JPH05177163A - 合成樹脂被膜の形成方法 - Google Patents

合成樹脂被膜の形成方法

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JPH05177163A
JPH05177163A JP34642291A JP34642291A JPH05177163A JP H05177163 A JPH05177163 A JP H05177163A JP 34642291 A JP34642291 A JP 34642291A JP 34642291 A JP34642291 A JP 34642291A JP H05177163 A JPH05177163 A JP H05177163A
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JP
Japan
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synthetic resin
raw material
resin film
substrate
material monomer
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JP34642291A
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Takeshi Hattori
武 服部
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Ulvac Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 化学量論比により近い合成樹脂被膜を容易に
形成する方法。 【構成】 蒸気圧の異なる2種以上の合成樹脂の原料モ
ノマーを蒸発させる際、これらの原料モノマーのうち最
も蒸気圧の高い原料モノマーを他の原料モノマーの蒸発
位置より基板に近い位置で蒸発させる合成樹脂被膜の形
成方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【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導体等に用いられる膜
厚の薄い合成樹脂被膜の形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、合成樹脂被膜の形成方法として
は、合成樹脂の原料モノマーを適当な溶媒に溶かして基
板に塗布し、これを基体上で重合させる「湿式法」、合
成樹脂自体を基板上に蒸着させる「ポリマー蒸着法」、
合成樹脂の原料モノマーをプラズマ状態にし、プラズマ
中で基板上に重合させる「プラズマ重合法」等が知られ
ている。しかしながら、前記従来の合成樹脂被膜の形成
方法のうち、「湿式法」の場合は極めて膜厚の薄い被膜
を形成するのが困難であり、また、基板に対する合成樹
脂膜の密着力が不十分で、しかも塗液の調合や基板上へ
の塗布後溶媒の除去(乾燥)・回収等の工程が必要なた
め不純物の混入が起こりやすいという問題があった。ま
た、「ポリマー蒸着法」の場合は蒸着時にポリマーの解
重合と共に分解が起こったりして原料ポリマーの重合度
が低下して、形成された合成樹脂被膜の物性が低下する
という問題があった。また、「プラズマ重合法」の場合
は原料モノマー自体が分解したりして元のモノマーの分
子構造を維持することが困難であるという問題があっ
た。
【0003】そこで、前記形成方法における問題点を解
決するための方法として、本出願人は先に特開昭61−
78463号公報で開示されているような、一方の原料
モノマーとして例えば4,4′ジフェニルメタンジイソ
シアネートのようなジイソシアネートを、他方の原料モ
ノマーとして例えば4,4′ジアミノジフェニルエーテ
ルのようなジアミンを用いて、真空中で合成樹脂の原料
モノマーを蒸発させて、これを基板上で蒸着重合させて
合成樹脂被膜、例えば前記原料モノマーであればポリ尿
素樹脂膜を形成させる方法を提案した。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、2種以
上の合成樹脂の原料モノマーは蒸発時における蒸気圧は
夫々異なるものであり、例えばポリ尿素樹脂の一方の原
料モノマーのジイソシアナートの一つである1,3ビス
イソシアナートメチルベンゼンは蒸気圧が温度40℃に
おいて3×10- 2Paであり、他方の原料モノマーの
ジアミンの一つであるビス(4−アミノフェニル)エー
テルは蒸気圧が温度160℃において5×10- 4Pa
である。このような蒸気圧の異なるモノマーを合成樹脂
被膜の原料として用いた場合、蒸気圧の高いモノマーは
基板への付着確率が小さいため、蒸気圧の低いモノマー
に比べ蒸着中の分圧を高くする必要がある。両モノマー
の蒸発源から基板までの距離が等しい場合には蒸気圧の
低いモノマーは他のモノマーの分圧が高いため、基板へ
到達する量が減るという問題がある。
【0005】本発明は、2種以上の蒸気圧の異なる合成
樹脂の原料モノマーを用いても成膜速度を小さくさせる
ことなく、しかも化学量論比により近い組成の合成樹脂
被膜を形成することが出来る合成樹脂被膜の形成方法を
提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の合成樹脂被膜の
形成方法は、真空中で2種以上の合成樹脂被膜の原料モ
ノマーを蒸発させ、これを基板上で蒸着重合させて合成
樹脂被膜を形成する方法において、前記2種以上の合成
樹脂原料モノマーのうち蒸気圧が最も高い原料モノマー
を他の原料モノマーの蒸発位置よりも基板に近い位置で
蒸発させることを特徴とする。また、合成樹脂被膜の原
料モノマーとしては、基板上に形成する合成樹脂被膜に
応じてジイソシアナート、ジアミン、酸二無水物、酸ク
ロライド、ジアルデヒド等のうちから適宜選択するもの
である。
【0007】
【作用】真空中で2種以上の原料モノマーを蒸発させる
と、各モノマー蒸気は基板に到達して蒸着し、重付加反
応により基板上に合成樹脂被膜が形成される。この場
合、2種以上の原料モノマーのうち蒸気圧が最も高い原
料モノマーの蒸発を他の原料モノマーの蒸発位置より基
板に近い位置で行うことにより、蒸気圧が高いために基
板付近での再蒸発量が多くても、該原料モノマーの基板
への到達頻度が高まって他の原料モノマーとの反応が適
確に行われて成膜速度が大きくなると共に、化学量論比
により近い合成樹脂被膜が形成される。
【0008】
【実施例】以下添付図面に従って本発明の実施例につい
て説明する。図1は本発明方法を実施するための装置の
1例を示すもので、図中、1は真空処理室から成る成膜
装置を示す。該成膜装置内1を真空ポンプ等の真空排気
系2に接続した。そして成膜装置1内の上方に合成樹脂
被膜を形成させる例えばガラス製の基板3を冷却器(図
示せず)を備える基板保持装置4に下向きに保持するよ
うにした。また、成膜装置1内の下方であって、基板3
に対向させて合成樹脂の一方の原料モノマーX「例えば
合成樹脂被膜がポリ尿素樹脂膜の場合はビス(4−アミ
ノフェニル)エーテル」を蒸発させるガラス製または金
属(銅)製の蒸発源5を設けると共に、基板3に対向
し、かつ前記蒸発源5よりも基板3に接近させて合成樹
脂の他方の原料モノマーY「例えば合成樹脂被膜がポリ
尿素樹脂膜の場合は1,3−ビスイソシアナート」を蒸
発させるガラス製または金属(銅)製の蒸発源6を設け
た。また、各蒸発源5,6にはその周囲に巻回したヒー
ター7で各原料モノマーX,Yを夫々所定温度に加熱出
来るようにした。図中、8は蒸発源5の上方に設けたシ
ャッターを示す。また、図中、9は温度制御のために原
料モノマーX,Y内に挿入された熱電対を示し、図示し
ないが外部に導出の温度制御器で常時温度を測定出来る
ようにした。
【0009】尚、合成樹脂の原料モノマーを蒸発源から
蒸発させて基板上に蒸着させる際の成膜装置内の真空度
としては形成する合成樹脂被膜の種類によって異なる
が、一般には1×10- 3〜1×10- 6Torr程度とす
る。また、基板3と蒸発源5との距離および基板3と蒸
発源6との距離は用いる原料モノマーの蒸気圧に対応さ
せて適宜設定すればよく、基板3と蒸発源5の蒸発口5
aとの距離は一般には30〜50cm程度とし、基板3
と蒸発源6の蒸発口6aとの距離は一般には2〜50c
m程度とする。
【0010】次に前記装置を用いて合成樹脂被膜の形成
方法の具体的実施例を比較例と共に説明する。
【0011】実施例1 本実施例では基板3は縦2.6cm、横7.6cm,厚さ
0.1cmのスライドガラスを用い、また基板3と蒸発源
5の蒸発口5aとの距離を37cmとし、基板3と蒸発源
6の蒸発口6aとの距離を7cmとした。また、各蒸発源
5,6の蒸発口の内径を1cmとした。先ず、蒸発源5に
ポリ尿素樹脂膜の一方の原料モノマーXとして温度16
0℃において蒸気圧が5×10- 4Paであるビス(4
−アミノフェニル)エーテルを、蒸発源6にポリ尿素樹
脂膜の他方の原料モノマーYとして温度40℃において
蒸気圧が3×10- 2Paである1,3−ビスイソシア
ナートメチルベンゼンを夫々充填し、シャッター8を閉
じた状態で成膜装置1内の全圧を真空排気系2を介して
8×10- 3Paに設定した。次に、蒸発源5内の原料
モノマーXを熱電対9で温度を測定しながらヒーター7
で142±1℃に、また蒸発源6内の原料モノマーYを
熱電対9で温度を測定しながらヒーター7で42±1℃
に加熱した。
【0012】次いで、基板保持装置4で基板5を温度1
0℃に維持すると共に、原料モノマーX,Yが夫々所定
の蒸発量に達した時点でシャッター8を開き、基板3上
に27Å/分の析出速度で300分間各原料モノマーX
およびYを蒸着させ、その後シャッター8を閉じ、基板
3上で重付加反応により重合させて膜厚0.5μmのポ
リ尿素樹脂膜(合成樹脂被膜)を形成した。尚、原料モ
ノマーX,Yは化学量論的にポリ尿素樹脂膜が形成され
るよう1:1のモル比で蒸発させるようにした。また、
原料モノマーX,Yの蒸発時における成膜装置1内の圧
力は1×10- 2Paとした。そして基板3上に形成さ
れたポリ尿素樹脂膜をIR吸収スペクトル分析を行い、
その結果を図2中に曲線Aとして示した。
【0013】比較例 基板3と蒸発源6の蒸発口6aとの距離を基板3と蒸発
源5の蒸発口5aとの距離と同様の37cmとした以外は
前記実施例1と同様の方法で基板3上にポリ尿素樹脂膜
を形成した。そして形成されたポリ尿素樹脂膜をIR吸
収スペクトル分析を行い、その結果を図2中に曲線Bと
して示した。
【0014】図2から明らかなように、波数2250c
- 1付近において本発明実施例は比較例に比して吸光
度がより大きくなっていることから、本発明実施例は形
成されたポリ尿素樹脂膜中にイソシアナート(蒸気圧の
高いモノマー)がより含まれていることが分かり、化学
量論比により近い合成樹脂被膜が形成されることが確認
された。また、成膜速度を成膜時間と膜厚(後に測定)
から計算したところ実施例1は27Å/分であるのに対
し、比較例は15Å/分であった。
【0015】実施例2 基板3と蒸発源5の蒸発口5aとの距離を30cm、基板
3と蒸発源6の蒸発口6aとの距離を15cmとし、ま
た、原料モノマーXとして温度180℃において蒸気圧
1×10- 4Paのピロメリット酸二無水物、原料モノ
マーYとして温度40℃において蒸気圧1×10- 3
aのp−フェニレンジアミンを用い、また、原料モノマ
ーXの加熱温度を180±1℃、原料モノマーYの加熱
温度を40±1℃とし、また、析出速度を300Å/分
でシャッターの開放時間を10分間とし、また、原料モ
ノマーX,Yの蒸発時における成膜装置1内の圧力を1
×10- 3Paとした以外は前記実施例1の同様の方法
で膜厚0.3μmのポリイミド樹脂膜を形成した。
【0016】そして形成されたポリイミド樹脂膜のIR
吸収スペクトル分析を行ったところ、化学量論比により
近い合成樹脂被膜が形成されることが確認された。ま
た、蒸発源−基板間距離が同じ蒸発源を用いた時の成膜
速度100Å/分に比べ、約3倍の成膜速度が得られ
た。
【0017】実施例3 基板3と蒸発源5の蒸発口5aとの距離を30cm、基板
3と蒸発源6の蒸発口6aとの距離を10cmとし、ま
た、原料モノマーXとして温度160℃において蒸気圧
5×10- 4Paの(4−アミノフェニル)エーテル、
原料モノマーYとして温度35℃において蒸気圧2×1
- 3Paのテレフタル酸ジクロリドを用い、また、原
料モノマーXの加熱温度を160±1℃、原料モノマー
Yの加熱温度を35±1℃とし、また、析出速度を20
0Å/分でシャッターの開放時間を30分間とし、ま
た、原料モノマーX,Yの蒸発時における成膜装置1内
の圧力を3×10- 3Paとした以外は前記実施例1の
同様の方法で膜厚1.0μmのポリアミド樹脂膜を形成
した。
【0018】そして形成されたポリアミド樹脂膜のIR
吸収スペクトル分析を行ったところ、化学量論比により
近い合成樹脂被膜が形成されることが確認された。ま
た、蒸発源−基板間距離が同じ蒸発源を用いた時の成膜
速度70Å/分に比べ、約3倍の成膜速度が得られた。
【0019】実施例4 基板3と蒸発源5の蒸発口5aとの距離を20cm、基板
3と蒸発源6の蒸発口6aとの距離を7cmとし、また、
原料モノマーXとして温度80℃において蒸気圧5×1
- 4Paのp−ハイドロキノン、原料モノマーYとし
て温度40℃において蒸気圧1×10- 3Paのp−フ
ェニレンジアミンを用い、また、原料モノマーXの加熱
温度を80±1℃、原料モノマーYの加熱温度を40±
1℃とし、また、析出速度を100Å/分でシャッター
の開放時間を60分間とし、また、原料モノマーX,Y
の蒸発時における成膜装置1内の圧力を2×10- 3
aとした以外は前記実施例1の同様の方法で膜厚0.6
μmのポリアゾメチン樹脂膜を形成した。
【0020】そして形成されたポリアゾメチン樹脂膜の
IR吸収スペクトル分析を行ったところ、化学量論比に
より近い合成樹脂被膜が形成されることが確認された。
また、蒸発源−基板間距離が同じ蒸発源を用いた時の成
膜速度30Å/分に比べ、約3倍の成膜速度が得られ
た。
【0021】
【発明の効果】このように本発明の合成樹脂被膜の形成
方法によるときは、蒸気圧の異なる2種以上の原料モノ
マーを用いても、蒸気圧の最も高い原料モノマーを基板
に近い位置から蒸発させて、該原料モノマーの基板への
到達頻度を高めることが出来るから、基板上での他の原
料モノマーとの反応が高められて、従来法に比して成膜
速度を大きく出来、また化学量論比により近い組成の合
成樹脂被膜を容易にかつ確実に形成することが出来る効
果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明方法を実施するための成膜装置の1例
の截断説明線図、
【図2】 本発明実施例および比較例で形成された合成
樹脂被膜の波数と吸光度との関係を示す特性線図。
【符号の説明】
1 成膜装置、 2 真空排気系、 3
基板、5,6 蒸発源、 X,Y 原料モノマ
ー。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 真空中で2種以上の合成樹脂被膜の原料
    モノマーを蒸発させ、これを基板上で蒸着重合させて合
    成樹脂被膜を形成する方法において、前記2種以上の合
    成樹脂原料モノマーのうち蒸気圧が最も高い原料モノマ
    ーを他の原料モノマーの蒸発位置よりも基板に近い位置
    で蒸発させることを特徴とする合成樹脂被膜の形成方
    法。
  2. 【請求項2】 前記合成樹脂被膜はジイソシアナートと
    ジアミンとの重付加反応によって形成されるポリ尿素樹
    脂膜であることを特徴とする請求項第1項に記載の合成
    樹脂被膜の形成方法。
  3. 【請求項3】 前記合成樹脂被膜は酸二無水物とジアミ
    ンとの重付加反応によって形成されるポリイミド樹脂膜
    であることを特徴とする請求項第1項に記載の合成樹脂
    被膜の形成方法。
  4. 【請求項4】 前記合成樹脂被膜は酸クロライドとジア
    ミンとの重付加反応によって形成されるポリアミド樹脂
    膜であることを特徴とする請求項第1項に記載の合成樹
    脂被膜の形成方法。
  5. 【請求項5】 前記合成樹脂被膜はジアルデヒドとジア
    ミンとの重付加反応によって形成されるポリアゾメチン
    樹脂膜であることを特徴とする請求項第1項に記載の合
    成樹脂被膜の形成方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007111076A1 (ja) 2006-03-24 2007-10-04 Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. 透明バリア性シートおよび透明バリア性シートの製造方法
WO2007111092A1 (ja) 2006-03-24 2007-10-04 Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. 透明バリア性シートおよび透明バリア性シートの製造方法
WO2008129925A1 (ja) * 2007-04-16 2008-10-30 Ulvac, Inc. ポリユリア膜及びその成膜方法
JP2015048411A (ja) * 2013-09-02 2015-03-16 三井化学株式会社 蒸着重合材料、ポリウレタンウレア膜、積層体および蒸着重合方法

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