JP2002043423A - 被膜の処理方法およびこの方法を用いた半導体素子の製造方法 - Google Patents

被膜の処理方法およびこの方法を用いた半導体素子の製造方法

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恭 藤井
Atsushi Matsushita
淳 松下
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 レジストパターンをアッシングする際にシリ
カ被膜（層間絶縁膜）が損傷を受けにくくなる被膜の処
理方法を提供する。 【解決手段】 基板上に形成された低誘電率のシリカ系
被膜をレジストパターンを介してエッチング処理した
後、ヘリウムガスなどの不活性ガスガスから誘導される
プラズマにより、前記エッチング処理後のシリカ系被膜
を処理する。これにより、後工程のレジストパターンの
アッシングの際に、シリカ系被膜が損傷することがな
く、低い誘電率を維持することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はダマシン法に用いら
れる低誘電率のシリカ系被膜の処理方法に関する。更に
詳しくはダマシン法を利用した多層配線構造の形成にお
ける誘電率３．２以下のシリカ系被膜の処理方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】半導体デバイスの高集積化についての要
求は益々高まっており、ゲート長が０．１３μｍ世代に
突入しつつある。この場合の配線材料として、従来のＡ
lに代り、Ｃuを用いた方が次のような点で半導体素子特
性の向上が図れることが分っている。
【０００３】ＣuはＡlに比べＥＭ（エレクトロマイグレ
ーション）耐性に優れ、低抵抗のため配線抵抗による信
号遅延を低減でき、高電流密度の使用が可能、即ち、許
容電流密度を３倍以上も緩和でき、配線幅を微細化でき
る。
【０００４】しかしながら、ＣuはＡlに比べエッチング
レートのコントロールが難しいことから、Ｃuをエッチ
ングしないでＣuの多層配線を実現する方法として銅ダ
マシン（象眼）法が近年注目され多数の提案がされてい
る（特開２０００-１７４，０２３号公報、特開２００
０-１７４，１２１号公報など）。
【０００５】図５に基づいて銅ダマシン法を説明する。
先ず、図５（ａ）に示すように、基板上にＣＶＤ法によ
り形成されるＳiＯ2やＳＯＧなどからなる低誘電率材で
ある層間絶縁膜を形成し、この上にパターンを形成した
レジストマスクを設け、エッチングにて同図（ｂ）に示
すように、配線溝を形成し、次いで同図（ｃ）に示すよ
うに、バリヤメタルを堆積せしめ、同図（ｄ）に示すよ
うに、配線溝へＣuを電界メッキなどによって埋め込ん
で下層配線を形成し、ＣＭＰ（化学研磨）によるバリヤ
メタルとＣuの研磨を行った後、同図（ｅ）に示すよう
に、この上に再び層間絶縁膜を形成する。以下同様にし
て、パターン形成したレジストマスクを介して層間絶縁
膜を選択的にエッチングして、同図（ｆ）に示すよう
に、この層間絶縁膜にビアホールと上層配線用の溝を形
成（デユアルダマシン）し、同図（ｇ）に示すように、
これらビアホールと上層配線用の溝にバリヤメタルを堆
積せしめ、同図（ｈ）に示すように、ビアホールと上層
配線用の溝に電界メッキなどによってＣuを埋め込んで
上層配線を形成するようにしている。
【０００６】なお、ダマシン法については配線を形成す
る金属として銅を中心に記述したが、銅以外にもアルミ
ニウムでダマシン法を行うことも進められている。本発
明は、銅ダマシン法に限ったものではなく、広く導電性
金属を用いたダマシン法に用いられる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、ダマ
シン法によって多層配線を形成する場合、ビアホールの
アスペクト比（高さ／幅）を高めることが微細化におい
て必須の要件となる。しかしながら、層間絶縁膜材とし
てＣＶＤで形成されるＳiＯ2を用いた場合には、アスペ
クト比は精々２であるし、またＳiＯ2の誘電率はε＝
４．１と比較的高いため、満足できるものではない。
【０００８】そこで、より誘電率の低い有機又は無機Ｓ
ＯＧの使用が検討されている。更にこのような有機又は
無機ＳＯＧの一層の低誘電率化が望まれている。
【０００９】そして、層間絶縁膜の誘電率を下げるに
は、層間絶縁膜をポーラスにすればよいことが現在では
分かっている。しかしながら、層間絶縁膜の誘電率が低
いほど、膜の緻密性が低下するため、後工程でレジスト
膜をプラズマアッシングする際に層間絶縁膜が損傷した
りクラックが入り、信頼性の高い半導体素子を得ること
ができにくくなる。
【００１０】上記の層間絶縁膜の損傷は、層間絶縁膜の
Ｓi-Ｒ基（Ｒは低級アルキル基または水素原子）がアッ
シングにより分解され（Ｒ基が離れる）、 Ｓｉ-Ｏ
Ｈ結合が生成することによって生じると推測される。例
えば、有機ＳＯＧの場合には、Ｓi−ＣＨ3結合（ＣＨ3
は一例）が切れてＳi−ＯＨとなり、無機ＳＯＧの場合
には、Ｓi−Ｈ結合が切れてＳi−ＯＨとなる。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る被膜の処理方法は、基板上に誘電率
３．２以下（好ましくは２．７以下）のシリカ系被膜を
形成し、このシリカ系被膜をレジストパターンを介して
エッチング処理した後、ヘリウムガスなどの不活性ガス
から誘導されるプラズマにより、前記エッチング処理後
のシリカ系被膜を処理し、この後前記レジストパターン
をアッシングにより除去するようにした。
【００１２】ヘリウムガスなどの不活性ガスから誘導さ
れるプラズマによって、アッシング前処理を行うこと
で、アッシング時の損傷を防ぐことができる。この理由
は、ヘリウムガスなどの不活性ガスから誘導されるプラ
ズマが、Ｓi-Ｈ基を含有する被膜をたたくことにより、
表面層のＳi-Ｈ結合がＳｉ-Ｏ-Ｓｉ結合に変化するから
と推察される。
【００１３】誘電率３．２以下とは、ダマシン法に用い
られる層間絶縁膜に必要とされる数値である。この誘電
率は低いほど好ましい。そのような誘電率を有するシリ
カ系被膜であれば、特に限定されない。特には次の塗布
液から形成されるシリカ系被膜により達成される。
【００１４】前記シリカ系被膜を形成する塗布液として
は、例えば、トリアルコキシシランを有機溶媒中、酸触
媒下で加水分解して得られる縮合物を含むものが挙げら
れる。特に、トリアルコキシシランをＳiＯ2換算で１〜
５重量％の濃度でアルキレングリコールジアルキルエー
テル中に溶解し、この溶液にトリアルコキシシラン１モ
ル当り２．５〜３．０モルの水を加え、酸触媒の存在下
で加水分解縮合した後、反応混合物中の反応により生成
したアルコール含有量を１５重量％以下に調整したもの
が好ましい。
【００１５】上記において、トリアルコキシシランの濃
度をＳiＯ2換算で１〜５重量％としたのは、ラダー構造
の層間絶縁膜が得られることによる。有機であるか無機
であるかに拘らず、ラダー構造とすることで、前記した
ように緻密な膜が形成され誘電率は低いので好ましい。
【００１６】上記トリアルコキシシランとしては、例え
ばトリメトキシシラン、トリエトキシシラン、トリプロ
ポキシシラン、トリブトキシシラン、ジエトキシモノメ
トキシシラン、モノメトキシジプロポキシシラン、ジブ
トキシモノメトキシシラン、エトキシメトキシプロポキ
シシラン、モノエトキシジメトキシシラン、モノエトキ
シジプロポキシシラン、ブトキシエトキシプロポキシシ
ラン、ジメトキシモノプロポキシシラン、ジエトキシモ
ノプロポキシシラン、モノブトキシジメトキシシランな
どを挙げることができる。これらの中で実用上好ましい
化合物は、トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、
トリプロポキシシラン、トリブトキシシランであり、中
でも特にトリメトキシシラン、トリエトキシシランが好
ましい。
【００１７】次に溶媒としては、保存安定性を高めるた
めにアルキレングリコールジアルキルエーテルを用いる
ことが必要である。このものを用いることにより、低級
アルコールを溶媒として用いた従来方法におけるトリア
ルコキシンランのＨ−Ｓi基の分解反応や中間に生成す
るシラノールの水酸基がアルコキシ基に置換する反応を
抑制することができ、ゲル化を防止することができる。
【００１８】このアルキレングリコールジアルキルエー
テルとしては、例えばエチレングリコールジメチルエー
テル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレン
グリコールジプロピルエーテル、エチレングリコールジ
プチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテ
ル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレ
ングリコールジプロピルエーテル、ジエチレングリコー
ルジブチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエ
ーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、プロ
ピレングリコールジプロピルエーテル、プロピレングリ
コールジブチルエーテルなどのアルキレングリコールの
ジアルキルエーテル類を挙げることができる。これらの
中で好ましいのはエチレングリコール又はプロピレング
リコールのジアルキルエーテル特にジメチルエーテルで
ある。これらの有機溶媒は、単独で用いてもよいし２種
以上組み合わせて用いてもよい。その使用量について
は、アルコキシシランの１モルに対し、１０〜３０モル
倍量の割合で用いられる。
【００１９】トリアルコキシシランの加水分解を行うた
めの水は、トリアルコキシシラン１モルに対し２．５〜
３．０モル、好ましくは２．８〜３．０モルの範囲内の
量で用いることが加水分解度を高めるために必要であ
る。この範囲より少なすぎると保存安定性は高くなるも
のの、加水分解度が低くなり加水分解物中の有機基の含
有量が多くなり、被膜形成時にガスの発生が起こるし、
また、多すぎると保存安定性が悪くなる。
【００２０】溶媒にアルコールを用いずアルキレングリ
コ−ルジアルキルエーテルの中から選ばれる少なくとも
１種を用いたとしてもアルコキシシランの加水分解にお
いてはアルコキシ基に相当するアルコールが必ず生成し
てくるので、反応系からこの生成してくるアルコールを
除去しなければならない。具体的には、アルコールを塗
布液中１５重量％以下、好ましくは８重量％以下まで除
去しておくことが必要である。アルコール分が１５重量
％を超えて残存していると、Ｈ−Ｓi基と生成したアル
コールが反応し、ＲＯ−Ｓi基が生成し、クラック限界
が低下するし、被膜形成時にガスが発生し、前記したト
ラブルの原因となる。
【００２１】アルコールの除去方法としては、真空度３
０〜３００ｍｍＨg、好ましくは、５０〜２００ｍｍＨ
g、温度２０〜５０℃で２〜６時間減圧蒸留する方法が
好適である。このようにして得られた塗布液は、溶媒除
去後の被膜形成成分が熱重量測定（ＴＧ）に際し、重量
増加を示すこと、及び赤外吸収スペクトルにおいて３０
００ｃｍ-1にピークを有しないという点で特徴づけられ
る。従来の塗布液例えば特開平4−216827号公報記載の
塗布液の場合は熱重量測定に際し、重量減少を示すし、
赤外吸収スペクトルにおいて、３０００ｃｍ-1付近にピ
ークを有し、残存アルコキシ基が存在していることを示
している。
【００２２】一方、塗布液に、ポリアルキレングリコー
ル及びその末端アルキル化物から選択される１種を含有
せしめることが可能である。これらを含有せしめること
で、層間絶縁膜はポーラス化され、誘電率が低下する。
【００２３】ポリアルキレングリコールとしては、ポリ
エチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどの
ポリ低級ポリアルキレングリコールが挙げられ、末端ア
ルキル化物とは、前記ポリ低級アルキレングリコールの
片端末あるいは両端末の水酸基がメチル基、エチル基、
プロピル基などの低級アルキル基によりアルコキシル化
されたものである。
【００２４】ここで、ポリアルキレングリコール及びそ
の末端アルキル化物から選択される１種の添加量は、塗
布液の固形分に対して、１０重量％〜５００重量％、好
ましくは、５０重量％〜２００重量％とする。また、ポ
リアルキレングリコール及びその末端アルキル化物の重
量平均分子量は、１００〜１０，０００、好ましくは２
００〜５，０００とする。この範囲にすることで、塗布
液における相容性を損なうことなく、低誘電率化を達成
しやすくなる。
【００２５】また、本発明に係る半導体素子の製造方法
は、以下の工程からなる。 （1）基板に誘電率３．２以下（好ましくは２．７以
下）のシリカ系被膜を形成する工程。 （2）前記シリカ系被膜上にレジストパターンを設ける
工程。 （3）前記レジストパターンをマスクとしてシリカ系被
膜をエッチング処理する工程。 （4）ヘリウムガスなどの不活性ガスから誘導されるプ
ラズマによりシリカ系被膜を処理する工程。 （5）前記レジストパターンを酸素ガスから誘導される
プラズマによりアッシング処理する工程。
【００２６】シリカ系被膜の形成方法は、例えば、塗布
液を半導体基板、ガラス基板、金属板、セラミック基板
などの基板上に、スピンナー法、ロールコーター法、浸
漬引き上げ法、スプレー法、スクリーン印刷法、刷毛塗
り法などで塗布し、溶媒を飛散させるために乾燥させ塗
膜を形成する。次いで、２５０〜５００℃の温度で焼成
することにより形成される。（２）、（３）及び（５）
の工程は、従来行われている慣用的な手段でよい。
【００２７】ヘリウムガスなどの不活性ガスから誘導さ
れるプラズマによりシリカ系被膜を処理する条件として
は、このガスからプラズマガスが発生可能なプラズマ処
理装置（例えば、東京応化工業株式会社製：ＴＣＡ-７
８２２）を用い、圧力１０〜６００ｍTorr（ミリトー
ル）、好ましくは１００〜５００ｍTorrで、３０〜３０
０秒間、好ましくは３０〜１２０秒間プラズマ処理す
る。
【００２８】なお、プラズマ処理装置はＴＣＡ-７８２
２を例示したが、この装置に限定されるものではない。
また、不活性ガスとしてはヘリウム以外に、ネオン、ア
ルゴンなども好ましいガスとして挙げられる。
【００２９】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を説明
する。 （塗布液の調製） 塗布液１ ＳｉＯ2換算濃度濃度３重量％のトリエトキシシラン７
３．９ｇ（０．４５モル）をエチレングリコールジメチ
ルエーテル７９９．０ｇ（８.８７モル）に溶解し、か
き混ぜた。次いで、純水２４．２ｇ（１．３４モル）と
濃硝酸５ｐｐｍを混合したものをゆっくりかき混ぜなが
ら、滴下した後、約３時間かき混ぜ、その後室温で６日
間静置させて溶液を得た。この溶液を１２０〜１４０ｍ
ｍＨｇ、４０℃において１時間減圧蒸留し、固形分濃度
８重量％、エタノール濃度３重量％の塗布液を調整し
た。この溶液を塗布液１とした。なお、この塗布液１か
ら形成される被膜の誘電率は３．１であった。
【００３０】塗布液２ 塗布液１に重量平均分子量２００のポリエチレングリコ
ールの両端末メチル化物を固形分に対して１００重量％
添加し、十分攪拌することにより均一な溶液を得た。こ
