JPH02113555A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH02113555A JPH02113555A JP26651988A JP26651988A JPH02113555A JP H02113555 A JPH02113555 A JP H02113555A JP 26651988 A JP26651988 A JP 26651988A JP 26651988 A JP26651988 A JP 26651988A JP H02113555 A JPH02113555 A JP H02113555A
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- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 6
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 31
- KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N disiloxane Chemical class [SiH3]O[SiH3] KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
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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方法に関し１．特に多層配線
の層間絶縁膜を有機シロキサン系ポリマーを用いて平坦
化する半導体装置の製造方法に関する。
の層間絶縁膜を有機シロキサン系ポリマーを用いて平坦
化する半導体装置の製造方法に関する。
近年、半導体装置の配線は微細化、多層化が進んでいる
ため、配線層間絶縁膜の平坦化が重要となってきている
。平坦化法の１つとして有機シロキサン系ポリマーを用
いる方法がある。有機シロキサン系ポリマーとは、ラダ
ー型オルガノシロキサンポリマー ん ｎｌ、 Ｒｔ ： −０Ｈｓ、 Ｏ＊Ｈ＊、 ＣｘＨｔ
等Ｒ，： −ＣＨ，、ｅｔａｓ、 Ｈ等 やシリコーン Ｒ あるいはこれらとシラノールの合成されたＲｒ
ＯＲｓ ０ＲｓＲｔ＋ Ｒｔ ： ＣＨｓ
、 ＣｔＨｓ、０ｓｅｓ等。
ため、配線層間絶縁膜の平坦化が重要となってきている
。平坦化法の１つとして有機シロキサン系ポリマーを用
いる方法がある。有機シロキサン系ポリマーとは、ラダ
ー型オルガノシロキサンポリマー ん ｎｌ、 Ｒｔ ： −０Ｈｓ、 Ｏ＊Ｈ＊、 ＣｘＨｔ
等Ｒ，： −ＣＨ，、ｅｔａｓ、 Ｈ等 やシリコーン Ｒ あるいはこれらとシラノールの合成されたＲｒ
ＯＲｓ ０ＲｓＲｔ＋ Ｒｔ ： ＣＨｓ
、 ＣｔＨｓ、０ｓｅｓ等。
Ｒ，：Ｈ，ＯＨ，、Ｃ２Ｈ４等
など５ｉ−０結合を主鎖とし、末端にＲあるいはＯＲを
有するすべてのポリマーをさす。
有するすべてのポリマーをさす。
有機シロキサン系ポリマーを層間絶縁膜に用いる場合、
第６図に示すように、配線上６３に無機絶縁膜６４を形
成し次に有機シロキサン系ポリマー溶液を塗布し、熱処
理を行って結合させその上に第２の配線層６６を形成す
るか、第７図に示すように無機絶縁膜７６を介して第２
の配線層７７を形成する。この時有機シロキサン系ポリ
−ｆ−６５，７５の表面に存在するメチル基やフェニル
基などの有機成分が上層の金属６６や無機絶縁膜７６と
の結合を妨げ、密着性を悪化させるので、これを改善す
るため、上層膜形成前に０□プラズマ処理を行って有機
シロキサン系ポリマーの有機成分を解離する方法が行わ
れている。
第６図に示すように、配線上６３に無機絶縁膜６４を形
成し次に有機シロキサン系ポリマー溶液を塗布し、熱処
理を行って結合させその上に第２の配線層６６を形成す
るか、第７図に示すように無機絶縁膜７６を介して第２
の配線層７７を形成する。この時有機シロキサン系ポリ
−ｆ−６５，７５の表面に存在するメチル基やフェニル
基などの有機成分が上層の金属６６や無機絶縁膜７６と
の結合を妨げ、密着性を悪化させるので、これを改善す
るため、上層膜形成前に０□プラズマ処理を行って有機
シロキサン系ポリマーの有機成分を解離する方法が行わ
れている。
上述した従来の半導体装置の製造方法は、０２プラズマ
により有機シロキサン系ポリマーの有機成分を解離して
いるために第４図に示すように膜中の有機成分が均一に
解離するため膜質の劣化やクラックが発生するという欠
点があった。また、後からの工程で０２プラズマが用い
られた場合さらに膜中の有機成分の解離が進み膜質が劣
化してしまうという欠点があった。
により有機シロキサン系ポリマーの有機成分を解離して
いるために第４図に示すように膜中の有機成分が均一に
解離するため膜質の劣化やクラックが発生するという欠
点があった。また、後からの工程で０２プラズマが用い
られた場合さらに膜中の有機成分の解離が進み膜質が劣
化してしまうという欠点があった。
本発明の半導体装置の製造方法は、半導体基板上に絶縁
膜を介して第１の金属配線層を形成する工程と、この第
１の金属配線層上に第１の無機絶縁膜を形成する工程と
、この第１の無機絶縁膜上に有機シロキサン系ポリマー
溶液を塗布する工程と、ＩＴｏｒｒ以下の圧力の０２プ
ラズマにさらし有機シロキサン系ポリマーの表面付近の
有機成分を解離させる工程と、熱処理を行い有機シロキ
サン系ポリマーを結合させる工程と、この有機シロキサ
ン系ポリマー上に直接または第２の無機絶縁膜を介して
第２の配線金属層を形成する工程とを有している。
膜を介して第１の金属配線層を形成する工程と、この第
１の金属配線層上に第１の無機絶縁膜を形成する工程と
、この第１の無機絶縁膜上に有機シロキサン系ポリマー
溶液を塗布する工程と、ＩＴｏｒｒ以下の圧力の０２プ
ラズマにさらし有機シロキサン系ポリマーの表面付近の
有機成分を解離させる工程と、熱処理を行い有機シロキ
サン系ポリマーを結合させる工程と、この有機シロキサ
ン系ポリマー上に直接または第２の無機絶縁膜を介して
第２の配線金属層を形成する工程とを有している。
本発明は、有機シロキサン系ポリマー溶液を塗布し、ま
だ架橋反応が進まないうちにＩＴｏｒｒ以下の圧力で０
２プラズマ処理を行い表面付近の有機成分を解離させ、
その後で熱処理を行いポリマーを架橋させることにより
膜質な劣化させることなく上層膜との密着性を向上させ
ることができる。
だ架橋反応が進まないうちにＩＴｏｒｒ以下の圧力で０
２プラズマ処理を行い表面付近の有機成分を解離させ、
その後で熱処理を行いポリマーを架橋させることにより
膜質な劣化させることなく上層膜との密着性を向上させ
ることができる。
次に、本発明について図面を参照して説明する。
第１図（Ａ）〜（Ｃ）は本発明の一実施例を示す工程断
面図である。まず、第１図（Ａ）に示すように、半導体
基板１１上の絶縁膜１２上にＡρ配線１３を形成し、プ
ラズマＣＶＤ法による酸化膜１４（以下プラズマ酸化膜
と呼ぶ）を成長し、有機シロキサン系ポリマー溶液を塗
布する。次に第２図に示すような平行平板型プラズマ装
置内に基板１１を置き、０．５ＴｏｒｒＯ２雰囲気でプ
ラズマを発生させ１０分間のプラズマ処理を行う。次に
Ｎ２雰囲気で４００℃３０分の熱処理を行い膜を結合さ
せる。この時膜の表面付近には、第１図（Ｂ）に示すよ
うに、有機成分の解離した層１６が形成される。
面図である。まず、第１図（Ａ）に示すように、半導体
基板１１上の絶縁膜１２上にＡρ配線１３を形成し、プ
ラズマＣＶＤ法による酸化膜１４（以下プラズマ酸化膜
と呼ぶ）を成長し、有機シロキサン系ポリマー溶液を塗
布する。次に第２図に示すような平行平板型プラズマ装
置内に基板１１を置き、０．５ＴｏｒｒＯ２雰囲気でプ
ラズマを発生させ１０分間のプラズマ処理を行う。次に
Ｎ２雰囲気で４００℃３０分の熱処理を行い膜を結合さ
せる。この時膜の表面付近には、第１図（Ｂ）に示すよ
うに、有機成分の解離した層１６が形成される。
次にスルーホールを開孔した後、第１図（Ｃ）に示すよ
うに、Ａｕ配線１７を形成する。
うに、Ａｕ配線１７を形成する。
この方法により形成された有機シロキサン系ポリマーの
膜中の炭素濃度を第３図に示す。表面から約１５００人
までの炭素濃度は大きく減少しているが、それより深い
場所では処理なしとほとんど変わらない。また０２プラ
ズマアツシングを行った後も、約１５００人より深い場
所では膜はほとんどダメージを受けておらず、耐ｏ２プ
ラズマ性の高い膜が表面に形成されていることがわかる
。これは焼成後にプラズマ処理を行った場合（第４図）
と違い、まだポリマーの架橋反応が進まない時点で有機
成分の解離を行ったため、後の焼成時に有機成分の解離
した部分もシロキサン結合するためち密な膜が形成され
たものと考えられる。
膜中の炭素濃度を第３図に示す。表面から約１５００人
までの炭素濃度は大きく減少しているが、それより深い
場所では処理なしとほとんど変わらない。また０２プラ
ズマアツシングを行った後も、約１５００人より深い場
所では膜はほとんどダメージを受けておらず、耐ｏ２プ
ラズマ性の高い膜が表面に形成されていることがわかる
。これは焼成後にプラズマ処理を行った場合（第４図）
と違い、まだポリマーの架橋反応が進まない時点で有機
成分の解離を行ったため、後の焼成時に有機成分の解離
した部分もシロキサン結合するためち密な膜が形成され
たものと考えられる。
第５図は本発明の他の実施例の縦断面図である。
ここでは一実施例と同様に有機シロキサン系ホリマーを
塗布し、プラズマ処理を１分間行う。次に熱処理を行い
プラズマ酸化膜５７を成長し、スルーホール開孔径Ａρ
配線５８を形成する。この実施例では、上層のプラズマ
酸化膜５７が存在するため有機シロキサン系ポリマーの
耐０２プラズマ性はあまり大きくなくて良いので、上層
のプラズマ酸化膜との密着性が十分改善される１分程度
の処理で済むのでプラズマ処理時間の短縮ができる。
塗布し、プラズマ処理を１分間行う。次に熱処理を行い
プラズマ酸化膜５７を成長し、スルーホール開孔径Ａρ
配線５８を形成する。この実施例では、上層のプラズマ
酸化膜５７が存在するため有機シロキサン系ポリマーの
耐０２プラズマ性はあまり大きくなくて良いので、上層
のプラズマ酸化膜との密着性が十分改善される１分程度
の処理で済むのでプラズマ処理時間の短縮ができる。
以上説明したように本発明は有機シロキサン系ポリマー
が未架橋の状態で表面付近の有機成分を解離した後、熱
処理を行って膜を結合させるため無機に近いち密な膜が
表面に形成される。これにより膜質が劣化することなく
上層膜との密着性を向上することができ、また、後工程
での０２プラズマによるダメージを防ぐことができる。
が未架橋の状態で表面付近の有機成分を解離した後、熱
処理を行って膜を結合させるため無機に近いち密な膜が
表面に形成される。これにより膜質が劣化することなく
上層膜との密着性を向上することができ、また、後工程
での０２プラズマによるダメージを防ぐことができる。
その結果平坦性が良く、信頼性の高い配線層間膜を形成
することができ、信頼性の高い半導体装置を得ることが
できる。
することができ、信頼性の高い半導体装置を得ることが
できる。
第１図（Ａ）〜（Ｃ）は本発明の一実施例を説明するた
めの工程断面図、第２図は本発明の一実施例に用いたプ
ラズマ処理装置の断面図、第３図は本発明の一実施例に
より形成された有機シロキサン系ポリマー内の炭素濃度
を示したグラフ、第４図は従来例により形成された有機
シロキサン系ポリマー内の炭素濃度を示したグラフ、第
５図は本発明の他の実施例を示す縦断面図、第６図、第
７図は従来例を示す縦断面図である。 １１．５１，６１．７１・・・・・・半導体基板、１２
゜５２、６２．７２・・・・・・絶縁膜、１３，１７，
５３゜５８、６３．６６、７３．７７・・・・・・Ａｊ
７配線、１４゜５４．５７，６４，７４．７６・・・・
・・プラズマ酸化膜、１５，５５，６５．７５・・・・
・・有機シロキサン系ポリマー、１６．５６・・・・・
・有機成分の解離した層、６７・・・・・・クラック、
７８・・・・・・はがれ。
めの工程断面図、第２図は本発明の一実施例に用いたプ
ラズマ処理装置の断面図、第３図は本発明の一実施例に
より形成された有機シロキサン系ポリマー内の炭素濃度
を示したグラフ、第４図は従来例により形成された有機
シロキサン系ポリマー内の炭素濃度を示したグラフ、第
５図は本発明の他の実施例を示す縦断面図、第６図、第
７図は従来例を示す縦断面図である。 １１．５１，６１．７１・・・・・・半導体基板、１２
゜５２、６２．７２・・・・・・絶縁膜、１３，１７，
５３゜５８、６３．６６、７３．７７・・・・・・Ａｊ
７配線、１４゜５４．５７，６４，７４．７６・・・・
・・プラズマ酸化膜、１５，５５，６５．７５・・・・
・・有機シロキサン系ポリマー、１６．５６・・・・・
・有機成分の解離した層、６７・・・・・・クラック、
７８・・・・・・はがれ。
Claims (1)
- 半導体基板上に絶縁膜を介して第１の金属配線層を形成
する工程と、この第１の金属配線層上に第１の無機絶縁
膜を形成する工程と、この第１の無機絶縁膜上に有機シ
ロキサン系ポリマー溶液を塗布する工程と、１Ｔｏｒｒ
以下の圧力のＯ＿２プラズマにさらし前記有機シロキサ
ン系ポリマーの表面付近の有機成分を解離させる工程と
、熱処理を行い有機シロキサン系ポリマーを結合させる
工程と、この有機シロキサン系ポリマー上に直接または
第２の無機絶縁膜を介して第２の金属配線層を形成する
工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63266519A JPH07114239B2 (ja) | 1988-10-21 | 1988-10-21 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63266519A JPH07114239B2 (ja) | 1988-10-21 | 1988-10-21 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02113555A true JPH02113555A (ja) | 1990-04-25 |
| JPH07114239B2 JPH07114239B2 (ja) | 1995-12-06 |
Family
ID=17432021
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63266519A Expired - Fee Related JPH07114239B2 (ja) | 1988-10-21 | 1988-10-21 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07114239B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002021587A1 (en) * | 2000-09-06 | 2002-03-14 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor device and method of manufacturing the semiconductor device |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS582043A (ja) * | 1981-06-29 | 1983-01-07 | Fujitsu Ltd | 多層配線層の形成方法 |
| JPS59152629A (ja) * | 1983-02-21 | 1984-08-31 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | パタン形成方法 |
| JPS62290139A (ja) * | 1986-06-09 | 1987-12-17 | Fujitsu Ltd | 耐熱樹脂組成物 |
-
1988
- 1988-10-21 JP JP63266519A patent/JPH07114239B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS582043A (ja) * | 1981-06-29 | 1983-01-07 | Fujitsu Ltd | 多層配線層の形成方法 |
| JPS59152629A (ja) * | 1983-02-21 | 1984-08-31 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | パタン形成方法 |
| JPS62290139A (ja) * | 1986-06-09 | 1987-12-17 | Fujitsu Ltd | 耐熱樹脂組成物 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002021587A1 (en) * | 2000-09-06 | 2002-03-14 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor device and method of manufacturing the semiconductor device |
| US6967407B2 (en) | 2000-09-06 | 2005-11-22 | Renesas Technology Corp. | Semiconductor device and method of manufacturing the semiconductor device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07114239B2 (ja) | 1995-12-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |