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JP4000836B2 - Method for forming a film pattern - Google Patents

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JP4000836B2
JP4000836B2 JP2001362743A JP2001362743A JP4000836B2 JP 4000836 B2 JP4000836 B2 JP 4000836B2 JP 2001362743 A JP2001362743 A JP 2001362743A JP 2001362743 A JP2001362743 A JP 2001362743A JP 4000836 B2 JP4000836 B2 JP 4000836B2
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently form a molecular film pattern using a molecular film having excellent photodegradability. <P>SOLUTION: A molecular film 12 is formed using a compound having a chemical structure represented by formula (14) as starting material and this molecular film 12 is irradiated with ultraviolet light of 308 nm wavelength through a photomask 13. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、膜パターンの形成方法、膜パターン、半導体装置の形成方法、電気光学装置の製造方法、電気光学装置、半導体装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
半導体装置や電気光学装置の製造工程において、重要な工程の一つである薄膜のパターニングには、フォトリソグラフィ法が用いられている。フォトリソグラフィ法は、サブミクロンオーダーの高精細のパターニングを可能とする。一般に、フォトリソグラフィ法を用いたパターニングは次のような工程を経て行われる。
【0003】
まず、パターンニングを行う薄膜を基板全面に形成する。さらに、レジスト膜の形成、露光、現像、リンスなどを経てレジストパターンを形成する。その後に、レジストパターンを耐エッチングマスクとして下地の薄膜のエッチングを行ない、不要な部分を除去して所望のパターンを得る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のようにフォトリソグラフィ法によるパターニングを行うには、多くの工程を必要とする。これに対して、最近、レジスト膜に比べて極めて薄い膜(例えば、単分子膜や単分子膜を数層〜十層程度重ねた膜。以下、「分子膜」と称する。)を用いてパターニングを行うことにより、工程数を低減することも試みられていた。このような分子膜としては、より光分解性に優れた分子膜が求められていた。
【0005】
そこで、本発明の第1の目的は、光分解性に優れた分子膜を用いて効率良く分子膜パターンを形成することである。第2の目的は、上記分子膜パターンの形成方法を利用して、半導体装置及び電気光学装置を得ることである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の第1の膜パターンの形成方法は、ケイ素(Si)−ケイ素結合、ケイ素−ゲルマニウム(Ge)結合、ケイ素−スズ(Sn)結合、ゲルマニウム−スズ結合、およびスズ−スズ結合からなる群から選択された少なくとも1つの光反応性結合と、芳香族炭化水素部と、を含む化合物を原料として、膜を形成する工程と、前記工程で形成された膜の少なくとも一部分に、前記光反応性結合に反応を生じさせる所定波長の光を照射する工程と、を有することを特徴とする。
【0007】
この方法によれば、膜形成工程で、前記光反応性結合と光吸収効率の良い芳香族炭化水素部とを有する化合物からなる膜が形成されるため、光照射工程で効率良く光反応性結合の反応が生じて、前記結合の分解または状態変化等が生じる。したがって、形成するパターンに対応させた部分に前記光照射を行うことによって、比較的小さい光照射エネルギーで効率良く、所望の膜パターンを形成することができる。
【0008】
本発明の第2の膜パターンの形成方法は、下記の式(1)で示される化学構造を有する化合物を原料として膜を形成する工程と、前記工程で形成された膜の少なくとも一部分に、所定波長の光(光反応性結合:M1−M2に反応を生じさせることのできる光)を照射する工程と、を有することを特徴とする。
【0009】
【化12】

Figure 0004000836
【0010】
(但し、式中のn、m、p、Ar、M1、M2、R、V、W、X、Y、及びZは、それぞれ以下のものを示す。
n、m、p:0以上の整数
Ar:アリール基
M1、M2:ケイ素、ゲルマニウム、またはスズ
R:水素またはフッ素
V、W:アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アミノ基、アミノ基の1以上の水素が置換された基、水素原子、シリル基、またはシリル基の1以上の水素がケイ素以外の置換基で置換された基
X:ハロゲン、アミノ基、またはアルコキシ基
Y:アルキル基、アリール基、または水素原子
Z:アルキル基、ペルフルオロアルキル基、シリル基、シアノ基、アミノ基、またはチオール基)
この方法によれば、膜形成工程で、光反応性結合(M1−M2)と光吸収効率の良いアリール基とを有する化合物からなる膜が形成されるため、光照射工程で効率良く光反応性結合の反応が生じて、前記結合の分解または状態変化等が生じる。したがって、形成するパターンに対応させた部分に前記光照射を行うことによって、比較的小さい光照射エネルギーで効率良く、所望の膜パターンを形成することができる。
【0011】
式(1)中のアリール基(Ar)としては、例えばフェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、アントラニル基、またはフェナントリル基が挙げられる。また、アリール基(Ar)は(CR2)m−Zを介してM1に接続されていても良い。
本発明の第3の膜パターンの形成方法は、下記の式(2)で示される化学構造を有する化合物を原料として膜を形成する工程と、前記工程で形成された膜の少なくとも一部分に、所定波長の光(光反応性結合:M1−M2に反応を生じさせることのできる光)を照射する工程と、を有することを特徴とする。
【0012】
【化13】
Figure 0004000836
【0013】
(但し、式中のn、p、M1、M2、R1、R2、R3、V、W、X、及びYは、それぞれ以下のものを示す。
n、p:0以上の整数
M1、M2:ケイ素、ゲルマニウム、またはスズ
R1:水素、ハロゲン、ペルフルオロアルキル基、ヒドロキシ基、チオール基、アミノ基、アルキルアミノ基、アルコキシ基、ヒドロキシ基を有するアルキル基、チオール基を有するアルキル基、アミノ基を有するアルキル基、アルキルアミノ基を有するアルキル基
R2:水素、ハロゲン、ペルフルオロアルキル基、ヒドロキシ基、チオール基、アミノ基、アルキルアミノ基、アルコキシ基、ヒドロキシ基を有するアルキル基、チオール基を有するアルキル基、アミノ基を有するアルキル基、アルキルアミノ基を有するアルキル基、有機ケイ素基、または有機ケイ素基を有するアルキル基
R3:ハロゲン、ペルフルオロアルキル基、ヒドロキシ基、チオール基、アミノ基、アルキルアミノ基、アルコキシ基、ヒドロキシ基を有するアルキル基、チオール基を有するアルキル基、アミノ基を有するアルキル基、アルキルアミノ基を有するアルキル基、有機ケイ素基、有機ケイ素基を有するアルキル基、アリール基、またはアリール基を有するアルキル基
V、W:アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アミノ基、アミノ基の1以上の水素が置換された基、水素原子、シリル基、またはシリル基の1以上の水素がケイ素以外の置換基で置換された基
X:ハロゲン、アミノ基、またはアルコキシ基
Y:アルキル基またはアリール基)
この方法によれば、膜形成工程で、光反応性結合(M1−M2)と光吸収効率の良いベンゼンπ電子系とを有する化合物からなる膜が形成されるため、光照射工程で効率良く光反応性結合の反応が生じて、前記結合の分解または状態変化等が生じる。したがって、形成するパターンに対応させた部分に前記光照射を行うことによって、比較的小さい光照射エネルギーで効率良く、所望の膜パターンを形成することができる。
【0014】
本発明の第4の膜パターンの形成方法は、下記の式(3)で示される化学構造を有する化合物を原料として膜を形成する工程と、前記工程で形成された膜の少なくとも一部分に、所定波長の光(光反応性結合:M1−M2に反応を生じさせることのできる光)を照射する工程と、を有することを特徴とする。
【0015】
【化14】
Figure 0004000836
【0016】
(但し、式中のn、p、M1、M2、R1、R2、R3、V、W、X、及びYはそれぞれ以下のものを示す。
n、p:0以上の整数
M1、M2:ケイ素、ゲルマニウム、またはスズ
R1:水素、ハロゲン、ペルフルオロアルキル基、ヒドロキシ基、チオール基、アミノ基、アルキルアミノ基、アルコキシ基、ヒドロキシ基を有するアルキル基、チオール基を有するアルキル基、アミノ基を有するアルキル基、アルキルアミノ基を有するアルキル基
R2:水素、ハロゲン、ペルフルオロアルキル基、ヒドロキシ基、チオール基、アミノ基、アルキルアミノ基、アルコキシ基、ヒドロキシ基を有するアルキル基、チオール基を有するアルキル基、アミノ基を有するアルキル基、アルキルアミノ基を有するアルキル基、有機ケイ素基、または有機ケイ素基を有するアルキル基
R3:水素、ハロゲン、ペルフルオロアルキル基、ヒドロキシ基、チオール基、アミノ基、アルキルアミノ基、アルコキシ基、ヒドロキシ基を有するアルキル基、チオール基を有するアルキル基、アミノ基を有するアルキル基、アルキルアミノ基を有するアルキル基、有機ケイ素基、有機ケイ素基を有するアルキル基
V、W:アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アミノ基、アミノ基の1以上の水素が置換された基、水素原子、シリル基、またはシリル基の1以上の水素がケイ素以外の置換基で置換された基
X:ハロゲン、アミノ基、またはアルコキシ基
Y:アルキル基またはアリール基)
この方法によれば、膜形成工程で、光反応性結合(M1−M2)と光吸収効率の高いナフタレンπ電子系とを有する化合物からなる膜が形成されるため、光照射工程で効率良く光反応性結合の反応が生じて、前記結合の分解または状態変化等が生じる。したがって、形成するパターンに対応させた部分に前記光照射を行うことによって、比較的小さい光照射エネルギーで効率良く、所望の膜パターンを形成することができる。
【0017】
本発明の第5の膜パターンの形成方法は、下記の式(4)で示される化学構造を有する化合物を原料として膜を形成する工程と、前記工程で形成された膜の少なくとも一部分に、所定波長の光(光反応性結合:M1−M2に反応を生じさせることのできる光)を照射する工程と、を有することを特徴とする。
【0018】
【化15】
Figure 0004000836
【0019】
(但し、式中のn、p、M1、M2、R1、R2、R3、V、W、X、及びYはそれぞれ以下のものを示す。
n、p:0以上の整数
M1、M2:ケイ素、ゲルマニウム、またはスズ
R1:水素、ハロゲン、ペルフルオロアルキル基、ヒドロキシ基、チオール基、アミノ基、アルキルアミノ基、アルコキシ基、ヒドロキシ基を有するアルキル基、チオール基を有するアルキル基、アミノ基を有するアルキル基、アルキルアミノ基を有するアルキル基
R2:水素、ハロゲン、ペルフルオロアルキル基、ヒドロキシ基、チオール基、アミノ基、アルキルアミノ基、アルコキシ基、ヒドロキシ基を有するアルキル基、チオール基を有するアルキル基、アミノ基を有するアルキル基、アルキルアミノ基を有するアルキル基、有機ケイ素基、または有機ケイ素基を有するアルキル基
R3:水素、ハロゲン、ペルフルオロアルキル基、ヒドロキシ基、チオール基、アミノ基、アルキルアミノ基、アルコキシ基、ヒドロキシ基を有するアルキル基、チオール基を有するアルキル基、アミノ基を有するアルキル基、アルキルアミノ基を有するアルキル基、有機ケイ素基、有機ケイ素基を有するアルキル基
V、W:アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アミノ基、アミノ基の1以上の水素が置換された基、水素原子、シリル基、またはシリル基の1以上の水素がケイ素以外の置換基で置換された基
X:ハロゲン、アミノ基またはアルコキシ基
Y:アルキル基またはアリール基)
この方法によれば、膜形成工程で、光反応性結合(M1−M2)と光吸収効率の高いナフタレンπ電子系とを有する化合物からなる膜が形成されるため、光照射工程で効率良く光反応性結合の反応が生じて、前記結合の分解または状態変化等が生じる。したがって、形成するパターンに対応させた部分に前記光照射を行うことによって、比較的小さい光照射エネルギーで効率良く、所望の膜パターンを形成することができる。
【0020】
本発明の第6の膜パターンの形成方法は、下記の式(5)で示される化学構造を有する化合物を原料として膜を形成する工程と、前記工程で形成された膜の少なくとも一部分に、所定波長の光(光反応性結合:M1−M2に反応を生じさせることのできる光)を照射する工程と、を有することを特徴とする。
【0021】
【化16】
Figure 0004000836
【0022】
(但し、式中のn、p、M1、M2、R1、R2、R3、R4、V、W、X、及びYはそれぞれ以下のものを示す。
n、p:0以上の整数
M1、M2:ケイ素、ゲルマニウム、またはスズ
R1:水素、ハロゲン、ペルフルオロアルキル基、ヒドロキシ基、チオール基、アミノ基、アルキルアミノ基、アルコキシ基、ヒドロキシ基を有するアルキル基、チオール基を有するアルキル基、アミノ基を有するアルキル基、アルキルアミノ基を有するアルキル基
R2:水素、ハロゲン、ペルフルオロアルキル基、ヒドロキシ基、チオール基、アミノ基、アルキルアミノ基、アルコキシ基、ヒドロキシ基を有するアルキル基、チオール基を有するアルキル基、アミノ基を有するアルキル基、アルキルアミノ基を有するアルキル基、有機ケイ素基、または有機ケイ素基を有するアルキル基
R3:ハロゲン、ペルフルオロアルキル基、ヒドロキシ基、チオール基、アミノ基、アルキルアミノ基、アルコキシ基、ヒドロキシ基を有するアルキル基、チオール基を有するアルキル基、アミノ基を有するアルキル基、アルキルアミノ基を有するアルキル基、有機ケイ素基、有機ケイ素基を有するアルキル基
R4:水素、ハロゲン、ペルフルオロアルキル基、ヒドロキシ基、チオール基、アミノ基、アルキルアミノ基、アルコキシ基、ヒドロキシ基を有するアルキル基、チオール基を有するアルキル基、アミノ基を有するアルキル基、アルキルアミノ基を有するアルキル基、有機ケイ素基、有機ケイ素基を有するアルキル基
V、W:アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アミノ基、アミノ基の1以上の水素が置換された基、水素原子、シリル基、またはシリル基の1以上の水素がケイ素以外の置換基で置換された基
X:ハロゲン、アミノ基またはアルコキシ基
Y:アルキル基またはアリール基)
この方法によれば、膜形成工程で、光反応性結合(M1−M2)と光吸収効率の高いビフェニルπ電子系とを有する化合物からなる膜が形成されるため、光照射工程で効率良く光反応性結合の反応が生じて、前記結合の分解または状態変化等が生じる。したがって、形成するパターンに対応させた部分に前記光照射を行うことによって、比較的小さい光照射エネルギーで効率良く、所望の膜パターンを形成することができる。
【0023】
本発明の第7の膜パターンの形成方法は、下記の式(6)で示される化学構造を有する化合物を原料として、膜を形成する工程と、前記工程で形成された膜の少なくとも一部分に、所定波長の光(光反応性結合:M1−M2に反応を生じさせることのできる光)を照射する工程と、を有することを特徴とする。
【0024】
【化17】
Figure 0004000836
【0025】
(但し、式中のn、p、M1、M2、R1、R2、V、W、X、及びYはそれぞれ以下のものを示す。
n、p:0以上の整数
M1、M2:ケイ素、ゲルマニウム、またはスズ
R1:水素、ハロゲン、ペルフルオロアルキル基、ヒドロキシ基、チオール基、アミノ基、アルキルアミノ基、アルコキシ基、ヒドロキシ基を有するアルキル基、チオール基を有するアルキル基、アミノ基を有するアルキル基、アルキルアミノ基を有するアルキル基
R2:ハロゲン、ペルフルオロアルキル基、ヒドロキシ基、チオール基、アミノ基、アルキルアミノ基、アルコキシ基、ヒドロキシ基を有するアルキル基、チオール基を有するアルキル基、アミノ基を有するアルキル基、アルキルアミノ基を有するアルキル基、有機ケイ素基、または有機ケイ素基を有するアルキル基、アリール基、またはアリール基を有するアルキル基
V、W:アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アミノ基、アミノ基の1以上の水素が置換された基、水素原子、シリル基、またはシリル基の1以上の水素がケイ素以外の置換基で置換された基
X:ハロゲン、アミノ基またはアルコキシ基
Y:アルキル基またはアリール基)
この方法によれば、膜形成工程で、光反応性結合(M1−M2)と光吸収効率の高いピリジンπ電子系とを有する化合物からなる膜が形成されるため、光照射工程で効率良く光反応性結合の反応が生じて、前記結合の分解または状態変化等が生じる。したがって、形成するパターンに対応させた部分に前記光照射を行うことによって、比較的小さい光照射エネルギーで効率良く、所望の膜パターンを形成することができる。
【0026】
また、ピリジン環の窒素と金属元素などの種々の陽性元素との高い親和性により、これらの元素との錯体を形成しやすいという性質も有しているので、適当な化学的処理を施すことにより、さらなる機能を膜パターンに付加することができる。
本発明の第8の膜パターンの形成方法は、下記の式(7)で示される化学構造を有する化合物を原料として、膜を形成する工程と、前記工程で形成された膜の少なくとも一部分に、所定波長の光(光反応性結合:M1−M2に反応を生じさせることのできる光)を照射する工程と、を有することを特徴とする。
【0027】
【化18】
Figure 0004000836
【0028】
