JPH0722506A - Semiconductor device and its manufacture - Google Patents

Semiconductor device and its manufacture

Info

Publication number
JPH0722506A
JPH0722506A JP16543193A JP16543193A JPH0722506A JP H0722506 A JPH0722506 A JP H0722506A JP 16543193 A JP16543193 A JP 16543193A JP 16543193 A JP16543193 A JP 16543193A JP H0722506 A JPH0722506 A JP H0722506A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
wiring layer
semiconductor device
oxide film
ladder polymer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP16543193A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shintarou Minami
伸太朗 南
Hiroyuki Nishimura
浩之 西村
Etsushi Adachi
悦志 足立
Shigeyuki Yamamoto
茂之 山本
Hiroshi Adachi
廣士 足達
Shigeru Harada
繁 原田
Jiyunko Matsubara
潤子 松原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP16543193A priority Critical patent/JPH0722506A/en
Publication of JPH0722506A publication Critical patent/JPH0722506A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)

Abstract

PURPOSE:To simplify a process for patterning by using a silicone polymer film having photosensitivity and heat resistance as a layer insulating film for wiring. CONSTITUTION:An AlSi alloy is sputtered on a substrate 1 where a silicon oxide film 2 was formed, patterning is performed by photolithography, thereby forming a first wiring layer 3. Then, a heat treatment is given by applying an anisole solution of polymethylvinylsesquioxan indicated by a chemical formula (HO)2(Si2O3R2)nH2 to the substrate 1, thereby forming a resin film 5. Next, a contact hole 6 is formed by photolithography and then an interlayer film 5a is formed. At that time, the resin film 5 itself has a photosensitivity so that other photoresist becomes unnecessary. Moreover, the AlSi alloy is spattered and a second wiring layer 8 is formed, which layer is to be connected to the first wiring layer 3 through the contact hole 6. A flat interlayer film having no level difference of a wiring layer can be formed in a simplified process.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、半導体装置及びその
製造方法に関するものであり、特に、多層配線構造で、
層間平坦化膜を有する半導体装置及びその製造方法に関
すものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and a method of manufacturing the same, and more particularly to a multilayer wiring structure,
The present invention relates to a semiconductor device having an interlayer flattening film and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】多層配線構造を形成する場合、配線層間
に形成される層間膜は上下の配線層を絶縁し、加えて下
層の配線層を平坦化する必要がある。図4は、従来の半
導体装置の配線層の間の層間膜の形成を工程順に示した
断面図である。同図において、41は半導体からなる基
板、42はCVD法により形成されたシリコン酸化膜、
43はシリコン酸化膜上に形成された第1の配線層であ
る。なお、ここでは、第1の配線層43に接続されるべ
きトランジスタなどの能動素子については、省略し図示
していない。
2. Description of the Related Art When forming a multi-layer wiring structure, it is necessary for an interlayer film formed between wiring layers to insulate upper and lower wiring layers and to flatten the lower wiring layer. FIG. 4 is a cross-sectional view showing the formation of an interlayer film between wiring layers of a conventional semiconductor device in the order of steps. In the figure, 41 is a substrate made of a semiconductor, 42 is a silicon oxide film formed by a CVD method,
Reference numeral 43 is a first wiring layer formed on the silicon oxide film. Here, active elements such as transistors to be connected to the first wiring layer 43 are omitted and not shown.

【0003】以下、この製造工程について説明する。ま
ず、シリコン酸化膜42が形成された基板41上にAl
Si合金をスパッタリングにより堆積し、図4(a)に
示すように、これをフォトリソグラフィによりパターニ
ングして第1の配線層43を形成する。次に、図4
(b)に示すように、この上にCVD法によりシリコン
酸化膜44を体積形成し、ついで、図4(c)に示すよ
うに、SOGを塗布してSOG膜45を形成して、第1
の配線層43の段差を低減させる。
The manufacturing process will be described below. First, Al is formed on the substrate 41 on which the silicon oxide film 42 is formed.
A Si alloy is deposited by sputtering, and as shown in FIG. 4A, this is patterned by photolithography to form a first wiring layer 43. Next, FIG.
As shown in (b), a silicon oxide film 44 is formed on the surface by a CVD method, and then SOG is applied to form an SOG film 45 as shown in FIG.
The step difference of the wiring layer 43 is reduced.

【0004】ついで、図4(d)に示すように、フォト
リソグラフィ技術によりレジストパターン46を形成
し、このレジストパターン46をマスクとしたエッチン
グにより、図4(e)に示すように、SOG膜45とシ
リコン酸化膜44の所定の領域にコンタクトホール47
を形成する。そして、図4(f)に示すように、レジス
トパターン46を除去後にこの上にAlSi合金をスパ
ッタリングにより堆積して金属膜48を形成して、この
後、この金属膜48をフォトリソグラフィとエッチング
によりパターニングして、第1の配線層43とコンタク
トホール47を介して導通している第2の配線層を形成
する。
Next, as shown in FIG. 4D, a resist pattern 46 is formed by a photolithography technique, and etching is performed using the resist pattern 46 as a mask. As a result, as shown in FIG. 4E, the SOG film 45 is formed. And a contact hole 47 in a predetermined area of the silicon oxide film 44.
To form. Then, as shown in FIG. 4F, after removing the resist pattern 46, an AlSi alloy is deposited thereon by sputtering to form a metal film 48, and thereafter, the metal film 48 is formed by photolithography and etching. Patterning is performed to form a second wiring layer that is electrically connected to the first wiring layer 43 through the contact hole 47.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来は、以上のように
構成されていたので、以下に示すような問題点があっ
た。まず、多層配線における配線層間の層間絶縁膜に
は、下層の配線層の耐熱性に制限を受けているため、C
VD法などにより堆積形成された絶縁膜(シリコン酸化
膜)が用いられており、このため層間絶縁膜のパターン
形成のために、フォトレジストの塗布や剥離などの工程
を必要とし、工程が長くなるという問題があった。(文
献:特公昭51−44871号公報、特開昭56−12
5855号公報、特開昭56−125856号公報、特
開昭56−125857号公報)
Since the prior art is constructed as described above, there are the following problems. First, the interlayer insulating film between the wiring layers in the multilayer wiring is limited by the heat resistance of the lower wiring layer.
An insulating film (silicon oxide film) deposited and formed by the VD method or the like is used. Therefore, steps such as photoresist coating and peeling are required for patterning the interlayer insulating film, resulting in a long process. There was a problem. (Reference: Japanese Patent Publication No. 51-44871, Japanese Patent Laid-Open No. 56-12.
5855, JP-A-56-125856, JP-A-56-125857)

【0006】また、CVD法によるシリコン酸化膜だけ
では、下地の配線層の段差を平坦化することは難しいの
で、SOGの塗布膜などを併用して平坦化を行い、上層
の配線層の信頼性,パターン精度の劣化を防止してき
た。凹凸の存在する上では、配線層の断線などが生じや
すく、平坦化を十分に行う必要がある。ところが、SO
Gは一度の塗布では平坦化が不十分であり、2度以上塗
布しなければならず、工程数が増加する。また、コンタ
クトホール開口後、コンタクトホールの側壁にSOGの
層が露出していると、その後の熱処理工程において、耐
熱性に劣るSOG内の水酸基間の脱水縮合反応が進み、
この露出部から脱ガスが起こり、配線層が腐食(ポイズ
ンドヴィア)し、信頼性が著しく低下する。
Further, since it is difficult to flatten the steps of the underlying wiring layer only by the silicon oxide film formed by the CVD method, the SOG coating film is also used for the flattening to improve the reliability of the upper wiring layer. , It has prevented the deterioration of pattern accuracy. Due to the presence of the unevenness, the wiring layer is likely to be broken, so that it is necessary to sufficiently flatten the surface. However, SO
When G is applied once, planarization is insufficient, and it has to be applied twice or more, which increases the number of steps. If the SOG layer is exposed on the side wall of the contact hole after the contact hole is opened, the dehydration condensation reaction between the hydroxyl groups in SOG, which has poor heat resistance, proceeds in the subsequent heat treatment step.
Degassing occurs from this exposed portion, the wiring layer is corroded (poisoned via), and the reliability is significantly reduced.

【0007】この発明は、以上のような問題点を解消す
るためになされたものであり、簡略化した工程で配線層
の段差をなくすように平坦化し、かつ配線層が腐食など
の問題を起こさないようにすることを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above problems, and in a simplified process, the wiring layer is flattened so as to eliminate the step, and the wiring layer causes a problem such as corrosion. The purpose is not to.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】この発明の半導体装置
は、配線層上に形成され、化学式が(HO)2(Si2
32n2で示され、化学式の側鎖Rが低級アルキル基
と分子鎖内に炭素2重結合1個を持つ1価の不飽和原子
団であるアルケニル基とからなるラダー構造を有するシ
リコーンラダーポリマーからなる層間膜を有し、アルケ
ニル基は側鎖Rのうち2〜50mol%を占めることを
特徴とする。
A semiconductor device of the present invention is formed on a wiring layer and has a chemical formula of (HO) 2 (Si 2 O
3 R 2 ) n H 2 and a side chain R of the chemical formula is a ladder structure composed of a lower alkyl group and an alkenyl group which is a monovalent unsaturated atomic group having one carbon double bond in the molecular chain. It is characterized in that it has an interlayer film composed of the silicone ladder polymer, and the alkenyl group occupies 2 to 50 mol% of the side chain R.

【0009】また、この発明の半導体装置の製造方法
は、配線層を形成する工程と、化学式が(HO)2(S
232n2で示され、化学式の側鎖Rの2〜50
mol%が分子鎖内に炭素2重結合1個を持つ1価の不
飽和原子団であるアルケニル基であり他が低級アルキル
基であるラダー構造を有するシリコーンラダーポリマー
の膜を塗布により配線層上に形成する工程と、シリコー
ンラダーポリマーの膜を乾燥させる工程と、シリコーン
ラダーポリマーの膜の所定の領域に紫外線を照射する工
程と、シリコーンラダーポリマーの膜を現像する工程
と、シリコーンラダーポリマー膜を熱硬化させて層間膜
を形成する工程とを有することを特徴とする。
Further, in the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, a step of forming a wiring layer and a chemical formula of (HO) 2 (S
i 2 O 3 R 2 ) n H 2 and having 2 to 50 of the side chain R of the chemical formula
By applying a silicone ladder polymer film having a ladder structure in which mol% is an alkenyl group, which is a monovalent unsaturated atomic group having one carbon double bond in the molecular chain, and the other is a lower alkyl group, on the wiring layer The step of forming the silicone ladder polymer film, the step of drying the silicone ladder polymer film, the step of irradiating a predetermined region of the silicone ladder polymer film with ultraviolet light, the step of developing the silicone ladder polymer film, and the silicone ladder polymer film. And a step of forming an interlayer film by heat curing.