の溶液を塗布液２とした。なお、この塗布液２から形成
される被膜の誘電率は２．６であった。
【００３１】（実施例１：塗布液１+Ｈe処理）基板上に
塗布液１を回転塗布し、膜厚４５００Åの被膜を形成し
た。なお、この被膜の屈折率は１.４０であった。次い
で、上記被膜上にレジストパターンを形成し、このレジ
ストパターンをマスクとしてエッチングして配線溝を形
成した。次いで、ヘリウムガス濃度７００ｓｃｃｍ、圧
力５００ｍTorrにて３０秒間プラズマ処理した。この
後、バッチ式のプラズマアッシング装置（東京応化工業
株式会社製：OPM-EM1000）により、酸素プラズマにより
圧力１０００ｍTorrにて３００秒間アッシング処理し
た。このアッシング処理後の被膜の赤外線吸収スペクト
ルを図１に示す。この図1にはSi-Ｒ（Ｒは水素原子）を
示すピークが明確に現れており、被膜が損傷を受けてい
ないことが分かる。
【００３２】（実施例２：塗布液２+Ｈe処理）実施例１
において、塗布液を１から２に代えた以外は、実施例１
と同様にしてアッシングまで行った。このアッシング処
理後の被膜の赤外線吸収スペクトルを図２に示す。この
図２にはSi-Ｒ（Ｒは水素原子）を示すピークが明確に
現れており、被膜が損傷を受けていないことが分かる。
【００３３】（比較例1：塗布液１+Ｈe処理なし）実施
例１において、ヘリウムガスによるプラズマ処理を施さ
なかった以外は、実施例1と同様にしてアッシング処理ま
で行った。このアッシング処理後の被膜の赤外線吸収ス
ペクトルを図３に示す。この図３ではSi-Ｒ（Ｒは水素
原子）を示すピークが僅かながら消失しており、被膜が
損傷を受けていることが分かる。
【００３４】（比較例２：塗布液２+Ｈe処理なし）実施
例２において、ヘリウムガスによるプラズマ処理を施さ
なかった以外は、実施例２と同様にしてアッシング処理
まで行った。このアッシング処理後の被膜の赤外線吸収
スペクトルを図４に示す。この図４ではSi-Ｒ（Ｒは水
素原子）を示すピークが消失しており、被膜が損傷を受
けていることが分かる。
【００３５】
【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
基板上に形成された誘電率３．２以下のシリカ系被膜を
レジストパターンを介してエッチング処理した後、ヘリ
ウムガスなどの不活性ガスから誘導されるプラズマによ
り、前記エッチング処理後のシリカ系被膜を処理するよ
うにしたので、後工程のレジストパターンのアッシング
の際に、シリカ系被膜が損傷することがなく、低い誘電
率を維持することができる。したがって、ダマシン法に
適用した場合、信頼性の高い半導体素子を得ることがで
きる。
【００３６】また、塗布液にポリアルキレングリコール
及びその末端アルキル化物から選択される１種を含有せ
しめることで、当該塗布液から形成されるシリカ系被膜
の誘電率を下げ、微細化に有利になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１で形成した被膜上のレジストをアッシ
ング処理した後の当該被膜の赤外線吸収スペクトル。
【図２】実施例２で形成した被膜上のレジストをアッシ
ング処理した後の当該被膜の赤外線吸収スペクトル。
【図３】比較例１で形成した被膜上のレジストをアッシ
ング処理した後の当該被膜の赤外線吸収スペクトル。
【図４】比較例２で形成した被膜上のレジストをアッシ
ング処理した後の当該被膜の赤外線吸収スペクトル。
【図５】（ａ）〜（ｈ）は、銅ダマシン法による多層配
線構造の形成工程を説明した図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5F004 AA09 AA14 BD01 CA01 DA22 DA23 DA25 DB03 DB26 DB27 EA28 5F033 HH08 HH11 MM02 MM10 MM12 MM13 PP27 QQ09 QQ48 QQ54 QQ85 RR09 RR25 RR29 SS21 XX05 XX10 XX24 XX25 XX34 5F046 AA20 MA12 MA18

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基板上に誘電率３．２以下のシリカ系被
    膜を形成し、このシリカ系被膜をレジストパターンを介
    してエッチング処理した後、不活性ガスから誘導される
    プラズマにより前記エッチング処理後のシリカ系被膜を
    処理し、この後前記レジストパターンをアッシングする
    ことを特徴とする被膜の処理方法。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の被膜の処理方法におい
    て、前記不活性ガスはヘリウムガスとしたことを特徴と
    する被膜の処理方法。
  3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の被膜の
    処理方法において、前記シリカ系被膜を形成する塗布液
    が、トリアルコキシシランを有機溶媒中、酸触媒下で加
    水分解して得られる縮合物を含むことを特徴とする被膜
