JPH0727215B2 - 単分子累積膜パタ−ン形成方法 - Google Patents
単分子累積膜パタ−ン形成方法Info
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- JPH0727215B2 JPH0727215B2 JP61107042A JP10704286A JPH0727215B2 JP H0727215 B2 JPH0727215 B2 JP H0727215B2 JP 61107042 A JP61107042 A JP 61107042A JP 10704286 A JP10704286 A JP 10704286A JP H0727215 B2 JPH0727215 B2 JP H0727215B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/16—Coating processes; Apparatus therefor
- G03F7/165—Monolayers, e.g. Langmuir-Blodgett
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、単分子累積膜（単層あるいは複数層で混合あ
るいはヘテロ膜でもよい）が、その表面に付着している
任意の基板上へ放射線照射を行うことにより、半導体デ
バイス製造用等の単分子膜（あるいは累積膜）のパター
ンを形成する方法に関するものである。
るいはヘテロ膜でもよい）が、その表面に付着している
任意の基板上へ放射線照射を行うことにより、半導体デ
バイス製造用等の単分子膜（あるいは累積膜）のパター
ンを形成する方法に関するものである。
従来の技術 従来、ラングミュア・ブロジェット法は半導体分野やバ
イオテクノロジー分野など、将来的産業の研究を行う上
での高分子材料の薄膜化形成の基本的技術として盛んに
研究なされている。例えば、半導体分野におけるウェハ
ー製造プロセスの中において、超高分解能のレジストと
してオレフィン系の長鎖脂肪酸の単分子膜（あるいは累
積膜）を用いて紫外線などを照射して重合させる事を利
用したり、あるいは、分子内構造に共役系をもたせ導電
性有機薄膜として利用する研究がなされている。
イオテクノロジー分野など、将来的産業の研究を行う上
での高分子材料の薄膜化形成の基本的技術として盛んに
研究なされている。例えば、半導体分野におけるウェハ
ー製造プロセスの中において、超高分解能のレジストと
してオレフィン系の長鎖脂肪酸の単分子膜（あるいは累
積膜）を用いて紫外線などを照射して重合させる事を利
用したり、あるいは、分子内構造に共役系をもたせ導電
性有機薄膜として利用する研究がなされている。
あるいは、バイオエレクトニクスの分野において、固体
バイオセンサを始めとして最終的には分子単位のデバイ
スの開発もなされている。
バイオセンサを始めとして最終的には分子単位のデバイ
スの開発もなされている。
しかし、以上に挙げた課題の実現には、単分子膜（ある
いは累積膜）形成の制御技術が必要であるが、例えば、
膜内での分子配列制御などにおける実用的手法は、現状
ではいまだ確立されていない。
いは累積膜）形成の制御技術が必要であるが、例えば、
膜内での分子配列制御などにおける実用的手法は、現状
ではいまだ確立されていない。
単分子膜（あるいは累積膜）のパターン形成法について
は、化学反応を利用して部分的に分子構築を行うなどの
手法が研究されているが、放射線照射によるパターン形
成法については、単分子膜（あるいは累積膜）の形成終
了後にエネルギー線を照射する方法はあるが、膜形成を
効果的に行う為の膜形成途中の放射線照射方法は、今の
ところ存在しない。
は、化学反応を利用して部分的に分子構築を行うなどの
手法が研究されているが、放射線照射によるパターン形
成法については、単分子膜（あるいは累積膜）の形成終
了後にエネルギー線を照射する方法はあるが、膜形成を
効果的に行う為の膜形成途中の放射線照射方法は、今の
ところ存在しない。
発明が解決しようとする問題点 単分子膜（あるいは累積膜）のパターン形成法において
は、従来、単分子膜に電子線，紫外線などのエネルギー
線を照射して、膜表面の重合などの化学変化を用いた方
法があるが、この方法では、単分子膜内での分子レベル
の超微細なパターン形成が困難である。
は、従来、単分子膜に電子線，紫外線などのエネルギー
線を照射して、膜表面の重合などの化学変化を用いた方
法があるが、この方法では、単分子膜内での分子レベル
の超微細なパターン形成が困難である。
問題点を解決するための手段 本発明は次のような手段を用いる。
本発明の単分子累積膜パターンの形成方法は、表面が疎
水あるいは親水性を有する基板に、第１の単分子膜を形
成し、前記第１の単分子膜に選択的に放射線を照射して
前記第１の単分子膜内の分子の分解または結合を生じさ
せて前記第１の単分子膜表面の疎水あるいは親水性を選
択的に転換させ、前記第１の単分子膜表面の前記放射線
を照射した部分あるいはしなかった部分にのみ第２の単
分子膜を形成する方法である。
