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JPH07202440A - Production of wiring board - Google Patents

Production of wiring board

Info

Publication number
JPH07202440A
JPH07202440A JP35406893A JP35406893A JPH07202440A JP H07202440 A JPH07202440 A JP H07202440A JP 35406893 A JP35406893 A JP 35406893A JP 35406893 A JP35406893 A JP 35406893A JP H07202440 A JPH07202440 A JP H07202440A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
insulating film
wiring board
metal oxide
vapor deposition
ion
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.)
Pending
Application number
JP35406893A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yuji Shimazaki
勇二 島崎
Tomohito Kitamura
智史 北村
Osamu Masutomi
理 増冨
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.)
Toppan Inc
Original Assignee
Toppan Printing Co Ltd
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 Toppan Printing Co Ltd filed Critical Toppan Printing Co Ltd
Priority to JP35406893A priority Critical patent/JPH07202440A/en
Publication of JPH07202440A publication Critical patent/JPH07202440A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)

Abstract

PURPOSE:To deposit an insulating film while realizing sufficient adhesion and coverage by ion assist deposition. CONSTITUTION:A wiring board 6 for depositing an insulating film of metal oxide is held by a substrate holder 5. High vacuum is established in a vacuum chamber 1 and a mixture of an inert gas e.g. argon, and an active gas, e.g. oxygen, is subjected to ionization and projected from an ion gun 9 through a shutter toward the wiring board 6 placed in the vacuum chamber 1. On the other hand, a metal oxide 7 is irradiated with an electron beam 8 from an electron gun 3 and heated to be evaporated. The evaporated metal oxide 7 arrives at the wiring board 6 when the shutter 4 is opened. This method improves step coverage of an insulating film 23 at a level difference part 22 of the pattern, as well as the adhesion, when the insulating film 23 is formed on a lower wiring layer 21 formed on a substrate 20.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、配線層と金属酸化膜か
らなる絶縁膜とを含む配線板の製造方法に関する。より
詳しくは、ステップカバレージの良好な絶縁膜を有する
配線板の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a wiring board including a wiring layer and an insulating film made of a metal oxide film. More specifically, the present invention relates to a method for manufacturing a wiring board having an insulating film with good step coverage.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、複数の金属配線層を有する多
層配線板であって、それぞれの配線層間に層間絶縁膜が
成膜されているものが広く使用されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a multilayer wiring board having a plurality of metal wiring layers, in which an interlayer insulating film is formed between respective wiring layers, has been widely used.

【0003】このような層間絶縁膜としては、ポリイミ
ド膜などの有機樹脂膜あるいは、Si、Al等の金属の
酸化物からなる金属酸化物膜の使用が考えられるが、耐
熱性や機械的強度の点からは金属酸化物膜が好ましい。
As such an interlayer insulating film, use of an organic resin film such as a polyimide film or a metal oxide film made of an oxide of a metal such as Si or Al can be considered. From the viewpoint, a metal oxide film is preferable.

【0004】層間絶縁膜として、このような金属酸化物
膜を成膜する方法としては、真空蒸着法、スパッタリン
グ法、イオンプレーティング法などのPVD法と、減圧
CVD法、プラズマCVD法、ECRCVDなどのCV
D法とが知られている。このうち、CVD法は、特殊な
可燃性ガスや有毒ガスを使用するので安全性の点で問題
がある。一方、PVD法はそのような安全性の点での問
題はない。PVD法のなかでも、比較的成膜速度が速く
且つ膜厚制御性に優れた真空蒸着法が好ましいとされて
いる。
As a method for forming such a metal oxide film as an interlayer insulating film, a PVD method such as a vacuum deposition method, a sputtering method, an ion plating method, a low pressure CVD method, a plasma CVD method, an ECRCVD method or the like is used. CV
The D method is known. Among them, the CVD method has a problem in safety because it uses a special flammable gas or a toxic gas. On the other hand, the PVD method does not have such a problem in safety. Among PVD methods, the vacuum deposition method, which has a relatively high film formation rate and excellent film thickness controllability, is preferred.

【0005】図3に従って、このような真空蒸着法で多
層配線板の層間絶縁膜を成膜する方法を説明する。な
お、この方法においては、図3に示すように、真空チャ
ンバー1、その底部に位置する蒸着材料保持台2、その
保持台2の側方に配された電子銃3、保持台2の上方に
配され、蒸発した蒸着材料の飛翔をコントロールするシ
ャッター4及び真空チャンバー1の上方に配された基板
保持治具5とから主として構成される真空蒸着装置10
0を使用する。
A method of forming an interlayer insulating film of a multilayer wiring board by such a vacuum evaporation method will be described with reference to FIG. In this method, as shown in FIG. 3, the vacuum chamber 1, the vapor deposition material holder 2 located at the bottom of the vacuum chamber 1, the electron gun 3 arranged on the side of the holder 2, and the holder 2 above the holder 2. A vacuum vapor deposition device 10 mainly composed of a shutter 4 arranged to control the flight of vaporized vapor deposition material and a substrate holding jig 5 placed above the vacuum chamber 1.
Use 0.

【0006】まず、基板保持具5に、金属酸化物からな
る層間絶縁膜を形成すべき多層配線板6を保持させる。
一方、蒸着材料保持台2には、蒸着材料である金属酸化
物7を載置する。そして、真空チャンバー1の中を高い
真空度とし、電子銃3から電子ビーム8を金属酸化物7
に対して照射して加熱し、蒸発させる。蒸発した金属酸
化物7は、シャッター4を開放することにより、基板保
持治具5に保持された多層配線板6の金属配線層上に堆
積し、成膜されることになる。
First, the substrate holder 5 holds the multilayer wiring board 6 on which an interlayer insulating film made of a metal oxide is to be formed.
On the other hand, the metal oxide 7 as a vapor deposition material is placed on the vapor deposition material holding table 2. The inside of the vacuum chamber 1 is set to a high degree of vacuum, and the electron beam 8 is emitted from the electron gun 3 to the metal oxide 7
Irradiate, heat and evaporate. The evaporated metal oxide 7 is deposited on the metal wiring layer of the multilayer wiring board 6 held by the substrate holding jig 5 by opening the shutter 4 to form a film.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の真空蒸着法においては、多層配線板に対する金
属酸化物からなる層間絶縁膜の密着性を向上させるため
に、成膜時に多層配線板を250〜300℃に加熱しな
ければならず、作業効率が低下し、また熱管理も難し
く、更に多層配線板が熱劣化するという問題があった。
また、このようして成膜された層間絶縁膜は、その絶縁
膜を構成する金属酸化物分子あるいは粒子同士の化学結
合力が弱いために、金属酸化物の密度が低くなり、ま
た、粒径も大きくなって層間絶縁膜の表面平滑性が低下
し、層間絶縁膜のステップカバレージが不十分になると
いう問題があった。例えば、図4に示すように、多層配
線板の基板40上でパターニングされた下層金属配線層
41のパターン段差部42での層間絶縁膜43のステッ
プカバレージが不十分となる。このため、この層間絶縁
膜43上に金属薄膜を蒸着して上層金属配線層を形成し
た場合、上層金属配線層が断線したり、下層金属配線層
と上層金属配線層とがショートしたりすることがあっ
た。
However, in the above-mentioned conventional vacuum deposition method, in order to improve the adhesion of the interlayer insulating film made of a metal oxide to the multilayer wiring board, the multilayer wiring board is formed with 250 layers at the time of film formation. Since it has to be heated to ˜300 ° C., work efficiency is lowered, heat management is difficult, and the multilayer wiring board is thermally deteriorated.
In addition, the interlayer insulating film thus formed has a low density of metal oxides due to weak chemical bonding between metal oxide molecules or particles forming the insulating film. However, there is a problem that the surface smoothness of the interlayer insulating film is deteriorated and the step coverage of the interlayer insulating film becomes insufficient. For example, as shown in FIG. 4, the step coverage of the interlayer insulating film 43 at the pattern step portion 42 of the lower metal wiring layer 41 patterned on the substrate 40 of the multilayer wiring board becomes insufficient. Therefore, when a metal thin film is vapor-deposited on the interlayer insulating film 43 to form an upper metal wiring layer, the upper metal wiring layer may be disconnected, or the lower metal wiring layer and the upper metal wiring layer may be short-circuited. was there.

【0008】本発明は以上のような従来技術の問題点を
解決しようとするものであり、配線層と絶縁膜とを有す
る配線板を製造する際に、その絶縁膜を、配線板の温度
を比較的低い温度(例えば、約100℃以下)としても
十分な密着性と且つ十分なステップカバレージ性とを実
現できるように成膜することを目的とする。
The present invention is intended to solve the above-mentioned problems of the prior art, and when manufacturing a wiring board having a wiring layer and an insulating film, the insulating film is used to control the temperature of the wiring board. It is an object of the present invention to form a film so that sufficient adhesion and sufficient step coverage can be realized even at a relatively low temperature (for example, about 100 ° C. or lower).

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、真空蒸着
法に代えて、活性ガスと不活性ガスとの混合ガスのイオ
ン放電条件下において、反応性蒸着を行うイオンアシス
ト蒸着法を使用して、金属酸化物からなる絶縁膜を成膜
することにより上述の目的が達成できることを見出し、
本発明を完成させるに至った。
The present inventors have used, instead of the vacuum vapor deposition method, an ion assisted vapor deposition method in which reactive vapor deposition is performed under ion discharge conditions of a mixed gas of an active gas and an inert gas. Then, it is found that the above object can be achieved by forming an insulating film made of a metal oxide,
The present invention has been completed.

【0010】即ち、本発明は、金属酸化物からなる絶縁
膜を含む配線板の製造方法において、該絶縁膜をイオン
アシスト蒸着法により形成することを特徴とする配線板
の製造方法を提供する。
That is, the present invention provides a method for manufacturing a wiring board including an insulating film made of a metal oxide, wherein the insulating film is formed by an ion assisted vapor deposition method.

【0011】以下、本発明を詳細に説明する。The present invention will be described in detail below.

【0012】本発明の配線板の製造方法は、その絶縁膜
をイオンアシスト蒸着法に成膜することを特徴とする。
従って、本発明の製造方法は、金属酸化物からなる絶縁
膜を有する配線板の製造に広く適用することができ、支
持基板や金属配線層の種類や積層数、金属配線層のパタ
ーニング方法などに特に制限はない。なお、絶縁膜を構
成する金属酸化物としては、SiO、Al、T
iOなどを例示することができる。
The method of manufacturing a wiring board of the present invention is characterized in that the insulating film is formed by an ion assisted vapor deposition method.
Therefore, the manufacturing method of the present invention can be widely applied to the manufacture of a wiring board having an insulating film made of a metal oxide, and can be applied to the types and the number of layers of supporting substrates and metal wiring layers, the patterning method of metal wiring layers, and the like. There is no particular limitation. As the metal oxide forming the insulating film, SiO 2 , Al 2 O 3 , T
iO 2 and the like can be exemplified.

【0013】以下にイオンアシスト蒸着法により絶縁膜
を形成する方法を説明する。
A method of forming an insulating film by the ion assisted vapor deposition method will be described below.

【0014】本発明において利用するイオンアシスト蒸
着法は、活性ガスと不活性ガスとの混合ガスのイオン放
電から発生させたイオンビームを照射しながら反応性蒸
着を行う方法である。この方法では、図1に示すよう
な、真空チャンバー1、その底部に位置する蒸着材料保
持台2、その保持台2の側方に配された電子銃3、保持
台2の上方に配され、蒸発した蒸着材料の飛翔をコント
ロールするシャッター4、真空チャンバー1の上方に配
された基板保持治具5、真空チャンバー1の下方に設け
られたイオン銃9と、イオン銃9からのイオンビーム1
0の量をコントロールするシャッター11とから主とし
て構成される真空蒸着装置101を使用する。
The ion assisted vapor deposition method used in the present invention is a method of performing reactive vapor deposition while irradiating an ion beam generated from an ion discharge of a mixed gas of an active gas and an inert gas. In this method, as shown in FIG. 1, a vacuum chamber 1, a vapor deposition material holding base 2 located at the bottom thereof, an electron gun 3 arranged on the side of the holding base 2, and an upper side of the holding base 2, A shutter 4 for controlling the flight of the evaporated vapor deposition material, a substrate holding jig 5 arranged above the vacuum chamber 1, an ion gun 9 provided below the vacuum chamber 1, and an ion beam 1 from the ion gun 9.
A vacuum vapor deposition apparatus 101 mainly composed of a shutter 11 for controlling the amount of 0 is used.

【0015】まず、基板保持具5に、金属酸化物からな
る絶縁膜を形成すべき配線板6を保持させる。一方、蒸
着材料保持台2には、蒸着材料である金属酸化物7を載
置する。そして、真空チャンバー1の中を高い真空度と
し、アルゴンなどの不活性ガスと酸素などの活性ガスと
からなる混合ガスをイオン化処理をしてイオン銃9から
配線板6に向けてシャッター11を通して真空チャンバ
ー1内に放出する。一方、電子銃3から電子ビーム8を
金属酸化物7に対して照射して加熱し、蒸発させる。こ
うして蒸発した金属酸化物7は、シャッター4を開放す
ることにより配線板6に到達する。
First, the substrate holder 5 holds the wiring board 6 on which an insulating film made of a metal oxide is to be formed. On the other hand, the metal oxide 7 as a vapor deposition material is placed on the vapor deposition material holding table 2. Then, the inside of the vacuum chamber 1 is set to a high degree of vacuum, a mixed gas composed of an inert gas such as argon and an active gas such as oxygen is ionized, and a vacuum is passed through the shutter 11 from the ion gun 9 toward the wiring board 6. Discharge into chamber 1. On the other hand, the metal oxide 7 is irradiated with the electron beam 8 from the electron gun 3 to be heated and evaporated. The metal oxide 7 thus evaporated reaches the wiring board 6 by opening the shutter 4.

【0016】ここで、イオン銃9から放出された混合ガ
スは、スパッタリング効果により配線板6の表面の清浄
化を行うとともに、堆積した金属酸化物からなる絶縁膜
の表面の平滑化を行う。しかも、真空チャンバー1内で
蒸発した金属酸化物分子に衝突して、それにエネルギー
を付与する。エネルギーを付与された金属酸化物分子は
配線板6上に強固に堆積することができる。よって、例
えば、図2に示すように、配線板の基板20上でパター
ニングされている下層金属配線層21上に絶縁膜23を
形成する場合に、パターン段差部22での絶縁膜23の
ステップカバレージが良好となり、また、密着性も良好
となる。
The mixed gas released from the ion gun 9 cleans the surface of the wiring board 6 by the sputtering effect and smoothes the surface of the deposited insulating film made of metal oxide. Moreover, it collides with the metal oxide molecules evaporated in the vacuum chamber 1 and imparts energy thereto. The metal oxide molecules to which energy has been applied can be firmly deposited on the wiring board 6. Therefore, for example, as shown in FIG. 2, when the insulating film 23 is formed on the lower metal wiring layer 21 patterned on the substrate 20 of the wiring board, the step coverage of the insulating film 23 in the pattern step portion 22 is increased. Is good and the adhesion is also good.

【0017】なお、金属酸化物の堆積速度は、ステップ
カバレージの点から通常約1〜10オングストローム/
分、好ましくは約5オングストローム/分程度とする。
The deposition rate of the metal oxide is usually about 1 to 10 Å / min from the viewpoint of step coverage.
Minutes, preferably about 5 angstroms / minute.

【0018】[0018]

【作用】本発明の配線層の製造方法においては、絶縁層
をイオンアシスト蒸着法により成膜する。従って、密着
性とステップカバレージとの良好な絶縁膜を形成するこ
とが可能となる。また、イオンアシスト蒸着法の場合に
は、絶縁膜の厚みが10μm程度になるまでは配線板の
温度が約100℃以上になることはないために、形成さ
れる絶縁膜とその下地との間で熱による歪みが生じない
ようにすることが可能となる。よって、本発明の製造方
法により高い信頼性の配線板を得ることができる。特
に、本発明の製造方法は、表面平滑性を担保することが
難しい多層配線板を製造するために好ましく適用するこ
とができる。
In the method of manufacturing the wiring layer of the present invention, the insulating layer is formed by the ion assisted vapor deposition method. Therefore, it becomes possible to form an insulating film having good adhesion and good step coverage. Further, in the case of the ion assisted vapor deposition method, the temperature of the wiring board does not exceed about 100 ° C. until the thickness of the insulating film reaches about 10 μm. Thus, it is possible to prevent distortion due to heat. Therefore, a highly reliable wiring board can be obtained by the manufacturing method of the present invention. In particular, the manufacturing method of the present invention can be preferably applied to manufacture a multilayer wiring board in which it is difficult to ensure surface smoothness.

【0019】[0019]

【実施例】以下、本発明を以下の実施例に従って詳細に
説明する。
The present invention will be described in detail below with reference to the following examples.

【0020】実施例1 厚さ0.38mmのSiウエハー基板上に、最小パター
ン間隔30μmで厚さ2μmのAl配線層が形成された
配線板を用意した。この配線板を図1のイオンアシスト
蒸着装置に投入して、そのAl配線層全面上に表1に示
す条件でイオンアシスト蒸着を行った。
Example 1 A wiring board was prepared in which an Al wiring layer having a thickness of 2 μm and a minimum pattern interval of 30 μm was formed on a Si wafer substrate having a thickness of 0.38 mm. This wiring board was placed in the ion assisted vapor deposition apparatus of FIG. 1 and ion assisted vapor deposition was performed on the entire surface of the Al wiring layer under the conditions shown in Table 1.

【0021】[0021]

【表1】 イオンアシスト蒸着条件 蒸着材料 SiO 蒸着速度 5オングストローム/分 真空チャンバー内圧 1×10−4Torr カウフマン型イオン銃パワー 60eV [導入ガス 3sccm (Ar/O=9/1(V/V))] 配線板温度 100℃以下 その結果、得られた配線板の絶縁層の密着性とステップ
カバレージは良好であった。
[Table 1] Ion-assisted vapor deposition conditions Vapor deposition material SiO 2 vapor deposition rate 5 Å / min Vacuum chamber internal pressure 1 × 10 −4 Torr Kauffman type ion gun power 60 eV [Introduced gas 3 sccm (Ar / O 2 = 9/1 (V / V ))] Wiring board temperature of 100 ° C. or less As a result, the adhesion and step coverage of the insulating layer of the obtained wiring board were good.

【0022】[0022]

【発明の効果】本発明によれば、配線層と絶縁膜とを有
する配線板を製造する際に、その絶縁膜を、配線板の温
度を比較的低い温度(例えば、約100℃以下)として
も十分な密着性と十分なステップカバレージ性とを実現
できるように成膜するができる。
According to the present invention, when a wiring board having a wiring layer and an insulating film is manufactured, the insulating film is used at a relatively low temperature (for example, about 100 ° C. or lower). It is possible to form a film so as to realize sufficient adhesion and sufficient step coverage.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明で使用するイオンアシスト蒸着装置の説
明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram of an ion assisted vapor deposition device used in the present invention.

【図2】本発明の方法により得られた配線板の断面図で
ある。
FIG. 2 is a sectional view of a wiring board obtained by the method of the present invention.

【図3】従来の真空蒸着法において使用されていた真空
蒸着装置の説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a vacuum vapor deposition apparatus used in a conventional vacuum vapor deposition method.

【図4】従来の真空蒸着装置を用いて製造された配線板
の断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a wiring board manufactured using a conventional vacuum vapor deposition device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 真空チャンバー 2 蒸着材料保持台 3 電子銃 4、11 シャッター 5 基板保持治具 6 配線板、多層配線板 7 金属酸化物 8 電子ビーム 9 イオン銃 10 イオンビーム DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vacuum chamber 2 Vapor deposition material holder 3 Electron gun 4, 11 Shutter 5 Substrate holding jig 6 Wiring board, multilayer wiring board 7 Metal oxide 8 Electron beam 9 Ion gun 10 Ion beam

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 配線層と金属酸化物からなる絶縁膜とを
含む配線板の製造方法において、該絶縁膜をイオンアシ
スト蒸着法により形成することを特徴とする配線板の製
造方法。
1. A method for manufacturing a wiring board including a wiring layer and an insulating film made of a metal oxide, wherein the insulating film is formed by an ion assisted vapor deposition method.
【請求項2】 該絶縁膜を構成する金属酸化物がSiO
である請求項1記載の製造方法。
2. The metal oxide forming the insulating film is SiO 2.
2. The manufacturing method according to claim 1, which is 2 .
JP35406893A 1993-12-28 1993-12-28 Production of wiring board Pending JPH07202440A (en)

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JP35406893A JPH07202440A (en) 1993-12-28 1993-12-28 Production of wiring board

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