JPH01248529A - Ｓｏｇ膜の硬化方法 - Google Patents
Ｓｏｇ膜の硬化方法Info
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Landscapes
- Formation Of Insulating Films (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
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利用されるＳＯＧ膜
の硬化方法に関するものである。
の硬化方法に関するものである。
ＳＯａ膜（Ｓｐｉｎ−Ｏｎ−Ｇｌａｓｓ膜）は、ＩＣや
ＬＳＩの製造工程で、ウェハ表面の平坦化、ステップカ
バレッジの改善などの目的のために利用され、Ｓｉｎ、
膜やｐ、ｏｓの入ったＰ ｈｏｓｐｈｇｉｌｉｃａｔｓ
Ｇ １ａｓｓ膜（以下Ｐ Ｓ Ｇ膜と云う、）、更には
Ｂ２Ｏ３の入ったＢ ｏｒｏｓｉＨｃａｔｅ Ｇ １ａ
ｓｓ膜（以下ＢＳＧ膜と云う。）などが知られている。
ＬＳＩの製造工程で、ウェハ表面の平坦化、ステップカ
バレッジの改善などの目的のために利用され、Ｓｉｎ、
膜やｐ、ｏｓの入ったＰ ｈｏｓｐｈｇｉｌｉｃａｔｓ
Ｇ １ａｓｓ膜（以下Ｐ Ｓ Ｇ膜と云う、）、更には
Ｂ２Ｏ３の入ったＢ ｏｒｏｓｉＨｃａｔｅ Ｇ １ａ
ｓｓ膜（以下ＢＳＧ膜と云う。）などが知られている。
ＳＯＧ膜の内、Ｓ ｉｏ、膜の従来の硬化方法の一例を
述べると、先ず、シラノール（一般分子式はＲｙ Ｓ
ｉ （ＯＨ）４−ｎ ）をアルコール、ケトンなどの有
機溶媒に溶かしておき、この溶液をウェハの表面に塗布
する。この塗布方法は、多くの場合はスピンコーターと
呼ばれる塗布機で行われる。そして、真空中で約１００
℃の温度でベーキングして溶剤を蒸発させて半硬化もし
くは仮硬化させ、次に、第２ベーキングとして２５０℃
ないし３５０℃の温度で再度加熱し、最後の第３ベーキ
ングは４００℃ないし７００℃の温度で加熱するが、そ
れぞれのベーキング時間は３０分ないし６０分を要する
。つまり、硬化のために非常に長時間を要する。しかも
、膜厚が例えば０．５μ論以上の厚い膜形成を行うとき
に、前記の塗布と各ベーキングをそれぞれ一度の操作で
行おうとすると、膜にクラックが入ってしまう事故があ
り、従って、このクラックを避けるために、−度に塗布
する溶液の厚さを薄くして各ベーキングを行い、この操
作を二度、三度と繰り返す必要がある。従って、硬化時
間がますます長くなる欠点がある。また、ＬＳＩでは、
多層配線が通常用いられているが、この配線材料はアル
ミニウムである。ところが、アルミニウムの軟化温度は
約４５０℃程度であるため、４００℃以上の昇温は避け
なければならない、このため、最後の第３ベーキングを
行えず、それに代えて中間の第２ベーキングを更に長時
間かけて硬化するプロセスが行われている。そして、Ｐ
ＳＧ膜やＢＳＧ膜の場合も事情は同様であり、いずれに
せよ、ＳＯＧ膜の硬化工程は非常に長時間必要であり、
ＩＣやＬＳＩの製造において、大きな問題となっている
。
述べると、先ず、シラノール（一般分子式はＲｙ Ｓ
ｉ （ＯＨ）４−ｎ ）をアルコール、ケトンなどの有
機溶媒に溶かしておき、この溶液をウェハの表面に塗布
する。この塗布方法は、多くの場合はスピンコーターと
呼ばれる塗布機で行われる。そして、真空中で約１００
℃の温度でベーキングして溶剤を蒸発させて半硬化もし
くは仮硬化させ、次に、第２ベーキングとして２５０℃
ないし３５０℃の温度で再度加熱し、最後の第３ベーキ
ングは４００℃ないし７００℃の温度で加熱するが、そ
れぞれのベーキング時間は３０分ないし６０分を要する
。つまり、硬化のために非常に長時間を要する。しかも
、膜厚が例えば０．５μ論以上の厚い膜形成を行うとき
に、前記の塗布と各ベーキングをそれぞれ一度の操作で
行おうとすると、膜にクラックが入ってしまう事故があ
り、従って、このクラックを避けるために、−度に塗布
する溶液の厚さを薄くして各ベーキングを行い、この操
作を二度、三度と繰り返す必要がある。従って、硬化時
間がますます長くなる欠点がある。また、ＬＳＩでは、
多層配線が通常用いられているが、この配線材料はアル
ミニウムである。ところが、アルミニウムの軟化温度は
約４５０℃程度であるため、４００℃以上の昇温は避け
なければならない、このため、最後の第３ベーキングを
行えず、それに代えて中間の第２ベーキングを更に長時
間かけて硬化するプロセスが行われている。そして、Ｐ
ＳＧ膜やＢＳＧ膜の場合も事情は同様であり、いずれに
せよ、ＳＯＧ膜の硬化工程は非常に長時間必要であり、
ＩＣやＬＳＩの製造において、大きな問題となっている
。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その
目的とするところは、ＳＯＧ膜を短時間で硬化させるこ
とが可能な硬化方法を提供することにある。
目的とするところは、ＳＯＧ膜を短時間で硬化させるこ
とが可能な硬化方法を提供することにある。
〔発明の目的を達成するための手段〕
上記目的を達成するために、本発明においては。
半硬化もしくは仮硬化の状態のＳＯＧ膜に、光開始剤を
塗布した後、紫外線照射処理する工程を含むことを特徴
とする。
塗布した後、紫外線照射処理する工程を含むことを特徴
とする。
もし、溶剤の残留した未硬化のＳＯＧ膜の表面に光開始
剤を塗布すると、ＳＯＧ剤と光開始剤が混合するおそれ
があるが１本発明では、例えば１００℃程度の加熱によ
り溶剤が蒸発した半硬化もしくは仮硬化しておくので、
ＳＯａ剤と光開始剤が混合するおそれがなく、光開始剤
が塗布されたまへの状態で良好に紫外線を吸収する。こ
のため。
剤を塗布すると、ＳＯＧ剤と光開始剤が混合するおそれ
があるが１本発明では、例えば１００℃程度の加熱によ
り溶剤が蒸発した半硬化もしくは仮硬化しておくので、
ＳＯａ剤と光開始剤が混合するおそれがなく、光開始剤
が塗布されたまへの状態で良好に紫外線を吸収する。こ
のため。
ＳＯＧ剤の光化学反応を誘起し、ＳＯＧ膜は数秒から十
数秒間で、すなわちはゾ瞬時に完全に硬化する。
数秒間で、すなわちはゾ瞬時に完全に硬化する。
図面は１本発明を実行するための処理装置の要部の概略
説明図である。１は装置の外壁で、ｌａ。
説明図である。１は装置の外壁で、ｌａ。
ｌｂ、ｌｃに示すごとく、３分割され、ボルトとナツト
などの固定手段２で連結される。この装置は減圧機に連
結され、内部を減圧できるようになっている。３は、ロ
ングアーク型の高圧水銀灯であって、波長が４００ｎｍ
以下の紫外線を放射するが。
などの固定手段２で連結される。この装置は減圧機に連
結され、内部を減圧できるようになっている。３は、ロ
ングアーク型の高圧水銀灯であって、波長が４００ｎｍ
以下の紫外線を放射するが。
これを２〜４本平行に平面状態で配置し、ランプホルダ
ー４で保持する。このように、外壁１を分割形式にしで
あるので、外壁１の一部１ａをはずすと、高圧水銀灯３
の交換や保守を容易に行うことができる。ウェハ６は保
持台５上に載置されるが、この保持台５には、必要に応
じて、温度制御手段１例えば図示略のヒーターや水冷パ
イプなどが埋設される。なお、ウェハ６上のＳＯＧ膜お
よびＳＯＧ膜に塗布される光開始剤は図示がら省略しで
ある。ここにおいても、外ｕ１の一部１ａと１ｂを一緒
にしてはずすと、保持台５の保守などは便利である。
ー４で保持する。このように、外壁１を分割形式にしで
あるので、外壁１の一部１ａをはずすと、高圧水銀灯３
の交換や保守を容易に行うことができる。ウェハ６は保
