JPH04341559A - 合成樹脂被膜の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体素子または静電
チャックの絶縁膜、パッシベ−ション膜、ソフトエラ−
膜、プラスチックコンデンサの誘電体などに用いられる
薄い合成樹脂被膜の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、合成樹脂被膜の製造方法としては
、合成樹脂の原料モノマ−を適当な溶媒に溶かして基体
に塗布し、これを基体上で重合させる「湿式法」、合成
樹脂自体を基体上に蒸着させる「ポリマ−蒸着法」また
は合成樹脂の原料モノマ−をプラズマ状態にしてプラズ
マ中で基体上に重合させる「プラズマ重合法」などが知
られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の合成樹脂被膜の製造方法では、「湿式法」の場合
は極めて薄い膜が得られ難く、また基体に対する合成樹
脂の密着力が不十分で、しかも塗液の調合や溶媒の除去
（乾燥）・回収などの工程が入るために不純物の混入が
起こりやすいという課題を有していた。また「ポリマ−
蒸着法」の場合は蒸着時にポリマーの解重合とともに分
解が起こったりして原料ポリマーの重合度が低下して、
生成した合成樹脂皮膜の物性が低下するという課題を有
していた。「プラズマ重合法」の場合は原料モノマ−自
体が分解したりして、元のモノマーの分子構造を維持す
ることが困難であるという課題を有していた。

【０００４】そこで、特開昭６１−７８４６３号公報に
開示されているように、例えば、４、４’ジフェニル・
メタン・ジイソシアネ−トのような芳香族ジイソシアネ
−トと、例えば、４、４’ジアミノ・ジフェニル・エ−
テルのような芳香族ジアミンを用いて、真空中で両原料
モノマ−を蒸発させ、これを基体上で重合させて尿素樹
脂被膜を形成させる方法が提案されている。しかし、上
記両原料モノマ−を真空中で蒸発させて基体上で重合を
行うと、被膜の膜厚および膜組成比に不均一性が生じ、
電子材料分野のようにその膜厚および膜組成比が生成し
た皮膜の物性に大きく影響する分野で上記の合成樹脂被
膜の製造方法を利用するには、皮膜の膜厚および膜組成
比を均一にしなければならないという課題があった。ま
た、上記の従来の合成樹脂被膜の製造方法では、真空槽
内の壁面に付着力の弱い剥がれやすい膜が形成され、こ
の剥がれやすい膜はダストの発生源となり素子不良発生
の原因となっていた。

【０００５】本発明はこのような課題を解決するもので
、膜厚を薄く形成しても、非常に優れた膜厚と膜組成比
の均一性を有し、さらに真空槽内の壁面に剥がれやすい
膜の付着を防ぐことのできる合成樹脂被膜の製造方法を
提供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の合成樹脂被膜の製造方法は、真空中で２種以
上の合成樹脂原料モノマ−を蒸発させ、これを基体上で
重合させて樹脂被膜を形成する方法において、各原料モ
ノマ−蒸発源から噴出した原料モノマ−を１つの加熱し
た槽に取り込み、原料モノマ−の混合蒸気を基体上に噴
出させて重合させるようにしたものである。

【０００７】また、合成樹脂被膜としてジイソシアネ−
トとジアミンとの重付加反応によって形成される尿素樹
脂を用いたものである。

【０００８】また、合成樹脂被膜としてジアミンと酸二
無水物との加熱重合反応によって形成されるポリイミド
樹脂を用いたものである。

【０００９】

【作用】従来の合成樹脂被膜の製造方法において、膜厚
および膜組成比の分布を悪化させる要因を検討したとこ
ろ、膜形成が一方の蒸発源からの原料モノマーの蒸気流
分布に大きく依存することがわかった。つまり、この重
合反応は基体上で行われるため、膜厚および膜組成比分
布は基体表面上に多く滞在する原料モノマ−の量に大き
く依存する。すなわち基体からの再蒸発量がより少ない
原料モノマ−、言い換えれば蒸気圧がより低いモノマ−
の蒸気流に膜厚および膜組成比は依存していると言える
。そこで２種類以上の原料モノマ−を蒸発させ、これを
基体上で重合させる場合、原料モノマ−の蒸発源噴き出
し口より蒸発した原料モノマ−を混合して、混合蒸気と
して一つの吹き出し口より噴出させることにより、膜厚
および膜組成比の均一性を向上させることができる。

【００１０】また、従来の合成樹脂被膜の製造方法では
、原料モノマ−の蒸発源の噴き出し口からの吹き出し方
向により膜組成に分布ができるので、基体上から離れた
真空槽内の壁面では蒸発量の比が一方にかたよった被膜
を形成する。このようにして得られる蒸発量の比のかた
よった膜は付着力が弱く剥がれやすい。そこで蒸発源の
噴き出し口から蒸発した原料モノマ−を１つの加熱した
槽に取り込み、モノマ−の混合蒸気として基体上に噴出
させることにより、噴き出し口からの吹き出し方向に影
響されないで、原料モノマーの蒸発量の比に比例した被
膜を形成することができる。この時、槽内壁への原料モ
ノマ−の付着を防ぐため、槽内壁は原料モノマ−の蒸発
源温度のうち最も高い温度以上に加熱される。このよう
にして壁内壁に生成した被膜は内壁から剥がれにくく、
素子特性の劣化の原因となるダストの発生を防ぐことが
できることとなる。

【００１１】

【実施例】以下に本発明の一実施例を図面を参照しなが
ら説明する。

【００１２】図１に本発明の合成樹脂被膜の製造装置の
構成を示す。図に示すように真空排気系１に接続された
真空槽２内には合成樹脂被膜を形成するための基体３が
基体ホルダ−４によって下向きに保持されている。また
真空槽２の下部には、原料モノマ−を蒸発させるための
蒸発源５が設けられ、ヒ−タ−（図示せず）と熱電対（
図示せず）とによって原料モノマ−の蒸発量が一定とな
る所定温度に制御される。混合槽６は蒸発源５の噴き出
し口と接続され、ヒ−タ−（図示せず）と熱電対（図示
せず）とによって所定温度に制御される。混合槽６上部
の噴き出し口８と基体３との間にはシャッタ−７が設け
られ、シャッター７の開閉により基体３に形成される膜
厚が調整される。

【００１３】つぎに、図１の装置を用いた重付加反応に
よる尿素樹脂被膜の製造方法の１例を説明する。

【００１４】蒸発源容器５に融点９１℃の４、４’メチ
レン・ジアニリン（ＭＤＡ）を、もう一方の蒸発源容器
に融点３９℃の４、４’ジフェニル・メタン・ジイソシ
アネ−ト（ＭＤＩ）を充填し、シャッタ−７を閉じた状
態で真空槽２内の雰囲気ガスの全圧が１×１０−３Ｐａ
以下になるまで、真空排気系１により排気する。次いで
蒸発源容器５のヒ−タ−を制御して、ＭＤＡを１１５±
１℃に、ＭＤＩを８５±１℃に加熱した。そして混合槽
６はヒ−タ−により１５０℃±１℃に加熱した。また基
体は基体の中心が混合槽の噴き出し口の真上にくるよう
に配置した。このときの真空槽２内の雰囲気ガスの全圧
は４×１０−３Ｐａであった。つぎにシャッタ−７を１
２０秒間あけて１０ｃｍ角の大きさの基体３上に混合槽
６の噴き出し口８から噴出する蒸気を差し向けて、厚さ
約１μｍの尿素樹脂膜（合成樹脂被膜）Ａを得た。

【００１５】上記の本発明の実施例と比較するために、
比較例として図２に混合槽を除去した状態の製造装置の
構成を示す。図に示すように真空排気系１１に接続され
た真空槽１２内には合成樹脂被膜を形成するための基体
１３が基体ホルダ−１４によって下向きに保持されてい
る。また真空槽１２の下部には、原料モノマ−を蒸発さ
せるための蒸発源１５が設けられ、ヒ−タ−（図示せず
）と熱電対（図示せず）とによって原料モノマ−の蒸発
量が一定となる所定温度に制御される。噴き出し口１８
と基体１３との間にはシャッタ−１７が設けられ、シャ
ッター１７の開閉により基体１３に形成される膜厚が調
整される。この装置では基体１３を両蒸発源の噴き出し
口１８（間隔：８ｃｍ）の中央の真上に配して、その他
の条件は全く同様にして、比較例としての尿素樹脂被膜
Ｂを作成した。

【００１６】本実施例により得られる、基体３の中心点
を含み、両蒸発源噴き出し口を結んだ方向の尿素樹脂膜
Ａの膜厚分布と、比較例による尿素樹脂膜Ｂの膜厚分布
を図３に比較して示す。ただし、膜厚は各基体内の測定
膜厚の最大値を１とした相対膜厚値で示している。

【００１７】図３から明らかなように、実施例の尿素樹
脂膜Ａは基体内で均一な膜厚分布を形成しているのに対
して、比較例の尿素樹脂膜Ｂは蒸気圧の低いＭＤＡの蒸
発源のほうによった不均一な膜厚分布となっている。

【００１８】また、本実施例で使用するＭＤＡとＭＤＩ
から得られる尿素樹脂は、膜組成がＭＤＡ成分が多くな
ると耐熱性が低下し、ＭＤＩ成分多くなると電気的な特
性が低下する。そこで、本実施例で得られた合成樹脂被
膜の組成比を赤外分光計で分析したところ、尿素樹脂膜
Ａは基体内でＭＤＡとＭＤＩの組成比は適正でありかつ
均一であったのに対して、比較例の尿素樹脂膜Ｂは組成
のかたよりが見られ、ＭＤＩに近い基体の端部では電気
的な特性が劣化した膜を形成していた。

【００１９】さらに実施例および比較例の成膜後に真空
槽壁面に付着した被膜状態を観察したところ、実施例の
合成樹脂皮膜を成膜した後には、壁面に付着力の強い被
膜を形成しているのに対して、比較例の場合、白濁した
付着力の弱い剥がれやすい被膜を壁面に形成していた。

【００２０】以上説明したように本実施例によれば、原
料モノマ−蒸発源から噴出した原料モノマ−を１つの加
熱した槽に取り込み、原料モノマ−の混合蒸気を基体上
に噴出させることにより、基体上に生成する皮膜の膜厚
および膜組成比が均一になり、真空槽の壁面への剥がれ
やすい被膜の付着を防止することができる。　　なお本
実施例では、合成樹脂として尿素樹脂を用いた場合を説
明したが、合成樹脂としてポリイミド樹脂用いても同様
の結果が得られることはいうまでもない。

【００２１】

【発明の効果】上記の実施例の説明からも明らかなよう
に本発明によれば、真空中で２種以上の合成樹脂原料モ
ノマ−を蒸発させ、これを基体上で重合させて合成樹脂
被膜を形成する製膜方法において、原料モノマ−蒸発源
から噴出した原料モノマ−を１つの加熱した混合槽に取
り込み、原料モノマ−の混合蒸気を基体上に噴出させる
ことにより、膜厚と膜組成比を均一な状態で製膜できる
。また、真空槽の壁面への剥がれやすい被膜の付着を防
止することのできる優れた合成樹脂被膜の製造方法を実
現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例の合成樹脂被膜の製造装置の
断面図

【図２】比較例の合成樹脂被膜の製造装置の断面図

【図
３】本発明の実施例および比較例の合成樹脂被膜の膜厚
分布を示す図

【符号の説明】

１　　真空排気系 ２　　真空槽 ３　　基体 ４　　基体ホルダ− ５　　蒸発源容器 ６　　混合槽 ７　　シャッタ− ８　　噴き出し口 ９　　原料モノマー

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】真空中で２種以上の合成樹脂原料モノマ−
   を蒸発させ、これを基体上で重合させて樹脂被膜を形成
   する方法において、各原料モノマ−蒸発源から噴出した
   原料モノマ−を１つの加熱した槽に取り込み、原料モノ
   マ−の混合蒸気を基体上に噴出させて重合させるように
   した合成樹脂被膜の製造方法。
2. 【請求項２】合成樹脂被膜がジイソシアネ−トとジアミ
   ンとの重付加反応によって形成される尿素樹脂である請
   求項１記載の合成樹脂被膜の製造方法。 【請求請３】合成樹脂被膜がジアミンと酸二無水物との
   加熱重合反応によって形成されるポリイミド樹脂である
   請求項１記載の合成樹脂被膜の製造方法。