JPH0762236B2 - 合成樹脂被膜の形成方法 - Google Patents
合成樹脂被膜の形成方法Info
- Publication number
- JPH0762236B2 JPH0762236B2 JP2307452A JP30745290A JPH0762236B2 JP H0762236 B2 JPH0762236 B2 JP H0762236B2 JP 2307452 A JP2307452 A JP 2307452A JP 30745290 A JP30745290 A JP 30745290A JP H0762236 B2 JPH0762236 B2 JP H0762236B2
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- Japan
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- substrate
- synthetic resin
- raw material
- resin film
- temperature
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Description
【発明の詳細な説明】 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
デンサの誘電体などに用いられる高い耐熱性を有する合
成樹脂被膜の形成方法に関する。
ッシベーション膜，ソフトエラー膜，プラスチックコン
デンサの誘電体などに用いられる高い耐熱性を有する合
成樹脂被膜の形成方法に関する。
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これを基体上で重合
させる「湿式法」、合成樹脂自体を基体上に蒸着させる
「ポリマー蒸着法」または合成樹脂の原料モノマーをプ
ラズマ状態にしてプラズマ中で重合させる「プラズマ重
合法」などが知られている。
料モノマーを適当な溶媒に溶かしてこれを基体上で重合
させる「湿式法」、合成樹脂自体を基体上に蒸着させる
「ポリマー蒸着法」または合成樹脂の原料モノマーをプ
ラズマ状態にしてプラズマ中で重合させる「プラズマ重
合法」などが知られている。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記従来の合成樹脂被膜の形成方法で
は、「湿式法」の場合は極めて薄い膜が得られ難く、ま
た基体に対する合成樹脂の密着力が不十分で、しかも塗
液の調合や溶媒の除去（乾燥）・回収などの工程が入る
ために不純物の混入が起こりやすいという課題を有して
いた。また「ポリマー蒸着法」の場合は重合とともに分
解が起こったりして重合度が十分でないという課題を有
し、「プラズマ重合法」の場合は原料モノマー自体が分
解したりして分子構造の制御が困難であるという課題を
有していた。
は、「湿式法」の場合は極めて薄い膜が得られ難く、ま
た基体に対する合成樹脂の密着力が不十分で、しかも塗
液の調合や溶媒の除去（乾燥）・回収などの工程が入る
ために不純物の混入が起こりやすいという課題を有して
いた。また「ポリマー蒸着法」の場合は重合とともに分
解が起こったりして重合度が十分でないという課題を有
し、「プラズマ重合法」の場合は原料モノマー自体が分
解したりして分子構造の制御が困難であるという課題を
有していた。
そこで特開昭61−78463号公報に見られるように、例え
ば、4,4′ジフェニル・メタン・ジイソシアネートのよ
うな芳香族ジイソシアネートと、例えば、4,4′ジアミ
ノ・ジフェニル・エーテルのような芳香族ジアミンを用
いて真空中で両原料モノマーを蒸発させて、これを基体
上で重合させて尿素樹脂被膜を形成させる方法が提案さ
れているが、上記両原料モノマーを真空中で蒸発させて
基体上で重合を行うと、得られる成膜速度は1A/秒前後
と極めて遅く、また得られた尿素樹脂の耐熱性（熱分解
開始温度）も低いため、工業的には価値が低いという課
題があった。
ば、4,4′ジフェニル・メタン・ジイソシアネートのよ
うな芳香族ジイソシアネートと、例えば、4,4′ジアミ
ノ・ジフェニル・エーテルのような芳香族ジアミンを用
いて真空中で両原料モノマーを蒸発させて、これを基体
上で重合させて尿素樹脂被膜を形成させる方法が提案さ
れているが、上記両原料モノマーを真空中で蒸発させて
基体上で重合を行うと、得られる成膜速度は1A/秒前後
と極めて遅く、また得られた尿素樹脂の耐熱性（熱分解
開始温度）も低いため、工業的には価値が低いという課
題があった。
本発明は上記従来の課題を解決するもので、工業的に価
値のある速い成膜速度と高い耐熱性とを有することので
き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。
値のある速い成膜速度と高い耐熱性とを有することので
き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。
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種以上の合成樹脂原料モノマーを蒸
発させ、これを基体上で重合させて樹脂被膜を形成する
方法において、使用する合成樹脂原料モノマーのうちで
最も蒸気圧の高い原料モノマーの蒸気圧が10-3Paを示す
温度以下に基体を冷却するものである。
方法は、真空中で２種以上の合成樹脂原料モノマーを蒸
発させ、これを基体上で重合させて樹脂被膜を形成する
方法において、使用する合成樹脂原料モノマーのうちで
最も蒸気圧の高い原料モノマーの蒸気圧が10-3Paを示す
温度以下に基体を冷却するものである。
作用 本発明者等が従来の合成樹脂被膜の形成方法において速
い成膜速度と高い耐熱性とが得られ難い原因を種々検討
したところ、蒸発源からの輻射熱や熱伝導により基体の
温度が上昇することに原因があることが判った。一般的
に通常の化学反応では反応温度の高いほうが反応速度も
速くなるので、重合反応の行われる基体の温度上昇は成
膜速度（重合反応速度）を下げる要因にはならないと思
われていたが、真空中で合成樹脂原料モノマー（以下、
原料モノマーと略す）を蒸発させて基体上で重合させる
場合には基体の温度上昇は成膜速度（重合反応速度）を
下げることが判明した。この原因については詳細に検討
中であるが、10-2Pa以上の高真空中で原料モノマーを蒸
発させる場合には、基体への到達前に原料モノマー同志
が衝突して反応する確率は低く、重合反応は基体上で行
われると考えられる。すなわち、基体表面上に滞在する
原料モノマーの量がこの重合反応を支配し、その滞在す
る原料モノマー量は蒸発源からの蒸発量に付着係数を掛
けたものから、基体からの再蒸発量を引いたものに比例
する。ここで、蒸発源からの蒸発量を支配する蒸発源温
度および真空度は種々の理由から大幅に変更できないの
で、基体温度を下げて基体からの再蒸発量を蒸発源から
の蒸発量に比べて無視できるほどに減少させれば、成膜
速度を速くすることができる。
い成膜速度と高い耐熱性とが得られ難い原因を種々検討
したところ、蒸発源からの輻射熱や熱伝導により基体の
温度が上昇することに原因があることが判った。一般的
に通常の化学反応では反応温度の高いほうが反応速度も
速くなるので、重合反応の行われる基体の温度上昇は成
膜速度（重合反応速度）を下げる要因にはならないと思
われていたが、真空中で合成樹脂原料モノマー（以下、
原料モノマーと略す）を蒸発させて基体上で重合させる
場合には基体の温度上昇は成膜速度（重合反応速度）を
下げることが判明した。この原因については詳細に検討
中であるが、10-2Pa以上の高真空中で原料モノマーを蒸
発させる場合には、基体への到達前に原料モノマー同志
が衝突して反応する確率は低く、重合反応は基体上で行
われると考えられる。すなわち、基体表面上に滞在する
原料モノマーの量がこの重合反応を支配し、その滞在す
る原料モノマー量は蒸発源からの蒸発量に付着係数を掛
けたものから、基体からの再蒸発量を引いたものに比例
する。ここで、蒸発源からの蒸発量を支配する蒸発源温
度および真空度は種々の理由から大幅に変更できないの
で、基体温度を下げて基体からの再蒸発量を蒸発源から
の蒸発量に比べて無視できるほどに減少させれば、成膜
速度を速くすることができる。
また、通常は原料モノマーの蒸発量に差がある場合が多
く、低温で蒸発しやすい原料モノマーの方で基体温度の
再蒸発への影響はより大きくなる。したがって、蒸発源
からの蒸発量における組成比と基体上に成膜される膜の
組成比とが異なる場合が多く、このような場合にも基体
温度を下げることによって、組成比の変化を小さくする
ことができる。
く、低温で蒸発しやすい原料モノマーの方で基体温度の
再蒸発への影響はより大きくなる。したがって、蒸発源
からの蒸発量における組成比と基体上に成膜される膜の
組成比とが異なる場合が多く、このような場合にも基体
温度を下げることによって、組成比の変化を小さくする
ことができる。
実施例 以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら説
明する。
明する。
第１図は、本発明の合成樹脂被膜の形成方法を実施する
ために使用する装置の概略断面図であり、図に示すよう
に真空排気系１に接続された真空槽２内には合成樹脂被
膜を形成させるための基体３が基体ホルダー４によって
下向きに保持され、基体３は基体ホルダー４内を流れる
冷却媒体５により冷却される。また真空槽２の下部には
基体３に対向させて原料モノマーを蒸発させるための蒸
発源容器６および７が設けられ、蒸発源容器６および７
はヒーター（図示せず）と熱電対（図示せず）とによっ
て原料モノマーの蒸発量が一定となる所定温度に制御さ
れる。蒸発源容器６および７と基体３との間にはシャッ
ター８が設けられ、その開閉により基体３に形成される
膜厚が調整される。
ために使用する装置の概略断面図であり、図に示すよう
に真空排気系１に接続された真空槽２内には合成樹脂被
膜を形成させるための基体３が基体ホルダー４によって
下向きに保持され、基体３は基体ホルダー４内を流れる
冷却媒体５により冷却される。また真空槽２の下部には
基体３に対向させて原料モノマーを蒸発させるための蒸
発源容器６および７が設けられ、蒸発源容器６および７
はヒーター（図示せず）と熱電対（図示せず）とによっ
て原料モノマーの蒸発量が一定となる所定温度に制御さ
れる。蒸発源容器６および７と基体３との間にはシャッ
ター８が設けられ、その開閉により基体３に形成される
膜厚が調整される。
次に上記装置を用いた付加重合による尿素樹脂被膜の形
成方法の一例を説明する。
成方法の一例を説明する。
蒸発源容器６および７の一方に、4,4′ジフェニル・メ
タン・ジイソシアネート（35℃,10-3Paにて）を、他方
に4,4′メチレン・ジアニリン（85℃,10-3Paにて）を充
填し、シャッター８を閉じた状態で真空槽２内雰囲気ガ
スの全圧が10-3Pa以下になるまで、真空排気系１により
排気する。次いで、蒸発源容器６および７を加熱して4,
4′ジフェニル・メタン・ジイソシアネートを85±１℃
に、4,4′メチレン・ジアニリンを110±１℃に加熱し
た。この時の真空槽２内雰囲気ガスの全圧は４×10-3Pa
であった。次に基体ホルダー４に流す冷却媒体５を制御
して基体３の温度を10℃にした後、シャッター８を開け
て基体３上に両原料モノマーの蒸気を差し向けて厚さ１
μｍの尿素樹脂膜（合成樹脂被膜）Ｂを得た。この時、
その成膜速度は84Å／秒という速い成膜速度が得られ
た。さらに、基体３の温度を0,20,30℃に設定して、そ
れぞれ尿素樹脂膜A,C,Dを形成したところ、その成膜速
度はそれぞれ87,69,52Å／秒という基体３の温度に律せ
られるところの速い成膜速度が得られた。
タン・ジイソシアネート（35℃,10-3Paにて）を、他方
に4,4′メチレン・ジアニリン（85℃,10-3Paにて）を充
填し、シャッター８を閉じた状態で真空槽２内雰囲気ガ
スの全圧が10-3Pa以下になるまで、真空排気系１により
排気する。次いで、蒸発源容器６および７を加熱して4,
4′ジフェニル・メタン・ジイソシアネートを85±１℃
に、4,4′メチレン・ジアニリンを110±１℃に加熱し
た。この時の真空槽２内雰囲気ガスの全圧は４×10-3Pa
であった。次に基体ホルダー４に流す冷却媒体５を制御
して基体３の温度を10℃にした後、シャッター８を開け
て基体３上に両原料モノマーの蒸気を差し向けて厚さ１
μｍの尿素樹脂膜（合成樹脂被膜）Ｂを得た。この時、
その成膜速度は84Å／秒という速い成膜速度が得られ
た。さらに、基体３の温度を0,20,30℃に設定して、そ
れぞれ尿素樹脂膜A,C,Dを形成したところ、その成膜速
度はそれぞれ87,69,52Å／秒という基体３の温度に律せ
られるところの速い成膜速度が得られた。
上記実施例と比較するために基体３の温度を40,50℃と
した以外の条件は全く同様にして比較例としての尿素樹
脂膜E,Fを作成した。この時の成膜速度はそれぞれ12,3
Å／秒であった。
した以外の条件は全く同様にして比較例としての尿素樹
脂膜E,Fを作成した。この時の成膜速度はそれぞれ12,3
Å／秒であった。
第２図に以上得られた尿素樹脂膜の実施例Ａ〜Ｄおよび
比較例ＥおよびＦについてそれぞれその基体温度と成膜
速度との関係を示す 第３図は尿素樹脂膜形成時の基体温度と得られた尿素樹
脂膜の第一熱分解開始温度（尿素樹脂膜の耐熱性）との
関係を熱天秤測定により求めて示したものであり、図よ
り基体温度を低くすることによって高い耐熱性が得られ
ることが判る。
比較例ＥおよびＦについてそれぞれその基体温度と成膜
速度との関係を示す 第３図は尿素樹脂膜形成時の基体温度と得られた尿素樹
脂膜の第一熱分解開始温度（尿素樹脂膜の耐熱性）との
関係を熱天秤測定により求めて示したものであり、図よ
り基体温度を低くすることによって高い耐熱性が得られ
ることが判る。
以上説明したように本実施例によれば、真空中で尿素樹
脂膜を芳香族ジイソシアネートと芳香族ジアミンとから
成膜する場合に、基体３の温度を30℃以下に冷却するこ
とにより、250℃以上の第１熱分解開始温度（耐熱性）
を有する尿素樹脂膜を50Å／秒以上の速い成膜速度で形
成することができる。
脂膜を芳香族ジイソシアネートと芳香族ジアミンとから
成膜する場合に、基体３の温度を30℃以下に冷却するこ
とにより、250℃以上の第１熱分解開始温度（耐熱性）
を有する尿素樹脂膜を50Å／秒以上の速い成膜速度で形
成することができる。
なお、この効果は比較的低温でも高い反応性を有するイ
ソシアネートとアミンとの付加重合反応において顕著に
現れる。
ソシアネートとアミンとの付加重合反応において顕著に
現れる。
発明の効果 本発明は上記実施例より明らかなように、真空中で２種
以上の合成樹脂原料モノマーを蒸発させ、これを基体上
で重合させて樹脂被膜を形成する方法において、使用す
る原料モノマーのうちで最も蒸気圧の高い原料モノマー
の蒸気圧が10-3Paを示す温度以下に基体を冷却すること
により、基体からの原料モノマーの再蒸発を減らすこと
ができ、高い耐熱性を有する合成樹脂被膜を速い成膜速
度で形成させる方法を実現できるものである。
以上の合成樹脂原料モノマーを蒸発させ、これを基体上
で重合させて樹脂被膜を形成する方法において、使用す
る原料モノマーのうちで最も蒸気圧の高い原料モノマー
の蒸気圧が10-3Paを示す温度以下に基体を冷却すること
により、基体からの原料モノマーの再蒸発を減らすこと
ができ、高い耐熱性を有する合成樹脂被膜を速い成膜速
度で形成させる方法を実現できるものである。
第１図は本発明の一実施例における合成樹脂被膜の形成
方法を実施するために使用する装置の概略断面図、第２
図は基体温度と成膜速度との関係を示す特性図、第３図
は基体温度と第１熱分解開始温度との関係を示す特性図
である。 １……真空排気系、２……真空槽、３……基体、４……
基体ホルダー、５……冷却媒体、6,7……蒸発源容器、
８……シャッター。
方法を実施するために使用する装置の概略断面図、第２
図は基体温度と成膜速度との関係を示す特性図、第３図
は基体温度と第１熱分解開始温度との関係を示す特性図
である。 １……真空排気系、２……真空槽、３……基体、４……
基体ホルダー、５……冷却媒体、6,7……蒸発源容器、
８……シャッター。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飯島 正行 神奈川県茅ケ崎市萩園2500番地 日本真空 技術株式会社内 (72)発明者 高橋 善和 神奈川県茅ケ崎市萩園2500番地 日本真空 技術株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】真空中で２種以上の合成樹脂原料モノマー
を蒸発させ、これを基体上で重合させて樹脂被膜を形成
する方法において、前記２種以上の合成樹脂原料モノマ
ーのうちで最も蒸気圧の高い原料モノマーの蒸気圧が10
-3Paを示す温度以下に前記基体を冷却することを特徴と
する合成樹脂被膜の形成方法。 - 【請求項２】合成樹脂原料モノマーが付加重合反応によ
って形成される尿素樹脂であることを特徴とする請求項
１記載の合成樹脂被膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2307452A JPH0762236B2 (ja) | 1990-11-13 | 1990-11-13 | 合成樹脂被膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2307452A JPH0762236B2 (ja) | 1990-11-13 | 1990-11-13 | 合成樹脂被膜の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04180553A JPH04180553A (ja) | 1992-06-26 |
| JPH0762236B2 true JPH0762236B2 (ja) | 1995-07-05 |
Family
ID=17969235
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2307452A Expired - Lifetime JPH0762236B2 (ja) | 1990-11-13 | 1990-11-13 | 合成樹脂被膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0762236B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5570471B2 (ja) * | 2011-06-03 | 2014-08-13 | 小島プレス工業株式会社 | モノマー蒸発量制御装置及び蒸着重合装置並びにモノマー蒸発量の制御方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS501980A (ja) * | 1973-05-11 | 1975-01-10 |
-
1990
- 1990-11-13 JP JP2307452A patent/JPH0762236B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS501980A (ja) * | 1973-05-11 | 1975-01-10 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04180553A (ja) | 1992-06-26 |
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