JPH04351684A - 耐湿性及び耐アルカリイオン性保護膜の製造方法 - 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】本発明は新規な保護膜、さらに詳
しくは、厚膜でもクラックなどが発生せず、かつ耐湿性
及びアルカリイオンなどの不純物に対する阻止力がよく
、特に各種電子部品、例えば半導体素子や液晶表示素子
などに好適に用いられる保護膜に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体集積回路の製造においては
、シリコンウエハー上に複数の半導体素子を形成したの
ち、これを裁断してチップとし、パッケージに取り付け
るが、この際、電極配線された半導体素子の上には、通
常保護膜を設け、外部からのゴミの付着やアルカリイオ
ンの侵入を防止する処置がとられている。

【０００３】このような電極配線形成後の保護膜として
は、電気的に安定で、純度が高い特性が要求されること
から、これまで酸化ケイ素膜やポリイミド系の有機保護
膜などが用いられてきた。これらの保護膜の中で、酸化
ケイ素膜は、有機保護膜に比べて耐熱性やアルカリイオ
ンに対する阻止力が優れているという長所を有している
。

【０００４】ところで、従来、酸化ケイ素膜はハロゲノ
シランやアルコキシシランを加水分解して得られた塗布
液から形成されているが、このような塗布液から形成さ
れた酸化ケイ素膜は吸湿性を有し、雰囲気中の水分を吸
収しやすく、厚膜にするとクラックが発生しやすい上、
アルカリイオンに対する阻止力が必ずしも十分ではない
。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来の保護膜が有する欠点を克服し、厚膜でもクラック
が発生することがなく、かつ耐湿性及びアルカリイオン
などの不純物に対する、阻止力が優れた保護膜を提供す
ることを目的としてなされたものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、優れた性
質を有する保護膜を開発すべく鋭意研究を重ねた結果、
非水条件下で形成された酸化ケイ素膜により、その目的
を達成しうることを見い出し、この知見に基づいて本発
明を完成するに至った。

【０００７】すなわち、本発明は、非水条件下で形成さ
れた酸化ケイ素膜から成る保護膜を提供するものである
。

【０００８】本発明でいう「非水条件下」とは、水の不
存在下及び水の生成を伴わない条件下を意味する。従来
の保護膜として用いられている酸化ケイ素膜は、水の存
在下又は水が生成する条件下で形成されるため、その赤
外吸収スペクトルにおいて、水の存在に起因する波数３
２００〜３６００ｃｍ−１の範囲にピークが存在するの
に対し、本発明の保護膜として用いられる酸化ケイ素膜
は、前記波数の範囲に実質上ピークが存在しないという
点で、両者の間は明らかに組成上の差異が認められる。

【０００９】このような特徴をもつ酸化ケイ素膜は、例
えば固体表面に、シラザン化合物の有機溶剤溶液を塗布
し、次いでこれを酸化雰囲気中で焼成することによって
得られる。このシラザン化合物は、分子中にＳｉ‐Ｎ結
合を有する化合物の総称であるが、本発明においては、
分子中に酸素原子を含まないシラザン化合物を用いるの
が好ましい。

【００１０】このようなシラザン化合物は、ハロゲノシ
ランやオルガノハロゲノシランとアンモニア又はアミン
類とを、有機溶媒中で反応させることによって得られる
。この際用いられるハロゲノシランとしては、例えばＳ
ｉＣｌ４、ＨＳｉＣｌ３、Ｈ２ＳｉＣｌ２、Ｈ３ＳｉＣ
ｌなどを挙げることができるし、またオルガノハロゲノ
シランとしては、例えばＣＨ３ＳｉＨＣｌ２、ＣＨ３Ｓ
ｉＨ２Ｃｌ、ＣＨ３ＳｉＣｌ３、（ＣＨ３）２ＳｉＣｌ
２、（ＣＨ３）３ＳｉＣｌ、Ｃ２Ｈ５ＳｉＣｌ３、（Ｃ
２Ｈ５）３ＳｉＣｌ、（Ｃ２Ｈ５）（Ｃ６Ｈ５）ＳｉＣ
ｌ２、（Ｃ２Ｈ５）（Ｃ６Ｈ５）２ＳｉＣｌ、（ＣＨ３
）３ＣＳｉＨＣｌ２、（ＣＨ３）２ＣＨＳｉＨＣｌ２、
（Ｃ６Ｈ５）ＳｉＨＣｌ２、（Ｃ６Ｈ５）ＳｉＣｌ３、
（Ｃ６Ｈ５）２ＳｉＣｌ２、（Ｃ６Ｈ５）３ＳｉＣｌ、
Ｃ６Ｈ５ＣＨ２ＳｉＣｌ３、（Ｃ６Ｈ５ＣＨ２）２Ｓｉ
Ｃｌ２、（Ｃ６Ｈ５ＣＨ２）３ＳｉＣｌなどを挙げるこ
とができる。

【００１１】一方、これらのハロゲノシランやオルガノ
ハロゲノシランと反応させるアミン類としては、例えば
モノメチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブ
チルアミンなどの低級アルキルアミンやエチレンジアミ
ンなどのポリアミン、ベンジルアミン、フェネチルアミ
ンなどのアラルキルアミンなどを挙げることができる。

【００１２】また、これらの反応に用いる有機溶媒とし
ては、例えばトルエン、キシレン、ジエチルエーテル、
ジクロロメタンなどが挙げられる。

【００１３】特に好適なシラザン化合物は、前記有機溶
媒中にＨＳｉＣｌ３、Ｈ２ＳｉＣｌ２、Ｈ３ＳｉＣｌな
どのハロゲノシランを溶解し、これにアンモニアガスを
吹き込むことによって得られるものである。

【００１４】本発明においては、このようにして得られ
たハロゲノシラン又はオルガノハロゲノシランとアンモ
ニア又はアミン類との反応混合物をそのまま塗布液とす
ることもできるし、また、この反応混合物から減圧蒸留
などにより溶媒を除去して、所望のシラザン化合物を油
状物質又は固体物質として回収したのち、これを適当な
有機溶剤に溶解し、塗布液とすることもできる。

【００１５】この場合の有機溶剤としては、例えばメタ
ノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、シク
ロヘキサノール、ベンジルアルコール、ジメチロールベ
ンゼン、フルフリルアルコール、テトラヒドロフルフリ
ルアルコール、ジアセトンアルコール、エチレングリコ
ールモノアルキルエーテル、ジエチレングリコールモノ
アルキルエーテル、トリエチレングリコールモノアルキ
ルエーテル、プロピレングリコールモノアルキルエーテ
ルなどのアルコール類、酢酸アルキルエステル、ジエチ
レングリコールモノアルキルエーテルアセテート、トリ
エチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート、
プロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート
、アセト酢酸エチルエステル、乳酸アルキルエステル、
安息香酸アルキルエステル、ベンジルアセテート、グリ
セリンジアセテートなどのエステル類、アセトン、メチ
ルエチルケトン、シクロヘキサノン、アセチルアセトン
、イソホロン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケト
ン、メチルｎ‐ブチルケトン、アセトニルアセトンなど
のケトン類、ｎ‐ペンタン、ｎ‐ヘキサン、イソヘキサ
ン、ｎ‐ヘプタン、ｎ‐オクタン、イソオクタン、ペン
ゼン、トンエン、キシレン、エチルベンゼン、ジエチル
ベンゼン、イソプロピルベンゼン、テトラリンなどの炭
化水素類などが挙げられる。これらの有機溶剤は単独で
用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。

【００１６】本発明の保護膜の形成に用いられる塗布液
としては、シラザン化合物を１〜６０重量％、好ましく
は１０〜３０重量％の割合で含有し、かつ常温における
粘度が０．５〜５０センチポイズ、好ましくは１〜２０
センチポイズの範囲にあるものが実用上好適である。該
粘度は所望の膜厚などによって、有機溶剤の種類や量を
適宜選択することにより、調整することができる。

【００１７】本発明の保護膜は、前記のようにして調製
された塗布液を、保護膜を必要とする各種基板上にスピ
ンナー法、スプレー法、浸せき法など、従来慣用されて
いる手段により塗布したのち、５０〜２００℃程度の温
度で乾燥してポリシラザン系被膜を形成させ、次いで大
気中又は酸素雰囲気中で、通常２００〜８００℃の範囲
の温度において、１５〜６０分間程度焼成し、該ポリシ
ラザン系被膜を酸化ケイ素膜に転化することにより、形
成することができる。

【００１８】このようにして形成された保護膜は、膜厚
が０．２〜３．０μｍのクラックのない均質な吸湿性の
低い酸化ケイ素から成る連続膜であるが、本発明の目的
がそこなわれない範囲で窒素原子や炭素原子が含有され
ていてもよい。

【００１９】

【発明の効果】本発明の保護膜は吸湿性が低く、均質で
ち密な酸化ケイ素膜から成るものであって、厚膜にして
もクラックが発生することがなく、かつアルカリイオン
などの不純物に対する阻止力に優れており、例えば半導
体素子や液晶表示素子などの各種電子部品の保護膜など
として好適に用いられる。

【００２０】

【実施例】次に、実施例により本発明をさらに詳細に説
明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定され
るものではない。

【００２１】実施例１ ハロゲノシランとアンモニアとの反応生成物の２０重量
％キシレン溶液であるＴＥＦＰ（東燃社製）約５０ｍｌ
を、１０００ｍｌの細口ガラスびんに入れ、回転させな
がら内壁全面に塗布液を行きわたらせたのち、入口の部
分を下方にしてしばらく放置し、余分な液を流し去り、
次いで約３０分間自然乾燥後、１５０℃で３０分間加熱
したのち、大気中で５００℃にて６０分間焼成すること
により、ガラスびんの内壁に約０．３μｍの酸化ケイ素
膜を形成させた。

【００２２】このようにして得られた酸化ケイ素膜は表
面にクラックの発生が認められず、極めて均質性の高い
被膜であった。また、得られた被膜の赤外吸収スペクト
ルからは、水の存在は確認できなかった。

【００２３】次に、このようにして酸化ケイ素膜を内壁
に形成させたガラスびんに、Ｎａ含有量が０．０２ｐｐ
ｍのメチルアルコールを入れ、ナトリウムの溶出試験を
行った。その結果、メチルアルコール中のＮａ含有量は
３週間後、６週間後及び１２週間後のいずれにおいても
０．０２ｐｐｍであった。

【００２４】比較例 テオラエトキシシラン１５２ｇと氷酢酸２４０ｇとメチ
ルアルコール２４０ｇとの混合物に、室温でかきまぜな
がらシュウ酸１０ｇを加えて反応させたのち、室温で３
日間放置して得られた溶液に、イソプロピルアルコール
を加えて濃度５．９重量％の塗布液を調製した。

【００２５】次いで、この塗布液を用いて実施例１と同
様にしてガラスびん内壁に厚さ０．３μｍの酸化ケイ素
膜を形成させたのち、同様にしてナトリウムの溶出試験
を行った。その結果、メチルアルコール中のＮａ含有量
は３週間後０．０２ｐｐｍ、６週間後０．０３ｐｐｍ、
１２週間後０．０５ｐｐｍであった。

【００２６】実施例２ 実施例１で用いた塗布液を２０ｌの１８‐８ステンレス
製容器の内面にスプレー法により塗布したのち、１５０
℃で３０分間乾燥し、次いで大気中で５００℃にて６０
分間焼成して、厚さ０．３μｍの酸化ケイ素膜を形成さ
せた。

【００２７】このようにして、内面に酸化ケイ素膜が形
成されたステンレス容器に、５重量％濃度の塩酸溶液を
入れ、１０日間放置したが、クロム、ニッケル及び鉄の
溶出は認められなかった。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　非水条件下で形成された酸化ケイ素膜
   から成る保護膜。