JP3476283B2 - 基板平坦化材料及びこれを用いた基板の平坦化方法 - Google Patents
基板平坦化材料及びこれを用いた基板の平坦化方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、表面に段差あるい
は凹凸を有する配線基板及び半導体素子等のための基板
平坦化材料と、この材料を利用して基板を平坦化する方
法に関する。本発明の平坦化材料及び平坦化方法を用い
ることにより、数百μｍの広い幅の配線を有する基板の
平坦化が可能であり、多層配線形成において特に有効で
ある。
は凹凸を有する配線基板及び半導体素子等のための基板
平坦化材料と、この材料を利用して基板を平坦化する方
法に関する。本発明の平坦化材料及び平坦化方法を用い
ることにより、数百μｍの広い幅の配線を有する基板の
平坦化が可能であり、多層配線形成において特に有効で
ある。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体集積回路の集積度の増加及
び素子密度の向上に伴い、特に半導体素子の多層化への
要求が高まっている。また、配線の微細化による配線容
量の低下を防ぐため配線を厚くする必要に迫られ、配線
による段差はますます大きくなる傾向がある。このた
め、微細な多層配線を形成する上で、レジストのフォー
カスマージンを拡大できる優れた平坦性が得られる層間
絶縁膜の形成が必要とされている。
び素子密度の向上に伴い、特に半導体素子の多層化への
要求が高まっている。また、配線の微細化による配線容
量の低下を防ぐため配線を厚くする必要に迫られ、配線
による段差はますます大きくなる傾向がある。このた
め、微細な多層配線を形成する上で、レジストのフォー
カスマージンを拡大できる優れた平坦性が得られる層間
絶縁膜の形成が必要とされている。
【０００３】このような要求に対し、基板上にＳＯＧを
スピンコートにより塗布し、スペース部を埋め込むこと
による平坦化がなされてきた。この手法では、比較的良
好な場合でも、平坦化可能な配線幅はローカル段差の領
域である１０μｍ程度が限度であって、もっと幅の広い
配線の平坦化は不可能である。
スピンコートにより塗布し、スペース部を埋め込むこと
による平坦化がなされてきた。この手法では、比較的良
好な場合でも、平坦化可能な配線幅はローカル段差の領
域である１０μｍ程度が限度であって、もっと幅の広い
配線の平坦化は不可能である。
【０００４】一方、グローバル段差の領域である数十μ
ｍ以上の幅の配線パターンの平坦化方法として、近年、
エッチング液を使いながら機械的に研磨するＣＭＰ（Ch
emical Mechanical Polishing)の検討が行われている。
しかし、ＣＭＰではエッチング液としてＫＯＨなどのア
ルカリ溶液を必要とすること、幅の広い配線において十
分な平坦性を維持するためには研磨速度を遅くする必要
があることなどから、この手法には、配線に損傷を与え
る懸念があり、またスループットが低い、といった不都
合がある。
ｍ以上の幅の配線パターンの平坦化方法として、近年、
エッチング液を使いながら機械的に研磨するＣＭＰ（Ch
emical Mechanical Polishing)の検討が行われている。
しかし、ＣＭＰではエッチング液としてＫＯＨなどのア
ルカリ溶液を必要とすること、幅の広い配線において十
分な平坦性を維持するためには研磨速度を遅くする必要
があることなどから、この手法には、配線に損傷を与え
る懸念があり、またスループットが低い、といった不都
合がある。
【０００５】これに対し、配線上に化学気相成長（ＣＶ
Ｄ）法などで厚く形成した絶縁膜の上に、加熱されると
リフローする平坦化材料を塗布して平坦化した膜を形成
後、エッチバックプロセスによりこの平坦化膜と、その
下の絶縁膜の一部とを除去して絶縁膜の平坦化を行う手
法が行われている。この手法においては、平坦化材料の
リフロー性が十分でないために、数十μｍの幅の配線パ
ターンまでしか平坦化できていない。
Ｄ）法などで厚く形成した絶縁膜の上に、加熱されると
リフローする平坦化材料を塗布して平坦化した膜を形成
後、エッチバックプロセスによりこの平坦化膜と、その
下の絶縁膜の一部とを除去して絶縁膜の平坦化を行う手
法が行われている。この手法においては、平坦化材料の
リフロー性が十分でないために、数十μｍの幅の配線パ
ターンまでしか平坦化できていない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、これ
らの従来技術で示される問題点を解決すること、すなわ
ち、例えば多層配線における電源配線のように、幅が数
百μｍに及ぶグローバル段差の平坦化を可能にする新し
い基板平坦化材料を提供し、それを利用してそのような
グローバル段差の平坦化を実現するための方法を提供す
ることにある。
らの従来技術で示される問題点を解決すること、すなわ
ち、例えば多層配線における電源配線のように、幅が数
百μｍに及ぶグローバル段差の平坦化を可能にする新し
い基板平坦化材料を提供し、それを利用してそのような
グローバル段差の平坦化を実現するための方法を提供す
ることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の基板平坦化材料
は、次の一般式（１）、
は、次の一般式（１）、
【０００８】
【化３】
【０００９】（この式の置換基Ｒ1 〜Ｒ4 は炭素数１〜
３のアルキル基又は炭素数２もしくは３のアルケニル基
であり、これらのＲ1 〜Ｒ4 は同一であっても互いに異
なっていてもよく、ｎは正の整数である）で示され、重
量平均分子量が５００〜５０，０００のポリマーである
ことを特徴とする材料である。この一般式から明らかな
ように、本発明の材料はその分子骨格にシルフェニレン
結合を含む直鎖状シロキサン系ポリマー材料である。
３のアルキル基又は炭素数２もしくは３のアルケニル基
であり、これらのＲ1 〜Ｒ4 は同一であっても互いに異
なっていてもよく、ｎは正の整数である）で示され、重
量平均分子量が５００〜５０，０００のポリマーである
ことを特徴とする材料である。この一般式から明らかな
ように、本発明の材料はその分子骨格にシルフェニレン
結合を含む直鎖状シロキサン系ポリマー材料である。
【００１０】もう一つの側面において、本発明の基板平
坦化材料は、次の一般式（２）、
坦化材料は、次の一般式（２）、
【００１１】
【化４】
【００１２】（この式の置換基Ｒ1 〜Ｒ4 は炭素数１〜
３のアルキル基又は炭素数２もしくは３のアルケニル基
であり、これらのＲ1 〜Ｒ4 は同一であっても互いに異
なっていてもよく、置換基Ｒ5 とＲ6 は炭素数１〜３の
アルキル基又は炭素数２もしくは３のアルケニル基であ
り、Ｒ5 とＲ6 は同一であっても互いに異なっていても
よく、ｍ及びｎは正の整数であり、ｍとｎの比はｎ＝１
に対してｍ＜２である）で示され、重量平均分子量が５
００〜５０，０００のポリマーであることを特徴とする
材料である。この一般式から明らかなように、本発明の
この平坦化材料は、上記の一般式（１）で表されるシロ
キサン系ポリマーをオルガノシロキサンと共重合させた
直鎖状ポリマー材料であり、やはりその分子骨格にシル
フェニレン結合を含む。
３のアルキル基又は炭素数２もしくは３のアルケニル基
であり、これらのＲ1 〜Ｒ4 は同一であっても互いに異
なっていてもよく、置換基Ｒ5 とＲ6 は炭素数１〜３の
アルキル基又は炭素数２もしくは３のアルケニル基であ
り、Ｒ5 とＲ6 は同一であっても互いに異なっていても
よく、ｍ及びｎは正の整数であり、ｍとｎの比はｎ＝１
に対してｍ＜２である）で示され、重量平均分子量が５
００〜５０，０００のポリマーであることを特徴とする
材料である。この一般式から明らかなように、本発明の
この平坦化材料は、上記の一般式（１）で表されるシロ
キサン系ポリマーをオルガノシロキサンと共重合させた
直鎖状ポリマー材料であり、やはりその分子骨格にシル
フェニレン結合を含む。
【００１３】本発明の基板の平坦化方法は、基板の凹凸
表面に本発明の平坦化材料を塗布する工程と、これを加
熱してリフローさせることにより基板表面を平坦化する
工程を含む方法である。
表面に本発明の平坦化材料を塗布する工程と、これを加
熱してリフローさせることにより基板表面を平坦化する
工程を含む方法である。
【００１４】もう一つの側面において、この方法は、基
板上に凹凸状に形成された絶縁膜面に本発明の平坦化材
