JPH0669190A - フッ素系樹脂膜の形成方法 - Google Patents
フッ素系樹脂膜の形成方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体装置及びマルチチップモジュールの多
層配線における絶縁膜の誘電率、密着性、耐熱性の総合
的向上を図る。 【構成】 感光性樹脂膜のパターニング工程の途中でフ
ッ素ガス雰囲気に曝してフッ素化する。あるいは非感光
性樹脂膜であれば、フッ素ガス雰囲気に曝してフッ素化
した後、リソグラフィーでパターニングする。
層配線における絶縁膜の誘電率、密着性、耐熱性の総合
的向上を図る。 【構成】 感光性樹脂膜のパターニング工程の途中でフ
ッ素ガス雰囲気に曝してフッ素化する。あるいは非感光
性樹脂膜であれば、フッ素ガス雰囲気に曝してフッ素化
した後、リソグラフィーでパターニングする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はフッ素樹脂膜の形成方法
に係り、より詳しく述べると、半導体装置及びマルチチ
ップモジュール（ＭＣＭ）の多層配線層における絶縁膜
の形成方法に関する。近年、半導体装置やＭＣＭの高集
積化、高速化の観点から、多層配線層における絶縁材料
の見直しが活発化している。現在、半導体素子の絶縁材
料にはＳｉＯ 2 が、ＭＣＭの絶縁材料にはポリイミドが
用いられているが、それぞれ比誘電率が４．０（１MHz
），３．５（１MHz ）と高いために伝送遅延時間やク
ロストークといった問題を悪化させている。前者に関し
て、信号配線の絶縁材料の比誘電率をε、光の速さをＣ
とすると、伝送遅延時間ｔはｔ＝√ε／Ｃで表され、伝
送遅延時間は絶縁材料の比誘電率の平方根に比例して遅
くなり、これを短くするためには比誘電率の低い材料が
必要となる。一方、後者は、配線層間の寄生容量に起因
したものであり、寄生容量を小さくするためには、やは
り比誘電率の低い材料が必要となる。ＳｉＯ2 、ポリイ
ミドに代わる材料として、ベンゾシクロブタン（ＢＣ
Ｂ）などが提案されているが、それでも比誘電率が２．
７０（１MHz ）と高く、上記した問題を充分に緩和する
ことは出来ない。
に係り、より詳しく述べると、半導体装置及びマルチチ
ップモジュール（ＭＣＭ）の多層配線層における絶縁膜
の形成方法に関する。近年、半導体装置やＭＣＭの高集
積化、高速化の観点から、多層配線層における絶縁材料
の見直しが活発化している。現在、半導体素子の絶縁材
料にはＳｉＯ 2 が、ＭＣＭの絶縁材料にはポリイミドが
用いられているが、それぞれ比誘電率が４．０（１MHz
），３．５（１MHz ）と高いために伝送遅延時間やク
ロストークといった問題を悪化させている。前者に関し
て、信号配線の絶縁材料の比誘電率をε、光の速さをＣ
とすると、伝送遅延時間ｔはｔ＝√ε／Ｃで表され、伝
送遅延時間は絶縁材料の比誘電率の平方根に比例して遅
くなり、これを短くするためには比誘電率の低い材料が
必要となる。一方、後者は、配線層間の寄生容量に起因
したものであり、寄生容量を小さくするためには、やは
り比誘電率の低い材料が必要となる。ＳｉＯ2 、ポリイ
ミドに代わる材料として、ベンゾシクロブタン（ＢＣ
Ｂ）などが提案されているが、それでも比誘電率が２．
７０（１MHz ）と高く、上記した問題を充分に緩和する
ことは出来ない。
【０００２】
【従来の技術】配線層における絶縁材料としては、比誘
電率の低いフッ素系の高分子が有望である。例えばポリ
テトラフルオロエチレン（Ｐ−ＴＦＥ）の比誘電率は
２．２（１MHz ）と、有機材料の中では最も小さい。し
かしながら、フッ素系高分子は一般に殆どの溶媒に溶け
ないために、通常の感光性樹脂の様なスピンコートやス
プレーコートが出来ず、薄膜形成が困難である。スピン
コートの出来るフッ素系の高分子材料が一部で商品化さ
れているが、密着性が乏しく加熱によって基板から剥離
してしまうという問題がある。特開平３−８０５４１号
公報においても、フッ素樹脂の成膜方法が提案されてい
るが、この方法でも良好な密着性は期待出来ない。
電率の低いフッ素系の高分子が有望である。例えばポリ
テトラフルオロエチレン（Ｐ−ＴＦＥ）の比誘電率は
２．２（１MHz ）と、有機材料の中では最も小さい。し
かしながら、フッ素系高分子は一般に殆どの溶媒に溶け
ないために、通常の感光性樹脂の様なスピンコートやス
プレーコートが出来ず、薄膜形成が困難である。スピン
コートの出来るフッ素系の高分子材料が一部で商品化さ
れているが、密着性が乏しく加熱によって基板から剥離
してしまうという問題がある。特開平３−８０５４１号
公報においても、フッ素樹脂の成膜方法が提案されてい
るが、この方法でも良好な密着性は期待出来ない。
【０００３】また、プラズマ重合によりＰ−ＴＦＥの薄
膜を形成する報告もあり、この方法は密着性が良いこと
が大きな特徴であるが、プラズマ重合膜は膜中に炭素の
不飽和結合や炭素ラジカルを含んでいるために、耐熱性
が悪く比誘電率も２．８（１０kHz ）程度のものしか得
られていない。薄膜形成後に、フッ素プラズマ雰囲気に
曝して炭素の不飽和結合や炭素ラジカルを低減する方法
が提案されているが（特開平３−６２７９２号公報）、
約０．３０μｍ程度の極めて薄い表面のみしかフッ素化
することができず、また、Ｆラジカルが樹脂のＣ−Ｃ結
合までも切断してしまうので十分な耐熱性を有するフッ
素樹脂を得ることが出来ない。
膜を形成する報告もあり、この方法は密着性が良いこと
が大きな特徴であるが、プラズマ重合膜は膜中に炭素の
不飽和結合や炭素ラジカルを含んでいるために、耐熱性
が悪く比誘電率も２．８（１０kHz ）程度のものしか得
られていない。薄膜形成後に、フッ素プラズマ雰囲気に
曝して炭素の不飽和結合や炭素ラジカルを低減する方法
が提案されているが（特開平３−６２７９２号公報）、
約０．３０μｍ程度の極めて薄い表面のみしかフッ素化
することができず、また、Ｆラジカルが樹脂のＣ−Ｃ結
合までも切断してしまうので十分な耐熱性を有するフッ
素樹脂を得ることが出来ない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、半導体素子
やＭＣＭの配線層の絶縁膜として期待されているフッ素
系樹脂膜の形成方法を提供することを目的とするもので
ある。
やＭＣＭの配線層の絶縁膜として期待されているフッ素
系樹脂膜の形成方法を提供することを目的とするもので
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記した課題は、本発明
によれば、基板上に感光性樹脂膜を形成し、該感光性樹
脂膜を露光し現像した後に、該感光性樹脂膜をフッ素ガ
ス雰囲気に曝す方法、または、基板上に感光性樹脂膜を
形成し、該感光性樹脂膜を露光した後に、該感光性樹脂
膜をフッ素ガス雰囲気に曝し、続いて現像する方法、ま
たは、基板上に感光性樹脂膜を形成し、該感光性樹脂膜
をフッ素ガス雰囲気に曝した後に、該感光性樹脂膜を露
光し現像する方法、または、基板上に高分子膜を形成し
た後に該高分子膜をフッ素ガス雰囲気に曝し、続いてリ
ソグラフィーにより該高分子膜をパターニングする方法
によって達成される。
によれば、基板上に感光性樹脂膜を形成し、該感光性樹
脂膜を露光し現像した後に、該感光性樹脂膜をフッ素ガ
ス雰囲気に曝す方法、または、基板上に感光性樹脂膜を
形成し、該感光性樹脂膜を露光した後に、該感光性樹脂
膜をフッ素ガス雰囲気に曝し、続いて現像する方法、ま
たは、基板上に感光性樹脂膜を形成し、該感光性樹脂膜
をフッ素ガス雰囲気に曝した後に、該感光性樹脂膜を露
光し現像する方法、または、基板上に高分子膜を形成し
た後に該高分子膜をフッ素ガス雰囲気に曝し、続いてリ
ソグラフィーにより該高分子膜をパターニングする方法
によって達成される。
【０００６】これらの方法において、感光性樹脂膜また
は高分子膜はＣ−Ｈ結合や炭素不飽和結合を含むものが
好ましく、スピンコートまたはスプレーコートのほかプ
ラズマ重合により形成してもよい。樹脂膜のフッ素化
は、樹脂膜の基板との密着性を害さない範囲で樹脂膜を
実質的にフッ素化することが好ましい。
は高分子膜はＣ−Ｈ結合や炭素不飽和結合を含むものが
好ましく、スピンコートまたはスプレーコートのほかプ
ラズマ重合により形成してもよい。樹脂膜のフッ素化
は、樹脂膜の基板との密着性を害さない範囲で樹脂膜を
実質的にフッ素化することが好ましい。
【０００７】
【作用】本発明によれば、溶媒に溶解した感光性樹脂あ
るいは非感光性樹脂をスピンコートあるいはスプレーコ
ートにより塗布することによって薄膜を形成し、続いて
該感光性樹脂あるいは非感光性樹脂をフッ素ガス雰囲気
に曝すことによりＣ−Ｈ結合をＣ−Ｆ結合に置換し、炭
素不飽和結合にフッ素を付加するので薄膜化したフッ素
樹脂を得ることができる。感光性樹脂の場合はその感光
性を利用してそのまま非感光性樹脂の場合にはリソグラ
フィー法により、これらのフッ素系樹脂膜をパターニン
グする。
るいは非感光性樹脂をスピンコートあるいはスプレーコ
ートにより塗布することによって薄膜を形成し、続いて
該感光性樹脂あるいは非感光性樹脂をフッ素ガス雰囲気
に曝すことによりＣ−Ｈ結合をＣ−Ｆ結合に置換し、炭
素不飽和結合にフッ素を付加するので薄膜化したフッ素
樹脂を得ることができる。感光性樹脂の場合はその感光
性を利用してそのまま非感光性樹脂の場合にはリソグラ
フィー法により、これらのフッ素系樹脂膜をパターニン
グする。
【０００８】また、プラズマ重合によって形成した薄膜
を、フッ素ガス雰囲気に曝すので膜中に残留する炭素ラ
ジカルや炭素不飽和二重結合をフッ素化することがで
き、工業的に合成されているＰ−ＴＦＥなどと同等の誘
電率と耐熱性を有するフッ素樹脂膜を得ることが出来
る。
を、フッ素ガス雰囲気に曝すので膜中に残留する炭素ラ
ジカルや炭素不飽和二重結合をフッ素化することがで
き、工業的に合成されているＰ−ＴＦＥなどと同等の誘
電率と耐熱性を有するフッ素樹脂膜を得ることが出来
る。
【０００９】
【実施例】＜第１の実施例＞Ｓｉとフッ素ガスとの反応
を防ぐためにＳｉ基板の表面と裏面にスパッタリングに
よりＡｌを１μｍ成膜し、これを基板とした（以後第
２，３，４の実施例においても同様の基板を用いる）。
該基板上にＯＭＲ（東京応化製の環化ゴムレジスト）を
１μｍ厚になるようにスピンコートし、次に１００℃で
１分間ベーキングした。次に該基板を室温、大気圧下に
おいて、窒素で希釈した５％濃度のフッ素ガス雰囲気に
２０分、１０％濃度のフッ素ガス雰囲気に２０分、３０
％濃度のフッ素ガス雰囲気に６０分間曝してフッ素化を
行った。少しずつフッ素濃度を高めたのは、高い濃度の
フッ素ガスを用いると反応による発熱が激しく樹脂が分
解してしまうためである。
を防ぐためにＳｉ基板の表面と裏面にスパッタリングに
よりＡｌを１μｍ成膜し、これを基板とした（以後第
２，３，４の実施例においても同様の基板を用いる）。
該基板上にＯＭＲ（東京応化製の環化ゴムレジスト）を
１μｍ厚になるようにスピンコートし、次に１００℃で
１分間ベーキングした。次に該基板を室温、大気圧下に
おいて、窒素で希釈した５％濃度のフッ素ガス雰囲気に
２０分、１０％濃度のフッ素ガス雰囲気に２０分、３０
％濃度のフッ素ガス雰囲気に６０分間曝してフッ素化を
行った。少しずつフッ素濃度を高めたのは、高い濃度の
フッ素ガスを用いると反応による発熱が激しく樹脂が分
解してしまうためである。
【００１０】フッ素処理前後のＯＭＲの化学反応式を図
１に例示した。ＯＭＲは１，４−シスイソプレンユニッ
トの何割かを環化させたレジストであり、１，４−シス
イソプレン構造とそれが環化した構造から成っている。
フッ素化反応によって、Ｃ−Ｈ結合をＣ−Ｆ結合に置換
し、不飽和結合にフッ素を付加させることが出来る。フ
ッ素化反応は赤外吸収（ＩＲ）スペクトルによって確認
することが出来る。ＩＲスペクトルにおいて、２９３０
cm-1付近に見られるＣ−Ｈ結合に基づく吸収が上記のフ
ッ素処理によって消失し、代わって１２５０cm-1付近に
Ｃ−Ｆ結合に基づく吸収が見られた。
１に例示した。ＯＭＲは１，４−シスイソプレンユニッ
トの何割かを環化させたレジストであり、１，４−シス
イソプレン構造とそれが環化した構造から成っている。
フッ素化反応によって、Ｃ−Ｈ結合をＣ−Ｆ結合に置換
し、不飽和結合にフッ素を付加させることが出来る。フ
ッ素化反応は赤外吸収（ＩＲ）スペクトルによって確認
することが出来る。ＩＲスペクトルにおいて、２９３０
cm-1付近に見られるＣ−Ｈ結合に基づく吸収が上記のフ
ッ素処理によって消失し、代わって１２５０cm-1付近に
Ｃ−Ｆ結合に基づく吸収が見られた。
【００１１】フッ素化した膜の比誘電率は１MHz におい
て２．２であり、Ｐ−ＴＦＥと同等であった。また、フ
ッ素処理したＯＭＲを大気中において４００℃、１０分
間加熱したが、加熱前後の膜厚の変化、及びＩＲスペク
トルの変化（Ｃ−Ｆ結合に基づくスペクトル強度の減
少）は見られなかった。このことから、耐熱性もＰ−Ｔ
ＦＥと同程度に向上していることが分かった。
て２．２であり、Ｐ−ＴＦＥと同等であった。また、フ
ッ素処理したＯＭＲを大気中において４００℃、１０分
間加熱したが、加熱前後の膜厚の変化、及びＩＲスペク
トルの変化（Ｃ−Ｆ結合に基づくスペクトル強度の減
少）は見られなかった。このことから、耐熱性もＰ−Ｔ
ＦＥと同程度に向上していることが分かった。
【００１２】以上の結果から、ＯＭＲをフッ素化するこ
とによって工業的合成されているＰ−ＴＦＥと同等の特
性が得られることが分かった。ここでは、ＯＭＲを用い
たが、この様な環化ゴムレジストに限らず他の炭化水素
系の樹脂例えば、スチレン系樹脂、メチルメタクリレイ
ト系樹脂などをフッ素化して耐熱性を向上させ、誘電率
を低下させることが出来る。フッ素処理時間や濃度は樹
脂の種類によって変化することを付け加えておく。
とによって工業的合成されているＰ−ＴＦＥと同等の特
性が得られることが分かった。ここでは、ＯＭＲを用い
たが、この様な環化ゴムレジストに限らず他の炭化水素
系の樹脂例えば、スチレン系樹脂、メチルメタクリレイ
ト系樹脂などをフッ素化して耐熱性を向上させ、誘電率
を低下させることが出来る。フッ素処理時間や濃度は樹
脂の種類によって変化することを付け加えておく。
【００１３】＜第２の実施例＞第２の実施例を図２を用
いて説明する。本実施例は、半導体装置における多層配
線の形成に関するものである。同図（ａ）に示した様
に、第１の実施例において用いた基板と同様の基板１に
感光性レジストＯＭＲ２を１μｍ厚になるようにスピン
コート（勿論スプレーコートでも良い）し、１００℃で
１分間ベーキングを行った。
いて説明する。本実施例は、半導体装置における多層配
線の形成に関するものである。同図（ａ）に示した様
に、第１の実施例において用いた基板と同様の基板１に
感光性レジストＯＭＲ２を１μｍ厚になるようにスピン
コート（勿論スプレーコートでも良い）し、１００℃で
１分間ベーキングを行った。
【００１４】同図（ｂ）に示した様に、ＯＭＲ２を第１
の実施例と同様のフッ素処理を行い第１の絶縁膜３を形
成した。同図（ｃ）に示した様に、スパッタリングによ
りＡｌを０．６μｍ厚で堆積し、リソグラフィーにより
パターニングを行って、第１のＡｌ配線４を形成した。
第１の絶縁膜３とＡｌとの密着性を向上させるためにＡ
ｌを堆積する前に第１の絶縁膜３をＡｒでスパッタリン
グしても良い。
の実施例と同様のフッ素処理を行い第１の絶縁膜３を形
成した。同図（ｃ）に示した様に、スパッタリングによ
りＡｌを０．６μｍ厚で堆積し、リソグラフィーにより
パターニングを行って、第１のＡｌ配線４を形成した。
第１の絶縁膜３とＡｌとの密着性を向上させるためにＡ
ｌを堆積する前に第１の絶縁膜３をＡｒでスパッタリン
グしても良い。
【００１５】同図（ｄ）に示した様に、ＯＭＲ５を１μ
ｍ厚になるようにスピンコートし、１００℃で１分間ベ
ーキングを行った。同図（ｅ）に示した様に、マスクパ
ターンを用いて、ＯＭＲ５を露光し、現像を行った。現
像により開孔した部分がビアホール６であり、その直径
は１．０μｍある。
ｍ厚になるようにスピンコートし、１００℃で１分間ベ
ーキングを行った。同図（ｅ）に示した様に、マスクパ
ターンを用いて、ＯＭＲ５を露光し、現像を行った。現
像により開孔した部分がビアホール６であり、その直径
は１．０μｍある。
【００１６】同図（ｆ）に示した様に、第１の実施例と
同様のフッ素処理条件によってフッ素化反応を行い第２
の絶縁膜７を得た。フッ素処理によってビアホール６底
に露出したＡｌ配線層が約３０Åフッ素化されて、Ａｌ
Ｆ８が形成された。同図（ｇ）に示した様に、ＡｌＦ８
をＡｒでスパッタリングして除去し、スパッタリングに
よりＡｌを０．６μｍ堆積し、リソグラフィーによりパ
ターニングを行い、第２のＡｌ配線９を形成した。
同様のフッ素処理条件によってフッ素化反応を行い第２
の絶縁膜７を得た。フッ素処理によってビアホール６底
に露出したＡｌ配線層が約３０Åフッ素化されて、Ａｌ
Ｆ８が形成された。同図（ｇ）に示した様に、ＡｌＦ８
をＡｒでスパッタリングして除去し、スパッタリングに
よりＡｌを０．６μｍ堆積し、リソグラフィーによりパ
ターニングを行い、第２のＡｌ配線９を形成した。
【００１７】ここでは、絶縁材料としてＯＭＲを用いた
が、分子中にＣ−Ｈ結合や炭素不飽和結合を有するもの
であればスチレン系樹脂、メチルメタクリレイト系樹
脂、などを用いても良い。また、ＭＣＭにおける多層配
線の形成においても、基本的には第２の実施例を適用す
ることが出来る。第１のＡｌ配線４をフッ素ガス雰囲気
の直接曝したくない場合には、露光後にフッ素化反応を
行い続いて現像を行うか、フッ素化反応を行った後に露
光し現像を行っても良い。 ＜第３の実施例＞上述した様に、プラズマ重合膜は膜中
に炭素の不飽和結合や炭素ラジカルが多く残留している
ため、この方法によりＰ−ＴＦＥなどの合成が試みられ
ているが、工業的に合成されているＰ−ＴＦＥよりも誘
電率及び耐熱性の点において劣っている。そこで、プラ
ズマ重合によって重合したＰ−ＴＦＥ（以後、ＰＰ−Ｔ
ＦＥとする）をフッ素処理して膜中に残留する炭素の不
飽和２重結合や炭素ラジカルの除去を行った。
が、分子中にＣ−Ｈ結合や炭素不飽和結合を有するもの
であればスチレン系樹脂、メチルメタクリレイト系樹
脂、などを用いても良い。また、ＭＣＭにおける多層配
線の形成においても、基本的には第２の実施例を適用す
ることが出来る。第１のＡｌ配線４をフッ素ガス雰囲気
の直接曝したくない場合には、露光後にフッ素化反応を
行い続いて現像を行うか、フッ素化反応を行った後に露
光し現像を行っても良い。 ＜第３の実施例＞上述した様に、プラズマ重合膜は膜中
に炭素の不飽和結合や炭素ラジカルが多く残留している
ため、この方法によりＰ−ＴＦＥなどの合成が試みられ
ているが、工業的に合成されているＰ−ＴＦＥよりも誘
電率及び耐熱性の点において劣っている。そこで、プラ
ズマ重合によって重合したＰ−ＴＦＥ（以後、ＰＰ−Ｔ
ＦＥとする）をフッ素処理して膜中に残留する炭素の不
飽和２重結合や炭素ラジカルの除去を行った。
【００１８】ＰＰ−ＴＦＥの成膜条件を表１にまとめ
た。成膜後、窒素で希釈した５％濃度のフッ素ガス雰囲
気中で６０分間フッ素処理を行った。
た。成膜後、窒素で希釈した５％濃度のフッ素ガス雰囲
気中で６０分間フッ素処理を行った。
【００１９】
【表１】
【００２０】膜中に残留する炭素ラジカル濃度は電子ス
ピン共鳴（ＥＳＲ）によって、測定することが出来る。
フッ素処理前後において、炭素ラジカル濃度の測定を行
った結果、炭素ラジカル濃度が１．７Ｅ１９cm-3から
１．２Ｅ１７cm-3と約１００分の１に低下することが分
かった。また、炭素の不飽和結合の存在は、固体高分解
能13Ｃ−ＮＭＲにより知ることが出来る。ただし、この
測定においては、フッ素照射デカップリング法を用いな
ければならない。不飽和結合のスペクトルは、テトラメ
チルシランを標準試料とした場合、１２０，１４０，１
６０PPM に現れる。これらのピーク面積の積分により、
残留する不飽和結合の定量を行うことが出来る。フッ素
処理前、膜中に不飽和結合が約３５％残留していたが、
フッ素処理によって、不飽和結合が５％以下に低下する
ことが分かった。
ピン共鳴（ＥＳＲ）によって、測定することが出来る。
フッ素処理前後において、炭素ラジカル濃度の測定を行
った結果、炭素ラジカル濃度が１．７Ｅ１９cm-3から
１．２Ｅ１７cm-3と約１００分の１に低下することが分
かった。また、炭素の不飽和結合の存在は、固体高分解
能13Ｃ−ＮＭＲにより知ることが出来る。ただし、この
測定においては、フッ素照射デカップリング法を用いな
ければならない。不飽和結合のスペクトルは、テトラメ
チルシランを標準試料とした場合、１２０，１４０，１
６０PPM に現れる。これらのピーク面積の積分により、
残留する不飽和結合の定量を行うことが出来る。フッ素
処理前、膜中に不飽和結合が約３５％残留していたが、
フッ素処理によって、不飽和結合が５％以下に低下する
ことが分かった。
【００２１】該基板上に成膜したＰＰ−ＴＦＥ膜を４０
０℃で１０分間、加熱し、加熱前後の膜厚の変化により
フッ素処理前後の耐熱性の変化を調べた。その結果、フ
ッ素処理前のＰＰ−ＴＦＥ膜は、基板加熱後、１．０μ
ｍから０．２０μｍにまで減少したのに対し、フッ素処
理したものは加熱後、０．９５μｍと僅かな減少しか起
こらなかった。この程度の膜減り量であれば、半導体装
置の製造プロセス及び、ＭＣＭの製造プロセスにおいて
は何の問題もない。
０℃で１０分間、加熱し、加熱前後の膜厚の変化により
フッ素処理前後の耐熱性の変化を調べた。その結果、フ
ッ素処理前のＰＰ−ＴＦＥ膜は、基板加熱後、１．０μ
ｍから０．２０μｍにまで減少したのに対し、フッ素処
理したものは加熱後、０．９５μｍと僅かな減少しか起
こらなかった。この程度の膜減り量であれば、半導体装
置の製造プロセス及び、ＭＣＭの製造プロセスにおいて
は何の問題もない。
【００２２】フッ素処理前後のＰＰ−ＴＦＥについて、
１MHz において誘電率の測定も行った。その結果、フッ
素処理によって、誘電率が２．８から２．３にまで低下
し、良好な値を得ることが出来た。第３の実施例におい
ては、原料ガスにテトラフルオロエチレンを用いたが、
一般式Ｃl Ｆm Ｈn （ｌ＝１〜６，ｍ＝０〜１４，ｎ＝
０〜１２）で示される化合物を原料ガスとして用いた場
合もフッ素処理によって耐熱性を高め、誘電率を低くす
ることができる。
１MHz において誘電率の測定も行った。その結果、フッ
素処理によって、誘電率が２．８から２．３にまで低下
し、良好な値を得ることが出来た。第３の実施例におい
ては、原料ガスにテトラフルオロエチレンを用いたが、
一般式Ｃl Ｆm Ｈn （ｌ＝１〜６，ｍ＝０〜１４，ｎ＝
０〜１２）で示される化合物を原料ガスとして用いた場
合もフッ素処理によって耐熱性を高め、誘電率を低くす
ることができる。
【００２３】＜第４の実施例＞図３を参照する。本実施
例は、半導体装置における多層配線の形成に関するもの
である。同図（ａ）に示した様に、Ｓｉ基板上１にプラ
ズマ重合によりＰＰ−ＴＦＥ膜２′を１．０μｍ堆積し
た。このときの成膜条件は、第３の実施例と同様であ
る。
例は、半導体装置における多層配線の形成に関するもの
である。同図（ａ）に示した様に、Ｓｉ基板上１にプラ
ズマ重合によりＰＰ−ＴＦＥ膜２′を１．０μｍ堆積し
た。このときの成膜条件は、第３の実施例と同様であ
る。
【００２４】同図（ｂ）に示した様に、窒素ガスで希釈
した濃度５％のフッ素ガス雰囲気にＰＰ−ＴＦＥ膜２を
６０分間曝し、フッ素化反応を行って、第１の絶縁膜３
を形成した。同図（ｃ）に示した様に、スパッタリング
によりＡｌを０．６μｍ堆積し、リソグラフィーにより
パターニングして第１のＡｌ配線４を形成した。
した濃度５％のフッ素ガス雰囲気にＰＰ−ＴＦＥ膜２を
６０分間曝し、フッ素化反応を行って、第１の絶縁膜３
を形成した。同図（ｃ）に示した様に、スパッタリング
によりＡｌを０．６μｍ堆積し、リソグラフィーにより
パターニングして第１のＡｌ配線４を形成した。
【００２５】同図（ｄ）に示した様に、再び、プラズマ
重合によりＰＰ−ＴＦＥ膜５′を１．０μｍ堆積した。
成膜条件は第３の実施例と同様である。同図（ｅ）に示
した様に、同図（ｂ）と同様のフッ素化反応を行うこと
によって、第２の絶縁膜層６を形成した。同図（ｆ）に
示した様に、リソグラフィーによるパターニングによっ
て、ビアホール７を開孔した。第２の絶縁膜層６のエッ
チングには、ＣＦ4 とＯ2 の混合ガスを用いた。
重合によりＰＰ−ＴＦＥ膜５′を１．０μｍ堆積した。
成膜条件は第３の実施例と同様である。同図（ｅ）に示
した様に、同図（ｂ）と同様のフッ素化反応を行うこと
によって、第２の絶縁膜層６を形成した。同図（ｆ）に
示した様に、リソグラフィーによるパターニングによっ
て、ビアホール７を開孔した。第２の絶縁膜層６のエッ
チングには、ＣＦ4 とＯ2 の混合ガスを用いた。
【００２６】同図（ｇ）に示した様に、スパッタリング
によりＡｌを０．６μｍ堆積し、リソグラフィーにより
パターニングして第２のＡｌ配線９を形成した。ここで
は、原料ガスにテトラフルオロエチレンを用いたが、一
般式Ｃl Ｆm Ｈ n （ｌ＝１〜６，ｍ＝０〜１４，ｎ＝０
〜１２）で示される化合物を原料ガスとして用いても良
い。また、ＭＣＭにおける多層配線の形成においても、
基本的には第４の実施例を適用することが出来る。
によりＡｌを０．６μｍ堆積し、リソグラフィーにより
パターニングして第２のＡｌ配線９を形成した。ここで
は、原料ガスにテトラフルオロエチレンを用いたが、一
般式Ｃl Ｆm Ｈ n （ｌ＝１〜６，ｍ＝０〜１４，ｎ＝０
〜１２）で示される化合物を原料ガスとして用いても良
い。また、ＭＣＭにおける多層配線の形成においても、
基本的には第４の実施例を適用することが出来る。
【００２７】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、基
板上にＣ−Ｈ結合を含む樹脂を塗布した後に、フッ素ガ
ス雰囲気に基板を曝してフッ素化反応を行うので、基板
と樹脂の界面に僅かに残留するＣ−Ｈ結合によって、基
板との密着性の向上が図られ、得られた膜は通常のＰ−
ＴＦＥと同等の誘電特性、耐熱性を得ることが出来、一
方、プラズマ重合により成膜したＰＰ−ＴＦＥにおいて
は、成膜後にフッ素ガス雰囲気に曝すことにより、フッ
素化反応を行い膜中に残留する炭素の不飽和結合や炭素
ラジカルの低減することが出来るので、誘電特性、耐熱
性を向上させることが出来るので、半導体装置における
配線層の絶縁膜やＭＣＭの絶縁膜として用いることが可
能となり、高速化及び高集積化を図ることが出来る。
板上にＣ−Ｈ結合を含む樹脂を塗布した後に、フッ素ガ
ス雰囲気に基板を曝してフッ素化反応を行うので、基板
と樹脂の界面に僅かに残留するＣ−Ｈ結合によって、基
板との密着性の向上が図られ、得られた膜は通常のＰ−
ＴＦＥと同等の誘電特性、耐熱性を得ることが出来、一
方、プラズマ重合により成膜したＰＰ−ＴＦＥにおいて
は、成膜後にフッ素ガス雰囲気に曝すことにより、フッ
素化反応を行い膜中に残留する炭素の不飽和結合や炭素
ラジカルの低減することが出来るので、誘電特性、耐熱
性を向上させることが出来るので、半導体装置における
配線層の絶縁膜やＭＣＭの絶縁膜として用いることが可
能となり、高速化及び高集積化を図ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】感光性樹脂のフッ素化の模式的化学反応式を図
す。
す。
【図２】第２の実施例の多層配線の形成工程を示す。
【図３】第４の実施例の多層配線の形成工程を示す。
１…基板 ２…レジスト ２′…ＰＰ−ＴＦＥ膜 ３…第１の絶縁膜 ４…第１のＡｌ配線 ５…レジスト ５′…ＰＰ−ＴＦＥ膜 ６…ビアホール ７…第２の絶縁膜 ８…ＡｌＦ ９…第２のＡｌ配線層
Claims (4)
- 【請求項１】 基板上に感光性樹脂膜を形成し、該感光
性樹脂膜を露光し現像した後に、該感光性樹脂膜をフッ
素ガス雰囲気に曝すことを特徴とするフッ素系樹脂膜の
形成方法。 - 【請求項２】 基板上に感光性樹脂膜を形成し、該感光
性樹脂膜を露光した後に、該感光性樹脂膜をフッ素ガス
雰囲気に曝し、続いて現像することを特徴とするフッ素
系樹脂膜の形成方法。 - 【請求項３】 基板上に感光性樹脂膜を形成し、該感光
性樹脂膜をフッ素ガス雰囲気に曝した後に、該感光性樹
脂膜を露光し現像することを特徴とするフッ素系樹脂膜
の形成方法。 - 【請求項４】 基板上に高分子膜を形成した後に該高分
子膜をフッ素ガス雰囲気に曝し、続いてリソグラフィー
により該高分子膜をパターニングすることを特徴とする
フッ素系樹脂膜の形成方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4222893A JPH0669190A (ja) | 1992-08-21 | 1992-08-21 | フッ素系樹脂膜の形成方法 |
| US08/107,167 US5599654A (en) | 1992-08-21 | 1993-08-17 | Process for forming patterned layer of fluorinated resin and devices containing same |
| US08/744,072 US5780874A (en) | 1992-08-21 | 1996-11-04 | Process for forming fluorinated resin or amorphous carbon layer and devices containing same |
| US09/025,325 US6048786A (en) | 1992-08-21 | 1998-02-18 | Process for forming fluorinated resin or amorphous carbon layer and devices containing same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4222893A JPH0669190A (ja) | 1992-08-21 | 1992-08-21 | フッ素系樹脂膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0669190A true JPH0669190A (ja) | 1994-03-11 |
Family
ID=16789520
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4222893A Withdrawn JPH0669190A (ja) | 1992-08-21 | 1992-08-21 | フッ素系樹脂膜の形成方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (3) | US5599654A (ja) |
| JP (1) | JPH0669190A (ja) |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6372534B1 (en) * | 1995-06-06 | 2002-04-16 | Lg. Philips Lcd Co., Ltd | Method of making a TFT array with photo-imageable insulating layer over address lines |
| US5942328A (en) * | 1996-02-29 | 1999-08-24 | International Business Machines Corporation | Low dielectric constant amorphous fluorinated carbon and method of preparation |
| US6262478B1 (en) * | 1997-04-08 | 2001-07-17 | Amitec-Advanced Multilayer Interconnect Technologies Ltd. | Electronic interconnect structure and method for manufacturing it |
| US6097096A (en) * | 1997-07-11 | 2000-08-01 | Advanced Micro Devices | Metal attachment method and structure for attaching substrates at low temperatures |
| EP0911697A3 (en) * | 1997-10-22 | 1999-09-15 | Interuniversitair Microelektronica Centrum Vzw | A fluorinated hard mask for micropatterning of polymers |
| JP3469761B2 (ja) * | 1997-10-30 | 2003-11-25 | 東京エレクトロン株式会社 | 半導体デバイスの製造方法 |
| JP3429171B2 (ja) * | 1997-11-20 | 2003-07-22 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理方法及び半導体デバイスの製造方法 |
| US6130151A (en) * | 1999-05-07 | 2000-10-10 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company | Method of manufacturing air gap in multilevel interconnection |
| US6573030B1 (en) * | 2000-02-17 | 2003-06-03 | Applied Materials, Inc. | Method for depositing an amorphous carbon layer |
| JP3648129B2 (ja) * | 2000-05-10 | 2005-05-18 | 東京エレクトロン株式会社 | 塗布現像処理方法及び塗布現像処理システム |
| 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 |
| US20020142612A1 (en) * | 2001-03-30 | 2002-10-03 | Han-Ming Wu | Shielding plate in plasma for uniformity improvement |
| US6541397B1 (en) | 2002-03-29 | 2003-04-01 | Applied Materials, Inc. | Removable amorphous carbon CMP stop |
| US6927178B2 (en) * | 2002-07-11 | 2005-08-09 | Applied Materials, Inc. | Nitrogen-free dielectric anti-reflective coating and hardmask |
| JP3894327B2 (ja) * | 2004-02-04 | 2007-03-22 | セイコーエプソン株式会社 | 配線基板の製造方法及び電子デバイスの製造方法 |
| JP2005223065A (ja) * | 2004-02-04 | 2005-08-18 | Seiko Epson Corp | 配線基板の製造方法及び電子デバイスの製造方法 |
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| WO2007032048A1 (ja) * | 2005-09-12 | 2007-03-22 | Tadahiro Ohmi | 透明部材の製造方法およびプラスチック部材 |
| US20080254233A1 (en) * | 2007-04-10 | 2008-10-16 | Kwangduk Douglas Lee | Plasma-induced charge damage control for plasma enhanced chemical vapor deposition processes |
| US9372129B2 (en) * | 2014-06-26 | 2016-06-21 | Quarkonics Applied Research Corporation | Pressure and flow detection sensor including a carbon-based element |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4144374A (en) * | 1974-12-12 | 1979-03-13 | Massachusetts Institute Of Technology | Perfluorinated functionalized materials |
| US4296151A (en) * | 1978-12-12 | 1981-10-20 | Phillips Petroleum Company | Fluorinated polymeric surfaces |
| JPS5891728A (ja) * | 1981-11-27 | 1983-05-31 | Daikin Ind Ltd | ポリイミドまたはポリアミドイミドフィルムの接着方法 |
| JPS58168630A (ja) * | 1982-03-29 | 1983-10-05 | バツテル・デイベロプメント・コ−ポレ−シヨン | 表面の調節フツ素化方法 |
| US4717623A (en) * | 1986-01-14 | 1988-01-05 | Desoto, Inc. | Radiation-curable coating compositions applied to fluorine-treated surfaces |
| US4908198A (en) * | 1986-06-02 | 1990-03-13 | The Electrosynthesis Company, Inc. | Fluorinated carbons and methods of manufacture |
| JPS6362237A (ja) * | 1986-09-02 | 1988-03-18 | Fujitsu Ltd | ＣｄＴｅ結晶用エツチング液 |
| JPS6477939A (en) * | 1987-09-18 | 1989-03-23 | Sanyo Electric Co | System of forming resist pattern |
| US4906198A (en) * | 1988-12-12 | 1990-03-06 | International Business Machines Corporation | Circuit board assembly and contact pin for use therein |
| US5627079A (en) * | 1989-03-27 | 1997-05-06 | The Research Foundation Of State University Of New York | Refunctionalized oxyfluorinated surfaces |
| JP2670141B2 (ja) * | 1989-05-12 | 1997-10-29 | 田中貴金属工業株式会社 | 撥水化方法 |
| US5387495A (en) * | 1989-06-28 | 1995-02-07 | Digital Equipment Corporation | Sequential multilayer process for using fluorinated hydrocarbons as a dielectric |
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| US5488142A (en) * | 1993-10-04 | 1996-01-30 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Fluorination in tubular reactor system |
-
1992
- 1992-08-21 JP JP4222893A patent/JPH0669190A/ja not_active Withdrawn
-
1993
- 1993-08-17 US US08/107,167 patent/US5599654A/en not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-11-04 US US08/744,072 patent/US5780874A/en not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-02-18 US US09/025,325 patent/US6048786A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6048786A (en) | 2000-04-11 |
| US5780874A (en) | 1998-07-14 |
| US5599654A (en) | 1997-02-04 |
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