水あるいは親水性を有する基板に、第１の単分子膜を形
成し、前記第１の単分子膜に選択的に放射線を照射して
前記第１の単分子膜内の分子の分解または結合を生じさ
せて前記第１の単分子膜表面の疎水あるいは親水性を選
択的に転換させ、前記第１の単分子膜表面の前記放射線
を照射した部分あるいはしなかった部分にのみ第２の単
分子膜を形成する方法である。
作用 たとえば親水基を表面に配置している単分子膜（あるい
は累積膜）の付着した基板表面に、強力な放射線を任意
の部分にパターン状に照射すると、分子の配列性は低下
し、隣接分子同士のからみ合いを生じながら、分子を構
成する長鎖脂肪酸の疎水基部分（脂肪酸の化学式をX-(C
H2)n‐Ｙとすると、疎水基部分は、X-(CH2)n‐に相当す
る。Ｘは、メチル基，アセチレン基，ビニル基等であ
り、Ｙは親水基としてカルボキシル基などがある。ｎは
整数）の、炭素−炭素結合，炭素−水素結合は切断し、
結合の切断の仕方を放射線のエネルギーを制御すること
によって変えた結果、ある確率で分子間にあらたな結合
（架橋）を生じたり、あるいは、切断した基自身が安定
化し、アセチレン系炭化水素などを生成する。以上の結
果、照射前では親水基のみが、膜表面に秩序よく配列さ
れて親水性のみを示していたのに対して、放射線照射後
は、表面に親水基のみならず、かなりの割合で炭化水素
部分があらわれることになる。従って、これにより、親
水膜表面に、疎水性の部分をパターン状に形成し、その
次の膜形成時に、膜の付着のし易さに応じてパターン状
に単分子膜を付着するものである。
は累積膜）の付着した基板表面に、強力な放射線を任意
の部分にパターン状に照射すると、分子の配列性は低下
し、隣接分子同士のからみ合いを生じながら、分子を構
成する長鎖脂肪酸の疎水基部分（脂肪酸の化学式をX-(C
H2)n‐Ｙとすると、疎水基部分は、X-(CH2)n‐に相当す
る。Ｘは、メチル基，アセチレン基，ビニル基等であ
り、Ｙは親水基としてカルボキシル基などがある。ｎは
整数）の、炭素−炭素結合，炭素−水素結合は切断し、
結合の切断の仕方を放射線のエネルギーを制御すること
によって変えた結果、ある確率で分子間にあらたな結合
（架橋）を生じたり、あるいは、切断した基自身が安定
化し、アセチレン系炭化水素などを生成する。以上の結
果、照射前では親水基のみが、膜表面に秩序よく配列さ
れて親水性のみを示していたのに対して、放射線照射後
は、表面に親水基のみならず、かなりの割合で炭化水素
部分があらわれることになる。従って、これにより、親
水膜表面に、疎水性の部分をパターン状に形成し、その
次の膜形成時に、膜の付着のし易さに応じてパターン状
に単分子膜を付着するものである。
本発明により、単分子膜（あるいは累積膜）形成時にお
いて、膜表面の意図する部分への単分子の付着の制御
（すなわち、単分子膜・累積膜上での分子レベルÅ単
位）の超微細パターン形成が可能となる。
いて、膜表面の意図する部分への単分子の付着の制御
（すなわち、単分子膜・累積膜上での分子レベルÅ単
位）の超微細パターン形成が可能となる。
実施例 以下、図面を基いて更に詳しく説明する。
第１図に示す第１の実施例では、第１図（ａ）に示すよ
うに、表面が疎水性を示すシリコン基板１の上へ、ラン
グミュア・ブロジェット法や水平付着法などを用いて飽
和・不飽和の任意な長鎖脂肪酸（たとえば、CH3-(CH)n-
COOH,nは整数）の単分子膜２を３層積層する。ここで、
第１図（ｂ）に示すように、単分子膜２の累積膜の表面
部分３は、長鎖脂肪酸よりなる単分子膜２のカルボキシ
ル基４（すなわち、親水基）のみを規則正しく配列させ
ている。
うに、表面が疎水性を示すシリコン基板１の上へ、ラン
グミュア・ブロジェット法や水平付着法などを用いて飽
和・不飽和の任意な長鎖脂肪酸（たとえば、CH3-(CH)n-
COOH,nは整数）の単分子膜２を３層積層する。ここで、
第１図（ｂ）に示すように、単分子膜２の累積膜の表面
部分３は、長鎖脂肪酸よりなる単分子膜２のカルボキシ
ル基４（すなわち、親水基）のみを規則正しく配列させ
ている。
そこで、第１図（ｃ）に示すように、部分的に強力な放
射線５をこれに照射する。すると第１図（ｄ）のよう
に、放射線５を照射された部分の分子の配列性が低下す
るだけでなく、疎水基部分６の炭素−炭素結合７や、水
素−炭素結合８が切断し、分解したり、隣接分子との架
橋９などを生成するために、照射部分の表面部分10を疎
水基となる炭化水素基11が占有してくる。
射線５をこれに照射する。すると第１図（ｄ）のよう
に、放射線５を照射された部分の分子の配列性が低下す
るだけでなく、疎水基部分６の炭素−炭素結合７や、水
素−炭素結合８が切断し、分解したり、隣接分子との架
橋９などを生成するために、照射部分の表面部分10を疎
水基となる炭化水素基11が占有してくる。
つぎに、第１図（ｅ），（ｆ）に示すように、３層まで
の膜形成時と同一の条件下で、これをラングミュア・ブ
ロジェット法における展開液面から出ていく方向へ移動
すると、４層め12については、放射線を照射しながった
部分13はこれまでと同様に親水基４同士が向き合う形の
