JPH0624204B2 - 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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- JPH0624204B2 JPH0624204B2 JP4240190A JP4240190A JPH0624204B2 JP H0624204 B2 JPH0624204 B2 JP H0624204B2 JP 4240190 A JP4240190 A JP 4240190A JP 4240190 A JP4240190 A JP 4240190A JP H0624204 B2 JPH0624204 B2 JP H0624204B2
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- polyamide film
- heat treatment
- belt conveyor
- insulating film
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- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
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係り、とくに多層配
線構造を有する半導体装置の製造方法に関する。
線構造を有する半導体装置の製造方法に関する。
＜従来の技術＞ ＬＳＩなどの半導体装置の高集積化、高速化あるいは設
計工数の短縮化のためには、半導体装置の多層配線化は
必要不可欠であり、今日まで多種多様な多層配線構造が
提案されている。
計工数の短縮化のためには、半導体装置の多層配線化は
必要不可欠であり、今日まで多種多様な多層配線構造が
提案されている。
従来の多層配線構造の半導体装置の製造工程について、
その概要を第３図を用いて説明すると、 下地であるSi基板１上にSi基板１表面の拡散領域を
結ぶ下層A1配線層２を形成する工程（第３図(a)） プラズマSiO2膜などの第１層間絶縁膜３を形成する
工程（第３図(b)）、 第１の層間絶縁膜３の上に回転塗布法によってＳＯ
Ｇ (Sping On Glass)膜あるいはポリアミド膜などの塗
布絶縁膜４を形成して半導体ウエハ５を構成する工程
（第３図(c)）、 半導体ウエハ５の塗布絶縁膜４に図示しない熱源で
所定の熱処理を加えて成膜化する工程（第３図(d)）、 塗布絶縁膜４の上に第２の層間絶縁膜６を形成する
工程（第３図(e)）、 第２の層間絶縁膜６の上に上層A1配線層７を形成す
る工程（第３図(f)）、 の６つの工程から主に構成される。
その概要を第３図を用いて説明すると、 下地であるSi基板１上にSi基板１表面の拡散領域を
結ぶ下層A1配線層２を形成する工程（第３図(a)） プラズマSiO2膜などの第１層間絶縁膜３を形成する
工程（第３図(b)）、 第１の層間絶縁膜３の上に回転塗布法によってＳＯ
Ｇ (Sping On Glass)膜あるいはポリアミド膜などの塗
布絶縁膜４を形成して半導体ウエハ５を構成する工程
（第３図(c)）、 半導体ウエハ５の塗布絶縁膜４に図示しない熱源で
所定の熱処理を加えて成膜化する工程（第３図(d)）、 塗布絶縁膜４の上に第２の層間絶縁膜６を形成する
工程（第３図(e)）、 第２の層間絶縁膜６の上に上層A1配線層７を形成す
る工程（第３図(f)）、 の６つの工程から主に構成される。
このような構造の半導体装置にすることで、下層A1配線
層３と上層A1配線層７がショートせずに、しかも上層の
A1配線層７が段切れしないで多層配線が得られる。
層３と上層A1配線層７がショートせずに、しかも上層の
A1配線層７が段切れしないで多層配線が得られる。
ところで、塗布絶縁膜４としてＳＯＧ膜を用いる場合
は、けい素化合物を有機溶剤に溶解したものを焼成する
ことによって、下記(1)式 Si(OH)４→SiO2＋２H2O ↑ ……(1) として得られる酸化けい素の膜であるから、塗布した後
に脱水するために熱処理を加える必要があるが、A1材料
の融点の関係から従来は電気炉によってN2雰囲気中ある
いは空気中において、 400〜 450℃の温度で加熱を施す
のが一般的であった。
は、けい素化合物を有機溶剤に溶解したものを焼成する
ことによって、下記(1)式 Si(OH)４→SiO2＋２H2O ↑ ……(1) として得られる酸化けい素の膜であるから、塗布した後
に脱水するために熱処理を加える必要があるが、A1材料
の融点の関係から従来は電気炉によってN2雰囲気中ある
いは空気中において、 400〜 450℃の温度で加熱を施す
のが一般的であった。
また、ポリアミド膜を用いる場合は、ポリアミド酸をＮ
−メチル−２−ピロリドンなどの極性溶媒に溶触したも
のを焼成することによって、下記(2)式 として得られるポリイミドの膜であり、従来電気炉によ
ってN2雰囲気中あるいは空気中において、 350〜 400℃
の温度で加熱を施すのが一般的であった。
−メチル−２−ピロリドンなどの極性溶媒に溶触したも
のを焼成することによって、下記(2)式 として得られるポリイミドの膜であり、従来電気炉によ
ってN2雰囲気中あるいは空気中において、 350〜 400℃
の温度で加熱を施すのが一般的であった。
なお、上述のポリアミド膜は、周知のごとく前記ポリア
ミド酸溶液およびポリアミド酸を加熱脱水して得られる
ポリイミドを含むものである。
ミド酸溶液およびポリアミド酸を加熱脱水して得られる
ポリイミドを含むものである。
＜発明が解決しようとする課題＞ しかしながら、上記した従来の電気炉による加熱では、
主として外部からの熱伝導あるいは熱対流によって直接
塗布絶縁膜４であるＳＯＧ膜あるいはポリアミド膜を加
熱することになるから、膜表面の早期乾燥が進んで硬化
を起こすことになり、その後加熱を続けても膜表面硬化
層がバリヤになって、膜中の〔OH〕基が抜けにくくなっ
て大量に膜中に残存する。そのため、スルーホールエッ
チング時に〔OH〕基アウトガスによりAl配線上に酸化膜
(Al2O3)が形成され、スルーホール抵抗値が増大して電
気特性に悪影響を及ぼすという問題が生じる。
主として外部からの熱伝導あるいは熱対流によって直接
塗布絶縁膜４であるＳＯＧ膜あるいはポリアミド膜を加
熱することになるから、膜表面の早期乾燥が進んで硬化
を起こすことになり、その後加熱を続けても膜表面硬化
層がバリヤになって、膜中の〔OH〕基が抜けにくくなっ
て大量に膜中に残存する。そのため、スルーホールエッ
チング時に〔OH〕基アウトガスによりAl配線上に酸化膜
(Al2O3)が形成され、スルーホール抵抗値が増大して電
気特性に悪影響を及ぼすという問題が生じる。
また、特開昭63−261730号公報には、数 MHzのマイクロ
波を用いた高周波誘導加熱によって被加熱物の分子を１
秒間に前記周波数の回数だけ振動させ、振動による分子
間の摩擦熱によって被加熱物自身を加熱する方法が開示
されているが、しかし、この方法においても高周波誘導
加熱を用いることから、実際にはＳＯＧ膜そのものを直
接加熱するものではなく、導電性のあるウエハ基板が加
熱されてその熱量によってＳＯＧ膜を間接的に乾燥する
ため、膜表面硬化が少なからず発生するという問題があ
り、やはり膜中残存〔OH〕基は大幅には減少しないので
ある。
波を用いた高周波誘導加熱によって被加熱物の分子を１
秒間に前記周波数の回数だけ振動させ、振動による分子
間の摩擦熱によって被加熱物自身を加熱する方法が開示
されているが、しかし、この方法においても高周波誘導
加熱を用いることから、実際にはＳＯＧ膜そのものを直
接加熱するものではなく、導電性のあるウエハ基板が加
熱されてその熱量によってＳＯＧ膜を間接的に乾燥する
ため、膜表面硬化が少なからず発生するという問題があ
り、やはり膜中残存〔OH〕基は大幅には減少しないので
ある。
本発明は、上記のような課題を解決すべくしてなされた
ものであって、熱処理後のポリイミド膜の膜中の残存
〔OH〕基を減少させるのに好適な半導体装置の製造方法
を提供することを目的とする。
ものであって、熱処理後のポリイミド膜の膜中の残存
〔OH〕基を減少させるのに好適な半導体装置の製造方法
を提供することを目的とする。
＜課題を解決するための手段＞ 本発明は、下層の配線層を覆うように第１の層間絶縁膜
を形成する工程と、前記第１の層間絶縁膜の上に回転塗
布法によってポリアミド膜を形成する工程と、加熱室内
において前記ポリアミド膜に所定の熱処理を加えて熱処
理する工程と、前記熱処理後のポリアミド膜の上に第２
の層間絶縁膜を形成する工程と、前記第２の層間絶縁膜
の上に上層の配線層を形成する工程とからなる半導体装
置の製造方法において、前記ポリアミド膜への熱処理工
程を、カセットローダに収納された半導体ウエハをウエ
ハ移載機によって１枚ずつベルトコンベア上に載置して
加熱室に移送する工程と、ベルトコンベア上の半導体ウ
エハを加熱室内に設けられた２．５〜10μｍの波長を有
する複数の遠赤外線加熱器を用いて大気中で加熱して、
塗布ポリアミド膜表面の早期乾燥を回避しながら塗布ポ
リアミド膜内の〔ＯＨ〕基を減少せしめる熱処理工程
と、熱処理された半導体ウエハをウエハ移載機で１枚ず
つベルトコンベア上からハンドリングしてカセットロー
ダに回収する工程と、からなるようにしたことを特徴と
する半導体装置の製造方法である。
を形成する工程と、前記第１の層間絶縁膜の上に回転塗
布法によってポリアミド膜を形成する工程と、加熱室内
において前記ポリアミド膜に所定の熱処理を加えて熱処
理する工程と、前記熱処理後のポリアミド膜の上に第２
の層間絶縁膜を形成する工程と、前記第２の層間絶縁膜
の上に上層の配線層を形成する工程とからなる半導体装
置の製造方法において、前記ポリアミド膜への熱処理工
程を、カセットローダに収納された半導体ウエハをウエ
ハ移載機によって１枚ずつベルトコンベア上に載置して
加熱室に移送する工程と、ベルトコンベア上の半導体ウ
エハを加熱室内に設けられた２．５〜10μｍの波長を有
する複数の遠赤外線加熱器を用いて大気中で加熱して、
塗布ポリアミド膜表面の早期乾燥を回避しながら塗布ポ
リアミド膜内の〔ＯＨ〕基を減少せしめる熱処理工程
と、熱処理された半導体ウエハをウエハ移載機で１枚ず
つベルトコンベア上からハンドリングしてカセットロー
ダに回収する工程と、からなるようにしたことを特徴と
する半導体装置の製造方法である。
＜作 用＞ 本発明によれば、半導体ウエハに所定の熱処理を加えて
ポリアミド膜を熱処理する際に、カセットローダに収納
された半導体ウエハをウエハ移載機で１枚ずつベルトコ
ンベア上に載置して加熱室にハンドリングし、遠赤外線
加熱器を用いて、熱を伝えるための媒体をなんら必要と
せず、加熱器から塗布ポリアミド膜に直接エネルギーが
伝達される効率の良好な放射加熱を大気中で行うように
したので、遠赤外線熱源をポリアミド膜全体に短時間で
よく浸透させることができ、これによって、膜表面硬化
層の形成を遅れさせることにより、熱処理後のポリアミ
ド膜中の残存〔OH〕基を大幅に減少させることができ
る。
ポリアミド膜を熱処理する際に、カセットローダに収納
された半導体ウエハをウエハ移載機で１枚ずつベルトコ
ンベア上に載置して加熱室にハンドリングし、遠赤外線
加熱器を用いて、熱を伝えるための媒体をなんら必要と
せず、加熱器から塗布ポリアミド膜に直接エネルギーが
伝達される効率の良好な放射加熱を大気中で行うように
したので、遠赤外線熱源をポリアミド膜全体に短時間で
よく浸透させることができ、これによって、膜表面硬化
層の形成を遅れさせることにより、熱処理後のポリアミ
ド膜中の残存〔OH〕基を大幅に減少させることができ
る。
なお、ここで遠赤外線加熱器の遠赤外線波長を２．５〜
10.0μｍの領域とした理由について説明すると、ポリア
ミド膜中の〔OH〕基の吸収波形スペクトルのピーク波数
は2800〜3600cm-1であり、したがって、その吸収波長
２．５〜 4.0μｍに遠赤外線波長をマッチさせるためで
ある。
10.0μｍの領域とした理由について説明すると、ポリア
ミド膜中の〔OH〕基の吸収波形スペクトルのピーク波数
は2800〜3600cm-1であり、したがって、その吸収波長
２．５〜 4.0μｍに遠赤外線波長をマッチさせるためで
ある。
これによって、上記波長範囲において、〔OH〕基がもっ
とも効率よく除去されることになる。
とも効率よく除去されることになる。
＜実施例＞ 以下に、本発明の実施例について、図面を参照して詳し
く説明する。
く説明する。
第１図は、本発明に係るポリアミド膜の熱処理装置の実
施例を模式的に示す構成図である。
施例を模式的に示す構成図である。
図において、10は加熱室であり、天井壁11と両側壁12，
13から構成される。
13から構成される。
14は、熱処理すべき半導体ウエハ５を収納するカセット
ローダである。
ローダである。
15は、加熱室10の下部に設けられたベルトコンベアであ
り、ポリアミド膜の塗布された半導体ウエハ５を加熱室
10内に移送する。
り、ポリアミド膜の塗布された半導体ウエハ５を加熱室
10内に移送する。
16は、加熱室10の入口に設置されたメカニカルハンドリ
ングアームなどのウエハ移載機であり、カセットローダ
14に収納された半導体ウエハ５を１枚ずつベルトコンベ
ア15上にハンドリングする機能を有する。
ングアームなどのウエハ移載機であり、カセットローダ
14に収納された半導体ウエハ５を１枚ずつベルトコンベ
ア15上にハンドリングする機能を有する。
17は、加熱室10の出側に設置されたメカニカルハンドリ
ングアームなどのウエハ移載機であり、加熱室10で熱処
理された半導体ウエハ５を１枚ずつベルトコンベア15上
からハンドリングしてカセットローダ18に回収する機能
を有する。
ングアームなどのウエハ移載機であり、加熱室10で熱処
理された半導体ウエハ５を１枚ずつベルトコンベア15上
からハンドリングしてカセットローダ18に回収する機能
を有する。
19は、２．５〜10μｍの波長を有する遠赤外線加熱器で
あり、加熱室10の天井壁11に複数個が取付けられて、コ
ントローラ20によって電源装置21から供給される電流が
制御されることにより、ベルトコンベア15で移送される
半導体ウエハ５のポリアミド膜を所定の温度で連続的に
熱処理する。
あり、加熱室10の天井壁11に複数個が取付けられて、コ
ントローラ20によって電源装置21から供給される電流が
制御されることにより、ベルトコンベア15で移送される
半導体ウエハ５のポリアミド膜を所定の温度で連続的に
熱処理する。
このように構成された熱処理装置の動作について以下に
説明する。
説明する。
加熱室10内に取付けられた遠赤外線加熱器19に流す
電流をコントローラ20によって所定の加熱温度になるよ
うに調整してから、ベルトコンベア15を起動する。
電流をコントローラ20によって所定の加熱温度になるよ
うに調整してから、ベルトコンベア15を起動する。
ウエハ移載機16を作動させて、カセットローダ14に
収納された半導体ウエハ５を１枚ずつベルトコンベア15
上にハンドリングして連続的に熱処理を行う。
収納された半導体ウエハ５を１枚ずつベルトコンベア15
上にハンドリングして連続的に熱処理を行う。
熱処理の終了した半導体ウエハ５は、ベルトコンベ
ア15の出側で１枚ずつウエハ移載機17によってカセット
ローダ18に回収される。
ア15の出側で１枚ずつウエハ移載機17によってカセット
ローダ18に回収される。
本発明を用いてポリアミド膜に熱処理を施したところ、
第２図に示すように、従来法では主に〔OH〕基の吸収波
形スペクトルのピーク波数が3300cm-1において出現して
いたのであるが、本発明法ではそれらのピークは全く認
められず、良好な熱処理が施されたことがわかる。
第２図に示すように、従来法では主に〔OH〕基の吸収波
形スペクトルのピーク波数が3300cm-1において出現して
いたのであるが、本発明法ではそれらのピークは全く認
められず、良好な熱処理が施されたことがわかる。
なお、本発明は、上記したポリアミド膜を熱処理する工
程のみではなく、通常レジストと呼ばれるパターニング
工程における感光性有機ポリマーの脱気および固着を行
う工程（加熱温度；100 〜200 ℃）にも適用し得るもの
である。
程のみではなく、通常レジストと呼ばれるパターニング
工程における感光性有機ポリマーの脱気および固着を行
う工程（加熱温度；100 〜200 ℃）にも適用し得るもの
である。
＜発明の効果＞ 以上説明したように、本発明によれば、半導体ウエハに
所定の熱処理を加えてポリアミド膜を熱処理する際に、
カセットローダに収納された半導体ウエハをウエハ移載
機で１枚ずつベルトコンベアを介して加熱室にハンドリ
ングして、２．５〜10μｍの波長を有する遠赤外線加熱
器を用いて大気中で放射加熱を行うようにしたので、熱
処理後のポリアミド膜中の残存〔OH〕基を大幅に減少さ
せることができる。これによって、半導体装置の電気特
性を向上させることができるから、その効果は大であ
る。
所定の熱処理を加えてポリアミド膜を熱処理する際に、
カセットローダに収納された半導体ウエハをウエハ移載
機で１枚ずつベルトコンベアを介して加熱室にハンドリ
ングして、２．５〜10μｍの波長を有する遠赤外線加熱
器を用いて大気中で放射加熱を行うようにしたので、熱
処理後のポリアミド膜中の残存〔OH〕基を大幅に減少さ
せることができる。これによって、半導体装置の電気特
性を向上させることができるから、その効果は大であ
る。
また、ベルトコンベアを用いて半導体ウエハを連続的に
移送しながら熱処理するようにしたので、生産能率が向
上する。
移送しながら熱処理するようにしたので、生産能率が向
上する。
第１図は、本発明に係るポリアミド膜の熱処理装置の実
施例を模式的に示す構成図、第２図は、本発明法と従来
法での残存〔OH〕基の測定結果を比較して示す特性図、
第３図は、従来例の工程を説明する図である。 １……Si基板，２……下層Al配線層，３……第１の層間
絶縁膜，４……塗布絶縁膜，５……半導体ウエハ，６…
…第２の層間絶縁膜，７……上層Al配線層，10……加熱
室，11……天井壁，12，13……側壁，14，18……カセッ
トローダ，15……ベルトコンベア，16，17……ウエハ移
載機，19……遠赤外線加熱器，20……コントローラ，21
……電源装置。
施例を模式的に示す構成図、第２図は、本発明法と従来
法での残存〔OH〕基の測定結果を比較して示す特性図、
第３図は、従来例の工程を説明する図である。 １……Si基板，２……下層Al配線層，３……第１の層間
絶縁膜，４……塗布絶縁膜，５……半導体ウエハ，６…
…第２の層間絶縁膜，７……上層Al配線層，10……加熱
室，11……天井壁，12，13……側壁，14，18……カセッ
トローダ，15……ベルトコンベア，16，17……ウエハ移
載機，19……遠赤外線加熱器，20……コントローラ，21
……電源装置。
Claims (1)
- 【請求項１】下層の配線層を覆うように第１の層間絶縁
膜を形成する工程と、前記第１の層間絶縁膜の上に回転
塗布法によってポリアミド膜を形成する工程と、加熱室
内において前記ポリアミド膜に所定の熱処理を加えて熱
処理する工程と、前記熱処理後のポリアミド膜の上に第
２の層間絶縁膜を形成する工程と、前記第２の層間絶縁
膜の上に上層の配線層を形成する工程とからなる半導体
装置の製造方法において、前記ポリアミド膜への熱処理
工程を、カセットローダに収納された半導体ウエハをウ
エハ移載機によって１枚ずつベルトコンベア上に載置し
て加熱室に移送する工程と、ベルトコンベア上の半導体
ウエハを加熱室内に設けられた2.5 〜10μｍの波長を有
する複数の遠赤外線加熱器を用いて大気中で加熱して、
塗布ポリアミド膜表面の早期乾燥を回避しながら塗布ポ
リアミド膜内の〔ＯＨ〕基を減少せしめる熱処理工程
と、熱処理された半導体ウエハをウエハ移載機で１枚ず
つベルトコンベア上からハンドリングしてカセットロー
ダに回収する工程と、からなるようにしたことを特徴と
する半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4240190A JPH0624204B2 (ja) | 1990-02-26 | 1990-02-26 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4240190A JPH0624204B2 (ja) | 1990-02-26 | 1990-02-26 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03246941A JPH03246941A (ja) | 1991-11-05 |
| JPH0624204B2 true JPH0624204B2 (ja) | 1994-03-30 |
Family
ID=12635049
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4240190A Expired - Lifetime JPH0624204B2 (ja) | 1990-02-26 | 1990-02-26 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0624204B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FI91225C (fi) * | 1992-10-30 | 1994-06-10 | Tikka System Oy | Menetelmä ja laitteisto levymäisten kappaleiden pinnoittamiseksi muovikalvolla |
| US6084127A (en) * | 1997-02-28 | 2000-07-04 | Nippon Shokubai Co Ltd | Method for recovering acrylic acid |
-
1990
- 1990-02-26 JP JP4240190A patent/JPH0624204B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03246941A (ja) | 1991-11-05 |
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