JPH0321019A - Organic crystal and its manufacture - Google Patents

Organic crystal and its manufacture

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JPH0321019A
JPH0321019A JP1156395A JP15639589A JPH0321019A JP H0321019 A JPH0321019 A JP H0321019A JP 1156395 A JP1156395 A JP 1156395A JP 15639589 A JP15639589 A JP 15639589A JP H0321019 A JPH0321019 A JP H0321019A
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JP
Japan
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organic crystal
organic
crystal
reactive ion
ion etching
Prior art date
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Application number
JP1156395A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshiyuki Kondo
敏行 近藤
Hiroyuki Matagi
宏至 股木
Yoshiichi Maeda
前田 芳一
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Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To enable micro-processing of an organic crystal by a method wherein mixed gas of halogenized carbon or halogenized hydrocarbon and oxygen is used while one of electrodes of reactive ion etching apparatus is cooled and the organic crystal is mounted on the cooled electrode to be etched. CONSTITUTION:Gas used for reactive ion etching is mixed gas of halogenized carbon or halogenized hydrocarbon and oxygen while one of electrodes of a reactive ion etching apparatus is cooled and an organic crystal 3 is mounted on the cooled electrode directly or via an optional substrate 1 to be etched. That is, in order to eliminate difference in etching rate between resist being organic high polymer and the organic crystal, it is necessary to use mixed gas of halogenized carbon or halogenized hydrocarbon and oxygen while in order to prevent deterioration of the organic crystal one of the electrodes is cooled and the organic crystal is etched on the cooled electrode. Thus, various kinds of organic crystals can be micro-processed according to desired patterns.

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、光電子技術分野を中心に注目されている機能
性有機結晶体の微細加工による製造方法、及びその方法
によって得られた有機結晶体に関するものである。特に
、光情報処理、光通信、光計測・制御などの技術分野で
好適に利用される有機非線形光学結晶光導波路として有
用に利用される。
[Detailed Description of the Invention] <Industrial Application Field> The present invention relates to a method for producing functional organic crystals by microfabrication, which is attracting attention mainly in the optoelectronic technology field, and an organic crystal obtained by the method. It is related to. In particular, it is usefully used as an organic nonlinear optical crystal optical waveguide suitably used in technical fields such as optical information processing, optical communication, and optical measurement and control.

く従来の技術〉 近年、非線形光学材料、有機導電体、有機フォトクロミ
ック材料などの機能性有機材料の開発が目覚しく、将来
の光電子技術に於ける活躍が期待されるようになってき
た。このような機能性有機材料は、しばしば結晶体とし
て利用される。この様な結晶体を光電子技術分野で利用
するためには、電子の流れや光の伝搬方向を制御するた
めに微細なパターニングを施すことが必須となる。しか
しながらこのような結晶体は、それ自身が光、熱、電子
線などによって溶解性などの性質が変化するわけではな
いので、直接結晶体をパターン化することはできないと
いった状況にある。
In recent years, the development of functional organic materials such as nonlinear optical materials, organic conductors, and organic photochromic materials has been remarkable, and they are expected to play an active role in future optoelectronic technology. Such functional organic materials are often used in the form of crystals. In order to utilize such crystals in the field of optoelectronic technology, it is essential to perform fine patterning to control the flow of electrons and the propagation direction of light. However, such crystals cannot be directly patterned because their solubility and other properties are not changed by light, heat, electron beams, or the like.

一方、半導体などの無機結晶体については、集積回路加
工などに適用される加工方法が知られている。その方法
とは、基板上に感光性高分子材料を形成し、その感光性
高分子材料を光もしくは電子によって性質を変化させる
ことによりパターン化する方法であり、パターン描画法
としては、例えば「記録用材料と感光性樹脂」 (学会
出版センタ、1979年)に詳しい。
On the other hand, processing methods applied to integrated circuit processing and the like are known for inorganic crystals such as semiconductors. This method involves forming a photosensitive polymer material on a substrate and patterning the photosensitive polymer material by changing its properties with light or electrons. For details, refer to ``Materials and Photosensitive Resins'' (Gakkai Publishing Center, 1979).

しかしながら、この方法を有機結晶体に適用することは
不可能であった。なぜならば、半導体微細加工工程に於
ける各種条件、中でもエッチング条件が有機結晶体の耐
熱性、耐薬品性を越える厳しいものであり、有機結晶体
の劣化および変質をきたすからである。
However, it has not been possible to apply this method to organic crystals. This is because the various conditions in the semiconductor microfabrication process, especially the etching conditions, are harsher than the heat resistance and chemical resistance of the organic crystal, resulting in deterioration and alteration of the organic crystal.

さらに、昨今半導体微細加工工程に於いてさらに微細化
が進んで行くのに伴い、従来のウエットエッチング法が
、サイドエッチング及び汚染の問題などで敬遠され、エ
ッチングのドライ化が進められてきている。その中でも
リアクティブイオンエッチング装置は、異方性のエッチ
ングができることから活発に検討が行なわれている。し
かじながら、レジストを塗布しパターン化した有機結晶
体をこの方法でエッチングしたという例は報告されてい
ない。有機結晶ではないが、有機材料としでは、僅かに
ポリイミドをエッチングした例(FD, Egiilo
ら, J, Vac, ’S’ci, Technol
. , B3 (3),813  (1985))があ
るのみである。
Furthermore, as semiconductor microfabrication processes are becoming increasingly finer, the conventional wet etching method is being avoided due to problems such as side etching and contamination, and dry etching is being promoted. Among these, reactive ion etching equipment is being actively studied because it can perform anisotropic etching. However, there have been no reports of etching patterned organic crystals coated with resist using this method. Although it is not an organic crystal, it is an example of slightly etching polyimide as an organic material (FD, Egiilo
et al, J, Vac, 'S'ci, Technol
.. , B3 (3), 813 (1985)).

なぜならば、通常の無機結晶などのりアクティブイオン
エッチングに用い′る条件をそのまま有機結晶体に用い
ると、強いプラズマを浴びた有機結晶体の温度が上昇し
、熱劣化あるいは変質を起こすためである。さらに、通
常の無機結晶の条件を用いると、レジストとして用いら
れる有機高分子と有機結晶体とのエッチングレートの差
が取れないため、つまり、有機結晶体をエッチングする
と同時にレジストもエッチングされてしまうため、有機
結晶体を微細加工することは非常に困難であった。
This is because if the conditions used for ordinary active ion etching of inorganic crystals are applied to organic crystals, the temperature of the organic crystals exposed to strong plasma will rise, causing thermal deterioration or alteration. Furthermore, if normal inorganic crystal conditions are used, the difference in etching rate between the organic polymer used as a resist and the organic crystal cannot be compensated for, meaning that the resist will be etched at the same time as the organic crystal is etched. However, it has been extremely difficult to microfabricate organic crystals.

〈発明が解決しようとする課題〉 5 本発明は、かかる従来技術の欠点を解消しようとするも
のであり、微細にパターン化された有機結晶体の製造方
法およびその方法を用いることによって得られた有機結
晶体を提供することを目的とする。
<Problems to be Solved by the Invention> 5 The present invention attempts to eliminate the drawbacks of the prior art, and aims to provide a method for producing a finely patterned organic crystal and a method for producing a finely patterned organic crystal. The purpose is to provide organic crystals.

〈課題を解決するための手段〉 上記目的を達成するために、本発明は下記の構成を有す
る。
<Means for Solving the Problems> In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration.

「(1)有機結晶体上に光または電子線に有感なレジス
トを塗布し、そのレジストを所望の微細パターンに露光
現像した後、有機結晶体をリアクテイブイオンエッチン
グ装置を用いてエッチングすることにより有機結晶体を
得る製造方法であって、リアクティブイオンエッチング
に用いるガスが、ハロゲン化炭素またはハロゲン化炭化
水素と、酸素との混合ガスであり、かつリアクティブイ
オンエッチング装置の電極の一方を冷却し、その冷却し
た電極上に、直接、あるいは任意の基板を介して有機結
晶体を乗せ、エッチングすることを特徴とする有機結晶
体の製造方法。
(1) Applying a resist sensitive to light or electron beams onto an organic crystal, exposing and developing the resist into a desired fine pattern, and then etching the organic crystal using a reactive ion etching device. A manufacturing method for obtaining an organic crystal by using a reactive ion etching method, wherein the gas used for reactive ion etching is a mixed gas of halogenated carbon or halogenated hydrocarbon and oxygen, and one of the electrodes of a reactive ion etching device is A method for producing an organic crystal, which comprises cooling the electrode, placing the organic crystal directly or via an arbitrary substrate on the cooled electrode, and etching the organic crystal.

6 (2)上記(1)記載の製造方法によって得られること
を特徴とする、凸部または凹部のパターンが描かれてい
る有機結晶体。」 本発明において有機結晶体としては、有機結晶体であれ
ばどのようなものであっても用いることができるが、特
に有機非線形光学材料、有機導電体、および有機フォト
クロミック化合物等が好ましく用いられる。有機非線形
光学材料としては、実用的には2次の非線形光学定数χ
(2)が1×1 0−10esu以上のもの、あるいは
3次の非線形光学定数χ(3)がI X 1 0−14
esu以上のものが望ましく、そのような光学定数を有
する具体的な化合物としては、2−メチル4−ニトロア
ニリン、メタニトロアニリン、N− (4−ニトロフエ
ニル)(L)一プロリノール、2−(N,N−ジメチル
アミノ)−5−ニトロアセトアニリド、4゜ニトロペン
ジリデン−3−アセトアミノー4−メトキシアニリン、
2−(N−プロリノール)−5ニトロピリジン、(−)
2−(α−メチルベンジルアミノ)−5−ニトロピリジ
ンなどの2次非線形光学材料、及びボリジアセチレン、
電荷移動錯体などの3次非線形光学材料が良く知られて
いる。
6 (2) An organic crystal having a pattern of convex portions or concave portions, which is obtained by the manufacturing method described in (1) above. '' In the present invention, any organic crystal can be used as long as it is an organic crystal, but organic nonlinear optical materials, organic conductors, organic photochromic compounds, and the like are particularly preferably used. For organic nonlinear optical materials, practically the second-order nonlinear optical constant χ
(2) is 1 × 1 0-10 esu or more, or the third-order nonlinear optical constant χ (3) is I X 1 0-14
esu or higher is desirable, and specific compounds with such optical constants include 2-methyl-4-nitroaniline, metanitroaniline, N-(4-nitrophenyl)(L)-prolinol, 2-( N,N-dimethylamino)-5-nitroacetanilide, 4゜nitropenzylidene-3-acetamin-4-methoxyaniline,
2-(N-prolinol)-5 nitropyridine, (-)
second-order nonlinear optical materials such as 2-(α-methylbenzylamino)-5-nitropyridine, and boridiacetylene,
Third order nonlinear optical materials such as charge transfer complexes are well known.

また有機導電体としては、テトラチアフルバレンーテト
ラシアノキノジメタン錯体、ビスエチレンジチオテトラ
チアフルバレンーハロゲン錯体などの電荷移動錯体、及
びフタロシアニン類などが良く知られている。
As organic conductors, charge transfer complexes such as tetrathiafulvalene-tetracyanoquinodimethane complex, bisethylene dithiotetrathiafulvalene-halogen complex, and phthalocyanines are well known.

さらに有機フォトクロミック化合物としては、基本分子
構造別に見て、スピロピラン化合物、スピロオキサジン
化合物、アゾ化合物、フルギド化合物、インジゴ化合物
などが良く知られている。
Furthermore, as organic photochromic compounds, spiropyran compounds, spirooxazine compounds, azo compounds, fulgide compounds, indigo compounds, and the like are well known based on their basic molecular structures.

これらの他にも、アントラセン、ピレン、ペリレン、フ
ェロセン等の様にシンチレーターや蛍光体などとして用
いられるものも挙げられるが、微細加工することによっ
てその機能を利用し得るものであれば、これらの材料に
限定されるものではない。
In addition to these, there are also substances used as scintillators and phosphors, such as anthracene, pyrene, perylene, and ferrocene, but these materials can be used if their functions can be utilized by microfabrication. It is not limited to.

本発明において光または電子線に有感なレジストとして
は、半導体微細加工工程で一般的に利用されている各種
ボジ型及びネガ型レジストをはじめとして、光重合反応
、光架橋反応、光可溶化反応、光崩壊反応などに基づい
た各種感光性高分子材料、あるいは感電子高分子材料を
用いることができる。これらについては、『記録用材料
と感光樹脂』 (学会出版センター、1979年)、『
感光性高分子』 (講談社、1977年)、などに詳し
く公知例が記されている。
In the present invention, resists sensitive to light or electron beams include various positive and negative resists commonly used in semiconductor microfabrication processes, as well as photopolymerization reaction, photocrosslinking reaction, and photosolubilization reaction. , various photosensitive polymer materials based on photodegradation reactions, or electrosensitive polymer materials can be used. Regarding these, see "Recording Materials and Photosensitive Resins" (Gakkai Publishing Center, 1979), "
Known examples are described in detail in "Photosensitive Polymers" (Kodansha, 1977).

従来技術の欄に挙げたF, D, EgiHoらの文献
によれば、CF4を用いたエッチングの初期過程では、
プラズマ中に反応性の高いフッ素ラジカルが発生し、有
機化合物から水素を引抜き、活性な炭素ラジカル、ある
いは炭素・炭素2重結合が生じる。
According to the literature by F., D., EgiHo et al. listed in the prior art section, in the initial process of etching using CF4,
Highly reactive fluorine radicals are generated in the plasma, extracting hydrogen from organic compounds, and forming active carbon radicals or carbon-carbon double bonds.

その活性部位に酸素ラジカルが攻撃することによって、
最終的に揮発性の化合物(二酸化炭素、水など)が生威
しエッチングが行われるのである。
By attacking the active site with oxygen radicals,
Eventually, volatile compounds (carbon dioxide, water, etc.) are activated and etching takes place.

一方、有機化合物上の活性部位にフッ素ラジカルが攻撃
すると不活性なC−F結合が生成しそれ以上エッチング
が進まなくなる。上記の様な反応機構から本願発明者は
、有機高分子であるレジスト9 と分子性結晶である有機結晶体とは揮発性の化合物に至
るまでの結合切断の数および、結合エネルギーが異なる
と考え、実際検討を行ったところ、所望のパターンを得
るのに十分なエッチングレートの差を取ることが可能で
あり、かつ有機結晶体の劣化および変質を起こさないよ
うな条件を見出し本発明に至った。
On the other hand, when fluorine radicals attack active sites on an organic compound, inert C--F bonds are generated and etching no longer progresses. Based on the reaction mechanism described above, the inventors of the present invention believe that the number of bond breaks and the bond energy between resist 9, which is an organic polymer, and organic crystal, which is a molecular crystal, are different to form a volatile compound. As a result of actual research, they found conditions that would allow for a sufficient difference in etching rate to obtain the desired pattern and would not cause deterioration or alteration of the organic crystal, leading to the present invention. .

すなわち、本発明は、有機結晶体をリアクティブイオン
エッチング装置を用いてエッチングすることによる有機
結晶体の製造方法であって、該製造方法において、有機
高分子であるレジストと有機結晶体とのエッチングレー
トの差を取るために、酸素と、ハロゲン化炭素またはハ
ロゲン化炭化水素との混合ガスを用いることが必要であ
り、かつ有機結晶体の劣化を防ぐために、電極の一方を
冷却し、その冷却した電極上に有機結晶体を乗せてエッ
チングするか、あるいは、任意の基体上に有機結晶体を
乗せて、それを冷却した電極上に乗せてエッチングする
ことが必要なのである。
That is, the present invention is a method for manufacturing an organic crystal by etching the organic crystal using a reactive ion etching device, and in the manufacturing method, etching a resist that is an organic polymer and the organic crystal. In order to obtain a difference in rate, it is necessary to use a mixed gas of oxygen and halogenated carbon or halogenated hydrocarbon, and in order to prevent deterioration of the organic crystal, one of the electrodes is cooled; It is necessary to place the organic crystal on a cooled electrode and perform etching, or to place the organic crystal on an arbitrary substrate and place it on a cooled electrode for etching.

さらに電極間の電圧は、1 w/cXl以下にすること
10 が好ましい。なぜならば、I W/cdを越える電圧を
かけると、強い加速電圧によって高いエネルギーを持っ
たラジカル種等が有機結晶体を攻撃するため、有機結晶
体の劣化を招くと同時に、物理的なエッチングが進み、
エッチングの選択性を付与することが困難になる場合が
あるからである。
Furthermore, it is preferable that the voltage between the electrodes be 1 w/cXl or less. This is because when a voltage exceeding I W/cd is applied, the strong accelerating voltage causes high-energy radical species to attack the organic crystal, leading to deterioration of the organic crystal and at the same time causing physical etching. Go on,
This is because it may be difficult to provide etching selectivity.

リアクティブイオンエッチング装置については、例えば
、セミコンダクターワールド (Semiconductor World ) , 
 1 9 8 5年.10月号,p155〜に詳しい。
Regarding reactive ion etching equipment, for example, Semiconductor World,
1985 years. Details in October issue, p155~.

本発明において、ハロゲン化炭素またはハロゲン化炭化
水素としては、CF4、CCl4、CHF3、C2F6
、C3F8などを用いることができ、中でもCF4が最
も好ましい。
In the present invention, the halogenated carbon or halogenated hydrocarbon includes CF4, CCl4, CHF3, C2F6
, C3F8, etc. can be used, and among them, CF4 is the most preferable.

本発明において、ハロゲン化炭素またはハロゲン化炭化
水素に対する酸素ガスの混合体積比が80%を超える場
合、この混合ガスを低分子の有機結晶体のエッチングに
用いると、有機結晶体表面に劣化が見られる傾向にあっ
た。また、混合ガス中のハロゲン化炭素またはハロゲン
化炭化水素に11 対する酸素ガスの混合体積比が2%未満であると、エッ
チングが進みにくい場合がある。従って、本発明に於い
ては、ハロゲン化炭素またはハロゲン化炭化水素/酸素
(体積比)−20/80〜98/2の範囲が好ましく用
いられる。
In the present invention, when the mixed volume ratio of oxygen gas to halogenated carbon or halogenated hydrocarbon exceeds 80%, when this mixed gas is used for etching a low-molecular organic crystal, the surface of the organic crystal may deteriorate. There was a tendency to Further, if the mixed volume ratio of oxygen gas to 11 of halogenated carbon or halogenated hydrocarbon in the mixed gas is less than 2%, etching may be difficult to proceed. Therefore, in the present invention, a range of halogenated carbon or halogenated hydrocarbon/oxygen (volume ratio) from -20/80 to 98/2 is preferably used.

電極の冷却は、有機結晶体が熱劣化しない温度にまで下
げる必要があり、エッチング中、高くとも有機結晶体の
融点以上まで温度が上がらないように冷却しなければな
らない。その温度は、用いる有機結晶体によって異なる
ので、一概には言えないが、30’C以下に有機結晶体
の温度を保つことが好ましい。
The electrode must be cooled to a temperature at which the organic crystal does not deteriorate due to heat, and during etching, the electrode must be cooled so that the temperature does not rise to at most the melting point of the organic crystal. The temperature varies depending on the organic crystal used, so it cannot be generalized, but it is preferable to maintain the temperature of the organic crystal at 30'C or less.

また、任意の基板を介して、電極上に有機結晶体を乗せ
る場合、基板としては、有機結晶体を保持できるものな
らばどのようなものでも用いることができ、例えば、A
I,Cu,S iなどの金属基板、ガラス基板、ポリマ
ー基板などが好適に用いられる。
In addition, when placing an organic crystal on an electrode via an arbitrary substrate, any substrate can be used as long as it can hold the organic crystal. For example, A
Metal substrates such as I, Cu, and Si, glass substrates, and polymer substrates are preferably used.

さらに、塗布時のレジスト溶液による有機結晶体が溶解
するような場合には、光または電子線に12 有感なレジストと有機結晶体との間に、適当な結晶保護
層を設けてもよい。この様な結晶保護層に用いる材料と
しては、その溶解性がレジストと異なるものなら何でも
良いが、特にアルミニウム、金、銅、チタン、クロムな
どの金属材料や、Si02, Si3N4などの無機誘
電体、ポリビニルアルコール、ポリアミド、セルロース
系樹脂などの高分子材料などが好適に用いられる。
Furthermore, if the organic crystal is dissolved by the resist solution during coating, an appropriate crystal protective layer may be provided between the resist that is sensitive to light or electron beams and the organic crystal. The material used for such a crystal protective layer may be any material as long as its solubility is different from that of the resist, but in particular metal materials such as aluminum, gold, copper, titanium, and chromium, inorganic dielectric materials such as Si02, Si3N4, etc. Polymeric materials such as polyvinyl alcohol, polyamide, cellulose resin, etc. are preferably used.

本発明の製造方法によって、エッチングによる凸部また
は凹部のパターンが描かれた有機結晶体を得ることがで
きる。
By the manufacturing method of the present invention, it is possible to obtain an organic crystal having a pattern of convex portions or concave portions formed by etching.

本発明によって得られる有機結晶体は、機械的に加工し
たものに比べて、微細に加工されていることを特徴とす
る。その微細度は、用いるレジストやフォトマスクの性
能に依存するが、一般的には10μm以下の微細な幅ま
で加工が可能である。
The organic crystal obtained by the present invention is characterized by being finely processed compared to mechanically processed ones. Although its fineness depends on the performance of the resist and photomask used, it is generally possible to process it to a fine width of 10 μm or less.

さらに、電子線レジストを用いることによって1μm以
下の加工も可能である。
Furthermore, by using an electron beam resist, processing of 1 μm or less is also possible.

このようにエッチングによって微細加工された有機結晶
体は、光導波路として好ましく用いるこ13 とができる。その場合有機結晶体自身を光導波路として
用いる場合と、有機結晶体以外の材料を光導波路として
用いる場合の2通りがある。有機結晶体自身を光導波路
として用いる場合の例を第1図に示す(第1図中、1は
基板、2′ は有機結晶体の光導波路を示す)。この様
な構成の光導波路に於いては、光導波路となる有機結晶
体の屈折率が、基板の屈折率よりも大きくなるように基
板材料を選択する必要がある。また、有機結晶体以外の
材料を光導波路とする場合を第2図及び第3図に示す(
第2図及び第3図中、1は基板、2は有機結晶体、3は
有機結晶体以外の材料による光導波路を示す)。第2図
は、基板上に有機結晶体を設け、その有機結晶体中に光
導波路を設ける場合の例であり、第3図は、基板を用い
ずに、有機結晶体のみに光導波路を設ける場合の例であ
る。これらのような構成の光導波路においては、光導波
路を形或する材料の屈折率が有機結晶体及び基板の屈折
率よりも大きくなるように材料を選択する必要がある。
Organic crystals microfabricated by etching in this manner can be preferably used as optical waveguides. In this case, there are two methods: using the organic crystal itself as an optical waveguide, and using a material other than the organic crystal as an optical waveguide. An example in which the organic crystal itself is used as an optical waveguide is shown in FIG. 1 (in FIG. 1, 1 is the substrate and 2' is the optical waveguide of the organic crystal). In an optical waveguide having such a configuration, the substrate material must be selected so that the refractive index of the organic crystal forming the optical waveguide is greater than the refractive index of the substrate. In addition, the case where an optical waveguide is made of a material other than an organic crystal is shown in FIGS. 2 and 3 (
In FIGS. 2 and 3, 1 is a substrate, 2 is an organic crystal, and 3 is an optical waveguide made of a material other than the organic crystal. Fig. 2 shows an example in which an organic crystal is provided on a substrate and an optical waveguide is provided in the organic crystal, and Fig. 3 is an example in which an optical waveguide is provided only in the organic crystal without using a substrate. This is an example of a case. In optical waveguides having such configurations, it is necessary to select materials that form the optical waveguide so that the refractive index of the material is larger than the refractive index of the organic crystal and the substrate.

そのような屈折率の高い材料及び光1−4 導波路の形成方法としては、MgO2、TiO2、Zr
02などの金属酸化物を蒸着によって薄膜形或する方法
、ポリ(トリブロモフエノキシー2ヒドロキシプロビル
アクリレート)、ポリ (トリブロモフエニルアクリレ
ート)、ポリ(プロモフエニルメタクリレート)などの
高分子材料をスピンナーによって薄膜形成する方法など
がある。
As materials with high refractive index and methods for forming optical waveguides, MgO2, TiO2, Zr
A method in which metal oxides such as 02 are formed into thin films by vapor deposition, and polymeric materials such as poly(tribromophenoxy 2-hydroxypropylacrylate), poly(tribromophenyl acrylate), poly(promophenyl methacrylate), etc. There is a method of forming a thin film using a spinner.

本発明の製造方法によって得られた有機結晶体は、光、
電子技術分野で用いられる各種配線素子、画像素子、発
光素子などに好適に用いることができ、特に有機非線形
光学結晶を用いた光導波路として好適に用いることがで
きる。
The organic crystal obtained by the production method of the present invention can be
It can be suitably used for various wiring elements, image elements, light emitting elements, etc. used in the field of electronic technology, and can be particularly suitably used as an optical waveguide using an organic nonlinear optical crystal.

なお、本発明で示されたりアクティブイオンエッチング
装置による有機結晶体のエッチング方法は、有機結晶体
が劣化することが無いため、その表面上にレジストパタ
ーンが無い場合には、エッチングを行なうことによって
例えば薄膜状の有機結晶体の膜厚調整にも利用可能であ
る。
Note that the method of etching an organic crystal using an active ion etching apparatus as shown in the present invention does not cause deterioration of the organic crystal, so if there is no resist pattern on the surface, etching can It can also be used to adjust the thickness of thin organic crystals.

[実施例] 次に本発明を実施例によってさらに具体的に説工5 明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。
[Examples] Next, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

実施例1 2−メチル−4−ニトロアニリンの粉末を2枚のガラス
板間に挟んで140℃の高温下で溶融した後、ガラス板
の一端から徐々に冷却して結晶化させた。さらに一方の
ガラス板を剥離して、ガラス板上に膜厚2μmの2−メ
チル−4−ニトロアニリン結晶薄膜を得た。2−メチル
−4−ニトロアニリン結晶薄膜上に厚さ0.2μmのア
ルミニウム薄膜を形成した後、キノンジアジド系ボジ型
レジストを塗布し、これに目的とするパターンを描いた
フォトマスク(ライン5μm,スペース10μm)を通
して紫外線を照射した。さらにポジ型レジスト専用現像
液を用いて紫外線が当たった部分を溶解除去した。この
際アルミニウム薄膜も同時に除去できていた。次いでリ
アクティブイオンエッチング装置を用いて、エッチング
を行なった。エッチング条件は、CF4/02(体積比
)94/6、チャンバー内真空度0.  0 7 5 
torr,16 電極間電圧0.32W/cnrで行なったところ、レジ
ストは僅かにエッチングされるのみであり、2メチル−
4−ニトロアニリンの薄膜結晶の微細パターンを形成す
ることが可能であった。エッチングの後、全面を紫外線
で露光し、ポジ型レジスト専用現像液を用いて残留レジ
スト及び、アルミニウムを除去し、所望のパターンが描
かれた2−メチル−4−ニトロアニリンの結晶薄膜を得
ることができた。
Example 1 A powder of 2-methyl-4-nitroaniline was sandwiched between two glass plates and melted at a high temperature of 140°C, and then gradually cooled from one end of the glass plate to crystallize it. Further, one of the glass plates was peeled off to obtain a 2-methyl-4-nitroaniline crystal thin film with a thickness of 2 μm on the glass plate. After forming an aluminum thin film with a thickness of 0.2 μm on the 2-methyl-4-nitroaniline crystal thin film, a quinonediazide-based positive type resist was applied, and a photomask with the desired pattern drawn on it (5 μm lines, spaces) was applied. Ultraviolet rays were irradiated through the tube (10 μm). Furthermore, the portions exposed to ultraviolet rays were dissolved and removed using a developer exclusively used for positive resists. At this time, the aluminum thin film was also removed at the same time. Etching was then performed using a reactive ion etching device. Etching conditions were CF4/02 (volume ratio) 94/6, chamber vacuum degree 0. 0 7 5
torr, 16 When the interelectrode voltage was 0.32 W/cnr, the resist was only slightly etched, and 2 methyl-
It was possible to form a fine pattern of thin film crystals of 4-nitroaniline. After etching, the entire surface is exposed to ultraviolet rays, and residual resist and aluminum are removed using a developer exclusively for positive resists to obtain a crystal thin film of 2-methyl-4-nitroaniline with a desired pattern drawn. was completed.

