(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【化１】
0004000836.tif 000016
（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）
【請求項２】
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。
【化２】
0004000836.tif 000017
（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）
【請求項３】
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。
【化３】
0004000836.tif 000018
（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）
【請求項４】
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。
【化４】
0004000836.tif 000019
（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）
【請求項５】
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。
【化５】
0004000836.tif 000020
（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）
【請求項６】
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。
【化６】
0004000836.tif 000021
（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）
【請求項７】
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。
【化７】
0004000836.tif 000022
（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）
【請求項８】
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。
【化８】
0004000836.tif 000023
（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）
【請求項９】
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。
【化９】
0004000836.tif 000024
（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）
【請求項１０】
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。
【化１０】
0004000836.tif 000025
（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）
【請求項１１】
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。
【請求項１２】
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。
【請求項１３】
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。
【化１１】
0004000836.tif 000026
（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）
【請求項１４】
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。
【請求項１５】
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。
【発明の詳細な説明】
【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】
0004000836.tif 000002
【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】
0004000836.tif 000003
【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】
0004000836.tif 000004
【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】
0004000836.tif 000005
【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】
0004000836.tif 000006
【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】
0004000836.tif 000007
【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】
0004000836.tif 000008
【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】
0004000836.tif 000009
【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】
0004000836.tif 000010
【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】
0004000836.tif 000011
【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】
0004000836.tif 000012
【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】
0004000836.tif 000013
【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】
0004000836.tif 000014
【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】
0004000836.tif 000015
【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、（ＣＨ3）3−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
【図１】
0004000836.tif 000027
【図２】
0004000836.tif 000028
【図３】
0004000836.tif 000029
【図４】
0004000836.tif 000030
【図５】
0004000836.tif 000031
【図６】
0004000836.tif 000032
【図７】
0004000836.tif 000033
【図８】
0004000836.tif 000034
【図９】
0004000836.tif 000035
【図１０】
0004000836.tif 000036
【図１１】
0004000836.tif 000037
【図１２】
0004000836.tif 000038
【図１３】
0004000836.tif 000039
【図１４】
0004000836.tif 000040