JP3102999B2 - 樹脂表面処理方法 - Google Patents
樹脂表面処理方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、配線加工技術に係り、
特に、Ｃｕ／ＤＶＳ−ｂｉｓ−ＢＣＢ（ベンゾシクロブ
テン）接合におけるＢＣＢ（ＢＥＮＺＯＣＹＣＬＯＢＵ
ＴＥＮＥ）表面処理技術に関するものである。
特に、Ｃｕ／ＤＶＳ−ｂｉｓ−ＢＣＢ（ベンゾシクロブ
テン）接合におけるＢＣＢ（ＢＥＮＺＯＣＹＣＬＯＢＵ
ＴＥＮＥ）表面処理技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、このような分野の技術としては、
例えば、 （１）「Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｓ ｆ
ｏｒ Ｍｕｌｔｉｃｈｉｐ Ｍｏｄｕｌｅ Ｐａｃｋａ
ｇｉｎｇ」ＰＲＯＣＥＥＤＩＮＧＳ ＯＦ ＴＨＥ Ｉ
ＥＥＥ，ＶＯＬ．８０，ＮＯ．１２，ＤＥＣＥＭＢＥＲ
１９９２ （２）「ＡＤＶＡＮＣＥＳ ＩＮ ＭＣＭ ＦＡＢＲＩ
ＣＡＴＩＯＮ ＷＩＴＨＢＥＮＺＯＣＹＣＬＯＢＵＴＥ
ＮＥ（ＢＣＢ） ＤＩＥＬＥＣＴＲＩＣ」 Ｔｈｅ Ｉ
ｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍ
ｉｃｒｏｃｉｒｃｕｉｔｓ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ
ｉｃ Ｐａｃｋａｇｉｎｇ，Ｖｏｌ．１５，Ｎｏ．４，
Ｆｏｕｒｔｈ Ｑｕａｒｔｅｒ １９９２（ＩＳＳＮ
１０６３−１６７４） （３）「ＡＤＶＡＮＣＥＳ ＩＮ ＭＣＭ ＦＡＢＲＩ
ＣＡＴＩＯＮ ＷＩＴＨＢＥＮＺＯＣＹＣＬＯＢＵＴＥ
ＮＥ（ＢＣＢ） ＤＩＥＬＥＣＴＲＩＣ」ＩＭＣ１９９
２ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ Ｙｏｋｏｈａｍａ，Ｊｕ
ｎｅ３−Ｊｕｎｅ５，１９９２等に開示されるものがあ
った。
例えば、 （１）「Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｓ ｆ
ｏｒ Ｍｕｌｔｉｃｈｉｐ Ｍｏｄｕｌｅ Ｐａｃｋａ
ｇｉｎｇ」ＰＲＯＣＥＥＤＩＮＧＳ ＯＦ ＴＨＥ Ｉ
ＥＥＥ，ＶＯＬ．８０，ＮＯ．１２，ＤＥＣＥＭＢＥＲ
１９９２ （２）「ＡＤＶＡＮＣＥＳ ＩＮ ＭＣＭ ＦＡＢＲＩ
ＣＡＴＩＯＮ ＷＩＴＨＢＥＮＺＯＣＹＣＬＯＢＵＴＥ
ＮＥ（ＢＣＢ） ＤＩＥＬＥＣＴＲＩＣ」 Ｔｈｅ Ｉ
ｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍ
ｉｃｒｏｃｉｒｃｕｉｔｓ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ
ｉｃ Ｐａｃｋａｇｉｎｇ，Ｖｏｌ．１５，Ｎｏ．４，
Ｆｏｕｒｔｈ Ｑｕａｒｔｅｒ １９９２（ＩＳＳＮ
１０６３−１６７４） （３）「ＡＤＶＡＮＣＥＳ ＩＮ ＭＣＭ ＦＡＢＲＩ
ＣＡＴＩＯＮ ＷＩＴＨＢＥＮＺＯＣＹＣＬＯＢＵＴＥ
ＮＥ（ＢＣＢ） ＤＩＥＬＥＣＴＲＩＣ」ＩＭＣ１９９
２ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ Ｙｏｋｏｈａｍａ，Ｊｕ
ｎｅ３−Ｊｕｎｅ５，１９９２等に開示されるものがあ
った。
【０００３】従来、Ｃｕ／ＤＶＳ−ｂｉｓ−ＢＣＢ（Ｂ
ＣＢ上に金属が乗る構造）における接続（接着）方法に
ついては、上記文献（１）のＰ．１９５１〜１９５２、
上記文献（２）のＰ．１８８〜１９０、上記文献（３）
のＰ．３２２〜３２３に示されているものがある。上記
文献（１）では、Ｍｅｔａｌ／Ｐｏｌｙｍｅｒの一般論
として、プラズマ／イオンビームでのポリマー表面処
理、密着剤（Ａｄｈｅｓｉｏｎ Ｐｒｏｍｏｔｅｒ）コ
ート、Ｏ2 クリーニング、上記文献（２）では、Ａｒ
ｂａｃｋｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ 密着剤として３ＡＰ
Ｓ，ＴＥＶＳの使用、上記文献（３）では、Ａｒ ｂａ
ｃｋｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇの例が示されている。
ＣＢ上に金属が乗る構造）における接続（接着）方法に
ついては、上記文献（１）のＰ．１９５１〜１９５２、
上記文献（２）のＰ．１８８〜１９０、上記文献（３）
のＰ．３２２〜３２３に示されているものがある。上記
文献（１）では、Ｍｅｔａｌ／Ｐｏｌｙｍｅｒの一般論
として、プラズマ／イオンビームでのポリマー表面処
理、密着剤（Ａｄｈｅｓｉｏｎ Ｐｒｏｍｏｔｅｒ）コ
ート、Ｏ2 クリーニング、上記文献（２）では、Ａｒ
ｂａｃｋｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ 密着剤として３ＡＰ
Ｓ，ＴＥＶＳの使用、上記文献（３）では、Ａｒ ｂａ
ｃｋｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇの例が示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の方法では、密着強度が充分ではない。元々ＢＣ
Ｂの線膨張係数は、５２ｐｐｍ／℃と大きいため、多層
化による高膜厚化に限界があり、従来は設計ルールをＢ
ＣＢ膜厚を薄くするように限定しなくてはならないとい
う問題点があった。
た従来の方法では、密着強度が充分ではない。元々ＢＣ
Ｂの線膨張係数は、５２ｐｐｍ／℃と大きいため、多層
化による高膜厚化に限界があり、従来は設計ルールをＢ
ＣＢ膜厚を薄くするように限定しなくてはならないとい
う問題点があった。
【０００５】本発明は、上記問題点を除去し、高い引っ
張り強度を得ることができるＣｕ／ＢＣＢの接合を行う
ための樹脂表面処理方法を提供することを目的とする。
張り強度を得ることができるＣｕ／ＢＣＢの接合を行う
ための樹脂表面処理方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、Ｃｕ／ＢＣＢの接合を行う樹脂表面処理
方法において、基板上にＢＣＢをハーフキュア（重合率
７０〜８０％）の状態で形成し、ＢＣＢ表面処理時に真
空装置で１０-7Ｔｏｒｒ台の到達真空度に引き、逆スパ
ッタでＯ2 ガスを用い、ＢＣＢ表面を処理し、真空をや
ぶらずにＣｕを成膜し、その時の基板加熱は１〜１００
℃／分の範囲で、最適値は５０℃／分の速度で急速加熱
を行い、Ｃｕ成膜後にＢＣＢをフルキュア（重合率１０
０％）処理を施すようにしたものである。
成するために、Ｃｕ／ＢＣＢの接合を行う樹脂表面処理
方法において、基板上にＢＣＢをハーフキュア（重合率
７０〜８０％）の状態で形成し、ＢＣＢ表面処理時に真
空装置で１０-7Ｔｏｒｒ台の到達真空度に引き、逆スパ
ッタでＯ2 ガスを用い、ＢＣＢ表面を処理し、真空をや
ぶらずにＣｕを成膜し、その時の基板加熱は１〜１００
℃／分の範囲で、最適値は５０℃／分の速度で急速加熱
を行い、Ｃｕ成膜後にＢＣＢをフルキュア（重合率１０
０％）処理を施すようにしたものである。
【０００７】
【作用】本発明によれば、上記のように、Ｃｕ／ＢＣＢ
の接合を行う樹脂表面処理方法において、ＢＣＢをハー
フキュア状態でＣｕを成膜し、ＢＣＢの表面処理をｉｎ
−ｓｉｔｕ（真空をやぶらずに、連続処理を行うという
意味）で、Ｏ2 逆スパッタを行い、連続してＣｕをスパ
ッタし、かつ高到達真空度（１０-7Ｔｏｒｒ台）、急速
加熱（５０℃／分の速度）で行うことにより、従来のも
のより約２倍の引っ張り強度を得ることができる。
の接合を行う樹脂表面処理方法において、ＢＣＢをハー
フキュア状態でＣｕを成膜し、ＢＣＢの表面処理をｉｎ
−ｓｉｔｕ（真空をやぶらずに、連続処理を行うという
意味）で、Ｏ2 逆スパッタを行い、連続してＣｕをスパ
ッタし、かつ高到達真空度（１０-7Ｔｏｒｒ台）、急速
加熱（５０℃／分の速度）で行うことにより、従来のも
のより約２倍の引っ張り強度を得ることができる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の実施例について図を参照しな
がら順次説明する。図１は本発明の実施例を示すＣｕ／
ＢＣＢの接合を行う樹脂表面処理方法を示す工程図（そ
の１）、図２はそのＣｕ／ＢＣＢの接合を行う樹脂表面
処理方法を示す工程図（その２）である。
がら順次説明する。図１は本発明の実施例を示すＣｕ／
ＢＣＢの接合を行う樹脂表面処理方法を示す工程図（そ
の１）、図２はそのＣｕ／ＢＣＢの接合を行う樹脂表面
処理方法を示す工程図（その２）である。
【０００９】（１）まず、図１（ａ）に示すように、基
板１を用意する。この基板１は、Ａｌ2 Ｏ 3、ＡｌＮ等
のセラミックス、Ｓｉウエハ、ＧａＡｓウエハ、Ａｌ板
を初めとする金属板等の各種材料を用いることができ
る。ここでは、基板１はＡｌ2Ｏ 3セラミックス基板を
用いる。この基板１を平行平板の通常のプラズマ発生装
置によるＯ2 アッシング、アセトン、ＩＰＡ、メタノー
ル、エタノール等の有機溶剤浸漬、及び超音波洗浄、セ
ミコクリーン〔フルウチ化学（株）製〕に代表される基
板洗浄剤浸漬、及び超音波洗浄、フッ酸、塩酸、硫酸等
の薬品による酸化膜除去法、ＵＶ照射法等の方法により
洗浄を行う。それぞれ単独に行っても、組み合わせても
どちらでもよい。
板１を用意する。この基板１は、Ａｌ2 Ｏ 3、ＡｌＮ等
のセラミックス、Ｓｉウエハ、ＧａＡｓウエハ、Ａｌ板
を初めとする金属板等の各種材料を用いることができ
る。ここでは、基板１はＡｌ2Ｏ 3セラミックス基板を
用いる。この基板１を平行平板の通常のプラズマ発生装
置によるＯ2 アッシング、アセトン、ＩＰＡ、メタノー
ル、エタノール等の有機溶剤浸漬、及び超音波洗浄、セ
ミコクリーン〔フルウチ化学（株）製〕に代表される基
板洗浄剤浸漬、及び超音波洗浄、フッ酸、塩酸、硫酸等
の薬品による酸化膜除去法、ＵＶ照射法等の方法により
洗浄を行う。それぞれ単独に行っても、組み合わせても
どちらでもよい。
【００１０】（２）次に、図１（ｂ）に示すように、そ
の基板１を洗浄して、その基板１上に３ＡＰＳ（３アミ
ノプロピルシラン）等の密着剤をコーティングし、Ｎ2
雰囲気中で９０℃〜１８０℃のベークを２０〜３０分程
度行う。この後、（ＤＶＳｂｉｓ）ＢＣＢ２をスピナ
ー、バーコーター等でコーティングし、Ｎ2 雰囲気中で
２００℃、９０分程度のハーフキュアを行う。ここで、
ハーフキュアとは、ＢＣＢ２の重合率７０〜８０％程度
のことをいい、温度と時間によって決まるので、決定的
な条件はないが、上記ベーク条件は重合率７０〜８０％
になる条件である。
の基板１を洗浄して、その基板１上に３ＡＰＳ（３アミ
ノプロピルシラン）等の密着剤をコーティングし、Ｎ2
雰囲気中で９０℃〜１８０℃のベークを２０〜３０分程
度行う。この後、（ＤＶＳｂｉｓ）ＢＣＢ２をスピナ
ー、バーコーター等でコーティングし、Ｎ2 雰囲気中で
２００℃、９０分程度のハーフキュアを行う。ここで、
ハーフキュアとは、ＢＣＢ２の重合率７０〜８０％程度
のことをいい、温度と時間によって決まるので、決定的
な条件はないが、上記ベーク条件は重合率７０〜８０％
になる条件である。
【００１１】（３）次に、図１（ｃ）に示すように、Ｂ
ＣＢ２上の表面処理３を行う。表１で示した実験水準と
なるところなので、表１を見ながら説明を行う。
ＣＢ２上の表面処理３を行う。表１で示した実験水準と
なるところなので、表１を見ながら説明を行う。
【００１２】
【表１】
【００１３】表１において、基板（Ｓｕｂ）Ｎｏ．１
は、ＢＣＢ表面処理を何もしなかった。基板（Ｓｕｂ）
Ｎｏ．２は、通常の平行平板型のプラズマエッチング装
置において、Ｏ2 １００％ガスを用い、ＲＦパワー２〜
１０００Ｗ、ガス圧力０．１〜１００Ｐａ、ガス流量２
〜２０００ｓｃｃｍ、時間２〜４８０分の範囲で表面処
理を行った。基板（Ｓｕｂ）Ｎｏ．３は、後で説明する
Ｃｕ形成を行うマグネトロン・スパッタ装置内で逆スパ
ッタ（上記文献ではバック・スパッタリングと呼ぶ）と
してＯ2 １００％ガスを用い、ＲＦパワー２〜１０００
Ｗ、ガス圧力０．１〜１００Ｐａ、ガス流量２〜２００
０ｓｃｃｍ、時間２〜４８０分の範囲で表面処理を行
い、その後、この状態を保持しておく（真空をやぶり、
大気圧としない）。基板（Ｓｕｂ）Ｎｏ．４は、基板
（Ｓｕｂ）Ｎｏ．３と全く同じ方法で処理をしたが、ス
パッタ装置の構造が異なる。
は、ＢＣＢ表面処理を何もしなかった。基板（Ｓｕｂ）
Ｎｏ．２は、通常の平行平板型のプラズマエッチング装
置において、Ｏ2 １００％ガスを用い、ＲＦパワー２〜
１０００Ｗ、ガス圧力０．１〜１００Ｐａ、ガス流量２
〜２０００ｓｃｃｍ、時間２〜４８０分の範囲で表面処
理を行った。基板（Ｓｕｂ）Ｎｏ．３は、後で説明する
Ｃｕ形成を行うマグネトロン・スパッタ装置内で逆スパ
ッタ（上記文献ではバック・スパッタリングと呼ぶ）と
してＯ2 １００％ガスを用い、ＲＦパワー２〜１０００
Ｗ、ガス圧力０．１〜１００Ｐａ、ガス流量２〜２００
０ｓｃｃｍ、時間２〜４８０分の範囲で表面処理を行
い、その後、この状態を保持しておく（真空をやぶり、
大気圧としない）。基板（Ｓｕｂ）Ｎｏ．４は、基板
（Ｓｕｂ）Ｎｏ．３と全く同じ方法で処理をしたが、ス
パッタ装置の構造が異なる。
【００１４】（４）次に、図１（ｄ）に示すように、表
面処理後、Ｃｕカレントフィルム４をスパッタ装置にて
形成する。実験はスパッタ装置で行ったが、蒸着法、Ｍ
ＢＥ法等のドライプロセスであればかまわない。基板
（Ｓｕｂ）Ｎｏ．１と基板（Ｓｕｂ）Ｎｏ．２は、新た
にスパッタ装置に入れて成膜を行い、基板（Ｓｕｂ）Ｎ
ｏ．３と基板（Ｓｕｂ）Ｎｏ．４は、上記（３）の工程
後、連続して成膜を行う。スパッタ条件は、Ａｒガス１
００％、ＲＦパワー２〜２０００Ｗ、スパッタ圧力０．
１〜１０Ｐａ、ガス流量１〜２０００ｓｃｃｍ、時間１
〜４８０分、基板温度ＲＴ（室温）〜４００℃の範囲で
ある。因みに、基板（Ｓｕｂ）Ｎｏ．１、基板（Ｓｕ
ｂ）Ｎｏ．２、基板（Ｓｕｂ）Ｎｏ．３は、同一装置
で、基板（Ｓｕｂ）Ｎｏ．１、基板（Ｓｕｂ）Ｎｏ．２
は、同時にスパッタを行い実験条件の差を少なくしてい
る。
面処理後、Ｃｕカレントフィルム４をスパッタ装置にて
形成する。実験はスパッタ装置で行ったが、蒸着法、Ｍ
ＢＥ法等のドライプロセスであればかまわない。基板
（Ｓｕｂ）Ｎｏ．１と基板（Ｓｕｂ）Ｎｏ．２は、新た
にスパッタ装置に入れて成膜を行い、基板（Ｓｕｂ）Ｎ
