JPS60211828A - パタ−ン形成方法 - Google Patents

パタ−ン形成方法

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JPS60211828A
JPS60211828A JP59067563A JP6756384A JPS60211828A JP S60211828 A JPS60211828 A JP S60211828A JP 59067563 A JP59067563 A JP 59067563A JP 6756384 A JP6756384 A JP 6756384A JP S60211828 A JPS60211828 A JP S60211828A
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JP
Japan
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monomolecular
film
base
pattern
gamma rays
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Pending
Application number
JP59067563A
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English (en)
Inventor
Yutaka Hirai
裕 平井
Yoshinori Tomita
佳紀 富田
Hiroshi Matsuda
宏 松田
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02107Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/0226Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
    • H01L21/02282Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process liquid deposition, e.g. spin-coating, sol-gel techniques, spray coating
    • H01L21/02285Langmuir-Blodgett techniques

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (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】 [技術分野] 本発明は新規なパターン形成方法に関する。更に具体的
には、単分子膜又は単分子累積膜のパターンを、下地上
に形成する方法に関する。
[背景技術] 従来、半導体技術分野並びに光学技術分野に於ける素材
利用はもっばら比較的取扱いが容易な無機物を対象にし
て進められてきた。これは有機化学分野の技術進展が無
機材料分野のそれに比べて著しく遅れていたことが一因
している。
しかしながら、最近の有機化学分野の技術進歩には目を
みはるものがあり、又、無機物対象の素材開発もほぼ限
界に近づいてきたといわれている。そこで無機物を凌ぐ
新しい機能素材としての機能性有機材料の開発が要望さ
れている。有機材料の利点は安価かつ製造容易であるこ
と、機能性に富むこと等である0反面、これまで劣ると
されてきた耐熱性1機械的強度に対しても、最近これを
克服した有機材料が次々に生まれている。このような技
術的背景のもとで、論理素子、メモリー素子、光電変換
素子等の集積回路デバイスやマイクロレンズ・アレイ、
光導波路等の光学デバイスの機能を荷う部分(主として
薄膜部分)の一部又は全部を従来の無機薄膜に代えて、
有機薄膜で構成しようという提案から、はては1個の有
機分子に論理素子やメモリ素子等の機能を持たせた分子
電子デバイスや生体関連物質からなる論理素子(例えば
バイオ・チップス)を作ろうという提案が最近、いくつ
かの研究機関により発表された。
かかる有機材料を用いて上記の各種デバイス等を作成す
る際の薄膜は公知の単分子累積法、すなわちラングミュ
ア・プロジェット法(LB法)(新実験化学講座 18
巻 498頁〜507頁 丸首)によって形成すること
ができる。
LB法は、例えば分子内に親木基と疎水基を有する構造
の分子において、両者のバランス(両親媒性のバランス
)が適度に保たれているとき、分子は水面で親水基を下
に向けて単分子の層になることを利用して単分子膜また
は単分子層の累積膜を作成する方法である。
ところで、このような単分子膜又は単分子累積膜に光導
電性等の各種の機能を持たせ、前述の如き各種デバイス
等を作成するためには、単分子膜又は単分子累積膜の二
次元的な配置を制御する必要がある。しかしながら、上
記の方法では単分子膜又は単分子累積膜が基体全面に形
成されるため、単分子膜又は単分子累積膜の二次元的な
パターニングは、特殊な光重合性を利用したリングラフ
ィ応用のフォトレジストの場合を除いて、すなわち単分
子膜又は単分子累積膜を構成する分子がフォトレジスト
としての性状を有する場合を除いて制御できない欠点が
あった。
[発明の開示] 本発明の目的は、単分子膜又は単分子層81膜の二次元
的な配置を制御することが6f能な新規なパターン形成
方法を提供することにある。
本発明の目的は、以下のパターン形成方法によって達成
される。
すなわち、少なくとも下地表面を雰囲気ガス不存在下t
’h゛ンマー線を走査した後、単分子膜又は単分子累積
膜を形成しパターンを形成することを特徴とするパター
ン形成方法によって達成される。
本発明では、下地表面をガンマ−線を走査させることに
より改質する。ここで、下地とは、単分子膜または単分
子層8I膜が所定のパターンに従って積層される部材を
相称する。そのような部材としては、例えば、前述した
各種の半導体デバイス等に用いられるカラス、5i02
等の無機物からなる基板、ポリエチレン、ポリエチレン
テレフタレート、ポリイミド等の有機物からなる基板、
AI、Ta、 W、In、 Cu等の金属やこれらの合
金等からなる基板、これ等の基板上に設けられた各種の
層(所定のパターンに従って形成されている)、例えば
A1、Ta、W、 In、 Cu等の蒸着メタル膜、シ
リコン、ゲルマニウム等のアモルファス、多結晶あるい
は単結晶半導体膜、5n02 、 I T O(In2
03+5n02)等の導電性酸化物ガラス膜、等の分子
性アモルファス半導体膜等が挙げられる。また、このよ
うな基板、膜、あるいは膜が積層されている基板上に、
更に単分子膜又は単分子累積膜等が積層されている部位
等も利用し得るものとして挙げられる。
特に好ましくは、ガラス、ポリイミド、AI、シリコン
のアモルファス、多結晶あるいは単結晶半導体膜、単分
子膜又は単分子累積膜等が積層されている下地などが挙
げられる。
カンマ−線は集束して用い、波長が短いので、マスクを
用いることにより100八〜100OAの密度でパター
ン形成が可能である。ガンマ−線による表面の改質を行
なうためには、10ジユール/ cm2〜5 x 10
’ジユール/ cm2のエネルギーが必要である。
ガンマ−線による表面の改質は、例えば、以下のように
して行われる。シリコン等の場合には、ガンマ−線で走
査すると、表面が疎水性であったのが親水性に変化する
。また、ポリイミドの場合には、ガンマ−線で走査する
と、表面が親木性であったのが疎水性に変化する。ある
いは脂肪酸の単分子膜又は単分子累積膜の場合には両親
媒性が反転しないまでも親水性がより強くなったり、疎
水性がより強くなったりする。上記の様に下地表面を改
質することによってパターニングを行い、形成されたパ
ターンに従って単分子膜又は単分子累積膜が下地上に形
成される。
本発明における単分子膜又は単分子累積膜を構成する分
子は、その分子内に疎水性部分及び親木性部分を有する
分子であれば広く使用可能である。
このような分子の疎水性部分の構成要素として最も代表
的なものはアルキル基であって、炭素数5〜30、好ま
しくは、炭素数10〜25の直鎖状あるいは分枝状のも
のが使用しうる。疎水性部分を構成する基としては、上
記アルキル基の他、例えばビニレン、ビニリデン、ア・
セチレン等のオレフィン系炭化水素基、フェニル、ナフ
チル、アントラニル等の如き縮合多環フェニル基、ビフ
ェニル、ターフェニル等の鎖状多環フェニル基等の疎水
基等が挙げられる。これらは各々単独であるいは組合さ
れて上記分子の疎水性部分を構成し、分子の末端や中間
に位置する。
一方、親水性部分の構成要素として最も代表的なものは
、例えばカルボキシル基及びその金属塩並びにアミン塩
、スルホン酸基及びその金属塩並びにアミン塩、スルホ
ンアミド基、アミド基、アミン基、イミノ基、ヒドロキ
シル基、4級アミノ基、オキシアミノ基、オキシイミノ
基、ジアゾニウム基、グアニジン基、ヒドラジン基、リ
ン酸基、ケイ酸基、アルミン酸基等が挙げられる。これ
らも各々単独であるいは組合されて上記分子の親木性部
分を構成し、分子の末端や中間に位置する。
ここで、分子内に親水性部分及び疎水性部分を有すると
は1例えば分子が上記のような親木基及び疎水基の両者
を分子内に一つずつ有するか、又は分子内に一つ以上の
親木性基及び疎水基を有する場合には、分子全体の構成
においである部分が他の部分との関係において親木性で
あり、一方後者の部分は前者の部分との関係において疎
水性の関係を有することをいう。
本発明における単分子膜又は単分子累積膜を構成する分
子としては、下記の如き機能性を有することが所望され
る。
■所望の機能性を荷う部位、即ち機能性部分(例えばπ
電子系)が同時に強い親木性(又は強い疎水性)として
の性質を併有する分子、あるいは■機能性部分が特に親
木性、疎水性を有さず、上記の如き親木基、疎水基等を
導入することで1分子内に親木性部分と疎水性部位を構
成する分子、例えば、 イ0機能性部分が親木性部分の側にあるもの、例えば、
光導電性を有する長鎖アルキル置換のメロシアニン色素
等、 口0機能性部分が疎水性部分の側にあるもの、例えば、
ピレンに長鎖アルキルカルボン酸を結合したもの等、 ハ1機能性部分が中央付近、即ち疎水性部分と親木性部
分の中間にあるもの1例えば、アントラセン誘導体、ジ
アゾ色素の誘導体等、こ0機能性部分がなく、疎水性部
分と親木性部分のみでできているもの1例えば、長鎖飽
和脂肪酸であるステアリン酸、アラキシン酸等が具体的
なものとして挙げられる。
特に好ましくは、長鎖アルキル置換のメロシアニン色素
、アントラセン誘導体、アラキシン酸などが挙げられる
なお、本発明においては、前記下地上に前記構成分子を
用いて単分子膜又は単分子累積膜を形成した後、超音波
振動を加えることを要しないがパターンを更に鮮明にす
るなどの目的で超音波振動を加えることを妨げるもので
はない。
本発明を更に具体的に説明するために、以下に実施例を
示す。
実施例1 第1図に示す方法にてパターンを形成した。
Si(100)基板1−1の表面にLB法で7ラキジン
酸の単分子累積膜1−2を形成し、下地を作成した。ア
ラキシン酸の単分子累積膜は、表面圧30dyne/c
m、引き上げ速度5 cm/winの形成条件で1層積
層した。
次に、前記下地を真空中に置き5波長0.01Aのガン
マ−線をマスクを用い、 100J/c層2で下地表面
を走査した。走査部分1−4のアラキシン酸の疎水基部
分が変質し、第1図(c)に示す様にパターンが形成さ
れた。
次に、LB法で7ラキジン酸とメロシアニンの誘導体の
単分子累積膜を形成した。アラキシン酸とメロシアこン
の誘導体(I)をl:lのmol比で混合し、前記混合
物を1 x 10’ mol/l となるようクロロホ
ルムに溶かした溶液を水面に展開した後、表面圧 30
 dyne/濡in 、引き上げ速度8am/sinに
て10層積層した。単分子累積@1−5は、1−4の部
分には形成されず、1−3の部分のみに第1図(d)に
示す様にパターンに従って形成された。
以上のように、下地をガンマ−線で改質することにより
、下゛地表面にパターン状に単分子膜又は単分子累積膜
を形成することが可能である。
マスクを用いることによりガンマ−線で微細なパターン
形成が可能である。従ってSi集積回路への応用も可能
である。また、ガンマ−線の強さを変化させ、下地表面
への単分子膜又は単分子累積膜の付着力を変えたり、同
時に単分子膜又は単分子累積膜の構成分子として親木部
分、疎水部分の強さの異なる分子を用いることによって
、種種の分子による二次元配置も可能である。また、こ
れらの組合わせにより複雑な三次元構造のデバイースの
製造も可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明のパターン形成方法の実施態様を示す
。 1−1・・・Si (100)基板 1−4・・・下地弗改質部分 −4 第1図 手続補正量(自発) 昭和58年 7月 6日 特許庁長官 殿 1、事件の表示 昭和59年 特許願 第067583
号2、発明の名称 パターン形成方法 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 (+00)キャノン株式会社 4、代 理 人 住所 東京都港区赤坂1丁目9番20号第16興和ビル
8階 ド6ム。 5、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 8、補正の内容 明細書第11頁第4行一般式(I) 1 [+a 1(37CH2C00)I Jを−G+8 H
37CH2C0OH] に補正する。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 少なくとも下地表面を雰囲気ガス不存在下7ガンマー線
    を走査した後、単分子膜又は単分子累積膜を形成しパタ
    ーンを形成することを特徴とするパターン形成方法。
JP59067563A 1984-04-06 1984-04-06 パタ−ン形成方法 Pending JPS60211828A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5512328A (en) * 1992-08-07 1996-04-30 Hitachi, Ltd. Method for forming a pattern and forming a thin film used in pattern formation

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5512328A (en) * 1992-08-07 1996-04-30 Hitachi, Ltd. Method for forming a pattern and forming a thin film used in pattern formation

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