JPH0941159A - ポジ型金属酸化物薄膜パターン形成用組成物及びポジ型金属酸化物薄膜パターンの形成方法 - Google Patents
ポジ型金属酸化物薄膜パターン形成用組成物及びポジ型金属酸化物薄膜パターンの形成方法Info
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- JPH0941159A JPH0941159A JP7196550A JP19655095A JPH0941159A JP H0941159 A JPH0941159 A JP H0941159A JP 7196550 A JP7196550 A JP 7196550A JP 19655095 A JP19655095 A JP 19655095A JP H0941159 A JPH0941159 A JP H0941159A
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- oxide thin
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ゾルゲル法によりポジ型金属酸化物薄膜パタ
ーンを形成する。 【解決手段】 金属アルコキシドと光照射によりエッチ
ング助剤を発生する化合物とを含有するポジ型金属酸化
物薄膜パターン形成用組成物。この組成物を基板に塗布
して光照射し、照射部の光分解反応による光照射部と非
照射部との溶解度差を利用してパターニングする。 【効果】 金属アルコキシドは、光照射により発生した
エッチング助剤と反応して溶剤可溶性となる。光照射部
では、金属アルコキシドが溶剤可溶性となり、非照射部
では加水分解性の金属アルコキシドが空気中の水分で加
水分解し、溶剤に対して不溶性の金属水酸化物が生成す
る。光照射後に溶剤で現像すると、光照射部のみが溶解
除去され、非照射部が残ることにより、ポジ型金属酸化
物薄膜パターンが形成される。
ーンを形成する。 【解決手段】 金属アルコキシドと光照射によりエッチ
ング助剤を発生する化合物とを含有するポジ型金属酸化
物薄膜パターン形成用組成物。この組成物を基板に塗布
して光照射し、照射部の光分解反応による光照射部と非
照射部との溶解度差を利用してパターニングする。 【効果】 金属アルコキシドは、光照射により発生した
エッチング助剤と反応して溶剤可溶性となる。光照射部
では、金属アルコキシドが溶剤可溶性となり、非照射部
では加水分解性の金属アルコキシドが空気中の水分で加
水分解し、溶剤に対して不溶性の金属水酸化物が生成す
る。光照射後に溶剤で現像すると、光照射部のみが溶解
除去され、非照射部が残ることにより、ポジ型金属酸化
物薄膜パターンが形成される。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属アルコキシド
を含有する、ゾルゲル法によるポジ型金属酸化物薄膜パ
ターン形成用組成物及びポジ型金属酸化物薄膜パターン
の形成方法に係り、特に、光照射によりエッチング助剤
を生成する化合物の使用により、光照射部での可溶性を
高め、光照射部を有機溶媒により容易に除去可能とした
ポジ型金属酸化物薄膜パターン形成用組成物及びこの組
成物を用いたポジ型金属酸化物薄膜パターンの形成方法
に関する。
を含有する、ゾルゲル法によるポジ型金属酸化物薄膜パ
ターン形成用組成物及びポジ型金属酸化物薄膜パターン
の形成方法に係り、特に、光照射によりエッチング助剤
を生成する化合物の使用により、光照射部での可溶性を
高め、光照射部を有機溶媒により容易に除去可能とした
ポジ型金属酸化物薄膜パターン形成用組成物及びこの組
成物を用いたポジ型金属酸化物薄膜パターンの形成方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】金属酸化物薄膜は、その電気的、光学的
性質により、キャパシター膜、光導波路、光学素子等と
して、各種デバイスに使われている。金属酸化物薄膜を
デバイスに使用する場合、一般に所定の回路を形成する
ように金属酸化物薄膜のパターン形成が必要となる。
性質により、キャパシター膜、光導波路、光学素子等と
して、各種デバイスに使われている。金属酸化物薄膜を
デバイスに使用する場合、一般に所定の回路を形成する
ように金属酸化物薄膜のパターン形成が必要となる。
【0003】従来、金属酸化物薄膜パターンは、CVD
法又はスパッタリング法により基板上に金属酸化物の薄
膜を形成した後、レジストを用いるウェットエッチン
グ、或いは、RIE等のドライエッチングを行って、パ
ターニングすることにより形成されている。
法又はスパッタリング法により基板上に金属酸化物の薄
膜を形成した後、レジストを用いるウェットエッチン
グ、或いは、RIE等のドライエッチングを行って、パ
ターニングすることにより形成されている。
【0004】また、ゾルゲル法による金属酸化物薄膜パ
ターンの形成方法、即ち、金属のメトキシド、エトキシ
ド、イソプロポキシド等の一般的なアルコキシド、或い
は、更に必要に応じて安定化のための添加剤等を加えて
部分置換を行った金属アルコキシドを含む溶液を基板に
塗布して形成したゲル膜に、紫外線を照射して反応さ
せ、エッチングを行ってパターンを作製する方法も知ら
れている。
ターンの形成方法、即ち、金属のメトキシド、エトキシ
ド、イソプロポキシド等の一般的なアルコキシド、或い
は、更に必要に応じて安定化のための添加剤等を加えて
部分置換を行った金属アルコキシドを含む溶液を基板に
塗布して形成したゲル膜に、紫外線を照射して反応さ
せ、エッチングを行ってパターンを作製する方法も知ら