料を塗布する工程と、これを加熱してリフローさせるこ
とで平坦化被膜を形成する工程と、エッチバック法によ
りこの平坦化被膜と、その下の絶縁膜の一部とを除去し
て、当該絶縁膜を平坦化する工程とを含むことができ
る。
板上に凹凸状に形成された絶縁膜面に本発明の平坦化材
料を塗布する工程と、これを加熱してリフローさせるこ
とで平坦化被膜を形成する工程と、エッチバック法によ
りこの平坦化被膜と、その下の絶縁膜の一部とを除去し
て、当該絶縁膜を平坦化する工程とを含むことができ
る。
【００１５】本発明において、「基板」とは、例えば配
線層のような、あるいは配線層上に更に絶縁層を形成し
たような、表面に段差あるいは凹凸構造を有し、その表
面を平坦化するための処理を受けるべきあらゆる基板を
包含する。このような基板の典型的な例は、プリント基
板に代表される多層配線基板であり、あるいは多層構造
を持つ半導体素子等である。
線層のような、あるいは配線層上に更に絶縁層を形成し
たような、表面に段差あるいは凹凸構造を有し、その表
面を平坦化するための処理を受けるべきあらゆる基板を
包含する。このような基板の典型的な例は、プリント基
板に代表される多層配線基板であり、あるいは多層構造
を持つ半導体素子等である。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明の平坦化材料は、上記のよ
うに、分子骨格にシルフェニレン結合を含む直鎖状シロ
キサン系ポリマー、あるいは分子骨格にシルフェニレン
結合を含むシロキサン系ポリマーをオルガノシロキサン
と共重合させた直鎖状ポリマーである。
うに、分子骨格にシルフェニレン結合を含む直鎖状シロ
キサン系ポリマー、あるいは分子骨格にシルフェニレン
結合を含むシロキサン系ポリマーをオルガノシロキサン
と共重合させた直鎖状ポリマーである。
【００１７】これらのポリマーの重量平均分子量は、５
００〜５０，０００の範囲であることが好ましい。分子
量が５００未満では、平坦化材料を基板上に塗布後にリ
フローさせるため加熱した段階で、それが蒸発したり、
あるいは熱分解したりするため、目的とする平坦化被膜
が形成できない。分子量が５０，０００を超えると、材
料の溶融粘度が高くなって、リフロー特性が悪くなり、
目的とする幅の広い段差の平坦化が思うようにできなく
なる。重量平均分子量のより好ましい範囲は１，０００
〜２０，０００である。
００〜５０，０００の範囲であることが好ましい。分子
量が５００未満では、平坦化材料を基板上に塗布後にリ
フローさせるため加熱した段階で、それが蒸発したり、
あるいは熱分解したりするため、目的とする平坦化被膜
が形成できない。分子量が５０，０００を超えると、材
料の溶融粘度が高くなって、リフロー特性が悪くなり、
目的とする幅の広い段差の平坦化が思うようにできなく
なる。重量平均分子量のより好ましい範囲は１，０００
〜２０，０００である。
【００１８】本発明のポリマーが上記の一般式（１）で
表される直鎖状シロキサン系ポリマー材料である場合、
置換基Ｒ1 〜Ｒ4 は、炭素数１〜３のアルキル基又は炭
素数２もしくは３のアルケニル基であり、これらのＲ1
〜Ｒ4 は同一であっても互いに異なっていてもよい。こ
れらの置換基の炭素数が４以上になると、分子どうしの
からみが生じ、溶融粘度が上昇して、リフロー特性の低
下を招くので、数百μｍに及ぶような幅の広い段差の平
坦化には適さなくなる。一般式（１）で表される直鎖状
シロキサン系ポリマーの代表的な例は、ポリテトラメチ
ルシルフェニレンシロキサン、ポリテトラエチルシルフ
ェニレンシロキサン、ポリテトラビニルシルフェニレン
シロキサン等である。
表される直鎖状シロキサン系ポリマー材料である場合、
置換基Ｒ1 〜Ｒ4 は、炭素数１〜３のアルキル基又は炭
素数２もしくは３のアルケニル基であり、これらのＲ1
〜Ｒ4 は同一であっても互いに異なっていてもよい。こ
れらの置換基の炭素数が４以上になると、分子どうしの
からみが生じ、溶融粘度が上昇して、リフロー特性の低
下を招くので、数百μｍに及ぶような幅の広い段差の平
坦化には適さなくなる。一般式（１）で表される直鎖状
シロキサン系ポリマーの代表的な例は、ポリテトラメチ
ルシルフェニレンシロキサン、ポリテトラエチルシルフ
ェニレンシロキサン、ポリテトラビニルシルフェニレン
シロキサン等である。
【００１９】本発明のポリマーが上記の一般式（２）で
示される共重合体の場合、置換基Ｒ1 〜Ｒ4 は一般式
（１）のポリマーについて説明したとおりである。置換
基Ｒ5とＲ6 は、やはりは炭素数１〜３のアルキル基又
は炭素数２もしくは３のアルケニル基であり、Ｒ5 とＲ
6 は同一であっても互いに異なっていてもよい。置換基
Ｒ5 及びＲ6 の炭素数が３以下に限定されるのは、Ｒ1
〜Ｒ4 についてと同じ理由からである。また、この共重
合体の場合には、一般式（２）におけるｍとｎの比はｎ
＝１に対してｍ＜２である。ｎ＝１に対してｍ≧２とな
ると、分子間のからみ合いが生じてリフロー特性が低下
してしまい、そのため数百μｍに及ぶような幅の広い段
差の平坦化が不可能になる。一般式（２）の共重合体の
代表的な例は、ポリテトラメチルシルフェニレンシロキ
サン／ジビニルシロキサン共重合体、ポリテトラメチル
シルフェニレンシロキサン／ジメチルシロキサン共重合
体、ポリテトラメチルシルフェニレンシロキサン／ジア
リルシロキサン共重合体等である。
示される共重合体の場合、置換基Ｒ1 〜Ｒ4 は一般式
（１）のポリマーについて説明したとおりである。置換
基Ｒ5とＲ6 は、やはりは炭素数１〜３のアルキル基又
は炭素数２もしくは３のアルケニル基であり、Ｒ5 とＲ
6 は同一であっても互いに異なっていてもよい。置換基
Ｒ5 及びＲ6 の炭素数が３以下に限定されるのは、Ｒ1
〜Ｒ4 についてと同じ理由からである。また、この共重
合体の場合には、一般式（２）におけるｍとｎの比はｎ
＝１に対してｍ＜２である。ｎ＝１に対してｍ≧２とな
ると、分子間のからみ合いが生じてリフロー特性が低下
してしまい、そのため数百μｍに及ぶような幅の広い段
差の平坦化が不可能になる。一般式（２）の共重合体の
代表的な例は、ポリテトラメチルシルフェニレンシロキ
サン／ジビニルシロキサン共重合体、ポリテトラメチル
シルフェニレンシロキサン／ジメチルシロキサン共重合
体、ポリテトラメチルシルフェニレンシロキサン／ジア
リルシロキサン共重合体等である。
【００２０】本発明のポリマー材料は、適当な出発物質
から、通常の有機合成の手法を利用して容易に製造する
ことができる。そのため、それらの製法をここで詳しく
説明する必要はない。なお、本発明のポリマー材料の典
型的な合成例のいくつかは、下記の実施例において説明
される。
から、通常の有機合成の手法を利用して容易に製造する
ことができる。そのため、それらの製法をここで詳しく
説明する必要はない。なお、本発明のポリマー材料の典
型的な合成例のいくつかは、下記の実施例において説明
される。
【００２１】シルフェニレン結合を有するこれらのポリ
マー材料は、高い結晶性を持ち、溶融時の粘度が非常に
低いという特徴がある。そのため、基板へ塗布後の加熱
よるリフロー性が良好で、幅が数百μｍに及ぶようなグ
ローバル段差でも容易に平坦化することが可能である。
マー材料は、高い結晶性を持ち、溶融時の粘度が非常に
低いという特徴がある。そのため、基板へ塗布後の加熱
よるリフロー性が良好で、幅が数百μｍに及ぶようなグ
ローバル段差でも容易に平坦化することが可能である。
【００２２】その一方、結晶性の高いポリマー材料をリ
フロー後にそのまま冷却させると、再び結晶化して、形
成した膜の表面に微細な凹凸が生じ、平坦化膜としての
役割が減殺されてしまう。これを避けるために、本発明
では上記の一般式における置換基の少なくとも一部とし
てアルケニル基を採用するのが好ましい。アルケニル基
を有するポリマー材料は、リフローさせるため２００〜
３００℃で溶融させたときに架橋させることができるの
で、常温に冷却しても再結晶化するのを防止することが
できる。更に、本発明の平坦化材料のポリマーがアルケ
ニル基を含まず、アルキル基のみである場合において
も、加熱時に紫外線を照射することで架橋させることが
可能であり、それにより冷却時の再結晶化を防ぐことが
できる。
フロー後にそのまま冷却させると、再び結晶化して、形
成した膜の表面に微細な凹凸が生じ、平坦化膜としての
役割が減殺されてしまう。これを避けるために、本発明
では上記の一般式における置換基の少なくとも一部とし
てアルケニル基を採用するのが好ましい。アルケニル基
を有するポリマー材料は、リフローさせるため２００〜
３００℃で溶融させたときに架橋させることができるの
で、常温に冷却しても再結晶化するのを防止することが
できる。更に、本発明の平坦化材料のポリマーがアルケ
ニル基を含まず、アルキル基のみである場合において
も、加熱時に紫外線を照射することで架橋させることが
可能であり、それにより冷却時の再結晶化を防ぐことが
できる。
【００２３】本発明の基板平坦化材料を用いれば、幅の
広いグローバル段差でも容易に平坦化することができる
が、この材料から形成された平坦化被膜に優れた耐熱性
を期待することはできない。従って、この材料から形成
した被膜を高い耐熱性の要求される用途のために使用す
ることは避けるべきである。一般には、本発明の材料か
ら形成した平坦化被膜は３５０℃以下の温度で使用する
のが好ましい。これより高い温度での使用が想定される
場合には、エッチバックのような適当な方法で平坦化被
膜を除去するとともに下地を平坦化するようにすればよ
い。このような方法は、下記においてより具体的に説明
される。
広いグローバル段差でも容易に平坦化することができる
が、この材料から形成された平坦化被膜に優れた耐熱性
を期待することはできない。従って、この材料から形成
した被膜を高い耐熱性の要求される用途のために使用す
ることは避けるべきである。一般には、本発明の材料か
ら形成した平坦化被膜は３５０℃以下の温度で使用する
のが好ましい。これより高い温度での使用が想定される
場合には、エッチバックのような適当な方法で平坦化被
膜を除去するとともに下地を平坦化するようにすればよ
い。このような方法は、下記においてより具体的に説明
される。
【００２４】本発明の平坦化用ポリマー材料は、分子骨
格にシルフェニレン結合を有する点で、例えば特公平６
−３６０９９号公報に記載されたようなポリマー材料に
類似している。しかしながら、上記公報に記載されたポ
リマー材料は、レジスト材料として用いられるものであ
り、有機溶剤での現像時の膨潤を抑制する目的でシルフ
ェニレン結合を含む分子構造が採用されている。すなわ
ち、シルフェニレン結合を構成しているケイ素原子（ベ
ンゼン環に結合しているケイ素原子）が酸素原子を介し
て架橋した構造、言い換えれば、シルフェニレンシロキ
サンの核とこのシルフェニレン核を取り囲んだトリオル
ガノシリル基とからなる三次元の毬状構造が採用されて
おり、これによって有機溶剤現像液による膨潤に対する
耐性を実現している。これに対して、本発明のポリマー
材料は、加熱によるリフローによって基板表面を平坦化
するのに使用することを目的としており、そのために、
上記公報記載のポリマー材料のような三次元構造を避け
て、直鎖状の構造を採用している。この点において、本
発明の平坦化用ポリマー材料は、シルフェニレン結合を
有するこれまでのレジスト材料とは全く異質の材料にな
っている。なお、本発明の平坦化材料は、リフロー時の
加熱によって架橋させることができるが、この架橋によ
ってできる結合は炭素−炭素（Ｃ−Ｃ）結合である。こ
れとは対照的に、特公平６−３６０９９号公報等に記載
の材料は、レジスト材料として基板に塗布する際に既に
三次元架橋構造を持っており、しかもその架橋結合は酸
素を介した炭素−酸素−炭素（Ｃ−Ｏ−Ｃ）結合であ
る。
格にシルフェニレン結合を有する点で、例えば特公平６
−３６０９９号公報に記載されたようなポリマー材料に
類似している。しかしながら、上記公報に記載されたポ
リマー材料は、レジスト材料として用いられるものであ
り、有機溶剤での現像時の膨潤を抑制する目的でシルフ
ェニレン結合を含む分子構造が採用されている。すなわ
ち、シルフェニレン結合を構成しているケイ素原子（ベ
ンゼン環に結合しているケイ素原子）が酸素原子を介し
て架橋した構造、言い換えれば、シルフェニレンシロキ
サンの核とこのシルフェニレン核を取り囲んだトリオル
ガノシリル基とからなる三次元の毬状構造が採用されて
おり、これによって有機溶剤現像液による膨潤に対する
耐性を実現している。これに対して、本発明のポリマー
材料は、加熱によるリフローによって基板表面を平坦化
するのに使用することを目的としており、そのために、
上記公報記載のポリマー材料のような三次元構造を避け
て、直鎖状の構造を採用している。この点において、本
発明の平坦化用ポリマー材料は、シルフェニレン結合を
有するこれまでのレジスト材料とは全く異質の材料にな
っている。なお、本発明の平坦化材料は、リフロー時の
加熱によって架橋させることができるが、この架橋によ
ってできる結合は炭素−炭素（Ｃ−Ｃ）結合である。こ
れとは対照的に、特公平６−３６０９９号公報等に記載
の材料は、レジスト材料として基板に塗布する際に既に
三次元架橋構造を持っており、しかもその架橋結合は酸
素を介した炭素−酸素−炭素（Ｃ−Ｏ−Ｃ）結合であ
る。
【００２５】本発明の平坦化方法は、基板の凹凸表面に
本発明の平坦化材料を塗布する工程と、これを加熱して
リフローさせることにより基板表面を平坦化する工程を
含んでいる。一般に、平坦化材料は適当な有機溶剤溶液
として基板に塗布することができる。使用する有機溶剤
は、平坦化材料と反応せず、塗布後に容易に蒸発させる
ことができる限り、どのようなものでもよい。代表的な
溶剤の例を挙げると、キシレン、メチルイソブチルケト
ン、トルエン等である。溶剤に溶解した平坦化材料の塗
布は、スピンコート法で行うのが好適である。
本発明の平坦化材料を塗布する工程と、これを加熱して
リフローさせることにより基板表面を平坦化する工程を
含んでいる。一般に、平坦化材料は適当な有機溶剤溶液
として基板に塗布することができる。使用する有機溶剤
は、平坦化材料と反応せず、塗布後に容易に蒸発させる
ことができる限り、どのようなものでもよい。代表的な
溶剤の例を挙げると、キシレン、メチルイソブチルケト
ン、トルエン等である。溶剤に溶解した平坦化材料の塗
布は、スピンコート法で行うのが好適である。
【００２６】平坦化材料をリフローさせるための加熱の
条件は、使用する平坦化材料の種類、有機溶剤の種類、
被処理基板の耐熱性等を考慮して、適宜選択することが
できる。とは言え、一般には、２００〜３５０℃の温度
で、３〜１０分間加熱するのが適当であろう。
条件は、使用する平坦化材料の種類、有機溶剤の種類、
被処理基板の耐熱性等を考慮して、適宜選択することが
できる。とは言え、一般には、２００〜３５０℃の温度
で、３〜１０分間加熱するのが適当であろう。
【００２７】本発明の方法では、基板上に凹凸状に形成
された絶縁膜面に本発明の平坦化材料を塗布し、これを
加熱してリフローさせることで平坦化被膜を形成し、そ
してエッチバック法によりこの平坦化被膜と、その下の
絶縁膜の一部とを除去して、当該絶縁膜を平坦化するこ
ともできる。この場合にも、平坦化材料の塗布と加熱に
よるリフローは、先に説明したようにして行うことがで
きる。また、エッチバック法による絶縁膜の平坦化自体
は、既に知られている技術であるが、次にこれを簡単に
説明することにする。
された絶縁膜面に本発明の平坦化材料を塗布し、これを
加熱してリフローさせることで平坦化被膜を形成し、そ
してエッチバック法によりこの平坦化被膜と、その下の
絶縁膜の一部とを除去して、当該絶縁膜を平坦化するこ
ともできる。この場合にも、平坦化材料の塗布と加熱に
よるリフローは、先に説明したようにして行うことがで
きる。また、エッチバック法による絶縁膜の平坦化自体
は、既に知られている技術であるが、次にこれを簡単に
説明することにする。
【００２８】エッチバック法を併用する際には、図１
（ａ）に示すように、配線１１上に絶縁膜１２を配線段
差以上の膜厚で形成した被処理基板１０の上に、本発明
の平坦化材料の溶液をスピンコートし、加熱により溶剤
を蒸発させるとともに平坦化材料をリフローさせて、同
図に示すように平坦化被膜１３を成膜し、配線層の段差
を平坦化材料により平坦化する。次に、平坦化材料が残
らないように、ドライ雰囲気で全面エッチバックを行っ
て、図１（ｂ）に示すように平坦化した絶縁層１２’を
形成する。このようにアルカリ溶液などのエッチング液
を用いないことから、配線を損傷することなく絶縁膜の
平坦化が可能になる。
（ａ）に示すように、配線１１上に絶縁膜１２を配線段
差以上の膜厚で形成した被処理基板１０の上に、本発明
の平坦化材料の溶液をスピンコートし、加熱により溶剤
を蒸発させるとともに平坦化材料をリフローさせて、同
図に示すように平坦化被膜１３を成膜し、配線層の段差
を平坦化材料により平坦化する。次に、平坦化材料が残
らないように、ドライ雰囲気で全面エッチバックを行っ
て、図１（ｂ）に示すように平坦化した絶縁層１２’を
形成する。このようにアルカリ溶液などのエッチング液
を用いないことから、配線を損傷することなく絶縁膜の
平坦化が可能になる。
【００２９】絶縁膜としては、シランを基にしたプラズ
マＣＶＤ膜、テトラエチルオルソシリケート（ＴＥＯ
Ｓ）を基にしたプラズマＴＥＯＳ−ＣＶＤ膜、オゾンＴ
ＥＯＳ膜などのＳｉＯ2 膜や、スピンコート法により形
成したＳＯＧ膜や、あるいはＣＶＤ膜とＳＯＧ膜とを組
み合わせたものが挙げられる。また、平坦化被膜のエッ
チバックは、フッ素プラズマにより可能であるが、絶縁
膜とのエッチングレート選択比及びエッチング速度の向
上を目的に酸素を導入しても差し支えない。
マＣＶＤ膜、テトラエチルオルソシリケート（ＴＥＯ
Ｓ）を基にしたプラズマＴＥＯＳ−ＣＶＤ膜、オゾンＴ
ＥＯＳ膜などのＳｉＯ2 膜や、スピンコート法により形
成したＳＯＧ膜や、あるいはＣＶＤ膜とＳＯＧ膜とを組
み合わせたものが挙げられる。また、平坦化被膜のエッ
チバックは、フッ素プラズマにより可能であるが、絶縁
膜とのエッチングレート選択比及びエッチング速度の向
上を目的に酸素を導入しても差し支えない。
【００３０】このように、エッチバック法を併用しての
下地絶縁膜の平坦化は、平坦化材料及び絶縁膜の種類に
応じた条件を使って、既に知られているやり方で容易に
実施することができる。
下地絶縁膜の平坦化は、平坦化材料及び絶縁膜の種類に
応じた条件を使って、既に知られているやり方で容易に
実施することができる。
【００３１】本発明は、更に、上記の本発明の方法で形
成された平坦化層を有することを特徴とする多層配線基
板及び半導体素子を提供する。
成された平坦化層を有することを特徴とする多層配線基
板及び半導体素子を提供する。
【００３２】
【実施例】以下に本発明の実施例を示すが、言うまでも
なく、本発明はこれらの実施例によっていささかでも限
定されるものではない。
なく、本発明はこれらの実施例によっていささかでも限
定されるものではない。
【００３３】下記の実施例における平坦性の評価は、高
さ（下地との段差）が１μｍで、大きさが１０×１０μ
ｍから８，０００×８，０００μｍまでのアルミニウム
配線パターンを形成したシリコン製の平坦化評価用基板
を用いて行った。また、これらの例におけるグローバル
段差は、図２に示したように、基板２０のフィールド部
（アルミニウムパターンが形成されていない領域）にア
ルミニウム配線２１の高さと同じ１μｍの平坦化被膜２
２を形成するように平坦化材料を成膜したときの、配線
パターン上に形成した平坦化被膜の膜厚（Ｔ）とした。
なお、平坦化被膜の厚さは表面粗さ計により測定した。
さ（下地との段差）が１μｍで、大きさが１０×１０μ
ｍから８，０００×８，０００μｍまでのアルミニウム
配線パターンを形成したシリコン製の平坦化評価用基板
を用いて行った。また、これらの例におけるグローバル
段差は、図２に示したように、基板２０のフィールド部
（アルミニウムパターンが形成されていない領域）にア
ルミニウム配線２１の高さと同じ１μｍの平坦化被膜２
２を形成するように平坦化材料を成膜したときの、配線
パターン上に形成した平坦化被膜の膜厚（Ｔ）とした。
なお、平坦化被膜の厚さは表面粗さ計により測定した。
【００３４】〔実施例１〕（合成例）
１リットルのフラスコに１，４−ビス（ジメチルクロロ
シリル）ベンゼン５２．６６ｇ（０．２モル）を仕込
み、室温でメチルイソブチルケトン２００ｍｌに溶解さ
せた。次に、純水３．６ｇ（０．２モル）を室温におい
て滴下し、１１８℃で１時間加熱した。この反応溶液を
分液ロートを用いて５回水洗した後、ロータリーエバポ
レーターにて濃縮を行った。次に、この濃縮溶液を、ア
セトニトリルを１リットル仕込んだビーカーに撹拌しな
がら滴下し、再沈殿を行ってから、沈殿物をろ過により
回収し、ベンゼンに溶解させて、凍結乾燥によりポリマ
ーを回収した。得られたポリマーは、ＩＲ分析よりポリ
テトラメチルシルフェニレンシロキサンであることが確
認できた。また、ＧＰＣよりポリスチレン換算の重量平
均分子量は約５，０００、多分散度は１．４６であっ
た。
シリル）ベンゼン５２．６６ｇ（０．２モル）を仕込
み、室温でメチルイソブチルケトン２００ｍｌに溶解さ
せた。次に、純水３．６ｇ（０．２モル）を室温におい
て滴下し、１１８℃で１時間加熱した。この反応溶液を
分液ロートを用いて５回水洗した後、ロータリーエバポ
レーターにて濃縮を行った。次に、この濃縮溶液を、ア
セトニトリルを１リットル仕込んだビーカーに撹拌しな
がら滴下し、再沈殿を行ってから、沈殿物をろ過により
回収し、ベンゼンに溶解させて、凍結乾燥によりポリマ
ーを回収した。得られたポリマーは、ＩＲ分析よりポリ
テトラメチルシルフェニレンシロキサンであることが確
認できた。また、ＧＰＣよりポリスチレン換算の重量平
均分子量は約５，０００、多分散度は１．４６であっ
た。
【００３５】〔実施例２〕（合成例）
１リットルのフラスコに１，４−ビス（ジメチルクロロ
シリル）ベンゼン５２．６６ｇ（０．２モル）を仕込
み、室温でメチルイソブチルケトン２００ｍｌに溶解さ
せた。次に、純水３．６ｇ（０．２モル）を室温におい
て滴下し、１１８℃で３時間加熱した。この反応溶液を
分液ロートを用いて５回水洗した後、ロータリーエバポ
レーターにて濃縮を行った。次に、この濃縮溶液を、ア
セトニトリルを１リットル仕込んだビーカーに撹拌しな
がら滴下し、再沈殿を行った後、沈殿物をろ過により回
収し、ベンゼンに溶解させて、凍結乾燥によりポリマー
を回収した。得られたポリマーは、ＩＲ分析よりポリテ
トラメチルシルフェニレンシロキサンであることが確認
できた。また、ＧＰＣよりポリスチレン換算の重量平均
分子量は約１０，０００、多分散度は１．３２であっ
た。
シリル）ベンゼン５２．６６ｇ（０．２モル）を仕込
み、室温でメチルイソブチルケトン２００ｍｌに溶解さ
せた。次に、純水３．６ｇ（０．２モル）を室温におい
て滴下し、１１８℃で３時間加熱した。この反応溶液を
分液ロートを用いて５回水洗した後、ロータリーエバポ
レーターにて濃縮を行った。次に、この濃縮溶液を、ア
セトニトリルを１リットル仕込んだビーカーに撹拌しな
がら滴下し、再沈殿を行った後、沈殿物をろ過により回
収し、ベンゼンに溶解させて、凍結乾燥によりポリマー
を回収した。得られたポリマーは、ＩＲ分析よりポリテ
トラメチルシルフェニレンシロキサンであることが確認
できた。また、ＧＰＣよりポリスチレン換算の重量平均
分子量は約１０，０００、多分散度は１．３２であっ
た。
【００３６】〔実施例３〕（合成例）
１リットルのフラスコに１，４−ビス（ジメチルクロロ
シリル）ベンゼン５２．６６ｇ（０．２モル）を仕込
み、室温においてメチルイソブチルケトン２００ｍｌに
溶解させた。次に、純水３．６ｇ（０．２モル）を室温
において滴下し、１１８℃で７時間加熱した。この反応
溶液を分液ロートを用いて５回水洗後、ロータリーエバ
ポレーターにて濃縮を行った。次に、この濃縮溶液を、
アセトニトリルを１リットル仕込んだビーカーに撹拌し
ながら滴下し、再沈殿を行った後、沈殿物をろ過により
回収し、ベンゼンに溶解させて、凍結乾燥によりポリマ
ーを回収した。得られたポリマーは、ＩＲ分析よりポリ
テトラメチルシルフェニレンシロキサンであることが確
認できた。また、ＧＰＣよりポリスチレン換算の重量平
均分子量は約２０，０００、多分散度は１．４１であっ
た。
シリル）ベンゼン５２．６６ｇ（０．２モル）を仕込
み、室温においてメチルイソブチルケトン２００ｍｌに
溶解させた。次に、純水３．６ｇ（０．２モル）を室温
において滴下し、１１８℃で７時間加熱した。この反応
溶液を分液ロートを用いて５回水洗後、ロータリーエバ
ポレーターにて濃縮を行った。次に、この濃縮溶液を、
アセトニトリルを１リットル仕込んだビーカーに撹拌し
ながら滴下し、再沈殿を行った後、沈殿物をろ過により
回収し、ベンゼンに溶解させて、凍結乾燥によりポリマ
ーを回収した。得られたポリマーは、ＩＲ分析よりポリ
テトラメチルシルフェニレンシロキサンであることが確
認できた。また、ＧＰＣよりポリスチレン換算の重量平
均分子量は約２０，０００、多分散度は１．４１であっ
た。
【００３７】〔実施例４〕（合成例）
１リットルのフラスコに１，４−ビス（ジメチルクロロ
シリル）ベンゼン５２．６６ｇ（０．２モル）を仕込
み、室温でメチルイソブチルケトン２００ｍｌに溶解さ
せた。次に、純水３．６ｇ（０．２モル）を室温におい
て滴下し、次いでジビニルジクロロシラン３０．２６ｇ
（０．２モル）を滴下し、１１８℃で２時間加熱した。
この反応溶液を分液ロートを用いて５回水洗してから、
ロータリーエバポレーターにて濃縮を行った。次に、こ
の濃縮溶液を、アセトニトリルを１リットル仕込んだビ
ーカーに撹拌しながら滴下し、再沈殿を行った後、沈殿
物をろ過により回収し、ベンゼンに溶解させて、凍結乾
燥によりポリマーを回収した。得られたポリマーは、Ｉ
Ｒ分析よりポリテトラメチルシルフェニレンシロキサン
／ジビニルシロキサン共重合体（共重合比１：１）であ
ることが確認できた。また、ＧＰＣよりポリスチレン換
算の重量平均分子量は約５，０００、多分散度は１．３
３であった。
シリル）ベンゼン５２．６６ｇ（０．２モル）を仕込
み、室温でメチルイソブチルケトン２００ｍｌに溶解さ
せた。次に、純水３．６ｇ（０．２モル）を室温におい
て滴下し、次いでジビニルジクロロシラン３０．２６ｇ
（０．２モル）を滴下し、１１８℃で２時間加熱した。
この反応溶液を分液ロートを用いて５回水洗してから、
ロータリーエバポレーターにて濃縮を行った。次に、こ
の濃縮溶液を、アセトニトリルを１リットル仕込んだビ
ーカーに撹拌しながら滴下し、再沈殿を行った後、沈殿
物をろ過により回収し、ベンゼンに溶解させて、凍結乾
燥によりポリマーを回収した。得られたポリマーは、Ｉ
Ｒ分析よりポリテトラメチルシルフェニレンシロキサン
／ジビニルシロキサン共重合体（共重合比１：１）であ
ることが確認できた。また、ＧＰＣよりポリスチレン換
算の重量平均分子量は約５，０００、多分散度は１．３
３であった。
【００３８】〔実施例５〕（合成例）
１リットルのフラスコに１，４−ビス（ジメチルクロロ
シリル）ベンゼン５２．６６ｇ（０．２モル）を仕込
み、室温でメチルイソブチルケトン２００ｍｌに溶解さ
せた。次に、純水３．６ｇ（０．２モル）を室温におい
て滴下し、次いでジビニルジクロロシラン３０．２６ｇ
（０．２モル）を滴下し、１１８℃で６時間加熱した。
この反応溶液を分液ロートを用いて５回水洗してから、
ロータリーエバポレーターにて濃縮を行った。次に、こ
の濃縮溶液を、アセトニトリルを１リットル仕込んだビ
ーカーに撹拌しながら滴下し、再沈殿を行った後、沈殿
物をろ過により回収し、ベンゼンに溶解させて、凍結乾
燥によりポリマーを回収した。得られたポリマーは、Ｉ
Ｒ分析よりポリテトラメチルシルフェニレンシロキサン
／ジビニルシロキサン共重合体（共重合比１：１）であ
ることが確認できた。また、ＧＰＣよりポリスチレン換
算の重量平均分子量は約１０，０００、多分散度は１．
３６であった。
シリル）ベンゼン５２．６６ｇ（０．２モル）を仕込
み、室温でメチルイソブチルケトン２００ｍｌに溶解さ
せた。次に、純水３．６ｇ（０．２モル）を室温におい
て滴下し、次いでジビニルジクロロシラン３０．２６ｇ
（０．２モル）を滴下し、１１８℃で６時間加熱した。
この反応溶液を分液ロートを用いて５回水洗してから、
ロータリーエバポレーターにて濃縮を行った。次に、こ
の濃縮溶液を、アセトニトリルを１リットル仕込んだビ
ーカーに撹拌しながら滴下し、再沈殿を行った後、沈殿
物をろ過により回収し、ベンゼンに溶解させて、凍結乾
燥によりポリマーを回収した。得られたポリマーは、Ｉ
Ｒ分析よりポリテトラメチルシルフェニレンシロキサン
／ジビニルシロキサン共重合体（共重合比１：１）であ
ることが確認できた。また、ＧＰＣよりポリスチレン換
算の重量平均分子量は約１０，０００、多分散度は１．
３６であった。
【００３９】〔実施例６〕（合成例）
１リットルのフラスコに１，４−ビス（ジメチルクロロ
シリル）ベンゼン５２．６６ｇ（０．２モル）を仕込
み、室温においてメチルイソブチルケトン２００ｍｌに
溶解させた。次に、純水３．６ｇ（０．２モル）を室温
において滴下し、次いでジビニルジクロロシラン３０．
２６ｇ（０．２モル）を滴下し、１１８℃で１０時間加
熱した。この反応溶液を分液ロートを用いて５回水洗し
た後、ロータリーエバポレーターにて濃縮を行った。次
に、この濃縮溶液を、アセトニトリルを１リットル仕込
んだビーカーに撹拌しながら滴下し、再沈殿を行った
後、沈殿物をろ過により回収し、ベンゼンに溶解させ
て、凍結乾燥によりポリマーを回収した。得られたポリ
マーは、ＩＲ分析よりポリテトラメチルシルフェニレン
シロキサン／ジビニルシロキサン共重合体（共重合比
１：１）であることが確認できた。また、ＧＰＣよりポ
リスチレン換算の重量平均分子量は約２０，０００、多
分散度は１．３６であった。
シリル）ベンゼン５２．６６ｇ（０．２モル）を仕込
み、室温においてメチルイソブチルケトン２００ｍｌに
溶解させた。次に、純水３．６ｇ（０．２モル）を室温
において滴下し、次いでジビニルジクロロシラン３０．
２６ｇ（０．２モル）を滴下し、１１８℃で１０時間加
熱した。この反応溶液を分液ロートを用いて５回水洗し
た後、ロータリーエバポレーターにて濃縮を行った。次
に、この濃縮溶液を、アセトニトリルを１リットル仕込
んだビーカーに撹拌しながら滴下し、再沈殿を行った
後、沈殿物をろ過により回収し、ベンゼンに溶解させ
て、凍結乾燥によりポリマーを回収した。得られたポリ
マーは、ＩＲ分析よりポリテトラメチルシルフェニレン
シロキサン／ジビニルシロキサン共重合体（共重合比
１：１）であることが確認できた。また、ＧＰＣよりポ
リスチレン換算の重量平均分子量は約２０，０００、多
分散度は１．３６であった。
【００４０】〔実施例７〕実施例１で調製した、重量平
均分子量約５，０００、多分散度１．４６のポリテトラ
メチルシルフェニレンシロキサンの３０重量％キシレン
溶液を平坦性評価用基板にスピンコート法により塗布し
た。次に、２５０℃で３分間の熱処理を行ってポリマー
をリフローさせてから、引き続き２５０℃で紫外線ラン
プから紫外線光を１０分間照射してポリマーを架橋させ
た。こうして得られた平坦化被膜についてのグローバル
段差を図３に示す。
均分子量約５，０００、多分散度１．４６のポリテトラ
メチルシルフェニレンシロキサンの３０重量％キシレン
溶液を平坦性評価用基板にスピンコート法により塗布し
た。次に、２５０℃で３分間の熱処理を行ってポリマー
をリフローさせてから、引き続き２５０℃で紫外線ラン
プから紫外線光を１０分間照射してポリマーを架橋させ
た。こうして得られた平坦化被膜についてのグローバル
段差を図３に示す。
【００４１】〔実施例８〕実施例２で調製した、重量平
均分子量約１０，０００、多分散度１．３２のポリテト
ラメチルシルフェニレンシロキサンの３０重量％キシレ
ン溶液を平坦性評価用基板にスピンコート法で塗布し
た。次に、２５０℃で３分間の熱処理を行い、ポリマー
をリフローさせてから、引き続き２５０℃で紫外線ラン
プから紫外線光を１０分間照射してポリマーを架橋させ
た。こうして得られた平坦化被膜についてのグローバル
段差を図３に示す。
均分子量約１０，０００、多分散度１．３２のポリテト
ラメチルシルフェニレンシロキサンの３０重量％キシレ
ン溶液を平坦性評価用基板にスピンコート法で塗布し
た。次に、２５０℃で３分間の熱処理を行い、ポリマー
をリフローさせてから、引き続き２５０℃で紫外線ラン
プから紫外線光を１０分間照射してポリマーを架橋させ
た。こうして得られた平坦化被膜についてのグローバル
段差を図３に示す。
【００４２】〔実施例９〕実施例３で調製した、重量平
均分子量約２０，０００、多分散度１．４１のポリテト
ラメチルシルフェニレンシロキサンの３０重量％キシレ
ン溶液を平坦性評価用基板にスピンコート法で塗布し
た。次に、２５０℃で３分間の熱処理を行ってポリマー
をリフローさせてから、引き続き２５０℃で紫外線ラン
プから紫外線光を１０分間照射してポリマーを架橋させ
た。こうして得られた平坦化被膜についてのグローバル
段差を図３に示す。
均分子量約２０，０００、多分散度１．４１のポリテト
ラメチルシルフェニレンシロキサンの３０重量％キシレ
ン溶液を平坦性評価用基板にスピンコート法で塗布し
た。次に、２５０℃で３分間の熱処理を行ってポリマー
をリフローさせてから、引き続き２５０℃で紫外線ラン
プから紫外線光を１０分間照射してポリマーを架橋させ
た。こうして得られた平坦化被膜についてのグローバル
段差を図３に示す。
【００４３】〔実施例１０〕実施例４で調製した、重量
平均分子量約５，０００、多分散度１．３３のポリテト
ラメチルシルフェニレンシロキサン／ジビニルシロキサ
ン共重合体の３０重量％キシレン溶液を平坦性評価用基
板にスピンコート法により塗布した。次に、２５０℃で
３分間の熱処理を行って、ポリマーをリフローさせると
ともに架橋させた。こうして得られた平坦化被膜につい
てのグローバル段差を図４に示す。
平均分子量約５，０００、多分散度１．３３のポリテト
ラメチルシルフェニレンシロキサン／ジビニルシロキサ
ン共重合体の３０重量％キシレン溶液を平坦性評価用基
板にスピンコート法により塗布した。次に、２５０℃で
３分間の熱処理を行って、ポリマーをリフローさせると
ともに架橋させた。こうして得られた平坦化被膜につい
てのグローバル段差を図４に示す。
【００４４】〔実施例１１〕実施例５において調製し
た、重量平均分子量約１０，０００、多分散度１．３６
のポリテトラメチルシルフェニレンシロキサン／ジビニ
ルシロキサン共重合体の３０重量％キシレン溶液を平坦
性評価用基板にスピンコート法により塗布した。次い
で、２５０℃で３分間の熱処理を行って、ポリマーをリ
フローさせるとともに架橋させた。こうして得られた平
坦化被膜についてのグローバル段差を図４に示す。
た、重量平均分子量約１０，０００、多分散度１．３６
のポリテトラメチルシルフェニレンシロキサン／ジビニ
ルシロキサン共重合体の３０重量％キシレン溶液を平坦
性評価用基板にスピンコート法により塗布した。次い
で、２５０℃で３分間の熱処理を行って、ポリマーをリ
フローさせるとともに架橋させた。こうして得られた平
坦化被膜についてのグローバル段差を図４に示す。
【００４５】〔実施例１２〕実施例６で調製した、重量
平均分子量約２０，０００、多分散度１．３６のポリテ
トラメチルシルフェニレンシロキサン／ジビニルシロキ
サン共重合体の３０重量％キシレン溶液を平坦性評価用
基板にスピンコート法により塗布した。次いで、２５０
℃で３分間の熱処理を行って、ポリマーをリフローさせ
るとともに架橋させた。こうして得られた平坦化被膜に
ついてのグローバル段差を図４に示す。
平均分子量約２０，０００、多分散度１．３６のポリテ
トラメチルシルフェニレンシロキサン／ジビニルシロキ
サン共重合体の３０重量％キシレン溶液を平坦性評価用
基板にスピンコート法により塗布した。次いで、２５０
℃で３分間の熱処理を行って、ポリマーをリフローさせ
るとともに架橋させた。こうして得られた平坦化被膜に
ついてのグローバル段差を図４に示す。
【００４６】〔比較例〕リフロー性に優れていると認め
られている平坦化材料のＡｃｃＦｌｏｗ（アライドシグ
ナル社製）を平坦性評価用基板にスピンコート法で塗布
した後、２５０℃で３分間の熱処理を行った。得られた
平坦化被膜についてのグローバル段差を図３と図４の両
方に示す。
られている平坦化材料のＡｃｃＦｌｏｗ（アライドシグ
ナル社製）を平坦性評価用基板にスピンコート法で塗布
した後、２５０℃で３分間の熱処理を行った。得られた
平坦化被膜についてのグローバル段差を図３と図４の両
方に示す。
【００４７】図３と図４から明らかなように、本発明の
平坦化材料を使用すれば、従来技術による平坦化材料を
用いた場合に比べて格段に広い数百μｍに及ぶ配線幅の
グローバル段差を容易に平坦化することができる。
平坦化材料を使用すれば、従来技術による平坦化材料を
用いた場合に比べて格段に広い数百μｍに及ぶ配線幅の
グローバル段差を容易に平坦化することができる。
【００４８】〔実施例１３〕有機ＳＯＧ（ＯＣＤ Ｔｙ
ｐｅ−７、東京応化社製）を使ってスピンコート法によ
り平坦性評価用基板に１μｍのＳＯＧ絶縁膜を形成し
た。この絶縁膜の上に実施例１により得られたポリテト
ラメチルシルフェニレンシロキサンの３０重量％キシレ
ン溶液を塗布し、２５０℃で３分間熱処理を行ってポリ
マーをリフローさせ、引き続き２５０℃で紫外線ランプ
から紫外線光を１０分間照射してポリマーを架橋させ
た。こうして得られた平坦化被膜についてのグローバル
段差を図５に示す。
ｐｅ−７、東京応化社製）を使ってスピンコート法によ
り平坦性評価用基板に１μｍのＳＯＧ絶縁膜を形成し
た。この絶縁膜の上に実施例１により得られたポリテト
ラメチルシルフェニレンシロキサンの３０重量％キシレ
ン溶液を塗布し、２５０℃で３分間熱処理を行ってポリ
マーをリフローさせ、引き続き２５０℃で紫外線ランプ
から紫外線光を１０分間照射してポリマーを架橋させ
た。こうして得られた平坦化被膜についてのグローバル
段差を図５に示す。
【００４９】〔実施例１４〕有機ＳＯＧ（ＯＣＤ Ｔｙ
ｐｅ−７、東京応化社製）を使ってスピンコート法によ
り平坦性評価用基板に１μｍのＳＯＧ絶縁膜を形成し
た。この膜の上に実施例２により得られたポリテトラメ
チルシルフェニレンシロキサンの３０重量％キシレン溶
液を塗布し、２５０℃で３分間熱処理を行ってポリマー
をリフローさせ、引き続き２５０℃で紫外線ランプから
紫外線光を１０分間照射してポリマーを架橋させた。こ
うして得られた平坦化被膜についてのグローバル段差を
図５に示す。
ｐｅ−７、東京応化社製）を使ってスピンコート法によ
り平坦性評価用基板に１μｍのＳＯＧ絶縁膜を形成し
た。この膜の上に実施例２により得られたポリテトラメ
チルシルフェニレンシロキサンの３０重量％キシレン溶
液を塗布し、２５０℃で３分間熱処理を行ってポリマー
をリフローさせ、引き続き２５０℃で紫外線ランプから
紫外線光を１０分間照射してポリマーを架橋させた。こ
うして得られた平坦化被膜についてのグローバル段差を
図５に示す。
【００５０】〔実施例１５〕有機ＳＯＧ（ＯＣＤ Ｔｙ
ｐｅ−７、東京応化社製）を使ってスピンコート法によ
り平坦性評価用基板に１μｍのＳＯＧ絶縁膜を形成し
た。この膜の上に実施例３により得られたポリテトラメ
チルシルフェニレンシロキサンの３０重量％キシレン溶
液を塗布し、２５０℃で３分間熱処理を行ってポリマー
をリフローさせてから、引き続き２５０℃で紫外線ラン
プから紫外線光を１０分間照射してポリマーを架橋させ
た。こうして得られた平坦化被膜についてのグローバル
段差を図５に示す。
ｐｅ−７、東京応化社製）を使ってスピンコート法によ
り平坦性評価用基板に１μｍのＳＯＧ絶縁膜を形成し
た。この膜の上に実施例３により得られたポリテトラメ
チルシルフェニレンシロキサンの３０重量％キシレン溶
液を塗布し、２５０℃で３分間熱処理を行ってポリマー
をリフローさせてから、引き続き２５０℃で紫外線ラン
プから紫外線光を１０分間照射してポリマーを架橋させ
た。こうして得られた平坦化被膜についてのグローバル
段差を図５に示す。
【００５１】〔実施例１６〕有機ＳＯＧ（ＯＣＤ Ｔｙ
ｐｅ−７、東京応化社製）を使ってスピンコート法によ
り平坦性評価用基板に１μｍのＳＯＧ絶縁膜を形成し
た。この絶縁膜の上に実施例４により得られたポリテト
ラメチルシルフェニレンシロキサン／ジビニルシロキサ
ン共重合体の３０重量％キシレン溶液を塗布し、２５０
℃で３分間熱処理を行って、ポリマーをリフローさせる
とともに架橋させた。こうして得られた平坦化被膜につ
いてのグローバル段差を図６に示す。
ｐｅ−７、東京応化社製）を使ってスピンコート法によ
り平坦性評価用基板に１μｍのＳＯＧ絶縁膜を形成し
た。この絶縁膜の上に実施例４により得られたポリテト
ラメチルシルフェニレンシロキサン／ジビニルシロキサ
ン共重合体の３０重量％キシレン溶液を塗布し、２５０
℃で３分間熱処理を行って、ポリマーをリフローさせる
とともに架橋させた。こうして得られた平坦化被膜につ
いてのグローバル段差を図６に示す。
【００５２】〔実施例１７〕有機ＳＯＧ（ＯＣＤ Ｔｙ
ｐｅ−７、東京応化社製）を使用してスピンコート法に
より平坦性評価用基板に１μｍのＳＯＧ絶縁膜を形成し
た。この絶縁膜の上に実施例５により得られたポリテト
ラメチルシルフェニレンシロキサン／ジビニルシロキサ
ン共重合体の３０重量％キシレン溶液を塗布し、２５０
℃で３分間熱処理を行って、ポリマーをリフローさせる
とともに架橋させた。こうして得られた平坦化被膜につ
いてのグローバル段差を図６に示す。
ｐｅ−７、東京応化社製）を使用してスピンコート法に
より平坦性評価用基板に１μｍのＳＯＧ絶縁膜を形成し
た。この絶縁膜の上に実施例５により得られたポリテト
ラメチルシルフェニレンシロキサン／ジビニルシロキサ
ン共重合体の３０重量％キシレン溶液を塗布し、２５０
℃で３分間熱処理を行って、ポリマーをリフローさせる
とともに架橋させた。こうして得られた平坦化被膜につ
いてのグローバル段差を図６に示す。
【００５３】〔実施例１８〕有機ＳＯＧ（ＯＣＤ Ｔｙ
ｐｅ−７、東京応化社製）を使ってスピンコート法によ
り平坦性評価用基板に１μｍのＳＯＧ絶縁膜を形成し
た。この膜の上に実施例６により得られたポリテトラメ
チルシルフェニレンシロキサン／ジビニルシロキサン共
重合体の３０重量％キシレン溶液を塗布し、２５０℃で
３分間熱処理を行って、ポリマーをリフローさせるとと
もに架橋させた。こうして得られた平坦化被膜について
のグローバル段差を図６に示す。
ｐｅ−７、東京応化社製）を使ってスピンコート法によ
り平坦性評価用基板に１μｍのＳＯＧ絶縁膜を形成し
た。この膜の上に実施例６により得られたポリテトラメ
チルシルフェニレンシロキサン／ジビニルシロキサン共
重合体の３０重量％キシレン溶液を塗布し、２５０℃で
３分間熱処理を行って、ポリマーをリフローさせるとと
もに架橋させた。こうして得られた平坦化被膜について
のグローバル段差を図６に示す。
【００５４】図５及び図６から、本発明に従ってＳＯＧ
絶縁膜上に平坦化被膜を形成した場合にも、数百μｍに
及ぶ配線幅のグローバル段差を容易に平坦化できること
が明らかである。このように、本発明によれば、幅の広
い段差のある絶縁膜上にも平坦性の良好な膜を容易に形
成することができ、そしてこのような良好な平坦化被膜
をエッチバックすれば、下地の絶縁膜を容易に平坦化す
ることができる。
絶縁膜上に平坦化被膜を形成した場合にも、数百μｍに
及ぶ配線幅のグローバル段差を容易に平坦化できること
が明らかである。このように、本発明によれば、幅の広
い段差のある絶縁膜上にも平坦性の良好な膜を容易に形
成することができ、そしてこのような良好な平坦化被膜
をエッチバックすれば、下地の絶縁膜を容易に平坦化す
ることができる。
【００５５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
幅が数百μｍに及ぶ配線パターンの平坦化が可能であ
る。そしてこのことから、多層配線の形成においてレジ
ストのフォーカスマージン拡大による微細配線パターン
の形成が可能となり、信頼性の高い半導体装置を提供す
ることができる。また、本発明によれば、アルカリ溶液
のようなエッチング液を用いずに平坦化することができ
るので、配線の損傷防止、スループットの向上が可能に
なる。
幅が数百μｍに及ぶ配線パターンの平坦化が可能であ
る。そしてこのことから、多層配線の形成においてレジ
ストのフォーカスマージン拡大による微細配線パターン
の形成が可能となり、信頼性の高い半導体装置を提供す
ることができる。また、本発明によれば、アルカリ溶液
のようなエッチング液を用いずに平坦化することができ
るので、配線の損傷防止、スループットの向上が可能に
なる。
【図１】エッチバック法を利用して平坦化した絶縁層の
形成を可能にする、本発明の方法の一つの態様を説明す
る図であって、（ａ）は平坦化被膜を形成したところを
示す図であり、（ｂ）はエッチバックを行って下地絶縁
膜を平坦化したところを示す図である。
形成を可能にする、本発明の方法の一つの態様を説明す
る図であって、（ａ）は平坦化被膜を形成したところを
示す図であり、（ｂ）はエッチバックを行って下地絶縁
膜を平坦化したところを示す図である。
【図２】実施例で測定したグローバル段差を説明する図
である。
である。
【図３】実施例７〜９で得られた平坦化被膜のグローバ
ル段差を示すグラフである。
ル段差を示すグラフである。
【図４】実施例１０〜１２で得られた平坦化被膜のグロ
ーバル段差を示すグラフである。
ーバル段差を示すグラフである。
【図５】実施例１３〜１５で得られた平坦化被膜のグロ
ーバル段差を示すグラフである。
ーバル段差を示すグラフである。
【図６】実施例１６〜１８で得られた平坦化被膜のグロ
ーバル段差を示すグラフである。
ーバル段差を示すグラフである。
１０…基板
１１…配線
１２…絶縁膜
１３…平坦化被膜
２０…基板
２１…アルミニウム配線
２２…平坦化被膜
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 山口 城
神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地
富士通株式会社内
(72)発明者 原田 秀樹
神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地
富士通株式会社内
(72)発明者 大倉 嘉之
神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地
富士通株式会社内
(56)参考文献 特開 平６−97162（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−302597（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−258838（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C08G 77/00 - 77/52
Claims (9)
- 【請求項１】 次の一般式、 【化１】 （この式の置換基Ｒ1 〜Ｒ4 は炭素数１〜３のアルキル
基又は炭素数２もしくは３のアルケニル基であり、これ
らのＲ1 〜Ｒ4 は同一であっても互いに異なっていても
よく、ｎは正の整数である）で示され、重量平均分子量
が５００〜５０，０００のポリマーであることを特徴と
する基板平坦化材料。 - 【請求項２】 次の一般式、 【化２】 （この式の置換基Ｒ1 〜Ｒ4 は炭素数１〜３のアルキル
基又は炭素数２もしくは３のアルケニル基であり、これ
らのＲ1 〜Ｒ4 は同一であっても互いに異なっていても
よく、置換基Ｒ5 とＲ6 は炭素数１〜３のアルキル基又
は炭素数２もしくは３のアルケニル基であり、Ｒ5 とＲ
6 は同一であっても互いに異なっていてもよく、ｍ及び
ｎは正の整数であり、ｍとｎの比はｎ＝１に対してｍ＜
２である）で示され、重量平均分子量が５００〜５０，
０００のポリマー材料であることを特徴とする基板平坦
化材料。 - 【請求項３】 基板の凹凸表面に請求項１又は２記載の
平坦化材料を塗布する工程と、これを加熱してリフロー
させることにより基板表面を平坦化する工程を含む、基
板の平坦化方法。 - 【請求項４】 基板上に凹凸状に形成された絶縁膜面に
請求項１又は２記載の平坦化材料を塗布する工程と、こ
れを加熱してリフローさせることで平坦化被膜を形成す
る工程と、エッチバック法によりこの平坦化被膜と、そ
の下の絶縁膜の一部とを除去して、当該絶縁膜を平坦化
する工程とを含む、基板の平坦化方法。 - 【請求項５】 前記絶縁膜をスピンコート法により形成
することを更に含む、請求項４記載の方法。 - 【請求項６】 前記平坦化材料のポリマーの置換基の少
なくとも一部がアルケニル基である、請求項３から５ま
でのいずれか一つに記載の方法。 - 【請求項７】 前記平坦化材料のポリマーのいずれの置
換基もアルキル基であり、前記加熱時に紫外線照射を行
う、請求項３から５までのいずれか一つに記載の方法。 - 【請求項８】 請求項３から７までのいずれか一つに記
載の方法により平坦化された層を有することを特徴とす
る基板。 - 【請求項９】 当該基板が多層配線基板あるいは半導体
素子である、請求項８記載の基板。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20970995A JP3476283B2 (ja) | 1995-08-17 | 1995-08-17 | 基板平坦化材料及びこれを用いた基板の平坦化方法 |
| US08/662,233 US5976703A (en) | 1995-08-17 | 1996-06-14 | Material and method for planarization of substrate |
| KR1019960027971A KR100219249B1 (ko) | 1995-08-17 | 1996-07-11 | 기판평탄화재료 및 이를 사용한 기판의 평탄화방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20970995A JP3476283B2 (ja) | 1995-08-17 | 1995-08-17 | 基板平坦化材料及びこれを用いた基板の平坦化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0959387A JPH0959387A (ja) | 1997-03-04 |
| JP3476283B2 true JP3476283B2 (ja) | 2003-12-10 |
Family
ID=16577350
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20970995A Expired - Fee Related JP3476283B2 (ja) | 1995-08-17 | 1995-08-17 | 基板平坦化材料及びこれを用いた基板の平坦化方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5976703A (ja) |
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| KR (1) | KR100219249B1 (ja) |
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| US6072016A (en) * | 1997-12-29 | 2000-06-06 | Dow Corning Toray Silicone Co., Ltd. | Silphenylene polymer and composition containing same |
| US6461717B1 (en) | 2000-04-24 | 2002-10-08 | Shipley Company, L.L.C. | Aperture fill |
| US6451954B1 (en) * | 2000-07-27 | 2002-09-17 | General Electric Company | Copolymer sealant compositions and method for making |
| JP5071474B2 (ja) * | 2007-03-13 | 2012-11-14 | 富士通株式会社 | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
| JP4850770B2 (ja) * | 2007-04-04 | 2012-01-11 | 旭化成イーマテリアルズ株式会社 | 感光性樹脂組成物 |
| JP5376510B2 (ja) * | 2009-04-23 | 2013-12-25 | 国立大学法人群馬大学 | ポリテトラメチル−ｐ−シルフェニレンシロキサンの延伸フィルムの製造法 |
| JP5636144B2 (ja) | 2012-01-18 | 2014-12-03 | 株式会社ノリタケカンパニーリミテド | ビトリファイド超砥粒砥石 |
| EP2814855B1 (en) | 2012-02-15 | 2017-07-26 | Merck Patent GmbH | Planarization layer for organic electronic devices |
| US9490048B2 (en) * | 2012-03-29 | 2016-11-08 | Cam Holding Corporation | Electrical contacts in layered structures |
| JP6020991B2 (ja) * | 2012-06-28 | 2016-11-02 | 国立研究開発法人理化学研究所 | 微細パターン形成方法、現像液 |
| US10115599B2 (en) * | 2012-09-28 | 2018-10-30 | The Board Of Trustees Of The University Of Illinois | Spectrally and temporally engineered processing using photoelectrochemistry |
| US9534089B2 (en) * | 2014-07-11 | 2017-01-03 | The Boeing Company | Temperature-resistant silicone resins |
| JP6493268B2 (ja) * | 2016-03-25 | 2019-04-03 | 信越化学工業株式会社 | 主鎖にアリーレン基を有するオルガノポリシロキサンの製造方法 |
| US10858518B2 (en) | 2016-12-19 | 2020-12-08 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Arylene group-containing organopolysiloxane and curable organopolysiloxane composition using same |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2445794A (en) * | 1945-06-11 | 1948-07-27 | Gen Electric | Methyl silicone elastomers containing si-bonded vinyl radicals |
| US4172169A (en) * | 1976-10-01 | 1979-10-23 | Nairn Floors Limited | Floor or wall coverings |
| FR2414519A1 (fr) * | 1978-01-16 | 1979-08-10 | Rhone Poulenc Ind | Copolymeres organopolysiloxaniques polysequences cristallins et leurs procedes de preparation |
| US4331733A (en) * | 1980-12-10 | 1982-05-25 | General Electric Company | Flame-retardant polyolefin compositions, their method of preparation and insulated electrical conductors manufactured therewith |
| US4778871A (en) * | 1987-08-25 | 1988-10-18 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | High temperature insulators |
| DE69032022T2 (de) * | 1989-11-15 | 1998-06-10 | Fujitsu Ltd | Polysilphenylensiloxan, Verfahren zu deren Herstellung, Resistmasse und Halbleitervorrichtungen |
| US5035927A (en) * | 1990-06-26 | 1991-07-30 | Eastman Kodak Company | Toner fusing device and method of using the same |
-
1995
- 1995-08-17 JP JP20970995A patent/JP3476283B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-06-14 US US08/662,233 patent/US5976703A/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-07-11 KR KR1019960027971A patent/KR100219249B1/ko not_active IP Right Cessation
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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