JPH07111968B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
- Publication number
- JPH07111968B2 JPH07111968B2 JP61284828A JP28482886A JPH07111968B2 JP H07111968 B2 JPH07111968 B2 JP H07111968B2 JP 61284828 A JP61284828 A JP 61284828A JP 28482886 A JP28482886 A JP 28482886A JP H07111968 B2 JPH07111968 B2 JP H07111968B2
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- film
- insulating film
- vacuum
- semiconductor substrate
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- Formation Of Insulating Films (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［概要］ 半導体基板上に溶媒を含む液状の絶縁膜を塗布し、この
半導体基板を常温で真空中に保持した後、この半導体基
板上に形成されたこの絶縁膜をこの真空中で加熱して固
化すると、この絶縁膜にクラックが入らない。
半導体基板を常温で真空中に保持した後、この半導体基
板上に形成されたこの絶縁膜をこの真空中で加熱して固
化すると、この絶縁膜にクラックが入らない。
［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、そのうち、特に
平坦化絶縁膜の形成方法に関する。
平坦化絶縁膜の形成方法に関する。
ICなどの半導体装置は、多数の素子それぞれに電極が設
けられ、その電極を接続するための配線が多層に形成さ
れるが、２層,3層と多層に積層する程、凹凸が激しくな
つて、配線の断線や短絡の恐れが増大する。これを防止
するために、現在、ICでは表面の平坦化が重要な問題と
なつており、そのため、液状の絶縁膜を塗布して平坦化
し、その上に配線層を形成する方法が採られている。
けられ、その電極を接続するための配線が多層に形成さ
れるが、２層,3層と多層に積層する程、凹凸が激しくな
つて、配線の断線や短絡の恐れが増大する。これを防止
するために、現在、ICでは表面の平坦化が重要な問題と
なつており、そのため、液状の絶縁膜を塗布して平坦化
し、その上に配線層を形成する方法が採られている。
しかし、液状の絶縁膜は通常、溶媒が含まれていて、そ
の固化には溶媒の気散に十分配慮した処理が望ましい。
の固化には溶媒の気散に十分配慮した処理が望ましい。
［従来の技術と発明が解決しようとする問題点］ さて、従前、多層配線を形成する場合、第３図に示す断
面図のように、半導体基板１上に一層目のアルミニウム
配線２を形成し、その上に気相成長（CVD）法で燐シリ
ケートガラス（PSG）膜３を被覆し、更に、その上に二
層目のアルミニウム配線４を被着する形成方法Ｉが採ら
れていた。しかし、アルミニウム配線はスパッタ法で被
着して被覆性（カバレージ）が良くなく、且つ、ICの微
細化が進展するに伴って、二層目のアルミニウム配線４
がコーナー部（矢印で示す）での被着量が少なく、断線
を起こし易くなつてきた。
面図のように、半導体基板１上に一層目のアルミニウム
配線２を形成し、その上に気相成長（CVD）法で燐シリ
ケートガラス（PSG）膜３を被覆し、更に、その上に二
層目のアルミニウム配線４を被着する形成方法Ｉが採ら
れていた。しかし、アルミニウム配線はスパッタ法で被
着して被覆性（カバレージ）が良くなく、且つ、ICの微
細化が進展するに伴って、二層目のアルミニウム配線４
がコーナー部（矢印で示す）での被着量が少なく、断線
を起こし易くなつてきた。
従つて、第４図（ａ）〜（ｂ）の工程順断面図に示すよ
うな平坦化形成方法IIが考案された。まず、同図（ａ）
に示すように、半導体基板１上に一層目のアルミニウム
配線２を形成し、その上にCVD法でPSG膜３を被覆し、更
に、その上の全面にレジスト膜５を塗布する。次いで、
レジスト膜５とPSG膜３に対するエッチングレイトが同
じエッチング剤を用いて、レジスト膜５とPSG膜３との
両方を同時に一様にエッチングし、同図（ｂ）に示すよ
うに平坦化させる。
うな平坦化形成方法IIが考案された。まず、同図（ａ）
に示すように、半導体基板１上に一層目のアルミニウム
配線２を形成し、その上にCVD法でPSG膜３を被覆し、更
に、その上の全面にレジスト膜５を塗布する。次いで、
レジスト膜５とPSG膜３に対するエッチングレイトが同
じエッチング剤を用いて、レジスト膜５とPSG膜３との
両方を同時に一様にエッチングし、同図（ｂ）に示すよ
うに平坦化させる。
しかし、それより一層微細化・高集積化が進行すると、
一層目のアルミニウム配線２はその相互間隙が狭くなつ
て、PSG膜３を被覆性の良いCVD法で被着しても、第５図
に示すように、一層目のアルミニウム配線２の間隙をPS
G膜３で埋めることができなく（矢印で示す）なつてき
た。間隙が埋められなければ、一様にエッチングしても
レジスト膜５が残つて、そのレジスト膜は爾後の処理で
変質してICに悪影響を与える。
一層目のアルミニウム配線２はその相互間隙が狭くなつ
て、PSG膜３を被覆性の良いCVD法で被着しても、第５図
に示すように、一層目のアルミニウム配線２の間隙をPS
G膜３で埋めることができなく（矢印で示す）なつてき
た。間隙が埋められなければ、一様にエッチングしても
レジスト膜５が残つて、そのレジスト膜は爾後の処理で
変質してICに悪影響を与える。
そこで、第６図に示すように、半導体基板１上に一層目
のアルミニウム配線２を形成し、その上にCVD法でPSG膜
３を被覆し、次に、その上面に液状の絶縁膜、例えば、
PLOS膜６をスピンナーで塗布し、加熱して固化させる方
法を用いるようになつてきた。ここに、PLOSとはポリラ
ダーオルガノシロキサンの略で、SiO2を含む有機樹脂膜
として著名な耐熱性絶縁材料である。また、液状の絶縁
膜として、その他にOCD（商品名;PLOSと同系統）,SOG
（スピンオンガラス；同じくSiO2を含む有機樹脂）やPI
（ポリイミド）などがある。
のアルミニウム配線２を形成し、その上にCVD法でPSG膜
３を被覆し、次に、その上面に液状の絶縁膜、例えば、
PLOS膜６をスピンナーで塗布し、加熱して固化させる方
法を用いるようになつてきた。ここに、PLOSとはポリラ
ダーオルガノシロキサンの略で、SiO2を含む有機樹脂膜
として著名な耐熱性絶縁材料である。また、液状の絶縁
膜として、その他にOCD（商品名;PLOSと同系統）,SOG
（スピンオンガラス；同じくSiO2を含む有機樹脂）やPI
（ポリイミド）などがある。
ところが、このような液状の絶縁膜は溶媒を含んだ溶液
であり、そのため、加熱して溶媒を気散させて固化させ
る必要がある。例えば、PLOS膜はイソプロピルアルコー
ルまたはイソブチルアルコールを溶媒としており、従つ
て、ドライ窒素中で350〜450℃に加熱して、溶媒を気発
させて固化させる処理が必要になる。
であり、そのため、加熱して溶媒を気散させて固化させ
る必要がある。例えば、PLOS膜はイソプロピルアルコー
ルまたはイソブチルアルコールを溶媒としており、従つ
て、ドライ窒素中で350〜450℃に加熱して、溶媒を気発
させて固化させる処理が必要になる。
しかし、加熱すると溶媒が揮発して収縮が起こるため
に、PLOS膜６にクラックが発生するという問題点があ
り、このクラックは溶媒を揮発させて固化させたPLOS膜
６だけではなく、その下地のPSG膜６にも影響を与え
て、そのPSG膜３にもクラックが生じ、その結果、アル
ミニウム配線が酸化等のために断線し易くなると云う信
頼性上の重大な問題を生じる。
に、PLOS膜６にクラックが発生するという問題点があ
り、このクラックは溶媒を揮発させて固化させたPLOS膜
６だけではなく、その下地のPSG膜６にも影響を与え
て、そのPSG膜３にもクラックが生じ、その結果、アル
ミニウム配線が酸化等のために断線し易くなると云う信
頼性上の重大な問題を生じる。
本発明はこのような問題点を除去させる平坦化絶縁膜の
形成方法を提案するものである。
形成方法を提案するものである。
［問題点を解決するための手段］ その目的は半導体基板上の凹凸面に、溶媒を含む液状の
絶縁膜を塗布し、次いで、該半導体基板を常温で真空中
に保持し、該液状の絶縁膜中の溶媒を蒸発させ、次い
で、該真空中で該半導体基板を加熱して、前記絶縁膜を
重合し固化させ、表面が平坦な層間絶縁膜を形成するこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法によって達成され
る。
絶縁膜を塗布し、次いで、該半導体基板を常温で真空中
に保持し、該液状の絶縁膜中の溶媒を蒸発させ、次い
で、該真空中で該半導体基板を加熱して、前記絶縁膜を
重合し固化させ、表面が平坦な層間絶縁膜を形成するこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法によって達成され
る。
［作用］ 即ち、本発明においては、半導体基板上に溶媒を含む液
状の絶縁膜を塗布し、この半導体基板を常温で真空中に
保持してこの液状の絶縁膜中に含有されている溶媒を蒸
発させた後、この半導体基板上に形成された絶縁膜をこ
の真空中で加熱して固化するから、加熱する以前に溶媒
を蒸発させておいてこの加熱固化工程で絶縁膜の重合が
行われるので、この絶縁膜にクラックが発生するのを防
止することが可能となる。
状の絶縁膜を塗布し、この半導体基板を常温で真空中に
保持してこの液状の絶縁膜中に含有されている溶媒を蒸
発させた後、この半導体基板上に形成された絶縁膜をこ
の真空中で加熱して固化するから、加熱する以前に溶媒
を蒸発させておいてこの加熱固化工程で絶縁膜の重合が
行われるので、この絶縁膜にクラックが発生するのを防
止することが可能となる。
［実施例］ 以下、第１図、第２図により実施例を詳細に説明する。
第１図（ａ），（ｂ）は本発明にかかる処理方法を説明
する図で、同図（ａ）は真空処理装置，同図（ｂ）は処
理時間に対する温度，真空度の図表を示している。
する図で、同図（ａ）は真空処理装置，同図（ｂ）は処
理時間に対する温度，真空度の図表を示している。
例えば、半導体基板上にPLOS膜をスピンナーで塗布し、
約150℃でプリベーク（予備加熱）した後、同図（ａ）
に示すような真空処理装置内に載置する。同図におい
て、１は半導体基板（ウエハー）,11はランプヒータ,12
は真空ポンプである。そして、真空ポンプ12により装置
内の空気を排気した後、装置内の真空度が10-6Torr以上
の高真空になるまで常温に保持する。この時点で、ほぼ
溶媒が揮発するものと考えられる。
約150℃でプリベーク（予備加熱）した後、同図（ａ）
に示すような真空処理装置内に載置する。同図におい
て、１は半導体基板（ウエハー）,11はランプヒータ,12
は真空ポンプである。そして、真空ポンプ12により装置
内の空気を排気した後、装置内の真空度が10-6Torr以上
の高真空になるまで常温に保持する。この時点で、ほぼ
溶媒が揮発するものと考えられる。
次いで、10-6Torr程度の真空度に到達し、その真空度を
維持した状態で、ランプヒータ11に電圧を印加して半導
体基板１を加熱する。その加熱による温度及び真空度の
変化を第１図（ｂ）の図表に示している。即ち、ランプ
ヒータ11では急速に加熱されるため、１分間程度で半導
体基板は約300℃に到達するが、その温度で数分間維持
する。図中の実線は温度曲線を示しており、その時の真
空度を破線で示している。加熱によって溶媒が一時的に
大量に揮発するので、図表に示すように一時的に10-2To
rr程度まで真空度が低下するが、真空ポンプ12により排
気されるので、３分位で元の真空度に回復する。かくし
て、樹脂の重合がおこなわれて準安定状態になる。
維持した状態で、ランプヒータ11に電圧を印加して半導
体基板１を加熱する。その加熱による温度及び真空度の
変化を第１図（ｂ）の図表に示している。即ち、ランプ
ヒータ11では急速に加熱されるため、１分間程度で半導
体基板は約300℃に到達するが、その温度で数分間維持
する。図中の実線は温度曲線を示しており、その時の真
空度を破線で示している。加熱によって溶媒が一時的に
大量に揮発するので、図表に示すように一時的に10-2To
rr程度まで真空度が低下するが、真空ポンプ12により排
気されるので、３分位で元の真空度に回復する。かくし
て、樹脂の重合がおこなわれて準安定状態になる。
第２図は本発明にかかる多層配線の断面図を示してお
り、１は半導体基板,2は一層目のアルミニウム配線（膜
厚１μｍ）,3はPSG膜（膜厚0.7μｍ）,20はPLOS膜（膜
厚の厚い部分で１μｍ程度）である。上記のような処理
をすれば、PLOS膜20にはクラックが入らず、また、PSG
膜に応力がかかつてクラックを発生させることもなくな
る。
り、１は半導体基板,2は一層目のアルミニウム配線（膜
厚１μｍ）,3はPSG膜（膜厚0.7μｍ）,20はPLOS膜（膜
厚の厚い部分で１μｍ程度）である。上記のような処理
をすれば、PLOS膜20にはクラックが入らず、また、PSG
膜に応力がかかつてクラックを発生させることもなくな
る。
従つて、本発明にかかる処理法によれば、従来の処理方
法に比べて、加熱温度が低く（350〜450℃→300℃）な
り、処理時間も短く（30分→数分）なつて、而も、クラ
ックがなくなり、ICは高信頼化される。
法に比べて、加熱温度が低く（350〜450℃→300℃）な
り、処理時間も短く（30分→数分）なつて、而も、クラ
ックがなくなり、ICは高信頼化される。
なお、上記の加熱温度，真空度に対する処理時間のデー
タは一例であり、真空装置の型式，処理する半導体基板
数（ウエハー枚数）によつて相異することは云うまでも
ない。また、液状絶縁膜の種類によつても加熱温度の上
限が相異することは当然である。
タは一例であり、真空装置の型式，処理する半導体基板
数（ウエハー枚数）によつて相異することは云うまでも
ない。また、液状絶縁膜の種類によつても加熱温度の上
限が相異することは当然である。
［発明の効果］ 以上の説明から判るように、本発明によれば多層配線を
有するICの信頼性向上に大きく役立つものである。
有するICの信頼性向上に大きく役立つものである。
第１図（ａ），（ｂ）は本発明にかかる処理方法を説明
する図、 第２図は本発明にかかる多層配線の断面図、 第３図は従前の形成方法Ｉの断面図、 第４図は従前の形成方法IIの工程順図、 第５図はその問題点を示す図、 第６図は従来の多層配線の断面図である。 図において、 １は半導体基板、２はアルミニウム配線、 ３はPSG膜、6,20はPLOS膜、 11はランプヒータ、12は真空ポンプ を示している。
する図、 第２図は本発明にかかる多層配線の断面図、 第３図は従前の形成方法Ｉの断面図、 第４図は従前の形成方法IIの工程順図、 第５図はその問題点を示す図、 第６図は従来の多層配線の断面図である。 図において、 １は半導体基板、２はアルミニウム配線、 ３はPSG膜、6,20はPLOS膜、 11はランプヒータ、12は真空ポンプ を示している。
Claims (1)
- 【請求項１】半導体基板上の凹凸面に、溶媒を含む液状
の絶縁膜を塗布し、 次いで、該半導体基板を常温で真空中に保持し、該液状
の絶縁膜中の溶媒を蒸発させ、 次いで、該真空中で該半導体基板を加熱して、前記絶縁
膜を重合し固化させ、表面が平坦な層間絶縁膜を形成す
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 |
|---|---|---|---|
| JP61284828A JPH07111968B2 (ja) | 1986-11-28 | 1986-11-28 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61284828A JPH07111968B2 (ja) | 1986-11-28 | 1986-11-28 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63137433A JPS63137433A (ja) | 1988-06-09 |
| JPH07111968B2 true JPH07111968B2 (ja) | 1995-11-29 |
Family
ID=17683533
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61284828A Expired - Fee Related JPH07111968B2 (ja) | 1986-11-28 | 1986-11-28 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07111968B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02181927A (ja) * | 1989-01-09 | 1990-07-16 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JPH02291129A (ja) * | 1989-04-28 | 1990-11-30 | Nec Corp | 半導体装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6120330A (ja) * | 1984-07-09 | 1986-01-29 | Sony Corp | パタ−ン形成方法 |
-
1986
- 1986-11-28 JP JP61284828A patent/JPH07111968B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63137433A (ja) | 1988-06-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |