JPS60211920A - パタ−ン形成方法 - Google Patents
パタ−ン形成方法Info
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- JPS60211920A JPS60211920A JP59067577A JP6757784A JPS60211920A JP S60211920 A JPS60211920 A JP S60211920A JP 59067577 A JP59067577 A JP 59067577A JP 6757784 A JP6757784 A JP 6757784A JP S60211920 A JPS60211920 A JP S60211920A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
- H01L31/1884—Manufacture of transparent electrodes, e.g. TCO, ITO
-
- 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
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- 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
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- 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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- 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。
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
ア舎プロジェット法(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。
る際の薄膜は公知の単分子累積法、すなわちラングミュ
ア舎プロジェット法(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゛水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。
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、特殊な光ノ龜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。
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、特殊な光ノ龜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還元性ガス雰囲気下で
ガンマ−線を走査し、単分子膜又は単分子累積膜のパタ
ーンを形成後、超音波振動を加え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。
ガンマ−線を走査し、単分子膜又は単分子累積膜のパタ
ーンを形成後、超音波振動を加え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、下地表面を還元性ガス雰囲気下でガンマ−
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累積膜が所定のパターンに従っ
て積層される部材を指称する。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、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、A1. 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、Sr+02
、 I T O(In203 +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。
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指称する。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、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、A1. 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、Sr+02
、 I T O(In203 +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、5i02 、ポリイミド、I
TO1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。
TO1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。
ガンマ−線は波長が短いので、マスクを用いることによ
り100八〜to00人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/Cff12〜5 x 10’ジユール/
C112のエネルギーが必要である。
り100八〜to00人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/Cff12〜5 x 10’ジユール/
C112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。ポリイミドの場合には水素を流しながら
ガンマ−線で走査すると、表面の親水性がより弱くなる
。また、ガラス、石英の場合には、水素を流しながらガ
ンマ−線で走査すると、5i−0結合の一部が水素で置
換され、表面が親木性であったのが疎水性に変化する。
して行われる。ポリイミドの場合には水素を流しながら
ガンマ−線で走査すると、表面の親水性がより弱くなる
。また、ガラス、石英の場合には、水素を流しながらガ
ンマ−線で走査すると、5i−0結合の一部が水素で置
換され、表面が親木性であったのが疎水性に変化する。
ITOの場合にも同様に表面が親水性であったのが疎水
性に変化する。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。
性に変化する。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。
単分子膜又は単分子累積膜が下地上に形成された後、超
音波振動を加えることは、分子間力が大きく膜が固体膜
に近いときあるいは膜が薄いときに特に有効である。す
なわち、超音波振動を加えることにより微細なパターニ
ングが可能となる。
音波振動を加えることは、分子間力が大きく膜が固体膜
に近いときあるいは膜が薄いときに特に有効である。す
なわち、超音波振動を加えることにより微細なパターニ
ングが可能となる。
また、明瞭なパターンの形成が可能となる。超音波振動
を加えることは、エツチング工程を別に設けるよりも時
間の短縮も可能であるばかりではなく、エツチングが不
完全なことも生じない長所を有する。更に材料選択の範
囲もほとんど制限を受けない。
を加えることは、エツチング工程を別に設けるよりも時
間の短縮も可能であるばかりではなく、エツチングが不
完全なことも生じない長所を有する。更に材料選択の範
囲もほとんど制限を受けない。
なお、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。
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。
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岐状のも
のが使用しうる。疎水性部分を構成する基としては、上
記アルギル基の他、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。
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岐状のも
のが使用しうる。疎水性部分を構成する基としては、上
記アルギル基の他、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級アミン基、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。
、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級アミン基、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、分子内に親木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。
は、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。
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
木性、疎水性を有ざず、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、m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8機能性部分が中央刊近、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、二0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。
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
木性、疎水性を有ざず、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、m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8機能性部分が中央刊近、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、二0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
。
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。
ITO1−2が500Aの厚さで堆積しているガラス基
板1−1を下地とした。前記下地を真空中に置き、水素
を下地表面部分に流入し、波長0.01Aのガンマ−線
をマスクを用いて100J /cm2で下地表面を走査
し、深さ300への変質層1−3を持つ下地を作成した
。
板1−1を下地とした。前記下地を真空中に置き、水素
を下地表面部分に流入し、波長0.01Aのガンマ−線
をマスクを用いて100J /cm2で下地表面を走査
し、深さ300への変質層1−3を持つ下地を作成した
。
次に、アラキシン酸のクロロホルム溶液5X10=mo
l/I を用いて、LB法によりアラキシン酸の単分子
累積膜を形成した。アラキシン酸の単分子累積膜は、表
面圧 35 dyne/c+s、引き上げ速度は、1
cra/rainにて下地を上下し3M積層した。
l/I を用いて、LB法によりアラキシン酸の単分子
累積膜を形成した。アラキシン酸の単分子累積膜は、表
面圧 35 dyne/c+s、引き上げ速度は、1
cra/rainにて下地を上下し3M積層した。
次に出力 100Wの超音波発生装置を用いて水中で約
5分超音波を加えると1−3の部分の単分子累積膜は剥
離して、単分子累積膜i−sは、1−4の部分のみに第
1図(C)に示す様にパターンに従って形成された。
5分超音波を加えると1−3の部分の単分子累積膜は剥
離して、単分子累積膜i−sは、1−4の部分のみに第
1図(C)に示す様にパターンに従って形成された。
以上のように、下地を還元性ガス雰囲気下でガンマ−線
走査により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。
走査により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、iA木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。
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、iA木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・・・ガラス基板 1−2・・・ITO 1−3・・・下地改質部分 1−4・・・下地非改質部分
。 1−1・・・ガラス基板 1−2・・・ITO 1−3・・・下地改質部分 1−4・・・下地非改質部分
Claims (1)
- 少なくとも下地表面を還元性ガス雰囲気下でガンマ−線
を走査し、単分子膜又は単分子累積膜のパターンを形成
後、超音株振動を加え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 |
---|---|---|---|
JP59067577A JPS60211920A (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 |
---|---|---|---|
JP59067577A JPS60211920A (ja) | 1984-04-06 | 1984-04-06 | パタ−ン形成方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60211920A true JPS60211920A (ja) | 1985-10-24 |
Family
ID=13348924
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59067577A Pending JPS60211920A (ja) | 1984-04-06 | 1984-04-06 | パタ−ン形成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60211920A (ja) |
Cited By (1)
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 |
-
1984
- 1984-04-06 JP JP59067577A patent/JPS60211920A/ja active Pending
Cited By (1)
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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