JP2556131B2 - 層間絶縁膜の形成方法 - Google Patents
層間絶縁膜の形成方法Info
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- JP2556131B2 JP2556131B2 JP1088925A JP8892589A JP2556131B2 JP 2556131 B2 JP2556131 B2 JP 2556131B2 JP 1088925 A JP1088925 A JP 1088925A JP 8892589 A JP8892589 A JP 8892589A JP 2556131 B2 JP2556131 B2 JP 2556131B2
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- insulating film
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- interlayer insulating
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- Formation Of Insulating Films (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体装置の製造工程で用いられる層間絶縁
膜の形成方法に関する。
膜の形成方法に関する。
従来、半導体装置の層間絶縁膜は主に塗布法により形
成されているが、その塗布溶液は、ケイ酸とアルコール
とから成る溶液、又は耐熱性シリコンポリマーを用いる
場合（応用物理学会 講演予稿集 昭和63年３月 635
頁 29a−Ｖ−１），あるいは（C6H5−SiO）ｎなる有機
シロキサン溶液を用いる場合（応用物理学会講演予稿集
昭和63年３月 375頁 31P−Ｇ−６）などがある。
成されているが、その塗布溶液は、ケイ酸とアルコール
とから成る溶液、又は耐熱性シリコンポリマーを用いる
場合（応用物理学会 講演予稿集 昭和63年３月 635
頁 29a−Ｖ−１），あるいは（C6H5−SiO）ｎなる有機
シロキサン溶液を用いる場合（応用物理学会講演予稿集
昭和63年３月 375頁 31P−Ｇ−６）などがある。
しかしながら、上述した従来の層間絶縁膜の形成方法
には以下のような欠点がある。
には以下のような欠点がある。
すなわち、ケイ酸とアルコールからなる塗布溶液を用
いる場合は3000Å以上の厚さの絶縁膜を形成すると、加
熱重合時の体積収縮に起因するクラックが発生し、絶縁
性が劣化したり、加工性が悪くなる等の問題がある。ま
た、耐熱性シリコンポリマーや（C6H5−SiO）ｎなる有
機シロキサン溶液を用いる場合は、１μｍ程度の厚さの
絶縁膜を形成すると500℃以下の低温で熱処理したとき
には、有機成分を含有していることからクラックは発生
しないが、それ以上の温度では、有機物の分解によって
起こる体積収縮に起因するクラックが発生するという問
題がある。したがって、どちらの場合にも、半導体装置
の層間絶縁膜としての実用に供せなかった。
いる場合は3000Å以上の厚さの絶縁膜を形成すると、加
熱重合時の体積収縮に起因するクラックが発生し、絶縁
性が劣化したり、加工性が悪くなる等の問題がある。ま
た、耐熱性シリコンポリマーや（C6H5−SiO）ｎなる有
機シロキサン溶液を用いる場合は、１μｍ程度の厚さの
絶縁膜を形成すると500℃以下の低温で熱処理したとき
には、有機成分を含有していることからクラックは発生
しないが、それ以上の温度では、有機物の分解によって
起こる体積収縮に起因するクラックが発生するという問
題がある。したがって、どちらの場合にも、半導体装置
の層間絶縁膜としての実用に供せなかった。
本発明の目的は上述の問題点を解決し、体積収縮のな
い層間絶縁膜の形成法を提供することにある。
い層間絶縁膜の形成法を提供することにある。
本発明の層間絶縁膜の形成方法は、少くともアルコー
ルを含む有機溶媒中に、化学式（Ｒ−Si）８で示される
オクタシュラキュバンまたは化学式 で示されるパーシラポリアセチレンまたは化学式 で示されるラダーポリシランにそれぞれ代表される酸素
を含まない有機シリコン化合物（R:アルキル基,n:正の
整数）の少くとも一種類と、一般式がSi（OR′）４で示
されるシリコンアルコラートまたはＲ″ｎ−Si（OR′）
4-nで示されるアルキルシリコンアルコラートまたはこ
れらの重合体（Ｒ′：炭素数１〜６のアルキル基,R″：
炭素数１〜４のアルキル基または水素原子,n:1〜３の整
数）とを溶解した塗布溶液を半導体基板上に塗布し酸素
ガス雰囲気中で熱処理するものである。
ルを含む有機溶媒中に、化学式（Ｒ−Si）８で示される
オクタシュラキュバンまたは化学式 で示されるパーシラポリアセチレンまたは化学式 で示されるラダーポリシランにそれぞれ代表される酸素
を含まない有機シリコン化合物（R:アルキル基,n:正の
整数）の少くとも一種類と、一般式がSi（OR′）４で示
されるシリコンアルコラートまたはＲ″ｎ−Si（OR′）
4-nで示されるアルキルシリコンアルコラートまたはこ
れらの重合体（Ｒ′：炭素数１〜６のアルキル基,R″：
炭素数１〜４のアルキル基または水素原子,n:1〜３の整
数）とを溶解した塗布溶液を半導体基板上に塗布し酸素
ガス雰囲気中で熱処理するものである。
本発明によれば、塗布溶液を半導体基板上に塗布した
のち酸素ガス雰囲気中で熱処理することにより、シリコ
ンアルコラートやアルキルシリコンアルコラート等の体
積収縮を、オクタシュラキュバン又はパーシラポリアセ
チレン又はラダーポリシラン等に代表される有機シリコ
ン化合物の酸化により体積膨張によって補うため、クラ
ックの発生を防止することができる。
のち酸素ガス雰囲気中で熱処理することにより、シリコ
ンアルコラートやアルキルシリコンアルコラート等の体
積収縮を、オクタシュラキュバン又はパーシラポリアセ
チレン又はラダーポリシラン等に代表される有機シリコ
ン化合物の酸化により体積膨張によって補うため、クラ
ックの発生を防止することができる。
〔実施例〕 次に、本発明について図面を参照して説明する。
本実施例では溶質として、オクタシュラキュバンと、
CH3−Si（OC2H5）３で表されるモノメチルトリエトキシ
シランとを用い、溶媒として、キシレンとエチルアルコ
ールの混合溶媒からなる塗布溶液を用いた。
CH3−Si（OC2H5）３で表されるモノメチルトリエトキシ
シランとを用い、溶媒として、キシレンとエチルアルコ
ールの混合溶媒からなる塗布溶液を用いた。
第２図は、モノメチルトリエトキシシランの溶液中の
濃度を100g/とし、オクタシュラキュバンの溶液中濃
度を変化させた時の塗布膜の体積収縮率を示す図であ
る。体積収縮率は、塗布溶液をスピンコートした後に、
400℃で１時間窒素ガス雰囲気中で熱処理した後の膜厚T
1と、これを800℃で１時間酸素ガス雰囲気中で熱処理し
た後の膜厚T2を用い、 なる式から求めた。
濃度を100g/とし、オクタシュラキュバンの溶液中濃
度を変化させた時の塗布膜の体積収縮率を示す図であ
る。体積収縮率は、塗布溶液をスピンコートした後に、
400℃で１時間窒素ガス雰囲気中で熱処理した後の膜厚T
1と、これを800℃で１時間酸素ガス雰囲気中で熱処理し
た後の膜厚T2を用い、 なる式から求めた。
オクタシュラキュバンの濃度が０（g/），すなわ
ち、モノメチルトリメトキシシランだけの場合には、体
積収縮率は約20％であったが、オクタシュラキュバンの
濃度が、50g/では体積収縮は０％となり、それ以上の
濃度では体積膨張に変った。これは、オクタシュラキュ
バンの酸化による体積膨張に起因している。
ち、モノメチルトリメトキシシランだけの場合には、体
積収縮率は約20％であったが、オクタシュラキュバンの
濃度が、50g/では体積収縮は０％となり、それ以上の
濃度では体積膨張に変った。これは、オクタシュラキュ
バンの酸化による体積膨張に起因している。
第２図に示した体積収縮率の結果よりオクタシュラキ
ュバンの濃度を50g/とし、この塗布溶液を用いて、層
間絶縁膜を形成した。以下第１図を用いて説明する。
ュバンの濃度を50g/とし、この塗布溶液を用いて、層
間絶縁膜を形成した。以下第１図を用いて説明する。
まず第１図（ａ）に示すように、SiO2からなる絶縁膜
２を介して形成された、厚さ約0.6μｍのポリシリコン
電極３を有するシリコン基板１を用意する。
２を介して形成された、厚さ約0.6μｍのポリシリコン
電極３を有するシリコン基板１を用意する。
次に第１図（ｂ）に示すように、上述した塗布溶液
を、4000回転／分,30秒間の条件でスピンコートしたの
ち、400℃で１時間窒素ガス雰囲気中で熱処理し、続い
て、800℃で１時間，酸素ガス雰囲気中で熱処理するこ
とにより、厚さ約0.8μｍの層間絶縁膜４を形成した。
を、4000回転／分,30秒間の条件でスピンコートしたの
ち、400℃で１時間窒素ガス雰囲気中で熱処理し、続い
て、800℃で１時間，酸素ガス雰囲気中で熱処理するこ
とにより、厚さ約0.8μｍの層間絶縁膜４を形成した。
このようにして形成した層間絶縁膜４にはクラックの
発生が全くなく、また表面の平坦性は優れたものであっ
た。
発生が全くなく、また表面の平坦性は優れたものであっ
た。
また同様の成膜法により、シリコン基板上にシリコン
酸化膜を形成し、面積約1mm2のアルミニウム電極を形成
したMIS構造の試料を用いてリーク電流を測定したとこ
ろ、５×10-11A/cm2であった。これはCVD法で形成した
シリコン酸化膜のリーク電流とほぼ等しいものであっ
た。
酸化膜を形成し、面積約1mm2のアルミニウム電極を形成
したMIS構造の試料を用いてリーク電流を測定したとこ
ろ、５×10-11A/cm2であった。これはCVD法で形成した
シリコン酸化膜のリーク電流とほぼ等しいものであっ
た。
なお、塗布溶液中にP2（OR）５やB2（OR）３等からな
る有機化合物（ただし、R:アルキル基）を添加し、層間
絶縁膜にＰやＢを含ませることにより、クラックの発生
を更に少くし、かつ平坦性を向上させることができる。
る有機化合物（ただし、R:アルキル基）を添加し、層間
絶縁膜にＰやＢを含ませることにより、クラックの発生
を更に少くし、かつ平坦性を向上させることができる。
尚、上記実施例においてはオクタシュラキュバンの酸
化による体積膨張の場合について説明したが、オクタシ
ュラキバンと類似の結合（Si−Si,Si＝Si）構造を有
し、酸化により体積膨張を生じるパーシラポリアセチレ
ンやラダーポリシラン等の酸素を含まない有機シリコン
化合物を用いても同様の効果が得られる。
化による体積膨張の場合について説明したが、オクタシ
ュラキバンと類似の結合（Si−Si,Si＝Si）構造を有
し、酸化により体積膨張を生じるパーシラポリアセチレ
ンやラダーポリシラン等の酸素を含まない有機シリコン
化合物を用いても同様の効果が得られる。
以上説明したように本発明は、溶質がオクタシュラキ
ュバン又はパーシラポリアセチレン又はラダーポリシラ
ンに代表される酸素原子を含まない有機シリコン化合物
のうちの少くとも一種類と、シリコンアルコラート又は
アルキルシリコンアルコラート、又はこれらの重合体と
から成り、溶媒が少くともアルコールを含む有機溶剤と
からなる塗布溶液を半導体基板上に塗布し酸素ガス雰囲
気中で熱処理することにより、体積収縮によるクラック
の発生が全くない層間絶縁膜を容易に得られるという効
果がある。
ュバン又はパーシラポリアセチレン又はラダーポリシラ
ンに代表される酸素原子を含まない有機シリコン化合物
のうちの少くとも一種類と、シリコンアルコラート又は
アルキルシリコンアルコラート、又はこれらの重合体と
から成り、溶媒が少くともアルコールを含む有機溶剤と
からなる塗布溶液を半導体基板上に塗布し酸素ガス雰囲
気中で熱処理することにより、体積収縮によるクラック
の発生が全くない層間絶縁膜を容易に得られるという効
果がある。
第１図（ａ），（ｂ）は本発明の一実施例を説明するた
めの半導体チップの断面図、第２図はオクタシュラキュ
バンの濃度と層間絶縁膜の体積収縮率との関係を示す図
である。 １……シリコン基板、２……絶縁膜、３……ポリシリコ
ン電極、４……層間絶縁膜。
めの半導体チップの断面図、第２図はオクタシュラキュ
バンの濃度と層間絶縁膜の体積収縮率との関係を示す図
である。 １……シリコン基板、２……絶縁膜、３……ポリシリコ
ン電極、４……層間絶縁膜。
Claims (1)
- 【請求項１】少くともアルコールを含む有機溶媒中に、
化学式（Ｒ−Si）８で示されるオクタシュラキュバンま
たは化学式 で示されるパーシラポリアセチレンまたは化学式 で示されるラダーポリシランにそれぞれ代表される酸素
を含まない有機シリコン化合物（R:アルキル基,n:正の
整数）の少くとも一種類と、一般式がSi（OR′）４で示
されるシリコンアルコラートまたはＲ″ｎ−Si（OR′）
4-nで示されるアルキルシリコンアルコラートまたはこ
れらの重合体（Ｒ′：炭素数１〜６のアルキル基,R″：
炭素数１〜４のアルキル基または水素原子,n:1〜３の整
数）とを溶解した塗布溶液を半導体基板上に塗布し酸素
ガス雰囲気中で熱処理することを特徴とする層間絶縁膜
の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1088925A JP2556131B2 (ja) | 1989-04-06 | 1989-04-06 | 層間絶縁膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1088925A JP2556131B2 (ja) | 1989-04-06 | 1989-04-06 | 層間絶縁膜の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02266525A JPH02266525A (ja) | 1990-10-31 |
| JP2556131B2 true JP2556131B2 (ja) | 1996-11-20 |
Family
ID=13956489
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1088925A Expired - Lifetime JP2556131B2 (ja) | 1989-04-06 | 1989-04-06 | 層間絶縁膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2556131B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1092755A4 (en) * | 1999-03-30 | 2004-12-22 | Jsr Corp | COATING COMPOSITION |
| JP4548567B2 (ja) * | 2001-09-19 | 2010-09-22 | Ｊｓｒ株式会社 | シリコン酸化膜の形成方法 |
-
1989
- 1989-04-06 JP JP1088925A patent/JP2556131B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02266525A (ja) | 1990-10-31 |
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