(但し、式中のn、p、M1、M2、Q、R1、R2、V、W、X、及びYはそれぞれ以下のものを示す。
n、p:0以上の整数
M1、M2:ケイ素、ゲルマニウム、またはスズ
R1:水素、ハロゲン、ペルフルオロアルキル基、ヒドロキシ基、チオール基、アミノ基、アルキルアミノ基、アルコキシ基、ヒドロキシ基を有するアルキル基、チオール基を有するアルキル基、アミノ基を有するアルキル基、アルキルアミノ基を有するアルキル基
R2:ハロゲン、ペルフルオロアルキル基、ヒドロキシ基、チオール基、アミノ基、アルキルアミノ基、アルコキシ基、ヒドロキシ基を有するアルキル基、チオール基を有するアルキル基、アミノ基を有するアルキル基、アルキルアミノ基を有するアルキル基、有機ケイ素基、または有機ケイ素基を有するアルキル基、アリール基、またはアリール基を有するアルキル基
V、W:アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アミノ基、アミノ基の1以上の水素が置換された基、水素原子、シリル基、またはシリル基の1以上の水素がケイ素以外の置換基で置換された基
X:ハロゲン、アミノ基またはアルコキシ基
Y:アルキル基またはアリール基
-Q-:-N(R5)-、-O-、-S-、ただし、R5は水素またはアルキル基)
この方法によれば、膜形成工程で、光反応性結合(M1−M2)と光吸収効率の高いチオフェン、ピロール、またはフランなどの共役電子系複素環とを有する化合物からなる膜が形成されるため、光照射工程で効率良く光反応性結合の反応が生じて、前記結合の分解または状態変化等が生じる。したがって、形成するパターンに対応させた部分に前記光照射を行うことによって、比較的小さい光照射エネルギーで効率良く、所望の膜パターンを形成することができる。
【0029】
また、上記化合物はその複素環上にイオウ、窒素及び酸素など官能性を有するヘテロ元素を有しているので、適当な化学的処理を施すことにより、さらなる機能を膜パターンに付加することができる。
本発明の第9の膜パターンの形成方法は、下記の式(8)で示される化学構造を有する化合物を原料として膜を形成する工程と、前記工程で形成された膜の少なくとも一部分に、所定波長の光(光反応性結合:M1−M2に反応を生じさせることのできる光)を照射する工程と、を有することを特徴とする。
【0030】
【化19】
Figure 0004000836
【0031】
(但し、式中のn、m、p、r、M1、M2、R1、V、W、X、及びYはそれぞれ以下のものを示す。
n、m、p:0以上の整数
r:正の整数
M1、M2:ケイ素、ゲルマニウム、またはスズ
R1:水素、ハロゲン、ペルフルオロアルキル基、ヒドロキシ基、チオール基、アミノ基、アルキルアミノ基、アルコキシ基、ヒドロキシ基を有するアルキル基、チオール基を有するアルキル基、アミノ基を有するアルキル基、アルキルアミノ基を有するアルキル基
V、W:アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アミノ基、アミノ基の1以上の水素が置換された基、水素原子、シリル基、またはシリル基の1以上の水素がケイ素以外の置換基で置換された基
X:ハロゲン、アミノ基またはアルコキシ基
Y:アルキル基またはアリール基)
この方法によれば、膜形成工程で、光反応性結合(M1−M2)と光吸収効率の高いベンゼンπ電子系とを有する化合物からなる膜が形成されるため、光照射工程で効率良く光反応性結合の反応が生じて、前記結合の分解または状態変化等が生じる。したがって、形成するパターンに対応させた部分に前記光照射を行うことによって、比較的小さい光照射エネルギーで効率良く、所望の膜パターンを形成することができる。
【0032】
また、上記化合物は、ベンゼン環上に撥液性に優れたフルオロアルキル基を有しているので、この膜は高い撥液性を有している。したがって、基板表面に直接または下地層を介して、この方法で膜パターンを形成することにより、基板表面または下地層の撥液性を所定パターンで異なるものとすることができる。なお、優れた撥液性を得るためには、フルオロアルキル基の炭素鎖の原子数が3以上であることが好ましい。
【0033】
本発明の第10の膜パターンの形成方法は、下記の式(9)で示される化学構造を有する化合物を原料として膜を形成する工程と、前記工程で形成された膜の少なくとも一部分に、所定波長の光(光反応性結合:M1−M2に反応を生じさせることのできる光)を照射する工程と、を有することを特徴とする。
【0034】
【化20】
Figure 0004000836
【0035】
(但し、式中のn、m、p、r、M1、M2、R1、V、W、X、及びYはそれぞれ以下のものを示す。
n、m、p:0以上の整数
r:正の整数
M1、M2:ケイ素、ゲルマニウム、またはスズ
R1:水素、ハロゲン、ペルフルオロアルキル基、ヒドロキシ基、チオール基、アミノ基、アルキルアミノ基、アルコキシ基、ヒドロキシ基を有するアルキル基、チオール基を有するアルキル基、アミノ基を有するアルキル基、アルキルアミノ基を有するアルキル基
V、W:アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アミノ基、アミノ基の1以上の水素が置換された基、水素原子、シリル基、またはシリル基の1以上の水素がケイ素以外の置換基で置換された基
X:ハロゲン、アミノ基またはアルコキシ基
Y:アルキル基またはアリール基)
この方法によれば、膜形成工程で、光反応性結合(M1−M2)と光吸収効率の高いビフェニルπ電子系とを有する化合物からなる膜が形成されるため、光照射工程で効率良く光反応性結合の反応が生じて、前記結合の分解または状態変化等が生じる。したがって、形成するパターンに対応させた部分に前記光照射を行うことによって、比較的小さい光照射エネルギーで効率良く、所望の膜パターンを形成することができる。
【0036】
また、上記化合物は、ベンゼン環上に撥液性に優れたフルオロアルキル基を有しているので、この膜は高い撥液性を有している。したがって、基板表面に直接または下地層を介して、この方法で膜パターンを形成することにより、基板表面または下地層の撥液性を所定パターンで異なるものとすることができる。なお、優れた撥液性を得るためには、フルオロアルキル基の炭素鎖の原子数が3以上であることが好ましい。
【0037】
本発明の第11の膜パターンの形成方法は、下記の式(10)で示される化学構造を有する化合物を原料として膜を形成する工程と、前記工程で形成された膜の少なくとも一部分に、所定波長の光(光反応性結合:M1−M2に反応を生じさせることのできる光)を照射する工程と、を有することを特徴とする。
【0038】
【化21】
Figure 0004000836
【0039】
(但し、式中のn、m、p、r、M1、M2、R1、V、W、X、及びYはそれぞれ以下のものを示す。
n、m、p:0以上の整数
r:正の整数
M1、M2:ケイ素、ゲルマニウム、またはスズ
R1:水素、ハロゲン、ペルフルオロアルキル基、ヒドロキシ基、チオール基、アミノ基、アルキルアミノ基、アルコキシ基、ヒドロキシ基を有するアルキル基、チオール基を有するアルキル基、アミノ基を有するアルキル基、アルキルアミノ基を有するアルキル基
V、W:アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アミノ基、アミノ基の1以上の水素が置換された基、水素原子、シリル基、またはシリル基の1以上の水素がケイ素以外の置換基で置換された基
X:ハロゲン、アミノ基またはアルコキシ基
Y:アルキル基またはアリール基)
この方法によれば、膜形成工程で、光反応性結合(M1−M2)と光吸収効率の高いビフェニルπ電子系とを有する化合物からなる膜が形成されるため、光照射工程で効率良く光反応性結合の反応が生じて、前記結合の分解または状態変化等が生じる。したがって、形成するパターンに対応させた部分に前記光照射を行うことによって、比較的小さい光照射エネルギーで効率良く、所望の膜パターンを形成することができる。
【0040】
また、上記化合物は、ベンゼン環上に撥液性に優れたフルオロアルキル基を有しているので、この膜は高い撥液性を有している。したがって、基板表面に直接または下地層を介して、この方法で膜パターンを形成することにより、基板表面または下地層の撥液性を所定パターンで異なるものとすることができる。なお、優れた撥液性を得るためには、フルオロアルキル基の炭素鎖の原子数が3以上であることが好ましい。
【0041】
本発明の第12の膜パターンの形成方法は、前述した本発明の第3、第4、第5、第6、第9、第10、および第11の膜パターンの形成方法において、式(2)〜(5)および式(8)〜(10)で示される各化合物のR1がペルフルオロアルキル基であることを特徴とする。
この方法によれば、前記膜は、M1に対してオルト位にペルフルオロアルキル基を有する化合物により構成されている。この化合物ではM1との親和性が高い元素であるフッ素原子とM1とが空間的に隣接しているので、フッ素原子のM1に対する攻撃が容易に起こり、光反応性が向上する。したがって、より小さい光照射エネルギーで(すなわち、同じパワーの光源を使用した場合には短時間の光照射で)膜パターンを得ることができる。
【0042】
上記化合物の例としては、下記の式(11)および式(12)で示される化合物が挙げられる。
【0043】
【化22】
Figure 0004000836
【0044】
(但し、n及びqはそれぞれ以下のものを示す。
n:0以上の整数
q:1以上の整数)
【0045】
【化23】
Figure 0004000836
【0046】
(但し、n及びpはそれぞれ以下のものを示す。
n:0以上の整数
p:1以上の整数)
本発明の第13の膜パターンの形成方法は、前述した本発明の第3、第4、第5、第6、第9、第10、および第11の膜パターンの形成方法において、式(2)〜(5)および式(8)〜(10)で示される各化合物のR1がトリフルオロメチル基であることを特徴とする。
【0047】
この方法によれば、前記膜は、M1に対してオルト位にトリフルオロメチル基を有する化合物により構成されている。この化合物ではM1との親和性が高い元素であるフッ素原子とM1とが空間的に隣接しているので、フッ素原子のM1に対する攻撃が容易に起こり、光反応性が向上する。したがって、より小さい光照射エネルギーで(すなわち、同じパワーの光源を使用した場合には短時間の光照射で)膜パターンを得ることができる。
【0048】
本発明の第14の膜パターンの形成方法は、下記の式(13)で示される化学構造を有する化合物を原料として膜を形成する工程と、前記工程で形成された膜の少なくとも一部分に、所定波長の光(光反応性結合:Si−Siに反応を生じさせることのできる光)を照射する工程と、を有することを特徴とする。
【0049】
【化24】
Figure 0004000836
【0050】
(但し、式中のX、p、qはそれぞれ以下のものを示す。
X:ハロゲン、チオール基、ヒドロキシル基、またはアルコキシ基
p:0以上の整数
q:正の整数)
本発明の第1乃至第14の膜パターンの形成方法において、前記光照射工程は、例えばフォトマスクを介した光照射法で行うことができる。
【0051】
本発明の第1乃至第14の膜パターンの形成方法において、形成される膜としては自己組織化膜が挙げられる。自己組織化膜とは、膜形成面の構成原子と結合可能な官能基が直鎖分子に結合されている化合物を、気体または液体の状態で膜形成面と共存させることにより、前記官能基が膜形成面に吸着して膜形成面の構成原子と結合し、直鎖分子を外側に向けて形成された緻密な単分子膜である。この単分子膜は、化合物の膜形成面に対する自発的な化学吸着によって形成されることから、自己組織化膜と称される。
【0052】
なお、自己組織化膜については、A.Ulman著の「An Introduction to Ultrathin Organic Film fromLangmuir−Blodgett to Self−Assembly」(Academic Press Inc.Boston,1991)の第3章に詳細に記載されている。
本発明の第1乃至第14の膜パターンの形成方法において、光照射により前記光反応性結合が分解された場合には、部分的に開口部を有する膜パターンが得られ、光照射により前記結合が分解されず結合状態の変化が生じた場合には、部分的に性質が異なる膜パターンが得られる。
【0053】
本発明の第1乃至第14の膜パターンの形成方法の光照射工程では、膜形成工程で形成された膜の少なくとも一部分に所定波長の光を照射するが、前記膜の全面に光照射を行うことにより膜全面を改質することもできる。
本発明の第15の膜パターンの形成方法は、前述した本発明の第1乃至第14の膜パターンの形成方法において、前記膜を0.5nm以上100nm以下の膜厚で形成することを特徴とする。膜厚がこの範囲内にあれば、第1乃至第14の膜パターンの形成方法における膜形成工程で、所謂「分子膜」を形成することができる。
【0054】
本発明の第16の膜パターンの形成方法は、前述した本発明の第1乃至第14の膜パターンの形成方法において、前記膜を0.5nm以上5nm以下の膜厚で形成することを特徴とする。
この方法においては、前記膜を、レジスト膜に比べて極めて薄く、且つ膜の被形成面(基板表面あるいは基板上に形成された前記下地層の表面)の性質を変えるのに十分な膜厚で形成する。そのため、この方法で膜パターンを形成することによって、基板表面あるいは前記下地層の表面に、部分的に異なる表面機能または表面特性を、明瞭なコントラストで付与することができる。また、フォトリソグラフィ法で必要であった、露光、現像、リンス等の工程を不要にすることもできる。
【0055】
本発明の膜パターンは、上記のいずれかの膜パターン形成方法により得られる。この膜パターンは、上述のように、撥液性など種々の機能を有する膜をパターニングすることにより得られる膜パターンであるので、この膜パターンによって、基板表面あるいは前記下地層の表面を部分的に機能が異なる表面とすることができる。
本発明の半導体装置の製造方法は、上記のいずれかの膜パターン形成方法により膜パターンを得る工程を含むことを特徴とする。この半導体装置の製造方法によれば、例えばフォトリソグラフィ法を用いる工程に代えて前記膜パターン形成方法を用いることによって、工程数を低減することが可能となる。したがって、この半導体装置の製造方法は、製造時間または製造コストを低減できるという利点を有している。
【0056】
本発明の第1の半導体装置は、本発明の半導体装置の製造方法によって製造されることを特徴とする。前記製造方法が、前記第15または第16の膜パターン形成方法により膜パターンを得る工程を含む場合、この半導体装置は、膜厚が0.5nm以上100nm以下または0.5nm以上5nm以下である膜を用いて製造されているので、半導体装置の薄型化・小型化という市場の要請に対応することが可能である。
【0057】
本発明の電気光学装置の製造方法は、上記のいずれかの膜パターン形成方法により膜パターンを得る工程を含むことを特徴とする。この電気光学装置の製造方法によれば、例えばフォトリソグラフィ法を用いる工程に代えて前記膜パターン形成方法を用いることによって、工程数を低減することが可能となる。したがって、この電気光学装置の製造方法は、製造時間または製造コストを低減できるという利点を有している。
【0058】
本発明の第1の電気光学装置は、本発明の電気光学装置の製造方法によって製造されたことを特徴とする。前記製造方法が、前記第15または第16の膜パターン形成方法により膜パターンを得る工程を含む場合、この電気光学装置は、膜厚が0.5nm以上100nm以下または0.5nm以上5nm以下である膜を用いて製造されているので、電気光学装置の薄型化・小型化という市場の要請に対応することが可能である。
【0059】
本発明の第2の半導体装置は、上記第1の半導体装置において、有機材料からなる領域を含むことを特徴とする。
本発明の第2の電気光学装置は、上記第1の電気光学装置において、有機エレクトロルミネッセンス素子を有することを特徴とする。
【0060】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
〔分子膜の原料とする化合物の合成〕
下記の式(14)で示される化学構造を有する化合物「1−(4−ヘプタデカフルオロオクチルフェニル)−1,1−ジメチル−2,2,2−トリエトキシジシラン」を以下の方法で合成した。図1にこの合成過程を示す。
【0061】
【化25】
Figure 0004000836
【0062】
先ず、よく乾燥されたフラスコ内部に乾燥アルゴンを導入することで、フラスコ内を乾燥アルゴン雰囲気に置換した。このフラスコ内に、1−ブロモ−4−ヘプタデカフルオロオクチルベンゼン(化合物A)を濃度0.01モルで含有するテトラヒドロフラン溶液を60ml入れた。
このフラスコ内のテトラヒドロフラン溶液を−95℃まで冷却し、この溶液をスターラーで良く攪拌しながら、このフラスコ内に、10mlのtert-ブチルリチウムのペンタン溶液(濃度1.5 N)を徐々に滴下した。この滴下後、フラスコ内の溶液(反応溶液)の温度が−30℃程度になるまで攪拌を続けた。その後、1−クロロ−2−トリフェニルジメチルジシランを濃度0.01モルで含有するテトラヒドロフラン溶液20mlを、この反応溶液に滴下して、2時間程攪拌した。
【0063】
次に、このフラスコ内に飽和塩化アンモニウム水溶液を加えて、生成したリチウム塩を加水分解した。次に、このフラスコ内に適当量のエーテル及び水を加えて分液操作を行い、得られたエーテル層に硫酸ナトリウムを加えて、エーテル層を乾燥させた。次に、溶媒であるエーテルなどの揮発性不純物をロータリーエバポレーターで溜去し、固形物を得た。この固形物をエタノールで再結晶したところ、化合物Aのブロム基がトリフェニルジメチルジシラン基で置換された化合物Bが、50%程度の収率で得られた。
【0064】
次に、化合物Bを濃度0.002モルで含むベンゼン溶液15 mlに、触媒として作用するために十分な量の塩化アルミニウムを加え、さらに、乾燥した塩化水素をこのベンゼン溶液に2時間ほど、激しく吹き込んだ。その後、溶媒であるベンゼンを溜去し、容器内に残ったオイル状物質をクーゲルロアで真空蒸留した。これにより、化合物Bのフェニル基が塩素基で置換された化合物Cが、収率60%(出発原料の化合物Bを基準として)で得られた。
【0065】
次に、尿素5グラムと脱水エタノール10 mlとの混合物をフラスコ内に入れ、この混合物に、化合物Cを濃度0.001モルで含むエーテル溶液10 mlを滴下した。次に、この溶液を1時間程攪拌した後、分液ロートを用いて抽出して、エーテル層を分離した。次に、このエーテルをロータリーエバポレーターで溜去し、残ったオイル状物質をクーゲルロアで真空蒸留した。これにより、1−(4−ヘプタデカフルオロオクチルフェニル)−1,1−ジメチル−2,2,2−トリエトキシジシラン(化合物D)が収率80%(出発原料の化合物Cを基準として)で得られた。
【0066】
上述のように、芳香族上にフルオロアルカンと臭素などのハロゲン原子とを有する化合物のハロゲン原子は、ブチルリチウムなどの金属試薬を用いることにより容易に金属に置換され、芳香族の金属試薬を生成する。その後、クロロシラン類と反応させることにより、種々のジシラン誘導体を得ることができる。同様な方法は、フルオロアルカンやフルオロアルキル基を有する炭化水素を有するジシラン誘導体の合成にも有用である。
〔分子膜の形成およびパターニング〕
前処理として、石英ガラスからなる基板の表面に、波長172nmの紫外光を10分間照射することで、基板表面のクリーンニングを行った。用いた紫外光強度は、基板表面で約8mW/cm2であった。この前処理により、基板11表面にヒドロキシル基が均一に存在するようになる。
【0067】
次いで、この基板と、上述の方法で得られた化合物D、すなわち、前記式(14)で示される化学構造を有する化合物「1−(4−ヘプタデカフルオロオクチルフェニル)−1,1−ジメチル−2,2,2−トリエトキシジシラン」とを、同一の密閉容器に入れて、96時間室温で放置した。これにより、基板11の表面に自己組織化膜(第1の分子膜)12が形成される。図2(a)はこの状態を示す。
【0068】
ここで、自己組織化膜12の形成の際に、化合物Dのシリル基と基板11表面のヒドロキシル基との間に加水分解によってシロキサン結合が生じ、分子の末端にヘプタデカフルオロオクチル基が配置されるため、得られる自己組織化膜12の表面は撥液性(液体によって濡れ難い性質)となる。
次に、図2(b)に示すように、線状パターンの光透過部13aを有するフォトマスク13を介して、エキシマランプから波長308nmの紫外光(基板11面での光強度:約5mW/cm2)をおよそ15分間照射した。これにより、第1の分子膜12の光透過部13aの真下の部分のみに紫外光が照射されて、この部分をなす化合物DのSi−Si結合が分解される。
【0069】
その結果、図2(c)に示すように、基板11表面の前記部分の下地部分11aにはシロキサン結合が残るが、このシロキサン結合の硅素と空気中の水分とが結合するため、この下地部分11aにはヒドロキシル基が存在する。また、紫外光が照射されていない部分には第1の分子膜12がそのまま残って、分子膜パターン12aが形成される。そして、この部分12aは撥液性となる。
このように、上述の方法で分子膜パターン12aを形成することによって、基板11の表面を所定パターンで撥液性が異なるもの(分子膜パターン12aが撥液性、これ以外の部分11aが極性溶媒に対して親液性)とすることができる。
【0070】
なお、光照射による分子膜の分解速度を分子膜の光照射された領域の接触角を観察することにより、1−(4−ヘプタデカフルオロオクチルフェニル)−1,1−ジメチル−2,2,2−トリエトキシジシランを原料とする第1の分子膜はヘプタデカフルオロテトラヒドロデシルトリエトキシシランを原料とする分子膜に比べて、3倍以上の速度で光分解が起こることが確認された。
次に、第1の分子膜パターン12が形成された基板11を、純水、エタノールの順で洗浄した後に、エタノールに、1vol%のアミノベンジルトリエトキシシランを加えた混合液中に5分間浸した。さらに、エタノール、純水の順で基板11の洗浄を行ったところ、第1の分子膜12が除去された領域に、アミノベンジルトリエトキシシランを原料とする第2の分子膜パターン14が形成された。図2(d)はこの状態を示す。
【0071】
次に、この第1の分子膜パターン12aと第2の分子膜パターン14とが形成された基板11を、室温でpHが5.8になるように調製された塩化パラジウムを含む水溶液(塩化水素4%とパラジウム塩化合物0.2%を含む30mLの水溶液を、さらに1リットルの水に溶かして希釈したもの)に約2分浸した後、流水中で3分間洗浄を行った。
次に、無電解ニッケルめっき液(ニッケル塩化合物と次亜リン酸を、ニッケル塩化合物:30g/L、次亜リン酸ナトリウム:10g/Lの組成で含むもの)を、70℃、pH4.6に保持し、このめっき液に基板11を約1分間浸した。その後、基板11を液から取り出して流水中で洗浄した後、乾燥させた。乾燥後に光学顕微鏡で観察したところ、基板11上の第2の分子膜パターン14上にニッケルのパターン16が形成されていることが確認された。図2(e)はこの状態を示す。
【0072】
この実施例では、分子膜を形成する基板として、石英ガラスからなる基板を使用しているが、これ以外にも、Siウエハー、ガラス、プラスチックフィルム、金属基板など各種のものを用いることができる。また、基板表面に金属膜、誘電体膜、有機膜などが下地層として形成されていても良い。
分子膜のパターンに形成に用いる光照射の光源としては、上述のエキシマランプの他、例えば水銀ランプ、キセノンランプ、ナトリウムランプ、エキシマレーザー、Nd:YAGレーザー、及びその高調波なども用いることができる。
【0073】
また、上述の実施例のように、撥液性の分子膜パターンを形成する場合は、撥液性を有するヘプタデカフルオロオクチル基のような長鎖のフルオロアルキル基を有する化合物を原料として利用することが好ましいが、通常の長鎖のアルキル基を有するものであってもよい。
ケイ素上の置換基はエトキシ基に限定されるものではなく、メトキシ基などのアルコキシ基やクロロ、臭素、またはよう素などのハロゲン、あるいはアミノ基などでもよい。特に、分子膜を形成する基板あるいは下地層の表面が水酸基などのカルコゲン元素を有する置換基で被われている場合は、上記の置換基をケイ素上に有する化合物は、分子膜を調製する際に、基板あるいは下地層と安定した結合を形成するので、好ましい場合がある。
【0074】
上述の実施例では、無電解ニッケルめっき膜を選択的に調製するために、第2の分子膜の原料として、ニッケルとの親和力の高いアミノ基を有する有機ケイ素化合物を用いているが、これ以外にも、例えば、チオール基、水酸基、ビニル基、ヒドロシリル基、またはシアノ基を有する有機ケイ素化合物などを原料とする分子膜を用いても、金や銅など種々の金属薄膜を調製することができる。
また、上述の実施例のように、撥液性分子膜パターンの形成を必ずしも最初に行う必要はなく、目的に応じて調製する分子膜を適宜選択できる。光照射に用いる光の波長に応じて、分子膜の原料として使用する化合物を選択することにより、より効率良く分子膜パターンを形成することができる。
【0075】
300nm程度の波長の光を分子膜パターンの形成に用いる場合は、芳香族炭化水素部として、例えば、ベンゼン、ナフタレン、及びビフェニルなどを有する化合物が分子膜の原料として好ましく、300nm以上の波長の光を用いる場合は、例えば、アントラセン、フェナントレン、ターフェニルなどを有する化合物が好ましい。
〔有機薄膜トランジスタにより駆動されるエレクトロルミネッセンス装置の製造〕
これまで、述べてきた分子膜及び分子膜パターンを利用して、さらに種々の半導体装置及び電気光学装置を製造することができる。以下に述べる例では、半導体装置として、能動層が有機材料により形成されているいわゆる有機薄膜トランジスタ、そして電気光学装置としては、その有機薄膜トランジスタにより駆動される有機エレクトロルミネッセンス装置について、その製造工程に沿って説明する。
【0076】
図3〜図14は、有機薄膜トランジスタ及びその有機薄膜トランジスタにより駆動される有機エレクトロルミネッセンス装置の製造工程を示す図である。なお、各図の(b)は平面図であり、(a)は(b)のA−A線における断面図である。
まず、図3に示すように、基板20上に透明導電膜21を形成する。基板20としては、例えば、ガラス、石英、プラスティック(合成樹脂)の透明な材料を用いる。また、透明導電膜21としては、ITO(indium tin oxide)を使用することが望ましい。ただし、ITO膜に限定されるものではなく、透明で導電性が高ければ他の材料でも良い。なお、本実施例ではITO付きガラスを用いた。
【0077】
次に、後述する陰極パターン24(図6)と透明導電膜21とのリーク電流を防ぐために、図4に示すように、透明導電膜21上に絶縁膜22を形成する。本実施例ではSiO2を用いている。原料としては、キシレンにポリシラザンを溶解した液体原料を用い、発光エリアとなる円筒形の孔以外の領域にのみインクジェット(I/J)法を用いて形成する。ポリシラザン溶液をI/J法で塗布した後、250℃、10分間加熱して、所望の形状で、膜厚が150nmのSi02膜を選択的に形成する。なお、絶縁性が確保されれば材料はこれに限らず、ポリイミド樹脂等の高分子有機材料も使用できる。
【0078】
次に、図5に示すように、透明導電膜21上の絶縁膜22により区画された領域に発光層23を形成する。本実施例では、絶縁膜22の平面形状を円形にすることにより、円筒状の穴を設け、この穴に発光層23をI/J法により選択的に形成する。具体的には、ポリフルオレン系高分子をキシレン溶媒に溶解した溶液を調製し、I/J法により該溶液を塗布し、溶媒を乾燥・除去することにより発光層23を得る。なお、発光層23の膜厚は約80nmとした。この他、発光層には、ポリパラフェニレンビニレン(PPV)等の有機エレクトロルミネッセンス材料を用いることができる。
【0079】
なお、発光層23は、正孔を注入するための正孔注入層と、発光するエレクトロルミネッセンス層との2層から形成しても良い。いずれの材料もI/J法で形成される。スピンコート、蒸着等を使用して形成しても良い。
次に、図6に示すように、絶縁膜22及び発光層23上に陰極層パターン24を、金属材料を用いて形成する。金属材料としては、例えば、金、銀、銅を用いる。係る陰極層パターン24はI/J法により形成するか、または例えば、蒸着法により形成することができる。本実施例では、金錯体をエタノール溶液に溶解した溶液を用いた。具体的には、金錯体として、(CH33−P−Au−CH3で示される材料を用い、その濃度は約2重量%とし、この溶液をI/J法により塗布した後に80℃で加熱し、膜厚が50nmの良好な伝導特性を示す金膜パターンを得た。
【0080】
次に、図7に示すように、陰極層パターン24上に層間絶縁膜30を形成する。層間絶縁膜30には、例えば、高分子材料であるポリビニルアルコール(PVA)、ポリイミドを用いることができる。他に SiO2 等の無機材料を使用しても良い。層間絶縁膜30の材料として高分子材料を用いる場合は、例えば、スピンコート及びI/J法で成膜できる。本実施例では、PVA水溶液をスピンコート法により塗布し、膜厚1.5μmのPVA膜を形成した。
【0081】
次に、図8に示すように、層間配線を行うために層間絶縁膜30にビアホール31を形成する。ビアホールを形成するための詳細なプロセスは、基本的に図2(a)〜(c)の説明で述べた工程を経て行われる。すなわち、高分子材料であるポリビニルアルコール(PVA)、ポリイミドなどの高分子材料からなる層間絶縁膜30上に、例えば撥液性に優れている前記化合物Dを原料とする分子膜を形成し、分子膜のビアホールの形成領域に対応する領域のみに光照射を行うと、その領域のみの光分解反応が生起し、撥液性を失う。この撥液性を失った領域を、層間絶縁膜を溶解する溶媒により処理することにより、ビアホールが形成される。
【0082】
ビアホール31の形成が完了した後、図9に示すように、ビアホール31中へ液体金材料のトルエン溶液をI/J法で塗布することにより層間配線32を形成する。 次に、図10に示すように、ソース40及びドレイン41を形成する。 この実施例では、図10に示すように、ソース40及びドレイン41は櫛形形状を有しており、ソース40とドレイン41とは互いに一定距離を隔てて噛み合わさったような状態で形成されている。また、ドレイン41は陰極層に接続するように形成する。
【0083】
ソース40及びドレイン41の材料には、例えば、金属または導電性高分子材料を使用することができる。ソース40及びドレイン41は、上記材料をI/J法により選択的に成膜し、パターンニングとして得ることができる。本実施例では液体金材料のトルエン溶液をI/J法により塗布した。これにより得られた金膜の膜厚は、約50nmである。
さらに、図11に示すように、ソース40及びドレイン41上に有機半導体層42を形成する。この有機半導体層42は、有機材料のスピンコート、蒸着、I/J法等で形成できる。 本実施例では、アントラセンをキシレン溶媒に溶解した液体原料をスピンコートして、アントラセンからなる有機半導体膜を形成した。その膜厚は200nmである。他に、テトラセン、ベンタセン、等の有機半導体材料を使用できる。
【0084】
次に、図12に示すように、有機半導体層42上にゲート絶縁膜43を形成する。このゲート絶縁膜43には、層間絶縁膜30と同様な材料を用いることができる。本実施形態ではPVA膜を用い、スピンコート法により1μmの膜厚で形成した。さらに、ソース40及びドレイン41の屈曲した形状部分を覆うようにゲートライン44を形成する。このゲートライン44は、ソース40及びドレイン41と同様に、液体金材料のトルエン溶液を用いて塗布法により形成する。この液体金材料の溶媒には、トルエンを用いた。得られた金膜の膜厚は約50nmである。
【0085】
次に、図13に示すように、ゲート絶縁膜43及びゲートライン44上に層間絶縁膜50を形成し、その後先述したようにビアホール31を形成する。ただし、今回は、PVA膜の一部を純水で溶解・除去した後に、キシレンで有機半導体層の一部を溶解・除去して、ソースラインとソース40との間が電気的に接続可能になるようにする。ビアホールを形成するための詳細なプロセスは、基本的に図2(a)〜(c)の説明で述べた工程を経て行われる。分子膜の原料として本発明で特定された化合物を用いることにより、短時間の光照射でビアホールが形成される。ここでは、前述の化合物Dを用いた。
【0086】
最後に、図14に示すように、層間絶縁膜50 上のビアホール31に対応する位置に、ソースライン55を形成する。ソースライン55はソース40に接続するように層間配線32も併せて形成する。材料は、ソース40及びドレイン41と同様に、液体金材料のトルエン溶液を用いてI/J法により形成する。得られた金膜の膜厚は約50nmである。以上で基本的なプロセスは終了である。なお、ソースライン55の上に保護膜等を形成しても良い。
【0087】
この実施例では、有機エレクトロルミネッセンス素子の作製を有機薄膜トランジスタの作製に先立って行っているが、有機薄膜トランジスタの作製を先に行っても良い。この場合も、ビアホールの形成に本発明で特定された化合物を原料とした分子膜を用いることができる。
【0088】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の方法によれば、光分解性に優れた分子膜を用いて効率良く分子膜パターンを形成することが可能になる。その結果、簡便で高速な分子膜のパターンニング技術が可能となり、半導体装置や電気光学装置の製造工程の工程数や製造コストを低減することできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態で使用した化合物の合成過程を示す図である。
【図2】実施形態で行った分子膜の形成およびパターニングの各工程を示す断面図であって、(a)は基板上に分子膜が形成されている状態を、(b)は分子膜のパターンニングの工程を、(c)は分子膜がパターンニングされた状態を、(d)は第1の分子膜が除去された領域に第2の分子膜が形成されている状態を、(e)は第2の分子膜に覆われている領域に無電解めっき膜が形成されている状態を、それぞれ示す。
【図3】有機薄膜トランジスタに駆動される有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法の第1工程を示す図である。
【図4】有機薄膜トランジスタに駆動される有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法の第2工程を示す図である。
【図5】有機薄膜トランジスタに駆動される有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法の第3の工程を示す図である。
【図6】有機薄膜トランジスタに駆動される有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法の第4工程を示す図である。
【図7】有機薄膜トランジスタに駆動される有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法の第5工程を示す図である。
【図8】有機薄膜トランジスタに駆動される有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法の第6工程を示す図である。
【図9】有機薄膜トランジスタに駆動される有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法の第7工程を示す図である。
【図10】有機薄膜トランジスタに駆動される有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法の第8工程を示す図である。
【図11】有機薄膜トランジスタに駆動される有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法の第9工程を示す図である。
【図12】有機薄膜トランジスタに駆動される有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法の第10の工程を示す図である。
【図13】有機薄膜トランジスタに駆動される有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法の第11の工程を示す図である。
【図14】有機薄膜トランジスタに駆動される有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法の第12の工程を示す図である。
【符号の説明】
11 基板
11a 光照射部の下地部分(親液性部分)
12 第1の分子膜
12a 第1の分子膜パターン(撥液性部分)
13 フォトマスク
13a 光透過部
14 第2の分子膜パターン
16 ニッケルのパターン(無電解めっき膜のパターン)
20 基板
21 透明電極
22 絶縁膜
23 発光層
24 陰極パターン
30 層間絶縁膜
31 ビアホール
32 層間配線
40 ソース
41 ドレイン
42 半導体層
43 ゲート絶縁膜
44 ゲートライン
50 層間絶縁膜
55 ソースライン[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a film pattern forming method, a film pattern, a semiconductor device forming method, an electro-optical device manufacturing method, an electro-optical device, and a semiconductor device.
[0002]
[Prior art]
A photolithography method is used for patterning a thin film, which is one of important processes in the manufacturing process of a semiconductor device or an electro-optical device. The photolithographic method enables high-definition patterning on the order of submicrons. In general, patterning using a photolithography method is performed through the following steps.
[0003]
First, a thin film to be patterned is formed on the entire surface of the substrate. Further, a resist pattern is formed through formation of a resist film, exposure, development, rinsing, and the like. Thereafter, the underlying thin film is etched using the resist pattern as an etching resistant mask, and unnecessary portions are removed to obtain a desired pattern.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, many processes are required to perform patterning by photolithography as described above. In contrast, recently, patterning is performed using an extremely thin film (for example, a monomolecular film or a film in which several monomolecular films are stacked one to ten layers, hereinafter referred to as “molecular film”) compared to a resist film. It has also been attempted to reduce the number of processes by performing the above. As such a molecular film, a molecular film having more excellent photodegradability has been demanded.
[0005]
Therefore, a first object of the present invention is to efficiently form a molecular film pattern using a molecular film excellent in photodegradability. The second object is to obtain a semiconductor device and an electro-optical device using the method for forming a molecular film pattern.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The first film pattern forming method of the present invention includes a group consisting of a silicon (Si) -silicon bond, a silicon-germanium (Ge) bond, a silicon-tin (Sn) bond, a germanium-tin bond, and a tin-tin bond. A step of forming a film using a compound containing at least one photoreactive bond selected from the above and an aromatic hydrocarbon part as a raw material; and at least a part of the film formed in the step, the photoreactive property And irradiating with light of a predetermined wavelength that causes a reaction in the binding.
[0007]
According to this method, since a film made of a compound having the photoreactive bond and an aromatic hydrocarbon moiety having a high light absorption efficiency is formed in the film forming process, the photoreactive bond is efficiently performed in the light irradiation process. The above reaction occurs, and the bond is decomposed or changed in state. Therefore, by irradiating the portion corresponding to the pattern to be formed with light, a desired film pattern can be efficiently formed with relatively small light irradiation energy.
[0008]
The second film pattern forming method of the present invention includes a step of forming a film using a compound having a chemical structure represented by the following formula (1) as a raw material, and at least a part of the film formed in the step. Wavelength of light (photoreactive coupling: M 1 −M 2 And irradiating with light capable of causing a reaction).
[0009]
Embedded image
Figure 0004000836
[0010]
(However, n, m, p, Ar, M in the formula 1 , M 2 , R, V, W, X, Y, and Z are as follows.
n, m, p: an integer greater than or equal to 0
Ar: Aryl group
M 1 , M 2 : Silicon, germanium, or tin
R: Hydrogen or fluorine
V, W: alkyl group, aryl group, alkoxy group, amino group, group in which one or more hydrogens of amino group are substituted, hydrogen atom, silyl group, or one or more hydrogens in silyl group are substituents other than silicon Substituted groups
X: halogen, amino group, or alkoxy group
Y: alkyl group, aryl group, or hydrogen atom
Z: alkyl group, perfluoroalkyl group, silyl group, cyano group, amino group, or thiol group)
According to this method, a photoreactive bond (M 1 −M 2 ) And a compound having an aryl group with good light absorption efficiency, a photoreactive bond reaction occurs efficiently in the light irradiation step, and the bond is decomposed or changed in state. Therefore, by irradiating the portion corresponding to the pattern to be formed with light, a desired film pattern can be efficiently formed with relatively small light irradiation energy.
[0011]
Examples of the aryl group (Ar) in the formula (1) include a phenyl group, a biphenyl group, a naphthyl group, an anthranyl group, and a phenanthryl group. In addition, the aryl group (Ar) is (CR 2 ) m -M through Z 1 It may be connected to.
The third film pattern forming method of the present invention includes a step of forming a film using a compound having a chemical structure represented by the following formula (2) as a raw material, and at least a part of the film formed in the above step. Wavelength of light (photoreactive coupling: M 1 −M 2 And irradiating with light capable of causing a reaction).
[0012]
Embedded image
Figure 0004000836
[0013]
(However, n, p, M in the formula 1 , M 2 , R 1 , R 2 , R Three , V, W, X, and Y are as follows.
n, p: an integer greater than or equal to 0
M 1 , M 2 : Silicon, germanium, or tin
R 1 : Hydrogen, halogen, perfluoroalkyl group, hydroxy group, thiol group, amino group, alkylamino group, alkoxy group, alkyl group having hydroxy group, alkyl group having thiol group, alkyl group having amino group, alkylamino group Alkyl group
R 2 : Hydrogen, halogen, perfluoroalkyl group, hydroxy group, thiol group, amino group, alkylamino group, alkoxy group, alkyl group having hydroxy group, alkyl group having thiol group, alkyl group having amino group, alkylamino group Alkyl group, organosilicon group, or alkyl group having an organosilicon group
R Three : Halogen, perfluoroalkyl group, hydroxy group, thiol group, amino group, alkylamino group, alkoxy group, alkyl group having hydroxy group, alkyl group having thiol group, alkyl group having amino group, alkyl having alkylamino group Group, organosilicon group, alkyl group having organosilicon group, aryl group, or alkyl group having aryl group
V, W: alkyl group, aryl group, alkoxy group, amino group, group in which one or more hydrogens of amino group are substituted, hydrogen atom, silyl group, or one or more hydrogens in silyl group are substituents other than silicon Substituted groups
X: halogen, amino group, or alkoxy group
Y: alkyl group or aryl group)
According to this method, a photoreactive bond (M 1 −M 2 ) And a compound having a light-absorbing efficiency benzene π-electron system is formed, so that the reaction of the photoreactive bond occurs efficiently in the light irradiation step, resulting in the decomposition or state change of the bond. . Therefore, by irradiating the portion corresponding to the pattern to be formed with light, a desired film pattern can be efficiently formed with relatively small light irradiation energy.
[0014]
According to a fourth method of forming a film pattern of the present invention, a step of forming a film using a compound having a chemical structure represented by the following formula (3) as a raw material, and at least a part of the film formed in the above step are predetermined. Wavelength of light (photoreactive coupling: M 1 −M 2 And irradiating with light capable of causing a reaction).
[0015]
Embedded image
Figure 0004000836
[0016]
(However, n, p, M in the formula 1 , M 2 , R 1 , R 2 , R Three , V, W, X, and Y are as follows.
n, p: an integer greater than or equal to 0
M 1 , M 2 : Silicon, germanium, or tin
R 1 : Hydrogen, halogen, perfluoroalkyl group, hydroxy group, thiol group, amino group, alkylamino group, alkoxy group, alkyl group having hydroxy group, alkyl group having thiol group, alkyl group having amino group, alkylamino group Alkyl group
R 2 : Hydrogen, halogen, perfluoroalkyl group, hydroxy group, thiol group, amino group, alkylamino group, alkoxy group, alkyl group having hydroxy group, alkyl group having thiol group, alkyl group having amino group, alkylamino group Alkyl group, organosilicon group, or alkyl group having an organosilicon group
R Three : Hydrogen, halogen, perfluoroalkyl group, hydroxy group, thiol group, amino group, alkylamino group, alkoxy group, alkyl group having hydroxy group, alkyl group having thiol group, alkyl group having amino group, alkylamino group Alkyl group, organosilicon group, alkyl group having organosilicon group
V, W: alkyl group, aryl group, alkoxy group, amino group, group in which one or more hydrogens of amino group are substituted, hydrogen atom, silyl group, or one or more hydrogens in silyl group are substituents other than silicon Substituted groups
X: halogen, amino group, or alkoxy group
Y: alkyl group or aryl group)
According to this method, a photoreactive bond (M 1 −M 2 ) And a compound having a high light absorption efficiency naphthalene π-electron system, the photoreactive bond reaction occurs efficiently in the light irradiation step, and the bond is decomposed or changed in state. . Therefore, by irradiating the portion corresponding to the pattern to be formed with light, a desired film pattern can be efficiently formed with relatively small light irradiation energy.
[0017]
The fifth film pattern forming method of the present invention includes a step of forming a film using a compound having a chemical structure represented by the following formula (4) as a raw material, and at least a part of the film formed in the above step. Wavelength of light (photoreactive coupling: M 1 −M 2 And irradiating with light capable of causing a reaction).
[0018]
Embedded image
Figure 0004000836
[0019]
(However, n, p, M in the formula 1 , M 2 , R 1 , R 2 , R Three , V, W, X, and Y are as follows.
n, p: an integer greater than or equal to 0
M 1 , M 2 : Silicon, germanium, or tin
R 1 : Hydrogen, halogen, perfluoroalkyl group, hydroxy group, thiol group, amino group, alkylamino group, alkoxy group, alkyl group having hydroxy group, alkyl group having thiol group, alkyl group having amino group, alkylamino group Alkyl group
R 2 : Hydrogen, halogen, perfluoroalkyl group, hydroxy group, thiol group, amino group, alkylamino group, alkoxy group, alkyl group having hydroxy group, alkyl group having thiol group, alkyl group having amino group, alkylamino group Alkyl group, organosilicon group, or alkyl group having an organosilicon group
R Three : Hydrogen, halogen, perfluoroalkyl group, hydroxy group, thiol group, amino group, alkylamino group, alkoxy group, alkyl group having hydroxy group, alkyl group having thiol group, alkyl group having amino group, alkylamino group Alkyl group, organosilicon group, alkyl group having organosilicon group
V, W: alkyl group, aryl group, alkoxy group, amino group, group in which one or more hydrogens of amino group are substituted, hydrogen atom, silyl group, or one or more hydrogens in silyl group are substituents other than silicon Substituted groups
X: Halogen, amino group or alkoxy group
Y: alkyl group or aryl group)
According to this method, a photoreactive bond (M 1 −M 2 ) And a compound having a high light absorption efficiency naphthalene π-electron system, the photoreactive bond reaction occurs efficiently in the light irradiation step, and the bond is decomposed or changed in state. . Therefore, by irradiating the portion corresponding to the pattern to be formed with light, a desired film pattern can be efficiently formed with relatively small light irradiation energy.
[0020]
According to a sixth method of forming a film pattern of the present invention, a step of forming a film using a compound having a chemical structure represented by the following formula (5) as a raw material, and at least a part of the film formed in the above step are predetermined. Wavelength of light (photoreactive coupling: M 1 −M 2 And irradiating with light capable of causing a reaction).
[0021]
Embedded image
Figure 0004000836
[0022]
(However, n, p, M in the formula 1 , M 2 , R 1 , R 2 , R Three , R Four , V, W, X, and Y are as follows.
n, p: an integer greater than or equal to 0
M 1 , M 2 : Silicon, germanium, or tin
R 1 : Hydrogen, halogen, perfluoroalkyl group, hydroxy group, thiol group, amino group, alkylamino group, alkoxy group, alkyl group having hydroxy group, alkyl group having thiol group, alkyl group having amino group, alkylamino group Alkyl group
R 2 : Hydrogen, halogen, perfluoroalkyl group, hydroxy group, thiol group, amino group, alkylamino group, alkoxy group, alkyl group having hydroxy group, alkyl group having thiol group, alkyl group having amino group, alkylamino group Alkyl group, organosilicon group, or alkyl group having an organosilicon group
R Three : Halogen, perfluoroalkyl group, hydroxy group, thiol group, amino group, alkylamino group, alkoxy group, alkyl group having hydroxy group, alkyl group having thiol group, alkyl group having amino group, alkyl having alkylamino group Group, organosilicon group, alkyl group having organosilicon group
R Four : Hydrogen, halogen, perfluoroalkyl group, hydroxy group, thiol group, amino group, alkylamino group, alkoxy group, alkyl group having hydroxy group, alkyl group having thiol group, alkyl group having amino group, alkylamino group Alkyl group, organosilicon group, alkyl group having organosilicon group
V, W: alkyl group, aryl group, alkoxy group, amino group, group in which one or more hydrogens of amino group are substituted, hydrogen atom, silyl group, or one or more hydrogens in silyl group are substituents other than silicon Substituted groups
X: Halogen, amino group or alkoxy group
Y: alkyl group or aryl group)
According to this method, a photoreactive bond (M 1 −M 2 ) And a compound having a biphenyl π-electron system with high light absorption efficiency is formed, so that the reaction of the photoreactive bond occurs efficiently in the light irradiation step, and the bond is decomposed or changed in state. . Therefore, by irradiating the portion corresponding to the pattern to be formed with light, a desired film pattern can be efficiently formed with relatively small light irradiation energy.
[0023]
The seventh film pattern forming method of the present invention includes a step of forming a film using a compound having a chemical structure represented by the following formula (6) as a raw material, and at least a part of the film formed in the above step. Light of a predetermined wavelength (photoreactive coupling: M 1 −M 2 And irradiating with light capable of causing a reaction).
[0024]
Embedded image
Figure 0004000836
[0025]
(However, n, p, M in the formula 1 , M 2 , R 1 , R 2 , V, W, X, and Y are as follows.
n, p: an integer greater than or equal to 0
M 1 , M 2 : Silicon, germanium, or tin
R 1 : Hydrogen, halogen, perfluoroalkyl group, hydroxy group, thiol group, amino group, alkylamino group, alkoxy group, alkyl group having hydroxy group, alkyl group having thiol group, alkyl group having amino group, alkylamino group Alkyl group
R 2 : Halogen, perfluoroalkyl group, hydroxy group, thiol group, amino group, alkylamino group, alkoxy group, alkyl group having hydroxy group, alkyl group having thiol group, alkyl group having amino group, alkyl having alkylamino group Group, organosilicon group, or alkyl group having organosilicon group, aryl group, or alkyl group having aryl group
V, W: alkyl group, aryl group, alkoxy group, amino group, group in which one or more hydrogens of amino group are substituted, hydrogen atom, silyl group, or one or more hydrogens in silyl group are substituents other than silicon Substituted groups
X: Halogen, amino group or alkoxy group
Y: alkyl group or aryl group)
According to this method, a photoreactive bond (M 1 −M 2 ) And a compound having a pyridine π-electron system with high light absorption efficiency, so that the reaction of the photoreactive bond is efficiently generated in the light irradiation step, and the bond is decomposed or changed in state. . Therefore, by irradiating the portion corresponding to the pattern to be formed with light, a desired film pattern can be efficiently formed with relatively small light irradiation energy.
[0026]
In addition, due to the high affinity between nitrogen in the pyridine ring and various positive elements such as metal elements, it also has the property of easily forming complexes with these elements, so by applying appropriate chemical treatment Further functions can be added to the film pattern.
The eighth film pattern forming method of the present invention includes a step of forming a film using a compound having a chemical structure represented by the following formula (7) as a raw material, and at least a part of the film formed in the above step. Light of a predetermined wavelength (photoreactive coupling: M 1 −M 2 And irradiating with light capable of causing a reaction).
[0027]
Embedded image
Figure 0004000836
[0028]
(However, n, p, M in the formula 1 , M 2 , Q, R 1 , R 2 , V, W, X, and Y are as follows.
n, p: an integer greater than or equal to 0
M 1 , M 2 : Silicon, germanium, or tin
R 1 : Hydrogen, halogen, perfluoroalkyl group, hydroxy group, thiol group, amino group, alkylamino group, alkoxy group, alkyl group having hydroxy group, alkyl group having thiol group, alkyl group having amino group, alkylamino group Alkyl group
R 2 : Halogen, perfluoroalkyl group, hydroxy group, thiol group, amino group, alkylamino group, alkoxy group, alkyl group having hydroxy group, alkyl group having thiol group, alkyl group having amino group, alkyl having alkylamino group Group, organosilicon group, or alkyl group having organosilicon group, aryl group, or alkyl group having aryl group
V, W: alkyl group, aryl group, alkoxy group, amino group, group in which one or more hydrogens of amino group are substituted, hydrogen atom, silyl group, or one or more hydrogens in silyl group are substituents other than silicon Substituted groups
X: Halogen, amino group or alkoxy group
Y: alkyl group or aryl group
-Q-: -N (R Five )-, -O-, -S-, but R Five Is hydrogen or an alkyl group)
According to this method, a photoreactive bond (M 1 −M 2 ) And a compound having a conjugated electron heterocycle such as thiophene, pyrrole, or furan having a high light absorption efficiency, the photoreactive bonding reaction occurs efficiently in the light irradiation step, Bond decomposition or state change occurs. Therefore, by irradiating the portion corresponding to the pattern to be formed with light, a desired film pattern can be efficiently formed with relatively small light irradiation energy.
[0029]
Further, since the above compound has a hetero element having a functionality such as sulfur, nitrogen and oxygen on its heterocyclic ring, further functions can be added to the film pattern by performing an appropriate chemical treatment. .
According to a ninth method of forming a film pattern of the present invention, a film is formed using a compound having a chemical structure represented by the following formula (8) as a raw material, and at least a part of the film formed in the above process is subjected to predetermined steps. Wavelength of light (photoreactive coupling: M 1 −M 2 And irradiating with light capable of causing a reaction).
[0030]
Embedded image
Figure 0004000836
[0031]
(However, n, m, p, r, M in the formula 1 , M 2 , R 1 , V, W, X, and Y are as follows.
n, m, p: an integer greater than or equal to 0
r: positive integer
M 1 , M 2 : Silicon, germanium, or tin
R 1 : Hydrogen, halogen, perfluoroalkyl group, hydroxy group, thiol group, amino group, alkylamino group, alkoxy group, alkyl group having hydroxy group, alkyl group having thiol group, alkyl group having amino group, alkylamino group Alkyl group
V, W: alkyl group, aryl group, alkoxy group, amino group, group in which one or more hydrogens of amino group are substituted, hydrogen atom, silyl group, or one or more hydrogens in silyl group are substituents other than silicon Substituted groups
X: Halogen, amino group or alkoxy group
Y: alkyl group or aryl group)
According to this method, a photoreactive bond (M 1 −M 2 ) And a compound having a high light absorption efficiency benzene π-electron system is formed, so that the reaction of the photoreactive bond occurs efficiently in the light irradiation step, and the bond is decomposed or changed in state. . Therefore, by irradiating the portion corresponding to the pattern to be formed with light, a desired film pattern can be efficiently formed with relatively small light irradiation energy.
[0032]
Further, since the compound has a fluoroalkyl group having excellent liquid repellency on the benzene ring, this film has high liquid repellency. Therefore, the liquid repellency of the substrate surface or the underlayer can be made different depending on the predetermined pattern by forming the film pattern by this method directly or via the underlayer on the substrate surface. In order to obtain excellent liquid repellency, the number of carbon chain atoms of the fluoroalkyl group is preferably 3 or more.
[0033]
According to a tenth method of forming a film pattern of the present invention, a step of forming a film using a compound having a chemical structure represented by the following formula (9) as a raw material, and at least a part of the film formed in the above step are predetermined Wavelength of light (photoreactive coupling: M 1 −M 2 And irradiating with light capable of causing a reaction).
[0034]
Embedded image
Figure 0004000836
[0035]
(However, n, m, p, r, M in the formula 1 , M 2 , R 1 , V, W, X, and Y are as follows.
n, m, p: an integer greater than or equal to 0
r: positive integer
M 1 , M 2 : Silicon, germanium, or tin
R 1 : Hydrogen, halogen, perfluoroalkyl group, hydroxy group, thiol group, amino group, alkylamino group, alkoxy group, alkyl group having hydroxy group, alkyl group having thiol group, alkyl group having amino group, alkylamino group Alkyl group
V, W: alkyl group, aryl group, alkoxy group, amino group, group in which one or more hydrogens of amino group are substituted, hydrogen atom, silyl group, or one or more hydrogens in silyl group are substituents other than silicon Substituted groups
X: Halogen, amino group or alkoxy group
Y: alkyl group or aryl group)
According to this method, a photoreactive bond (M 1 −M 2 ) And a compound having a biphenyl π-electron system with high light absorption efficiency is formed, so that the reaction of the photoreactive bond occurs efficiently in the light irradiation step, and the bond is decomposed or changed in state. . Therefore, by irradiating the portion corresponding to the pattern to be formed with light, a desired film pattern can be efficiently formed with relatively small light irradiation energy.
[0036]
Further, since the compound has a fluoroalkyl group having excellent liquid repellency on the benzene ring, this film has high liquid repellency. Therefore, the liquid repellency of the substrate surface or the underlayer can be made different depending on the predetermined pattern by forming the film pattern by this method directly or via the underlayer on the substrate surface. In order to obtain excellent liquid repellency, the number of carbon chain atoms of the fluoroalkyl group is preferably 3 or more.
[0037]
The eleventh method of forming a film pattern of the present invention includes a step of forming a film using a compound having a chemical structure represented by the following formula (10) as a raw material, and at least a part of the film formed in the above step. Wavelength of light (photoreactive coupling: M 1 −M 2 And irradiating with light capable of causing a reaction).
[0038]
Embedded image
Figure 0004000836
[0039]
(However, n, m, p, r, M in the formula 1 , M 2 , R 1 , V, W, X, and Y are as follows.
n, m, p: an integer greater than or equal to 0
r: positive integer
M 1 , M 2 : Silicon, germanium, or tin
R 1 : Hydrogen, halogen, perfluoroalkyl group, hydroxy group, thiol group, amino group, alkylamino group, alkoxy group, alkyl group having hydroxy group, alkyl group having thiol group, alkyl group having amino group, alkylamino group Alkyl group
V, W: alkyl group, aryl group, alkoxy group, amino group, group in which one or more hydrogens of amino group are substituted, hydrogen atom, silyl group, or one or more hydrogens in silyl group are substituents other than silicon Substituted groups
X: Halogen, amino group or alkoxy group
Y: alkyl group or aryl group)
According to this method, a photoreactive bond (M 1 −M 2 ) And a compound having a biphenyl π-electron system with high light absorption efficiency is formed, so that the reaction of the photoreactive bond occurs efficiently in the light irradiation step, and the bond is decomposed or changed in state. . Therefore, by irradiating the portion corresponding to the pattern to be formed with light, a desired film pattern can be efficiently formed with relatively small light irradiation energy.
[0040]
Further, since the compound has a fluoroalkyl group having excellent liquid repellency on the benzene ring, this film has high liquid repellency. Therefore, the liquid repellency of the substrate surface or the underlayer can be made different depending on the predetermined pattern by forming the film pattern by this method directly or via the underlayer on the substrate surface. In order to obtain excellent liquid repellency, the number of carbon chain atoms of the fluoroalkyl group is preferably 3 or more.
[0041]
The twelfth film pattern forming method of the present invention is the same as the above-described third, fourth, fifth, sixth, ninth, tenth and eleventh film pattern forming methods of the present invention. ) To (5) and R of each compound represented by formula (8) to (10) 1 Is a perfluoroalkyl group.
According to this method, the membrane is M 1 Is composed of a compound having a perfluoroalkyl group in the ortho position. M for this compound 1 Fluorine atoms and M, which are elements with high affinity for 1 Are adjacent to each other in space. 1 Attacks easily occur and photoreactivity is improved. Therefore, a film pattern can be obtained with smaller light irradiation energy (that is, light irradiation for a short time when a light source having the same power is used).
[0042]
Examples of the compound include compounds represented by the following formulas (11) and (12).
[0043]
Embedded image
Figure 0004000836
[0044]
(However, n and q are as follows.
n: An integer greater than or equal to 0
q: An integer greater than or equal to 1)
[0045]
Embedded image
Figure 0004000836
[0046]
(However, n and p are as follows.
n: An integer greater than or equal to 0
p: integer greater than or equal to 1)
The thirteenth film pattern forming method of the present invention is the same as the above-described third, fourth, fifth, sixth, ninth, tenth and eleventh film pattern forming methods of the present invention. ) To (5) and R of each compound represented by formula (8) to (10) 1 Is a trifluoromethyl group.
[0047]
According to this method, the membrane is M 1 Is composed of a compound having a trifluoromethyl group in the ortho position. M for this compound 1 Fluorine atoms and M, which are elements with high affinity for 1 Are adjacent to each other in space. 1 Attacks easily occur and photoreactivity is improved. Therefore, a film pattern can be obtained with smaller light irradiation energy (that is, light irradiation for a short time when a light source having the same power is used).
[0048]
According to a fourteenth method of forming a film pattern of the present invention, a film is formed using a compound having a chemical structure represented by the following formula (13) as a raw material, and at least a part of the film formed in the above step is subjected to predetermined steps. And a step of irradiating light of a wavelength (photoreactive bond: light capable of causing a reaction in Si—Si).
[0049]
Embedded image
Figure 0004000836
[0050]
(However, X, p and q in the formula are as follows.
X: halogen, thiol group, hydroxyl group, or alkoxy group
p: integer greater than or equal to 0
q: positive integer)
In the first to fourteenth film pattern forming methods of the present invention, the light irradiation step can be performed by, for example, a light irradiation method through a photomask.
[0051]
In the first to fourteenth film pattern forming methods of the present invention, examples of the film to be formed include a self-assembled film. A self-assembled film is a compound in which a functional group capable of binding to a constituent atom on a film-forming surface is bonded to a linear molecule, and the functional group is allowed to coexist with the film-forming surface in a gas or liquid state. It is a dense monomolecular film formed by adsorbing to the film-forming surface and bonding with the constituent atoms of the film-forming surface, with linear molecules facing outward. This monomolecular film is referred to as a self-assembled film because it is formed by spontaneous chemical adsorption on the film forming surface of the compound.
[0052]
Regarding the self-assembled film, A.I. It is described in detail in the third chapter of "An Induction to Ultrathin Organic Film from Langmuir-Blodgett to Self-Assembly" by Ulman (Academic Press Inc. Boston, 1991).
In the first to fourteenth film pattern forming methods of the present invention, when the photoreactive bond is decomposed by light irradiation, a film pattern partially having an opening is obtained. When the bonding state changes without being decomposed, film patterns having partially different properties can be obtained.
[0053]
In the light irradiation process of the first to fourteenth film pattern forming methods of the present invention, at least a part of the film formed in the film formation process is irradiated with light of a predetermined wavelength, but the entire surface of the film is irradiated with light. Thus, the entire surface of the film can be modified.
A fifteenth film pattern forming method of the present invention is characterized in that, in the above-described first to fourteenth film pattern forming methods of the present invention, the film is formed with a film thickness of 0.5 nm or more and 100 nm or less. To do. If the film thickness is within this range, a so-called “molecular film” can be formed in the film forming step in the first to fourteenth film pattern forming methods.
[0054]
A sixteenth film pattern forming method of the present invention is characterized in that, in the above-described first to fourteenth film pattern forming methods of the present invention, the film is formed with a film thickness of 0.5 nm or more and 5 nm or less. To do.
In this method, the film is extremely thin compared to the resist film, and has a film thickness sufficient to change the properties of the film formation surface (the surface of the substrate or the surface of the foundation layer formed on the substrate). Form. Therefore, by forming a film pattern by this method, a partially different surface function or surface characteristic can be imparted to the substrate surface or the surface of the underlayer with a clear contrast. In addition, steps such as exposure, development, and rinsing that are necessary in the photolithography method can be eliminated.
[0055]
The film pattern of the present invention can be obtained by any one of the film pattern forming methods described above. Since the film pattern is a film pattern obtained by patterning a film having various functions such as liquid repellency as described above, the surface of the substrate or the surface of the base layer is partially formed by this film pattern. Surfaces with different functions can be used.
A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a step of obtaining a film pattern by any one of the film pattern forming methods described above. According to this method for manufacturing a semiconductor device, the number of steps can be reduced by using the film pattern forming method instead of the step using a photolithography method, for example. Therefore, this method for manufacturing a semiconductor device has an advantage that manufacturing time or manufacturing cost can be reduced.
[0056]
The first semiconductor device of the present invention is manufactured by the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention. When the manufacturing method includes a step of obtaining a film pattern by the fifteenth or sixteenth film pattern forming method, the semiconductor device has a film thickness of 0.5 nm to 100 nm or 0.5 nm to 5 nm. Therefore, it is possible to meet market demands for thinning and miniaturization of semiconductor devices.
[0057]
The method of manufacturing an electro-optical device according to the invention includes a step of obtaining a film pattern by any one of the above-described film pattern forming methods. According to this method of manufacturing an electro-optical device, for example, the number of steps can be reduced by using the film pattern forming method instead of the step using a photolithography method. Therefore, this method of manufacturing the electro-optical device has an advantage that manufacturing time or manufacturing cost can be reduced.
[0058]
The first electro-optical device of the present invention is manufactured by the method of manufacturing the electro-optical device of the present invention. When the manufacturing method includes a step of obtaining a film pattern by the fifteenth or sixteenth film pattern forming method, the electro-optical device has a film thickness of 0.5 nm to 100 nm or 0.5 nm to 5 nm. Since it is manufactured using a film, it is possible to meet market demands for reducing the thickness and size of electro-optical devices.
[0059]
According to a second semiconductor device of the present invention, the first semiconductor device includes a region made of an organic material.
According to a second electro-optical device of the present invention, the first electro-optical device includes an organic electroluminescence element.
[0060]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
[Synthesis of compounds used as raw materials for molecular films]
A compound “1- (4-heptadecafluorooctylphenyl) -1,1-dimethyl-2,2,2-triethoxydisilane” having a chemical structure represented by the following formula (14) was synthesized by the following method. . FIG. 1 shows this synthesis process.
[0061]
Embedded image
Figure 0004000836
[0062]
First, the inside of the flask was replaced with a dry argon atmosphere by introducing dry argon into the well-dried flask. In this flask, 60 ml of a tetrahydrofuran solution containing 1-bromo-4-heptadecafluorooctylbenzene (Compound A) at a concentration of 0.01 mol was placed.
The tetrahydrofuran solution in the flask was cooled to −95 ° C., and 10 ml of a pentane solution of tert-butyllithium (concentration 1.5 N) was gradually added dropwise to the flask while the solution was well stirred with a stirrer. . After this dripping, stirring was continued until the temperature of the solution (reaction solution) in the flask reached about −30 ° C. Thereafter, 20 ml of a tetrahydrofuran solution containing 1-chloro-2-triphenyldimethyldisilane at a concentration of 0.01 mol was dropped into the reaction solution and stirred for about 2 hours.
[0063]
Next, a saturated aqueous ammonium chloride solution was added to the flask to hydrolyze the produced lithium salt. Next, an appropriate amount of ether and water were added to the flask to carry out a liquid separation operation, and sodium sulfate was added to the obtained ether layer to dry the ether layer. Next, volatile impurities such as ether as a solvent were distilled off with a rotary evaporator to obtain a solid. When this solid was recrystallized with ethanol, Compound B in which the bromo group of Compound A was substituted with triphenyldimethyldisilane group was obtained in a yield of about 50%.
[0064]
Next, a sufficient amount of aluminum chloride to act as a catalyst is added to 15 ml of a benzene solution containing Compound B at a concentration of 0.002 mol, and the dried hydrogen chloride is vigorously added to the benzene solution for about 2 hours. Infused. Thereafter, benzene as a solvent was distilled off, and the oily substance remaining in the container was vacuum distilled with Kugelrohr. As a result, compound C in which the phenyl group of compound B was substituted with a chlorine group was obtained in a yield of 60% (based on starting compound B).
[0065]
Next, a mixture of 5 grams of urea and 10 ml of dehydrated ethanol was placed in the flask, and 10 ml of an ether solution containing Compound C at a concentration of 0.001 mol was added dropwise to the mixture. Next, after stirring this solution for about 1 hour, it extracted using the separating funnel and isolate | separated the ether layer. Next, this ether was distilled off with a rotary evaporator, and the remaining oily substance was vacuum distilled with Kugelrohr. Thereby, 1- (4-heptadecafluorooctylphenyl) -1,1-dimethyl-2,2,2-triethoxydisilane (compound D) was obtained in a yield of 80% (based on the starting compound C). Obtained.
[0066]
As described above, the halogen atom of a compound having a fluoroalkane and a halogen atom such as bromine on the aromatic is easily replaced with a metal by using a metal reagent such as butyl lithium to produce an aromatic metal reagent. To do. Thereafter, various disilane derivatives can be obtained by reacting with chlorosilanes. A similar method is useful for the synthesis of disilane derivatives having a hydrocarbon having a fluoroalkane or a fluoroalkyl group.
[Formation and patterning of molecular film]
As a pretreatment, the substrate surface was cleaned by irradiating the surface of the substrate made of quartz glass with ultraviolet light having a wavelength of 172 nm for 10 minutes. The UV light intensity used was about 8 mW / cm on the substrate surface. 2 Met. By this pretreatment, hydroxyl groups are uniformly present on the surface of the substrate 11.
[0067]
Subsequently, this substrate and the compound D obtained by the above-described method, that is, the compound “1- (4-heptadecafluorooctylphenyl) -1,1-dimethyl- having the chemical structure represented by the above formula (14)” “2,2,2-Triethoxydisilane” was placed in the same sealed container and allowed to stand at room temperature for 96 hours. Thereby, a self-assembled film (first molecular film) 12 is formed on the surface of the substrate 11. FIG. 2A shows this state.
[0068]
Here, when the self-assembled film 12 is formed, a siloxane bond is generated by hydrolysis between the silyl group of the compound D and the hydroxyl group on the surface of the substrate 11, and a heptadecafluorooctyl group is arranged at the end of the molecule. Therefore, the surface of the resulting self-assembled film 12 is liquid repellent (a property that is difficult to wet with liquid).
Next, as shown in FIG. 2B, ultraviolet light having a wavelength of 308 nm (light intensity at the surface of the substrate 11: about 5 mW / mm) from the excimer lamp through the photomask 13 having the light transmission part 13a having a linear pattern. cm 2 ) For approximately 15 minutes. As a result, the ultraviolet light is irradiated only to the portion of the first molecular film 12 directly below the light transmission portion 13a, and the Si—Si bond of the compound D forming this portion is decomposed.
[0069]
As a result, as shown in FIG. 2C, a siloxane bond remains in the base portion 11a of the portion of the surface of the substrate 11, but this base portion is bonded to the silicon in the siloxane bond and moisture in the air. 11a has a hydroxyl group. In addition, the first molecular film 12 remains as it is in a portion not irradiated with ultraviolet light, and a molecular film pattern 12a is formed. And this part 12a becomes liquid-repellent.
In this way, by forming the molecular film pattern 12a by the above-described method, the surface of the substrate 11 is different in liquid repellency in a predetermined pattern (the molecular film pattern 12a is liquid repellant, and the other part 11a is a polar solvent. Lyophilic).
[0070]
In addition, by observing the contact angle of the region of the molecular film irradiated with light, the decomposition rate of the molecular film by light irradiation is determined by 1- (4-heptadecafluorooctylphenyl) -1,1-dimethyl-2,2, It was confirmed that the first molecular film using 2-triethoxydisilane as a raw material undergoes photolysis at a rate three times higher than that of a molecular film using heptadecafluorotetrahydrodecyltriethoxysilane as a raw material.
Next, the substrate 11 on which the first molecular film pattern 12 is formed is washed with pure water and ethanol in this order, and then immersed in a mixed solution in which 1 vol% of aminobenzyltriethoxysilane is added to ethanol for 5 minutes. did. Further, when the substrate 11 is cleaned in the order of ethanol and pure water, a second molecular film pattern 14 made of aminobenzyltriethoxysilane as a raw material is formed in the region where the first molecular film 12 is removed. It was. FIG. 2 (d) shows this state.
[0071]
Next, the substrate 11 on which the first molecular film pattern 12a and the second molecular film pattern 14 are formed is applied to an aqueous solution (hydrogen chloride) containing palladium chloride prepared to have a pH of 5.8 at room temperature. A 30 mL aqueous solution containing 4% and 0.2% palladium salt compound was further immersed in 1 liter of water and diluted for about 2 minutes, and then washed in running water for 3 minutes.
Next, an electroless nickel plating solution (containing nickel salt compound and hypophosphorous acid in a composition of nickel salt compound: 30 g / L, sodium hypophosphite: 10 g / L) at 70 ° C. and pH 4.6. The substrate 11 was immersed in this plating solution for about 1 minute. Thereafter, the substrate 11 was taken out of the liquid, washed in running water, and then dried. Observation with an optical microscope after drying confirmed that a nickel pattern 16 was formed on the second molecular film pattern 14 on the substrate 11. FIG. 2 (e) shows this state.
[0072]
In this embodiment, a substrate made of quartz glass is used as the substrate on which the molecular film is formed, but various other materials such as a Si wafer, glass, a plastic film, and a metal substrate can be used. Further, a metal film, a dielectric film, an organic film, or the like may be formed as a base layer on the substrate surface.
As a light source for light irradiation used for forming a molecular film pattern, for example, a mercury lamp, a xenon lamp, a sodium lamp, an excimer laser, an Nd: YAG laser, and its harmonics can be used in addition to the above-described excimer lamp. .
[0073]
Further, when forming a liquid-repellent molecular film pattern as in the above-described example, a compound having a long-chain fluoroalkyl group such as a heptadecafluorooctyl group having liquid repellency is used as a raw material. However, it may have a normal long-chain alkyl group.
Substituents on silicon are not limited to ethoxy groups, but may be alkoxy groups such as methoxy groups, halogens such as chloro, bromine, or iodine, or amino groups. In particular, when the surface of the substrate or the underlayer on which the molecular film is formed is covered with a substituent having a chalcogen element such as a hydroxyl group, the compound having the above substituent on silicon is used for preparing the molecular film. It may be preferable because it forms a stable bond with the substrate or the underlayer.
[0074]
In the above embodiment, in order to selectively prepare the electroless nickel plating film, an organic silicon compound having an amino group having a high affinity with nickel is used as a raw material for the second molecular film. In addition, for example, various metal thin films such as gold and copper can be prepared using a molecular film made from an organic silicon compound having a thiol group, a hydroxyl group, a vinyl group, a hydrosilyl group, or a cyano group. .
Further, as in the above-described embodiments, it is not always necessary to form the liquid repellent molecular film pattern first, and a molecular film prepared according to the purpose can be appropriately selected. A molecular film pattern can be formed more efficiently by selecting a compound used as a raw material for the molecular film according to the wavelength of light used for light irradiation.
[0075]
When light having a wavelength of about 300 nm is used for forming a molecular film pattern, a compound having, for example, benzene, naphthalene, and biphenyl as the aromatic hydrocarbon portion is preferable as a raw material for the molecular film, and light having a wavelength of 300 nm or more. For example, a compound having anthracene, phenanthrene, terphenyl, or the like is preferable.
[Manufacture of electroluminescence device driven by organic thin film transistor]
Various semiconductor devices and electro-optical devices can be manufactured by using the molecular film and the molecular film pattern described so far. In the example described below, as a semiconductor device, a so-called organic thin film transistor in which an active layer is formed of an organic material, and as an electro-optical device, an organic electroluminescence device driven by the organic thin film transistor is manufactured along the manufacturing process. explain.
[0076]
3-14 is a figure which shows the manufacturing process of an organic thin-film transistor and the organic electroluminescent apparatus driven with the organic thin-film transistor. In addition, (b) of each figure is a top view, (a) is sectional drawing in the AA of (b).
First, as shown in FIG. 3, a transparent conductive film 21 is formed on the substrate 20. As the substrate 20, for example, a transparent material such as glass, quartz, and plastic (synthetic resin) is used. Moreover, as the transparent conductive film 21, it is desirable to use ITO (indium tin oxide). However, the material is not limited to the ITO film, and other materials may be used as long as they are transparent and have high conductivity. In this example, ITO-attached glass was used.
[0077]
Next, an insulating film 22 is formed on the transparent conductive film 21 as shown in FIG. 4 in order to prevent a leakage current between a cathode pattern 24 (FIG. 6) to be described later and the transparent conductive film 21. In this example, SiO 2 Is used. As a raw material, a liquid raw material in which polysilazane is dissolved in xylene is used, and it is formed by using an inkjet (I / J) method only in a region other than a cylindrical hole serving as a light emitting area. After the polysilazane solution is applied by the I / J method, it is heated at 250 ° C. for 10 minutes to form a desired shape with a thickness of 150 nm 2 A film is selectively formed. Note that the material is not limited to this as long as the insulating property is ensured, and a polymer organic material such as polyimide resin can also be used.
[0078]
Next, as shown in FIG. 5, the light emitting layer 23 is formed in a region partitioned by the insulating film 22 on the transparent conductive film 21. In this embodiment, the planar shape of the insulating film 22 is made circular to provide a cylindrical hole, and the light emitting layer 23 is selectively formed in this hole by the I / J method. Specifically, a light-emitting layer 23 is obtained by preparing a solution in which a polyfluorene polymer is dissolved in a xylene solvent, applying the solution by the I / J method, and drying and removing the solvent. The film thickness of the light emitting layer 23 was about 80 nm. In addition, an organic electroluminescent material such as polyparaphenylene vinylene (PPV) can be used for the light emitting layer.
[0079]
Note that the light emitting layer 23 may be formed of two layers of a hole injection layer for injecting holes and an electroluminescence layer that emits light. Both materials are formed by the I / J method. You may form using spin coating, vapor deposition, etc.
Next, as shown in FIG. 6, a cathode layer pattern 24 is formed on the insulating film 22 and the light emitting layer 23 using a metal material. For example, gold, silver, or copper is used as the metal material. The cathode layer pattern 24 can be formed by an I / J method or can be formed by, for example, a vapor deposition method. In this example, a solution in which a gold complex was dissolved in an ethanol solution was used. Specifically, as a gold complex, (CH Three ) Three -P-Au-CH Three A concentration of about 2% by weight was used, and the solution was applied by the I / J method and then heated at 80 ° C. to obtain a gold film pattern having a good conduction characteristic with a film thickness of 50 nm. .
[0080]
Next, as shown in FIG. 7, an interlayer insulating film 30 is formed on the cathode layer pattern 24. For the interlayer insulating film 30, for example, polyvinyl alcohol (PVA), which is a polymer material, or polyimide can be used. Besides SiO 2 Inorganic materials such as may be used. When a polymer material is used as the material of the interlayer insulating film 30, it can be formed by, for example, spin coating and I / J method. In this example, a PVA aqueous solution was applied by spin coating to form a PVA film having a thickness of 1.5 μm.
[0081]
Next, as shown in FIG. 8, via holes 31 are formed in the interlayer insulating film 30 in order to perform interlayer wiring. The detailed process for forming the via hole is basically performed through the steps described in the description of FIGS. That is, a molecular film using, for example, the compound D having excellent liquid repellency as a raw material is formed on an interlayer insulating film 30 made of a high molecular material such as polyvinyl alcohol (PVA) or polyimide. When light irradiation is performed only on the region corresponding to the formation region of the via hole in the film, the photodecomposition reaction occurs only in that region, and the liquid repellency is lost. By treating the region that has lost the liquid repellency with a solvent that dissolves the interlayer insulating film, a via hole is formed.
[0082]
After the formation of the via hole 31 is completed, as shown in FIG. 9, an interlayer wiring 32 is formed by applying a toluene solution of a liquid gold material into the via hole 31 by the I / J method. Next, as shown in FIG. 10, a source 40 and a drain 41 are formed. In this embodiment, as shown in FIG. 10, the source 40 and the drain 41 have a comb shape, and the source 40 and the drain 41 are formed in a state where they are engaged with each other with a certain distance. The drain 41 is formed so as to be connected to the cathode layer.
[0083]
As the material of the source 40 and the drain 41, for example, a metal or a conductive polymer material can be used. The source 40 and the drain 41 can be obtained by patterning by selectively depositing the above material by the I / J method. In this example, a toluene solution of a liquid gold material was applied by the I / J method. The thickness of the gold film thus obtained is about 50 nm.
Further, as shown in FIG. 11, an organic semiconductor layer 42 is formed on the source 40 and the drain 41. The organic semiconductor layer 42 can be formed by spin coating, vapor deposition, I / J method or the like of an organic material. In this example, an organic semiconductor film made of anthracene was formed by spin-coating a liquid raw material in which anthracene was dissolved in a xylene solvent. The film thickness is 200 nm. In addition, organic semiconductor materials such as tetracene and bentacene can be used.
[0084]
Next, as shown in FIG. 12, a gate insulating film 43 is formed on the organic semiconductor layer 42. A material similar to that of the interlayer insulating film 30 can be used for the gate insulating film 43. In this embodiment, a PVA film is used and formed with a film thickness of 1 μm by spin coating. Further, the gate line 44 is formed so as to cover the bent shape portions of the source 40 and the drain 41. Similar to the source 40 and the drain 41, the gate line 44 is formed by a coating method using a toluene solution of a liquid gold material. Toluene was used as a solvent for this liquid gold material. The film thickness of the obtained gold film is about 50 nm.
[0085]
Next, as shown in FIG. 13, an interlayer insulating film 50 is formed on the gate insulating film 43 and the gate line 44, and then the via hole 31 is formed as described above. However, this time, a part of the PVA film is dissolved / removed with pure water, and then a part of the organic semiconductor layer is dissolved / removed with xylene so that the source line and the source 40 can be electrically connected. To be. The detailed process for forming the via hole is basically performed through the steps described in the description of FIGS. By using the compound specified in the present invention as a raw material for the molecular film, a via hole is formed by short-time light irradiation. Here, the above-mentioned compound D was used.
[0086]
Finally, as shown in FIG. 14, a source line 55 is formed at a position corresponding to the via hole 31 on the interlayer insulating film 50. The source line 55 is also formed with an interlayer wiring 32 so as to be connected to the source 40. As with the source 40 and the drain 41, the material is formed by an I / J method using a toluene solution of a liquid gold material. The film thickness of the obtained gold film is about 50 nm. This completes the basic process. Note that a protective film or the like may be formed on the source line 55.
[0087]
In this embodiment, the organic electroluminescence element is produced prior to the production of the organic thin film transistor. However, the organic thin film transistor may be produced first. Also in this case, a molecular film made of the compound specified in the present invention as a raw material can be used for forming the via hole.
[0088]
【The invention's effect】
As described above, according to the method of the present invention, a molecular film pattern can be efficiently formed using a molecular film excellent in photodegradability. As a result, a simple and high-speed molecular film patterning technique is possible, and the number of manufacturing steps and manufacturing costs of the semiconductor device and the electro-optical device can be reduced.
[Brief description of the drawings]
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a diagram showing a synthesis process of a compound used in an embodiment.
2A and 2B are cross-sectional views showing respective steps of forming and patterning a molecular film performed in the embodiment, where FIG. 2A shows a state in which the molecular film is formed on the substrate, and FIG. (C) shows a state where the molecular film is patterned, (d) shows a state where the second molecular film is formed in the region where the first molecular film is removed, (e) ) Shows the state in which the electroless plating film is formed in the region covered with the second molecular film.
FIG. 3 is a diagram showing a first step of a method for manufacturing an organic electroluminescence device driven by an organic thin film transistor.
FIG. 4 is a diagram showing a second step of a method for manufacturing an organic electroluminescence device driven by an organic thin film transistor.
FIG. 5 is a diagram showing a third step in a method for manufacturing an organic electroluminescence device driven by an organic thin film transistor.
FIG. 6 is a diagram showing a fourth step of the method of manufacturing the organic electroluminescence device driven by the organic thin film transistor.
FIG. 7 is a diagram showing a fifth step of the method of manufacturing the organic electroluminescence device driven by the organic thin film transistor.
FIG. 8 is a diagram showing a sixth step of the method of manufacturing the organic electroluminescence device driven by the organic thin film transistor.
FIG. 9 is a diagram showing a seventh step of the method of manufacturing the organic electroluminescence device driven by the organic thin film transistor.
FIG. 10 is a diagram showing an eighth step of the method of manufacturing the organic electroluminescence device driven by the organic thin film transistor.
FIG. 11 is a diagram showing a ninth step of the method of manufacturing the organic electroluminescence device driven by the organic thin film transistor.
FIG. 12 is a diagram showing a tenth step of a method of manufacturing an organic electroluminescence device driven by an organic thin film transistor.
FIG. 13 is a diagram showing an eleventh step of a method for manufacturing an organic electroluminescence device driven by an organic thin film transistor.
FIG. 14 is a diagram showing a twelfth step of the method of manufacturing the organic electroluminescence device driven by the organic thin film transistor.
[Explanation of symbols]
11 Substrate
11a Underlying part of the light irradiation part (lyophilic part)
12 First molecular film
12a First molecular film pattern (liquid repellent part)
13 Photomask
13a Light transmission part
14 Second molecular film pattern
16 Nickel pattern (pattern of electroless plating film)
20 substrates
21 Transparent electrode
22 Insulating film
23 Light emitting layer
24 Cathode pattern
30 Interlayer insulation film
31 Beer Hall
32 Interlayer wiring
40 sources
41 Drain
42 Semiconductor layer
43 Gate insulation film
44 Gate line
50 Interlayer insulation film
55 Source line

Claims (15)

下記の式(1)で示される化学構造を有する化合物を原料として、膜を形成する工程と、
前記工程で形成された膜の少なくとも一部分に、所定波長の光を照射する工程と、
を有することを特徴とする膜パターンの形成方法。
Figure 0004000836
(但し、式中のn、m、p、Ar、M1、M2、R、V、W、X、Y、及びZは、それぞれ以下のものを示す。
n、m、p:0以上の整数
Ar:アリール基
M1、M2:ケイ素、ゲルマニウム、またはスズ
R:水素またはフッ素
V、W:アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アミノ基、アミノ基の1以上の水素が置換された基、水素原子、シリル基、またはシリル基の1以上の水素がケイ素以外の置換基で置換された基
X:ハロゲン、アミノ基、またはアルコキシ基
Y:アルキル基、アリール基、または水素原子
Z:アルキル基、ペルフルオロアルキル基、シリル基、シアノ基、アミノ基、またはチオール基)
Forming a film using a compound having a chemical structure represented by the following formula (1) as a raw material;
Irradiating at least a part of the film formed in the step with light of a predetermined wavelength;
A method for forming a film pattern, comprising:
Figure 0004000836
(However, n, m, p, Ar, M 1 , M 2 , R, V, W, X, Y, and Z in the formula are as follows.
n, m, p: an integer greater than or equal to 0
Ar: Aryl group
M 1 , M 2 : silicon, germanium, or tin
R: Hydrogen or fluorine
V, W: alkyl group, aryl group, alkoxy group, amino group, group in which one or more hydrogens of amino group are substituted, hydrogen atom, silyl group, or one or more hydrogens in silyl group are substituents other than silicon Substituted groups
X: halogen, amino group, or alkoxy group
Y: alkyl group, aryl group, or hydrogen atom
Z: alkyl group, perfluoroalkyl group, silyl group, cyano group, amino group, or thiol group)
下記の式(2)で示される化学構造を有する化合物を原料として、膜を形成する工程と、
前記工程で形成された膜の少なくとも一部分に、所定波長の光を照射する工程と、
を有することを特徴とする膜パターンの形成方法。
Figure 0004000836
(但し、式中のn、p、M1、M2、R1、R2、R3、V、W、X、及びYは、それぞれ以下のものを示す。
n、p:0以上の整数
M1、M2:ケイ素、ゲルマニウム、またはスズ
R1:水素、ハロゲン、ペルフルオロアルキル基、ヒドロキシ基、チオール基、アミノ基、アルキルアミノ基、アルコキシ基、ヒドロキシ基を有するアルキル基、チオール基を有するアルキル基、アミノ基を有するアルキル基、アルキルアミノ基を有するアルキル基
R2:水素、ハロゲン、ペルフルオロアルキル基、ヒドロキシ基、チオール基、アミノ基、アルキルアミノ基、アルコキシ基、ヒドロキシ基を有するアルキル基、チオール基を有するアルキル基、アミノ基を有するアルキル基、アルキルアミノ基を有するアルキル基、有機ケイ素基、または有機ケイ素基を有するアルキル基
R3:ハロゲン、ペルフルオロアルキル基、ヒドロキシ基、チオール基、アミノ基、アルキルアミノ基、アルコキシ基、ヒドロキシ基を有するアルキル基、チオール基を有するアルキル基、アミノ基を有するアルキル基、アルキルアミノ基を有するアルキル基、有機ケイ素基、有機ケイ素基を有するアルキル基、アリール基、またはアリール基を有するアルキル基
V、W:アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アミノ基、アミノ基の1以上の水素が置換された基、水素原子、シリル基、またはシリル基の1以上の水素がケイ素以外の置換基で置換された基
X:ハロゲン、アミノ基、またはアルコキシ基
Y:アルキル基またはアリール基)
A step of forming a film using a compound having a chemical structure represented by the following formula (2) as a raw material;
Irradiating at least a part of the film formed in the step with light of a predetermined wavelength;
A method for forming a film pattern, comprising:
Figure 0004000836
(However, n, p, M 1 , M 2 , R 1 , R 2 , R 3 , V, W, X, and Y in the formula are as follows.
n, p: an integer greater than or equal to 0
M 1 , M 2 : silicon, germanium, or tin
R 1 : hydrogen, halogen, perfluoroalkyl group, hydroxy group, thiol group, amino group, alkylamino group, alkoxy group, alkyl group having hydroxy group, alkyl group having thiol group, alkyl group having amino group, alkylamino Alkyl group having a group
R 2 : hydrogen, halogen, perfluoroalkyl group, hydroxy group, thiol group, amino group, alkylamino group, alkoxy group, alkyl group having hydroxy group, alkyl group having thiol group, alkyl group having amino group, alkylamino Group having alkyl group, organosilicon group, or alkyl group having organosilicon group
R 3 : halogen, perfluoroalkyl group, hydroxy group, thiol group, amino group, alkylamino group, alkoxy group, alkyl group having hydroxy group, alkyl group having thiol group, alkyl group having amino group, alkylamino group Having an alkyl group, an organosilicon group, an alkyl group having an organosilicon group, an aryl group, or an alkyl group having an aryl group
V, W: alkyl group, aryl group, alkoxy group, amino group, group in which one or more hydrogens of amino group are substituted, hydrogen atom, silyl group, or one or more hydrogens in silyl group are substituents other than silicon Substituted groups
X: halogen, amino group, or alkoxy group
Y: alkyl group or aryl group)
下記の式(3)で示される化学構造を有する化合物を原料として、膜を形成する工程と、
前記工程で形成された膜の少なくとも一部分に、所定波長の光を照射する工程と、
を有することを特徴とする膜パターンの形成方法。
Figure 0004000836
(但し、式中のn、p、M1、M2、R1、R2、R3、V、W、X、及びYはそれぞれ以下のものを示す。
n、p:0以上の整数
M1、M2:ケイ素、ゲルマニウム、またはスズ
R1:水素、ハロゲン、ペルフルオロアルキル基、ヒドロキシ基、チオール基、アミノ基、アルキルアミノ基、アルコキシ基、ヒドロキシ基を有するアルキル基、チオール基を有するアルキル基、アミノ基を有するアルキル基、アルキルアミノ基を有するアルキル基
R2:水素、ハロゲン、ペルフルオロアルキル基、ヒドロキシ基、チオール基、アミノ基、アルキルアミノ基、アルコキシ基、ヒドロキシ基を有するアルキル基、チオール基を有するアルキル基、アミノ基を有するアルキル基、アルキルアミノ基を有するアルキル基、有機ケイ素基、または有機ケイ素基を有するアルキル基
R3:水素、ハロゲン、ペルフルオロアルキル基、ヒドロキシ基、チオール基、アミノ基、アルキルアミノ基、アルコキシ基、ヒドロキシ基を有するアルキル基、チオール基を有するアルキル基、アミノ基を有するアルキル基、アルキルアミノ基を有するアルキル基、有機ケイ素基、有機ケイ素基を有するアルキル基
V、W:アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アミノ基、アミノ基の1以上の水素が置換された基、水素原子、シリル基、またはシリル基の1以上の水素がケイ素以外の置換基で置換された基
X:ハロゲン、アミノ基、またはアルコキシ基
Y:アルキル基またはアリール基)
A step of forming a film using a compound having a chemical structure represented by the following formula (3) as a raw material;
Irradiating at least a part of the film formed in the step with light of a predetermined wavelength;
A method for forming a film pattern, comprising:
Figure 0004000836
(However, n, p, M 1 , M 2 , R 1 , R 2 , R 3 , V, W, X, and Y in the formula are as follows.
n, p: an integer greater than or equal to 0
M 1 , M 2 : silicon, germanium, or tin
R 1 : hydrogen, halogen, perfluoroalkyl group, hydroxy group, thiol group, amino group, alkylamino group, alkoxy group, alkyl group having hydroxy group, alkyl group having thiol group, alkyl group having amino group, alkylamino Alkyl group having a group
R 2 : hydrogen, halogen, perfluoroalkyl group, hydroxy group, thiol group, amino group, alkylamino group, alkoxy group, alkyl group having hydroxy group, alkyl group having thiol group, alkyl group having amino group, alkylamino Group having alkyl group, organosilicon group, or alkyl group having organosilicon group
R 3 : hydrogen, halogen, perfluoroalkyl group, hydroxy group, thiol group, amino group, alkylamino group, alkoxy group, alkyl group having hydroxy group, alkyl group having thiol group, alkyl group having amino group, alkylamino Group having alkyl group, organosilicon group, alkyl group having organosilicon group
V, W: alkyl group, aryl group, alkoxy group, amino group, group in which one or more hydrogens of amino group are substituted, hydrogen atom, silyl group, or one or more hydrogens in silyl group are substituents other than silicon Substituted groups
X: halogen, amino group, or alkoxy group
Y: alkyl group or aryl group)
下記の式(4)で示される化学構造を有する化合物を原料として、膜を形成する工程と、
前記工程で形成された膜の少なくとも一部分に、所定波長の光を照射する工程と、
を有することを特徴とする膜パターンの形成方法。
Figure 0004000836
(但し、式中のn、p、M1、M2、R1、R2、R3、V、W、X、及びYはそれぞれ以下のものを示す。
n、p:0以上の整数
M1、M2:ケイ素、ゲルマニウム、またはスズ
R1:水素、ハロゲン、ペルフルオロアルキル基、ヒドロキシ基、チオール基、アミノ基、アルキルアミノ基、アルコキシ基、ヒドロキシ基を有するアルキル基、チオール基を有するアルキル基、アミノ基を有するアルキル基、アルキルアミノ基を有するアルキル基
R2:水素、ハロゲン、ペルフルオロアルキル基、ヒドロキシ基、チオール基、アミノ基、アルキルアミノ基、アルコキシ基、ヒドロキシ基を有するアルキル基、チオール基を有するアルキル基、アミノ基を有するアルキル基、アルキルアミノ基を有するアルキル基、有機ケイ素基、または有機ケイ素基を有するアルキル基
R3:水素、ハロゲン、ペルフルオロアルキル基、ヒドロキシ基、チオール基、アミノ基、アルキルアミノ基、アルコキシ基、ヒドロキシ基を有するアルキル基、チオール基を有するアルキル基、アミノ基を有するアルキル基、アルキルアミノ基を有するアルキル基、有機ケイ素基、有機ケイ素基を有するアルキル基
V、W:アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アミノ基、アミノ基の1以上の水素が置換された基、水素原子、シリル基、またはシリル基の1以上の水素がケイ素以外の置換基で置換された基
X:ハロゲン、アミノ基またはアルコキシ基
Y:アルキル基またはアリール基)
A step of forming a film using a compound having a chemical structure represented by the following formula (4) as a raw material;
Irradiating at least a part of the film formed in the step with light of a predetermined wavelength;
A method for forming a film pattern, comprising:
Figure 0004000836
(However, n, p, M 1 , M 2 , R 1 , R 2 , R 3 , V, W, X, and Y in the formula are as follows.
n, p: an integer greater than or equal to 0
M 1 , M 2 : silicon, germanium, or tin
R 1 : hydrogen, halogen, perfluoroalkyl group, hydroxy group, thiol group, amino group, alkylamino group, alkoxy group, alkyl group having hydroxy group, alkyl group having thiol group, alkyl group having amino group, alkylamino Alkyl group having a group
R 2 : hydrogen, halogen, perfluoroalkyl group, hydroxy group, thiol group, amino group, alkylamino group, alkoxy group, alkyl group having hydroxy group, alkyl group having thiol group, alkyl group having amino group, alkylamino Group having alkyl group, organosilicon group, or alkyl group having organosilicon group
R 3 : hydrogen, halogen, perfluoroalkyl group, hydroxy group, thiol group, amino group, alkylamino group, alkoxy group, alkyl group having hydroxy group, alkyl group having thiol group, alkyl group having amino group, alkylamino Group having alkyl group, organosilicon group, alkyl group having organosilicon group
V, W: alkyl group, aryl group, alkoxy group, amino group, group in which one or more hydrogens of amino group are substituted, hydrogen atom, silyl group, or one or more hydrogens in silyl group are substituents other than silicon Substituted groups
X: Halogen, amino group or alkoxy group
Y: alkyl group or aryl group)
下記の式(5)で示される化学構造を有する化合物を原料として、膜を形成する工程と、
前記工程で形成された膜の少なくとも一部分に、所定波長の光を照射する工程と、
を有することを特徴とする膜パターンの形成方法。
Figure 0004000836
(但し、式中のn、p、M1、M2、R1、R2、R3、R4、V、W、X、及びYはそれぞれ以下のものを示す。
n、p:0以上の整数
M1、M2:ケイ素、ゲルマニウム、またはスズ
R1:水素、ハロゲン、ペルフルオロアルキル基、ヒドロキシ基、チオール基、アミノ基、アルキルアミノ基、アルコキシ基、ヒドロキシ基を有するアルキル基、チオール基を有するアルキル基、アミノ基を有するアルキル基、アルキルアミノ基を有するアルキル基
R2:水素、ハロゲン、ペルフルオロアルキル基、ヒドロキシ基、チオール基、アミノ基、アルキルアミノ基、アルコキシ基、ヒドロキシ基を有するアルキル基、チオール基を有するアルキル基、アミノ基を有するアルキル基、アルキルアミノ基を有するアルキル基、有機ケイ素基、または有機ケイ素基を有するアルキル基
R3:ハロゲン、ペルフルオロアルキル基、ヒドロキシ基、チオール基、アミノ基、アルキルアミノ基、アルコキシ基、ヒドロキシ基を有するアルキル基、チオール基を有するアルキル基、アミノ基を有するアルキル基、アルキルアミノ基を有するアルキル基、有機ケイ素基、有機ケイ素基を有するアルキル基
R4:水素、ハロゲン、ペルフルオロアルキル基、ヒドロキシ基、チオール基、アミノ基、アルキルアミノ基、アルコキシ基、ヒドロキシ基を有するアルキル基、チオール基を有するアルキル基、アミノ基を有するアルキル基、アルキルアミノ基を有するアルキル基、有機ケイ素基、有機ケイ素基を有するアルキル基
V、W:アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アミノ基、アミノ基の1以上の水素が置換された基、水素原子、シリル基、またはシリル基の1以上の水素がケイ素以外の置換基で置換された基
X:ハロゲン、アミノ基またはアルコキシ基
Y:アルキル基またはアリール基)
A step of forming a film using a compound having a chemical structure represented by the following formula (5) as a raw material;
Irradiating at least a part of the film formed in the step with light of a predetermined wavelength;
A method for forming a film pattern, comprising:
Figure 0004000836
(However, n, p, M 1 , M 2 , R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , V, W, X, and Y in the formula are as follows.
n, p: an integer greater than or equal to 0
M 1 , M 2 : silicon, germanium, or tin
R 1 : hydrogen, halogen, perfluoroalkyl group, hydroxy group, thiol group, amino group, alkylamino group, alkoxy group, alkyl group having hydroxy group, alkyl group having thiol group, alkyl group having amino group, alkylamino Alkyl group having a group
R 2 : hydrogen, halogen, perfluoroalkyl group, hydroxy group, thiol group, amino group, alkylamino group, alkoxy group, alkyl group having hydroxy group, alkyl group having thiol group, alkyl group having amino group, alkylamino Group having alkyl group, organosilicon group, or alkyl group having organosilicon group
R 3 : halogen, perfluoroalkyl group, hydroxy group, thiol group, amino group, alkylamino group, alkoxy group, alkyl group having hydroxy group, alkyl group having thiol group, alkyl group having amino group, alkylamino group Alkyl group, organosilicon group, alkyl group having organosilicon group
R 4 : hydrogen, halogen, perfluoroalkyl group, hydroxy group, thiol group, amino group, alkylamino group, alkoxy group, alkyl group having hydroxy group, alkyl group having thiol group, alkyl group having amino group, alkylamino Group having alkyl group, organosilicon group, alkyl group having organosilicon group
V, W: alkyl group, aryl group, alkoxy group, amino group, group in which one or more hydrogens of amino group are substituted, hydrogen atom, silyl group, or one or more hydrogens in silyl group are substituents other than silicon Substituted groups
X: Halogen, amino group or alkoxy group
Y: alkyl group or aryl group)
下記の式(6)で示される化学構造を有する化合物を原料として、膜を形成する工程と、
前記工程で形成された膜の少なくとも一部分に、所定波長の光を照射する工程と、
を有することを特徴とする膜パターンの形成方法。
Figure 0004000836
(但し、式中のn、p、M1、M2、R1、R2、V、W、X、及びYはそれぞれ以下のものを示す。
n、p:0以上の整数
M1、M2:ケイ素、ゲルマニウム、またはスズ
R1:水素、ハロゲン、ペルフルオロアルキル基、ヒドロキシ基、チオール基、アミノ基、アルキルアミノ基、アルコキシ基、ヒドロキシ基を有するアルキル基、チオール基を有するアルキル基、アミノ基を有するアルキル基、アルキルアミノ基を有するアルキル基
R2:ハロゲン、ペルフルオロアルキル基、ヒドロキシ基、チオール基、アミノ基、アルキルアミノ基、アルコキシ基、ヒドロキシ基を有するアルキル基、チオール基を有するアルキル基、アミノ基を有するアルキル基、アルキルアミノ基を有するアルキル基、有機ケイ素基、または有機ケイ素基を有するアルキル基、アリール基、またはアリール基を有するアルキル基
V、W:アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アミノ基、アミノ基の1以上の水素が置換された基、水素原子、シリル基、またはシリル基の1以上の水素がケイ素以外の置換基で置換された基
X:ハロゲン、アミノ基またはアルコキシ基
Y:アルキル基またはアリール基)
A step of forming a film using a compound having a chemical structure represented by the following formula (6) as a raw material;
Irradiating at least a part of the film formed in the step with light of a predetermined wavelength;
A method for forming a film pattern, comprising:
Figure 0004000836
(However, n, p, M 1 , M 2 , R 1 , R 2 , V, W, X, and Y in the formula are as follows.
n, p: an integer greater than or equal to 0
M 1 , M 2 : silicon, germanium, or tin
R 1 : hydrogen, halogen, perfluoroalkyl group, hydroxy group, thiol group, amino group, alkylamino group, alkoxy group, alkyl group having hydroxy group, alkyl group having thiol group, alkyl group having amino group, alkylamino Alkyl group having a group
R 2 : halogen, perfluoroalkyl group, hydroxy group, thiol group, amino group, alkylamino group, alkoxy group, alkyl group having hydroxy group, alkyl group having thiol group, alkyl group having amino group, alkylamino group Having an alkyl group, an organosilicon group, or an alkyl group having an organosilicon group, an aryl group, or an alkyl group having an aryl group
V, W: alkyl group, aryl group, alkoxy group, amino group, group in which one or more hydrogens of amino group are substituted, hydrogen atom, silyl group, or one or more hydrogens in silyl group are substituents other than silicon Substituted groups
X: Halogen, amino group or alkoxy group
Y: alkyl group or aryl group)
下記の式(7)で示される化学構造を有する化合物を原料として、膜を形成する工程と、
前記工程で形成された膜の少なくとも一部分に、所定波長の光を照射する工程と、
を有することを特徴とする膜パターンの形成方法。
Figure 0004000836
(但し、式中のn、p、M1、M2、Q、R1、R2、V、W、X、及びYはそれぞれ以下のものを示す。
n、p:0以上の整数
M1、M2:ケイ素、ゲルマニウム、またはスズ
R1:水素、ハロゲン、ペルフルオロアルキル基、ヒドロキシ基、チオール基、アミノ基、アルキルアミノ基、アルコキシ基、ヒドロキシ基を有するアルキル基、チオール基を有するアルキル基、アミノ基を有するアルキル基、アルキルアミノ基を有するアルキル基
R2:ハロゲン、ペルフルオロアルキル基、ヒドロキシ基、チオール基、アミノ基、アルキルアミノ基、アルコキシ基、ヒドロキシ基を有するアルキル基、チオール基を有するアルキル基、アミノ基を有するアルキル基、アルキルアミノ基を有するアルキル基、有機ケイ素基、または有機ケイ素基を有するアルキル基、アリール基、またはアリール基を有するアルキル基
V、W:アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アミノ基、アミノ基の1以上の水素が置換された基、水素原子、シリル基、またはシリル基の1以上の水素がケイ素以外の置換基で置換された基
X:ハロゲン、アミノ基またはアルコキシ基
Y:アルキル基またはアリール基
-Q-:-N(R5)-、-O-、-S-、ただし、R5は水素またはアルキル基)
A step of forming a film using a compound having a chemical structure represented by the following formula (7) as a raw material;
Irradiating at least a part of the film formed in the step with light of a predetermined wavelength;
A method for forming a film pattern, comprising:
Figure 0004000836
(However, n, p, M 1 , M 2 , Q, R 1 , R 2 , V, W, X, and Y in the formula are as follows.
n, p: an integer greater than or equal to 0
M 1 , M 2 : silicon, germanium, or tin
R 1 : hydrogen, halogen, perfluoroalkyl group, hydroxy group, thiol group, amino group, alkylamino group, alkoxy group, alkyl group having hydroxy group, alkyl group having thiol group, alkyl group having amino group, alkylamino Alkyl group having a group
R 2 : halogen, perfluoroalkyl group, hydroxy group, thiol group, amino group, alkylamino group, alkoxy group, alkyl group having hydroxy group, alkyl group having thiol group, alkyl group having amino group, alkylamino group Having an alkyl group, an organosilicon group, or an alkyl group having an organosilicon group, an aryl group, or an alkyl group having an aryl group
V, W: alkyl group, aryl group, alkoxy group, amino group, group in which one or more hydrogens of amino group are substituted, hydrogen atom, silyl group, or one or more hydrogens in silyl group are substituents other than silicon Substituted groups
X: Halogen, amino group or alkoxy group
Y: alkyl group or aryl group
-Q-: -N (R 5 )-, -O-, -S-, where R 5 is hydrogen or an alkyl group)
下記の式(8)で示される化学構造を有する化合物を原料として、膜を形成する工程と、
前記工程で形成された膜の少なくとも一部分に、所定波長の光を照射する工程と、
を有することを特徴とする膜パターンの形成方法。
Figure 0004000836
(但し、式中のn、m、p、r、M1、M2、R1、V、W、X、及びYはそれぞれ以下のものを示す。
n、m、p:0以上の整数
r:正の整数
M1、M2:ケイ素、ゲルマニウム、またはスズ
R1:水素、ハロゲン、ペルフルオロアルキル基、ヒドロキシ基、チオール基、アミノ基、アルキルアミノ基、アルコキシ基、ヒドロキシ基を有するアルキル基、チオール基を有するアルキル基、アミノ基を有するアルキル基、アルキルアミノ基を有するアルキル基
V、W:アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アミノ基、アミノ基の1以上の水素が置換された基、水素原子、シリル基、またはシリル基の1以上の水素がケイ素以外の置換基で置換された基
X:ハロゲン、アミノ基またはアルコキシ基
Y:アルキル基またはアリール基)
A step of forming a film using a compound having a chemical structure represented by the following formula (8) as a raw material;
Irradiating at least a part of the film formed in the step with light of a predetermined wavelength;
A method for forming a film pattern, comprising:
Figure 0004000836
(However, n, m, p, r, M 1 , M 2 , R 1 , V, W, X, and Y in the formula are as follows.
n, m, p: an integer greater than or equal to 0
r: positive integer
M 1 , M 2 : silicon, germanium, or tin
R 1 : hydrogen, halogen, perfluoroalkyl group, hydroxy group, thiol group, amino group, alkylamino group, alkoxy group, alkyl group having hydroxy group, alkyl group having thiol group, alkyl group having amino group, alkylamino Alkyl group having a group
V, W: alkyl group, aryl group, alkoxy group, amino group, group in which one or more hydrogens of amino group are substituted, hydrogen atom, silyl group, or one or more hydrogens in silyl group are substituents other than silicon Substituted groups
X: Halogen, amino group or alkoxy group
Y: alkyl group or aryl group)
下記の式(9)で示される化学構造を有する化合物を原料として、膜を形成する工程と、
前記工程で形成された膜の少なくとも一部分に、所定波長の光を照射する工程と、
を有することを特徴とする膜パターンの形成方法。
Figure 0004000836
(但し、式中のn、m、p、r、M1、M2、R1、V、W、X、及びYはそれぞれ以下のものを示す。
n、m、p:0以上の整数
r:正の整数
M1、M2:ケイ素、ゲルマニウム、またはスズ
R1:水素、ハロゲン、ペルフルオロアルキル基、ヒドロキシ基、チオール基、アミノ基、アルキルアミノ基、アルコキシ基、ヒドロキシ基を有するアルキル基、チオール基を有するアルキル基、アミノ基を有するアルキル基、アルキルアミノ基を有するアルキル基
V、W:アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アミノ基、アミノ基の1以上の水素が置換された基、水素原子、シリル基、またはシリル基の1以上の水素がケイ素以外の置換基で置換された基
X:ハロゲン、アミノ基またはアルコキシ基
Y:アルキル基またはアリール基)
A step of forming a film using a compound having a chemical structure represented by the following formula (9) as a raw material;
Irradiating at least a part of the film formed in the step with light of a predetermined wavelength;
A method for forming a film pattern, comprising:
Figure 0004000836
(However, n, m, p, r, M 1 , M 2 , R 1 , V, W, X, and Y in the formula are as follows.
n, m, p: an integer greater than or equal to 0
r: positive integer
M 1 , M 2 : silicon, germanium, or tin
R 1 : hydrogen, halogen, perfluoroalkyl group, hydroxy group, thiol group, amino group, alkylamino group, alkoxy group, alkyl group having hydroxy group, alkyl group having thiol group, alkyl group having amino group, alkylamino Alkyl group having a group
V, W: alkyl group, aryl group, alkoxy group, amino group, group in which one or more hydrogens of amino group are substituted, hydrogen atom, silyl group, or one or more hydrogens in silyl group are substituents other than silicon Substituted groups
X: Halogen, amino group or alkoxy group
Y: alkyl group or aryl group)
下記の式(10)で示される化学構造を有する化合物を原料として、膜を形成する工程と、
前記工程で形成された膜の少なくとも一部分に、所定波長の光を照射する工程と、
を有することを特徴とする膜パターンの形成方法。
Figure 0004000836
(但し、式中のn、m、p、r、M1、M2、R1、V、W、X、及びYはそれぞれ以下のものを示す。
n、m、p:0以上の整数
r:正の整数
M1、M2:ケイ素、ゲルマニウム、またはスズ
R1:水素、ハロゲン、ペルフルオロアルキル基、ヒドロキシ基、チオール基、アミノ基、アルキルアミノ基、アルコキシ基、ヒドロキシ基を有するアルキル基、チオール基を有するアルキル基、アミノ基を有するアルキル基、アルキルアミノ基を有するアルキル基
V、W:アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アミノ基、アミノ基の1以上の水素が置換された基、水素原子、シリル基、またはシリル基の1以上の水素がケイ素以外の置換基で置換された基
X:ハロゲン、アミノ基またはアルコキシ基
Y:アルキル基またはアリール基)
A step of forming a film using a compound having a chemical structure represented by the following formula (10) as a raw material;
Irradiating at least a part of the film formed in the step with light of a predetermined wavelength;
A method for forming a film pattern, comprising:
Figure 0004000836
(However, n, m, p, r, M 1 , M 2 , R 1 , V, W, X, and Y in the formula are as follows.
n, m, p: an integer greater than or equal to 0
r: positive integer
M 1 , M 2 : silicon, germanium, or tin
R 1 : hydrogen, halogen, perfluoroalkyl group, hydroxy group, thiol group, amino group, alkylamino group, alkoxy group, alkyl group having hydroxy group, alkyl group having thiol group, alkyl group having amino group, alkylamino Alkyl group having a group
V, W: alkyl group, aryl group, alkoxy group, amino group, group in which one or more hydrogens of amino group are substituted, hydrogen atom, silyl group, or one or more hydrogens in silyl group are substituents other than silicon Substituted groups
X: Halogen, amino group or alkoxy group
Y: alkyl group or aryl group)
請求項2、3、4、5、8、9、及び10のいずれかに記載の膜パターンの形成方法において、
前記化合物のR1がペルフルオロアルキル基であることを特徴とする膜パターンの形成方法。
The method for forming a film pattern according to any one of claims 2, 3, 4, 5, 8, 9, and 10.
A method for forming a film pattern, wherein R 1 of the compound is a perfluoroalkyl group.
請求項2、3、4、5、8、9、及び10のいずれかに記載の膜パターンの形成方法において、
前記化合物のR1がトリフルオロメチル基であることを特徴とする膜パターンの形成方法。
The method for forming a film pattern according to any one of claims 2, 3, 4, 5, 8, 9, and 10.
A method of forming a film pattern, wherein R 1 of the compound is a trifluoromethyl group.
下記の式(13)で示される化学構造を有する化合物を原料として、膜を形成する工程と、
前記工程で形成された膜の少なくとも一部分に、所定波長の光を照射する工程と、
を有することを特徴とする膜パターンの形成方法。
Figure 0004000836
(但し、式中のX、p、qはそれぞれ以下のものを示す。
X:ハロゲン、チオール基、ヒドロキシル基、またはアルコキシ基
p:0以上の整数
q:正の整数)
Forming a film using a compound having a chemical structure represented by the following formula (13) as a raw material;
Irradiating at least a part of the film formed in the step with light of a predetermined wavelength;
A method for forming a film pattern, comprising:
Figure 0004000836
(However, X, p and q in the formula are as follows.
X: halogen, thiol group, hydroxyl group, or alkoxy group
p: integer greater than or equal to 0
q: positive integer)
請求項1乃至13のいずれかに記載の膜パターンの形成方法において、
前記膜を0.5nm以上100nm以下の膜厚で形成することを特徴とする膜パターンの形成方法。
The method for forming a film pattern according to any one of claims 1 to 13,
A method of forming a film pattern, wherein the film is formed to a thickness of 0.5 nm to 100 nm.
請求項1乃至13のいずれかに記載の膜パターンの形成方法において、
前記膜を0.5nm以上5nm以下の膜厚で形成することを特徴とする膜パターンの形成方法。
The method for forming a film pattern according to any one of claims 1 to 13,
A method of forming a film pattern, wherein the film is formed with a film thickness of 0.5 nm or more and 5 nm or less.
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