JPH0734436B2 - 半導体装置の製造方法および製造装置 - Google Patents
半導体装置の製造方法および製造装置Info
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- JPH0734436B2 JPH0734436B2 JP61168739A JP16873986A JPH0734436B2 JP H0734436 B2 JPH0734436 B2 JP H0734436B2 JP 61168739 A JP61168739 A JP 61168739A JP 16873986 A JP16873986 A JP 16873986A JP H0734436 B2 JPH0734436 B2 JP H0734436B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は半導体装置の製造方法および製造装置に関
し、特にSOG（Spin On Glass）を形成する際における熱
処理の方法およびその熱処理を行なう製造装置に関す
る。
し、特にSOG（Spin On Glass）を形成する際における熱
処理の方法およびその熱処理を行なう製造装置に関す
る。
［従来の技術］ 最近では、デバイス構造を平坦化するために利用される
技術としてSOGがある。SOGとは、シラノール（Si(O
H)4）などのシリコン化合物を有機溶剤に溶かした溶液
（SOG液）を乾燥および熱処理を行なうことにより、得
られるシリコン酸化膜のことである。このSOG液をスピ
ンコータを用いてウエハ上に薄く塗布して熱処理を行な
うことにより、厚さが数100Åないし数μｍの酸化膜を
形成することができる。熱処理は、通常、乾燥空気，窒
素，酸素，真空中などで、ヒータによる加熱装置を用い
て行なわれる。
技術としてSOGがある。SOGとは、シラノール（Si(O
H)4）などのシリコン化合物を有機溶剤に溶かした溶液
（SOG液）を乾燥および熱処理を行なうことにより、得
られるシリコン酸化膜のことである。このSOG液をスピ
ンコータを用いてウエハ上に薄く塗布して熱処理を行な
うことにより、厚さが数100Åないし数μｍの酸化膜を
形成することができる。熱処理は、通常、乾燥空気，窒
素，酸素，真空中などで、ヒータによる加熱装置を用い
て行なわれる。
この熱処理は、通常数段階に分かれており、塗布後に10
0ないし150℃でベークを行なった後、250ないし400℃で
中間ベークを行ない、次に400ないし1000℃でシンタを
行なうという使用法をとることが多い。塗布後のベーク
は膜中に残存する溶剤や水分の除去が主目的であり、中
間ベークでシリコン化合物の脱水縮合反応を進めてガラ
ス化を行ない、最終にシンタによって膜の稠密化を行な
う。このような熱処理を行なうことにより、安定な特性
を備えた膜を得ることができる。
0ないし150℃でベークを行なった後、250ないし400℃で
中間ベークを行ない、次に400ないし1000℃でシンタを
行なうという使用法をとることが多い。塗布後のベーク
は膜中に残存する溶剤や水分の除去が主目的であり、中
間ベークでシリコン化合物の脱水縮合反応を進めてガラ
ス化を行ない、最終にシンタによって膜の稠密化を行な
う。このような熱処理を行なうことにより、安定な特性
を備えた膜を得ることができる。
一方、熱処理装置は、ヒータによって装置内を加熱し、
熱電対などの温度モニタによって温度をリアルタイムで
制御するか、あるいは予め温度特性を測定しておき、そ
のときの制御データに従って温度を管理するなどによ
り、装置内温度を所望の値とし、乾燥空気，窒素，酸
素，真空等の雰囲気中でウエハを熱処理している。
熱電対などの温度モニタによって温度をリアルタイムで
制御するか、あるいは予め温度特性を測定しておき、そ
のときの制御データに従って温度を管理するなどによ
り、装置内温度を所望の値とし、乾燥空気，窒素，酸
素，真空等の雰囲気中でウエハを熱処理している。
［発明が解決しようとする問題点］ 従来の半導体装置の平坦化膜としてのSOG膜は、上述の
手法により形成されるため、工程数が多く、またウエハ
周辺雰囲気からの熱伝達により加熱されるため、またウ
エハ内部と表面付近とで熱の受け方が異なる。このた
め、SOG膜への応力集中の原因となり、クラックが発生
しやすいという欠点があった。また、従来の半導体装置
の製造装置では、いくつもの装置を用いて処理を行なう
か、温度を処理ごとに大きく変化させなければならない
ため、スループットが悪いという問題点があった。
手法により形成されるため、工程数が多く、またウエハ
周辺雰囲気からの熱伝達により加熱されるため、またウ
エハ内部と表面付近とで熱の受け方が異なる。このた
め、SOG膜への応力集中の原因となり、クラックが発生
しやすいという欠点があった。また、従来の半導体装置
の製造装置では、いくつもの装置を用いて処理を行なう
か、温度を処理ごとに大きく変化させなければならない
ため、スループットが悪いという問題点があった。
それゆえに、この発明の主たる目的は、工程を簡略化で
きるとともに、ウエハ内部と表面付近とで熱の受け方を
同じようにして、熱歪の発生を極力抑えることができる
ような半導体装置の製造方法を提供することである。
きるとともに、ウエハ内部と表面付近とで熱の受け方を
同じようにして、熱歪の発生を極力抑えることができる
ような半導体装置の製造方法を提供することである。
この発明の他の目的は、処理中に大きく処理温度を上昇
させることができ、また次のバッチを処理するまでの冷
却時間を短くすることができて、スループットの良好な
半導体装置の製造装置を提供することである。
させることができ、また次のバッチを処理するまでの冷
却時間を短くすることができて、スループットの良好な
半導体装置の製造装置を提供することである。
［問題点を解決するための手段］ この発明に係る半導体装置の製造方法は、液体状のモノ
マをウエハ上に塗布して膜を形成した後、高周波による
膜への加熱を段階的に変化させ、重合反応，稠密化を順
次行なうようにしたものである。
マをウエハ上に塗布して膜を形成した後、高周波による
膜への加熱を段階的に変化させ、重合反応，稠密化を順
次行なうようにしたものである。
また、この発明にかかる半導体装置の製造装置は、１対
の電極間に試料室を設け、この試料室には供給装置によ
って雰囲気ガスを供給し、その圧力を調整し、高周波発
振器から１対の電極間に高周波電圧を印加し、高周波電
源装置により高周波発振器に供給する電力を制御するよ
うに構成したものである。
の電極間に試料室を設け、この試料室には供給装置によ
って雰囲気ガスを供給し、その圧力を調整し、高周波発
振器から１対の電極間に高周波電圧を印加し、高周波電
源装置により高周波発振器に供給する電力を制御するよ
うに構成したものである。
［作用］ この発明における半導体装置の製造方法は、液体状のモ
ノマをウエハ上に塗布して膜を形成し、膜への高周波加
熱を段階的に変化させ、重合反応，稠密化を順次行なう
ことにより、工程を簡略化でき、また塗布全体を均一に
加熱できるので、内部応力の小さい良好な膜を得ること
ができる。
ノマをウエハ上に塗布して膜を形成し、膜への高周波加
熱を段階的に変化させ、重合反応，稠密化を順次行なう
ことにより、工程を簡略化でき、また塗布全体を均一に
加熱できるので、内部応力の小さい良好な膜を得ること
ができる。
この発明における半導体装置の製造装置は、高周波発振
器を備えることにより、装置自体を高温にすることな
く、試料温度を速やかに上昇できるので、処理終了後も
装置の冷却期間を短縮できる。
器を備えることにより、装置自体を高温にすることな
く、試料温度を速やかに上昇できるので、処理終了後も
装置の冷却期間を短縮できる。
［発明の実施例］ 第１図はこの発明によって製造される半導体装置の各工
程別の断面図である。
程別の断面図である。
まず、第１図を参照して、半導体装置の製造方法につい
て説明する。まず、第１図（ａ）に示すように、ウエハ
１上に配線２を形成する。そして、後述の第２図に示す
スピンコータによってSOG液をウエハ１上に塗布し、第
１図（ｂ）に示すようにSOG薄膜３を形成する。この
際、スピンコータにホットプレートなどの加熱装置が装
着されている場合に、これで一次処理を行なっていても
よい。次に、後述の第３図に示すような高周波加熱装置
により熱処理を行なう。すなわち、ヒータ加熱による熱
処理の場合に対応して、ウエハ１の温度が100〜150℃,2
50〜400℃,400〜1000℃となるように、高周波加熱装置
の出力を順次上昇させ、急激な温度変化でウエハ１に熱
衝撃を与えないようにする。このようにして、所望の温
度で一定時間の間にSOG薄膜３の重合化，稠密化を行な
うことにより、SOG薄膜３に対する熱処理を完了する。
その後、第１図（ｃ）に示すように、SOG薄膜３の上に
絶縁膜４を形成する。
て説明する。まず、第１図（ａ）に示すように、ウエハ
１上に配線２を形成する。そして、後述の第２図に示す
スピンコータによってSOG液をウエハ１上に塗布し、第
１図（ｂ）に示すようにSOG薄膜３を形成する。この
際、スピンコータにホットプレートなどの加熱装置が装
着されている場合に、これで一次処理を行なっていても
よい。次に、後述の第３図に示すような高周波加熱装置
により熱処理を行なう。すなわち、ヒータ加熱による熱
処理の場合に対応して、ウエハ１の温度が100〜150℃,2
50〜400℃,400〜1000℃となるように、高周波加熱装置
の出力を順次上昇させ、急激な温度変化でウエハ１に熱
衝撃を与えないようにする。このようにして、所望の温
度で一定時間の間にSOG薄膜３の重合化，稠密化を行な
うことにより、SOG薄膜３に対する熱処理を完了する。
その後、第１図（ｃ）に示すように、SOG薄膜３の上に
絶縁膜４を形成する。
第２図はこの発明の製造方法において用いられるSOGス
ピンコータの断面図である。SOGスピンコータは断面コ
字状に形成された筐体５を含む。この筐体５内には、モ
ータ８によって回転可能に構成されたウエハチャック９
が設けられていて、このウエハチャック９によってウエ
ハ１が保持される。また、筐体５の底面にはSOG液を排
出するための廃液口６が形成される。さらに、ウエハチ
ャック９によって保持されたウエハ１の上にSoG液を滴
下するSOG液滴下ノズル７が設けられる。
ピンコータの断面図である。SOGスピンコータは断面コ
字状に形成された筐体５を含む。この筐体５内には、モ
ータ８によって回転可能に構成されたウエハチャック９
が設けられていて、このウエハチャック９によってウエ
ハ１が保持される。また、筐体５の底面にはSOG液を排
出するための廃液口６が形成される。さらに、ウエハチ
ャック９によって保持されたウエハ１の上にSoG液を滴
下するSOG液滴下ノズル７が設けられる。
ウエハ１上にSOG液を塗布する場合には、モータ８によ
ってウエハチャック９を回転させ、それに伴なって回転
するウエハ１上にSOG液滴下ノズル７からSOG液を滴下さ
せる。ウエハ１上に滴下されたSOG液は遠心力によりウ
エハ１上全体に拡がり、第１図で説明したSOG薄膜３が
形成される。
ってウエハチャック９を回転させ、それに伴なって回転
するウエハ１上にSOG液滴下ノズル７からSOG液を滴下さ
せる。ウエハ１上に滴下されたSOG液は遠心力によりウ
エハ１上全体に拡がり、第１図で説明したSOG薄膜３が
形成される。
第３図はこの発明の一実施例の高周波加熱装置の一例を
示す図である。高周波加熱装置には、前述のSOGスピン
コータによってSOG薄膜３が形成されたウエハ１が収納
される試料室10が設けられ、この試料室10には雰囲気ガ
ス供給装置13と真空ポンプ14が連結されている。真空ポ
ンプ14は試料室10内を減圧又は真空圧にするためのもの
であり、雰囲気ガス供給装置13は処理中における試料室
10内を乾燥空気，酸素，窒素のいずれかの雰囲気に保つ
ものである。さらに、試料室10の上下面にそれぞれ対向
するように電極11,12が設けられる。一方の電極12は接
地され、他方の電極11には高周波発振器15から高周波が
与えられる。この高周波発振器15には高周波電源16から
電源が供給される。そして、高周波電源16はシーケンサ
やコンピュータなどの制御装置17によって高周波発振器
15への出力が制御される。
示す図である。高周波加熱装置には、前述のSOGスピン
コータによってSOG薄膜３が形成されたウエハ１が収納
される試料室10が設けられ、この試料室10には雰囲気ガ
ス供給装置13と真空ポンプ14が連結されている。真空ポ
ンプ14は試料室10内を減圧又は真空圧にするためのもの
であり、雰囲気ガス供給装置13は処理中における試料室
10内を乾燥空気，酸素，窒素のいずれかの雰囲気に保つ
ものである。さらに、試料室10の上下面にそれぞれ対向
するように電極11,12が設けられる。一方の電極12は接
地され、他方の電極11には高周波発振器15から高周波が
与えられる。この高周波発振器15には高周波電源16から
電源が供給される。そして、高周波電源16はシーケンサ
やコンピュータなどの制御装置17によって高周波発振器
15への出力が制御される。
このような高周波加熱装置を用いて前述の第１図で説明
した熱処理を行なうことにより、従来は数段階に分けて
熱処理を行なっていらのを１工程で処理できるため、工
程を大きく簡略化できる。また、ヒータなどによって外
部から熱を与えることなく、高周波によりウエハ１の内
部から加熱を行なうようにしたので、ウエハ１の内部と
表面付近とで熱の受け方をほぼ等しくでき、熱歪の発生
を抑えることができる。さらに、SOG薄膜３全体に均一
的に熱処理されるため、シラノールの縮重合も均一にで
き、一部に内部応力が集中するという問題点も防止でき
る。
した熱処理を行なうことにより、従来は数段階に分けて
熱処理を行なっていらのを１工程で処理できるため、工
程を大きく簡略化できる。また、ヒータなどによって外
部から熱を与えることなく、高周波によりウエハ１の内
部から加熱を行なうようにしたので、ウエハ１の内部と
表面付近とで熱の受け方をほぼ等しくでき、熱歪の発生
を抑えることができる。さらに、SOG薄膜３全体に均一
的に熱処理されるため、シラノールの縮重合も均一にで
き、一部に内部応力が集中するという問題点も防止でき
る。
また、高周波加熱装置は装置自体を加熱するものではな
いので、処理中の熱応答性が良好であり、ウエハ１の温
度を所望の温度まで容易に上昇できる。さらに、処理終
了後の冷却時間も短くできるため、装置の稼動時間を長
くすることができる。
いので、処理中の熱応答性が良好であり、ウエハ１の温
度を所望の温度まで容易に上昇できる。さらに、処理終
了後の冷却時間も短くできるため、装置の稼動時間を長
くすることができる。
なお、上述の実施例では、SOG薄膜３の熱処理について
説明したが、この熱処理方法は、レジスト，ポリイミド
などの熱処理やPSG（Phospho Silicate Glass）,BPSG
（Boro Phospho Silicate Glass）というような絶縁膜
を加熱，溶融して急峻な部分の形状をなだらかにする際
の熱処理の方法として採用することも可能である。
説明したが、この熱処理方法は、レジスト，ポリイミド
などの熱処理やPSG（Phospho Silicate Glass）,BPSG
（Boro Phospho Silicate Glass）というような絶縁膜
を加熱，溶融して急峻な部分の形状をなだらかにする際
の熱処理の方法として採用することも可能である。
さらに、半導体基板は配線材料の加熱には、高周波発振
による加熱よりも、むしろ磁場による渦電流加熱が有効
である場合も考えられ、このような場合には磁気加熱の
採用あるいは高周波加熱と磁気加熱を併用してもよい。
による加熱よりも、むしろ磁場による渦電流加熱が有効
である場合も考えられ、このような場合には磁気加熱の
採用あるいは高周波加熱と磁気加熱を併用してもよい。
［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、液体状のモノマをウ
エハ上に塗布して膜を形成し、この膜への高周波加熱を
段階的に変化させ、重合反応，稠密化を順次行なうよう
にしたので、塗布膜全体を均一に加熱でき、内部応力を
減少させることができ、さらに工程を簡略化できる。さ
らに、試料室を１対の電極板で挾み、この電極板間に高
周波電圧を印加して高周波加熱するようにしたので、装
置の温度をそれほど上昇しないようにすることができ、
冷却時間も短縮できて装置の稼動時間を長くすることが
できる。
エハ上に塗布して膜を形成し、この膜への高周波加熱を
段階的に変化させ、重合反応，稠密化を順次行なうよう
にしたので、塗布膜全体を均一に加熱でき、内部応力を
減少させることができ、さらに工程を簡略化できる。さ
らに、試料室を１対の電極板で挾み、この電極板間に高
周波電圧を印加して高周波加熱するようにしたので、装
置の温度をそれほど上昇しないようにすることができ、
冷却時間も短縮できて装置の稼動時間を長くすることが
できる。
第１図はこの発明によって製造される反応装置の各工程
別の断面図である。第２図はこの発明の製造方法におい
て用いられるSOGコンピュータの断面図である。第３図
はこの発明の一実施例の高周波加熱装置の一例を示す図
である。 図において、１はウエハ、２は配線、３はSOG薄膜、４
は絶縁膜、５は筐体、７はSOG液滴下ノズル、８はモー
タ、９はウエハチャック、10は試料室、11,12は電極、1
3は雰囲気ガス供給装置、14は真空ポンプ、15は高周波
発振器、16は高周波電源、17は制御装置を示す。
別の断面図である。第２図はこの発明の製造方法におい
て用いられるSOGコンピュータの断面図である。第３図
はこの発明の一実施例の高周波加熱装置の一例を示す図
である。 図において、１はウエハ、２は配線、３はSOG薄膜、４
は絶縁膜、５は筐体、７はSOG液滴下ノズル、８はモー
タ、９はウエハチャック、10は試料室、11,12は電極、1
3は雰囲気ガス供給装置、14は真空ポンプ、15は高周波
発振器、16は高周波電源、17は制御装置を示す。
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｈ０１Ｌ 21/768 (72)発明者 黒木 秀文 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 中村 充善 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 有馬 純一 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 (56)参考文献 特開 昭56−100447（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−129771（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−9100（ＪＰ，Ａ) 特表 昭59−503403（ＪＰ，Ａ)
Claims (4)
- 【請求項１】液体状のモノマをウエハ上に塗布し、膜を
形成する第１のステップと、 高周波による前記膜への加熱を段階的に変化させ、重合
反応，稠密化を順次行なう第２のステップとを含む、半
導体装置の製造方法。 - 【請求項２】前記流体状のモノマは、SOG液，レジスト
およびポリイミドのいずれかであることを特徴とする、
特許請求の範囲第１項記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項３】１対の電極板と、 前記１対の電極板間に設けられた試料室と、 前記１対の電極板間に高周波電圧を印加する高周波発振
器と、 前記高周波発振器に所定の電力を供給する高周波電源装
置と、 前記高周波電源装置の出力を制御する制御装置と、 前記試料室への雰囲気ガスを供給する供給装置とを備え
た、半導体装置の製造装置。 - 【請求項４】前記雰囲気ガスは乾燥空気，酸素，窒素で
あるかあるいは真空であることを特徴とする、特許請求
の範囲第３項記載の半導体装置の製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61168739A JPH0734436B2 (ja) | 1986-07-16 | 1986-07-16 | 半導体装置の製造方法および製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61168739A JPH0734436B2 (ja) | 1986-07-16 | 1986-07-16 | 半導体装置の製造方法および製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6324628A JPS6324628A (ja) | 1988-02-02 |
| JPH0734436B2 true JPH0734436B2 (ja) | 1995-04-12 |
Family
ID=15873514
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61168739A Expired - Lifetime JPH0734436B2 (ja) | 1986-07-16 | 1986-07-16 | 半導体装置の製造方法および製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0734436B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2759655B2 (ja) * | 1988-05-17 | 1998-05-28 | 株式会社高純度化学研究所 | シリコン酸化膜の改質方法 |
| JPH02181927A (ja) * | 1989-01-09 | 1990-07-16 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JP4498138B2 (ja) | 2002-08-22 | 2010-07-07 | 三菱レイヨン株式会社 | 塗料用プライマー組成物 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2348811A1 (fr) * | 1976-04-21 | 1977-11-18 | Saint Gobain | Procede et dispositif a chauffage haute frequence pour la fabrication de profiles |
| JPS56100447A (en) * | 1980-01-16 | 1981-08-12 | Fujitsu Ltd | Lamination structure body |
| JPS589100A (ja) * | 1981-07-10 | 1983-01-19 | 株式会社東芝 | 方射性廃棄物の樹脂固化体製造方法 |
-
1986
- 1986-07-16 JP JP61168739A patent/JPH0734436B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6324628A (ja) | 1988-02-02 |
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