ｏ．３と基板（Ｓｕｂ）Ｎｏ．４は、上記（３）の工程
後、連続して成膜を行う。スパッタ条件は、Ａｒガス１
００％、ＲＦパワー２〜２０００Ｗ、スパッタ圧力０．
１〜１０Ｐａ、ガス流量１〜２０００ｓｃｃｍ、時間１
〜４８０分、基板温度ＲＴ（室温）〜４００℃の範囲で
ある。因みに、基板（Ｓｕｂ）Ｎｏ．１、基板（Ｓｕ
ｂ）Ｎｏ．２、基板（Ｓｕｂ）Ｎｏ．３は、同一装置
で、基板（Ｓｕｂ）Ｎｏ．１、基板（Ｓｕｂ）Ｎｏ．２
は、同時にスパッタを行い実験条件の差を少なくしてい
る。
【００１５】（５）次に、図１（ｅ）に示すように、通
常のホトリソ工程により、レジストパターン５を形成す
る。ポジ型レジストをスピナー、バーコーター等でコー
ティングし、Ｎ2 雰囲気中９０℃、２０分程度のプリベ
ークを行う。アライナー、ステッパー等の露光器で露光
を行い、現像、Ｎ2 雰囲気中９０℃〜１５０℃、２０〜
３０分程度のポストベークを行う。しかし、めっき用ポ
ジレジストを用いる時はポストベークは必要ない。ま
た、ここではポジレジストの例を挙げたが、ネガレジス
トを用い、ポジレジストとは反転したマスクを用いて
も、同様のパターンが形成できる。
常のホトリソ工程により、レジストパターン５を形成す
る。ポジ型レジストをスピナー、バーコーター等でコー
ティングし、Ｎ2 雰囲気中９０℃、２０分程度のプリベ
ークを行う。アライナー、ステッパー等の露光器で露光
を行い、現像、Ｎ2 雰囲気中９０℃〜１５０℃、２０〜
３０分程度のポストベークを行う。しかし、めっき用ポ
ジレジストを用いる時はポストベークは必要ない。ま
た、ここではポジレジストの例を挙げたが、ネガレジス
トを用い、ポジレジストとは反転したマスクを用いて
も、同様のパターンが形成できる。
【００１６】（６）次いで、図１（ｆ）に示すように、
通常の電解めっき法により、Ｃｕ膜（電解Ｃｕめっき
膜）６を厚付け形成する。無電解めっき法を用いてもよ
い。 （７）めっき終了後、図２（ａ）に示すように、アセト
ン等の有機溶剤、レジスト剥離液を用いて、レジストパ
ターン５〔前記工程（５）参照〕を完全に除去する。
通常の電解めっき法により、Ｃｕ膜（電解Ｃｕめっき
膜）６を厚付け形成する。無電解めっき法を用いてもよ
い。 （７）めっき終了後、図２（ａ）に示すように、アセト
ン等の有機溶剤、レジスト剥離液を用いて、レジストパ
ターン５〔前記工程（５）参照〕を完全に除去する。
【００１７】（８）次に、図２（ｂ）に示すように、電
解めっきの電極として用いたＣｕカレントフィルム４
を、クロム硫酸等のエッチャントにより、ウェットエッ
チングを行い除去する。ドライエッチングで除去しても
よい。 （９）最後に、図２（ｃ）に示すように、３５０℃、６
０分（段階的に温度を上昇させる）程度のベークによ
り、フルキュアを行う。フルキュアとは（ＤＶＳｂｉ
ｓ）ＢＣＢの重合率が１００％の状態を示す。
解めっきの電極として用いたＣｕカレントフィルム４
を、クロム硫酸等のエッチャントにより、ウェットエッ
チングを行い除去する。ドライエッチングで除去しても
よい。 （９）最後に、図２（ｃ）に示すように、３５０℃、６
０分（段階的に温度を上昇させる）程度のベークによ
り、フルキュアを行う。フルキュアとは（ＤＶＳｂｉ
ｓ）ＢＣＢの重合率が１００％の状態を示す。
【００１８】次に、引っ張り強度（Ｐｕｌｌ Ｓｔｒｅ
ｎｇｔｈ）測定方法について、図３を参照しながら説明
を行う。上記した方法で作製されたＣｕ／ＢＣＢの接合
を行った基板を試料（Ａ）とする。試料（Ａ）のＣｕ膜
６／Ｃｕカレントフィルム４上に、エポキシ、ポリイミ
ド等の樹脂７をコートし、その上にスタッド８（円柱状
の金属：下がＣｕなので、ここではＣｕとしたが、他の
金属でもよく、他の材料でもよい）を立てて、１００℃
〜１５０℃、２０〜３０分程度のベークを行い、硬化さ
せる。
ｎｇｔｈ）測定方法について、図３を参照しながら説明
を行う。上記した方法で作製されたＣｕ／ＢＣＢの接合
を行った基板を試料（Ａ）とする。試料（Ａ）のＣｕ膜
６／Ｃｕカレントフィルム４上に、エポキシ、ポリイミ
ド等の樹脂７をコートし、その上にスタッド８（円柱状
の金属：下がＣｕなので、ここではＣｕとしたが、他の
金属でもよく、他の材料でもよい）を立てて、１００℃
〜１５０℃、２０〜３０分程度のベークを行い、硬化さ
せる。
【００１９】硬化後、スタッド８を基板と垂直方向へ一
定のスピードで引っ張り、Ｃｕカレントフィルム４と
（ＤＶＳ ｂｉｓ）ＢＣＢ２界面で剥離する時の力を測
定し、Ｃｕパターンの面積で割り、規格化した値が、表
１の引っ張り強度（ＰｕｌｌＳｔｒｅｎｇｔｈ）（ｋｇ
／ｍｍ2 ）である。表１から明らかなように、基板（Ｓ
ｕｂ）Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４の異なるＢＣＢ表面処理方法
により、引っ張り強度は明白に差が生じた。すなわち、
基板（Ｓｕｂ）Ｎｏ．１の処理なしの場合、引っ張り強
度は０．１（ｋｇ／ｍｍ2 ）、基板（Ｓｕｂ）Ｎｏ．２
のエッチャーＯ2 処理の場合、引っ張り強度は４．３
（ｋｇ／ｍｍ2 ）、基板（Ｓｕｂ）Ｎｏ．３のｉｎ−ｓ
ｉｔｕ状態でのエッチャーＯ2処理（１）でのマグネト
ロン・スパッタの場合、引っ張り強度は６．２（ｋｇ／
ｍｍ2 ）、基板（Ｓｕｂ）Ｎｏ．４のｉｎ−ｓｉｔｕ状
態でのエッチャーＯ2 処理（２）でのマグネトロン・ス
パッタの場合、引っ張り強度は９．７（ｋｇ／ｍｍ2 ）
である。
定のスピードで引っ張り、Ｃｕカレントフィルム４と
（ＤＶＳ ｂｉｓ）ＢＣＢ２界面で剥離する時の力を測
定し、Ｃｕパターンの面積で割り、規格化した値が、表
１の引っ張り強度（ＰｕｌｌＳｔｒｅｎｇｔｈ）（ｋｇ
／ｍｍ2 ）である。表１から明らかなように、基板（Ｓ
ｕｂ）Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４の異なるＢＣＢ表面処理方法
により、引っ張り強度は明白に差が生じた。すなわち、
基板（Ｓｕｂ）Ｎｏ．１の処理なしの場合、引っ張り強
度は０．１（ｋｇ／ｍｍ2 ）、基板（Ｓｕｂ）Ｎｏ．２
のエッチャーＯ2 処理の場合、引っ張り強度は４．３
（ｋｇ／ｍｍ2 ）、基板（Ｓｕｂ）Ｎｏ．３のｉｎ−ｓ
ｉｔｕ状態でのエッチャーＯ2処理（１）でのマグネト
ロン・スパッタの場合、引っ張り強度は６．２（ｋｇ／
ｍｍ2 ）、基板（Ｓｕｂ）Ｎｏ．４のｉｎ−ｓｉｔｕ状
態でのエッチャーＯ2 処理（２）でのマグネトロン・ス
パッタの場合、引っ張り強度は９．７（ｋｇ／ｍｍ2 ）
である。
【００２０】以降、この原因について調べた測定方法と
結果について述べる。図１及び図２で作製した試料
（Ａ）を、図４に示すように、基板１１上の（ＤＶＳ
ｂｉｓ）ＢＣＢ１２から電解Ｃｕめっき膜／Ｃｕカレン
トフィルム１３を剥離させ、電解Ｃｕめっき膜／Ｃｕカ
レントフィルム１３との界面であったＢＣＢ１２表面部
分をＸ線光電子分光法〔以下、ＸＰＳ（Ｘ−ｒａｙ Ｐ
ｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐ
ｙ）〕により、Ｃ、Ｏ、Ｓｉ、Ｃｕの挙動を調べた。
結果について述べる。図１及び図２で作製した試料
（Ａ）を、図４に示すように、基板１１上の（ＤＶＳ
ｂｉｓ）ＢＣＢ１２から電解Ｃｕめっき膜／Ｃｕカレン
トフィルム１３を剥離させ、電解Ｃｕめっき膜／Ｃｕカ
レントフィルム１３との界面であったＢＣＢ１２表面部
分をＸ線光電子分光法〔以下、ＸＰＳ（Ｘ−ｒａｙ Ｐ
ｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐ
ｙ）〕により、Ｃ、Ｏ、Ｓｉ、Ｃｕの挙動を調べた。
【００２１】以下、図５の（ＤＶＳ ｂｉｓ）ＢＣＢの
構造を見ながら説明を行う。図６は、基板（Ｓｕｂ）Ｎ
ｏ．１〜Ｎｏ．４の各試料界面の元素組成（原子：ａｔ
ｏｍｉｃ％）と引っ張り強度の関係を示したものであ
る。引っ張り強度が大きくなると、Ｃは減少、Ｏ，Ｓｉ
は増加、Ｃｕは変化なしであった。ところが、図１及び
図２と図５よりＳｉがＢＣＢの構造以外に存在せず、プ
ロセス途中で混入することはありえない。
構造を見ながら説明を行う。図６は、基板（Ｓｕｂ）Ｎ
ｏ．１〜Ｎｏ．４の各試料界面の元素組成（原子：ａｔ
ｏｍｉｃ％）と引っ張り強度の関係を示したものであ
る。引っ張り強度が大きくなると、Ｃは減少、Ｏ，Ｓｉ
は増加、Ｃｕは変化なしであった。ところが、図１及び
図２と図５よりＳｉがＢＣＢの構造以外に存在せず、プ
ロセス途中で混入することはありえない。
【００２２】したがって、Ｓｉの組成は変化しないと仮
定して、Ｃ，Ｏ，ＣｕをＳｉで規格し、新たに引っ張り
強度との関係を示したのが図７である。この図７から明
らかなように、ＳｉとＯの比（Ｏ／Ｓｉ）は引っ張り強
度の変化にかかわらず一定であり、ＣとＣｕが引っ張り
強度が大きくなると減少することがわかる。
定して、Ｃ，Ｏ，ＣｕをＳｉで規格し、新たに引っ張り
強度との関係を示したのが図７である。この図７から明
らかなように、ＳｉとＯの比（Ｏ／Ｓｉ）は引っ張り強
度の変化にかかわらず一定であり、ＣとＣｕが引っ張り
強度が大きくなると減少することがわかる。
【００２３】次に、各元素についてもう少し詳しく見て
いくことにする。図８は、Ｃ１ｓスペクトルのピーク分
割した結果と引っ張り強度の関係を示したものである。
引っ張り強度が大きくなると、−ＣＨ2 −成分は減少
し、Ｃ−Ｏ、Ｃ＝Ｏ、Ｏ＝Ｃ−Ｏ成分が増加している。
図５で見ると、Ｓｉを結合しているアルキル基ＣＨ3 の
部分が変化していることがわかる。プラズマ処理に用い
たＯ2 がラジカルＯ1 + Ｏ2 + になり、アルキル基ＣＨ
3 を破壊し、Ｃ−Ｏ，Ｃ＝Ｏ，Ｏ＝Ｃ−Ｏ等の結合を造
っているのである。
いくことにする。図８は、Ｃ１ｓスペクトルのピーク分
割した結果と引っ張り強度の関係を示したものである。
引っ張り強度が大きくなると、−ＣＨ2 −成分は減少
し、Ｃ−Ｏ、Ｃ＝Ｏ、Ｏ＝Ｃ−Ｏ成分が増加している。
図５で見ると、Ｓｉを結合しているアルキル基ＣＨ3 の
部分が変化していることがわかる。プラズマ処理に用い
たＯ2 がラジカルＯ1 + Ｏ2 + になり、アルキル基ＣＨ
3 を破壊し、Ｃ−Ｏ，Ｃ＝Ｏ，Ｏ＝Ｃ−Ｏ等の結合を造
っているのである。
【００２４】図９はＳｉ２ｐのＸＰＳスペクトルピーク
を基板（Ｓｕｂ）Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４で重ね合わせ規格
化した図である。この図において、横軸は結合エネルギ
ー／ｅＶ、縦軸はカウントである。図９より明らかなよ
うに、基板（Ｓｕｂ）Ｎｏ．１とＮｏ．２は２官能シロ
キサン、基板（Ｓｕｂ）Ｎｏ．３とＮｏ．４は４官能シ
ロキサンのピークと、明白な差となって現れている。
を基板（Ｓｕｂ）Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４で重ね合わせ規格
化した図である。この図において、横軸は結合エネルギ
ー／ｅＶ、縦軸はカウントである。図９より明らかなよ
うに、基板（Ｓｕｂ）Ｎｏ．１とＮｏ．２は２官能シロ
キサン、基板（Ｓｕｂ）Ｎｏ．３とＮｏ．４は４官能シ
ロキサンのピークと、明白な差となって現れている。
【００２５】図１０に２，４官能シロキサンの化学状態
図を示す。ここでわかることは、引っ張り強度が大きく
なると、Ｓｉ−ＣＨ3 の結合をＯが破壊し、ＳｉＯｘ層
を表面に形成する。これは、図１（ｃ）及び図１（ｄ）
で説明したが、基板（Ｓｕｂ）Ｎｏ．３とＮｏ．４で
は、ｉｎ−ｓｉｔｕ状態を保持したために、４官能シロ
キサンが形成されたと考えられる。
図を示す。ここでわかることは、引っ張り強度が大きく
なると、Ｓｉ−ＣＨ3 の結合をＯが破壊し、ＳｉＯｘ層
を表面に形成する。これは、図１（ｃ）及び図１（ｄ）
で説明したが、基板（Ｓｕｂ）Ｎｏ．３とＮｏ．４で
は、ｉｎ−ｓｉｔｕ状態を保持したために、４官能シロ
キサンが形成されたと考えられる。
【００２６】図１１は、Ｃｕ２ｐの分割ピークの結果を
示す。ここで、図１１（ａ）は基板（Ｓｕｂ）Ｎｏ．
１、図１１（ｂ）は基板（Ｓｕｂ）Ｎｏ．２、図１１
（ｃ）は基板（Ｓｕｂ）Ｎｏ．３、図１１（ｄ）は基板
（Ｓｕｂ）Ｎｏ．４のそれぞれにおける結合エネルギー
を示している。この図から明らかなように、結合エネル
ギー９３３ｅｖ付近はＣｕＯのピーク、９３５ｅＶでは
Ｃｕ（ＯＨ）2 のピークである。９４０ｅＶ及び９４４
ｅＶのピークはＣｕ2 + のサテライトピークなので、こ
こでは無視する。ＣｕＯとＣｕ（ＯＨ）2 の組成比と引
っ張り強度の関係にしたのが図１２である。
示す。ここで、図１１（ａ）は基板（Ｓｕｂ）Ｎｏ．
１、図１１（ｂ）は基板（Ｓｕｂ）Ｎｏ．２、図１１
（ｃ）は基板（Ｓｕｂ）Ｎｏ．３、図１１（ｄ）は基板
（Ｓｕｂ）Ｎｏ．４のそれぞれにおける結合エネルギー
を示している。この図から明らかなように、結合エネル
ギー９３３ｅｖ付近はＣｕＯのピーク、９３５ｅＶでは
Ｃｕ（ＯＨ）2 のピークである。９４０ｅＶ及び９４４
ｅＶのピークはＣｕ2 + のサテライトピークなので、こ
こでは無視する。ＣｕＯとＣｕ（ＯＨ）2 の組成比と引
っ張り強度の関係にしたのが図１２である。
【００２７】今までＣとＳｉのピークをみて、基板（Ｓ
ｕｂ）Ｎｏ．３とＮｏ．４の差は余りはっきりしていな
かったが、図１２を見ると、基板（Ｓｕｂ）Ｎｏ．３と
Ｎｏ．４の差が明白に現れた。また、基板（Ｓｕｂ）Ｎ
ｏ．３では、Ｃｕ（ＯＨ）2 成分の方が、ＣｕＯより多
いが、基板（Ｓｕｂ）Ｎｏ．４は逆でＣｕＯが多い。こ
れが基板（Ｓｕｂ）Ｎｏ．３、Ｎｏ．４の強度が大きく
異なる理由と考えられる。基板（Ｓｕｂ）Ｎｏ．３とＮ
ｏ．４のスパッタ装置の差は、構造が異なるので明白な
差は指摘し難いが、（１）到達真空度の差〔基板（Ｓｕ
ｂ）Ｎｏ．３の場合は１０-6Ｔｏｒｒ台、基板（Ｓｕ
ｂ）Ｎｏ．４の場合は１０-7Ｔｏｒｒ台〕、（２）ＢＣ
Ｂ基板への加熱状態の差〔基板（Ｓｕｂ）Ｎｏ．３の場
合は連続加熱、基板（Ｓｕｂ）Ｎｏ．４の場合は急速加
熱）の２点の差と思われる。
ｕｂ）Ｎｏ．３とＮｏ．４の差は余りはっきりしていな
かったが、図１２を見ると、基板（Ｓｕｂ）Ｎｏ．３と
Ｎｏ．４の差が明白に現れた。また、基板（Ｓｕｂ）Ｎ
ｏ．３では、Ｃｕ（ＯＨ）2 成分の方が、ＣｕＯより多
いが、基板（Ｓｕｂ）Ｎｏ．４は逆でＣｕＯが多い。こ
れが基板（Ｓｕｂ）Ｎｏ．３、Ｎｏ．４の強度が大きく
異なる理由と考えられる。基板（Ｓｕｂ）Ｎｏ．３とＮ
ｏ．４のスパッタ装置の差は、構造が異なるので明白な
差は指摘し難いが、（１）到達真空度の差〔基板（Ｓｕ
ｂ）Ｎｏ．３の場合は１０-6Ｔｏｒｒ台、基板（Ｓｕ
ｂ）Ｎｏ．４の場合は１０-7Ｔｏｒｒ台〕、（２）ＢＣ
Ｂ基板への加熱状態の差〔基板（Ｓｕｂ）Ｎｏ．３の場
合は連続加熱、基板（Ｓｕｂ）Ｎｏ．４の場合は急速加
熱）の２点の差と思われる。
【００２８】上記実施例では、図５で示した（ＤＶＳ
ｂｉｓ）ＢＣＢを用いたが、感光性ＢＣＢも（ＤＶＳ
ｂｉｓ）ＢＣＢに官能基を付けただけなので、この方法
が用いられる。また、上記実施例ではＣｕを用いたが、
他の金属にも適用することができる。なお、本発明は、
上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に
基づき種々の変形が可能であり、それらを本発明の範囲
から排除するものではない。
ｂｉｓ）ＢＣＢを用いたが、感光性ＢＣＢも（ＤＶＳ
ｂｉｓ）ＢＣＢに官能基を付けただけなので、この方法
が用いられる。また、上記実施例ではＣｕを用いたが、
他の金属にも適用することができる。なお、本発明は、
上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に
基づき種々の変形が可能であり、それらを本発明の範囲
から排除するものではない。
【００２９】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、以下のような効果を奏することができる。Ｃｕ
／ＢＣＢの接合を行う樹脂表面処理方法において、ＢＣ
Ｂをハーフキュア状態でＣｕを成膜し、ＢＣＢの表面処
理をｉｎ−ｓｉｔｕ状態で、かつ高到達真空（１０-7Ｔ
ｏｒｒ以上）、急速加熱（５０℃／分の速度）で行うこ
とにより、従来のものより２倍の引っ張り強度を得るこ
とができる。
よれば、以下のような効果を奏することができる。Ｃｕ
／ＢＣＢの接合を行う樹脂表面処理方法において、ＢＣ
Ｂをハーフキュア状態でＣｕを成膜し、ＢＣＢの表面処
理をｉｎ−ｓｉｔｕ状態で、かつ高到達真空（１０-7Ｔ
ｏｒｒ以上）、急速加熱（５０℃／分の速度）で行うこ
とにより、従来のものより２倍の引っ張り強度を得るこ
とができる。
【００３０】このように、ＢＣＢの高膜厚化の設計の自
由度が広がる、最適なＣｕ／ＢＣＢ接続技術を提供する
ことができる。
由度が広がる、最適なＣｕ／ＢＣＢ接続技術を提供する
ことができる。
【図１】本発明の実施例を示すＣｕ／ＢＣＢの接合を行
う樹脂表面処理方法を示す工程図（その１）である。
う樹脂表面処理方法を示す工程図（その１）である。
【図２】本発明の実施例を示すＣｕ／ＢＣＢの接合を行
う樹脂表面処理方法を示す工程図（その２）である。
う樹脂表面処理方法を示す工程図（その２）である。
【図３】本発明の実施例を示すＣｕ／ＢＣＢ基板の引っ
張り強度の測定方法を示す図である。
張り強度の測定方法を示す図である。
【図４】本発明の実施例を示すＢＣＢ表面部分のＸ線光
電子分光法により測定する状態を示す図である。
電子分光法により測定する状態を示す図である。
【図５】ＢＣＢ化学構造を示す図である。
【図６】基板の各試料界面の元素組成（原子：ａｔｏｍ
ｉｃ％）と引っ張り強度の関係を示す図である。
ｉｃ％）と引っ張り強度の関係を示す図である。
【図７】Ｏ／Ｓｉ，Ｃ／Ｓｉ，Ｃｕ／Ｓｉ対引っ張り強
度の関係を示す図である。
度の関係を示す図である。
【図８】Ｃ１ｓスペクトルのピーク分割した結果と引っ
張り強度の関係を示す図である。
張り強度の関係を示す図である。
【図９】Ｓｉ２ｐのＸＰＳスペクトルピークを基板（Ｓ
ｕｂ）Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４で重ね合わせ規格化した図で
ある。
ｕｂ）Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４で重ね合わせ規格化した図で
ある。
【図１０】２，４官能シロキサンの化学状態図である。
【図１１】Ｃｕ２ｐの分割ピークの結果を示す図であ
る。
る。
【図１２】ＣｕＯとＣｕ（ＯＨ）2 の組成比と引っ張り
強度の関係を示す図である。
強度の関係を示す図である。
１ 基板 ２ ＢＣＢ ３ 表面処理 ４ Ｃｕカレントフィルム ５ レジストパターン ６ Ｃｕ膜（電解Ｃｕめっき膜）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０５Ｋ 3/46 Ｈ０５Ｋ 3/46 (56)参考文献 「ＡＤＶＡＮＣＥＳ ＩＮ ＭＣＭ ＦＡＢＲＩＣＡＴＩＯＮ ＷＩＴＨ Ｂ ＥＮＺＯＣＹＣＬＯＢＵＴＥＮＥ（ＢＣ Ｂ）ＤＩＥＬＥＣＴＲＩＣ」Ｔｈｅ Ｉ ｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎ ａｌ ｏｆ Ｍｉｃｒｏｃｉｒｃｕｉｔ ｓ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｐ ａｃｋａｇｉｎｇ，Ｖｏｌｕｍｅ15，Ｎ ｕｍｂｅｒ４，Ｆｏｕｒｔｈ Ｑｕａｒ ｔｅｒ 1992 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C23C 14/00 - 14/58 H01L 21/88 - 21/90 H01L 21/312 - 21/32 H01L 21/47 - 21/475 H05K 3/10 - 3/26 H05K 3/38,3/46