膜14が付着するが、照射した部分10には、親水性が非常
に弱いために膜14が付着しないことになる。
の膜形成時と同一の条件下で、これをラングミュア・ブ
ロジェット法における展開液面から出ていく方向へ移動
すると、４層め12については、放射線を照射しながった
部分13はこれまでと同様に親水基４同士が向き合う形の
膜14が付着するが、照射した部分10には、親水性が非常
に弱いために膜14が付着しないことになる。
これにより、単分子累積膜表面において、膜２の長鎖脂
肪酸分子が、選択的に一層付着した薄膜パターンが形成
されたことになる。
肪酸分子が、選択的に一層付着した薄膜パターンが形成
されたことになる。
第２の実施例では、第１の実施例での第１図（ｄ）まで
と同様の工程を行った後、第２図（ａ），（ｂ）に示す
ように、これを３層までの膜形成と同一条件下で、ラン
グミュア・ブロジェット法における展開液面へ侵入する
方向へ移動したりあるいは水平付着法などを用いること
により、４層め15については、放射線５を照射しなかっ
た部分13には分子は付着せず、照射した部分10には疎水
基16を基板１側にして膜17が付着し、ここでも、単分子
累積膜表面において、膜２の長鎖脂肪酸分子が、選択的
に一層付着した薄膜パターンが形成されたことになる。
と同様の工程を行った後、第２図（ａ），（ｂ）に示す
ように、これを３層までの膜形成と同一条件下で、ラン
グミュア・ブロジェット法における展開液面へ侵入する
方向へ移動したりあるいは水平付着法などを用いること
により、４層め15については、放射線５を照射しなかっ
た部分13には分子は付着せず、照射した部分10には疎水
基16を基板１側にして膜17が付着し、ここでも、単分子
累積膜表面において、膜２の長鎖脂肪酸分子が、選択的
に一層付着した薄膜パターンが形成されたことになる。
なお、以上第1,2の実施例において、積層数は３層に限
らず任意であり、膜の積層方法については、膜間におい
て疎水基（-CH3,-CH＝CH2,-C C等）同士と、親水基同士
を向かい合わせて交互に逆向きに積層するＹ膜や、基板
が疎水性のものでその上に、同じ配向の単分子膜だけを
積層するＸ膜や、基板が親水性のもので、その上にやは
り同じ配向の単分子膜だけを積層するＺ膜などの種類が
あり、あるいは、膜を形成する分子種についても、膜ご
とに化学式の異る数種の分子を用いたヘテロ膜や、同一
膜を化学式の異る数種の分子を用いて形成した混合膜な
どがあるが、以上の積層方法や膜を形成する分子種につ
いては、全て任意に本発明の対照となるものである。
らず任意であり、膜の積層方法については、膜間におい
て疎水基（-CH3,-CH＝CH2,-C C等）同士と、親水基同士
を向かい合わせて交互に逆向きに積層するＹ膜や、基板
が疎水性のものでその上に、同じ配向の単分子膜だけを
積層するＸ膜や、基板が親水性のもので、その上にやは
り同じ配向の単分子膜だけを積層するＺ膜などの種類が
あり、あるいは、膜を形成する分子種についても、膜ご
とに化学式の異る数種の分子を用いたヘテロ膜や、同一
膜を化学式の異る数種の分子を用いて形成した混合膜な
どがあるが、以上の積層方法や膜を形成する分子種につ
いては、全て任意に本発明の対照となるものである。
発明の効果 本発明によると、単分子累積膜でのパターン形成が分子
レベルで行なえるという効果をもつものである。
レベルで行なえるという効果をもつものである。
また、分子配列の制御性が、非常に高いものであるの
で、分子種の選択の仕方に応じて、バイオセンサをはじ
めとするバイオエレクトロニクスや、導電性薄膜をはじ
めとするマイクロエレクトロニクスなどの分野での分子
設計研究の基本技術となりうる効果を存する。
で、分子種の選択の仕方に応じて、バイオセンサをはじ
めとするバイオエレクトロニクスや、導電性薄膜をはじ
めとするマイクロエレクトロニクスなどの分野での分子
設計研究の基本技術となりうる効果を存する。
【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の第1,2実施例の単分子累積膜形成方法
の工程断面図で、（ａ），（ｃ），（ｅ）は基板断面図
で、（ｂ），（ｄ），（ｆ）はそれぞれ（ａ），
（ｃ），（ｅ）のA,B,C部の拡大図、第２図は本発明の
第２実施例の単分子累積膜形成方法の工程断面図で、
（ａ）は基板断面図で（ｂ）は（ａ）のＤ部の拡大図で
ある。 １……シリコン基板、２……単分子膜、３……単分子膜
２の表面部分、４……カルボキシル基（親水基）、５…
…放射線、６……疎水基部分、７……炭素−炭素結合、
８……水素−炭素結合、９……架橋、10……照射部分の
表面部分、11……炭化水素基、12……４層目、13……放
射線を照射しなかった部分、14……膜、15……４層目、
16……疎水基、17……膜。
の工程断面図で、（ａ），（ｃ），（ｅ）は基板断面図
で、（ｂ），（ｄ），（ｆ）はそれぞれ（ａ），
（ｃ），（ｅ）のA,B,C部の拡大図、第２図は本発明の
第２実施例の単分子累積膜形成方法の工程断面図で、
（ａ）は基板断面図で（ｂ）は（ａ）のＤ部の拡大図で
ある。 １……シリコン基板、２……単分子膜、３……単分子膜
