JPS6366237A - シリコ−ン系被膜の表面処理方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はシリコーン系被膜の表面処理方法に関し、さら
に詳しくは、特に電子材料として有用なシリコーン系被
膜表面の密着性を改善するとともに、クランクなどのな
い均一なシリコーン系被膜を得るだめの表面処理方法に
関する。

〔従来の技術〕

有機性または無機性の各種被膜上に他層を積層する場合
、両層間の密着性を向」ニさせる処理として、該被膜表
面をサンドペーパー捷たはホーニング処理などによりそ
の表面を川面化する方法や、コロナ放電、紫外線照射、
プラズマ処理などによる表面活性化する方法が行われて
いる。各種被膜の中でも、シリコーン系被膜は絶縁性、
耐熱性、安定性に優れているため、電子材料分野で広く
用いられている。例えば、超ＬＳＩなどの半導体素子の
製造分野では多層配線プロセスにおける層間絶縁膜（特
公昭６０−４６８２６号公報）、寸だ液晶表示素子の製
造分野においては、配向膜（特開昭６’０−２５８５１
号公報）などに利用されることが多い。ところで、これ
らのシリコーン系被膜上にホトレジスト、ＣＶＤ。

ＰＶＤ被膜や他の塗布被膜を密着性よく形成させる場合
、あるいは液晶表示素子の張り合わせ工程における接着
強度を増強させる場合には、シリコーン系被膜の表面を
酸素プラズマ処理することによって酸化ケイ素化するこ
とが有力な手段である。しかし々から、シリコーン系被
膜は、このような処理を行うとその被膜にクラックが入
シ易く満足できる手段とはいいがたい。

これを解決するために、例えば、シリコーン系被膜の一
種であるポリシルセスキオキサン上にＳｉＯ□捷だはＡ
ｌ２Ｏ３を積層することで密着性を改善する方法（特開
昭５７−１１１０４６号公報）などがある。しかしなが
ら、この方法はシリコーン系被膜上に、さらにもう一つ
の被膜を形成しなければならないため、作業が複雑でコ
ストもかかり実用的な方法ではない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、複雑な作業を必要とせずにシリコーン系被膜
の密着性、す々わちシリコーン系被膜と他の被膜との密
着性を向上させるとともに、シリコーン系被膜のクラッ
クや剥膜を生じさせない均一な処理方法を提供すること
を目的としてなされたものである。

〔問題点を解決するだめの手段〕

本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた
結果、シリコーン系被膜を１２０　℃以下の処理温度で
酸素を主成分とするガスによりプラズマ処理することで
その目的が達成されることを見い出し本発明をなすに至
った。

すなわち本発明はシリコーン系被膜表面を酸素を主成分
とするガスを用い、かつ１．２０℃以下の温度でプラズ
マ処理することを特徴とする表面密着性に優れた　シリ
コーン系被膜の表面処理方法である。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明の方法は酸素を主成分とするガスを用い、１２０
℃以下の温度でプラズマ処理することを特徴とするから
、この条件でプラズマ処理が行えるプラズマ処理装置を
使用する。かかる処理装置としては特に好ましいもの５
として、プラズマ放電部と反応処理部が設けられた、い
わゆる誘導型プラズマ処理装置を挙げることができる。

この誘導型プラズマ処理装置は同一チャンバー内にプラ
ズマ放電部と反応処理部を設けた構造を有するため処理
温度を低くすることができる。

また一般にプラズマ処理においては、プラズマ処理時間
が長くなると、反応処理部内の温度が上昇するため、複
数枚の被処理基板を同時に処理する、いわゆるバッチ式
のプラズマ処理装置は好ましくなく、一枚づつ処理する
枚葉式のプラズマ処理装置が好ましい。しかし本発明方
法では１２０℃以下の温度でプラズマ処理できるもので
あれば上記した構造のプラズマ処理装置に限定されない
。

本発明で使用されるシリコーン系被膜としては、シリコ
ーン系樹脂から成るものであり、特にその種類は限定さ
れるものではないが、塗布液として調製され、ベーキン
グすることでシリコーン系被膜を形成できるものが好ま
しい。使用するシリコーン系樹脂は樹脂中のＳｉ原子が
主鎖に含まれたもの、側鎖に含まれるものおよび主鎖と
側鎖に含まれるもののいずれでもよく、具体的にはポリ
シロキサン、ポリラダーオルガノシロキサン、ポリシラ
ザン、ポリシラン、ポリシルシラン、ポリシルメチレン
、ポリシリルフェニレン、ポリフェニレンオキシシロキ
サン、ポリシルセスキオキサン、ポリ（ｐ−）リメチル
シリルスチレン）、ポリ（トリメチルビニルシラン）、
フェニル・トリフェニルシロキシシランジオール−ビス
フェノール共重合体などのシリコーン系樹脂を単独また
は２種以上混合して有機溶剤に溶解して調製した塗布液
、アルコキシシランを有機溶剤に溶解したものを加水分
解して得られるオルガノシラノール系のシリコーン系被
膜を形成する塗布液、２ジアミノポリシロキサン、有機
ジアミンおよびテトラカルボン酸から成る混合物の反応
生成物であるポリイミド−シリコーン系樹脂を有機溶剤
に溶解して得られる塗布液などを挙げることができる。

このような塗布液の調製に用いる有機溶剤とシテハメチ
ルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール
、フチルアルコールのヨウナブルコール類、アセトン、
メチルエチルケトン、アセチルアセトンのようなケトン
類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチルのようなエス
テル類、エチレングリコール、グリセリン、ジエチレン
クリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、
エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリ
コールモノブチルエーテル、プロピレングリコールのよ
うな多価アルコールおよびそのエーテル類などを挙げる
ことができる。これらは単独で用いても２種以上混合し
て用いてもよい。

上記塗布液はスピンナー法、浸漬引上げ法、スプレー法
、スクリーン印刷法、ロールコータ−法、刷毛塗布法な
どの慣用されている塗布法により塗布され、空気中また
は不活性ガス中で１５０℃以上、好ましくは３００℃以
上でベーキングすることによりシリコーン系被膜が形成
される。

本発明の方法に用いる酸素を主成分とするガスとしては
具体的には酸素を８０容量係以上含有したものが好捷し
く、他にＣＨＦ３、Ｃ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ８、Ｃ５ＲＩｏ−
Ｃ４Ｆ　ｇなどのフッ素系ガスが混合されてもよい。

本発明の方法におけるプラズマ処理温度は１２０℃以下
であり、１２０℃を超えるとシリコーン系被膜にクラッ
クが生じやすくなるため好ましくない。また処理温度の
下限は特に限定できないが、実用的には室温であり、特
に好捷しい処理温度範囲としては５０〜１００℃である
。本発明でいう処理温度とは被処理基板の載置台の温度
として測定されるものである。

次に本発明の表面処理方法の具体例として多層配線板の
製造について例示する。

半導体素子基板上にアルミニウムなどの金属より成る所
定パターンの導電配線層を形成し、その上にシリコーン
系被膜を全面に形成する。

次いで通常のホトエツチング法によりシリコーン系被膜
をエツチングしてコンタクトホールを開ける。そしてプ
ラズマ処理装置を使用し、酸素を主成分とするガスを用
い、プラズマ処理を行うことによシリコーン系樹脂のエ
ツチングの際にマスクとなったレジスト膜を除去すると
ともに、シリコーン系被膜表面を処理する。次いで表面
処理が行われたシリコーン系被膜上に再度アルミニウム
を蒸着し、通常のホトエツチング法によって、所定パタ
ーンの導電配線層が＝　７− 形成される。その後全面に表面安定化膜を形成すること
で多層配線板が作製される。

〔実施例〕

実施例１ シリコーン系被膜形成用塗布液である０ＣＤＴｙｐｅ−
７≠５１Ｒ（東京応化工業社製）をシリコンウェハー上
にスピンナー塗布し、４００℃、３０分間不活性ガス雰
囲気中でベーキングすることにより約１μｍのシリコー
ン系被膜を得た。

次いでプラズマ放電部と反応処理部を設けた構造を有す
る誘導型プラズマ処理装置であるＴＣＡ＝２３００　（
東京応化工業社製）を用いて０２ガスを導入出力２５０
Ｗ、圧力０．８　Ｔｏｒｒおよび処理温度６０℃の条件
でシリコーン系被膜表面を９０秒間プラズマ処理した。

このときシリコーン系被膜はクラックの々い均一な表面
であった。

次いでこの上にポジ型ホトレジストである０ＦＰＲ−８
００（東京応化工業社製）を塗布し、１１０℃で９０秒
間乾燥したのち、通常のホトリソグラフィ法によシバタ
ーニングし、これをマスフとして露出しだシリコーン系
被膜をプラズマエツチング装置ＯＡＰＭ−４００（東京
応化工業社製）を用い、０２：ＣＦ、（９７容量係：３
容量係）の混合ガスによシエソチングしたところ、レジ
スト膜のシリコーン系樹脂からのハガレはなく原画マス
クに忠実なパターンが得られた。

比較例１ 実施例１で用いたプラズマ処理条件のうち、処理温度を
１５０℃とした以外は実施例１と同様の方法で行ったと
ころ、同じ時間を要してプラズマ処理しだにもかかわら
ず、被膜全面に無数のクラックが確認された。

比較例２ 混合ガスの配合容量割合を０２＝ＣＩ−■Ｆ３−５０：
５０とした以外は実施例１と同様に処理しだが、得られ
た被膜とその上層のホトレジストとの密着性が増強され
ることがなく、マスクとしての機能を発揮することがで
きなかった。

比較例３ 実施例１と同様にシリコーン系被膜を形成し、これをバ
ッチ型プラズマ処理装置ＯＰＭ−Ａ、１２００（東京応
化工業社製）に入れて、酸素ガス９５容量係とテトラフ
ルオロメタン５容量係とからなる混合ガスを導入して、
圧力１．８Ｔｏｒｒ、２５０〜３００℃のプラズマ条件
で３分間処理したところ、シリコーン系被膜には無数の
クラックが確認された。

〔発明の効果〕

本発明のシリコーン系被膜の表面処理方法ではシリコー
ン系被膜表面を１２０℃以下の温度と、酸素を主成分と
するガスでプラズマ処理することによりシリコーン系被
膜表面上に積層される他層に対する密着性を向上でき、
しかもシリコーン系被膜にはクラックなどを発生させな
いため、シリコーン系被膜を用いる電子部品の製造の歩
留りを高めることができ、また本発明の表面処理方法は
プラズマ処理装置が使用されるため、プロセスの自動化
も可能であり、極めて実用的な方法である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. シリコーン系被膜表面を酸素を主成分とするガスを用い
   、かつ１２０℃以下の温度でプラズマ処理することを特
   徴とするシリコーン系被膜の表面処理方法