JPH0588540B2 - - Google Patents
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- JPH0588540B2 JPH0588540B2 JP61064609A JP6460986A JPH0588540B2 JP H0588540 B2 JPH0588540 B2 JP H0588540B2 JP 61064609 A JP61064609 A JP 61064609A JP 6460986 A JP6460986 A JP 6460986A JP H0588540 B2 JPH0588540 B2 JP H0588540B2
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- resin
- insulating film
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Landscapes
- Formation Of Insulating Films (AREA)
Description
〔概要〕
基板上に樹脂を塗布して絶縁膜を形成する方法
において、基板を、減圧雰囲気下で室温から450
℃の範囲で段階的に温度を制御し、該樹脂を反応
性ガスの雰囲気中に発生したプラズマに暴露し、
硬化させる工程を有し、短時間に良好な絶縁膜を
得る。 〔産業上の利用分野〕 本発明は、樹脂の基板上に塗布し、硬化して絶
縁膜を形成する方法に係り、特に、半導体装置に
おいて使用される樹脂の硬化方法に関する。 〔従来の技術〕 半導体集積回路の高集積化が進むにつれて、配
線の微細化、多層化が重要になつている。特に、
多層配線技術が不可欠な技術になりつつある。そ
の中でも、特に樹脂を用いた層間絶縁膜の平坦化
技術はプロセスが簡単化できる上、平坦性に優れ
ていることから益々重要になつてきている。 例えば、従来半導体集積回路の形成に用いられ
る樹脂としてポリミイド樹脂が良く知られてい
る。また、シリコーン系樹脂が半導体装置の製造
に用いられる。例えば、次に化学式を示すシリコ
ーン樹脂のPLOSも半導体装置の製造に用いられ
ている。 PLOSの化学式
において、基板を、減圧雰囲気下で室温から450
℃の範囲で段階的に温度を制御し、該樹脂を反応
性ガスの雰囲気中に発生したプラズマに暴露し、
硬化させる工程を有し、短時間に良好な絶縁膜を
得る。 〔産業上の利用分野〕 本発明は、樹脂の基板上に塗布し、硬化して絶
縁膜を形成する方法に係り、特に、半導体装置に
おいて使用される樹脂の硬化方法に関する。 〔従来の技術〕 半導体集積回路の高集積化が進むにつれて、配
線の微細化、多層化が重要になつている。特に、
多層配線技術が不可欠な技術になりつつある。そ
の中でも、特に樹脂を用いた層間絶縁膜の平坦化
技術はプロセスが簡単化できる上、平坦性に優れ
ていることから益々重要になつてきている。 例えば、従来半導体集積回路の形成に用いられ
る樹脂としてポリミイド樹脂が良く知られてい
る。また、シリコーン系樹脂が半導体装置の製造
に用いられる。例えば、次に化学式を示すシリコ
ーン樹脂のPLOSも半導体装置の製造に用いられ
ている。 PLOSの化学式
【式】
さらに、本件発明者が先に提案した次に示す化
学式をもつシリコーン樹脂のシリル化ポリメチル
シルセスキオキサン（以下“PMSS”と略す）
（特願昭59−149586号）がある。
学式をもつシリコーン樹脂のシリル化ポリメチル
シルセスキオキサン（以下“PMSS”と略す）
（特願昭59−149586号）がある。
本願発明の目的は、ガスプラズマを利用して樹
脂の膜質を改変することによつて樹脂にクラツク
が発生することを抑制し、かつ硬化に要する処理
時間を大幅に短縮した絶縁膜の形成方法を提供す
ることにある。 〔課題を解決するための手段〕 本発明においては、上記問題点を解決するため
に下記の構成を具える。 基板上にシリコーン系の樹脂を塗布した後、該
基板を減圧雰囲気下にて熱処理することにより該
樹脂を硬化させる絶縁膜の形成方法において、 窒素ガスの雰囲気中にて発生させたプラズマに
より、前記基板上の樹脂表面を暴露する工程を含
むことを特徴とする絶縁膜の形成方法であり、 更に、表面に樹脂を塗布した前記基板を、室温
から450℃程度の範囲で段階的に温度を制御する
ことにより熱処理を行うことを特徴とする絶縁膜
の形成方法であり、更に、 前記基板が半導体基板であり、該基板上に塗布
され、硬化された樹脂により層間絶縁膜或いは保
護膜が形成されることを特徴とする絶縁膜の形成
方法を提供する。 〔作用〕 上記、本発明の絶縁膜の形成方法によれば、ガ
スプラズマを利用して樹脂の膜質を改変すること
ができ、従来の問題であつた樹脂にクラツクが発
生することを抑えることができる。また、その硬
化に要する処理時間を従来の不活性ガス中でのベ
ーク処理に比較して大幅に短縮することを可能に
する。 本発明の特徴は、前述した本発明の構成に示す
通り、 反応性ガスの雰囲気中にて発生させたプラズ
マを使用すること、 該プラズマにより基板上のシリコーン系の樹
脂表面を暴露していることである。 上記特徴により、本発明は、 (a) 樹脂中の有機物成分をプラズマにより除去
しているため、無機化した絶縁膜を形成する
ことができる。 という効果を有する。また、上記特徴及びを
有することにより本発明は、 (b) 除去した有機物とおき替わる形で樹脂中に
反応性ガス成分が取り込まれるため、緻密化
した絶縁膜を形成することができる。 という効果を有するのである。 〔実施例〕 以下に実施例として、先に化学式を示したシリ
コーン樹脂の一つであるPMSSを窒素プラズマを
利用して硬化し絶縁膜を形成する実施例を示す。 第１図に示すのが、本実施例に用いた装置で、
プラズマCVD装置を利用している。なお装置と
しては、プラズマ発生及び加熱ができる装置なら
ば他の装置を使用することが可能である。第１図
において、１は半導体基板であり、ヒータ３を内
蔵したサセプタ２の上に載置されている。４は該
サセプタの対向電極であり、両者間には５の高周
波（RF）電源が接続されている。６はガス導入
口７及び真空ポンプに接続される排気口８を有す
る反応管である。 以下に、この装置を用いて、基板１上に樹脂層
を形成し硬化せしめる工程を示す。 基板１にシリコーン樹脂のPMSSをスピン塗
布する。このスピン塗布は、有機溶剤に溶かし
たPMSSをスピナー上の半導体基板にスピンコ
ートするものである。 第１図の装置に基板１をセツトする。この装
置は基板１の温度を、室温乃至450℃の範囲で
制御でき、且つプラズマを発生する装置であ
る。 基板１をセツトした後、速やかに装置内を真
空に引く。真空度は、（ベーキング中）１×
10-2Torr乃至それ以下とする。 第２図に示した温度シーケンスにより基板の
温度を制御する。100℃程度10分間加熱して溶
剤を蒸発せしめる。100℃程度から300℃〜350
℃に温度を上げ、この300℃〜350℃に所定の時
間（20〜30分）保つ。 この300℃〜350℃に保たれた第２図のＡの時
点において、窒素（N2）ガスを導入し、ガス
圧を0.3Torrに制御し、Ｂにおいて高周波電力
（13.56MHz、200W、高周波電力密度0.3W／
cm2）を印加してプラズマを発生させ、基板１上
に塗布された樹脂をプラズマでたたき硬化させ
る。 第２図Ｃの時点において、高周波電力の印加
を停止し、窒素ガスにより装置内をリークし、
基板を室温まで冷却する。 以上のようにして形成された樹脂層を調べた結
果、PMSSの表面では、メチル基が減少している
ことが認められた。 以上、実施例としてシリコーン樹脂のPMSSを
用いた例を示したが、本発明は広く種々の樹脂に
適用できるものであり、例えば、前記シリコーン
樹脂のPLOSにも同様に適用可能である。 〔発明の効果〕 以上のように、本発明によれば、樹脂を短時間
に硬化させることができ、且つ硬化の工程で発生
する熱歪を大きく減少することが可能となり、ク
ラツクの発生を無くすことができる。またヒロツ
クの発生も無くすことができる。さらに、本発明
により硬化した膜は、電気的絶縁性、耐薬品性に
優れ、金属との密着性も良好である等、信頼性が
高い。
脂の膜質を改変することによつて樹脂にクラツク
が発生することを抑制し、かつ硬化に要する処理
時間を大幅に短縮した絶縁膜の形成方法を提供す
ることにある。 〔課題を解決するための手段〕 本発明においては、上記問題点を解決するため
に下記の構成を具える。 基板上にシリコーン系の樹脂を塗布した後、該
基板を減圧雰囲気下にて熱処理することにより該
樹脂を硬化させる絶縁膜の形成方法において、 窒素ガスの雰囲気中にて発生させたプラズマに
より、前記基板上の樹脂表面を暴露する工程を含
むことを特徴とする絶縁膜の形成方法であり、 更に、表面に樹脂を塗布した前記基板を、室温
から450℃程度の範囲で段階的に温度を制御する
ことにより熱処理を行うことを特徴とする絶縁膜
の形成方法であり、更に、 前記基板が半導体基板であり、該基板上に塗布
され、硬化された樹脂により層間絶縁膜或いは保
護膜が形成されることを特徴とする絶縁膜の形成
方法を提供する。 〔作用〕 上記、本発明の絶縁膜の形成方法によれば、ガ
スプラズマを利用して樹脂の膜質を改変すること
ができ、従来の問題であつた樹脂にクラツクが発
生することを抑えることができる。また、その硬
化に要する処理時間を従来の不活性ガス中でのベ
ーク処理に比較して大幅に短縮することを可能に
する。 本発明の特徴は、前述した本発明の構成に示す
通り、 反応性ガスの雰囲気中にて発生させたプラズ
マを使用すること、 該プラズマにより基板上のシリコーン系の樹
脂表面を暴露していることである。 上記特徴により、本発明は、 (a) 樹脂中の有機物成分をプラズマにより除去
しているため、無機化した絶縁膜を形成する
ことができる。 という効果を有する。また、上記特徴及びを
有することにより本発明は、 (b) 除去した有機物とおき替わる形で樹脂中に
反応性ガス成分が取り込まれるため、緻密化
した絶縁膜を形成することができる。 という効果を有するのである。 〔実施例〕 以下に実施例として、先に化学式を示したシリ
コーン樹脂の一つであるPMSSを窒素プラズマを
利用して硬化し絶縁膜を形成する実施例を示す。 第１図に示すのが、本実施例に用いた装置で、
プラズマCVD装置を利用している。なお装置と
しては、プラズマ発生及び加熱ができる装置なら
ば他の装置を使用することが可能である。第１図
において、１は半導体基板であり、ヒータ３を内
蔵したサセプタ２の上に載置されている。４は該
サセプタの対向電極であり、両者間には５の高周
波（RF）電源が接続されている。６はガス導入
口７及び真空ポンプに接続される排気口８を有す
る反応管である。 以下に、この装置を用いて、基板１上に樹脂層
を形成し硬化せしめる工程を示す。 基板１にシリコーン樹脂のPMSSをスピン塗
布する。このスピン塗布は、有機溶剤に溶かし
たPMSSをスピナー上の半導体基板にスピンコ
ートするものである。 第１図の装置に基板１をセツトする。この装
置は基板１の温度を、室温乃至450℃の範囲で
制御でき、且つプラズマを発生する装置であ
る。 基板１をセツトした後、速やかに装置内を真
空に引く。真空度は、（ベーキング中）１×
10-2Torr乃至それ以下とする。 第２図に示した温度シーケンスにより基板の
温度を制御する。100℃程度10分間加熱して溶
剤を蒸発せしめる。100℃程度から300℃〜350
℃に温度を上げ、この300℃〜350℃に所定の時
間（20〜30分）保つ。 この300℃〜350℃に保たれた第２図のＡの時
点において、窒素（N2）ガスを導入し、ガス
圧を0.3Torrに制御し、Ｂにおいて高周波電力
（13.56MHz、200W、高周波電力密度0.3W／
cm2）を印加してプラズマを発生させ、基板１上
に塗布された樹脂をプラズマでたたき硬化させ
る。 第２図Ｃの時点において、高周波電力の印加
を停止し、窒素ガスにより装置内をリークし、
基板を室温まで冷却する。 以上のようにして形成された樹脂層を調べた結
果、PMSSの表面では、メチル基が減少している
ことが認められた。 以上、実施例としてシリコーン樹脂のPMSSを
用いた例を示したが、本発明は広く種々の樹脂に
適用できるものであり、例えば、前記シリコーン
樹脂のPLOSにも同様に適用可能である。 〔発明の効果〕 以上のように、本発明によれば、樹脂を短時間
に硬化させることができ、且つ硬化の工程で発生
する熱歪を大きく減少することが可能となり、ク
ラツクの発生を無くすことができる。またヒロツ
クの発生も無くすことができる。さらに、本発明
により硬化した膜は、電気的絶縁性、耐薬品性に
優れ、金属との密着性も良好である等、信頼性が
高い。
第１図は本発明の実施例に用いた装置の模式的
構造図、第２図は本発明の実施例の温度シーケン
スを示す線図である。 １は半導体基板、２はサセプタ、３はヒータ、
４はサセプタの対向電極、５は高周波（RF）電
源、６は反応管、７はガス導入口、８は真空ポン
プ。
構造図、第２図は本発明の実施例の温度シーケン
スを示す線図である。 １は半導体基板、２はサセプタ、３はヒータ、
４はサセプタの対向電極、５は高周波（RF）電
源、６は反応管、７はガス導入口、８は真空ポン
プ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 基板上にシリコーン系の樹脂を塗布した後、
該基板を減圧雰囲気下にて熱処理することにより
該樹脂を硬化させる絶縁膜の形成方法において、 窒素ガスの雰囲気中にて発生させたプラズマに
より、前記基板上の樹脂表面を暴露する工程を含
むことを特徴とする絶縁膜の形成方法。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載された絶縁膜の
形成方法において、 表面に樹脂を塗布した前記基板を、室温から
450℃程度の範囲で段階的に温度を制御すること
により熱処理を行うことを特徴とする絶縁膜の形
成方法。 ３ 特許請求の範囲第１項または第２項の内、い
ずれか１項に記載された絶縁膜の形成方法におい
て、 前記基板が半導体基板であり、該基板上に塗布
され、硬化された樹脂により層間絶縁膜或いは保
護膜が形成される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 |
|---|---|---|---|
| JP6460986A JPS62219928A (ja) | 1986-03-20 | 1986-03-20 | 絶縁膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6460986A JPS62219928A (ja) | 1986-03-20 | 1986-03-20 | 絶縁膜の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62219928A JPS62219928A (ja) | 1987-09-28 |
| JPH0588540B2 true JPH0588540B2 (ja) | 1993-12-22 |
Family
ID=13263172
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6460986A Granted JPS62219928A (ja) | 1986-03-20 | 1986-03-20 | 絶縁膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62219928A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2896516B2 (ja) * | 1988-01-29 | 1999-05-31 | コニカ株式会社 | Ｉｄカードの保護層形成装置 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4918587A (ja) * | 1972-06-13 | 1974-02-19 | ||
| JPS5852330A (ja) * | 1981-08-26 | 1983-03-28 | サンド・アクチエンゲゼルシヤフト | 原着ポリマ−材料 |
| JPS58158952A (ja) * | 1982-03-17 | 1983-09-21 | Hitachi Ltd | 半導体装置及びその製造法 |
| JPS5957437A (ja) * | 1982-09-28 | 1984-04-03 | Fujitsu Ltd | 酸化珪素膜の形成方法 |
| JPS59178749A (ja) * | 1983-03-30 | 1984-10-11 | Fujitsu Ltd | 配線構造体 |
| JPS6024037A (ja) * | 1983-07-20 | 1985-02-06 | Comput Basic Mach Technol Res Assoc | ポリイミド系樹脂膜の形成方法 |
-
1986
- 1986-03-20 JP JP6460986A patent/JPS62219928A/ja active Granted
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4918587A (ja) * | 1972-06-13 | 1974-02-19 | ||
| JPS5852330A (ja) * | 1981-08-26 | 1983-03-28 | サンド・アクチエンゲゼルシヤフト | 原着ポリマ−材料 |
| JPS58158952A (ja) * | 1982-03-17 | 1983-09-21 | Hitachi Ltd | 半導体装置及びその製造法 |
| JPS5957437A (ja) * | 1982-09-28 | 1984-04-03 | Fujitsu Ltd | 酸化珪素膜の形成方法 |
| JPS59178749A (ja) * | 1983-03-30 | 1984-10-11 | Fujitsu Ltd | 配線構造体 |
| JPS6024037A (ja) * | 1983-07-20 | 1985-02-06 | Comput Basic Mach Technol Res Assoc | ポリイミド系樹脂膜の形成方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62219928A (ja) | 1987-09-28 |
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