【0010】[0010]

【作用】構成上で残らないフォトレジストを用いること
なく、所定のパタン形状を有する層間膜が形成される。
また、1回の塗布で下層の段差を平坦化した層間膜が形
成される。
The interlayer film having a predetermined pattern shape is formed without using a photoresist that does not remain in the structure.
Also, an interlayer film in which the lower step is flattened is formed by one-time coating.

【0011】[0011]

【実施例】以下この発明の1実施例を図を参照して説明
する。 実施例1.図1は、この発明の1実施例である半導体装
置の製造方法を示す工程断面図である。同図において、
1は半導体からなる基板、2はCVD法により基板1上
に形成されたシリコン酸化膜、3はシリコン酸化膜2上
に形成された第1の配線層である。なお、ここでは、第
1の配線層3に接続されるべきトランジスタなどの能動
素子については、省略し図示していない。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. Example 1. 1A to 1D are process sectional views showing a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. In the figure,
Reference numeral 1 is a substrate made of a semiconductor, 2 is a silicon oxide film formed on the substrate 1 by a CVD method, and 3 is a first wiring layer formed on the silicon oxide film 2. Here, active elements such as transistors to be connected to the first wiring layer 3 are omitted and not shown.

【0012】以下、図を参照して製造方法を説明する。
まず、シリコン酸化膜2が形成された基板1上にAlS
i合金をスパッタリングにより堆積し、図1(a)に示
すように、これをフォトリソグラフィによりパターニン
グして第1の配線層3を形成する。次に、重量平均分子
量が約6万である、以下の化1で示されるポリメチルビ
ニルシルセスキオキサンのアニソール溶液(20重量%
の濃度に調整された)を、基板1上に回転塗布する。こ
れにより、第1の配線層3上の膜厚が約0.5μmのポ
リメチルビニルシルセスキオキサン膜を形成し、80℃
で30分間,続いて125℃で30分間の熱処理を行っ
て溶剤を乾燥させ、図1(b)に示すように、樹脂膜5
を形成した。
The manufacturing method will be described below with reference to the drawings.
First, AlS is formed on the substrate 1 on which the silicon oxide film 2 is formed.
An i alloy is deposited by sputtering, and as shown in FIG. 1A, this is patterned by photolithography to form a first wiring layer 3. Next, an anisole solution of polymethylvinylsilsesquioxane represented by the following chemical formula 1 having a weight average molecular weight of about 60,000 (20 wt%
Is adjusted to a concentration of 1) on the substrate 1. As a result, a polymethylvinylsilsesquioxane film having a film thickness of about 0.5 μm is formed on the first wiring layer 3 at 80 ° C.
And the solvent is dried for 30 minutes at 125 ° C. for 30 minutes to dry the solvent, and as shown in FIG.
Was formed.

【0013】[0013]

【化1】 なお、式中nは自然数である。[Chemical 1] In the formula, n is a natural number.

【0014】ポリメチルビニルシルセスキオキサン膜は
平坦性が優れており、1回の塗布で下地の段差をほぼ平
坦化できる。なお、化1に示す末端に水酸基を有し、側
鎖に炭素2重結合1個を持つ1価の不飽和原子団である
ビニル基と低級アルキルであるメチル基とを有するこの
シリコーンラダーポリマーは、特開昭3−207719
号公報に開示された方法に準じてつくられた。
The polymethylvinylsilsesquioxane film is excellent in flatness, and the step of the base can be almost flattened by one application. The silicone ladder polymer having a vinyl group which is a monovalent unsaturated atomic group having a hydroxyl group at the terminal and a side chain having one carbon double bond and a methyl group which is a lower alkyl shown in Chemical formula 1 is JP-A-3-207719
It was prepared according to the method disclosed in the publication.

【0015】簡単に説明すると、減圧された窒素気流下
で蒸留、精製したメチルトリクロロシランとビニルトリ
クロロシランとの各0.25モル(それぞれ37.4グ
ラムと40.4グラム)をメチルイソブチルケトンなど
の有機溶媒に溶解する。ついでこれに、10℃に調温し
た超純水1モル(81.1グラム)を1〜3時間かけて
徐々に滴下し、プレポリマーを合成する。そしてこのプ
レポリマーを脱水縮合反応によって高分子量化すること
により、重量平均分子量が約6万のポリメチルビニルシ
ルセスキオキサンが得られる。この、ポリメチルビニル
シルセスキオキサンは、ナトリウム,カリウム,鉄,
銅,鉛の各含有量が1ppm以下であり、ウラン,トリ
ウムの各含有量が1ppb以下であり、LSIなどに用
いる材料として要求特性を満たすものである。
Briefly, 0.25 mol (37.4 g and 40.4 g, respectively) of methyltrichlorosilane and vinyltrichlorosilane, which have been distilled and purified under a reduced pressure nitrogen stream, are added to methyl isobutyl ketone and the like. It dissolves in the organic solvent. Then, 1 mol (81.1 g) of ultrapure water adjusted to 10 ° C. is gradually added dropwise to the mixture over 1 to 3 hours to synthesize a prepolymer. Then, the prepolymer is made to have a high molecular weight by a dehydration condensation reaction to obtain polymethylvinylsilsesquioxane having a weight average molecular weight of about 60,000. This polymethylvinylsilsesquioxane contains sodium, potassium, iron,
The content of each of copper and lead is 1 ppm or less and the content of each of uranium and thorium is 1 ppb or less, which satisfies the required characteristics as a material used for LSI and the like.