持台５上に載置されるが、この保持台５には、必要に応
じて、温度制御手段１例えば図示略のヒーターや水冷パ
イプなどが埋設される。なお、ウェハ６上のＳＯＧ膜お
よびＳＯＧ膜に塗布される光開始剤は図示がら省略しで
ある。ここにおいても、外ｕ１の一部１ａと１ｂを一緒
にしてはずすと、保持台５の保守などは便利である。
図面において、高圧水銀灯３などのための電源系とその
制御系およびウェハ搬送システムは省略しであるが、こ
れら個々の電源回路、制御回路などは、従来から実施さ
れている技術や多数の文献に開示されている技術などが
利用できる０例えば。
制御系およびウェハ搬送システムは省略しであるが、こ
れら個々の電源回路、制御回路などは、従来から実施さ
れている技術や多数の文献に開示されている技術などが
利用できる０例えば。
図示はしていないが、ウェハ６の搬送をカセット・ツウ
・カセットにする場合、保持台５より少し高い位置に対
応した装置の外壁１にゲートバルブを設け、アームによ
る自動搬送によるウェハ着脱機構を設けることで容易に
実現できる。
・カセットにする場合、保持台５より少し高い位置に対
応した装置の外壁１にゲートバルブを設け、アームによ
る自動搬送によるウェハ着脱機構を設けることで容易に
実現できる。
次に、実験例を説明すると、５インチのシリコンウェハ
の表面に、ＳＯＧ膜として、ＯＣ［；１−Ｔｙｐｅ２（
東京応化工業（株）製品、昭和５６年１２月１日。
の表面に、ＳＯＧ膜として、ＯＣ［；１−Ｔｙｐｅ２（
東京応化工業（株）製品、昭和５６年１２月１日。
′８７東京応化セミナー講演集第７１頁参照〕をスピン
コーターで塗布し、減圧された装置内で約１００℃程度
の温度で３０分ないし６０分加熱処理し。
コーターで塗布し、減圧された装置内で約１００℃程度
の温度で３０分ないし６０分加熱処理し。
溶剤を蒸発させてＳＯＧ膜、を半硬化もしくは仮硬化さ
せる。すなわち、ここまでは従来技術を利用する。しか
る後、光開始剤を、スピンコーターなどを利用して半硬
化もしくは仮硬化したＳＯＧ膜に塗布し、図示の装置内
で紫外線を照射する。このとき、装置内を減圧しておい
てもよい。
せる。すなわち、ここまでは従来技術を利用する。しか
る後、光開始剤を、スピンコーターなどを利用して半硬
化もしくは仮硬化したＳＯＧ膜に塗布し、図示の装置内
で紫外線を照射する。このとき、装置内を減圧しておい
てもよい。
光開始剤については、例えば「光・放射線硬化技術」（
昭和６０年８月５日、大成社刊）の第１３頁掲載の表８
に紹介されているが、上記実験例では、ベンゾインをエ
ーテルに溶解した液を使用した。この溶液の吸収波長域
は４００ｎ＋ｍより短いところにあり、高圧水銀灯３よ
り紫外線を照射すると、この紫外線をよく吸収し、ＳＯ
ａ膜の光化学反応を誘起する６そして、ＳＯＧ膜上での
紫外線の強度を、２２０ｎｍないし３２０ｎｍの波長域
で５００ｍＷ／ｃｄにすると、約３０秒でＳＯＧＭは完
全に硬化する。硬化が完全であるかどうかの判定は、前
記の講演集にも紹介されているように、赤外線分光装置
を使って、Ｏ−Ｈや５ｉ−ＯＨの結合による吸収の有無
によって行うことができる。この実験例では、Ｓｌ−〇
結合による吸収ピークが見られるだけであり、０−Ｈや
５Ｌ−ＯＨの結合による吸収は見られず、硬化が完全で
あることが確認された。なお、本実験例のＳＯＧ膜はＳ
ｉＯ，ｔｌ’！であるが、ＰＳＧ膜やＢＳＧ膜であって
も同様に短時間で硬化でき、更には、リンとボロンの両
方が入ったＢＰＳＧ膜であってもよい。
昭和６０年８月５日、大成社刊）の第１３頁掲載の表８
に紹介されているが、上記実験例では、ベンゾインをエ
ーテルに溶解した液を使用した。この溶液の吸収波長域
は４００ｎ＋ｍより短いところにあり、高圧水銀灯３よ
り紫外線を照射すると、この紫外線をよく吸収し、ＳＯ
ａ膜の光化学反応を誘起する６そして、ＳＯＧ膜上での
紫外線の強度を、２２０ｎｍないし３２０ｎｍの波長域
で５００ｍＷ／ｃｄにすると、約３０秒でＳＯＧＭは完
全に硬化する。硬化が完全であるかどうかの判定は、前
記の講演集にも紹介されているように、赤外線分光装置
を使って、Ｏ−Ｈや５ｉ−ＯＨの結合による吸収の有無
によって行うことができる。この実験例では、Ｓｌ−〇
結合による吸収ピークが見られるだけであり、０−Ｈや
５Ｌ−ＯＨの結合による吸収は見られず、硬化が完全で
あることが確認された。なお、本実験例のＳＯＧ膜はＳ
ｉＯ，ｔｌ’！であるが、ＰＳＧ膜やＢＳＧ膜であって
も同様に短時間で硬化でき、更には、リンとボロンの両
方が入ったＢＰＳＧ膜であってもよい。
この実験例では、半硬化もしくは仮硬化した５ＯＧｌｌ
Ａに光開始剤を塗布してからウェハを処理装置にセット
したものであるが、処理装置に光開始剤供給ノズルを設
けておき、ウェハにＳＯＧ膜を塗布して未硬化のまへ処
理装置にセットし、排気減圧した後、保持台を約１００
℃に保持してＳＯＧ膜を半硬化もしくは仮硬化する。そ
して、ノズルから光開始剤を供給するとＳＯＧ膜に自動
的に塗布され、高圧水銀灯３を点灯して紫外線照射処理
すると同様に硬化する。
Ａに光開始剤を塗布してからウェハを処理装置にセット
したものであるが、処理装置に光開始剤供給ノズルを設
けておき、ウェハにＳＯＧ膜を塗布して未硬化のまへ処
理装置にセットし、排気減圧した後、保持台を約１００
℃に保持してＳＯＧ膜を半硬化もしくは仮硬化する。そ
して、ノズルから光開始剤を供給するとＳＯＧ膜に自動
的に塗布され、高圧水銀灯３を点灯して紫外線照射処理
すると同様に硬化する。
いずれにしても、従来技術の加熱硬化処理のうち、最初
の第１ステツプの加熱処理のみ利用して、第２と第３ス
テツプの加熱処理に代えて、上記のごとく瞬時に硬化処
理できるので、結局のところ、硬化時間は従来のはゾ１
／３程度に短縮することができる。
の第１ステツプの加熱処理のみ利用して、第２と第３ス
テツプの加熱処理に代えて、上記のごとく瞬時に硬化処
理できるので、結局のところ、硬化時間は従来のはゾ１
／３程度に短縮することができる。
以上説明したように、本発明は、溶剤が残留した未硬化
のＳＯＧ膜と光開始剤とが混合しないように、１００℃
程度の加熱で溶剤を蒸発させて半硬化もしくは仮硬化し
たＳＯＧ膜に光開始剤を塗布し、それに紫外線を照射す
るので、ＳＯＧ膜の光化学反応が誘起されてＳＯＧ膜が
瞬時に硬化するので、硬化時間を大巾に短縮できるでき
るのみでなく、加熱温度も１００℃程度であるので、ア
ルミニウムを配線材料として使用する多層のＬＳＩの製
造にも大変好都合な硬化方法とすることができる。
のＳＯＧ膜と光開始剤とが混合しないように、１００℃
程度の加熱で溶剤を蒸発させて半硬化もしくは仮硬化し
たＳＯＧ膜に光開始剤を塗布し、それに紫外線を照射す
るので、ＳＯＧ膜の光化学反応が誘起されてＳＯＧ膜が
瞬時に硬化するので、硬化時間を大巾に短縮できるでき
るのみでなく、加熱温度も１００℃程度であるので、ア
ルミニウムを配線材料として使用する多層のＬＳＩの製
造にも大変好都合な硬化方法とすることができる。
図面は本発明を実行するための処理装置の概略説明図で
ある。
ある。
Claims (1)
- 半硬化もしくは仮硬化の状態のＳＯＧ膜に、光開始剤
を塗布した後、紫外線照射処理する工程を含むことを特
徴とするＳＯＧ膜の硬化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7464888A JPH01248529A (ja) | 1988-03-30 | 1988-03-30 | Ｓｏｇ膜の硬化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7464888A JPH01248529A (ja) | 1988-03-30 | 1988-03-30 | Ｓｏｇ膜の硬化方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01248529A true JPH01248529A (ja) | 1989-10-04 |
Family
ID=13553259
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7464888A Pending JPH01248529A (ja) | 1988-03-30 | 1988-03-30 | Ｓｏｇ膜の硬化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01248529A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001257207A (ja) * | 2000-01-31 | 2001-09-21 | Motorola Inc | 紫外線硬化工程と低誘電率膜を形成するツール |
| US6633022B2 (en) | 2000-03-30 | 2003-10-14 | Tokyo Electron Limited | Substrate processing apparatus and substrate processing method |
| US10232405B2 (en) * | 2014-09-25 | 2019-03-19 | Suss Microtec Lithography Gmbh | Method for coating a substrate with a lacquer and device for planarising a lacquer layer |
-
1988
- 1988-03-30 JP JP7464888A patent/JPH01248529A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001257207A (ja) * | 2000-01-31 | 2001-09-21 | Motorola Inc | 紫外線硬化工程と低誘電率膜を形成するツール |
| US6633022B2 (en) | 2000-03-30 | 2003-10-14 | Tokyo Electron Limited | Substrate processing apparatus and substrate processing method |
| US10232405B2 (en) * | 2014-09-25 | 2019-03-19 | Suss Microtec Lithography Gmbh | Method for coating a substrate with a lacquer and device for planarising a lacquer layer |
| TWI724999B (zh) * | 2014-09-25 | 2021-04-21 | 德商蘇士微科技印刷術股份有限公司 | 用於以塗漆塗佈基板的方法以及用於使塗漆層平坦化的裝置 |
| US11247229B2 (en) | 2014-09-25 | 2022-02-15 | Suss Microtec Lithography Gmbh | Method for coating a substrate with a lacquer and device for planarising a lacquer layer |
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