合8を
形成する(第2図a、b)。すなわち、子が選択的に1
層結、合し、薄膜パターン11が形成されたことになる
以下、同様に表面に並んで形成されたシラン界面活性剤
のビニル基に水酸基を付加させる工程と、アルデヒド基
に変換する工程と、金属を付着させる工程と、シラン界
面活性剤を付加させる工程とをくり返すことにより、必
要な導電性を有する金属超微細パターンが形成できる。
すなわち、本実施例の方法を用いることにより有機単分
子膜と分子状あるいは原子状の金属層を交互に積層した
分子構築体を形成でき、超電子デバイスあるいは分子デ
バイスへの応用に極めて好都合である。
なお、上記例では、シラン界面活性剤の一8i(’J5
ち、5102の形成された81基板を例にして示したが
、その他に無機物では、A7I205 、ガラス等、有
機物ではポリビニルアルコール等が利用可能である。ま
た、基板表面が撥水性を示す他の物質で被われている場
合には、ラングミュアブロジェット膜を形成して基板表
面に全面親水性基を並べるが、02プラズマ処理等で基
板表面を親水化しておく方法を用いることができる。な
お、ラングミュアプロジェット膜では、密着力は劣るが
、基板表面物質が撥水性の場合でも、累積を撥水面が基
板側になるように形成したところで止めれば、表面を完
全に親水性化することが可能である。
また、02プラズマ処理を行った場合には、基板表面が
酸化され、親水性を示すようになる。
なお、上記の実施例においては、感応性薄膜として、シ
リコン界面活性剤を吸着反応させる方法を示したが、あ
らかじめ−Clを一〇H基に置換した試薬(CH2= 
OH−(CH2)n −Si (OH) 5等)を用い
れば、ラングミュアプロジェット法でも、感応性薄膜を
形成できる。
なお、本発明の方法は、上記実施例に示したシラン界面
活性剤分子内の直鎖状CH2結合の間又は側鎖として機
能性分子例えば、−C=C−C=C−、−0614−−
04NH3−、−C4SH2−、−06H4−CH=C
H、C6H4S  、  C6H40−等のπ共役ポリ
マーを形成する分子を含めた試薬を用いることにより今
後分子デバイス製造技術としても応用できるものである
発明の効果 以上述べて来たように、本発明の方法を用いれば、パタ
ーン形成時のエネルギー線感応性薄膜は単層ないし数層
の単分子累積膜で形成しておくため、超微細金属パター
ンの形成が可能である。さらに選択膜成長反応を一3i
CJ3と一〇H基、 −CR2基、Agの反応で行うこ
とにより、導電性が高いパターンが得られる。従って、
本発明の方法は超微細配線パターン形成特にVLSI製
造等における配線の形成に大なる効果をもたらすもので
ある。
また感応性薄膜形成に用いるLB法および吸着法は、基
板表面との界面反応で進行するため、基板段差にそれほ
ど影響を受けず、VLSI素子上のような段差が多い基
板に利用する場合大きな効果がある。
なお、以上の実施例では、−8i(J3と一〇H,ムg
イオンと一〇HOの界面反応を例に示したが、同様な反
応機構を示す物質であれば、これらに限定されるもので
はない。従って、本発明の方法は、超微細配線パターン
形成、特にVLSI製造等における配線工程の改良に効
果大なるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の詳細な説明するための一実施例の工程
断面図を示し、同図a、c、aは基板断面の工程概念図
、同図す、(1,f、g、hはそれぞれ同図a、c、a
;塩の丸印A〜C部の分子レベルでの拡大図、第2図a
は本発明の第2の実施例における工程断面図、同すはa
の丸印り部の拡大図である。 1・・・・・・基板、2・・・・・・感応性薄膜、5・
・・・・・エネルギー線、9・・・・・・ムg超薄嘆パ
ターン。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 ′□を 第1図

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)単分子状の感光性薄膜上に、原子状又は分子状の
    金属を化学反応により形成することを特徴とする金属超
    薄膜の製造方法。
  2. (2)金属が銀を含み、感応性薄膜の一端にシリコンを
    含むことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の金属
    超薄膜の製造方法。
  3. (3)基板上に金属化合物と反応する感応基を持った単
    分子状の感応性薄膜を形成する工程と、前記感応性薄膜
    表面に金属を選択的に反応付着させることを特徴とした
    金属超薄膜の製造方法。
  4. (4)金属化合物と反応する感応基がアルデヒド基であ
    り、金属化合物が銀を含んでいることを特徴とした特許
    請求の範囲第3項記載の金属超薄膜の製造方法。
  5. (5)ラングミュア・プロジェット法または吸着法等に
    より、感応基が基板表面に並んで露出されるように単分
    子状の感応性薄膜を形成することを特徴とする特許請求
    の範囲第4項記載の金属超薄膜の形成方法。
  6. (6)基板上にエネルギー線により化学反応を生じる感
    応基を含んだ単分子状の感応性薄膜を形成する工程と、
    前記感応性薄膜にエネルギー線をパターン照射して感応
    基をパターン状に死活又は活性化する工程と、前記感応
    性薄膜の感応基が残存又は活性化された部分に選択的に
    金属化合物質を反応付着させて金属パターンを形成する
    工程を含むことを特徴としたパターン形成方法。
  7. (7)ラングミュア・プロジェット法または吸着法等に
    より、感応基が基板表面に並んで露出されるように単分
    子状の感応性薄膜を形成することを特徴とした特許請求
    の範囲第6項記載のパターン形成方法。
  8. (8)エネルギー線により化学反応を生じる感応基とし
    て、ビニル基又はアセチレン基を含んだことを特徴とし
    た特許請求の範囲第6項記載のパターン形成方法。
JP32310387A 1987-12-21 1987-12-21 金属超薄膜の製造方法およびパターン形成方法 Expired - Fee Related JPH0781189B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP32310387A JPH0781189B2 (ja) 1987-12-21 1987-12-21 金属超薄膜の製造方法およびパターン形成方法
EP88312156A EP0322233B1 (en) 1987-12-21 1988-12-21 Method for producing ultrathin metal film and ultrathin-thin metal pattern
US07/287,090 US4996075A (en) 1987-12-21 1988-12-21 Method for producing ultrathin metal film and ultrathin-thin metal pattern
DE3855073T DE3855073T2 (de) 1987-12-21 1988-12-21 Verfahren zur Herstellung von feinsten Metallfilmen und feinsten Metallbildern

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP32310387A JPH0781189B2 (ja) 1987-12-21 1987-12-21 金属超薄膜の製造方法およびパターン形成方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH01165776A true JPH01165776A (ja) 1989-06-29
JPH0781189B2 JPH0781189B2 (ja) 1995-08-30

Family

ID=18151110

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP32310387A Expired - Fee Related JPH0781189B2 (ja) 1987-12-21 1987-12-21 金属超薄膜の製造方法およびパターン形成方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0781189B2 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0629246A (ja) * 1991-02-04 1994-02-04 Internatl Business Mach Corp <Ibm> 選択的な無電解メッキの方法
JP2003514995A (ja) * 1999-11-26 2003-04-22 インフィネオン テクノロジーズ アクチェンゲゼルシャフト 誘電体の金属化方法
JPWO2010029635A1 (ja) * 2008-09-11 2012-02-02 パイオニア株式会社 金属配線の形成方法、及び金属配線を備えた電子部品

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0629246A (ja) * 1991-02-04 1994-02-04 Internatl Business Mach Corp <Ibm> 選択的な無電解メッキの方法
JP2003514995A (ja) * 1999-11-26 2003-04-22 インフィネオン テクノロジーズ アクチェンゲゼルシャフト 誘電体の金属化方法
JPWO2010029635A1 (ja) * 2008-09-11 2012-02-02 パイオニア株式会社 金属配線の形成方法、及び金属配線を備えた電子部品

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0781189B2 (ja) 1995-08-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6348240B1 (en) Methods for and products of modification and metallization of oxidizable surfaces, including diamond surfaces, by plasma oxidation
US5512328A (en) Method for forming a pattern and forming a thin film used in pattern formation
US6270946B1 (en) Non-lithographic process for producing nanoscale features on a substrate
Kamcev et al. Chemically enhancing block copolymers for block-selective synthesis of self-assembled metal oxide nanostructures
JP2008137387A (ja) 整列マークが形成された軟体テンプレート
US20050263025A1 (en) Micro-contact printing method
US20040203256A1 (en) Irradiation-assisted immobilization and patterning of nanostructured materials on substrates for device fabrication
EP0322233B1 (en) Method for producing ultrathin metal film and ultrathin-thin metal pattern
US4908299A (en) Pattern forming method
US4715929A (en) Pattern forming method
Hozumi et al. Preparation of a well-defined amino-terminated self-assembled monolayer and copper microlines on a polyimide substrate covered with an oxide nanoskin
US20050214195A1 (en) Method for manufacturing a carbon nanotube multilayer pattern using photolithography and dry etching
JP4742327B2 (ja) 物質の空間精密配置技術
JP2013067084A (ja) 金属膜パターン付き基体の製造方法、及びモールドの製造方法
KR20190092277A (ko) 단일 및 다중 층 이황화 몰리브덴 나노시트 기반의 전계 효과 트랜지스터의 자기조립 방법
JPH01165776A (ja) 金属超薄膜の製造方法およびパターン形成方法
US6770549B2 (en) Forming patterned thin film metal layers
JPH0290679A (ja) 金属超薄膜およびその製造法
JPH0954440A (ja) レジストパターン形成方法およびフォトマスクの製造方法
JP2005051151A (ja) 導電層の製造方法、導電層を有する基板、および電子デバイス
JPS6194041A (ja) パタ−ン形成方法
JPH04326719A (ja) 固体基板に高解像度パターンを形成する方法
JPS61138254A (ja) パタ−ン形成方法
JP3290745B2 (ja) 単分子膜のパターン形成方法
JPS6396655A (ja) パタ−ン形成方法

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees