JP3008996B2 - 絶縁膜の形成方法 - Google Patents
絶縁膜の形成方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、絶縁膜の形成方法に
関し、特に、シリコーン樹脂を含有する塗布型の絶縁膜
の形成に用いて好適なものである。
関し、特に、シリコーン樹脂を含有する塗布型の絶縁膜
の形成に用いて好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置に用いられる塗布型の絶縁膜
には、無機系のものと有機系のものとがある。このうち
無機系の塗布型絶縁膜としては、シラノールを水やアル
コールに溶解させた原料液を半導体基板上にスピン塗布
した後に熱処理を行うことにより容易に固化（ガラス
化）させることができるＳＯＧ（spin on glass)と呼ば
れるものが良く知られている（以下においては、この無
機系の塗布型絶縁膜を「無機ＳＯＧ膜」という）。一
方、有機系の塗布型絶縁膜としては、シリコーン樹脂系
のものが知られている（以下においては、この有機系の
塗布型絶縁膜を「有機ＳＯＧ膜」という）。
には、無機系のものと有機系のものとがある。このうち
無機系の塗布型絶縁膜としては、シラノールを水やアル
コールに溶解させた原料液を半導体基板上にスピン塗布
した後に熱処理を行うことにより容易に固化（ガラス
化）させることができるＳＯＧ（spin on glass)と呼ば
れるものが良く知られている（以下においては、この無
機系の塗布型絶縁膜を「無機ＳＯＧ膜」という）。一
方、有機系の塗布型絶縁膜としては、シリコーン樹脂系
のものが知られている（以下においては、この有機系の
塗布型絶縁膜を「有機ＳＯＧ膜」という）。
【０００３】無機ＳＯＧ膜は表面平坦化を容易に行うこ
とができる層間絶縁膜として従来より広く用いられてき
たが、近年、半導体装置の高集積化の進展に伴い、多層
配線の層間絶縁膜として、厚膜化の容易さや表面平坦度
の点で無機ＳＯＧ膜よりも優れた有機ＳＯＧ膜が注目さ
れるようになってきている。
とができる層間絶縁膜として従来より広く用いられてき
たが、近年、半導体装置の高集積化の進展に伴い、多層
配線の層間絶縁膜として、厚膜化の容易さや表面平坦度
の点で無機ＳＯＧ膜よりも優れた有機ＳＯＧ膜が注目さ
れるようになってきている。
【０００４】ところが、有機ＳＯＧ膜は、そのパターニ
ング用のレジストパターンを除去するために行われる酸
素（Ｏ2 ）プラズマアッシングに対する耐性の点では、
無機ＳＯＧ膜に比べて劣る。これは、有機ＳＯＧ膜のア
ッシング時には、Si−ＣＨ3 ＋２Ｏ2 →Si−ＯＨ＋ＣＯ
2 ＋Ｈ2 Ｏで示される反応が進むことによるものであ
る。そして、これによって、有機ＳＯＧ膜のクラックの
発生や含水分量の増加などが生じる。
ング用のレジストパターンを除去するために行われる酸
素（Ｏ2 ）プラズマアッシングに対する耐性の点では、
無機ＳＯＧ膜に比べて劣る。これは、有機ＳＯＧ膜のア
ッシング時には、Si−ＣＨ3 ＋２Ｏ2 →Si−ＯＨ＋ＣＯ
2 ＋Ｈ2 Ｏで示される反応が進むことによるものであ
る。そして、これによって、有機ＳＯＧ膜のクラックの
発生や含水分量の増加などが生じる。
【０００５】この問題に対する対策として、特開平１−
３１９９４２号公報においては、有機ＳＯＧ膜を平行平
板型プラズマエッチング装置を用いてＯ2 プラズマ処理
（以下においては、「Ｏ2 ＲＩＥ処理」という）するこ
とにより、この有機ＳＯＧ膜の表面のみ無機化する方法
が提案されている。そして、この方法によれば、有機Ｓ
ＯＧ膜の耐アッシング性が向上し、アッシングによるク
ラックの発生もないとされている。
３１９９４２号公報においては、有機ＳＯＧ膜を平行平
板型プラズマエッチング装置を用いてＯ2 プラズマ処理
（以下においては、「Ｏ2 ＲＩＥ処理」という）するこ
とにより、この有機ＳＯＧ膜の表面のみ無機化する方法
が提案されている。そして、この方法によれば、有機Ｓ
ＯＧ膜の耐アッシング性が向上し、アッシングによるク
ラックの発生もないとされている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述のＯ2 ＲＩＥ処理
による表面無機化処理により有機ＳＯＧ膜の耐アッシン
グ性は確かに向上するが、本発明者の知見によれば、こ
の方法では、有機ＳＯＧ膜の膜厚の減少量が大きく、こ
れがクラックの発生を招く。しかも、有機ＳＯＧ膜の含
水分量が増加してしまうという問題は依然残されてお
り、これによって次のような問題が生じる。
による表面無機化処理により有機ＳＯＧ膜の耐アッシン
グ性は確かに向上するが、本発明者の知見によれば、こ
の方法では、有機ＳＯＧ膜の膜厚の減少量が大きく、こ
れがクラックの発生を招く。しかも、有機ＳＯＧ膜の含
水分量が増加してしまうという問題は依然残されてお
り、これによって次のような問題が生じる。
【０００７】すなわち、図６に示すように、シリコン基
板１０１上に図示省略した絶縁膜を介して形成された一
層目のアルミニウム（Al）配線１０２を覆うように有機
ＳＯＧ膜１０３を形成し、この有機ＳＯＧ膜１０３にコ
ンタクトホールＣ´を形成した場合、二層目のAl配線を
形成するためのAl膜１０４をスパッタ法により形成する
際に有機ＳＯＧ膜１０３から水分が放出される。この結
果、このAl膜１０４をパターニングすることにより形成
される二層目のAl配線の一層目のAl配線１０２に対する
コンタクト抵抗が増大したり、ボイドの形成や腐食など
により二層目のAl配線の不良が生じたりする。
板１０１上に図示省略した絶縁膜を介して形成された一
層目のアルミニウム（Al）配線１０２を覆うように有機
ＳＯＧ膜１０３を形成し、この有機ＳＯＧ膜１０３にコ
ンタクトホールＣ´を形成した場合、二層目のAl配線を
形成するためのAl膜１０４をスパッタ法により形成する
際に有機ＳＯＧ膜１０３から水分が放出される。この結
果、このAl膜１０４をパターニングすることにより形成
される二層目のAl配線の一層目のAl配線１０２に対する
コンタクト抵抗が増大したり、ボイドの形成や腐食など
により二層目のAl配線の不良が生じたりする。
【０００８】また、図７に示すように、一層目のAl配線
１０２を覆うようにＣＶＤ法により絶縁膜１０５を形成
した後に、この絶縁膜１０５上に有機ＳＯＧ膜１０３を
形成し、さらにこの有機ＳＯＧ膜１０３上にＣＶＤ法に
より絶縁膜１０６を形成する場合、この絶縁膜１０６の
有機ＳＯＧ膜１０３に対する密着性が低下し、剥がれや
すくなってしまう。従って、この発明の目的は、耐アッ
シング性に優れ、クラックの発生もなく、しかも含水分
量が少ない、シリコーン樹脂を含有する絶縁膜を形成す
ることができる絶縁膜の形成方法を提供することにあ
る。
１０２を覆うようにＣＶＤ法により絶縁膜１０５を形成
した後に、この絶縁膜１０５上に有機ＳＯＧ膜１０３を
形成し、さらにこの有機ＳＯＧ膜１０３上にＣＶＤ法に
より絶縁膜１０６を形成する場合、この絶縁膜１０６の
有機ＳＯＧ膜１０３に対する密着性が低下し、剥がれや
すくなってしまう。従って、この発明の目的は、耐アッ
シング性に優れ、クラックの発生もなく、しかも含水分
量が少ない、シリコーン樹脂を含有する絶縁膜を形成す
ることができる絶縁膜の形成方法を提供することにあ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、少なくともシリコーン樹脂を含有する
絶縁膜の形成方法において、少なくともシリコーン樹脂
を含有する絶縁膜（３）を基板（１）上に塗布し、熱処
理を行うことにより絶縁膜（３）を固化させ、中空陰極
放電による酸素プラズマ処理を行うことにより絶縁膜
（３）の表面無機化処理を行うようにしたものである。
この発明の好適な一実施形態においては、絶縁膜（３）
の表面無機化処理を行った後にベーキング処理を行う。
このベーキング処理は、好ましくは２００℃以上の温度
で行われ、より好ましくは３５０℃以上の温度で行われ
る。また、ベーキング処理の時間は、好ましくは３０分
以上とされる。
に、この発明は、少なくともシリコーン樹脂を含有する
絶縁膜の形成方法において、少なくともシリコーン樹脂
を含有する絶縁膜（３）を基板（１）上に塗布し、熱処
理を行うことにより絶縁膜（３）を固化させ、中空陰極
放電による酸素プラズマ処理を行うことにより絶縁膜
（３）の表面無機化処理を行うようにしたものである。
この発明の好適な一実施形態においては、絶縁膜（３）
の表面無機化処理を行った後にベーキング処理を行う。
このベーキング処理は、好ましくは２００℃以上の温度
で行われ、より好ましくは３５０℃以上の温度で行われ
る。また、ベーキング処理の時間は、好ましくは３０分
以上とされる。
【００１０】
【作用】上述のように構成されたこの発明の絶縁膜の形
成方法によれば、中空陰極放電による酸素プラズマ処理
においては、非常に高密度のプラズマを基板（１）の直
上に発生させることができることから、多量の荷電粒子
を基板（１）の表面に入射させることができ、しかもこ
れらの荷電粒子のエネルギーは小さい。これによって、
絶縁膜（３）の表面に緻密な無機化層を薄く形成するこ
とができる。このため、絶縁膜（３）の耐アッシング性
の向上を図ることができ、しかも無機化層を薄く形成す
ることができるために含水分量の増加やクラックの発生
を抑えることができる。また、この表面無機化処理によ
る絶縁膜（３）の膜厚の減少量が少ないため、それによ
るクラックの発生を防止することができる。以上によ
り、耐アッシング性に優れ、クラックの発生もなく、し
かも含水分量が少ない、シリコーン樹脂を含有する絶縁
膜を形成することができる。
成方法によれば、中空陰極放電による酸素プラズマ処理
においては、非常に高密度のプラズマを基板（１）の直
上に発生させることができることから、多量の荷電粒子
を基板（１）の表面に入射させることができ、しかもこ
れらの荷電粒子のエネルギーは小さい。これによって、
絶縁膜（３）の表面に緻密な無機化層を薄く形成するこ
とができる。このため、絶縁膜（３）の耐アッシング性
の向上を図ることができ、しかも無機化層を薄く形成す
ることができるために含水分量の増加やクラックの発生
を抑えることができる。また、この表面無機化処理によ
る絶縁膜（３）の膜厚の減少量が少ないため、それによ
るクラックの発生を防止することができる。以上によ
り、耐アッシング性に優れ、クラックの発生もなく、し
かも含水分量が少ない、シリコーン樹脂を含有する絶縁
膜を形成することができる。
【００１１】
【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照しながら説明する。まず、この発明の一実施例におい
て有機ＳＯＧ膜の表面無機化処理を行うために用いられ
る中空陰極放電装置について説明する。図２はこの中空
陰極放電装置を示す。
照しながら説明する。まず、この発明の一実施例におい
て有機ＳＯＧ膜の表面無機化処理を行うために用いられ
る中空陰極放電装置について説明する。図２はこの中空
陰極放電装置を示す。
【００１２】図２において、符号１１は真空容器、１２
はＯ2 ガスの導入口、１３は真空排気口を示す。符号１
４は真空容器１１と電気的に絶縁された電極を示す。こ
の電極１４は、互いに対向する下側電極１４ａ及び上側
電極１４ｂから成り、全体として中空陰極を構成する。
ここで、上側電極１４ｂはメッシュ構造を有する。この
場合、下側電極１４ａにＲＦ電力が印加される。互いに
対向するこれらの下側電極１４ａ及び上側電極１４ｂの
間の距離は、好適には１〜５ｃｍとされる。
はＯ2 ガスの導入口、１３は真空排気口を示す。符号１
４は真空容器１１と電気的に絶縁された電極を示す。こ
の電極１４は、互いに対向する下側電極１４ａ及び上側
電極１４ｂから成り、全体として中空陰極を構成する。
ここで、上側電極１４ｂはメッシュ構造を有する。この
場合、下側電極１４ａにＲＦ電力が印加される。互いに
対向するこれらの下側電極１４ａ及び上側電極１４ｂの
間の距離は、好適には１〜５ｃｍとされる。
【００１３】このような中空陰極放電装置は、放電イン
ピーダンスが小さいため、放電時に大きな電流が流れ
る。すなわち、この中空陰極放電装置においては、プラ
ズマ密度を非常に高くすることができるため、基板表面
に多量のイオンが入射する。しかも、このイオンのエネ
ルギーは小さい。このため、後述のように、有機ＳＯＧ
膜３の最表面の薄い層のみを緻密な無機化層に変化させ
ることができる。
ピーダンスが小さいため、放電時に大きな電流が流れ
る。すなわち、この中空陰極放電装置においては、プラ
ズマ密度を非常に高くすることができるため、基板表面
に多量のイオンが入射する。しかも、このイオンのエネ
ルギーは小さい。このため、後述のように、有機ＳＯＧ
膜３の最表面の薄い層のみを緻密な無機化層に変化させ
ることができる。
【００１４】図１はこの発明の一実施例による絶縁膜の
形成方法を示す。この実施例においては、図１Ａに示す
ように、まず、あらかじめ素子が形成された例えばシリ
コン基板のような半導体基板１上に図示省略した絶縁膜
を介して一層目のAl配線２を形成する。
形成方法を示す。この実施例においては、図１Ａに示す
ように、まず、あらかじめ素子が形成された例えばシリ
コン基板のような半導体基板１上に図示省略した絶縁膜
を介して一層目のAl配線２を形成する。
【００１５】次に、図１Ｂに示すように、一層目のAl配
線２を覆うように層間絶縁膜としての有機ＳＯＧ膜３を
例えば５０００Å程度の厚さに全面にスピン塗布した
後、例えば３．０×１０-3Ｔｏｒｒ程度の真空中におい
て例えば４００℃で３０分ベーキング処理を行ってこの
有機ＳＯＧ膜３を固化させる。なお、図示は省略する
が、通常は、例えばプラズマＣＶＤ法による酸化シリコ
ン（SiＯ）膜がこの有機ＳＯＧ膜３の上下に形成され
る。
線２を覆うように層間絶縁膜としての有機ＳＯＧ膜３を
例えば５０００Å程度の厚さに全面にスピン塗布した
後、例えば３．０×１０-3Ｔｏｒｒ程度の真空中におい
て例えば４００℃で３０分ベーキング処理を行ってこの
有機ＳＯＧ膜３を固化させる。なお、図示は省略する
が、通常は、例えばプラズマＣＶＤ法による酸化シリコ
ン（SiＯ）膜がこの有機ＳＯＧ膜３の上下に形成され
る。
【００１６】次に、図２に示す中空陰極放電装置を用い
てＯ2 プラズマ処理を行うことにより、図１Ｃに示すよ
うに、有機ＳＯＧ膜３の表面無機化処理を行う（図１Ｃ
中、有機ＳＯＧ膜３の表面無機化処理が行われた部分に
×を付ける）。この中空陰極放電によるＯ2 プラズマ処
理により、有機ＳＯＧ膜３の表面は緻密な無機化層に変
化する。この中空陰極放電によるＯ2 プラズマ処理の条
件の一例を挙げると、Ｏ2 ガス流量１００ＳＣＣＭ、Ｒ
Ｆ電力２００Ｗ、圧力０．１Ｔｏｒｒ、処理時間１分で
ある。ただし、この場合、図２に示す中空陰極放電装置
における下側電極１４ａ及び上側電極１４ｂの間の距離
は２ｃｍである。
てＯ2 プラズマ処理を行うことにより、図１Ｃに示すよ
うに、有機ＳＯＧ膜３の表面無機化処理を行う（図１Ｃ
中、有機ＳＯＧ膜３の表面無機化処理が行われた部分に
×を付ける）。この中空陰極放電によるＯ2 プラズマ処
理により、有機ＳＯＧ膜３の表面は緻密な無機化層に変
化する。この中空陰極放電によるＯ2 プラズマ処理の条
件の一例を挙げると、Ｏ2 ガス流量１００ＳＣＣＭ、Ｒ
Ｆ電力２００Ｗ、圧力０．１Ｔｏｒｒ、処理時間１分で
ある。ただし、この場合、図２に示す中空陰極放電装置
における下側電極１４ａ及び上側電極１４ｂの間の距離
は２ｃｍである。
【００１７】次に、図１Ｄに示すように、リソグラフィ
ーにより有機ＳＯＧ膜３上に所定形状のレジストパター
ン４を形成した後、このレジストパターン４をマスクと
して有機ＳＯＧ膜３を例えば反応性イオンエッチング
（ＲＩＥ）法によりAl配線２が露出する深さまでエッチ
ングしてコンタクトホールＣ1 、Ｃ2 を形成する。この
後、上述と同様な方法により中空陰極放電によるＯ2 プ
ラズマ処理を行い、コンタクトホールＣ1 、Ｃ2 の側壁
の有機ＳＯＧ膜３の表面無機化処理を行う。
ーにより有機ＳＯＧ膜３上に所定形状のレジストパター
ン４を形成した後、このレジストパターン４をマスクと
して有機ＳＯＧ膜３を例えば反応性イオンエッチング
（ＲＩＥ）法によりAl配線２が露出する深さまでエッチ
ングしてコンタクトホールＣ1 、Ｃ2 を形成する。この
後、上述と同様な方法により中空陰極放電によるＯ2 プ
ラズマ処理を行い、コンタクトホールＣ1 、Ｃ2 の側壁
の有機ＳＯＧ膜３の表面無機化処理を行う。
【００１８】次に、図１Ｅに示すように、Ｏ2 流量７０
０ＳＣＣＭ、ＲＦ電力１０００Ｗ、圧力１．３Ｔｏｒ
ｒ、処理時間３０分の条件でＯ2 プラズマアッシングを
行うことによりレジストパターン４を除去した後、例え
ば３５０℃で３０分ベーキングを行う。この場合、この
アッシング処理時には、有機ＳＯＧ膜３のクラックの発
生はなかった。この後、コンタクトホールＣ1 、Ｃ2 を
通じて一層目のAl配線２にコンタクトした二層目のAl配
線５を形成する。
０ＳＣＣＭ、ＲＦ電力１０００Ｗ、圧力１．３Ｔｏｒ
ｒ、処理時間３０分の条件でＯ2 プラズマアッシングを
行うことによりレジストパターン４を除去した後、例え
ば３５０℃で３０分ベーキングを行う。この場合、この
アッシング処理時には、有機ＳＯＧ膜３のクラックの発
生はなかった。この後、コンタクトホールＣ1 、Ｃ2 を
通じて一層目のAl配線２にコンタクトした二層目のAl配
線５を形成する。
【００１９】図３に、上述の実施例における塗布及び固
化後、中空陰極放電によるＯ2 プラズマ処理後、アッシ
ング処理後及び３５０℃、３０分のベーキング処理後の
有機ＳＯＧ膜３の赤外吸収スペクトルの測定結果を示
す。図３からわかるように、固化後と中空陰極放電によ
るＯ2 プラズマ処理後とアッシング処理後とベーキング
処理後とで有機ＳＯＧ膜３の赤外吸収スペクトルはほと
んど変化していない。なお、この赤外吸収スペクトルに
おいて、波数１０００〜１１３０ｃｍ-1に見られる二つ
の山のピークはSi−Ｏ−Siによるシリコーン樹脂特有の
ものであり、波数１２４５〜１２７５ｃｍ-1に見られる
ピークはSi−ＣＨ3 によるものであり、波数３２００〜
３４００ｃｍ-1に見られるピークはSi−ＯＨによるもの
である。
化後、中空陰極放電によるＯ2 プラズマ処理後、アッシ
ング処理後及び３５０℃、３０分のベーキング処理後の
有機ＳＯＧ膜３の赤外吸収スペクトルの測定結果を示
す。図３からわかるように、固化後と中空陰極放電によ
るＯ2 プラズマ処理後とアッシング処理後とベーキング
処理後とで有機ＳＯＧ膜３の赤外吸収スペクトルはほと
んど変化していない。なお、この赤外吸収スペクトルに
おいて、波数１０００〜１１３０ｃｍ-1に見られる二つ
の山のピークはSi−Ｏ−Siによるシリコーン樹脂特有の
ものであり、波数１２４５〜１２７５ｃｍ-1に見られる
ピークはSi−ＣＨ3 によるものであり、波数３２００〜
３４００ｃｍ-1に見られるピークはSi−ＯＨによるもの
である。
【００２０】また、上述の中空陰極放電によるＯ2 プラ
ズマ処理及びアッシング処理による有機ＳＯＧ膜３の膜
厚の減少量を測定したところ、図４に示すような測定結
果が得られた。図４からわかるように、中空陰極放電に
よるＯ2 プラズマ処理及びアッシング処理を行った有機
ＳＯＧ膜３の膜厚の減少量は、固化後に比べて約１０Å
に抑えられている。さらに、中空陰極放電によるＯ2 プ
ラズマ処理及びアッシング処理を行った後に含水分量を
減少させるために３５０℃で３０分ベーキング処理を行
った有機ＳＯＧ膜３の膜厚の減少量は、約７０Åに抑え
られている。一方、比較のために、中空陰極放電による
Ｏ2 プラズマ処理を行っていない有機ＳＯＧ膜３に対し
て上述と同一の条件でアッシング処理を行ったところ、
クラックが発生した。
ズマ処理及びアッシング処理による有機ＳＯＧ膜３の膜
厚の減少量を測定したところ、図４に示すような測定結
果が得られた。図４からわかるように、中空陰極放電に
よるＯ2 プラズマ処理及びアッシング処理を行った有機
ＳＯＧ膜３の膜厚の減少量は、固化後に比べて約１０Å
に抑えられている。さらに、中空陰極放電によるＯ2 プ
ラズマ処理及びアッシング処理を行った後に含水分量を
減少させるために３５０℃で３０分ベーキング処理を行
った有機ＳＯＧ膜３の膜厚の減少量は、約７０Åに抑え
られている。一方、比較のために、中空陰極放電による
Ｏ2 プラズマ処理を行っていない有機ＳＯＧ膜３に対し
て上述と同一の条件でアッシング処理を行ったところ、
クラックが発生した。
【００２１】また、有機ＳＯＧ膜３の表面無機化処理
を、Ｏ2 流量１００ＳＣＣＭ、ＲＦ電力２００Ｗ、圧力
０．１Ｔｏｒｒ、処理時間２分の条件でのＯ2 ＲＩＥ処
理により行った後に上述と同一の条件でアッシング処理
を行ったところ、クラックの発生はなかった。しかし、
この有機ＳＯＧ膜３の赤外吸収スペクトルを測定したと
ころ、図５に示すように、１０００〜１１３０ｃｍ-1に
見られる二つの山のピークが一つになりかけており、さ
らにSi−ＣＨ3 による１２４５〜１２７５ｃｍ-1に見ら
れるピークは固化後に比べて減少している。また、Si−
ＯＨによる３２００〜３４００ｃｍ-1に見られるピーク
は大きくなっている。さらに、この有機ＳＯＧ膜３の膜
厚を測定したところ、図４に示すように、固化後に比べ
て約２６０Å減少し、３５０℃で３０分ベーキング処理
を行った後には、固化後に比べて３６０Åも減少した。
このように膜厚の減少量が大きいことは、有機ＳＯＧ膜
３の表面無機化層が厚いことを意味し、この表面無機化
層が厚いほどクラックの発生や含水分量の増加による問
題が発生しやすくなる。
を、Ｏ2 流量１００ＳＣＣＭ、ＲＦ電力２００Ｗ、圧力
０．１Ｔｏｒｒ、処理時間２分の条件でのＯ2 ＲＩＥ処
理により行った後に上述と同一の条件でアッシング処理
を行ったところ、クラックの発生はなかった。しかし、
この有機ＳＯＧ膜３の赤外吸収スペクトルを測定したと
ころ、図５に示すように、１０００〜１１３０ｃｍ-1に
見られる二つの山のピークが一つになりかけており、さ
らにSi−ＣＨ3 による１２４５〜１２７５ｃｍ-1に見ら
れるピークは固化後に比べて減少している。また、Si−
ＯＨによる３２００〜３４００ｃｍ-1に見られるピーク
は大きくなっている。さらに、この有機ＳＯＧ膜３の膜
厚を測定したところ、図４に示すように、固化後に比べ
て約２６０Å減少し、３５０℃で３０分ベーキング処理
を行った後には、固化後に比べて３６０Åも減少した。
このように膜厚の減少量が大きいことは、有機ＳＯＧ膜
３の表面無機化層が厚いことを意味し、この表面無機化
層が厚いほどクラックの発生や含水分量の増加による問
題が発生しやすくなる。
【００２２】以上のように、この実施例によれば、中空
陰極放電によるＯ2プラズマ処理により有機ＳＯＧ膜３
の表面無機化処理を行っているので、この有機ＳＯＧ膜
３の耐アッシング性の向上を図ることができるととも
に、クラックの発生を有効に防止することができる。
陰極放電によるＯ2プラズマ処理により有機ＳＯＧ膜３
の表面無機化処理を行っているので、この有機ＳＯＧ膜
３の耐アッシング性の向上を図ることができるととも
に、クラックの発生を有効に防止することができる。
【００２３】しかも、有機ＳＯＧ膜３の表面無機化処理
による含水分量の増加はほとんどなく、しかもその後に
含水分量を減少させるためにベーキング処理を行ってい
るので、含水分量を少なくすることができる。このよう
に有機ＳＯＧ膜３の含水分量を減少させることができる
ことから、一層目のAl配線２に対する二層目のAl配線５
のコンタクト抵抗の増大や、ボイドの形成や腐食などに
よる二層目のAl配線５の不良を防止することができる。
さらに、有機ＳＯＧ膜３上にＣＶＤ法により絶縁膜を形
成する場合、この絶縁膜の有機ＳＯＧ膜３に対する密着
性を向上させることができる。
による含水分量の増加はほとんどなく、しかもその後に
含水分量を減少させるためにベーキング処理を行ってい
るので、含水分量を少なくすることができる。このよう
に有機ＳＯＧ膜３の含水分量を減少させることができる
ことから、一層目のAl配線２に対する二層目のAl配線５
のコンタクト抵抗の増大や、ボイドの形成や腐食などに
よる二層目のAl配線５の不良を防止することができる。
さらに、有機ＳＯＧ膜３上にＣＶＤ法により絶縁膜を形
成する場合、この絶縁膜の有機ＳＯＧ膜３に対する密着
性を向上させることができる。
【００２４】以上、この発明の一実施例につき具体的に
説明したが、この発明は、上述の実施例に限定されるも
のではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形
が可能である。例えば、上述の実施例は、一層目のAl配
線２と二層目のAl配線５との間の層間絶縁膜として有機
ＳＯＧ膜３を用いる場合にこの発明を適用した例である
が、この発明は、広く一般に多層配線の層間絶縁膜とし
て有機ＳＯＧ膜を用いる場合に適用することが可能であ
ることは言うまでもない。
説明したが、この発明は、上述の実施例に限定されるも
のではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形
が可能である。例えば、上述の実施例は、一層目のAl配
線２と二層目のAl配線５との間の層間絶縁膜として有機
ＳＯＧ膜３を用いる場合にこの発明を適用した例である
が、この発明は、広く一般に多層配線の層間絶縁膜とし
て有機ＳＯＧ膜を用いる場合に適用することが可能であ
ることは言うまでもない。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、中空陰極放電による酸素プラズマ処理により、少な
くともシリコーン樹脂を含有する絶縁膜の表面無機化処
理を行うようにしているので、耐アッシング性に優れ、
クラックの発生もなく、しかも含水分量が少ない、シリ
コーン樹脂を含有する絶縁膜を形成することができる。
ば、中空陰極放電による酸素プラズマ処理により、少な
くともシリコーン樹脂を含有する絶縁膜の表面無機化処
理を行うようにしているので、耐アッシング性に優れ、
クラックの発生もなく、しかも含水分量が少ない、シリ
コーン樹脂を含有する絶縁膜を形成することができる。
【図１】この発明の一実施例による絶縁膜の形成方法を
工程順に説明するための断面図である。
工程順に説明するための断面図である。
【図２】この発明の一実施例において有機ＳＯＧ膜の表
面無機化処理を行うために用いられる中空陰極放電装置
を示す概略図である。
面無機化処理を行うために用いられる中空陰極放電装置
を示す概略図である。
【図３】各種の処理を行った後の有機ＳＯＧ膜の赤外吸
収スペクトルの測定結果の一例を示すグラフである。
収スペクトルの測定結果の一例を示すグラフである。
【図４】各種の処理を行った後の有機ＳＯＧ膜の膜厚の
減少量の測定結果の一例を示すグラフである。
減少量の測定結果の一例を示すグラフである。
【図５】各種の処理を行った後の有機ＳＯＧ膜の赤外吸
収スペクトルの測定結果の一例を示すグラフである。
収スペクトルの測定結果の一例を示すグラフである。
【図６】有機ＳＯＧ膜を層間絶縁膜として用いる従来の
プロセスの問題点を説明するための断面図である。
プロセスの問題点を説明するための断面図である。
【図７】有機ＳＯＧ膜を層間絶縁膜として用いる従来の
プロセスの問題点を説明するための断面図である。
プロセスの問題点を説明するための断面図である。
１ 半導体基板 ２ 一層目のAl配線 ３ 有機ＳＯＧ膜 ４ レジストパターン ５ 二層目のAl配線 １４ 中空陰極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−130535（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−343431（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−179122（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−172572（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−147068（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/312 H01L 21/31 H01L 21/205
Claims (1)
- 【請求項１】 少なくともシリコーン樹脂を含有する絶
縁膜の形成方法において、 少なくともシリコーン樹脂を含有する絶縁膜を基板上に
塗布し、 熱処理を行うことにより上記絶縁膜を固化させ、 中空陰極放電による酸素プラズマ処理を行うことにより
上記絶縁膜の表面無機化処理を行うようにしたことを特
徴とする絶縁膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3183611A JP3008996B2 (ja) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | 絶縁膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3183611A JP3008996B2 (ja) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | 絶縁膜の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0513405A JPH0513405A (ja) | 1993-01-22 |
| JP3008996B2 true JP3008996B2 (ja) | 2000-02-14 |
Family
ID=16138824
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3183611A Expired - Fee Related JP3008996B2 (ja) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | 絶縁膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3008996B2 (ja) |
-
1991
- 1991-06-28 JP JP3183611A patent/JP3008996B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0513405A (ja) | 1993-01-22 |
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