    の処理方法。
  4. 【請求項４】 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載
    の被膜の処理方法において、前記塗布液が、ポリアルキ
    レングリコール及びその末端アルキル化物から選択され
    る１種を含有することを特徴とする被膜の処理方法。
  5. 【請求項５】 以下の工程を含むことを特徴とする半導
    体素子の製造方法。 （1）基板に誘電率３．２以下のシリカ系被膜を形成す
    る工程。 （2）前記シリカ系被膜上にレジストパターンを設ける
    工程。 （3）前記レジストパターンをマスクとしてシリカ系被
    膜をエッチング処理する工程。 （4）不活性ガスから誘導されるプラズマによりシリカ
    系被膜を処理する工程。 （5）前記レジストパターンを酸素ガスから誘導される
    プラズマによりアッシング処理する工程。
  6. 【請求項６】 請求項５に記載の半導体素子の製造方法
    において、前記不活性ガスはヘリウムガスであることを
    特徴とする半導体素子の製造方法。
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US09/912,119 US6509279B2 (en) 2000-07-24 2001-07-24 Methods for processing a coating film and for manufacturing a semiconductor element
KR10-2002-0005036A KR100424197B1 (ko) 2000-07-24 2002-01-29 실리카계 피막형성용 도포액
US10/216,998 US6664199B2 (en) 2000-07-24 2002-08-12 Coating liquid for forming a silica group coating film having a small dielectric constant
US10/216,997 US6649534B2 (en) 2000-07-24 2002-08-12 Methods for processing a coating film and for manufacturing a semiconductor element

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100464771B1 (ko) * 2002-06-12 2005-01-06 동부전자 주식회사 반도체 소자 제조 공정에서의 감광막 및 보호막 제거 방법
WO2008007576A1 (en) * 2006-07-14 2008-01-17 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Film-forming composition
KR101128601B1 (ko) 2008-11-17 2012-03-23 파나소닉 주식회사 비수 전해액 및 비수 전해액 이차전지

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7122900B2 (en) * 2000-06-26 2006-10-17 Renesas Technology Corp. Semiconductor device and method manufacturing the same
JP2002043423A (ja) * 2000-07-24 2002-02-08 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd 被膜の処理方法およびこの方法を用いた半導体素子の製造方法
FR2833411B1 (fr) * 2001-12-11 2004-02-27 Memscap Procede de fabrication d'un composant electronique incorporant un micro-composant inductif
GB2392347B (en) * 2002-08-21 2006-02-22 Motorola Inc An apparatus and method for resource allocation in a communication system
TWI235455B (en) * 2003-05-21 2005-07-01 Semiconductor Leading Edge Tec Method for manufacturing semiconductor device
JP2005183778A (ja) * 2003-12-22 2005-07-07 Semiconductor Leading Edge Technologies Inc 半導体装置の製造方法
US8901268B2 (en) * 2004-08-03 2014-12-02 Ahila Krishnamoorthy Compositions, layers and films for optoelectronic devices, methods of production and uses thereof
US7777338B2 (en) * 2004-09-13 2010-08-17 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Seal ring structure for integrated circuit chips
TWI307353B (en) * 2004-10-22 2009-03-11 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd Coating liquid for forming silica typed coating film
JP2006120919A (ja) * 2004-10-22 2006-05-11 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd シリカ系被膜形成用塗布液
US8557877B2 (en) 2009-06-10 2013-10-15 Honeywell International Inc. Anti-reflective coatings for optically transparent substrates
US8864898B2 (en) 2011-05-31 2014-10-21 Honeywell International Inc. Coating formulations for optical elements
WO2016167892A1 (en) 2015-04-13 2016-10-20 Honeywell International Inc. Polysiloxane formulations and coatings for optoelectronic applications

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04263428A (ja) * 1991-02-18 1992-09-18 Sony Corp 半導体装置の製造方法
JPH07326672A (ja) * 1994-05-31 1995-12-12 Kawasaki Steel Corp ビアホール内の配線形成方法
JPH09330979A (ja) * 1996-06-11 1997-12-22 Sony Corp 半導体装置の配線構造のコンタクト形成方法
JPH10107141A (ja) * 1996-09-27 1998-04-24 Sanyo Electric Co Ltd 半導体装置の製造方法
WO1999003926A1 (fr) * 1997-07-15 1999-01-28 Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha Composition alcoxysilane/polymere organique destinee a la production de fines pellicules isolantes et procede d'utilisation
JPH11297829A (ja) * 1998-04-15 1999-10-29 Nec Corp 半導体装置及びその製造方法
JP2000058642A (ja) * 1998-08-07 2000-02-25 Toshiba Corp 半導体装置の製造方法
JP2000077410A (ja) * 1998-08-27 2000-03-14 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd 多層配線構造の形成方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0671043B2 (ja) * 1984-08-31 1994-09-07 株式会社東芝 シリコン結晶体構造の製造方法
JPS62232141A (ja) * 1986-04-01 1987-10-12 Seiko Epson Corp 半導体装置の製造方法
JP2639526B2 (ja) * 1987-05-07 1997-08-13 東京応化工業株式会社 シリカ系被膜の形成方法
US4868336A (en) * 1987-11-20 1989-09-19 Phillips Petroleum Company Manufacture of disulfides
CA2035367A1 (en) 1990-02-22 1991-08-23 Ronald H. Baney Precursor polymer for ceramic coatings
AU3460095A (en) * 1994-06-30 1996-01-25 Hitachi Chemical Company, Ltd. Material for forming silica-base coated insulation film, process for producing the material, silica-base insulation film, semiconductor device, and process for producing the device
AUPO281896A0 (en) * 1996-10-04 1996-10-31 Unisearch Limited Reactive ion etching of silica structures for integrated optics applications
JP3909912B2 (ja) * 1997-05-09 2007-04-25 東京応化工業株式会社 シリカ系厚膜被膜形成方法
JP3177968B2 (ja) 1998-12-04 2001-06-18 日本電気株式会社 半導体装置及びその製造方法
JP2000174121A (ja) 1998-12-04 2000-06-23 Matsushita Electronics Industry Corp 半導体装置およびその製造方法
US6329017B1 (en) * 1998-12-23 2001-12-11 Battelle Memorial Institute Mesoporous silica film from a solution containing a surfactant and methods of making same
US6171770B1 (en) * 1999-11-24 2001-01-09 Jiann Chen Method for applying a protective overcoat to a photographic element
US6902771B2 (en) * 2000-02-01 2005-06-07 Jsr Corporation Process for producing silica-based film, silica-based film, insulating film, and semiconductor device
JP2002043423A (ja) * 2000-07-24 2002-02-08 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd 被膜の処理方法およびこの方法を用いた半導体素子の製造方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04263428A (ja) * 1991-02-18 1992-09-18 Sony Corp 半導体装置の製造方法
JPH07326672A (ja) * 1994-05-31 1995-12-12 Kawasaki Steel Corp ビアホール内の配線形成方法
JPH09330979A (ja) * 1996-06-11 1997-12-22 Sony Corp 半導体装置の配線構造のコンタクト形成方法
JPH10107141A (ja) * 1996-09-27 1998-04-24 Sanyo Electric Co Ltd 半導体装置の製造方法
WO1999003926A1 (fr) * 1997-07-15 1999-01-28 Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha Composition alcoxysilane/polymere organique destinee a la production de fines pellicules isolantes et procede d'utilisation
JPH11297829A (ja) * 1998-04-15 1999-10-29 Nec Corp 半導体装置及びその製造方法
JP2000058642A (ja) * 1998-08-07 2000-02-25 Toshiba Corp 半導体装置の製造方法
JP2000077410A (ja) * 1998-08-27 2000-03-14 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd 多層配線構造の形成方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100464771B1 (ko) * 2002-06-12 2005-01-06 동부전자 주식회사 반도체 소자 제조 공정에서의 감광막 및 보호막 제거 방법
WO2008007576A1 (en) * 2006-07-14 2008-01-17 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Film-forming composition
US8563409B2 (en) 2006-07-14 2013-10-22 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Film-forming composition
KR101128601B1 (ko) 2008-11-17 2012-03-23 파나소닉 주식회사 비수 전해액 및 비수 전해액 이차전지

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