【0016】次に、形成された樹脂膜5の所定の位置に
穴をあける。これは、穴をあけたい位置・領域を遮光す
るようなパタンが形成されたフォトマスクを用いたフォ
トリソグラフィにより行う。このフォトマスクを介して
紫外線を樹脂膜5上に露光した後、アニソールを現像液
として現像して非露光部の樹脂膜5を除去し、この後、
350℃で60分間加熱して硬化させ、図1(c)に示
すように、コンタクトホール6が形成された層間膜5a
を形成する。このように、樹脂膜5自身が感光性を有し
ているので、コンタクトホール6の形成のために他のフ
ォトレジストを使う必要がない。ついで、この上にAl
Si合金をスパッタ形成して、図1(d)に示すよう
に、第1の配線層3とコンタクトホール6を介して接続
した第2の配線層8を形成する。
Next, holes are formed at predetermined positions of the formed resin film 5. This is performed by photolithography using a photomask formed with a pattern that shields the position / region where a hole is to be formed. After exposing the resin film 5 with ultraviolet rays through this photomask, the resin film 5 in the non-exposed portion is removed by developing with anisole as a developing solution.
The interlayer film 5a having the contact holes 6 formed therein is heated and cured at 350 ° C. for 60 minutes as shown in FIG. 1 (c).
To form. In this way, since the resin film 5 itself has photosensitivity, it is not necessary to use another photoresist for forming the contact hole 6. Then, Al on this
A Si alloy is sputtered to form a second wiring layer 8 connected to the first wiring layer 3 via a contact hole 6, as shown in FIG.

【0017】実施例2.実施例1では、層間平坦化絶縁
膜として、化1に示すシリコーンラダーポリマー膜のみ
の1層構造としたが、実施例2では、シリコン酸化膜と
の2層構造を用いた場合を示す。図2は、この発明の第
2の実施例である半導体装置の製造方法を示す断面図で
ある。以下、図を参照してこの実施例2の製造方法を説
明する。まず、実施例1と同様にして、図2(a)に示
すように、第1の配線層3までを形成する。ついで、こ
の上にCVD法により、図2(b)に示すように、シリ
コン酸化膜4を堆積形成する。
Example 2. In the first embodiment, the interlayer flattening insulating film has a single-layer structure of only the silicone ladder polymer film shown in Chemical formula 1, but in the second embodiment, a two-layer structure of a silicon oxide film is used. FIG. 2 is a sectional view showing a method of manufacturing a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention. The manufacturing method of the second embodiment will be described below with reference to the drawings. First, similarly to the first embodiment, as shown in FIG. 2A, the layers up to the first wiring layer 3 are formed. Then, a silicon oxide film 4 is deposited and formed thereon by a CVD method as shown in FIG.

【0018】次に、このシリコン酸化膜4上に、実施例
1と同様にして、ポリメチルビニルシルセスキオキサン
からなる樹脂膜5を形成し、図2(d)に示すように、
フォトリソグラフィにより所定の位置に穴のあいた層間
膜5aを形成する。ついで、この層間膜5aをマスクと
してシリコン酸化膜4をエッチングして、図2(e)に
示すように、第1の配線層3の一部が露出したコンタク
トホール6を形成する。そして、この上にAlSi合金
をスパッタリングにより堆積形成し、図2(f)に示す
ように、第1の配線層3とコンタクトホール6を介して
接続した第2の配線層8を形成する。
Then, a resin film 5 made of polymethylvinylsilsesquioxane is formed on the silicon oxide film 4 in the same manner as in Example 1, and as shown in FIG. 2 (d).
An interlayer film 5a having a hole at a predetermined position is formed by photolithography. Then, the silicon oxide film 4 is etched using the interlayer film 5a as a mask to form a contact hole 6 in which a part of the first wiring layer 3 is exposed, as shown in FIG. 2 (e). Then, an AlSi alloy is deposited and formed on this by sputtering to form a second wiring layer 8 connected to the first wiring layer 3 through the contact hole 6, as shown in FIG.

【0019】実施例3.なお、上記実施例ではポリメチ
ルビニルシルセスキオキサンからなる層の下にシリコン
酸化膜を形成するようにしたが、これに限るものではな
く、ポリメチルビニルシルセスキオキサンからなる層間
膜上にもシリコン酸化膜を形成して3層構造としてもよ
い。図3は、この発明の第3の実施例である半導体装置
の製造方法を示す断面図である。
Example 3. Although the silicon oxide film is formed under the layer made of polymethylvinylsilsesquioxane in the above-mentioned embodiment, the present invention is not limited to this, and the silicon oxide film is formed on the interlayer film made of polymethylvinylsilsesquioxane. Alternatively, a three-layer structure may be formed by forming a silicon oxide film. FIG. 3 is a sectional view showing a method for manufacturing a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention.

【0020】以下、図を参照してこの実施例3の製造方
法を説明する。まず、実施例1と同様にして、図3
(a)に示すように、第1の配線層3までを形成する。
ついで、この上にCVD法により、図3(b)に示すよ
うに、シリコン酸化膜4を堆積形成する次に、図3
(c)に示すように、このシリコン酸化膜4上に、実施
例1と同様にして、ポリメチルビニルシルセスキオキサ
ンからなる樹脂膜5を形成する。ついで、樹脂膜5にフ
ォトリソグラフィにより所定の位置に穴をあけて、層間
膜5aとし、これをマスクとしてシリコン酸化膜4をエ
ッチングして、図3(d)に示すように、第1の配線層
3の一部が露出したコンタクトホール6を形成する。
The manufacturing method of the third embodiment will be described below with reference to the drawings. First, as in the first embodiment, as shown in FIG.
As shown in (a), the layers up to the first wiring layer 3 are formed.
Then, a silicon oxide film 4 is deposited and formed thereon by a CVD method as shown in FIG. 3B.
As shown in (c), a resin film 5 made of polymethylvinylsilsesquioxane is formed on the silicon oxide film 4 in the same manner as in Example 1. Then, a hole is formed in the resin film 5 at a predetermined position by photolithography to form an interlayer film 5a, and the silicon oxide film 4 is etched by using this as a mask to form the first wiring as shown in FIG. 3 (d). A contact hole 6 is formed in which part of the layer 3 is exposed.

【0021】次に、図3(e)に示すように、CVD法
によってシリコン酸化膜7を形成する。そして、シリコ
ン酸化膜7のコンタクトホール6の部分に孔をあけて、
この上にAlSi合金をスパッタリングにより堆積形成
し、図3(f)に示すように、第1の配線層3とコンタ
クトホール6を介して接続した第2の配線層8を形成す
る。ここで、シリコン酸化膜7の孔穿けは、シリコン酸
化膜7上にフォトレジストを塗布して乾燥し、これに所
定の領域(コンタクトホール部分)が遮光されるフォト
マスクを用いて紫外線露光し、これを現像してレジスト
パタンを形成し、このレジストパタンをマスクとしてシ
リコン酸化膜7をエッチングし、最後にレジストパタン
を除去することにより行われる。
Next, as shown in FIG. 3E, a silicon oxide film 7 is formed by the CVD method. Then, a hole is opened in the contact hole 6 of the silicon oxide film 7,
An AlSi alloy is deposited thereon by sputtering to form a second wiring layer 8 connected to the first wiring layer 3 via a contact hole 6 as shown in FIG. 3 (f). Here, for forming holes in the silicon oxide film 7, a photoresist is applied on the silicon oxide film 7 and dried, and then UV exposure is performed using a photomask in which a predetermined region (contact hole portion) is shielded from light. This is performed by developing this to form a resist pattern, etching the silicon oxide film 7 using this resist pattern as a mask, and finally removing the resist pattern.

【0022】上記実施例1では、層間膜としてポリメチ
ルビニルシルセスキオキサンからなる樹脂膜の1層構造
について説明したが、実施例2や実施例3のようにシリ
コン酸化膜を樹脂膜の下に配置したり、シリコン酸化膜
で樹脂膜をサンドウイッチすることで、樹脂膜からの脱
ガスなどが完全に防止でき、より信頼性の高い層間膜が
形成できる。従来では、2層,3層構造とする場合で
も、SOGを数回塗布したり、パターン形成のために、
後で剥離してしまうフォトレジストを用いたりしなけれ
ばならなかったが、この発明の実施例2,3ではその必
要はない。なお、上記実施例では樹脂層5の形成を回転
塗布(スピンコート)により行ったが、これに限るもの
ではなく、スプレーコートなど、樹脂膜が均一に形成さ
れるならどのような塗布方法でもよい。
In the first embodiment described above, the one-layer structure of the resin film made of polymethylvinylsilsesquioxane is described as the interlayer film. However, as in the second and third embodiments, the silicon oxide film is formed under the resin film. Or by sandwiching the resin film with a silicon oxide film, degassing from the resin film can be completely prevented, and a more reliable interlayer film can be formed. Conventionally, even if a two-layer or three-layer structure is used, it is necessary to apply SOG several times or to form a pattern,
Although it was necessary to use a photoresist that would be stripped later, this is not necessary in the second and third embodiments of the present invention. Although the resin layer 5 is formed by spin coating (spin coating) in the above embodiment, the present invention is not limited to this, and any coating method such as spray coating may be used as long as the resin film is uniformly formed. .

【0023】実施例4.ところで、上記実施例ではシリ
コーンラダーポリマーとして、ポリメチルビニルシルセ
スキオキサンを用いたが、これに限るのではなく、以下
の化2に示す、ポリメチルアリルシルセスキオキサンを
用いてもよい。このポリメチルアリルシルセスキオキサ
ンは、ポリメチルビニルシルセスキオキサンと同様にし
てつくられる。すなわち、前述したポリメチルビニルシ
ルセスキオキサンの作製において、ビニルトリクロロシ
ランの代わりに、アリルトリクロロシランを用いればよ
い。
Example 4. By the way, although polymethylvinylsilsesquioxane was used as the silicone ladder polymer in the above examples, the present invention is not limited to this, and polymethylallylsilsesquioxane shown in Chemical formula 2 below may be used. This polymethylallylsilsesquioxane is prepared in the same manner as polymethylvinylsilsesquioxane. That is, allyltrichlorosilane may be used in place of vinyltrichlorosilane in the production of the polymethylvinylsilsesquioxane described above.

【0024】[0024]

【化2】 なお、式中nは自然数である。[Chemical 2] In the formula, n is a natural number.

【0025】このポリメチルアリルシルセスキオキサン
は、ブタノール溶液(20重量%の濃度に調整された)
の状態で用いられる。層間膜の形成は、実施例1と同様
であり、ポリメチルアリルシルセスキオキサンのブタノ
ール溶液を回転塗布し、80℃で30分間,続いて12
5℃で30分間の熱処理を行って溶剤を乾燥させ、フォ
トリソグラフィにより所定の位置に穴をあけることによ
りなされる。なお、フォトリソグラフィにおける現像液
はブタノールを用い、現像後は350℃で60分の処理
により完全硬化させる。また、この実施例4でも実施例
1と同様の効果が得られる。
This polymethylallylsilsesquioxane is a butanol solution (adjusted to a concentration of 20% by weight).
Used in the state of. The formation of the interlayer film was the same as in Example 1, except that a butanol solution of polymethylallylsilsesquioxane was spin-coated, and the mixture was heated at 80 ° C. for 30 minutes, followed by 12
Heat treatment is performed at 5 ° C. for 30 minutes to dry the solvent, and holes are formed at predetermined positions by photolithography. In addition, butanol is used as a developing solution in photolithography, and after development, it is completely cured by treatment at 350 ° C. for 60 minutes. Also, in the fourth embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

【0026】実施例5.実施例1、2、3ではポリメチ
ルビニルシルセスキオキサンを用いたが、実施例5で
は、ポリメチルγ−メタクリロキシプロピルシルセスキ
オキサンのブタノールと酢酸ブチルの混合溶液(18重
量%に調整されたもの)を用いた。このポリメチルγ−
メタクリロキシプロピルシルセスキオキサン合成方法
は、実施例1で説明したポリメチルビニルシルセスキオ
キサンの合成におけるビニルトリクロロシランの代わり
に、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランを
用いることによりなされる。このポリメチルγ−メタク
リロキシプロピルシルセスキオキサンでは、「γ−メタ
クリロキシプロピル」が分子鎖内に炭素2重結合1個を
持つ1価の不飽和原子団であり、感光性を発揮させる。
Example 5. Polymethylvinylsilsesquioxane was used in Examples 1, 2, and 3, but in Example 5, a mixed solution of polymethyl γ-methacryloxypropylsilsesquioxane with butanol and butyl acetate (adjusted to 18% by weight) was used. Used). This polymethyl γ-
The methacryloxypropylsilsesquioxane synthesis method is performed by using γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane instead of vinyltrichlorosilane in the synthesis of polymethylvinylsilsesquioxane described in Example 1. In this polymethyl γ-methacryloxypropyl silsesquioxane, “γ-methacryloxypropyl” is a monovalent unsaturated atomic group having one carbon double bond in the molecular chain and exhibits photosensitivity.

【0027】また、層間膜の形成は、実施例1と同様で
あり、ポリメチルγ−メタクリロキシプロピルシルセス
キオキサンのブタノールと酢酸ブチルの混合溶液を回転
塗布し、80℃で30分間,続いて125度で30分間
の熱処理を行って溶剤を乾燥させ、フォトリソグラフィ
により所定の位置に穴をあけることによりなされる。な
お、フォトリソグラフィにおける現像液はブタノールと
酢酸ブチルの混合溶液を用い、現像後は350℃で60
分の処理により完全硬化させる。また、この実施例5で
も上記実施例1と同様の効果を奏する。
The formation of the interlayer film is the same as in Example 1, and a mixed solution of polymethyl γ-methacryloxypropyl silsesquioxane of butanol and butyl acetate is spin-coated, and the mixture is heated at 80 ° C. for 30 minutes, followed by The heat treatment is performed at 125 ° C. for 30 minutes to dry the solvent, and holes are formed at predetermined positions by photolithography. A mixed solution of butanol and butyl acetate was used as a developing solution in photolithography, and after development, the temperature was 60 ° C. at 350 ° C.
Complete cure by treatment for minutes. In addition, this fifth embodiment also has the same effect as that of the first embodiment.

【0028】なお、感光性を有し高い耐熱性を有するシ
リコーンラダーポリマーとしては、上記実施例に示した
ものだけではなく、末端に水酸基を有し側鎖に低級アル
キル基と、アルケニル基を有するものであればよい。と
ころで、上述の実施例では、第2の配線層の材料として
アルミニウムの場合を示したが、モリブデン、チタン、
イリジウム、バナジウム、クロム、オスミウムなどの他
の金属でもよい。また、第2の配線層は合金であって
も、また珪化金属であってもよい。この明細書において
「金属」とは上記のような場合も含めたものを言う。ま
た、この発明では配線層が2層の場合を示したが、3層
以上にも適用できることは言うまでもない。
The silicone ladder polymer having photosensitivity and high heat resistance is not limited to those shown in the above-mentioned examples, but it has a hydroxyl group at the terminal and a lower alkyl group and an alkenyl group at the side chain. Anything will do. By the way, although the case where aluminum is used as the material of the second wiring layer has been shown in the above-described embodiments, molybdenum, titanium,
Other metals such as iridium, vanadium, chromium and osmium may be used. The second wiring layer may be an alloy or a metal silicide. In this specification, the term "metal" refers to the case including the above cases. Further, although the present invention shows the case where the number of wiring layers is two, it goes without saying that the present invention can be applied to three or more layers.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上のように本発明の半導体装置は、第
1の配線層と第2の配線層との層間絶縁膜として、化1
に示されるような、自身が感光性を有し耐熱を有するシ
リコーンポリマー膜を用いているので、配線層間の絶縁
層のパターン化には他のフォトレジストが不要となり、
プロセスが簡略化されるという効果がある。従来用いら
れているシリコン酸化膜には感光性がなく、パターン化
の時にはフォトレジストが必要であり、また、下地を平
坦化するためにSOGなどを重ねて塗布しなけらばなら
ず、工程数が増加し、プロセスコストが上昇してしま
う。そしてSOGは耐熱性が劣るので、これを使用する
とディバイスの信頼性も劣る。しかし、この発明のシリ
コーンラダーポリマー膜は平坦性が優れており、SOG
などを併用する必要がないので、コストが抑えられた信
頼性の高い半導体装置が得られ、また、脱ガスもほとん
どなく、配線層の信頼性が飛躍的に向上する。
As described above, the semiconductor device of the present invention has the following chemical structure as an interlayer insulating film between the first wiring layer and the second wiring layer.
Since it uses a silicone polymer film that has photosensitivity and heat resistance as shown in Fig. 1, other photoresist is not required for patterning the insulating layer between wiring layers,
This has the effect of simplifying the process. The conventionally used silicon oxide film has no photosensitivity, a photoresist is required for patterning, and SOG or the like must be applied in an overlapping manner to flatten the base. Will increase and process cost will increase. Since SOG has poor heat resistance, the reliability of the device will be poor if it is used. However, the silicone ladder polymer film of the present invention has excellent flatness, and
Since it is not necessary to use the above together, a highly reliable semiconductor device whose cost is suppressed can be obtained, and there is almost no outgassing, and the reliability of the wiring layer is dramatically improved.

【0030】また、ナトリウム,カリウム,鉄,銅,鉛
の各含有量が1ppm以下であり、ウラン,トリウムの
各含有量が1ppb以下であり、製造するLSIの特性
や製造上で障害となる物質の含有量が少なくLSIなど
に用いる材料として要求特性を満たしている。また、樹
脂膜の下層、あるいは上下層にCVD法による酸化膜を
形成することにより、樹脂膜から脱ガスがあった場合で
もこれを防止できるので、配線の信頼性をより向上させ
ることができる。そして、層間膜を塗布で形成した場
合、一度の塗布で下地をほぼ平坦化できるので、CVD
法による酸化膜と併用した場合でも、SOGを用いたと
きよりも工程数が少なくてすむ。
Further, the content of each of sodium, potassium, iron, copper, and lead is 1 ppm or less, and the content of each of uranium and thorium is 1 ppb or less, which is an obstacle to the characteristics of the LSI to be manufactured and manufacturing. It satisfies the required characteristics as a material used for LSI etc. Further, by forming an oxide film by the CVD method in the lower layer or the upper and lower layers of the resin film, even if the resin film is degassed, this can be prevented, so that the reliability of the wiring can be further improved. When the interlayer film is formed by coating, the base can be almost flattened by a single coating, so that the CVD
Even when it is used together with the oxide film by the method, the number of steps is smaller than that when SOG is used.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の1実施例である半導体装置の製造方
法を示す工程断面図である。
FIG. 1 is a process sectional view showing a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図2】この発明の第2の実施例である半導体装置の製
造方法を示す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing a semiconductor device which is the second embodiment of the present invention.

【図3】この発明の第3の実施例である半導体装置の製
造方法を示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing a semiconductor device which is the third embodiment of the present invention.

【図4】従来の半導体装置の配線層の間の層間膜の形成
を工程順に示した断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the formation of an interlayer film between wiring layers of a conventional semiconductor device in the order of steps.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 2 シリコン酸化膜 3 第1の配線層 5 樹脂膜 5a 層間膜 6 コンタクトホール 8 第2の配線層 1 Substrate 2 Silicon Oxide Film 3 First Wiring Layer 5 Resin Film 5a Interlayer Film 6 Contact Hole 8 Second Wiring Layer

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 8826−4M H01L 21/90 P (72)発明者 山本 茂之 兵庫県尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三 菱電機株式会社生産技術研究所内 (72)発明者 足達 廣士 兵庫県尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三 菱電機株式会社生産技術研究所内 (72)発明者 原田 繁 兵庫県伊丹市瑞原4丁目1番地 三菱電機 株式会社北伊丹製作所内 (72)発明者 松原 潤子 兵庫県伊丹市瑞原4丁目1番地 三菱電機 株式会社北伊丹製作所内Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Office reference number FI Technical indication location 8826-4M H01L 21/90 P (72) Inventor Shigeyuki Yamamoto 8-1-1 Tsukaguchihonmachi, Amagasaki City, Hyogo Prefecture Ryoden Co., Ltd. Production Technology Laboratory (72) Inventor Hiroshi Adachi 8-1-1 Tsukaguchi Honcho, Amagasaki City, Hyogo Prefecture Sanryo Electric Co., Ltd. Production Technology Laboratory (72) Inventor Shigeru Harada 4 Mizuhara, Itami City, Hyogo Prefecture 1-chome Mitsubishi Electric Co., Ltd. Kita-Itami Works (72) Inventor Junko Matsubara 4-1-1 Mizuhara, Itami-shi, Hyogo Mitsubishi Electric Co., Ltd. Kita-Itami Works

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 配線層上に形成され、 化学式が(HO)2(Si232n2で示され、 前記化学式の側鎖Rが低級アルキル基と分子鎖内に炭素
2重結合1個を持つ1価の不飽和原子団であるアルケニ
ル基とからなるラダー構造を有するシリコーンラダーポ
リマーからなる層間膜を有し、 前記アルケニル基は側鎖Rのうち2〜50mol%を占
めることを特徴とする半導体装置。
1. A chemical formula (HO) 2 (Si 2 O 3 R 2 ) n H 2 formed on a wiring layer, wherein the side chain R of the chemical formula is a lower alkyl group and carbon 2 in the molecular chain. There is an interlayer film composed of a silicone ladder polymer having a ladder structure composed of an alkenyl group which is a monovalent unsaturated atomic group having one heavy bond, and the alkenyl group occupies 2 to 50 mol% of side chains R. A semiconductor device characterized by the above.
【請求項2】 請求項1記載の半導体装置において、 前記シリコーンラダーポリマーは、 ナトリウム,カリウム,鉄,銅,鉛の各含有量が1pp
m以下であり、 ウラン,トリウムの各含有量が1ppb以下であること
を特徴とする半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the content of sodium, potassium, iron, copper, and lead in the silicone ladder polymer is 1 pp.
A semiconductor device characterized in that the content of uranium and thorium is 1 ppb or less.
【請求項3】 請求項1記載の半導体装置において、 前記層間膜の下に、CVD法による酸化膜を有すること
を特徴とする半導体装置。
3. The semiconductor device according to claim 1, further comprising an oxide film formed by a CVD method under the interlayer film.
【請求項4】 請求項3記載の半導体装置において、 前記層間膜の上に、CVD法による酸化膜を有すること
を特徴とする半導体装置。
4. The semiconductor device according to claim 3, wherein an oxide film formed by a CVD method is provided on the interlayer film.
【請求項5】 配線層を形成する工程と、 化学式が(HO)2(Si232n2で示され、前記
化学式の側鎖Rの2〜50mol%が分子鎖内に炭素2
重結合1個を持つ1価の不飽和原子団であるアルケニル
基であり他が低級アルキル基であるラダー構造を有する
シリコーンラダーポリマーの膜を塗布により前記配線層
上に形成する工程と、 前記シリコーンラダーポリマーの膜を乾燥させる工程
と、 前記シリコーンラダーポリマーの膜の所定の領域に紫外
線を照射する工程と、 前記シリコーンラダーポリマーの膜を現像する工程と、 前記シリコーンラダーポリマー膜を熱硬化させて層間膜
を形成する工程とを有することを特徴とする半導体装置
の製造方法。
5. The step of forming a wiring layer, and the chemical formula is represented by (HO) 2 (Si 2 O 3 R 2 ) n H 2 , and 2 to 50 mol% of the side chain R in the chemical formula is in the molecular chain. Carbon 2
Forming a film of a silicone ladder polymer having a ladder structure in which an alkenyl group is a monovalent unsaturated atomic group having one heavy bond and the other is a lower alkyl group on the wiring layer by coating; A step of drying the film of the ladder polymer, a step of irradiating a predetermined region of the film of the silicone ladder polymer with ultraviolet rays, a step of developing the film of the silicone ladder polymer, and a heat curing of the silicone ladder polymer film. And a step of forming an interlayer film.
【請求項6】 請求項5記載の半導体装置の製造方法に
おいて、 前記シリコーンラダーポリマーの膜を塗布により形成す
る前に、前記配線層上にCVD法により酸化膜を堆積形
成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
6. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 5, wherein an oxide film is deposited and formed on the wiring layer by a CVD method before the film of the silicone ladder polymer is formed by coating. Manufacturing method of semiconductor device.
【請求項7】 請求項6記載の半導体装置の製造方法に
おいて、 前記層間膜の上にCVD法により酸化膜を堆積形成する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
7. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 6, wherein an oxide film is deposited and formed on the interlayer film by a CVD method.
JP16543193A 1993-07-05 1993-07-05 Semiconductor device and its manufacture Pending JPH0722506A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16543193A JPH0722506A (en) 1993-07-05 1993-07-05 Semiconductor device and its manufacture

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16543193A JPH0722506A (en) 1993-07-05 1993-07-05 Semiconductor device and its manufacture

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0722506A true JPH0722506A (en) 1995-01-24

Family

ID=15812303

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP16543193A Pending JPH0722506A (en) 1993-07-05 1993-07-05 Semiconductor device and its manufacture

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0722506A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6232237B1 (en) 1997-12-12 2001-05-15 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method for fabricating semiconductor device
JP2003174344A (en) * 2001-12-07 2003-06-20 Samsung Electro Mech Co Ltd Manufacturing method of surface acoustic wave filter package
US7913542B2 (en) 2004-01-27 2011-03-29 H2Scan Corporation Isolated gas sensor configuration

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6232237B1 (en) 1997-12-12 2001-05-15 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method for fabricating semiconductor device
JP2003174344A (en) * 2001-12-07 2003-06-20 Samsung Electro Mech Co Ltd Manufacturing method of surface acoustic wave filter package
US7913542B2 (en) 2004-01-27 2011-03-29 H2Scan Corporation Isolated gas sensor configuration

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0230615A2 (en) Silicon-containing polyimides as oxygen etch stop and dual dielectric coatings
JP5290204B2 (en) Fine pattern mask, method of manufacturing the same, and method of forming fine pattern using the same
JP2582521B2 (en) Novel silicon-containing negative resist for deep-UV, I-ray or E-beam lithography
JP2920854B2 (en) Via hole structure and method of forming the same
JP2002026333A (en) Method of manufacturing active matrix board
JPH0376742B2 (en)
KR960011464B1 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JPH08250400A (en) Removing method for silicone resin
JPH08203876A (en) Pattern formation
JPH0722506A (en) Semiconductor device and its manufacture
US6835652B2 (en) Method of fabricating patterns with a dual damascene process
JPH09306901A (en) Manufacture of semiconductor device
JPH06291273A (en) Manufacture of semiconductor integrated circuit
JPH02156244A (en) Pattern forming method
JPS63299253A (en) Manufacture of semiconductor device
JPS6256947A (en) Composition for flattened layer for resist having two-layered structure
JPS62247523A (en) Manufacture of semiconductor device
JPS60247948A (en) Manufacture of semiconductor device
CN1534760A (en) Method of forming double inlay structure utilizing repeated exposure
JPS60108842A (en) Manufacture of semiconductor device
JPH08203877A (en) Pattern formation
KR100202188B1 (en) Manufacturing method of semiconductor device
US20040157168A1 (en) Method of improving pattern profile of thin photoresist layer
KR100206896B1 (en) Method for forming contact of bypola device
JPS60154623A (en) Manufacture of semiconductor device