JPS60211830A - パタ−ン形成方法 - Google Patents
パタ−ン形成方法Info
- Publication number
- JPS60211830A JPS60211830A JP59067565A JP6756584A JPS60211830A JP S60211830 A JPS60211830 A JP S60211830A JP 59067565 A JP59067565 A JP 59067565A JP 6756584 A JP6756584 A JP 6756584A JP S60211830 A JPS60211830 A JP S60211830A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- monomolecular
- pattern
- primary surface
- electron beam
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
- H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
- H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
- H01L21/02282—Forming 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
- H01L21/02285—Langmuir-Blodgett techniques
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。
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。
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。
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。反面、これまで劣ると
されてきた耐熱性、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。
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。反面、これまで劣ると
されてきた耐熱性、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
ア争プロジェット法(LB法)(新実験化学講座 18
巻 498頁〜507頁 丸蓋)によって形成すること
ができる。
る際の薄膜は公知の単分子累積法、すなわちラングミュ
ア争プロジェット法(LB法)(新実験化学講座 18
巻 498頁〜507頁 丸蓋)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、鞠者のバランス(両親媒性のバランス
)が適度に保たれているとき、分子は水面で親木基を下
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。
の分子において、鞠者のバランス(両親媒性のバランス
)が適度に保たれているとき、分子は水面で親木基を下
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層a III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、特殊な光莞合性を利用したりソ
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。
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層a III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、特殊な光莞合性を利用したりソ
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累積膜の二次元的
な配置を制御することが可能な新規なパターン形成方法
を提供することにある。
な配置を制御することが可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。
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電
子線を走査した後、単分子膜又は単分子層8a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。
子線を走査した後、単分子膜又は単分子層8a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、下地表面を電子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累
積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ガラス、S i02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
AI、 Ta、 W、’In、 Gu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 To (I
n203+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n莫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。
改質する。ここで、下地とは、単分子膜または単分子累
積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ガラス、S i02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
AI、 Ta、 W、’In、 Gu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 To (I
n203+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n莫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、カラス、5i02基板、蒸着A1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、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。
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、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。
本発明に用いる電子線は集束して用い、波長が短いので
、数lO〜数1ooへの雀度でパターン形成が可能であ
る。電子線による表面の改質を行なう/こめには、10
ジユールノC112〜5X104ジユール/ cm2の
エネルギーが必要である。
、数lO〜数1ooへの雀度でパターン形成が可能であ
る。電子線による表面の改質を行なう/こめには、10
ジユールノC112〜5X104ジユール/ cm2の
エネルギーが必要である。
電子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、電子線で走査すると
、表面が疎水性であったのが親水性に変化する。また、
ITOの場合には、電子線で走査すると、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
。
行われる。シリコン等の場合には、電子線で走査すると
、表面が疎水性であったのが親水性に変化する。また、
ITOの場合には、電子線で走査すると、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水性部分を有する
分子であれば広く使用可能である。
子は、その分子内に疎水性部分及び親水性部分を有する
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S数10〜25の直鎖状あるいは分枝状のも
のが使用しうる。独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。
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S数10〜25の直鎖状あるいは分枝状のも
のが使用しうる。独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
1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7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水性部
分を構成し1分子の末端や中間に位置する。
1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7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水性部
分を構成し1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、例えば分子が上記のような親水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
親水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水性で
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。
は、例えば分子が上記のような親水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
親水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水性で
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。
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)が同時に強い親水性(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
水性、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、分子内に親水性部分と疎水性部位を構
成する分子、例えば。
電子系)が同時に強い親水性(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
水性、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、分子内に親水性部分と疎水性部位を構
成する分子、例えば。
イ0機能性部分が親水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1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9機能性部分が中央付近、即ち疎水性部分と親水性部
分の中間にあるもの、例えば、アントラセン誘導体、ジ
アゾ色素の誘導体等、二9機能性部分がなく、疎水性部
分と親水性部分のみでできているもの、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。
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1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9機能性部分が中央付近、即ち疎水性部分と親水性部
分の中間にあるもの、例えば、アントラセン誘導体、ジ
アゾ色素の誘導体等、二9機能性部分がなく、疎水性部
分と親水性部分のみでできているもの、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
。
、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。
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。
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上に熱酸化法テ5i02膜1
−2を3OA形成し下地とした。下地表面を電子ビーム
照射装置に装填し、l x 10’ Torrにした後
、l0KV、 0.I A、ビーム径5−の電子ピーム
チ走査して下地表面の5i02膜を蒸発させ、最小50
μm1のストライプパターン夫にλを形成した。次に、
LB法で7ラキジン酸の単分子累積膜を形成した。最初
に下地を水中に浸めておき、アラキシン酸の単分子膜を
展開した後、表面圧 30 dyne/cm、引き上げ
速度50腸/膳inにて9層積層した。
−2を3OA形成し下地とした。下地表面を電子ビーム
照射装置に装填し、l x 10’ Torrにした後
、l0KV、 0.I A、ビーム径5−の電子ピーム
チ走査して下地表面の5i02膜を蒸発させ、最小50
μm1のストライプパターン夫にλを形成した。次に、
LB法で7ラキジン酸の単分子累積膜を形成した。最初
に下地を水中に浸めておき、アラキシン酸の単分子膜を
展開した後、表面圧 30 dyne/cm、引き上げ
速度50腸/膳inにて9層積層した。
アラキシン酸の単分子累積Ill l −5は、1−4
の部分には形成されず、1−3の部分のみにパターンに
従って形成された。
の部分には形成されず、1−3の部分のみにパターンに
従って形成された。
以上のように、下地を電子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。
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。
電子線を集光することにより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、電子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、植種の分子に
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スの製造も可能である
。
である。従ってSi集積回路への応用も可能である。ま
た、電子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、植種の分子に
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スの製造も可能である
。
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 1−2・・・5i021]1 1−3・・・下地改質部分 1−4・・・下地非改質部分 1−5・・・単分子II!又は単分子累積膜第1図
。 1−1・・・Si (100)基板 1−2・・・5i021]1 1−3・・・下地改質部分 1−4・・・下地非改質部分 1−5・・・単分子II!又は単分子累積膜第1図
Claims (1)
- 少なくとも下地表面を雰囲気ガス不存在下電子線を走査
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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59067565A JPS60211830A (ja) | 1984-04-06 | 1984-04-06 | パタ−ン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59067565A JPS60211830A (ja) | 1984-04-06 | 1984-04-06 | パタ−ン形成方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60211830A true JPS60211830A (ja) | 1985-10-24 |
Family
ID=13348605
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59067565A Pending JPS60211830A (ja) | 1984-04-06 | 1984-04-06 | パタ−ン形成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60211830A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7439683B2 (en) | 2003-05-21 | 2008-10-21 | Pure Depth Limited | Backlighting system for display screen |
US9137525B2 (en) | 2002-07-15 | 2015-09-15 | Pure Depth Limited | Multilayer video screen |
-
1984
- 1984-04-06 JP JP59067565A patent/JPS60211830A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9137525B2 (en) | 2002-07-15 | 2015-09-15 | Pure Depth Limited | Multilayer video screen |
US7439683B2 (en) | 2003-05-21 | 2008-10-21 | Pure Depth Limited | Backlighting system for display screen |
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