JPH04262531A - 絶緑膜の形成方法 - Google Patents
絶緑膜の形成方法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
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、絶縁膜の形成方法に
関し、特に、シリコーン樹脂を含有する塗布型の絶縁膜
の形成に用いて好適なものである。
関し、特に、シリコーン樹脂を含有する塗布型の絶縁膜
の形成に用いて好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置に用いられる塗布型の絶縁膜
には、無機系のものと有機系のものとがある。このうち
無機系の塗布型絶縁膜としては、シラノールを水やアル
コールに溶解させた原料液を半導体基板上にスピン塗布
した後に熱処理を行うことにより容易にガラス化させる
ことができる、いわゆるＳＯＧ（ｓｐｉｎ ｏｎ ｇｌ
ａｓｓ）が良く知られている（以下においては、この無
機系の塗布型絶縁膜を「無機ＳＯＧ膜」という）。一方
、有機系の塗布型絶縁膜としては、シリコーン樹脂系の
ものが知られている（以下においては、この有機系の塗
布型絶縁膜を「有機ＳＯＧ膜」という）。無機ＳＯＧ膜
は表面平坦化を容易に行うことができる層間絶縁膜とし
て従来より広く用いられてきたが、近年、半導体装置の
高集積化の進展に伴い、多層配線の層間絶縁膜として、
厚膜化の容易さや表面平坦度の点で無機ＳＯＧ膜よりも
優れた有機ＳＯＧ膜が注目されるようになってきている
。
には、無機系のものと有機系のものとがある。このうち
無機系の塗布型絶縁膜としては、シラノールを水やアル
コールに溶解させた原料液を半導体基板上にスピン塗布
した後に熱処理を行うことにより容易にガラス化させる
ことができる、いわゆるＳＯＧ（ｓｐｉｎ ｏｎ ｇｌ
ａｓｓ）が良く知られている（以下においては、この無
機系の塗布型絶縁膜を「無機ＳＯＧ膜」という）。一方
、有機系の塗布型絶縁膜としては、シリコーン樹脂系の
ものが知られている（以下においては、この有機系の塗
布型絶縁膜を「有機ＳＯＧ膜」という）。無機ＳＯＧ膜
は表面平坦化を容易に行うことができる層間絶縁膜とし
て従来より広く用いられてきたが、近年、半導体装置の
高集積化の進展に伴い、多層配線の層間絶縁膜として、
厚膜化の容易さや表面平坦度の点で無機ＳＯＧ膜よりも
優れた有機ＳＯＧ膜が注目されるようになってきている
。
【０００３】ところが、有機ＳＯＧ膜は、酸素（Ｏ２
）プラズマアッシングに対する耐性の点では無機ＳＯＧ
膜に比べて劣る。これは、有機ＳＯＧ膜のアッシング時
には、Ｓｉ−ＣＨ３ ＋２Ｏ２ →Ｓｉ−ＯＨ＋ＣＯ２
＋Ｈ２ Ｏで示される反応が進むことによるものであ
る。そして、これによって、有機ＳＯＧ膜のクラックの
発生や含水量の増加などが生じる。この問題に対する対
策として、特開平１−３１９９４２号公報においては、
有機ＳＯＧ膜を平行平板型プラズマエッチング装置を用
いてＯ２ プラズマ処理することにより、この有機ＳＯ
Ｇ膜の表面のみ無機化する方法が提案されている。そし
て、この方法によれば、有機ＳＯＧ膜の耐アッシング性
が向上し、アッシングによるクラックの発生もないとさ
れている。
）プラズマアッシングに対する耐性の点では無機ＳＯＧ
膜に比べて劣る。これは、有機ＳＯＧ膜のアッシング時
には、Ｓｉ−ＣＨ３ ＋２Ｏ２ →Ｓｉ−ＯＨ＋ＣＯ２
＋Ｈ２ Ｏで示される反応が進むことによるものであ
る。そして、これによって、有機ＳＯＧ膜のクラックの
発生や含水量の増加などが生じる。この問題に対する対
策として、特開平１−３１９９４２号公報においては、
有機ＳＯＧ膜を平行平板型プラズマエッチング装置を用
いてＯ２ プラズマ処理することにより、この有機ＳＯ
Ｇ膜の表面のみ無機化する方法が提案されている。そし
て、この方法によれば、有機ＳＯＧ膜の耐アッシング性
が向上し、アッシングによるクラックの発生もないとさ
れている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述のＯ２ プラズマ
処理による表面無機化処理により、有機ＳＯＧ膜の耐ア
ッシング性は確かに向上するが、有機ＳＯＧ膜の含水量
が増加してしまうという問題は依然残されている（図２
参照）。そして、このように有機ＳＯＧ膜の含水量が増
加すると、次のような問題が生じる。すなわち、図３に
示すように、シリコン基板１０１上に図示省略した絶縁
膜を介して形成された一層目のアルミニウム（Ａｌ）配
線１０２を覆うように有機ＳＯＧ膜１０３を形成し、こ
の有機ＳＯＧ膜１０３にコンタクトホールＣ´を形成し
た場合、二層目のＡｌ配線を形成するためのＡｌ膜１０
４をスパッタ法により形成する際に有機ＳＯＧ膜１０３
から水分が放出される。この結果、このＡｌ膜１０４を
パターニングすることにより形成される二層目のＡｌ配
線の一層目のＡｌ配線１０２に対するコンタクト抵抗が
増大したり、ボイドの形成や腐食などにより二層目のＡ
ｌ配線の不良が生じたりする。
処理による表面無機化処理により、有機ＳＯＧ膜の耐ア
ッシング性は確かに向上するが、有機ＳＯＧ膜の含水量
が増加してしまうという問題は依然残されている（図２
参照）。そして、このように有機ＳＯＧ膜の含水量が増
加すると、次のような問題が生じる。すなわち、図３に
示すように、シリコン基板１０１上に図示省略した絶縁
膜を介して形成された一層目のアルミニウム（Ａｌ）配
線１０２を覆うように有機ＳＯＧ膜１０３を形成し、こ
の有機ＳＯＧ膜１０３にコンタクトホールＣ´を形成し
た場合、二層目のＡｌ配線を形成するためのＡｌ膜１０
４をスパッタ法により形成する際に有機ＳＯＧ膜１０３
から水分が放出される。この結果、このＡｌ膜１０４を
パターニングすることにより形成される二層目のＡｌ配
線の一層目のＡｌ配線１０２に対するコンタクト抵抗が
増大したり、ボイドの形成や腐食などにより二層目のＡ
ｌ配線の不良が生じたりする。
【０００５】また、図４に示すように、一層目のＡｌ配
線１０２を覆うようにＣＶＤ法により絶縁膜１０５を形
成した後に、この絶縁膜１０５上に有機ＳＯＧ膜１０３
を形成し、さらにこの有機ＳＯＧ膜１０３上にＣＶＤ法
により絶縁膜１０６を形成する場合、この絶縁膜１０６
の有機ＳＯＧ膜１０３に対する密着性が低下し、剥がれ
やすくなってしまう。従って、この発明の目的は、耐ア
ッシング性に優れ、アッシングによるクラックの発生も
なく、しかも含水量が少ない、シリコーン樹脂を含有す
る絶縁膜を形成することができる絶縁膜の形成方法を提
供することにある。
線１０２を覆うようにＣＶＤ法により絶縁膜１０５を形
成した後に、この絶縁膜１０５上に有機ＳＯＧ膜１０３
を形成し、さらにこの有機ＳＯＧ膜１０３上にＣＶＤ法
により絶縁膜１０６を形成する場合、この絶縁膜１０６
の有機ＳＯＧ膜１０３に対する密着性が低下し、剥がれ
やすくなってしまう。従って、この発明の目的は、耐ア
ッシング性に優れ、アッシングによるクラックの発生も
なく、しかも含水量が少ない、シリコーン樹脂を含有す
る絶縁膜を形成することができる絶縁膜の形成方法を提
供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、少なくともシリコーン樹脂を含有する
絶縁膜の形成方法において、絶縁膜（２）の表面無機化
処理を行った後、ベーキング処理を行うようにしている
。ここで、ベーキング処理は、好ましくは２００℃以上
の温度で行われ、より好ましくは３５０℃以上の温度で
行われる。また、ベーキング処理の時間は、好ましくは
３０分以上とされる。
に、この発明は、少なくともシリコーン樹脂を含有する
絶縁膜の形成方法において、絶縁膜（２）の表面無機化
処理を行った後、ベーキング処理を行うようにしている
。ここで、ベーキング処理は、好ましくは２００℃以上
の温度で行われ、より好ましくは３５０℃以上の温度で
行われる。また、ベーキング処理の時間は、好ましくは
３０分以上とされる。
【０００７】
【作用】上述のように構成されたこの発明の絶縁膜の形
成方法によれば、絶縁膜（２）の表面無機化処理を行う
ことにより、耐アッシング性の向上を図ることができる
とともに、アッシングによるクラックの発生を防止する
ことができる。また、この後にベーキング処理を行うこ
とにより、表面無機化処理により増加した絶縁膜（２）
の含水量を元のレベルに減少させることができる。以上
より、耐アッシング性に優れ、アッシングによるクラッ
クの発生もなく、しかも含水量が少ない、シリコーン樹
脂を含有する絶縁膜を形成することができる。
成方法によれば、絶縁膜（２）の表面無機化処理を行う
ことにより、耐アッシング性の向上を図ることができる
とともに、アッシングによるクラックの発生を防止する
ことができる。また、この後にベーキング処理を行うこ
とにより、表面無機化処理により増加した絶縁膜（２）
の含水量を元のレベルに減少させることができる。以上
より、耐アッシング性に優れ、アッシングによるクラッ
クの発生もなく、しかも含水量が少ない、シリコーン樹
脂を含有する絶縁膜を形成することができる。
【０００８】
【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照しながら説明する。図１はこの発明の一実施例による
絶縁膜の形成方法を示す。この実施例においては、図１
Ａに示すように、まず、例えばシリコン基板のような半
導体基板１上に図示省略した絶縁膜を介して形成された
一層目のＡｌ配線２を覆うように層間絶縁膜としての有
機ＳＯＧ膜３を全面にスピン塗布した後、熱処理を行う
ことによりガラス化させる。なお、図示は省略するが、
通常は、例えばプラズマＣＶＤ法による酸化シリコン（
ＳｉＯ）膜がこの有機ＳＯＧ膜３の上下に形成される。
照しながら説明する。図１はこの発明の一実施例による
絶縁膜の形成方法を示す。この実施例においては、図１
Ａに示すように、まず、例えばシリコン基板のような半
導体基板１上に図示省略した絶縁膜を介して形成された
一層目のＡｌ配線２を覆うように層間絶縁膜としての有
機ＳＯＧ膜３を全面にスピン塗布した後、熱処理を行う
ことによりガラス化させる。なお、図示は省略するが、
通常は、例えばプラズマＣＶＤ法による酸化シリコン（
ＳｉＯ）膜がこの有機ＳＯＧ膜３の上下に形成される。
【０００９】次に、図１Ｂに示すように、平行平板型プ
ラズマエッチング装置を用いてＯ２ プラズマ処理を行
うことにより、有機ＳＯＧ膜３の表面無機化処理を行う
（図１Ｂ中、有機ＳＯＧ膜３の表面無機化処理が行われ
た部分に×を付ける）。次に、図１Ｃに示すように、リ
ソグラフィーにより有機ＳＯＧ膜３上にレジストパター
ン４を形成する。次に、図１Ｄに示すように、レジスト
パターン４をマスクとして有機ＳＯＧ膜３を例えば反応
性イオンエッチング（ＲＩＥ）法によりエッチングして
コンタクトホールＣを形成する。
ラズマエッチング装置を用いてＯ２ プラズマ処理を行
うことにより、有機ＳＯＧ膜３の表面無機化処理を行う
（図１Ｂ中、有機ＳＯＧ膜３の表面無機化処理が行われ
た部分に×を付ける）。次に、図１Ｃに示すように、リ
ソグラフィーにより有機ＳＯＧ膜３上にレジストパター
ン４を形成する。次に、図１Ｄに示すように、レジスト
パターン４をマスクとして有機ＳＯＧ膜３を例えば反応
性イオンエッチング（ＲＩＥ）法によりエッチングして
コンタクトホールＣを形成する。
【００１０】次に、図１Ｅに示すように、Ｏ２ プラズ
マ処理を行うことにより、コンタクトホールＣの側壁の
有機ＳＯＧ膜３の表面無機化処理を行う。次に、図１Ｆ
に示すように、Ｏ２ プラズマアッシングを行うことに
より、レジストパターン４を除去する。次に、例えば３
５０℃以上の温度で例えば３０分以上、ベーキング処理
を行う。この後、コンタクトホールＣを通じて一層目の
Ａｌ配線２にコンタクトした二層目のＡｌ配線（図示せ
ず）を形成する。
マ処理を行うことにより、コンタクトホールＣの側壁の
有機ＳＯＧ膜３の表面無機化処理を行う。次に、図１Ｆ
に示すように、Ｏ２ プラズマアッシングを行うことに
より、レジストパターン４を除去する。次に、例えば３
５０℃以上の温度で例えば３０分以上、ベーキング処理
を行う。この後、コンタクトホールＣを通じて一層目の
Ａｌ配線２にコンタクトした二層目のＡｌ配線（図示せ
ず）を形成する。
【００１１】以上のように、この実施例によれば、Ｏ２
プラズマ処理により有機ＳＯＧ膜３の表面をコンタク
トホールＣの側壁も含めて無機化処理しているので、こ
の有機ＳＯＧ膜３の耐アッシング性の向上を図ることが
できるとともに、アッシングによるクラックの発生を防
止することができる。しかも、有機ＳＯＧ膜３の表面無
機化処理を行った後にベーキング処理を行っているので
、表面無機化処理により増加した有機ＳＯＧ膜３の含水
量を減少させることができる。すなわち、図２に示す赤
外吸収スペクトルからわかるように、Ｏ２ プラズマ処
理を行った後では、波数約３４００ｃｍ−１付近に存在
するＳｉ−ＯＨによる赤外吸収ピーク（その大きさが含
水量に対応する）はかなり大きいが、３５０℃で３０分
ベーキング処理を行った後にはこのピークは有機ＳＯＧ
膜３の塗布後のレベルとほぼ同じレベルまで減少してお
り、このことから表面無機化処理により増加した含水量
が元のレベルまで減少していることが明らかである。こ
のように有機ＳＯＧ膜３の含水量を減少させることがで
きることから、一層目のＡｌ配線２に対する二層目のＡ
ｌ配線のコンタクト抵抗の増大や、ボイドの形成や腐食
などによる二層目のＡｌ配線の不良を防止することがで
きる。さらに、有機ＳＯＧ膜３上にＣＶＤ法により絶縁
膜を形成する場合、この絶縁膜の有機ＳＯＧ膜３に対す
る密着性を向上させることができる。
プラズマ処理により有機ＳＯＧ膜３の表面をコンタク
トホールＣの側壁も含めて無機化処理しているので、こ
の有機ＳＯＧ膜３の耐アッシング性の向上を図ることが
できるとともに、アッシングによるクラックの発生を防
止することができる。しかも、有機ＳＯＧ膜３の表面無
機化処理を行った後にベーキング処理を行っているので
、表面無機化処理により増加した有機ＳＯＧ膜３の含水
量を減少させることができる。すなわち、図２に示す赤
外吸収スペクトルからわかるように、Ｏ２ プラズマ処
理を行った後では、波数約３４００ｃｍ−１付近に存在
するＳｉ−ＯＨによる赤外吸収ピーク（その大きさが含
水量に対応する）はかなり大きいが、３５０℃で３０分
ベーキング処理を行った後にはこのピークは有機ＳＯＧ
膜３の塗布後のレベルとほぼ同じレベルまで減少してお
り、このことから表面無機化処理により増加した含水量
が元のレベルまで減少していることが明らかである。こ
のように有機ＳＯＧ膜３の含水量を減少させることがで
きることから、一層目のＡｌ配線２に対する二層目のＡ
ｌ配線のコンタクト抵抗の増大や、ボイドの形成や腐食
などによる二層目のＡｌ配線の不良を防止することがで
きる。さらに、有機ＳＯＧ膜３上にＣＶＤ法により絶縁
膜を形成する場合、この絶縁膜の有機ＳＯＧ膜３に対す
る密着性を向上させることができる。
【００１２】以上、この発明の一実施例につき具体的に
説明したが、この発明は、上述の実施例に限定されるも
のではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形
が可能である。例えば、上述の実施例は、一層目のＡｌ
配線２と二層目のＡｌ配線との間の層間絶縁膜として有
機ＳＯＧ膜３を用いる場合にこの発明を適用した例であ
るが、この発明は、広く一般に多層配線の層間絶縁膜と
して有機ＳＯＧ膜を用いる場合に適用することが可能で
あることは言うまでもない。
説明したが、この発明は、上述の実施例に限定されるも
のではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形
が可能である。例えば、上述の実施例は、一層目のＡｌ
配線２と二層目のＡｌ配線との間の層間絶縁膜として有
機ＳＯＧ膜３を用いる場合にこの発明を適用した例であ
るが、この発明は、広く一般に多層配線の層間絶縁膜と
して有機ＳＯＧ膜を用いる場合に適用することが可能で
あることは言うまでもない。
【００１３】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
、少なくともシリコーン樹脂を含有する絶縁膜の表面無
機化処理を行った後、ベーキング処理を行うようにして
いるので、耐アッシング性に優れ、アッシングによるク
ラックの発生もなく、しかも含水量が少ない、シリコー
ン樹脂を含有する絶縁膜を形成することができる。
、少なくともシリコーン樹脂を含有する絶縁膜の表面無
機化処理を行った後、ベーキング処理を行うようにして
いるので、耐アッシング性に優れ、アッシングによるク
ラックの発生もなく、しかも含水量が少ない、シリコー
ン樹脂を含有する絶縁膜を形成することができる。
【図１】この発明の一実施例による絶縁膜の形成方法を
工程順に説明するための断面図である。
工程順に説明するための断面図である。
【図２】各種の処理を行った後の有機ＳＯＧ膜の赤外吸
収スペクトルの測定結果の一例を示すグラフである。
収スペクトルの測定結果の一例を示すグラフである。
【図３】有機ＳＯＧ膜を層間絶縁膜として用いる従来の
プロセスの問題点を説明するための断面図である。
プロセスの問題点を説明するための断面図である。
【図４】有機ＳＯＧ膜を層間絶縁膜として用いる従来の
プロセスの問題点を説明するための断面図である。
プロセスの問題点を説明するための断面図である。
１ 半導体基板
２ Ａｌ配線
３ 有機ＳＯＧ膜
４ レジストパターン
Claims (1)
- 【請求項１】 少なくともシリコーン樹脂を含有する
絶縁膜の形成方法において、上記絶縁膜の表面無機化処
理を行った後、ベーキング処理を行うようにしたことを
特徴とする絶縁膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4304091A JPH04262531A (ja) | 1991-02-15 | 1991-02-15 | 絶緑膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4304091A JPH04262531A (ja) | 1991-02-15 | 1991-02-15 | 絶緑膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04262531A true JPH04262531A (ja) | 1992-09-17 |
Family
ID=12652794
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4304091A Pending JPH04262531A (ja) | 1991-02-15 | 1991-02-15 | 絶緑膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04262531A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6051508A (en) * | 1997-09-09 | 2000-04-18 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Manufacturing method of semiconductor device |
-
1991
- 1991-02-15 JP JP4304091A patent/JPH04262531A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6051508A (en) * | 1997-09-09 | 2000-04-18 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Manufacturing method of semiconductor device |
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