実施例2 4′ 一二トロベンジリデン−3−アセトアミノ4−メ
トキシアニリンをジメチルホルムアミドに溶解した後、
溶液を2枚のガラス板間に挟み、ガラス板の隙間から徐
々に溶媒を蒸発させることによって、厚さ約1μmの4
′ 一二トロベンジリデン−3−アセトアミノー4−メ
トキシアニリン薄膜単結晶を得た。1枚のガラス板を剥
離した後、薄膜結晶の上面にスピンナーを用いて、キノ
ンジアジド系ボジ型レジストを塗布した。実施例1と同
様の方法で所望のレジストパターン(ライン317 μm1スペースIOμm)を得た後、リアクティブイオ
ンエッチング装置を用いてエッチングを行なった。エッ
チング条件は、: CF4 /02  (体積比)−9
0/10、チャンバー内真空度0.07 5 torr
,電極間電圧0.  63W/cnf,電極冷却(25
°C)で行ったところ、レジストは僅かにエッチングさ
れるのみであり、4′  一二トロベンジリデン−3−
アセトアミノー4−メトキシアニリンの薄膜結晶の微細
パターンを形或することが可能であった。エッチングの
後、全面を紫外線で露光し、ポジ型レジスト専用現像液
を用いて残留レジストを除去し、所望のパターンが描か
れた4゛ニトロベンジリデン−3−アセトアミノー4メ
トキシアニリンの結晶薄膜を得ることができた。
Example 2 After dissolving 4′ 1-nitrobenzylidene-3-acetamino-4-methoxyaniline in dimethylformamide,
By sandwiching the solution between two glass plates and gradually evaporating the solvent from the gap between the glass plates, a
' A thin film single crystal of 12-trobenzylidene-3-acetamin-4-methoxyaniline was obtained. After peeling off one glass plate, a quinonediazide-based positive type resist was applied to the upper surface of the thin film crystal using a spinner. After obtaining a desired resist pattern (line 317 μm 1 space IO μm) in the same manner as in Example 1, etching was performed using a reactive ion etching device. Etching conditions are: CF4 /02 (volume ratio) -9
0/10, chamber vacuum 0.07 5 torr
, interelectrode voltage 0. 63W/cnf, electrode cooling (25
°C), the resist was only slightly etched;
It was possible to form fine patterns of thin film crystals of acetamin-4-methoxyaniline. After etching, the entire surface is exposed to ultraviolet rays and residual resist is removed using a developer exclusively for positive resists to obtain a crystalline thin film of 4'nitrobenzylidene-3-acetamin-4methoxyaniline with a desired pattern drawn. was completed.

実施例3 微細加工される有機結晶体として、銅フタ口シアニンを
塩化カリウム基板上に真空蒸着法によって堆積させた、
厚さ5000Aの薄膜結晶を用いた。この銅フタ口シア
ニン結晶薄膜上に、環化ゴム系ネガ型フォトレジストを
塗布し、これに目的18 とするパターンを描いたフォトマスク(ライン7μm,
スペース10μm)を通して紫外線を照射した。さらに
、ネガ型フォトレジスト専用現像液を用いて紫外線が当
たらなかった部分を溶解除去した。このものをエッチン
グチャンバー内に入れ、リアクティブイオンエッチング
を行った(エッチング条件は、CF4/02(体積比)
 =50/50、チャンバー内真空度Q.l torr
、電極間電圧0,95W/crl,電極冷却(25°C
) )ところ、銅フタロシアニンの微細なパターンを形
或することが可能であった。最終的に残ったレジストを
ネガ型レジスト専用リムーバーにより除去して所望のパ
ターンを持った銅フタロシアニン結晶薄膜を得た。
Example 3 As an organic crystal to be microfabricated, copper cap cyanine was deposited on a potassium chloride substrate by vacuum evaporation.
A thin film crystal with a thickness of 5000A was used. A cyclized rubber-based negative photoresist was coated on this copper lid cyanine crystal thin film, and a photomask (7 μm line, 7 μm line,
Ultraviolet rays were irradiated through a space (10 μm). Furthermore, the areas that were not exposed to ultraviolet rays were dissolved and removed using a developer exclusively used for negative photoresists. This material was placed in an etching chamber and reactive ion etching was performed (etching conditions were CF4/02 (volume ratio)
=50/50, chamber vacuum degree Q. l torr
, interelectrode voltage 0.95W/crl, electrode cooling (25°C
)) However, it was possible to form fine patterns of copper phthalocyanine. Finally, the remaining resist was removed using a special remover for negative type resist to obtain a copper phthalocyanine crystal thin film having a desired pattern.

〈発明の効果〉 本発明の製造方法を用いることによって、各種有機結晶
体を所望のパターンに応じて微細加工することが可能と
なる。
<Effects of the Invention> By using the manufacturing method of the present invention, it becomes possible to microfabricate various organic crystals according to a desired pattern.

また本発明の製造方法によって得られた有機結晶体は、
光、電子技術分野で用いられる各種配線素子、画像素子
、発光素子などに好適に用いるこ19 とができ、特に有機非線形光学結晶を用いた光導波路と
して好適に用いることができる。
Furthermore, the organic crystal obtained by the production method of the present invention is
It can be suitably used in various wiring elements, image elements, light emitting elements, etc. used in the optical and electronic technology fields, and can be particularly suitably used as optical waveguides using organic nonlinear optical crystals.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本発明において有機結晶体自身を光導波路と
して用いる場合の図面を示す。 第2図は、本発明において有機結晶体以外の材料を光導
波路として用いる場合の図面を示す。 第3図は、本発明において有機結晶体以外の材料を光導
波路として用いる場合の図面を示す。 1:基板 2:有機結晶体 2′:有機結晶体の光導波路
FIG. 1 shows a diagram in which the organic crystal itself is used as an optical waveguide in the present invention. FIG. 2 shows a diagram in which a material other than an organic crystal is used as an optical waveguide in the present invention. FIG. 3 shows a diagram in which a material other than an organic crystal is used as an optical waveguide in the present invention. 1: Substrate 2: Organic crystal 2': Optical waveguide of organic crystal

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] (1) 有機結晶体上に光または電子線に有感なレジス
トを塗布し、そのレジストを所望の微細パターンに露光
現像した後、有機結晶体をリアクティブイオンエッチン
グ装置を用いてエッチングすることにより有機結晶体を
得る製造方法であって、リアクティブイオンエッチング
に用いるガスが、ハロゲン化炭素またはハロゲン化炭化
水素と、酸素との混合ガスであり、かつリアクティブイ
オンエッチング装置の電極の一方を冷却し、その冷却し
た電極上に、直接、あるいは任意の基板を介して有機結
晶体を乗せ、エッチングすることを特徴とする有機結晶
体の製造方法。
(1) By applying a resist sensitive to light or electron beams onto an organic crystal, exposing and developing the resist into a desired fine pattern, and then etching the organic crystal using a reactive ion etching device. A manufacturing method for obtaining an organic crystal, wherein the gas used for reactive ion etching is a mixed gas of halogenated carbon or halogenated hydrocarbon and oxygen, and the method includes cooling one of the electrodes of a reactive ion etching device. A method for producing an organic crystal, which is characterized in that the organic crystal is placed on the cooled electrode directly or via an arbitrary substrate, and then etched.
(2) ハロゲン化炭素が、CF_4であることを特徴
とする請求項(1)記載の有機結晶体の製造方法。
(2) The method for producing an organic crystal according to claim (1), wherein the halogenated carbon is CF_4.
(3) リアクティブイオンエッチングに用いるハロゲ
ン化炭素またはハロゲン化炭化水素と、酸素との混合ガ
スが、ハロゲン化炭素またはハロゲン化炭化水素/酸素
(体積比)=20/80以上、98/2以下の範囲であ
ることを特徴とする請求項(1)または(2)記載の有
機結晶体の製造方法。
(3) The mixed gas of halogenated carbon or halogenated hydrocarbon and oxygen used for reactive ion etching is halogenated carbon or halogenated hydrocarbon/oxygen (volume ratio) = 20/80 or more and 98/2 or less The method for producing an organic crystal according to claim 1 or 2, wherein the organic crystalline material is within the range of .
(4) リアクティブイオンエッチング装置の電極間に
与える電圧が1W/cm^2以下であることを特徴とす
る請求項(1)記載の有機結晶体の製造方法。
(4) The method for producing an organic crystal according to claim (1), wherein the voltage applied between the electrodes of the reactive ion etching apparatus is 1 W/cm^2 or less.
(5) 光または電子線に有感なレジストと有機結晶体
との間に結晶保護層を設けることを特徴とする請求項(
1)記載の有機結晶体の製造方法。
(5) A claim characterized in that a crystal protective layer is provided between a resist sensitive to light or electron beams and an organic crystal.
1) The method for producing the organic crystal described above.
(6) 有機結晶体が非線形光学効果を示す材料である
ことを特徴とする請求項(1)記載の有機結晶体の製造
方法。
(6) The method for producing an organic crystal according to claim (1), wherein the organic crystal is a material exhibiting a nonlinear optical effect.
(7) 請求項(1)記載の製造方法によって得られる
ことを特徴とする、凸部または凹部のパターンが描かれ
ている有機結晶体。
(7) An organic crystal having a pattern of convex portions or concave portions, which is obtained by the manufacturing method according to claim (1).
(8) 凹部に、有機結晶体よりも屈折率が高い透明材
料を充填することによって光導波路が形成されているこ
とを特徴とする請求項(7)記載の有機結晶体。
(8) The organic crystal body according to claim (7), wherein the optical waveguide is formed by filling the recess with a transparent material having a higher refractive index than the organic crystal body.
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