JPH0235756A - 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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- JPH0235756A JPH0235756A JP18596388A JP18596388A JPH0235756A JP H0235756 A JPH0235756 A JP H0235756A JP 18596388 A JP18596388 A JP 18596388A JP 18596388 A JP18596388 A JP 18596388A JP H0235756 A JPH0235756 A JP H0235756A
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Landscapes
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (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、下地基板上に有機物を含む溶液を塗布する方
法で形成した絶縁膜を有する半導体装置の製造方法に関
する。
法で形成した絶縁膜を有する半導体装置の製造方法に関
する。
従来の技術
半導体装置の製造では、下地基板上に形成したトランジ
スタやコンデンサ間あるいはそれらと端子とを接続する
ための配線を形成する。また、該配線とその下層に形成
されているトランジスタ等が、所望の箇所以外で接続さ
れることを防ぐため絶縁膜を該配線の下層に形成する。
スタやコンデンサ間あるいはそれらと端子とを接続する
ための配線を形成する。また、該配線とその下層に形成
されているトランジスタ等が、所望の箇所以外で接続さ
れることを防ぐため絶縁膜を該配線の下層に形成する。
近年では、半導体装置の高集積化のため配線層を複数層
重ねた多層配線構造が用いられ、各配線層の間の絶縁を
保つため層間絶縁膜と呼ばれる絶縁膜が形成される。
重ねた多層配線構造が用いられ、各配線層の間の絶縁を
保つため層間絶縁膜と呼ばれる絶縁膜が形成される。
半導体装置の高集積化、微細化に伴い配線の幅が狭くな
ると、下地基板の表面に凹凸が存在すると配線の断線あ
るいは短絡が生じる危険性が生じる。そこで、上記絶縁
膜は形成後の表面が平坦である必要がある。
ると、下地基板の表面に凹凸が存在すると配線の断線あ
るいは短絡が生じる危険性が生じる。そこで、上記絶縁
膜は形成後の表面が平坦である必要がある。
従来、表面の平坦な絶縁膜の形成方法の１つとして、有
機物を含んだ溶液を塗布して絶縁膜を形成する方法が用
いられている。本方法は、アルコールにシラノール（Ｓ
ｉ （ＯＨ）４）を溶かした液や、ポリイミド樹脂を
含む液あるいはＳｉとベンゼン環の結びついた構造の物
質を適当な溶媒に溶かした液等を、基板上に回転塗布し
て基板全面を平坦に覆った後、適当な温度で加熱するこ
とにより、溶媒を蒸発させ膜中の原紙の結合状態を変え
て絶縁膜を形成するものであり、ＳＯＧ法（Ｓｐｉｎ
−Ｏｎ −Ｇ １ａｓｓ法）や、ポリイミド法と呼ばれ
る。
機物を含んだ溶液を塗布して絶縁膜を形成する方法が用
いられている。本方法は、アルコールにシラノール（Ｓ
ｉ （ＯＨ）４）を溶かした液や、ポリイミド樹脂を
含む液あるいはＳｉとベンゼン環の結びついた構造の物
質を適当な溶媒に溶かした液等を、基板上に回転塗布し
て基板全面を平坦に覆った後、適当な温度で加熱するこ
とにより、溶媒を蒸発させ膜中の原紙の結合状態を変え
て絶縁膜を形成するものであり、ＳＯＧ法（Ｓｐｉｎ
−Ｏｎ −Ｇ １ａｓｓ法）や、ポリイミド法と呼ばれ
る。
発明が解決しようとする課題
従来のＳＯＧ法やポリイミド法で、シラノールのように
Ｃを含まない構造の材料を用いた場合、膜厚を薄（する
と表面は第５図ａに示すように平坦でなく、第５図すに
示すように、Ｐ！縁を保つためにプラズマＣＶＤ法でＳ
ｉＯ２ＩＦＪ ５を積み重ねても膜中に空洞１２を生
じたり、上層の配線６の断線Ｂや短絡を生じる可能性が
ある。平坦性を得るだけ厚く塗布すると第６図に示すよ
うに膜中に亀裂１４を生じる。該亀裂は、溶液塗布後の
加熱の際、膜中の原子の結合状態が変化するに伴い膜が
収縮するときに生じるストレスにより発生するものであ
る。このような亀裂が生じると、亀裂内の不純物や水分
による装置の不良及び上層の配線の亀裂とでの断線短絡
を生じる。
Ｃを含まない構造の材料を用いた場合、膜厚を薄（する
と表面は第５図ａに示すように平坦でなく、第５図すに
示すように、Ｐ！縁を保つためにプラズマＣＶＤ法でＳ
ｉＯ２ＩＦＪ ５を積み重ねても膜中に空洞１２を生
じたり、上層の配線６の断線Ｂや短絡を生じる可能性が
ある。平坦性を得るだけ厚く塗布すると第６図に示すよ
うに膜中に亀裂１４を生じる。該亀裂は、溶液塗布後の
加熱の際、膜中の原子の結合状態が変化するに伴い膜が
収縮するときに生じるストレスにより発生するものであ
る。このような亀裂が生じると、亀裂内の不純物や水分
による装置の不良及び上層の配線の亀裂とでの断線短絡
を生じる。
また、ポリイミドやベンゼン環を含む溶液を用いた場合
には、シラノールタイプより厚い膜厚でも亀裂を生じる
ことはな（平坦性は良いが、膜中にＣ等の不純物を多く
含み、膜質も疎なため水分を含有しやすい。それらの不
純物や水分踏破、絶縁膜形成後の工程での不良発生源や
半導体装置の信頼性劣化原因となる。
には、シラノールタイプより厚い膜厚でも亀裂を生じる
ことはな（平坦性は良いが、膜中にＣ等の不純物を多く
含み、膜質も疎なため水分を含有しやすい。それらの不
純物や水分踏破、絶縁膜形成後の工程での不良発生源や
半導体装置の信頼性劣化原因となる。
本発明は、有機物を含む溶液を塗布して絶縁膜を形成す
る際、上記のように膜中に亀裂が生じる、あるいは膜中
に水分、不純物等を多く含むことにより、半導体装置の
加工時の不良や信頼性の低下を生じるという問題点を解
決するものである。
る際、上記のように膜中に亀裂が生じる、あるいは膜中
に水分、不純物等を多く含むことにより、半導体装置の
加工時の不良や信頼性の低下を生じるという問題点を解
決するものである。
課題を解決するだめの手段
本発明は、塗布する有機物を含む溶液の下地基板に対す
るねれ性を悪くし、該溶液より形成する絶縁膜を凹部に
のみ形成するものである。
るねれ性を悪くし、該溶液より形成する絶縁膜を凹部に
のみ形成するものである。
作 用
亀裂を生じることな（かつ不純物や水分の含有量を多（
することな（平坦な表面の絶縁膜を形成することができ
る。
することな（平坦な表面の絶縁膜を形成することができ
る。
実施例
本発明の実施例を図面を用いて以下に示す。
実施例１
本発明の第１実施例を第１図に示す。トランジスタ等を
形成した下地基板１上に数％のＳｉを含むアルミや数％
のＣｕを含むアルミ等の金属からなる配線２を形成する
。配線２及び下地基板１によって表面には凹凸が生じて
いる。この上に、シラノールを含む誘起溶液で、ＯＨ基
をほとんど含まずアルミ表面へのぬれ性の患い溶媒を用
いた溶液（ＳＯＧと呼ぶ）を塗布する七、凹部内にのみ
溶液が残る。この際、凹部内に残る溶液の潔さをある程
度以下にすることにより、加熱して絶縁膜にした際に膜
中に亀裂が発生することを防ぐ。この段階では平坦化は
充分でな（、しかもアルミ配線２上に絶縁膜は形成され
ていないため、５ＯＧ３以外の絶縁膜を形成する必要が
ある。そこで、第１図ａに示す状態で４５０℃３０分の
加熱をして５ＯＧ３をＳｉｎ、、膜とした後、第１図す
に示すように溶液中にＯＨ基を多（含みアルミ表面に対
するぬれ性の良い５ＯＧ４を塗布する。５ＯＧ４はぬれ
性が良いので全面に塗布でき、表面は平坦になる。ＳＯ
Ｇも厚く塗布すると亀裂が生じるため一定以下の厚さと
する。次に絶縁性を保つため、第１図Ｃに示すようにプ
ラズマＣＶＤ法でＳｉＯ２膜５を形成する。その後上層
の配線６を形成する。上記のアルミに対するぬれ性の悪
い溶媒とは例えばトルエンである。トルエンのように分
子構造中にＯＨ基のような極性を持つ官能基を持たなけ
れば、アルミ表面のアルミナとの親和力が液体自身の表
面張力に比して弱くなり、ぬれ性が悪くなる。
形成した下地基板１上に数％のＳｉを含むアルミや数％
のＣｕを含むアルミ等の金属からなる配線２を形成する
。配線２及び下地基板１によって表面には凹凸が生じて
いる。この上に、シラノールを含む誘起溶液で、ＯＨ基
をほとんど含まずアルミ表面へのぬれ性の患い溶媒を用
いた溶液（ＳＯＧと呼ぶ）を塗布する七、凹部内にのみ
溶液が残る。この際、凹部内に残る溶液の潔さをある程
度以下にすることにより、加熱して絶縁膜にした際に膜
中に亀裂が発生することを防ぐ。この段階では平坦化は
充分でな（、しかもアルミ配線２上に絶縁膜は形成され
ていないため、５ＯＧ３以外の絶縁膜を形成する必要が
ある。そこで、第１図ａに示す状態で４５０℃３０分の
加熱をして５ＯＧ３をＳｉｎ、、膜とした後、第１図す
に示すように溶液中にＯＨ基を多（含みアルミ表面に対
するぬれ性の良い５ＯＧ４を塗布する。５ＯＧ４はぬれ
性が良いので全面に塗布でき、表面は平坦になる。ＳＯ
Ｇも厚く塗布すると亀裂が生じるため一定以下の厚さと
する。次に絶縁性を保つため、第１図Ｃに示すようにプ
ラズマＣＶＤ法でＳｉＯ２膜５を形成する。その後上層
の配線６を形成する。上記のアルミに対するぬれ性の悪
い溶媒とは例えばトルエンである。トルエンのように分
子構造中にＯＨ基のような極性を持つ官能基を持たなけ
れば、アルミ表面のアルミナとの親和力が液体自身の表
面張力に比して弱くなり、ぬれ性が悪くなる。
以上のような工程で多層配線を形成することにより、膜
中に亀裂を生じることなく、かつ膜中の不純物を多くす
ることなく平坦な絶縁膜が形成でき、」二層の配線の断
線、短絡の不良を防ぐことができる。
中に亀裂を生じることなく、かつ膜中の不純物を多くす
ることなく平坦な絶縁膜が形成でき、」二層の配線の断
線、短絡の不良を防ぐことができる。
また、本実施例のように配線に対するぬれ性を悪くする
と、凹部内のＳＯＧを加熱してＳｉｎ、。
と、凹部内のＳＯＧを加熱してＳｉｎ、。
脇とする際の膜の収縮時に凹部内の両側壁に両端が固定
されることなく、横方向のストレスが減少するため、通
常より厚めに膜を形成することができる。
されることなく、横方向のストレスが減少するため、通
常より厚めに膜を形成することができる。
実施例２
本発明の第２実施例を第２図に示す。
下地基板１上にポリＳｉからなる配線７を形成する。そ
の上に一般的にＳ ０ＧＩＩＩＱより良質である光ＣＶ
Ｄ法で形成するＳｉｎ、膜８を堆積する該光ＣＶＤ５１
０２膜８には、ＳＯＧ膜中に微量に含まれる水分や不純
物等が下地に影響を及ぼすことを防ぐ効果もある。
の上に一般的にＳ ０ＧＩＩＩＱより良質である光ＣＶ
Ｄ法で形成するＳｉｎ、膜８を堆積する該光ＣＶＤ５１
０２膜８には、ＳＯＧ膜中に微量に含まれる水分や不純
物等が下地に影響を及ぼすことを防ぐ効果もある。
第２図ａの状態では第１実施例と異なり、下地基板の表
面は５ｉｎ２膜のみが露出しており基板全体のぬれ性は
等しくなる。しかしながら、この場合らＳｉｎ、、膜に
対してぬれ性の悪い５ＯＧ３を塗布すると、第２図すの
ように５ＯＧ３は凹部内のみに形成される。この段階で
表面の凹凸はあつ程度小さ（なっているが、ポリＳｉ配
！ｌ！ｉ！７上の絶縁膜厚は絶縁には不十分なため、第
２図Ｃのように光ＣＶＤ法による５ｉ０２１］Ｊ９を形
成する。
面は５ｉｎ２膜のみが露出しており基板全体のぬれ性は
等しくなる。しかしながら、この場合らＳｉｎ、、膜に
対してぬれ性の悪い５ＯＧ３を塗布すると、第２図すの
ように５ＯＧ３は凹部内のみに形成される。この段階で
表面の凹凸はあつ程度小さ（なっているが、ポリＳｉ配
！ｌ！ｉ！７上の絶縁膜厚は絶縁には不十分なため、第
２図Ｃのように光ＣＶＤ法による５ｉ０２１］Ｊ９を形
成する。
その後上層のアルミ配線６を形成すると断線、短絡等な
く平坦な配線が形成できる。
く平坦な配線が形成できる。
実施例３
本発明の第３実施例を第３図に示す。
下地基板１−ｈにアルミ膜１０を形成した後Ｓｉ膜１１
をスパッタ法で形成する。その後第３図すに示すように
、アルミ配線２と共に５ｉＦｌｌｌのパターン出しを行
うと、Ｓｉ膜１１はアルミ配線２の上部を覆った形状と
なる。前記２つの実施例のように、表面が凹部と凸部で
異なる場合であっても全面同質の場合であっても、凹部
内のみにＳＯＧ膜を形成することは可能であるが、本実
施例のように表面状態の差を強調することにより、さら
に安定して凹部内のみにＳＯＧ膜を形成でき、ＳＯＧ溶
液のぬれ性の調整も容易になる。
をスパッタ法で形成する。その後第３図すに示すように
、アルミ配線２と共に５ｉＦｌｌｌのパターン出しを行
うと、Ｓｉ膜１１はアルミ配線２の上部を覆った形状と
なる。前記２つの実施例のように、表面が凹部と凸部で
異なる場合であっても全面同質の場合であっても、凹部
内のみにＳＯＧ膜を形成することは可能であるが、本実
施例のように表面状態の差を強調することにより、さら
に安定して凹部内のみにＳＯＧ膜を形成でき、ＳＯＧ溶
液のぬれ性の調整も容易になる。
第３図Ｃのように凹部内の表面がアルミとその下のＳｉ
Ｏ２膜１５膜島５ときは、溶液中にＯＩ−１基が多い場
合にぬれ性は良くなる。それに対し凸部上部のＳｉ膜１
１は一ヒのぬれ性はＯＨ基とはさほど関係がないので、
ある程度０１−（基の多い溶液を用いれば凹部にのみ安
定してＳＯＧ膜３を形成できる。ＳＯＧ膜３を形成後は
前記第１実施例と同様に絶縁膜を形成した後、上層の配
線を形成する。
Ｏ２膜１５膜島５ときは、溶液中にＯＩ−１基が多い場
合にぬれ性は良くなる。それに対し凸部上部のＳｉ膜１
１は一ヒのぬれ性はＯＨ基とはさほど関係がないので、
ある程度０１−（基の多い溶液を用いれば凹部にのみ安
定してＳＯＧ膜３を形成できる。ＳＯＧ膜３を形成後は
前記第１実施例と同様に絶縁膜を形成した後、上層の配
線を形成する。
実施例４
第３実施例では配線パターン出しの前にＳｉ膜を形成し
たが、本実施例ではアルミ配線パターン２を形成後、第
４図に示すように全面をＳｉ膜１１で覆う。本実施例で
は、第３実施例のように凹部内と凸部上で表面の材質を
異える効果は生じないが、第１あるいは第２実施例の場
合は表面にアルミや５１０２膜等の種々の膜種があり、
ぬれ性を制御しやすいとはかぎらない。そこで、表面の
極性の少なくぬれ性を悪くしやすいＳｉ膜１１で全面を
覆うことによりＳＯＧ膜を凹部内のみに形成できる。
たが、本実施例ではアルミ配線パターン２を形成後、第
４図に示すように全面をＳｉ膜１１で覆う。本実施例で
は、第３実施例のように凹部内と凸部上で表面の材質を
異える効果は生じないが、第１あるいは第２実施例の場
合は表面にアルミや５１０２膜等の種々の膜種があり、
ぬれ性を制御しやすいとはかぎらない。そこで、表面の
極性の少なくぬれ性を悪くしやすいＳｉ膜１１で全面を
覆うことによりＳＯＧ膜を凹部内のみに形成できる。
発明の効果
本発明は、上記のように有機物を含む溶液を塗布し凹部
内にのみ絶縁膜を形成することにより、膜中に亀裂を生
じることなく、また膜中に水分、Ｃ等の不純物を少なく
、表面の平坦な絶縁膜を形成することにより、半導体装
置の加工時の不良や信頼性の低下を生ぜずに行うもので
ある。
内にのみ絶縁膜を形成することにより、膜中に亀裂を生
じることなく、また膜中に水分、Ｃ等の不純物を少なく
、表面の平坦な絶縁膜を形成することにより、半導体装
置の加工時の不良や信頼性の低下を生ぜずに行うもので
ある。
第１図は本発明の第１実施例の工程を示す製造工程断面
図、第２図は本発明の第２実施例の工程を示す製造工程
断面図、第３図は本発明の第３実施例の工程を示す製造
工程断面図、第４図は本発明の第４実施例のＳＯＧ膜形
成後の状態を示す断面構造図、第５図は従来のＳＯＧ法
での平坦度の問題を示す製造工程断面図、第６図は従来
のＳＯＧ法での膜中の亀裂を示す断面構造図である。 ■・・・・・・下地基板、２・・・・・・アルミ配線、
３・・・・・・ＳＯＧ、 ４・・・・・・ぬれ性の良いＳＯＧ、 ６・・・・・・第２層 第 図 アルミ配線。
図、第２図は本発明の第２実施例の工程を示す製造工程
断面図、第３図は本発明の第３実施例の工程を示す製造
工程断面図、第４図は本発明の第４実施例のＳＯＧ膜形
成後の状態を示す断面構造図、第５図は従来のＳＯＧ法
での平坦度の問題を示す製造工程断面図、第６図は従来
のＳＯＧ法での膜中の亀裂を示す断面構造図である。 ■・・・・・・下地基板、２・・・・・・アルミ配線、
３・・・・・・ＳＯＧ、 ４・・・・・・ぬれ性の良いＳＯＧ、 ６・・・・・・第２層 第 図 アルミ配線。
Claims (2)
- （１）表面に凹凸のある下地基板上に有機物を含む溶液
を塗布する方法で形成した絶縁膜を有する半導体装置の
製造方法において、該有機物を含む溶液の該下地基板に
対するぬれ性が悪く、該下地基板上に塗布した際基板全
面に絶縁膜が形成されず極在するような溶液を用いるこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。 - （２）金属を用いた配線上に、有機物を含む溶液を塗布
する方法で形成した絶縁膜を有する半導体装置の製造方
法において、上記配線上部あるいは側面にＳｉ膜を形成
した後、該有機物を含む溶液を塗布し、かつ該溶液のね
れ性が悪く上記基板上に塗布した際基板上に極在するこ
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 |
|---|---|---|---|
| JP18596388A JPH0235756A (ja) | 1988-07-26 | 1988-07-26 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18596388A JPH0235756A (ja) | 1988-07-26 | 1988-07-26 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0235756A true JPH0235756A (ja) | 1990-02-06 |
Family
ID=16179940
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18596388A Pending JPH0235756A (ja) | 1988-07-26 | 1988-07-26 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0235756A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5192715A (en) * | 1989-07-25 | 1993-03-09 | Advanced Micro Devices, Inc. | Process for avoiding spin-on-glass cracking in high aspect ratio cavities |
| JP2005150151A (ja) * | 2003-11-11 | 2005-06-09 | Seiko Epson Corp | 半導体装置の絶縁膜形成方法及び半導体装置 |
| WO2009066983A3 (en) * | 2007-11-21 | 2009-07-16 | Mimos Berhad | Method of curing defects in spin-on-glass |
Citations (3)
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| JPS6165459A (ja) * | 1984-09-07 | 1986-04-04 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
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| JPS6376351A (ja) * | 1986-09-18 | 1988-04-06 | Nec Corp | 多層配線の形成方法 |
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1988
- 1988-07-26 JP JP18596388A patent/JPH0235756A/ja active Pending
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