JPS62109803A - 有機薄膜形成方法 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は、金属、セラミックス、無機物質、有機物質等
の基板上に、基板との密若性にすぐれた有機薄膜をその
分子構造を制御しつつ形成させるものである。

従来の技術 気相中で、基板上に有機薄膜を形成する方法は、従来の
溶剤を用いる成膜法に比べて、高真空下で、連続的に成
膜処理が可能なことから、半導体製造プロセスにおける
絶縁膜、フォトレジスト膜等の成膜方法として各種のも
のが提唱されている。

例えば、原料物質として、モノマーガスをプラズマ雰囲
気中に供給し、基板上で重合膜を形成させるプラズマ重
合法が知られているが、プラズマ雰囲気中にランダムな
反応活性種が存在するため、重合反応の制御が難しく、
規則正しい分子構造を有する高分子物質を形成すること
が出来ないという欠点がある。

又、反応ガスを、紫外光あるいは放射線によって励起さ
せ、ラジカルを生成させて基板上に重合膜を作成する化
学気相成長法が知られており、励起エネルギーの分布が
均一なため重合反応の制御が容易という利点はあるもの
の、成膜速度が遅いため、工業的な成膜法としては不十
分である。成膜速度を高めるには、出発原料として反応
ガスではなく、既に重合反応をある程度進行させたオリ
ゴマーあるいはポリマーを用いることが考えられるが、
一般にこれら高分子物質は加熱すると蒸発する前に熱分
解が起こり、熱分解させずに粒子状にして気相中に取り
出すことは困難であった。

発明の構成 本発明の方法において、原料高分子物の分解を抑制し、
これを粒子状とするため、いわゆる電界脱離（Ｆｉｅｌ
ｄ　　Ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ）法を利用する。即ち、高
分子物質を軟化点もしくは融点以上に加熱した状態とし
、空間を隔てた電極との間に高電圧を印加し、電界の吸
引力により、高分子物質を粒子状に気相に引出し、基板
上に析出させるのである。

ここでいう粒子状とは、高分子物質が、分子もしくは、
微細粒子もしくはこれらのイオン化物として存在するか
、あるいはこれらが混在する状態を意味する。

以下に電界脱離法について簡単に説明する。

高分子材料などが塗っである鋭く尖った針金や、カミソ
リの刃の先端などと、対向電極との間に高電圧をかけ、
約１０’Ｖ／（Ｊ以上の強い電場を作り、徐々に温度を
上げると、先端に塗られた材料が部分的にイオン化され
飛び出す。この場合、材料は非常に微細な液滴となり、
ジェット噴射状で飛び出す場合および分子状のいわゆる
分子イオンとして飛び出す場合がある。質量分析法にお
いて、後者の現象が１１１１１を発性物質の分子イオン
スペクトルを測定するためのイオン化法として応用され
ているが、非常に微量のイオンで質量スペクトルが得ら
れるので、ジェット噴射は利用されず、むしろ有害なも
のとして前処理により除去される。

本発明の方法において、ジェット噴射および分子イオン
の両方を有効に利用する。高分子物質等の難揮発性物質
の分解を最小限に抑え、これを分子状にして気相中に取
り出す。次いで、直接被覆すべき基板上に導き、紫外線
あるいは放射線を照射することにより、基板上で重合反
応を進行させ、有機薄膜を形成させる。

原料物質を導入する前に、公知のイオンエツチングある
いはプラズマエツチング等の処理により基板表面をエツ
チングするか、もしくは中間接合層を形成することが可
能であり、よって基板と有機薄膜との密着性を更に向上
させることができる。

本発明に用いる薄膜材料は、熱溶融性のあらゆる有機化
合物であってよいが、例えば溶融粘度の低いポリエチレ
ン、ボリノ゛ミド、ポリスチン等が好ましい。

本発明に用いる放射線源としては、電子線あるいはガン
マ−線等を用いることが出来、照射線量は、使用する高
分子物質のラジカルを発生するように適宜室められる。

又本発明に用いる紫外線源としては、水銀ランプやキセ
ノンランプあるいはレーザー光等を用いることが出来、
その光源及び光子エネルギーは、使用する高分子物質に
応じて適宜選択出来る。

実施例 以下に実施例を示し、本発明を更に詳しく説明する。

実施例１ ポリエチレンをキシレンに溶解し、針状電極に塗布し、
溶剤を乾燥した後、真空下（１０−’ｔｏｒｒ）で針状
電極を加熱した状態で引き出し電極との間に約１０ＫＶ
の電圧を印加し、約５分間電子線を照射しながら基板へ
のコーティングを行なった。電子線の照射線量は３０メ
ガラツドとした。

この結果、厚さ約１５００への有機薄膜が得られた。

この有機薄膜は、ポリエチレン溶液を塗布後乾怪するこ
とによって得られた薄膜に比較してはるかにすぐれた密
着性を示した。又エチレンモノマーを出発原料として得
られたプラズマ重合ポリエチレン膜が通常の直鎮状の分
子構造以外に、不飽和結合や芳香環結合を含むのに対し
、この有機薄膜の分子構造は、直鎮状のポリエチレンが
架橋した規則正しいものであった。

実施例２ 多官能アクリレートを、ジメチルホルムアミドに溶解し
、実施例１と同様にして約１０分間紫外光を照射しなが
ら基板へのコーティングを行なった。

光源としては、市販の低圧水銀灯を用いた。

この結果、厚さ約２０００への有機薄膜が得られた。

この有機薄膜は、多官能アクリレート溶液を塗布後焼き
付けた膜と比較して膜厚が均一であり、ピンホールもな
く緻密であった。

発明の効果 本発明の有機薄膜形成方法によって、基板との密着性に
すぐれた緻密な薄膜をその分子構造を制御しつつ形成す
ることが出来る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 薄膜形成原料である有機物質をその軟化点もしくは融点
   以上に加熱すると同時に、対向電極との間に、高電圧を
   印加し、電界の吸引力を利用して有機物質を粒子状に放
   出させて基板上に導き、放射線照射あるいは紫外線照射
   により、基板上で重合反応を引き起こすことにより、基
   板上に有機薄膜を形成することを特徴とする有機薄膜形
   成方法。