２の表面部分、４……カルボキシル基（親水基）、５…
…放射線、６……疎水基部分、７……炭素−炭素結合、
８……水素−炭素結合、９……架橋、10……照射部分の
表面部分、11……炭化水素基、12……４層目、13……放
射線を照射しなかった部分、14……膜、15……４層目、
16……疎水基、17……膜。
Claims (1)
- 【請求項１】表面が疎水性、あるいは親水性を有する基
板に、 ラングミュアー・ブロジェット法により第１の単分子膜
を形成し、 前記第１の単分子膜上にパターン状に選択的に放射線を
照射し、前記部分内の分子に分解または結合を生じさせ
ることにより、前記部分の分子の疎水性あるいは親水性
を転換し、 前記部分あるいは前記部分以外の一方に、 ラングミュアー・ブロジェット法により第２の単分子膜
を形成することを特徴とする単分子累積膜パターン形成
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61107042A JPH0727215B2 (ja) | 1986-05-09 | 1986-05-09 | 単分子累積膜パタ−ン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61107042A JPH0727215B2 (ja) | 1986-05-09 | 1986-05-09 | 単分子累積膜パタ−ン形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62262867A JPS62262867A (ja) | 1987-11-14 |
| JPH0727215B2 true JPH0727215B2 (ja) | 1995-03-29 |
Family
ID=14449046
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61107042A Expired - Lifetime JPH0727215B2 (ja) | 1986-05-09 | 1986-05-09 | 単分子累積膜パタ−ン形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0727215B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62280837A (ja) * | 1986-05-30 | 1987-12-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | エネルギ−感応性単分子累積膜及びそれを用いたパタ−ン形成方法 |
| JPH01231937A (ja) * | 1988-03-11 | 1989-09-18 | Komatsu Ltd | 単分子膜形成方法 |
| JP2009158691A (ja) * | 2007-12-26 | 2009-07-16 | Sharp Corp | 有機デバイスおよびその製造方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5643220A (en) * | 1979-06-25 | 1981-04-21 | University Patents Inc | Method of using novel nonlinear optical substance and diacetylenes |
| JPS58111029A (ja) * | 1981-12-24 | 1983-07-01 | Kureha Chem Ind Co Ltd | ジアセチレン化合物累積膜の製造方法 |
| JPS58112078A (ja) * | 1981-12-26 | 1983-07-04 | Daikin Ind Ltd | フルオロアルキルアクリレ−ト類の重合体被膜を基体表面に形成する方法 |
| JPS6194041A (ja) * | 1984-10-16 | 1986-05-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | パタ−ン形成方法 |
| JPS61180437A (ja) * | 1985-02-05 | 1986-08-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | パタ−ン形成方法 |
| JPS6221151A (ja) * | 1985-07-19 | 1987-01-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | パタ−ン形成方法 |
-
1986
- 1986-05-09 JP JP61107042A patent/JPH0727215B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62262867A (ja) | 1987-11-14 |
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