れている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ウェットエッチング又
はドライエッチングによるパターニングは、工程が多
く、コスト的に高くつくという欠点がある。
はドライエッチングによるパターニングは、工程が多
く、コスト的に高くつくという欠点がある。
【0006】一方、ゾルゲル法によれば、相当に良好な
金属酸化物薄膜パターンを簡便に形成することができる
が、従来のゾルゲル法による方法は、光の非照射部をエ
ッチング除去し、光照射部を残す、所謂ネガ型の成膜方
法であって、光照射部をエッチング除去し、非照射部を
残すポジ型の成膜を行うことは不可能であった。
金属酸化物薄膜パターンを簡便に形成することができる
が、従来のゾルゲル法による方法は、光の非照射部をエ
ッチング除去し、光照射部を残す、所謂ネガ型の成膜方
法であって、光照射部をエッチング除去し、非照射部を
残すポジ型の成膜を行うことは不可能であった。
【0007】本発明は上記従来の実情に鑑みてなされた
ものであって、ゾルゲル法によりポジ型金属酸化物薄膜
パターンを形成することができるポジ型金属酸化物薄膜
パターン形成用組成物及びポジ型金属酸化物薄膜パター
ンの形成方法を提供する。
ものであって、ゾルゲル法によりポジ型金属酸化物薄膜
パターンを形成することができるポジ型金属酸化物薄膜
パターン形成用組成物及びポジ型金属酸化物薄膜パター
ンの形成方法を提供する。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明のポジ型金属酸化
物薄膜パターン形成用組成物は、金属アルコキシドと、
光照射により、エッチング助剤を生成する化合物とを含
有することを特徴とする。
物薄膜パターン形成用組成物は、金属アルコキシドと、
光照射により、エッチング助剤を生成する化合物とを含
有することを特徴とする。
【0009】本発明のポジ型金属酸化物薄膜パターンの
形成方法は、本発明のポジ型金属酸化物薄膜パターン形
成用組成物を基板に塗布した後、得られた塗膜に所定の
パターンに従って光照射し、照射部の光反応により生起
する光照射部と非照射部との溶剤に対する溶解度差を利
用して該塗膜をパターニングすることを特徴とする。
形成方法は、本発明のポジ型金属酸化物薄膜パターン形
成用組成物を基板に塗布した後、得られた塗膜に所定の
パターンに従って光照射し、照射部の光反応により生起
する光照射部と非照射部との溶剤に対する溶解度差を利
用して該塗膜をパターニングすることを特徴とする。
【0010】本発明においては、金属アルコキシドは、
光照射によりエッチング助剤を生成する化合物から発生
したエッチング助剤と反応して溶剤可溶性の化合物とな
る。従って、本発明のポジ型金属酸化物薄膜パターン形
成用組成物を基板に塗布して所定のパターンに従って光
照射すると、光照射部では、金属アルコキシドがエッチ
ング助剤により溶剤可溶性となり、非照射部では空気中
の水分に対して不安定な金属アルコキシドが加水分解
し、溶剤に対して不溶性の金属水酸化物が生成する。従
って、光照射後に溶剤で現像すると、光照射部のみが溶
解除去され、非照射部が残ることにより、ポジ型金属酸
化物薄膜パターンが形成される。
光照射によりエッチング助剤を生成する化合物から発生
したエッチング助剤と反応して溶剤可溶性の化合物とな
る。従って、本発明のポジ型金属酸化物薄膜パターン形
成用組成物を基板に塗布して所定のパターンに従って光
照射すると、光照射部では、金属アルコキシドがエッチ
ング助剤により溶剤可溶性となり、非照射部では空気中
の水分に対して不安定な金属アルコキシドが加水分解
し、溶剤に対して不溶性の金属水酸化物が生成する。従
って、光照射後に溶剤で現像すると、光照射部のみが溶
解除去され、非照射部が残ることにより、ポジ型金属酸
化物薄膜パターンが形成される。
【0011】本発明のポジ型金属酸化物薄膜パターン形
成用組成物において、エッチング助剤を生成する化合物
としては、光照射により、酸又はアルカリを生成するも
のであって、ヨードニウム塩、スルホニウム塩、ハロゲ
ン含有ベンゼン誘導体、ハロゲン置換アルカン、ハロゲ
ン置換シクロアルカン、ハロゲン含有S−トリアジン、
イソシアヌレート誘導体、ニトロベンジルエステル、芳
香族スルホン酸エステル、スルホニル化合物及び芳香族
スルホンアミド類よりなる群から選ばれる1種又は2種
以上が好適である。
成用組成物において、エッチング助剤を生成する化合物
としては、光照射により、酸又はアルカリを生成するも
のであって、ヨードニウム塩、スルホニウム塩、ハロゲ
ン含有ベンゼン誘導体、ハロゲン置換アルカン、ハロゲ
ン置換シクロアルカン、ハロゲン含有S−トリアジン、
イソシアヌレート誘導体、ニトロベンジルエステル、芳
香族スルホン酸エステル、スルホニル化合物及び芳香族
スルホンアミド類よりなる群から選ばれる1種又は2種
以上が好適である。
【0012】また、本発明のポジ型金属酸化物薄膜パタ
ーンの形成方法においては、光照射後に、塗膜を高温雰
囲気にさらして照射部の安定化を促進させる工程、及び
/又は、塗膜を高湿の雰囲気にさらして非照射部の加水
分解を促進させる工程を経るのが好ましい。
ーンの形成方法においては、光照射後に、塗膜を高温雰
囲気にさらして照射部の安定化を促進させる工程、及び
/又は、塗膜を高湿の雰囲気にさらして非照射部の加水
分解を促進させる工程を経るのが好ましい。
【0013】
【発明の実施の形態】以下に本発明を詳細に説明する。
【0014】本発明において、ポジ型金属酸化物薄膜パ
ターン形成用組成物中に金属アルコキシドと共に含有さ
せるエッチング助剤を生成する化合物としては、光照射
により金属アルコキシドと反応して溶剤可溶性の化合物
とすることができるエッチング助剤を発生するものであ
れば良く、特に制限はないが、具体的には酸又はアルカ
リをエッチング助剤として発生するものが好ましい。
ターン形成用組成物中に金属アルコキシドと共に含有さ
せるエッチング助剤を生成する化合物としては、光照射
により金属アルコキシドと反応して溶剤可溶性の化合物
とすることができるエッチング助剤を発生するものであ
れば良く、特に制限はないが、具体的には酸又はアルカ
リをエッチング助剤として発生するものが好ましい。
【0015】エッチング助剤を生成する化合物(以下
「エッチング助剤発生剤」と称する場合がある。)とし
ては、具体的には、次のようなものが挙げられる。
「エッチング助剤発生剤」と称する場合がある。)とし
ては、具体的には、次のようなものが挙げられる。
【0016】ヨードニウム塩:エッチング助剤としてト
リフルオロメタンスルホン酸を発生するジフェニルヨー
ドニウム・トリフルオロメタンスルホン酸、エッチング
助剤としてトリフルオロ酢酸を発生するジフェニルヨー
ドニウム・トリフロロ酢酸。
リフルオロメタンスルホン酸を発生するジフェニルヨー
ドニウム・トリフルオロメタンスルホン酸、エッチング
助剤としてトリフルオロ酢酸を発生するジフェニルヨー
ドニウム・トリフロロ酢酸。
【0017】スルホニウム塩:エッチング助剤としてメ
タンスルホン酸を発生する1,2,3−トリ(メタンス
ルホニルオキシ)ベンゼン。
タンスルホン酸を発生する1,2,3−トリ(メタンス
ルホニルオキシ)ベンゼン。
【0018】ハロゲン含有ベンゼン誘導体:エッチング
助剤としてp−フルオロベンゼンスルホン酸を発生する
P−フルオロベンゼンスルホン酸−o−ニトロベンジル
エステル、エッチング助剤としてo−フルオロベンゼン
スルホン酸を発生するエッチング助剤、エッチング助剤
としてp−フルオロベンゼンスルホン酸を発生するビス
(p−フルオロベンゼン)スルホニルジアゾメタン。
助剤としてp−フルオロベンゼンスルホン酸を発生する
P−フルオロベンゼンスルホン酸−o−ニトロベンジル
エステル、エッチング助剤としてo−フルオロベンゼン
スルホン酸を発生するエッチング助剤、エッチング助剤
としてp−フルオロベンゼンスルホン酸を発生するビス
(p−フルオロベンゼン)スルホニルジアゾメタン。
【0019】ハロゲン置換アルカン:エッチング助剤と
してトリフルオロメタンスルホン酸を発生するビストリ
フルオロスルホニルジアゾメタン、エッチング助剤とし
てトリフルオロ酢酸を発生するエッチング助剤。
してトリフルオロメタンスルホン酸を発生するビストリ
フルオロスルホニルジアゾメタン、エッチング助剤とし
てトリフルオロ酢酸を発生するエッチング助剤。
【0020】ハロゲン置換シクロアルカン:エッチング
助剤としてパーフルオロシクロヘキシカルボン酸を発生
するパーフルオロシクロヘキシルカルボン酸−o−ニト
ロベンジルエステル。
助剤としてパーフルオロシクロヘキシカルボン酸を発生
するパーフルオロシクロヘキシルカルボン酸−o−ニト
ロベンジルエステル。
【0021】ジアゾナフトキノン:エッチング助剤とし
て酸を発生するジアゾナフトキノン類。
て酸を発生するジアゾナフトキノン類。
【0022】イソシアヌレート誘導体:エッチング助剤
として酸を発生するハロゲン化イソシアヌレート類。
として酸を発生するハロゲン化イソシアヌレート類。
【0023】ニトロベンジルエステル:エッチング助剤
としてトリフルオロ酢酸を発生するo−ニトロベンジル
・トリフルオロ酢酸エステル。
としてトリフルオロ酢酸を発生するo−ニトロベンジル
・トリフルオロ酢酸エステル。
【0024】芳香族スルホン酸エステル:エッチング助
剤としてトリフルオロスルホン酸を発生するベンゼンポ
リスルホン酸エステル類。
剤としてトリフルオロスルホン酸を発生するベンゼンポ
リスルホン酸エステル類。
【0025】スルホニル化合物:エッチング助剤として
酸を発生する2−フェニルスルホンアセトフェノン、エ
ッチング助剤として酸を発生するビスアリールスルホニ
ルジアゾメタン。
酸を発生する2−フェニルスルホンアセトフェノン、エ
ッチング助剤として酸を発生するビスアリールスルホニ
ルジアゾメタン。
【0026】芳香族スルホンアミド類:エッチング助剤
として酸を発生するP−トルエンスルホンアミド類。
として酸を発生するP−トルエンスルホンアミド類。
【0027】この他、酸を発生するカルバメート類も使
用し得る。
用し得る。
【0028】これらの化合物は1種を単独で用いても、
2種以上を併用しても良い。
2種以上を併用しても良い。
【0029】本発明のポジ型金属酸化物薄膜パターン形
成用組成物におけるこれらエッチング助剤発生剤の含有
割合(2種以上用いる場合はその合計の含有割合)は、
金属アルコキシドの酸化物換算含有量(金属アルコキシ
ドとして2種以上のものを組成物中に含有する場合はそ
の合計含有量)の0.3〜4重量倍とするのが好まし
い。この割合が上記範囲よりも少ないと、エッチング助
剤による十分な溶剤可溶化効果が得られず、従って、良
好なパターニングを行うことができない。逆に、上記範
囲より多くしても、効果に差異はなく、溶液に対する溶
解度、熱処理後の膜中残留有機物の問題等が生じて好ま
しくない。
成用組成物におけるこれらエッチング助剤発生剤の含有
割合(2種以上用いる場合はその合計の含有割合)は、
金属アルコキシドの酸化物換算含有量(金属アルコキシ
ドとして2種以上のものを組成物中に含有する場合はそ
の合計含有量)の0.3〜4重量倍とするのが好まし
い。この割合が上記範囲よりも少ないと、エッチング助
剤による十分な溶剤可溶化効果が得られず、従って、良
好なパターニングを行うことができない。逆に、上記範
囲より多くしても、効果に差異はなく、溶液に対する溶
解度、熱処理後の膜中残留有機物の問題等が生じて好ま
しくない。
【0030】本発明において、金属アルコキシドは金属
酸化物の原料となるものであり、従って、形成する金属
酸化物の金属のエトキシド、プロポキシド、イソプロポ
キシド、ブトキシド、イソブトキシドなどの低級アルコ
キシドが好適である。
酸化物の原料となるものであり、従って、形成する金属
酸化物の金属のエトキシド、プロポキシド、イソプロポ
キシド、ブトキシド、イソブトキシドなどの低級アルコ
キシドが好適である。
【0031】本発明のポジ型金属酸化物薄膜パターン形
成用組成物は、金属酸化物原料として、このような金属
アルコキシドの他、金属アセチルアセトナート錯体や金
属カルボン酸塩を含有していても良い。この場合、金属
カルボン酸塩としては、酢酸塩、プロピオン酸塩などの
低級脂肪酸塩が好ましいが、これに限定されるものでは
ない。
成用組成物は、金属酸化物原料として、このような金属
アルコキシドの他、金属アセチルアセトナート錯体や金
属カルボン酸塩を含有していても良い。この場合、金属
カルボン酸塩としては、酢酸塩、プロピオン酸塩などの
低級脂肪酸塩が好ましいが、これに限定されるものでは
ない。
【0032】これら金属酸化物原料の組み合せや、使用
割合には特に制限はなく、目的とする金属酸化物薄膜に
対応した金属酸化物原料を選択すれば良い。
割合には特に制限はなく、目的とする金属酸化物薄膜に
対応した金属酸化物原料を選択すれば良い。
【0033】本発明の組成物及び方法は、チタン酸ジル
コン酸鉛(PZT)、ランタン含有チタン酸ジルコン酸
鉛(PLZT)、チタン酸ストロンチウム(STO)、
チタン酸バリウム(BTO)、チタン酸バリウムストロ
ンチウム(BSTO)、チタン酸ビスマス(Bi4 Ti
3 O12)、酸化タンタル(Ta2 O5 )、二酸化チタン
(TiO2 )、酸化鉛(PbO)、二酸化ジルコニウム
(ZrO2 )、アルミナ(Al2 O3 )、二酸化スズ
(SnO2 )、二酸化ルテニウム(RuO2 )などの金
属酸化物(複合金属酸化物と単金属酸化物の両者を含
む)の薄膜パターンの形成に好適に利用することができ
る。当然ながら、これらの金属酸化物の薄膜を形成する
には、これら金属酸化物の金属のアルコキシドを含む金
属酸化物原料を用いる。
コン酸鉛(PZT)、ランタン含有チタン酸ジルコン酸
鉛(PLZT)、チタン酸ストロンチウム(STO)、
チタン酸バリウム(BTO)、チタン酸バリウムストロ
ンチウム(BSTO)、チタン酸ビスマス(Bi4 Ti
3 O12)、酸化タンタル(Ta2 O5 )、二酸化チタン
(TiO2 )、酸化鉛(PbO)、二酸化ジルコニウム
(ZrO2 )、アルミナ(Al2 O3 )、二酸化スズ
(SnO2 )、二酸化ルテニウム(RuO2 )などの金
属酸化物(複合金属酸化物と単金属酸化物の両者を含
む)の薄膜パターンの形成に好適に利用することができ
る。当然ながら、これらの金属酸化物の薄膜を形成する
には、これら金属酸化物の金属のアルコキシドを含む金
属酸化物原料を用いる。
【0034】本発明のポジ型金属酸化物薄膜パターン形
成用組成物は、金属アルコキシドを含む金属酸化物原料
を適当な有機溶媒(例、エタノール、イソプロパノー
ル、2−メトキシエタノールなどのアルコール類;酢
酸、プロピオン酸などの低級脂肪族カルボン酸類;酢酸
エチル、酢酸プロピルなどのエステル類など)に溶解し
た後、得られた溶液に所定量のエッチング助剤発生剤を
添加することにより調製できる。なお、目的物が複合酸
化物薄膜パターンである場合には、2種以上の金属酸化
物原料を、目的物中における各金属の存在比に一致した
割合で使用する。
成用組成物は、金属アルコキシドを含む金属酸化物原料
を適当な有機溶媒(例、エタノール、イソプロパノー
ル、2−メトキシエタノールなどのアルコール類;酢
酸、プロピオン酸などの低級脂肪族カルボン酸類;酢酸
エチル、酢酸プロピルなどのエステル類など)に溶解し
た後、得られた溶液に所定量のエッチング助剤発生剤を
添加することにより調製できる。なお、目的物が複合酸
化物薄膜パターンである場合には、2種以上の金属酸化
物原料を、目的物中における各金属の存在比に一致した
割合で使用する。
【0035】組成物中の金属酸化物原料の濃度は1〜2
0重量%の範囲内が好ましい。
0重量%の範囲内が好ましい。
【0036】この組成物の基板への塗布は、均一な膜厚
の塗膜が形成される塗布法であれば特に制限されない
が、工業的にはスピンコート法が採用されることが多
い。必要であれば、塗膜がゲル化した後、塗布操作を繰
り返して所望の塗膜厚みを得ることもできる。形成する
金属酸化物薄膜の膜厚は、1回の塗布操作当たり一般的
に300〜1000Åの範囲内が好ましい。
の塗膜が形成される塗布法であれば特に制限されない
が、工業的にはスピンコート法が採用されることが多
い。必要であれば、塗膜がゲル化した後、塗布操作を繰
り返して所望の塗膜厚みを得ることもできる。形成する
金属酸化物薄膜の膜厚は、1回の塗布操作当たり一般的
に300〜1000Åの範囲内が好ましい。
【0037】得られた塗膜は、短時間の放置で流動性を
失い、露光が可能となる。放置時間は、画像形成のため
の光照射が可能な程度に塗膜が乾く(流動性を喪失す
る)ように決めればよく、通常は数秒〜数分の範囲内で
よい。
失い、露光が可能となる。放置時間は、画像形成のため
の光照射が可能な程度に塗膜が乾く(流動性を喪失す
る)ように決めればよく、通常は数秒〜数分の範囲内で
よい。
【0038】次いで、所望パターンに対応する画像を形
成するために光を照射して画像形成露光を行う。照射す
る光としては、紫外線が一般的である。紫外線源は、例
えば、超高圧水銀灯、低圧水銀灯、エキシマレーザー等
でよい。画像形成露光は、常法により、マスクを通して
光を照射するか、或いは光源がレーザーの場合にはパタ
ーン化されたレーザー光を照射する直描法によって行う
ことができる。照射エネルギー量は特に制限されず、膜
厚や金属酸化物原料の種類によっても変動するが、通常
は0.1〜10J/cm2 程度とされる。
成するために光を照射して画像形成露光を行う。照射す
る光としては、紫外線が一般的である。紫外線源は、例
えば、超高圧水銀灯、低圧水銀灯、エキシマレーザー等
でよい。画像形成露光は、常法により、マスクを通して
光を照射するか、或いは光源がレーザーの場合にはパタ
ーン化されたレーザー光を照射する直描法によって行う
ことができる。照射エネルギー量は特に制限されず、膜
厚や金属酸化物原料の種類によっても変動するが、通常
は0.1〜10J/cm2 程度とされる。
【0039】この光の照射により、照射部では金属アル
コキシドは、エッチング助剤発生剤から発生したエッチ
ング助剤と反応して溶剤可溶性となり、一方、非照射部
では、エッチング助剤は発生しないため、金属アルコキ
シドは加水分解性を有する。
コキシドは、エッチング助剤発生剤から発生したエッチ
ング助剤と反応して溶剤可溶性となり、一方、非照射部
では、エッチング助剤は発生しないため、金属アルコキ
シドは加水分解性を有する。
【0040】このため、塗膜の非照射部では、空気中の
水分で金属アルコキシドが加水分解して溶剤に対して不
溶性の金属水酸化物を生成する。一方、照射部では、金
属アルコキシドとエッチング助剤との反応で溶剤溶解性
の化合物が生成する。
水分で金属アルコキシドが加水分解して溶剤に対して不
溶性の金属水酸化物を生成する。一方、照射部では、金
属アルコキシドとエッチング助剤との反応で溶剤溶解性
の化合物が生成する。
【0041】なお、本発明においては、光照射後に、塗
膜を高温雰囲気にさらして照射部の安定化を促進させる
工程、及び/又は、塗膜を高湿の雰囲気にさらして非照
射部の加水分解を促進させる工程を経るのが好ましい。
特に、40〜160℃の高温条件下で1〜15分程度保
持した後、常温(15〜25℃)で湿度60〜95%の
高湿条件下で1〜15分程度保持するのが好ましい。
膜を高温雰囲気にさらして照射部の安定化を促進させる
工程、及び/又は、塗膜を高湿の雰囲気にさらして非照
射部の加水分解を促進させる工程を経るのが好ましい。
特に、40〜160℃の高温条件下で1〜15分程度保
持した後、常温(15〜25℃)で湿度60〜95%の
高湿条件下で1〜15分程度保持するのが好ましい。
【0042】その後、適当な溶剤を用いて現像すること
により、光照射部の塗膜を除去すると、非照射部からな
るポジ型のパターンが基板上に形成される。現像剤とし
て用いる溶剤は、光照射部の金属アルコキシドとエッチ
ング助剤との反応生成物を溶解でき、非照射部の金属水
酸化物(又は、高温処理で生成した金属酸化物)に対す
る溶解性の小さい溶剤であれば良く、一般的には、水又
はアルコール類を使用することが好ましい。適当なアル
コールとしては、2−メトキシエタノール、2−エトキ
シエタノールなどのアルコキシアルコールがある。これ
では溶解力が高すぎ、非照射部の溶解が起こり得る場合
には、上記アルコールにエチルアルコール、イソプロピ
ルアルコール(IPA)などのアルキルアルコールを添
加することにより、溶解力を調整することができる。
により、光照射部の塗膜を除去すると、非照射部からな
るポジ型のパターンが基板上に形成される。現像剤とし
て用いる溶剤は、光照射部の金属アルコキシドとエッチ
ング助剤との反応生成物を溶解でき、非照射部の金属水
酸化物(又は、高温処理で生成した金属酸化物)に対す
る溶解性の小さい溶剤であれば良く、一般的には、水又
はアルコール類を使用することが好ましい。適当なアル
コールとしては、2−メトキシエタノール、2−エトキ
シエタノールなどのアルコキシアルコールがある。これ
では溶解力が高すぎ、非照射部の溶解が起こり得る場合
には、上記アルコールにエチルアルコール、イソプロピ
ルアルコール(IPA)などのアルキルアルコールを添
加することにより、溶解力を調整することができる。
【0043】現像は、例えば、常温の溶剤に塗布膜サン
プルを10秒〜10分間程度浸漬することにより実施で
きる。現像条件は、光照射部が完全に除去され、非照射
部は実質的に除去されないように設定する。従って、現
像条件は、光の照射量、その後の高温,高湿処理の有
無、現像に用いる溶剤の種類に応じて変動する。
プルを10秒〜10分間程度浸漬することにより実施で
きる。現像条件は、光照射部が完全に除去され、非照射
部は実質的に除去されないように設定する。従って、現
像条件は、光の照射量、その後の高温,高湿処理の有
無、現像に用いる溶剤の種類に応じて変動する。
【0044】現像後、すなわち現像液から塗膜サンプル
を引き上げた後、塗膜に付着した現像液による残膜部の
溶解を防ぎ、現像を完全に停止するために、必要に応じ
ては、リンス液に浸漬し、現像液を洗い流す操作を行っ
ても良い。リンス液としては、膜の溶解力が弱く、現像
液と容易に混じるものが良く、一般的には低級アルコー
ル類を使用することが好ましい。適当なアルコールとし
てはエチルアルコール、イソプロピルアルコールがあ
る。
を引き上げた後、塗膜に付着した現像液による残膜部の
溶解を防ぎ、現像を完全に停止するために、必要に応じ
ては、リンス液に浸漬し、現像液を洗い流す操作を行っ
ても良い。リンス液としては、膜の溶解力が弱く、現像
液と容易に混じるものが良く、一般的には低級アルコー
ル類を使用することが好ましい。適当なアルコールとし
てはエチルアルコール、イソプロピルアルコールがあ
る。
【0045】こうして非照射部が残留したポジ型の塗膜
パターンが基板上に形成される。その後、基板を熱処理
して塗膜中の金属化合物を完全に金属酸化物に変換させ
ると、所望組成の金属酸化物からなる薄膜パターンが得
られる。この熱処理は、通常は大気雰囲気中200〜8
00℃で1秒〜2時間の焼成により行うことが好まし
い。
パターンが基板上に形成される。その後、基板を熱処理
して塗膜中の金属化合物を完全に金属酸化物に変換させ
ると、所望組成の金属酸化物からなる薄膜パターンが得
られる。この熱処理は、通常は大気雰囲気中200〜8
00℃で1秒〜2時間の焼成により行うことが好まし
い。
【0046】必要であれば、こうして形成された金属酸
化物薄膜パターンの上に、同じ方法で異種又は同種の金
属酸化物薄膜パターンを重ねて形成してもよい。
化物薄膜パターンの上に、同じ方法で異種又は同種の金
属酸化物薄膜パターンを重ねて形成してもよい。
【0047】このような方法によれば、DRAM、不揮
発性強誘電体薄膜メモリー、バイポーラメモリー、Ga
AsIC等の半導体メモリー、液晶素子、コンデンサア
レイ等の電子部品や、光導波路、薄膜型光アイソレータ
ー、フレネルレンズ等の光学部品を容易に製造すること
ができる。
発性強誘電体薄膜メモリー、バイポーラメモリー、Ga
AsIC等の半導体メモリー、液晶素子、コンデンサア
レイ等の電子部品や、光導波路、薄膜型光アイソレータ
ー、フレネルレンズ等の光学部品を容易に製造すること
ができる。
【0048】
【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をよ
り具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限
り、以下の実施例に限定されるものではない。
り具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限
り、以下の実施例に限定されるものではない。
【0049】実施例1〜4、比較例1 2−メトキシエタノール75gに酢酸鉛三水和物11.
65gを加えて加熱溶解し、共沸混合物として脱水して
無水酢酸鉛溶液を得た。これにジルコニウムテトラノル
マルブトキシド6.12g及びチタニウムテトライソプ
ロポキシド4.19gを加え、重量調整のため2−メト
キシエタノールで全量を100gとし、10重量%のP
bZr0.52Ti0.48O3 (PZT)溶液を得、この溶液
に表1に示すエッチング助剤発生剤を各々10重量%加
え(ただし、比較例1ではエッチング助剤発生剤無添
加)、PZT薄膜パターン形成用組成物とした。
65gを加えて加熱溶解し、共沸混合物として脱水して
無水酢酸鉛溶液を得た。これにジルコニウムテトラノル
マルブトキシド6.12g及びチタニウムテトライソプ
ロポキシド4.19gを加え、重量調整のため2−メト
キシエタノールで全量を100gとし、10重量%のP
bZr0.52Ti0.48O3 (PZT)溶液を得、この溶液
に表1に示すエッチング助剤発生剤を各々10重量%加
え(ただし、比較例1ではエッチング助剤発生剤無添
加)、PZT薄膜パターン形成用組成物とした。
【0050】得られた組成物を、各々、シリコン基板上
にスピンコート法により膜厚500Åとなるように塗布
した後、塗膜にフォトマスクを通して表1に示すエネル
ギー量の紫外線を照射し、その後、80℃で10分間保
持した後、室温(25℃)、湿度70%の恒温恒湿室に
10分間放置した。次いで、2−メトキシエタノールと
イソプロピルアルコールの1:2(体積比)混合溶媒中
に10秒浸漬して現像し、結果を表1に示した。なお、
表1及び後掲の表2〜6において、○は良好なポジ型パ
ターンが得られたことを示し、×は全面残膜を示す。
にスピンコート法により膜厚500Åとなるように塗布
した後、塗膜にフォトマスクを通して表1に示すエネル
ギー量の紫外線を照射し、その後、80℃で10分間保
持した後、室温(25℃)、湿度70%の恒温恒湿室に
10分間放置した。次いで、2−メトキシエタノールと
イソプロピルアルコールの1:2(体積比)混合溶媒中
に10秒浸漬して現像し、結果を表1に示した。なお、
表1及び後掲の表2〜6において、○は良好なポジ型パ
ターンが得られたことを示し、×は全面残膜を示す。
【0051】
【表1】
【0052】実施例5〜8、比較例2 オクチル酸バリウムと酢酸イソアミルから調製した5重
量%Ba溶液32.96g、オクチル酸ストロンチウム
と酢酸イソアミルから調製した5重量%Sr溶液21.
03g及びチタニウムテトライソプロポキシド6.82
gを混合し、酢酸イソアミルで全量を100gとして5
重量%のBa0.5 Sr0.5 TiO3 (BST)溶液を
得、この溶液に表2に示すエッチング助剤発生剤を各々
10重量%加え(ただし、比較例2ではエッチング助剤
発生剤無添加)、BST薄膜パターン形成用組成物とし
た。
量%Ba溶液32.96g、オクチル酸ストロンチウム
と酢酸イソアミルから調製した5重量%Sr溶液21.
03g及びチタニウムテトライソプロポキシド6.82
gを混合し、酢酸イソアミルで全量を100gとして5
重量%のBa0.5 Sr0.5 TiO3 (BST)溶液を
得、この溶液に表2に示すエッチング助剤発生剤を各々
10重量%加え(ただし、比較例2ではエッチング助剤
発生剤無添加)、BST薄膜パターン形成用組成物とし
た。
【0053】得られた組成物を用いて、実施例1と同様
にして露光、高温,高湿保持、現像を行い、結果を表2
に示した。
にして露光、高温,高湿保持、現像を行い、結果を表2
に示した。
【0054】
【表2】
【0055】実施例9〜12、比較例3 オクチル酸ストロンチウムと酢酸イソアミルから調製し
た5重量%Sr溶液8.68g、オクチル酸ビスマスと
酢酸イソアミルから調製した5重量%Bi溶液41.2
1g及びタンタルペンタエトキシド4.02gを混合
し、酢酸イソアミルと2−メトキシエタノールの1:1
(体積比)混合溶媒で全量を100gとし、5重量%の
SrBi2 Ta2 O9 溶液を得、この溶液に表3に示す
エッチング助剤発生剤を各々10重量%加え(ただし、
比較例3ではエッチング助剤発生剤無添加)、SrBi
2 Ta2 O9 薄膜パターン形成用組成物とした。
た5重量%Sr溶液8.68g、オクチル酸ビスマスと
酢酸イソアミルから調製した5重量%Bi溶液41.2
1g及びタンタルペンタエトキシド4.02gを混合
し、酢酸イソアミルと2−メトキシエタノールの1:1
(体積比)混合溶媒で全量を100gとし、5重量%の
SrBi2 Ta2 O9 溶液を得、この溶液に表3に示す
エッチング助剤発生剤を各々10重量%加え(ただし、
比較例3ではエッチング助剤発生剤無添加)、SrBi
2 Ta2 O9 薄膜パターン形成用組成物とした。
【0056】得られた組成物を用いて、実施例1と同様
にして露光、高温,高湿保持、現像を行い、結果を表3
に示した。
にして露光、高温,高湿保持、現像を行い、結果を表3
に示した。
【0057】
【表3】
【0058】実施例13〜16、比較例4 リチウムエトキシド1.76g、ニオブペンタエトキシ
ド10.76g及び2−メトキシエタノール87.48
gを混合し、5重量%のLiNbO3 溶液を得、この溶
液に表4に示すエッチング助剤発生剤を各々10重量%
加え(ただし、比較例4ではエッチング助剤発生剤無添
加)、LiNbO3 薄膜パターン形成用組成物とした。
ド10.76g及び2−メトキシエタノール87.48
gを混合し、5重量%のLiNbO3 溶液を得、この溶
液に表4に示すエッチング助剤発生剤を各々10重量%
加え(ただし、比較例4ではエッチング助剤発生剤無添
加)、LiNbO3 薄膜パターン形成用組成物とした。
【0059】得られた組成物を用いて、実施例1と同様
にして露光、高温,高湿保持、現像を行い、結果を表4
に示した。
にして露光、高温,高湿保持、現像を行い、結果を表4
に示した。
【0060】
【表4】
【0061】実施例17〜20、比較例5 オクチル酸ビスマスと酢酸イソアミルから調製した5重
量%Bi溶液71.26gとチタニウムテトライソプロ
ポキシド3.65gとを混合し、酢酸イソアミルと2−
メトキシエタノールの1:1(体積比)混合溶液で全量
を100gとし、5重量%のBi4 Ti3 O12溶液を
得、この溶液に表5に示すエッチング助剤発生剤を各々
10重量%加え(ただし、比較例5ではエッチング助剤
発生剤無添加)、Bi4 Ti3 O12薄膜パターン形成用
組成物とした。
量%Bi溶液71.26gとチタニウムテトライソプロ
ポキシド3.65gとを混合し、酢酸イソアミルと2−
メトキシエタノールの1:1(体積比)混合溶液で全量
を100gとし、5重量%のBi4 Ti3 O12溶液を
得、この溶液に表5に示すエッチング助剤発生剤を各々
10重量%加え(ただし、比較例5ではエッチング助剤
発生剤無添加)、Bi4 Ti3 O12薄膜パターン形成用
組成物とした。
【0062】得られた組成物を用いて、実施例1と同様
にして露光、高温,高湿保持、現像を行い、結果を表5
に示した。
にして露光、高温,高湿保持、現像を行い、結果を表5
に示した。
【0063】
【表5】
【0064】実施例21〜24、比較例6 テトラターシャリーブトキシ錫Sn(O−t−Bu)4
12.28gとトリブトキシアンチモンSb(OBu)
3 1.05gを2−メトキシエタノール86.67gに
溶解し、5重量%ATO溶液を得た。この溶液に表6に
示すエッチング助剤発生剤を各々10重量%加え(ただ
し、比較例6ではエッチング助剤発生剤無添加)、AT
O薄膜パターン形成用組成物とした。
12.28gとトリブトキシアンチモンSb(OBu)
3 1.05gを2−メトキシエタノール86.67gに
溶解し、5重量%ATO溶液を得た。この溶液に表6に
示すエッチング助剤発生剤を各々10重量%加え(ただ
し、比較例6ではエッチング助剤発生剤無添加)、AT
O薄膜パターン形成用組成物とした。
【0065】得られた組成物を用いて、実施例1と同様
にして露光、高温,高湿保持、現像を行い、結果を表6
に示した。
にして露光、高温,高湿保持、現像を行い、結果を表6
に示した。
【0066】
【表6】
【0067】実施例25〜28、比較例7 トリス−t−ペントキシビスマスと酢酸イソアミルから
調製した5重量%Bi溶液71.26gとチタニウムテ
トライソプロポキシド3.65gとを混合し、酢酸イソ
アミルと2−メトキシエタノールの1:1(体積比)混
合溶液で全量を100gとし、5重量%のBi4 Ti3
O12溶液を得、この溶液に表7に示すエッチング助剤発
生剤を各々10重量%加え(ただし、比較例7ではエッ
チング助剤発生剤無添加)、Bi4 Ti3 O12薄膜パタ
ーン形成用組成物とした。
調製した5重量%Bi溶液71.26gとチタニウムテ
トライソプロポキシド3.65gとを混合し、酢酸イソ
アミルと2−メトキシエタノールの1:1(体積比)混
合溶液で全量を100gとし、5重量%のBi4 Ti3
O12溶液を得、この溶液に表7に示すエッチング助剤発
生剤を各々10重量%加え(ただし、比較例7ではエッ
チング助剤発生剤無添加)、Bi4 Ti3 O12薄膜パタ
ーン形成用組成物とした。
【0068】得られた組成物を用いて、実施例1と同様
にして露光、高温,高湿保持、現像を行い、結果を表7
に示した。
にして露光、高温,高湿保持、現像を行い、結果を表7
に示した。
【0069】
【表7】
実
実
【0070】施例29〜32、比較例8 ストロンチウムブトキシドと酢酸イソアミルから調製し
た5重量%Sr溶液8.68g、トリス−t−ブトキシ
ビスマスと酢酸イソアミルから調製した5重量%Bi溶
液41.21g及びタンタルペンタエトキシド4.02
gを混合し、酢酸イソアミルと2−メトキシエタノール
の1:1(体積比)混合溶媒で全量を100gとし、5
重量%のSrBi2 Ta2 O9 溶液を得、この溶液に表
8に示すエッチング助剤発生剤を各々10重量%加え
(ただし、比較例8ではエッチング助剤発生剤無添
加)、SrBi2 Ta2 O9 薄膜パターン形成用組成物
とした。
た5重量%Sr溶液8.68g、トリス−t−ブトキシ
ビスマスと酢酸イソアミルから調製した5重量%Bi溶
液41.21g及びタンタルペンタエトキシド4.02
gを混合し、酢酸イソアミルと2−メトキシエタノール
の1:1(体積比)混合溶媒で全量を100gとし、5
重量%のSrBi2 Ta2 O9 溶液を得、この溶液に表
8に示すエッチング助剤発生剤を各々10重量%加え
(ただし、比較例8ではエッチング助剤発生剤無添
加)、SrBi2 Ta2 O9 薄膜パターン形成用組成物
とした。
【0071】得られた組成物を用いて、実施例1と同様
にして露光、高温,高湿保持、現像を行い、結果を表8
に示した。
にして露光、高温,高湿保持、現像を行い、結果を表8
に示した。
【0072】
【表8】
【0073】表1〜表8より、エッチング助剤発生剤の
添加により、ゾルゲル法によるポジ型の成膜が可能とな
ることが明らかである。
添加により、ゾルゲル法によるポジ型の成膜が可能とな
ることが明らかである。
【0074】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明のポジ型金属
酸化物薄膜パターン形成用組成物及びポジ型金属酸化物
薄膜パターンの形成方法によれば、ゾルゲル法により良
好なポジ型金属酸化物薄膜パターンを形成することが可
能とされる。
酸化物薄膜パターン形成用組成物及びポジ型金属酸化物
薄膜パターンの形成方法によれば、ゾルゲル法により良
好なポジ型金属酸化物薄膜パターンを形成することが可
能とされる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小木 勝実 埼玉県大宮市北袋町1丁目297番地 三菱 マテリアル株式会社総合研究所内
Claims (5)
- 【請求項1】 金属アルコキシドと、光照射により、エ
ッチング助剤を生成する化合物とを含有することを特徴
とするポジ型金属酸化物薄膜パターン形成用組成物。 - 【請求項2】 請求項1の組成物において、エッチング
助剤を生成する化合物が、光照射により、酸又はアルカ
リを生成するものであって、ヨードニウム塩、スルホニ
ウム塩、ハロゲン含有ベンゼン誘導体、ハロゲン置換ア
ルカン、ハロゲン置換シクロアルカン、ハロゲン含有S
−トリアジン、イソシアヌレート誘導体、ニトロベンジ
ルエステル、芳香族スルホン酸エステル、スルホニル化
合物及び芳香族スルホンアミド類よりなる群から選ばれ
る1種又は2種以上であることを特徴とするポジ型金属
酸化物薄膜パターン形成用組成物。 - 【請求項3】 請求項1又は2のポジ型金属酸化物薄膜
パターン形成用組成物を基板に塗布した後、得られた塗
膜に所定のパターンに従って光照射し、照射部の光反応
により生起する光照射部と非照射部との溶剤に対する溶
解度差を利用して該塗膜をパターニングすることを特徴
とするポジ型金属酸化物薄膜パターンの形成方法。 - 【請求項4】 請求項3の方法において、光照射後に、
塗膜を高温雰囲気にさらして照射部の安定化を促進させ
ることを特徴とするポジ型金属酸化物薄膜パターンの形
成方法。 - 【請求項5】 請求項3又は4の方法において、光照射
後に、塗膜を高湿の雰囲気にさらして非照射部の加水分
解を促進させることを特徴とするポジ型金属酸化物薄膜
パターンの形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7196550A JPH0941159A (ja) | 1995-08-01 | 1995-08-01 | ポジ型金属酸化物薄膜パターン形成用組成物及びポジ型金属酸化物薄膜パターンの形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7196550A JPH0941159A (ja) | 1995-08-01 | 1995-08-01 | ポジ型金属酸化物薄膜パターン形成用組成物及びポジ型金属酸化物薄膜パターンの形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0941159A true JPH0941159A (ja) | 1997-02-10 |
Family
ID=16359608
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7196550A Withdrawn JPH0941159A (ja) | 1995-08-01 | 1995-08-01 | ポジ型金属酸化物薄膜パターン形成用組成物及びポジ型金属酸化物薄膜パターンの形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0941159A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6777036B2 (en) | 2001-06-06 | 2004-08-17 | Simon Fraser University | Method for the deposition of materials from mesomorphous films |
| JP2018017780A (ja) * | 2016-07-25 | 2018-02-01 | Jsr株式会社 | 感放射線性組成物及びパターン形成方法 |
-
1995
- 1995-08-01 JP JP7196550A patent/JPH0941159A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6777036B2 (en) | 2001-06-06 | 2004-08-17 | Simon Fraser University | Method for the deposition of materials from mesomorphous films |
| JP2018017780A (ja) * | 2016-07-25 | 2018-02-01 | Jsr株式会社 | 感放射線性組成物及びパターン形成方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20021001 |