Claims (1)
- 【請求項１】 Ｃｕ／ＢＣＢの接合を行う樹脂表面処理
方法において、（ａ）基板上にＢＣＢをハーフキュア
（重合率７０〜８０％）の状態で形成し、（ｂ）ＢＣＢ
表面処理時に真空装置で１０-7Ｔｏｒｒ台の到達真空度
に引き、（ｃ）逆スパッタでＯ2 ガスを用い前記ＢＣＢ
表面を処理し、真空をやぶらずにＣｕを成膜し、（ｄ）
その時の基板加熱は１〜１００℃／分の範囲で、最適値
は５０℃／分の速度で急速加熱を行い、（ｅ）Ｃｕ成膜
後にＢＣＢをフルキュア（重合率１００％）処理を施す
ことを特徴とする樹脂表面処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26966894A JP3102999B2 (ja) | 1994-11-02 | 1994-11-02 | 樹脂表面処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26966894A JP3102999B2 (ja) | 1994-11-02 | 1994-11-02 | 樹脂表面処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08134639A JPH08134639A (ja) | 1996-05-28 |
| JP3102999B2 true JP3102999B2 (ja) | 2000-10-23 |
Family
ID=17475551
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26966894A Expired - Fee Related JP3102999B2 (ja) | 1994-11-02 | 1994-11-02 | 樹脂表面処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3102999B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001217553A (ja) * | 2000-02-03 | 2001-08-10 | Nippon Zeon Co Ltd | 多層回路基板の製造方法 |
| JP2002118168A (ja) | 2000-10-10 | 2002-04-19 | Murata Mfg Co Ltd | 薄膜回路基板及びその製造方法 |
| JP3750532B2 (ja) | 2001-01-29 | 2006-03-01 | 株式会社村田製作所 | 薄膜回路基板及びその製造方法 |
| JP4433138B2 (ja) * | 2003-03-28 | 2010-03-17 | Ｔｄｋ株式会社 | 電子部品の外層形成方法 |
| KR100856100B1 (ko) * | 2007-04-27 | 2008-09-03 | 삼성전기주식회사 | 기판의 표면처리방법 및 이를 이용한 배선 패턴의 형성방법 |
| KR100882023B1 (ko) * | 2007-05-25 | 2009-02-05 | 한국생산기술연구원 | 표면에너지 제어를 이용한 패터닝 방법 |
-
1994
- 1994-11-02 JP JP26966894A patent/JP3102999B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 「ＡＤＶＡＮＣＥＳ ＩＮ ＭＣＭ ＦＡＢＲＩＣＡＴＩＯＮ ＷＩＴＨ ＢＥＮＺＯＣＹＣＬＯＢＵＴＥＮＥ（ＢＣＢ）ＤＩＥＬＥＣＴＲＩＣ」Ｔｈｅ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍｉｃｒｏｃｉｒｃｕｉｔｓ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｐａｃｋａｇｉｎｇ，Ｖｏｌｕｍｅ１５，Ｎｕｍｂｅｒ４，Ｆｏｕｒｔｈ Ｑｕａｒｔｅｒ １９９２ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08134639A (ja) | 1996-05-28 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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