JPH021921A - 半導体装置におけるオルガノシラノール膜の形成方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［概要１ 半導体装置におけるオルガノシラノール膜の形方法に関
し、 オルガノシラノールのオーバエッチングを防止すること
を目的とし、 流動状態のオルガノシラノールをスピンコーティングに
より膜形成面上に膜状に塗布し、該膜状のオルガノシラ
ノールの表面部分と内部とのエツチングレートの差が小
さくなる温度で該オルガノシラノールを加熱して溶剤を
除去した後、前記オルガノシラノールを所望の深さにエ
ッチングするとともに、該エツチングを終えた前記オル
ガノシラノールを、安定状態に硬化させる温度で加熱す
ることを特徴とする手段を含み構成する。

（産業上の利用分野） 本発明は、半導体装置におけるオルカリシラノール膜の
形成方法に関する。

（従来の技術〕 半導体装置の多層配線層を形成する場合には、パターン
化した各電橋配線層を平坦化する必要があり、パターン
化の際に形成される溝に絶縁膜を埋込むようにしている
。

そして、この絶縁膜としてＲ，，５ｉ（ＯＨ）４−＊の
化学式で表されるオルガノシラノールを使用することが
ある。このオルガノシラノールは、スピンコーテングに
より膜を形成するために、膜厚を所望の厚さとなるよう
に塗布するのは困難であり、しかも吸湿性を有するため
に次のような問題が生じる。

すなわち、埋め込み層として使用するオルガノシラノー
ル膜５１を、第５図に見られるように電配線５０の上方
に達する厚さとなるように塗布すると、電極配線５０上
に形成するピアホール５２からオルガノシラノール膜５
１が露出して、ピアホール５２内に埋込んだアルミニウ
ムと接触するため、オルガノシラノール膜５１が膨潤す
ることにより、ピアホール５２内のアルミニウムにクラ
ック５４が発生し、上層と下層の電橋配線層５０５３の
導通が断たれてしまう。

このため、第６図に示すように、電極配線５０の上方か
ら塗布したオルガノシラノール６０を、約４００〜４５
０　’Ｃに加熱して硬化させた後、エツチング処理をし
、下側の電極配線５０上に形成したＳｉ０□１８１６１
とオルガノシラノール６０とが同一の高さとなるように
し、ピアホール５２内にオルガノシラノール６０が面し
ないようにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記した温度でオルガノシラノール６０
を加熱する場合には、第７図に示すように、その表面部
分が内部よりも硬くなるため、膜６０の厚み方向のエツ
チングレートは、内部のほうが表面部分よりも大きくな
り、エツチング処理る場合に、エッチング速度が時間の
経過とともに早くなって、エツチングオーバが生じ易い
といった問題がある。

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって
、オルガノシラノールのオーバエツチングを防止するこ
とができる半導体装置におけるオルガノシラノール膜の
エッチング方法を提供するとを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記した課題は、流動状態のオルガノシラノール４をス
ピンコーティングにより膜形成面上に膜状に塗布し、該
膜状のオルガノシラノール４の表面部分と内部とのエツ
チングレートの差が小さくなる温度で該オルガノシラノ
ール４を加熱して溶剤を除去した後、前記オルガノシラ
ノール４を所望の深さにエツチングするとともに、該工
、チングを終えた前記オルガノシラノール４を、安定状
に硬化させる温度で加熱することを特徴とする半導体装
置におけるオルガノシラノール膜の形成方法により解決
する。

成する。

次に、オルガノシラノール４の表面部分と内部とのエッ
チングレートの差が小さくなる温度により、このオルガ
ノシラノール膜を加熱する。

この状態では、オルガノシラノール４に含まれる溶剤が
蒸発して、わずかに硬化する。

その後、オルガノシラノール４をエツチングするが、膜
厚方向のエツチング速度はほぼ同一であるため、所望の
厚さとなるように膜厚を調整することができる。

そして最後に、オルガノシラノール４を安定にするため
に、例えば４００〜４５０°Ｃの温度で加熱する工程を
経てオルガノシラノール膜の形成を終了する。

〔作　用〕

即ち、膜厚を調整してオルガノシラノール４を形成する
場合には、まず、スピンコーティングにより流動状態の
オルガノシラノール４を基板上の膜形成面上に塗布して
オルガノシラノール４を形〔実施例］ 第１図は、本発明の一実施例を示す断面図である。

図中符号１は、半導体基板２上にパターニングしたアル
ミニウムよりなる電極配線で、この？を掻配線！及び基
板２の上には、表面に沿ってシリコン酸化膜（ＳｉＯｘ
膜）３がＣＶＤ法により形成されており、さらに、その
上には流動性を有するオルガノシラノール（化学式；　
　Ｒ，５ｉ（ＯＨ）４−）　４がスピンコーティングに
より膜状に塗布され、オルガノシラノール膜５となるよ
うに構成されている（第１図（ａ））。

そして、膜状のオルガノシラノール４を形成した基板２
を不活性ガスの雰囲気中に置き、このオルガノシラノー
ル４を、その表面部分と内部のエツチングレートに大差
が生じない温度、例えば２００°Ｃで約５分間加熱する
と、その中に含まれる溶剤が気化し、オルガノシラノー
ル４はわずかに硬化する（第１図（ｂ））。

次に、例えば０．５％濃度の希フッ酸溶液中に基板２を
浸漬し、電極配線３上の５ｉｏｔＢ’Ｊ３と同一の高さ
になるまでオルガノシラノール５をエツチングする（第
１図（Ｃ））。この状態では、オルカリシラノール４の
厚さ方向のエチング速度は均一であり、第４図に示すよ
うに、あらかじめ温度−エツチングレート特性を測定し
ておくことによりエッチング深さの調整が容易に行える
。

最後に、オルガノシラノール４を４００〜４５０　’Ｃ
で３０分間加熱して硬化することにより安定状態、オル
ガノシラノール膜５の形成工程が終了する（第１図（ｄ
））。

このようにして形成したオルガノシラノール４を層間絶
縁膜として使用する場合には、第２図に示すように、Ｓ
ｉＯ□膜３と同一の高さとなるように電極配線ｌの溝１
ａに埋込んだオルガノシラノール膜５の上に、ＣＶＤ法
によりＳｉＯ□膜６を形成した後、電極配線１上に位置
する２Ｎの５ｉＯ１膜３．６をフォトリソグラフィー法
によりエツチングしてピアホール８を形成し、さらにそ
の後で、その上に、アルミニウム等の導電材から形成し
た上層の電極配線９をスパンタリング法等によって形成
する。

このようにして形成した多層電極配線層は、ピアホール
８内に入り込んだ導電材とオルガノシラノール膜５とが
接触しないので、ピアホール８内において、オルガノシ
ラノールの膨潤による導電材の亀裂が発生し難くなる。

なお、上記した実施例は、オルガノシラノール膜５を形
成することにより、電極配線３の上にＳｉＱ□膜４を設
けた状態における層の平坦化について説明したが、第３
図に見られるように、５ｉＯｚｒｔｔＪ３を設けない電
極配線１０層を平坦化する際に、上記した方法によりオ
ルガノシラノール膜５を形成することもできる。

また、上記した実施例は、オルガノシラノールを電極配
線層の平坦化に使用する場合について説明したが、その
他の用途にオルガノシラノール膜を形成する場合にも、
上記した方法によってオルガノシラノールの膜厚を調整
することができることはいうまでもない。

に差が生じない温度によりオルカリシラノールを加熱し
てからエツチングを行い、その後に安定状態となる温度
でオルガノシラノールを加熱するようにしたので、オル
ガノシラノール膜の膜厚を容易に調整することができ、
膜のオーバエッチングを未然に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す断面図、第２図は、
本発明の一実施例によって形成した多層？ｆｌ掻配線を
示す断面図、 第３図は、本発明の他の実施例を示す断面図、第４図は
、本発明の実施例に使用するオルガノシラノールの温度
−エッチングレート特性図、第５図は、第１の従来方法
により形成された装（発明の効果） 以上述べたように本発明によれば、オルガノシラノール
の膜厚をエッチングにより調整する場合に、その膜の表
面部分と内部のエツチングレート面図、 第７図は、第２の従来方法を示す装置の断面図である。 （符号の説明） ｌ・・・電極配線、 ２・・・基板、 ３・・・５ＩＯ２膜、 ４・・・オルガノシラノール、 ５・・・オルガノシラノール膜、 ６・・・ＳｉＯ□膜、 ８・・・ピアホール、 ９・・・電極配線、 １０・・・電極配線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 流動状態のオルガノシラノール（４）をスピンコーティ
   ングにより膜形成面上に膜状に塗布し、該膜状のオルガ
   ノシラノール（４）の表面部分と内部とのエッチングレ
   ートの差が小さくなる温度で該オルガノシラノール（４
   ）を加熱して溶剤を除去した後、 前記オルガノシラノール（４）を所望の深さにエッチン
   グするとともに、 該エッチングを終えた前記オルガノシラノール（４）を
   、安定状態に硬化させる温度で加熱するとを特徴とする
   半導体装置におけるオルガノシラノール膜の形成方法。