JPH0615770A - 金属／ポリイミド構造体における金属の不動態化 - Google Patents

金属／ポリイミド構造体における金属の不動態化

Info

Publication number
JPH0615770A
JPH0615770A JP3255636A JP25563691A JPH0615770A JP H0615770 A JPH0615770 A JP H0615770A JP 3255636 A JP3255636 A JP 3255636A JP 25563691 A JP25563691 A JP 25563691A JP H0615770 A JPH0615770 A JP H0615770A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
monomer
metal
layer
saturated hydrocarbon
hydrocarbon residue
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP3255636A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0757815B2 (ja
Inventor
John Edward Cronin
ジヨン・エドワード・クローニン
Sr Paul A Farrar
ポール・オールデン・フアラー・シーニア
Harold G Linde
ハロルド・ジヨージ・リンデ
Rosemary A Previti-Kelly
ローズマリー・アン・プレビテイ−ケリー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
International Business Machines Corp
Original Assignee
International Business Machines Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by International Business Machines Corp filed Critical International Business Machines Corp
Publication of JPH0615770A publication Critical patent/JPH0615770A/ja
Publication of JPH0757815B2 publication Critical patent/JPH0757815B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
    • H01L21/02118—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer carbon based polymeric organic or inorganic material, e.g. polyimides, poly cyclobutene or PVC
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G73/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
    • C08G73/06—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
    • C08G73/10—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C08G73/1057—Polyimides containing other atoms than carbon, hydrogen, nitrogen or oxygen in the main chain
    • C08G73/106—Polyimides containing other atoms than carbon, hydrogen, nitrogen or oxygen in the main chain containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D4/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on organic non-macromolecular compounds having at least one polymerisable carbon-to-carbon unsaturated bond ; Coating compositions, based on monomers of macromolecular compounds of groups C09D183/00 - C09D183/16
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004—Photosensitive materials
    • G03F7/075—Silicon-containing compounds
    • G03F7/0757—Macromolecular compounds containing Si-O, Si-C or Si-N bonds
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004—Photosensitive materials
    • G03F7/09—Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers
    • G03F7/094—Multilayer resist systems, e.g. planarising layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02205—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates the layer being characterised by the precursor material for deposition
    • H01L21/02208—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates the layer being characterised by the precursor material for deposition the precursor containing a compound comprising Si
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02296—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer
    • H01L21/02299—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer pre-treatment
    • H01L21/02304—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer pre-treatment formation of intermediate layers, e.g. buffer layers, layers to improve adhesion, lattice match or diffusion barriers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/312—Organic layers, e.g. photoresist
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/312—Organic layers, e.g. photoresist
    • H01L21/3121—Layers comprising organo-silicon compounds
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
    • H01L21/02123—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon
    • H01L21/02126—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon the material containing Si, O, and at least one of H, N, C, F, or other non-metal elements, e.g. SiOC, SiOC:H or SiONC

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
  • Non-Metallic Protective Coatings For Printed Circuits (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)
  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

(57)【要約】 金属パターンを含む半導体基板上のポリイミド層のよう
な、金属／ポリイミド構造体における金属表面の不動態
化のための方法を示した。この方法は基板とポリイミド
層との間にシルセスキオキサンポリマーの中間的の層を
形成することを含んでいる。このシルセスキオキサン層
は金属を不動態とし、ポリイミドを形成する際使用され
るポリイミドプリカーサ材料と金属との間の相互作用を
抑制し、耐湿性でかつ耐酸化性の界面を与えるのであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】本発明は、例えば銅のパターンを含む基板
のような、下に置かれている金属表面上にポリイミドの
層を形成するための方法に関する。さらに詳細に、本発
明の方法は中間的の不動態層の形成を含み、これはポリ
イミドプリカーサ材料による相互作用から金属を不動態
とするものである。
【０００２】
【背景技術】ポリイミドはマイクロエレクトロニクス産
業においてますます利用されている。例えば、ポリイミ
ド酸のようなポリイミドプリカーサの熱硬化により形成
されるポリイミドは、半導体デバイス上の不動態誘電体
として利用することができる。１９８６年５月２０日付
で、Linde氏等に対し発行された米国特許第4,590,258号
を参照されたい。
【０００３】金属とポリイミドとの間の２つの形式の界
面、すなわちポリマー上の金属と金属上のポリマーとに
ついて研究されている。多くの関心は初めの形式、硬化
されているポリイミド層上に金属皮膜が蒸着により形成
されるものに対して向けられている。この形式において
は接着性不良による問題があり、界面における酸化と湿
気の侵入が生じる。この接着性を改善するための努力
で、各種の技術が従来開発されている。１９７９年５月
１日付で、Bahrle氏等に対し発行された米国特許第4,15
2,195号の方法では、所望の金属を蒸着させる前にポリ
イミドプリカーサ材料は部分的にだけ硬化させ、蒸着後
にポリイミドの硬化を完了させている。
【０００４】また別の例は１９８９年１月１０日付で、
Kunimoto氏等に対し発行された米国特許第4,797,307号
で、銅のような金属ホイルに対して改良された接着性を
もつ、ポリイミド皮膜の作成法を与えている。この方法
によれば、アミノシランを含有する処理溶液をポリアミ
ド酸皮膜の表面上に塗布し、ついでイミド化するために
加熱する。硬化されたこのポリイミド皮膜は、ついでラ
ミネートシートを作るために接着剤を塗布した銅ホイル
とともに互に圧着される。
【０００５】第２の形式、すなわち金属上のポリマーの
界面は金属膜の上にポリイミドプリカーサ材料を塗布
し、ついで硬化工程を行うことにより形成される、しか
しながら、例えば銅のような金属は普通に用いられるポ
リイミドプリカーサ材料（ポリアミド酸）と相互作用を
することが知られている。Kim氏等の、「銅とポリイミ
ド間の接着および相互作用の研究」、J. Adhesion Sci.
Tech., Vol. 1, No.4(1987), pp.331〜339、を参照さ
れたい。銅およびその他の反応性の金属は熱イミド化を
遅延させる塩を形成し、高温の硬化工程中にポリイミド
を分解する。
【０００６】マルチレベルの相互連結金属技術の分野
で、各金属層の間または２重成分誘電体の間の中間レベ
ル誘電体として、シリコンナイトライドまたはポリイミ
ドの層を使用することが知られている。１９８４年１月
３日付で、Farrar氏等に対し発行された米国特許第4,42
3,547号では、金属上にシリコンナイトライドの層が付
与され、ついでポリイミドのより厚い層が付与されてい
る。このシステムにおいて、シリコンナイトライドは下
に置かれている金属を不動態にするが、ポリイミドに関
しての大きな応力の不一致により、ナイトライドがひび
割れを生じるという問題がある。さらに、これは湿気を
とじ込める傾向があり、金属の酸化を招きそしてシステ
ム全体の能力を損じるのである。
【０００７】そこで、金属を不動態としてポリイミドプ
リカーサ材料との相互作用を減少または除去し、しかも
金属の電気的諸特性を著るしく損ねることのない改良さ
れた方法が必要である。
【０００８】半導体デバイス中の絶縁層として使用する
ため、シルセスキオキサンポリマーを形成させることが
知られている。例えば、１９８７年６月２４日付で第0,
226,208号として発表された欧州特許出願においては、
プレポリマーを基板に対して付与し、ついで酸素の存在
下に４００℃以上の温度に加熱することにより絶縁層が
形成されている。このプレポリマーは、所定モル比のテ
トラアルコキシシラン、トリアルコキシシランおよびジ
アルコキシシランの混合物の、加水分解とポリ縮合によ
り調製される。
【０００９】１９８６年１２月２日付で、Nozue氏等に
対し発行された米国特許第4,626,556号においては、絶
縁層の形成に際して照射により架橋化反応−活性化種を
発生する化合物と混合して使用する、アミノ基を含まな
いシルセスキオキサンポリマーを作るのに、トリハロゲ
ノシランと水とを反応させている。１９８８年２月９日
付で、Clodgo氏等に対して発行された米国特許第4,723,
978号においては、有機ガラス絶縁層は、まずシラノー
ル溶液から変形ラダー型シルセスキオキサンポリマーを
形成させ、ついでこれを酸素プラズマ中で処理すること
により作られている。
【００１０】しかしながら、これらの試みの中で金属／
ポリイミド構造体における不動態化層としての、シルセ
スキオキサンポリマーの生成にふれたものはない。
【００１１】
【発明の要点】本発明が、下に置かれている金属表面上
にポリイミド層を形成するための改良された方法を与え
るということは、この背景技術に反している。本発明に
よれば、下に置かれている金属表面に対して、溶剤中で
アミノアルコキシシランモノマーと水とを反応すること
により作られた、有機性溶液がまず付与される。その
後、硬化したシルセスキオキサンポリマーの層を形成す
るために加熱工程を行い、金属を不動態としそして金属
と塗布されるポリイミドプリカーサ材料間の相互作用が
抑制されるようにする。ついでポリイミドプリカーサ材
料からなる溶液を付与し、このポリイミドプリカーサ材
料をイミド化するためにもう１つの加熱工程が行われ
る。
【００１２】本発明の実施で硬化した構造体が得られ、
その中にポリイミドと下に置かれている金属との間に非
常に効果的な不動態化層が形成され、これは耐湿性でか
つ金属の酸化に対し耐性があり、同時にまた多くの場合
高い熱安定性を与えるものである。
【００１３】〔具体的の説明〕本発明によれば、金属被
膜または処理済みの金属パターンを含む半導体基板のよ
うな、下に置かれた金属表面に対して有機性溶液が付与
される。この場合、基板は代表的に金属パターンを含む
絶縁体層から構成される。例えば、絶縁体層はシリコン
ダイオキサイド、シリコンナイトライド、リフローした
リンケイ酸塩ガラス、あるいはピロメリティックジアン
ハイドライドとオキシジアニリン、またはベンゾフェノ
ンテトラカルボン酸ジアンハイドライドとオキシジアニ
リンおよび／またはメタフェニレンジアミンから形成さ
れたポリイミドのようなポリイミド、またはその他の芳
香族系ポリイミドあるいは当業者によく知られたポリア
ミド−イミドなどが含まれる。
【００１４】代表的な金属には遷移金属またはその合
金、耐火性金属または耐火性金属のケイ素化物などが含
まれ、例えば銅、アルミニウム、銀、クロム、鉛、ス
ズ、金、第IVＡ、ＶＡおよびVIＡ族の金属類、すなわ
ち、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、
タンタルおよびタングステン、その他などである。好ま
しい具体例においては銅または銅合金が使用される。
【００１５】ある事情の下で、例えば、他の材料に対し
てより良い接触を与えるためまたは電子移動抵抗を強化
するなどのため、２種またはそれ以上の複合層を利用す
ることが好ましいときもある。例えば、「非常に大容量
の集積回路配線用の改良された金属層」International
Technology Disclosures, Vol.4, No.9(1986)を参照さ
れたい、この開示のすべてを参考に記載しておく。好ま
しい２層構成体では、下の層がチタン、ジルコニウムま
たはハフニウム、そして上の層が銅、金、銀またはアル
ミニウムを含んでおり、同じく好ましい３層構成体では
下と上の層が独立的にチタン、ジルコニウム、ハフニウ
ム、クロム、バナジウムまたはタンタル、そして中間の
層が銅、金、銀またはアルミニウムを含むものである。
金属の厚みは広い範囲に変えることができ、例示のため
だけであるが、好ましい１つの２層構成体において、約
１００〜１,０００Åのチタンまたはジルコニウムと約
５００〜１０,０００Åの銅が用いられている。
【００１６】有機性溶液はスピン塗布法のような通常の
方式により、所望の厚みに応じて約２,０００〜５,００
０rpmのスピン速度で、下に置かれている面に対して付
与される。この有機性溶液は溶剤中でアミノアルコキシ
シランモノマーと水とを反応させて調製することができ
る。
【００１７】適当なアミノアルコキシシランモノマーに
は以下の式で示されるアミノトリアルコキシシラン類が
含まれる： Ｒ1−ＮＨ−Ｒ2−Ｓｉ−(ＯＲ3)3 (Ａ) ここでＲ1は水素原子；好ましくはＣ1〜Ｃ5の飽和炭化
水素残基またはアミノ置換された飽和炭化水素残基；ま
たは好ましくはＣ1〜Ｃ5のアルキル基で置換されたフェ
ニル基あるいはその誘導体；ここでＲ2は好ましくＣ2〜
Ｃ6の飽和炭化水素残基、あるいはアルキル置換、好ま
しくはジアルキル置換されたフェニル基またはその誘導
体で、各アルキル基好ましくはＣ1〜Ｃ5のものであり；
そしてＲ3は好ましくＣ1〜Ｃ8の飽和炭化水素残基であ
る。またこのようなアミノトリアルコキシシランの混合
物を使用することもできる。
【００１８】代表的なアミノアルコキシシランモノマー
には以下のものが含まれる：γ−アミノプロピルトリメ
トキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラ
ン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルト
リメトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−ア
ミノトリエトキシシラン、Ｎ−β−アミノエチル−γ−
アミノプロピルトリス−（β−エチルヘキソキシ）シラ
ン、トリメトキシシリルプロピルジエチレントリアミ
ン、（アミノエチルアミノメチル）フェネチルトリメト
キシシランおよびα−トリメトキシシリル−β−（ｐ−
ｍ−アミノメチル）−フェニルエタン。
【００１９】好ましいアミノアルコキシシランモノマー
には、前記の式(Ａ)のＲ1が水素原子またはＣ2〜Ｃ3の
飽和炭化水素残基あるいはアミノ置換された飽和炭化水
素残基；Ｒ2がＣ3〜Ｃ6の飽和炭化水素残基；そしてＲ3
がＣ1〜Ｃ4の飽和炭化水素残基で示される、アミノトリ
アルコキシシランを含んでいる。
【００２０】アミノアルコキシシランモノマーの特に好
ましいものには、以下のアミノトリアルコキシシランが
含まれる：γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ
−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β−（アミ
ノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシランお
よびＮ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルト
リエトキシシラン。
【００２１】アミノアルコキシシランと水の間の反応を
行うに際して、約１：１から約１.７：１の範囲の水／
モノマーのモル比が使用される。好ましくは約１.２：
１から約１.４：１の範囲の水／モノマーモル比が用い
られる。
【００２２】有機性溶液はまた溶剤中アミノアルコキシ
シランモノマー、アリールアルコキシシランまたはアリ
ールシラザンモノマーと水とを反応することにより調製
できる。適当なアミノアルコキシシランモノマーには、
前記の式（Ａ）で示されたアミノトリアルコキシシラン
が含まれる。
【００２３】溶液を調製する際に使用される、アリール
アルコキシシランまたはアリールシラザンモノマーは次
の式により好ましく示される： Ｒ4−Ｓｉ−(Ｙ)3 (Ｂ) ここでＲ4は次のような未置換または置換の芳香系残基
で ＣＨ3(ＣＨ2)n−Ｃ6(Ｒ5)4− (Ｃ) ここでｎ＝０〜６、好ましくは０〜３で例えばベンシル
またはより高級な基であり、そしてＲ5は水素原子また
は好ましくはＣ1〜Ｃ8、さらに好ましくはＣ1〜Ｃ 4の飽
和炭化水素残基で例えばキシリルまたはメジチリルであ
り；そしてＹは(ＯＲ6）またはＮ(Ｒ7)2で、Ｒ6はＣ1〜
Ｃ5の飽和炭化水素残基、Ｒ7は水素原子またはＣ1〜Ｃ5
飽和炭化水素残基である。このようなアリールアルコキ
シシランとアリールシラザンとの混合物を使用すること
もできる。
【００２４】アリールアルコキシシランとアリールシラ
ザンモノマーの代表的なものには以下が含まれる：フェ
ニルトリエトキシシラン、トリス（ジメチルアミノ）フ
ェニルシラン、ビス（ジメチルアミノ）ジフェニルシラ
ンおよびビス（ジメチルアミノ）メチルフェニルシラ
ン。
【００２５】特に好ましいアリールアルコキシシランと
アリールシラザンモノマーには、Ｒ 4が置換または未置
換のフェニル基、そしてＲ6がＣ1〜Ｃ4の飽和炭化水素
残基またはＲ7が水素原子もしくはＣ1〜Ｃ4の飽和炭化
水素残基であるものが含まれる。フェニルトリアルコキ
シシラン、例えばフェニルトリエトキシシランのような
アリールアルコキシシランモノマーがもっとも好まし
い。
【００２６】アミノアルコキシシランを溶解でき、また
アリールアルコキシシランまたはアリールシラザンを使
用するときはこれらも溶解でき、そして水と混和しうる
溶剤はどれも使用することができる。代表的な溶剤に
は、例えばメタノール、エタノール、プロパノール、イ
ソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、イソア
ミルアルコール、その他のようなアルコール類；例えば
メチルセロソルブのようなセロソルブ類、ジグリム、ジ
オキサン、ブチルカルビトール、テトラハイドロフラ
ン、その他のようなエーテル類；フェノール、その他の
ような芳香族アルコール類；エチレングルコール、テト
ラメチレングリコール、その他のようなポリハイドリッ
クアルコール類；メチルエチルケトン、メチルイソブチ
ルケトン、ジエチルケトン、その他のようなケトン類；
などと同じくこれらの混合物のように、当業者にとって
自明のものが含まれる。好ましい溶剤はメタノール、エ
タノールおよびイソプロパノールである。
【００２７】好ましくは、反応はアリールアルコキシシ
ランまたはアリールシラザンモノマー対アミノアルコキ
シシランモノマーのモル比が約１：３から約４：１、さ
らに好ましくは約２：３から約２.５：１の範囲を使用
し、また水／全モノマーのモル比が約０.５：１から約
２：１、さらに好ましくは約０.９：１から約１.７：１
の範囲において行われる。
【００２８】有機性溶液の調製に際してその他のモノマ
ーを添加することができる。例えば、層の均一性を改良
するため架橋化を促進する多官能シランモノマーの４官
能基シランモノマーを用いることができる。本発明の好
ましい１具体例において、有機性溶液はアミノアルコキ
シシランとアリールアルコキシシランまたはアリールシ
ラザンモノマーと水とに加えて、テトラエトキシシラン
のようなテトラアルコキシシランモノマーの追加の反応
により調製される。好ましく、テトラアルコキシシラン
モノマーは、全モノマーのモル数を基準にして約５０％
まで、好ましくは約４５％まで、そしてもっとも好まし
くは約２０〜約４５％の割合で使用される。
【００２９】使用される有機性溶液についての詳細とそ
の調製法については1990年3月15日出願の米国特許出願
第494,006号；1990年10月26日出願の米国特許出願第60
4,702号；および1988年11月28日出願の米国特許出願第2
76,597号などに記述されており、これらを参考にあげて
おく。
【００３０】溶液が付与された後、この塗布済みの基板
はシルセスキオキサンポリマーを形成させるため加熱を
する。実際の硬化条件、すなわち温度、圧力および時間
などは、広い範囲にわたって変えることができ、一般に
使用したモノマー、水／モノマー比、作られる硬化層の
所要厚み、およびその他の要因などに関係し、当業者に
とって自明のことである。しかしながら、一般に大気圧
下で約１５〜約６０分の期間約２００℃を超す温度とす
るのが普通である。
【００３１】好ましい具体例において、熱処理は大気圧
下に一連の工程で行われる。この方式で、層は溶剤を追
い出すため約８５〜１６０℃の温度、またはこの範囲で
順次増大する温度にさらされ、ついで最終的の硬化層を
作るために約３５０℃を超す高温度に処理される。
【００３２】一般に、ポリイミドプリカーサ材料からな
る溶液を付与する前に、硬化されているシルセスキオキ
サン層に対する接着を強化するため普通接着促進剤が用
いられる。シルセスキオキサン層を劣化させず、またポ
リイミドプリカーサ材料と相互作用をしない、当業者に
知られている接着促進剤はどれも使用することができ
る。代表的な接着促進剤は、例えば１９８５年７月１６
日付でPonjee氏等に対し発行された米国特許第4,529,61
8号中に述べられており、この記述を参考にあげてお
く。
【００３３】好ましい接着促進剤は、９５％メタノール
／５％水のメタノール中の３−アミノプロピルトリエト
キシシラン（ユニオンカーバイド社から“Ａ１１００”
の名称で入手できる）または１−トリメトキシシリル−
２−（ｐ−ｍ−アミノエチル）−フェニルエタン（ペト
ラーク−システム社から入手できる）の溶液のような、
通常の溶剤中のアミノアルコキシシランの溶液である。
このような溶液は良く知られた方法で代表的にはスピン
法で付与される。
【００３４】次に、ポリイミドプリカーサ材料からなる
溶液がこの硬化された層に対して適当な方法により付与
される。ポリイミドプリカーサ材料の適当なものには、
芳香族系ジアンハイドライドとジアミン類、さらに好ま
しくは芳香族系ジアミンとの縮合生成物をもとにしたひ
ポリアミン酸ポリマー類、および対応するポリアミン酸
エステルポリマー類が含まれる。適当な芳香族系ジアン
ハイドライドには、ピロメリティックジアンハイドライ
ド、２,２−ビス（３,４−ジカルボキシフェニル）プロ
パンジアンハイドライド、２,３,６,７−ナフタレンテ
トラカルボキシリックジアンハイドライド、２,２′３,
３′−ジフェニルテトラカルボキシリックジアンハイド
ライド、およびベンゾフェノンテトラカルボキシリック
ジアンハイドライドなどが含まれる。適当なジアミンに
は、ｍ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニレンジアミ
ン、および４,４′−ジアミノジフェニルエーテルが含
まれる。
【００３５】本発明の目的のために有用なポリイミドプ
リカーサ材料の実例とその作成法は米国特許第3,179,61
4号、同第3,264,250号および同第4,612,210号中に述べ
られており、これらの記述を参考にあげておく。特に好
ましいポリアミド酸ポリマーは、デュポン社から“ＰＩ
−２１６０”“ＰＩ−２５４５”および“ＰＩ−２５２
５”の記号の下に入手することができる。
【００３６】代表的に、ポリイミドプリカーサは適当な
不活性溶剤中に溶解し、ついでこの溶液を所望の厚みに
応じて約１０００〜７０００rpmのスピン速度で、硬化
された層に対しスピン塗布法により付与される。溶剤は
不当に限定されることはないが、各種の溶剤または溶剤
混合物を用いることができ、例えばＮ−メチルピロリド
ン（ＮＭＰ）、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、ジ
メチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルスルホオキサ
イド（ＤＭＳＯ）またはこれら溶剤と各種の普通の炭化
水素溶剤との混合物などである。
【００３７】この溶液を付与した後、基板はポリイミド
プリカーサ材料を硬化するために加熱する。この工程
で、ポリイミドプリカーサ材料は対応するポリイミドに
までイミド化される。実際の硬化条件、すなわち温度、
圧力、および時間などは広い範囲にわたって変えること
ができ、また一般に使用したポリイミドプリカーサ材料
および作成される硬化ポリイミド層の所望の厚み、とま
た同じく当業者に自明のその他の要因などに依存してい
る。しかしながら、一般に大気圧下に約１５〜６０分の
期間、約２００℃を超す温度とするのが代表的のもので
ある。
【００３８】好ましい具体例において、この熱処理は大
気圧下に一連の工程で行われる。この方法で、基板は溶
剤を追い出すため約８５〜１６０℃、またはこの範囲で
順次増大する温度にさらされ、ついで最終的の硬化され
た層とするため約３５０℃を超す高温度に処理される。
【００３９】明らかに、シルセスキオキサン層を形成す
るための第１の硬化工程中に、ポリマーはアミノ基を通
じて下に置かれている金属に対して配位し、これにより
金属表面を不動態にする。このように、この層はポリイ
ミドプリカーサ材料と金属およびアミン官能性基の間の
相互作用を制限し、プリカーサの官能基が金属表面に対
して結合するのを阻止する。反対に、アミン−金属の相
互作用により金属面に配位したシロキサンの境界区域上
で、イミド化は普通のように進行するものと思われる。
いずれにしても、シルセスキオキサン層は甚だ効果的な
金属の不動態化を与え、また耐湿性でかつ耐酸化性の改
良された界面を与えるのである。
【００４０】以下の各実施例は本発明を例証するための
ものである。
【００４１】〔有機性溶液の調製〕 〔実施例１〕清浄な乾いたナルジエン（Nalgene）（ポ
リエチレン）びん中に乾燥メタノール（Ｈ2Ｏ ０.０１
％以下）４９０mlを入れた。このメタノールに高純度
（モノマー含有量９９.５％以上、全イオン性不純物５p
pm以下）の３−アミノプロピルトリエトキシシラン（ユ
ニオンカーバイド社から“Ａ１１００”の記号で入手で
きる）１０mlを加え、空気にふれるのを抑制するため適
宜せんをして充分に混合した。つぎにこのシラン／メタ
ノール溶液をかきまぜながら脱イオン蒸留水１mlを添加
し、びんにふたをし混合物を１０〜２０秒間はげしくふ
りまぜた。ふたをしたびんをロール混合器上に置き周囲
温度で１６時間混合した。熟成させたこの溶液は、空気
にふれるのを最小とする条件下に、０.２μポリプロピ
レンフィルターを用いて濾過した。
【００４２】〔実施例２〕清浄な乾いたナルジエン（ポ
リエチレン）びん中に乾燥メタノール(Ｈ2Ｏ ０.０１％
以下）４９０mlを入れた。このメタノールに高純度（モ
ノマー９９.５％以上、イオン性不純物５ppm以下）のフ
ェニルトリエトキシシラン（ペトラークシステムズ社
（Petrarch Systems, Inc.）から“ＰＯ３２０”の記号
で入手できる）５mlを加え、空気にふれるのを抑制する
ため適宜せんをして充分に混合した。つぎにこのシラン
／メタノール溶液をかきまぜながら脱イオン水１mlを添
加し、びんにふたをし混合物を１０〜２０秒間はげしく
ふりまぜた。びんの中に磁気撹拌用のバーを入れ、びん
を撹拌器の上にのせた。ポリプロピレン製の添加ロート
中に、高純度（モノマー９９.５％以上、イオン性不純
物５ppm以下）の３−アミノプロピルトリエトキシシラ
ン（ユニオンカーバイド社“Ａ１１００”）５mlを入れ
たものをびんにとり付け、よく撹拌しながらこれを１時
間にわたって添加した。添加終了後、びんをロール混合
器上に置き約１６時間混合した。熟成させたこの溶液
は、空気にふれるのを最小とする条件下に、０.２μポ
リプロピレンフィルターを用いて濾過した。
【００４３】〔実施例３〕清浄な乾いたナルジエン（ポ
リエチレン）びん中に乾燥メタノール（Ｈ2Ｏ ０.０１
％以下）３８５mlを入れた。このメタノールに高純度
（モノマー９９.５％以上、イオン性不純物５ppm以下）
のフェニルトリエトキシシラン（ペトラークシステムズ
社“ＰＯ３２０”）５mlを加え、空気にふれるのを抑制
するため適宜せんをして充分に混合した。つぎにこのシ
ラン／メタノール溶液をかきまぜながら脱イオン水１.
２５mlをゆっくりと添加し、びんにふたをし混合物を１
０〜２０秒間はげしくふりまぜた。溶液中に磁気撹拌用
のバーを入れ、びんを磁気撹拌器の上にのせた。ポリプ
ロピレン製の添加ロート中に、高純度（モノマー９９.
５％以上、イオン性不純物５ppm以下）の３−アミノプ
ロピルトリエトキシシラン（ユニオンカーバイド社“Ａ
１１００”）２.４mlと、乾燥メタノール１００mlとを
入れたものをびんにとりつけ、よく撹拌しながらこれを
１時間かけて添加した。つぎに、テトラエトキシシラン
（ＴＥＯＳ、ペトラークシステムズ社から入手できる）
４.６mlをよく撹拌しながら数分間の期間に添加した。
添加終了後、びんをロール混合器上に置き約１６時間混
合した。熟成させたこの溶液は、空気にふれるのを最小
とする条件下に、０.２μのポリプロピレンフィルター
を用いて濾過をした。
【００４４】〔硬化構造体の調製〕 〔実施例４〜７〕実施例４〜６においては、前記の実施
例１〜３で調製した有機性溶液を、シリコン基板のウエ
ハーに対してそれぞれ付与した。このウエハーはチタン
の５,０００Åの層と、ついで銅（１０,０００Å）また
はアルミニウム(１０,０００Å)の層を蒸着することに
より調製した。被着されたウエハーは、４００℃で３０
分間形成ガス（水素１０％／窒素９０％）中でアニール
した。
【００４５】有機性溶液をこの銅−またはアルミニウム
被着ウエハーに付与して１５秒間放置し、ついで３,０
００rpmの速度で３０秒間スピンした。基板は次に余分
のメタノールを除去するため１０分間１００℃の温度に
加熱し、ついでシルセスキオキサンポリマーの硬化層を
形成するため３０分間（窒素気中で）３５０℃の温度で
ベークした。
【００４６】接着を促進するために、この硬化層に対し
てメタノール９５％／水５％中の３−アミノプロピルト
リエトキシシラン（ユニオンカーバイド社“Ａ１１０
０”）の０.１％溶液を付与して１５秒間放置し、つい
で３,０００rpmの速度で３０秒間スピンした。
【００４７】これにつづいて、ＮＭＰ中のポリアミド酸
（ビフェニレンテトラカルボキシリックアンハイドライ
ドとｐ−フェニレンジアミンとによる、固体分１１％、
デュポン社から“ＰＩ−２６１０”の記号で入手でき
る）の溶液を、初めのスピン速度５００rpmで１５秒、
つづいて最終スピン速度４,０００rpmで３０秒間でスピ
ン塗布をした。
【００４８】ついでウエハーは、周囲気圧において２０
分間、９５℃／１０５℃／１０５℃／１１５℃／１１５
℃／１３５℃／１３５℃／１３５℃の各温度の、８位置
ホットプレート上で空気中でベークした。その後各ウエ
ハーは、基板の酸化を最小とするために酸素含有量を１
０ppm以下に制御し、直径０.２μ以上の粒子をとり除く
ため濾過した乾燥窒素気流をもつ炉中、４００℃の温度
で４５分間最終硬化工程を行った。
【００４９】実施例７では、硬化層に対して接着促進剤
を付与するのを除いて、実施例４〜６の方法をくり返し
た。実施例１により調製した有機性溶液を硬化構造体を
作るのに使用した。
【００５０】前記方法で作った硬化構造体は、約２００
Åの厚みのシルセスキオキサン皮膜と約１０,０００Å
の厚みのポリイミド皮膜を有している。
【００５１】各硬化構造体は、ついで酸化に対する抵抗
性について金属表面を目視することで検査した。各構造
体は形成後の検査に際しても、また各ウエハーを湿気に
さらした（８５℃／８０％Ｒ.Ｈ.１０日間）後でさえも
酸化の形跡は認められなかった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０５Ｋ 3/28 Ｃ 7511−4Ｅ // Ｃ０８Ｇ 73/10 ＮＴＦ 9285−4Ｊ Ｃ０８Ｊ 5/12 ＣＦＧ 9267−4Ｆ (72)発明者 ポール・オールデン・フアラー・シーニア アメリカ合衆国バーモント州05403．サウ スバーリントン．ヤンダウドライブ17 (72)発明者 ハロルド・ジヨージ・リンデ アメリカ合衆国バーモント州05477．リツ チモンド．エイチ・シー・アール ボツク ス188 (72)発明者 ローズマリー・アン・プレビテイ−ケリー アメリカ合衆国バーモント州05477．リツ チモンド．アール・デイー１．ボツクス 213−７

Claims (35)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 金属表面をもつ基板の上にポリイミド層
    を形成するための方法であって：前記基板に対して、溶
    剤中でアミノアルコキシシランモノマーと水との反応に
    より調製した、有機性溶液を付与し；前記基板を、硬化
    したシルセスキオキサンポリマーの層を形成するような
    条件下に加熱して、前記金属を不動態としそして前記金
    属と塗布されるポリイミドプリカーサ材料間の相互作用
    が抑制されるようにし；前記硬化された層に対しポリイ
    ミドプリカーサ材料からなる溶液を付与し；そして前記
    基板をポリイミドプリカーサ材料がイミド化するような
    条件下に加熱する、の各工程から構成される、ポリイミ
    ド層の形成方法。
  2. 【請求項２】 前記アミノアルコキシシランモノマー
    が、約１：１から約１.７：１の範囲の水／モノマーモ
    ル比を用いて水と反応されるものである、請求項１に記
    載の方法。
  3. 【請求項３】 前記反応が、約１.２：１から約１.４：
    １の範囲の水／モノマーのモル比を用いて行われるもの
    である、請求項２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記アミノアルコキシシランモノマーが
    次の式で示されるアミノトリアルコキシシランである、
    請求項２に記載の方法。 Ｒ1−ＮＨ−Ｒ2−Ｓｉ−(ＯＲ3)3 ここでＲ1は水素原子；Ｃ1〜Ｃ5の飽和炭化水素残基ま
    たはアミノ置換された飽和炭化水素残基；フェニル基ま
    たはＣ1〜Ｃ5のアルキルで置換されたフェニル基あるい
    はそれらの誘導体；Ｒ2はＣ2〜Ｃ6の飽和炭化水素残
    基；そしてＲ3はＣ1〜Ｃ5の飽和炭化水素残基；または
    これらの混合物である。
  5. 【請求項５】 前記アミノアルコキシシランモノマーが
    次の式で示されるアミノトリアルコキシシランであり： Ｒ1−ＮＨ−Ｒ2−Ｓｉ−(ＯＲ3)3 ここでＲ1は水素原子またはＣ2〜Ｃ3の飽和炭化水素残
    基あるいはアミノ置換された飽和炭化水素残基；Ｒ2は
    Ｃ3〜Ｃ6の飽和炭化水素残基；そしてＲ3はＣ1〜Ｃ4の
    飽和炭化水素残基；またはこれらの混合物であり；そし
    て前記アミノトリアルコキシシランモノマーが約１.
    ２：１から約１.４：１の範囲の水／モノマーのモル比
    を用いて水と反応されるものである、請求項１に記載の
    方法。
  6. 【請求項６】 前記アミノトリアルコキシシランモノマ
    ーがγ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミ
    ノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチ
    ル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシランおよびＮ
    −β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリエト
    キシシランよりなる群から選ばれたものである、請求項
    ５に記載の方法。
  7. 【請求項７】 前記有機性溶液が、溶剤中でアミノアル
    コキシシランモノマー、アリールアルコキシシランまた
    はアリールシラザンと水との反応により調製されるもの
    である、請求項１に記載の方法。
  8. 【請求項８】 前記アミノアルコキシシランモノマーが
    次の式で示されるアミノトリアルコキシシランであり： Ｒ1−ＮＨ−Ｒ2−Ｓｉ−(ＯＲ3)3 ここでＲ1は水素原子；Ｃ1〜Ｃ5の飽和炭化水素残基ま
    たはアミノ置換された飽和炭化水素残基；またはＣ1〜
    Ｃ5のアルキルで置換されたフェニル基あるいはその誘
    導体；Ｒ2はＣ2〜Ｃ6の飽和炭化水素残基またはＣ1〜Ｃ
    5のアルキル置換されたフェニル基；そしてＲ3はＣ1〜
    Ｃ8の飽和炭化水素残基；またはこれらの混合物であ
    り；そして前記アリールアルコキシシランまたはアリー
    ルシラザンモノマーは次の式、Ｒ 4−Ｓｉ−(Ｙ)3により
    示され、ここでＲ4は未置換または置換芳香族残基でま
    たＹは（ＯＲ6）もしくはＮ（Ｒ7)2であり、ここでＲ6
    はＣ1〜Ｃ5の飽和炭化水素残基で、またＲ7は水素原子
    またはＣ1〜Ｃ5の飽和炭化水素残基である、請求項７に
    記載の方法。
  9. 【請求項９】 前記反応は、アリールアルコキシシラン
    またはアリールシラザンモノマー対アミノアルコキシシ
    ランモノマーのモル比が約１：３から約４：１の範囲内
    で使用し、約０.５：１から約２：１の範囲の水／全モ
    ノマーのモル比で行われるものである、請求項８に記載
    の方法。
  10. 【請求項１０】 前記反応は、アリールアルコキシシラ
    ンまたはアリールシラザンモノマー対アミノアルコキシ
    シランモノマーのモル比が約２：３から約２.５：１の
    範囲内で使用し、約０.９：１から約１.７：１の範囲の
    水／全モノマーのモル比で行われるものである、請求項
    ９に記載の方法。
  11. 【請求項１１】 前記有機性溶液が、溶剤中でアミノア
    ルコキシシランモノマー、アリールアルコキシシランま
    たはアリールシラザンモノマー、テトラアルコキシシラ
    ンモノマーと水との反応により調製されるものである、
    請求項８に記載の方法。
  12. 【請求項１２】 前記テトラアルコキシシランモノマー
    がテトラエトキシシランであり、そして全モノマーのモ
    ル数を基準にして約２０〜約４５％の割合で用いられる
    ものである、請求項１１に記載の方法。
  13. 【請求項１３】 前記アミノトリアルコキシシランが次
    の式で示されるものであり： Ｒ1−ＮＨ−Ｒ2−Ｓｉ−(ＯＲ3)3 ここでＲ1は水素原子またはＣ2〜Ｃ3の飽和炭化水素残
    基あるいはアミノ置換された飽和炭化水素残基；Ｒ2は
    Ｃ3〜Ｃ6の飽和炭化水素残基；そしてＲ3はＣ1〜Ｃ4の
    飽和炭化水素残基；またはこれらの混合物であり；そし
    て前記アリールアルコキシシランまたはアリールシラザ
    ンモノマーは次の式、Ｒ 4−Ｓｉ−(Ｙ)3により示され、
    ここでＲ4は未置換または置換フェニル基でまたＹはＯ
    Ｒ6もしくはＮ(Ｒ7)2であり、ここでＲ6はＣ1〜Ｃ4の飽
    和炭化水素残基で、またＲ7は水素原子またはＣ1〜Ｃ4
    の飽和炭化水素残基である、請求項８に記載の方法。
  14. 【請求項１４】 前記アミノトリアルコキシシランモノ
    マーが、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−
    アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β−（アミノ
    エチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシランおよ
    びＮ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリ
    エトキシシランよりなる群から選ばれたものであり、そ
    して前記アリールアルコキシシランモノマーがフェニル
    トリエトキシシランである、請求項１３に記載の方法。
  15. 【請求項１５】 前記基板は、硬化した層を形成するた
    め約１５〜約６０分間、約２００℃を超える温度に加熱
    されるものである、請求項１に記載の方法。
  16. 【請求項１６】 前記基板は、硬化した層を形成するた
    めに約３５０℃を超す温度に加熱されるものである、請
    求項１５に記載の方法。
  17. 【請求項１７】 前記の硬化した層に対して、ビフェニ
    レンジアンハイドライド−ｐ−フェニレンジアミンポリ
    アミン酸を含む溶液が付与されるものである、請求項１
    に記載の方法。
  18. 【請求項１８】 前記の硬化した層に対して、ピロメリ
    ティックジアンハイドライド−オキシジアニリンポリア
    ミン酸を含む溶液が付与されるものである、請求項１に
    記載の方法。
  19. 【請求項１９】 前記イミド化工程が約１５〜約６０分
    間、約２００℃を超す温度で行われるものである、請求
    項１に記載の方法。
  20. 【請求項２０】 前記イミド化工程が約３５０℃を超す
    温度で行われるものである、請求項１９に記載の方法。
  21. 【請求項２１】 前記金属は銅、アルミニウム、銀、ク
    ロム、鉛、スズ、金、チタン、ジルコニウム、ハフニウ
    ム、バナジウム、タンタルおよびタングステンよりなる
    群から選ばれるものである、請求項１に記載の方法。
  22. 【請求項２２】 前記金属が銅または銅合金である、請
    求項１に記載の方法。
  23. 【請求項２３】 前記金属はチタン、ジルコニウムおよ
    びハフニウムよりなる群から選ばれた下部層と、銅、
    金、銀およびアルミニウムよりなる群から選ばれた上部
    層とからなる複合体である、請求項１に記載の方法。
  24. 【請求項２４】 前記下部層が約１００〜１,０００Å
    のチタンまたはジルコニウムであり、そして上部層が約
    ５００〜１０,０００Åの銅である、請求項２３に記載
    の方法。
  25. 【請求項２５】 前記金属がチタン、ジルコニウム、ハ
    フニウム、クロム、バナジウムおよびタンタルよりなる
    群から独立的に選択された下部および上部層と、その間
    に銅、金、銀、またはアルミニウムよりなる群から選ば
    れた中間層からなる複合体である、請求項１に記載の方
    法。
  26. 【請求項２６】 金属パターンを含む半導体基板上にポ
    リイミド層を形成するための方法であって：前記基板に
    対して、溶剤中でアミノアルコキシシランモノマーと水
    との反応により調製した有機性溶液を付与し；ここで前
    記アミノアルコキシシランモノマーは次の式で示される
    もので： Ｒ1−ＮＨ−Ｒ2−Ｓｉ−(ＯＲ3)3 ここで、Ｒ1は水素原子またはＣ2〜Ｃ3の飽和炭化水素
    残基もしくはアミノ置換飽和炭化水素残基、Ｒ2はＣ3〜
    Ｃ6の飽和炭化水素残基、そしてＲ3はＣ1〜Ｃ4の飽和炭
    化水素残基であり、またはこれらの混合物であり、そし
    て前記反応は約１.２：１から約１.４：１の範囲の水／
    モノマーのモル比を用いて行われるものであり；または
    溶剤中でアミノアルコキシシランモノマー、アリールア
    ルコキシシランまたはアリールシラザンモノマーと水と
    の反応により調製した有機性溶液を付与し；ここで前記
    アミノアルコキシシランモノマーは上記の式で示したも
    のであり、前記アリールアルコキシシランまたはアリー
    ルシラザンモノマーは次の式により示され、Ｒ4−Ｓｉ
    −(Ｙ)3、ここでＲ4は未置換または置換フェニル基であ
    り、ＹはＯＲ6またはＮ(Ｒ7)2で、ここでＲ6はＣ1〜Ｃ4
    の飽和炭化水素残基、Ｒ7は水素原子またはＣ1〜Ｃ4の
    飽和炭化水素残基であり、そして前記反応は約２：３か
    ら約２.５：１の範囲内のアリールアルコキシシランま
    たはアリールシラザンモノマー対アミノアルコキシシラ
    ンモノマーのモル比と、約０.９：１から約１.７：１の
    範囲の水／全モノマーのモル比とを用いて行われるもの
    であり；前記基板を、硬化したシルセスキオキザンポリ
    マーの層を形成するために約１５〜約６０分の期間約２
    ００℃を超す温度に加熱して、前記金属を不動態としそ
    して前記金属と塗布されるポリイミドプリカーサ材料間
    の相互作用が抑制されるようにし；前記硬化された層に
    対しポリイミドプリカーサ材料からなる溶液を付与し；
    そして前記基板を、ポリイミドプリカーサ材料がイミド
    化するよう約１５〜約６０分の期間約２００℃を超す温
    度に加熱する、の各工程から構成される、ポリイミド層
    の形成方法。
  27. 【請求項２７】 前記アミノトリアルコキシシランモノ
    マーはγ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−ア
    ミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエ
    チル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシランおよび
    Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリエ
    トキシシランよりなる群から選ばれ、また前記アリール
    アルコキシシランモノマーはフェニルトリエトキシシラ
    ンである、請求項２６に記載の方法。
  28. 【請求項２８】 前記基板は硬化された層を形成するた
    めに約３５０℃を超す温度に加熱され；また前記イミド
    化工程は約３５０℃を超す温度で行われるものである、
    請求項２７に記載の方法。
  29. 【請求項２９】 前記の硬化した層に対して、ビフェニ
    レンジアンハイドライド−ｐ−フェニレンジアミンポリ
    アミン酸またはピロメリティックジアンハイドライド−
    オキシジアニリンポリアミン酸からなる溶液が付与さ
    れ；また前記金属は銅または銅合金である、請求項２８
    に記載の方法。
  30. 【請求項３０】 前記有機性溶液は溶剤中でアミノアル
    コキシシランモノマー、アリールアルコキシシランまた
    はアリールシラザンモノマー、テトラアルコキシシラン
    モノマーと水との反応により調製されるものである、請
    求項２９に記載の方法。
  31. 【請求項３１】 前記テトラアルコキシシランはテトラ
    エトキシシランであり、全モノマーのモル数を基準に約
    ２０〜約４５％の割合で使用されるものである、請求項
    ３０に記載の方法。
  32. 【請求項３２】 金属、ポリイミド層、および前記金属
    と前記ポリイミド層の中間にあるシルセスキオキサンポ
    リマーの層とからなり、前記ポリマーは前記金属を不動
    態とし、そして前記ポリイミド層形成に際して付与され
    る、ポリイミドプリカーサ材料と前記金属間の相互作用
    を抑制するために使用されている構造体で、前記構造体
    が請求項１の方法に従って作られるものである、硬化さ
    れている複合構造体。
  33. 【請求項３３】 金属、ポリイミド層、および前記金属
    と前記ポリイミド層の中間にあるシルセスキオキサンポ
    リマーの層とからなり、前記ポリマーは前記金属を不動
    態とし、そして前記ポリイミド層形成に際して付与され
    る、ポリイミドプリカーサ材料と前記金属間の相互作用
    を抑制するために使用されている構造体で、前記構造体
    が請求項７の方法に従って作られるものである、硬化さ
    れている複合構造体。
  34. 【請求項３４】 金属のパターンを含む基板、ポリイミ
    ド層、および前記基板と前記ポリイミド層の中間にある
    シルセスキオキサンポリマーの層とからなり、前記ポリ
    マーは前記金属を不動態とし、そして前記ポリイミド層
    の形成に際して付与される、ポリイミドプリカーサ材料
    と前記金属間の相互作用を抑制するために使用されてい
    る構造体で、前記構造体が請求項２６の方法に従って作
    られるものである半導体構造体。
  35. 【請求項３５】 金属のパターンを含む基板、ポリイミ
    ド層、および前記基板と前記ポリイミド層の中間にある
    シルセスキオキサンポリマーの層とからなり、前記ポリ
    マーは前記金属を不動態とし、そして前記ポリイミド層
    の形成に際して付与される、ポリイミドプリカーサ材料
    と前記金属間の相互作用を抑制するために使用されてい
    る構造体で、前記構造体が請求項２９の方法に従って作
    られるものである半導体構造体。
JP3255636A 1991-01-14 1991-10-03 基板上にポリイミド層を形成する方法および硬化されている複合構造体 Expired - Fee Related JPH0757815B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/641,036 US5114754A (en) 1991-01-14 1991-01-14 Passivation of metal in metal/polyimide structures
US641036 1991-01-14

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0615770A true JPH0615770A (ja) 1994-01-25
JPH0757815B2 JPH0757815B2 (ja) 1995-06-21

Family

ID=24570684

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3255636A Expired - Fee Related JPH0757815B2 (ja) 1991-01-14 1991-10-03 基板上にポリイミド層を形成する方法および硬化されている複合構造体

Country Status (2)

Country Link
US (1) US5114754A (ja)
JP (1) JPH0757815B2 (ja)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04233732A (ja) * 1990-08-16 1992-08-21 Motorola Inc 半導体の製造工程で使用するスピン・オン誘電体
US5397741A (en) * 1993-03-29 1995-03-14 International Business Machines Corporation Process for metallized vias in polyimide
US5438022A (en) 1993-12-14 1995-08-01 At&T Global Information Solutions Company Method for using low dielectric constant material in integrated circuit fabrication
US5456952A (en) * 1994-05-17 1995-10-10 Lsi Logic Corporation Process of curing hydrogen silsesquioxane coating to form silicon oxide layer
US5760480A (en) * 1995-09-20 1998-06-02 Advanced Micro Devics, Inc. Low RC interconnection
US5972145A (en) * 1996-06-07 1999-10-26 International Business Machines Corporation Removable passivating polyimide coating and methods of use
JP4300382B2 (ja) * 2000-03-30 2009-07-22 日本ゼオン株式会社 絶縁材料、絶縁材料の製造方法および多層回路基板の製造方法
US20040161545A1 (en) * 2000-11-28 2004-08-19 Shipley Company, L.L.C. Adhesion method
US20040052948A1 (en) * 2002-06-03 2004-03-18 Shipley Company, L.L.C. Electronic device manufacture
US20040150096A1 (en) 2003-02-03 2004-08-05 International Business Machines Corporation Capping coating for 3D integration applications
EP1465250A1 (en) * 2003-04-02 2004-10-06 Abb Research Ltd. Insulated power semiconductor module with reduced partial discharge and manufacturing method
CN101280107B (zh) * 2008-05-13 2011-03-30 广东生益科技股份有限公司 一种聚酰亚胺树脂、使用其制作的挠性覆铜板及其制作方法
US9499912B2 (en) * 2014-05-26 2016-11-22 Rohm And Haas Electronic Materials Llc Copolymers of diglycidyl ether terminated polysiloxane compounds and non-aromatic polyamines

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US604702A (en) * 1898-05-24 And eldridge r
US276597A (en) * 1883-05-01 Stove-pipe thimble and flue-stopper
US494006A (en) * 1893-03-21 Shutter-worker
US3179614A (en) * 1961-03-13 1965-04-20 Du Pont Polyamide-acids, compositions thereof, and process for their preparation
US3264250A (en) * 1963-12-18 1966-08-02 Du Pont Copolymeric polyamide-acids and polyimides
DE2638799C3 (de) * 1976-08-27 1981-12-03 Ibm Deutschland Gmbh, 7000 Stuttgart Verfahren zur Verbesserung der Haftung von metallischen Leiterzügen auf Polyimidschichten in integrierten Schaltungen
US4423547A (en) * 1981-06-01 1984-01-03 International Business Machines Corporation Method for forming dense multilevel interconnection metallurgy for semiconductor devices
DE3278567D1 (en) * 1981-10-03 1988-07-07 Japan Synthetic Rubber Co Ltd Solvent-soluble organopolysilsesquioxanes, processes for producing the same, and compositions and semiconductor devices using the same
NL8203980A (nl) * 1982-10-15 1984-05-01 Philips Nv Werkwijze voor de fotolithografische behandeling van een substraat.
US4590258A (en) * 1983-12-30 1986-05-20 International Business Machines Corporation Polyamic acid copolymer system for improved semiconductor manufacturing
US4612210A (en) * 1985-07-25 1986-09-16 International Business Machines Corporation Process for planarizing a substrate
US4723978A (en) * 1985-10-31 1988-02-09 International Business Machines Corporation Method for a plasma-treated polysiloxane coating
JPH0637609B2 (ja) * 1986-01-24 1994-05-18 マサチユ−セツツ インスチチユ−ト オブ テクノロジ− 接着促進剤
JPH062828B2 (ja) * 1986-05-15 1994-01-12 宇部興産株式会社 ポリイミドフイルムの製造法
US4753827A (en) * 1986-10-03 1988-06-28 Ppg Industries, Inc. Abrasion-resistant organosiloxane/metal oxide coating
JPS6370421U (ja) * 1986-10-29 1988-05-11

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0757815B2 (ja) 1995-06-21
US5114754A (en) 1992-05-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR950000709B1 (ko) 반응성 금속에 대한 폴리이미드의 접착성을 향상시키는 방법
US5194928A (en) Passivation of metal in metal/polyimide structure
KR100295485B1 (ko) 산화규소막의제조방법
KR100289850B1 (ko) 실리카전구체로 기판을 피복시키는 방법
US5043789A (en) Planarizing silsesquioxane copolymer coating
JP3696939B2 (ja) シリカ系被膜の形成方法
US4981530A (en) Planarizing ladder-type silsesquioxane polymer insulation layer
JPH0615770A (ja) 金属／ポリイミド構造体における金属の不動態化
JPH06191970A (ja) シリカ含有セラミックコーティングの形成方法
US6764718B2 (en) Method for forming thin film from electrically insulating resin composition
JPH10135202A (ja) 集積回路装置およびその製法
US6656313B2 (en) Structure and method for improved adhesion between two polymer films
US5286572A (en) Planarizing ladder-type silsequioxane polymer insulation layer
KR19980071624A (ko) 실리카 박막 형성용 조성물 및 이의 형성 방법
US20010029283A1 (en) Electrically insulating thin-film-forming resin composition and method for forming thin film therefrom
JPH07307114A (ja) ポリイミド絶縁膜の形成方法
JPH0122308B2 (ja)
JPH06242613A (ja) ポリイミドパターンの形成方法
JPH05222195A (ja) ポリイミド系樹脂前駆体の製造法および樹脂組成物
JPH06120645A (ja) ポリイミド・パターンの形成方法
JPS6113382B2 (ja)
JP4161388B2 (ja) コーティング用組成物
JPH01313942A (ja) 半導体装置
JPH10303190A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JPH0834202B2 (ja) 半導体素子の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees