JPH0870000A - 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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- JPH0870000A JPH0870000A JP20323094A JP20323094A JPH0870000A JP H0870000 A JPH0870000 A JP H0870000A JP 20323094 A JP20323094 A JP 20323094A JP 20323094 A JP20323094 A JP 20323094A JP H0870000 A JPH0870000 A JP H0870000A
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- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】絶縁膜の形成工程を含む半導体装置の製造方法
に関し、有機系高分子材料を出発物質として絶縁膜を形
成する際にクラック及び脱ガスの発生を抑制すること。 【構成】一般式（ＲSiH)n で示される珪素重合体から絶
縁膜を形成する工程を有することを含む。
に関し、有機系高分子材料を出発物質として絶縁膜を形
成する際にクラック及び脱ガスの発生を抑制すること。 【構成】一般式（ＲSiH)n で示される珪素重合体から絶
縁膜を形成する工程を有することを含む。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造方法
に関し、より詳しくは、有機系高分子材料を用いる絶縁
膜の形成工程を含む半導体装置の製造方法に関する。
に関し、より詳しくは、有機系高分子材料を用いる絶縁
膜の形成工程を含む半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体集積回路装置の集積度の向上に伴
い、素子形成後の表面の段差が大きくなるとともに、配
線の微細化による配線低抵抗化防止のために配線を厚く
するために配線による段差も大きくなる傾向にある。こ
のため、多層配線を形成する場合には、優れた平坦性が
得られる層間絶縁膜が必要となっている。
い、素子形成後の表面の段差が大きくなるとともに、配
線の微細化による配線低抵抗化防止のために配線を厚く
するために配線による段差も大きくなる傾向にある。こ
のため、多層配線を形成する場合には、優れた平坦性が
得られる層間絶縁膜が必要となっている。
【０００３】そのような要求を満たす層間絶縁膜材料と
して、ポリイミド、オルガノシロキサン樹脂等の有機系
高分子材料、或いはこの有機系高分子材料と二酸化珪
素、窒化珪素、ＰＳＧ等の無機膜との積層体が用いられ
ている。また、ポリシラン系高分子膜にエネルギー線を
照射して絶縁材料であるシロキサンを生成させる方法
が、例えば特開平３−２４２９３３号公報に提案されて
いる。エネルギー線照射により生成されるシロキサン
は、シリコンとシリコンの結合（Si−Si）の分解によ
り、Si−Ｏ−Si結合が生成したものである。
して、ポリイミド、オルガノシロキサン樹脂等の有機系
高分子材料、或いはこの有機系高分子材料と二酸化珪
素、窒化珪素、ＰＳＧ等の無機膜との積層体が用いられ
ている。また、ポリシラン系高分子膜にエネルギー線を
照射して絶縁材料であるシロキサンを生成させる方法
が、例えば特開平３−２４２９３３号公報に提案されて
いる。エネルギー線照射により生成されるシロキサン
は、シリコンとシリコンの結合（Si−Si）の分解によ
り、Si−Ｏ−Si結合が生成したものである。
【０００４】一方、従来から無機膜を形成する方法とし
て用いられてきたＣＶＤ法は、真空系をはじめとする高
価な装置が必要であり、しかも、爆発の危険性や毒性の
高い原料を使用するといった問題がある。これに対し
て、ポリイミドやＳＯＧはスピンコーティングにより容
易に塗布でき、成膜装置が簡素であり、しかも平坦性に
優れている。
て用いられてきたＣＶＤ法は、真空系をはじめとする高
価な装置が必要であり、しかも、爆発の危険性や毒性の
高い原料を使用するといった問題がある。これに対し
て、ポリイミドやＳＯＧはスピンコーティングにより容
易に塗布でき、成膜装置が簡素であり、しかも平坦性に
優れている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、有機系高分
子材料は層間絶縁層の材料として有効であるが、有機系
高分子材料を成膜した後の絶縁層間の配線製造工程に使
用される酸素プラズマによりその有機基が酸化され、そ
の際、クラックを生じるといった欠点を有している。こ
れは次のような理由による。
子材料は層間絶縁層の材料として有効であるが、有機系
高分子材料を成膜した後の絶縁層間の配線製造工程に使
用される酸素プラズマによりその有機基が酸化され、そ
の際、クラックを生じるといった欠点を有している。こ
れは次のような理由による。
【０００６】即ち、ポリイミド、シリコーン樹脂に代表
される従来の有機系高分子材料では、有機基が酸素プラ
ズマによって酸化されて膜から抜けて重量減少し、これ
により有機系高分子材料の膜に引張応力が生じるからで
ある。また、酸化によって膜から抜けたガスは半導体装
置の汚染源にもなる。一方、ポリシラン系高分子膜にエ
ネルギー線を照射して生成されたシロキサンをそのまま
絶縁膜として用いると、その側鎖部分は残ることになる
ので、高温の熱処理工程や酸素プラズマ処理工程を経る
半導体プロセスではそれらの工程で絶縁層中で化学反応
が起こり、これにより絶縁層にクラックが発生したり、
層からの脱ガスによる配線の導通不良の原因となる。
される従来の有機系高分子材料では、有機基が酸素プラ
ズマによって酸化されて膜から抜けて重量減少し、これ
により有機系高分子材料の膜に引張応力が生じるからで
ある。また、酸化によって膜から抜けたガスは半導体装
置の汚染源にもなる。一方、ポリシラン系高分子膜にエ
ネルギー線を照射して生成されたシロキサンをそのまま
絶縁膜として用いると、その側鎖部分は残ることになる
ので、高温の熱処理工程や酸素プラズマ処理工程を経る
半導体プロセスではそれらの工程で絶縁層中で化学反応
が起こり、これにより絶縁層にクラックが発生したり、
層からの脱ガスによる配線の導通不良の原因となる。
【０００７】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
ものであって、有機系高分子材料を出発物質として絶縁
膜を形成する際にクラック及び脱ガスの発生を抑制する
ことができる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、有機系高分子材料を出発物質として絶縁
膜を形成する際にクラック及び脱ガスの発生を抑制する
ことができる半導体装置の製造方法を提供することを目
的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記した課題は、図１に
例示するように、一般式（ＲSiH)n で示される珪素重合
体から絶縁膜を形成する工程を有することを特徴とする
半導体装置の製造方法（Ｒは炭化水素、Siは珪素、Ｈは
水素を表す）により解決する。前記珪素重合体を膜状に
した後に、３００℃以下の温度で溶融させる工程を有す
ることを特徴とする半導体装置の製造方法により解決す
る。
例示するように、一般式（ＲSiH)n で示される珪素重合
体から絶縁膜を形成する工程を有することを特徴とする
半導体装置の製造方法（Ｒは炭化水素、Siは珪素、Ｈは
水素を表す）により解決する。前記珪素重合体を膜状に
した後に、３００℃以下の温度で溶融させる工程を有す
ることを特徴とする半導体装置の製造方法により解決す
る。
【０００９】前記珪素重合体を膜状にした後に、前記珪
素重合体を酸素を含む雰囲気中で３５０℃以上で熱処理
して酸化シリコンにする工程を有することを特徴とする
半導体装置の製造方法により解決する。前記珪素重合体
を膜状にした後に、前記珪素重合体を酸素プラズマ中に
曝すことにより酸化シリコンにする工程を有することを
特徴とする半導体装置の製造方法により解決する。
素重合体を酸素を含む雰囲気中で３５０℃以上で熱処理
して酸化シリコンにする工程を有することを特徴とする
半導体装置の製造方法により解決する。前記珪素重合体
を膜状にした後に、前記珪素重合体を酸素プラズマ中に
曝すことにより酸化シリコンにする工程を有することを
特徴とする半導体装置の製造方法により解決する。
【００１０】図４に例示するように、前記珪素重合体を
膜状にした後に酸素を含む雰囲気に置き、ついで前記珪
素重合体の一部に紫外線を照射し、さらに、該紫外線が
照射されない領域を溶剤によって選択的に除去してパタ
ーニングした後に、該紫外線が照射された前記珪素重合
体を酸素を含む雰囲気中で３５０℃以上で熱処理して酸
化シリコンにする工程を有することを特徴とする半導体
装置の製造方法により解決する。
膜状にした後に酸素を含む雰囲気に置き、ついで前記珪
素重合体の一部に紫外線を照射し、さらに、該紫外線が
照射されない領域を溶剤によって選択的に除去してパタ
ーニングした後に、該紫外線が照射された前記珪素重合
体を酸素を含む雰囲気中で３５０℃以上で熱処理して酸
化シリコンにする工程を有することを特徴とする半導体
装置の製造方法により解決する。
【００１１】
【作 用】本発明によれば、有機基を有する絶縁体材料
として一般式 (ＲSiH)n で示される珪素重合体を用いて
いる。その珪素重合体を酸素含有雰囲気中で３５０℃以
上で熱処理すると、その内部でシリコンとシリコンの骨
格が切れてその間に酸素が結合し、シリコンの側鎖のプ
ロトン（水素）が酸素と置換し、さらに、炭化水素も酸
素と置換する。これにより、その珪素重合体は、酸化シ
リコンとなる。その際に、その熱重量の変化は抑制され
るか或いは僅かに増加し、膜の密度の低下が殆どみられ
ず、クラックは発生しない。また、その酸化シリコン
は、それ自体熱処理や酸素プラズマ等による化学変化を
受けても破損することはない。しかも、珪素重合体の酸
化の際にその炭化水素が脱ガスされるので、配線を腐食
させたり、半導体装置を汚染するおそれもない。
として一般式 (ＲSiH)n で示される珪素重合体を用いて
いる。その珪素重合体を酸素含有雰囲気中で３５０℃以
上で熱処理すると、その内部でシリコンとシリコンの骨
格が切れてその間に酸素が結合し、シリコンの側鎖のプ
ロトン（水素）が酸素と置換し、さらに、炭化水素も酸
素と置換する。これにより、その珪素重合体は、酸化シ
リコンとなる。その際に、その熱重量の変化は抑制され
るか或いは僅かに増加し、膜の密度の低下が殆どみられ
ず、クラックは発生しない。また、その酸化シリコン
は、それ自体熱処理や酸素プラズマ等による化学変化を
受けても破損することはない。しかも、珪素重合体の酸
化の際にその炭化水素が脱ガスされるので、配線を腐食
させたり、半導体装置を汚染するおそれもない。
【００１２】また、その珪素重合体はそのものが感光性
を有するために、開口部の形成などを行った後に、その
珪素重合体を酸化して酸化シリコンに変化させることが
できる。これにより、パターニングの工程が軽減され
る。さらに、本材料は、塗布法によって成膜可能である
ために、従来のＣＶＤ法と比較して高価な装置を必要と
せず、しかも、危険性の高い原料ガスを使用しないとい
う利点を有している。また、塗布法によって成膜可能な
ために平坦性が向上し、かつＣＶＤ法のような高温を必
要としない。
を有するために、開口部の形成などを行った後に、その
珪素重合体を酸化して酸化シリコンに変化させることが
できる。これにより、パターニングの工程が軽減され
る。さらに、本材料は、塗布法によって成膜可能である
ために、従来のＣＶＤ法と比較して高価な装置を必要と
せず、しかも、危険性の高い原料ガスを使用しないとい
う利点を有している。また、塗布法によって成膜可能な
ために平坦性が向上し、かつＣＶＤ法のような高温を必
要としない。
【００１３】以上のように、上記した珪素重合体によれ
ば、高い平坦性が得られ、安価に、かつ安全に信頼性の
高い絶縁膜の形成が可能になる。なお、その珪素重合体
をスピンコーテイングした後に３００℃以下の温度で溶
融することにより、その表面は平坦化する
ば、高い平坦性が得られ、安価に、かつ安全に信頼性の
高い絶縁膜の形成が可能になる。なお、その珪素重合体
をスピンコーテイングした後に３００℃以下の温度で溶
融することにより、その表面は平坦化する
【００１４】
【実施例】そこで、以下に本発明の実施例を図面に基づ
いて説明する。本発明は、有機基を有する絶縁体材料と
して次の一般式(1) で示される珪素重合体を用いること
である。その絶縁材料は例えば多層配線用の層間絶縁膜
として使用される。
いて説明する。本発明は、有機基を有する絶縁体材料と
して次の一般式(1) で示される珪素重合体を用いること
である。その絶縁材料は例えば多層配線用の層間絶縁膜
として使用される。
【００１５】(ＲSiH)n …… (1) 但し、一般式(1) においてＲは炭素数１、２又は３の炭
化水素、Siはシリコン（珪素）、Ｈは水素（プロトン）
を示す。この (ＲSiH)n の化学的結合状態は次のように
なる。
化水素、Siはシリコン（珪素）、Ｈは水素（プロトン）
を示す。この (ＲSiH)n の化学的結合状態は次のように
なる。
【００１６】
【化１】
【００１７】そして、 (ＲSiH)n （以下、珪素重合体と
いう）を下地の上にスピンコーテイングした後に３００
℃以下の温度で溶融する。この溶融によれば、珪素重合
体が凹凸の存在する部分に塗布されても、珪素重合体の
表面は平坦化する。次に、酸素含有雰囲気中で３５０℃
以上の温度で熱処理するか、或いは酸素プラズマ処理す
ると、珪素重合体のシリコンとシリコンの骨格が切れて
その間に酸素が結合し、しかもシリコンの側鎖のプロト
ン（水素）が酸素と置換し、同時にシリコンの側鎖の炭
化水素も酸素と置換する。これにより、一般式(1) が次
の物質に変化する。
いう）を下地の上にスピンコーテイングした後に３００
℃以下の温度で溶融する。この溶融によれば、珪素重合
体が凹凸の存在する部分に塗布されても、珪素重合体の
表面は平坦化する。次に、酸素含有雰囲気中で３５０℃
以上の温度で熱処理するか、或いは酸素プラズマ処理す
ると、珪素重合体のシリコンとシリコンの骨格が切れて
その間に酸素が結合し、しかもシリコンの側鎖のプロト
ン（水素）が酸素と置換し、同時にシリコンの側鎖の炭
化水素も酸素と置換する。これにより、一般式(1) が次
の物質に変化する。
【００１８】
【化２】
【００１９】以上により、珪素重合体は無機の酸化シリ
コンとなり、その熱重量の変化は抑制されるか或いは僅
かに増加し、その膜密度の低下が見られない。この場合
の酸化シリコンは大きな引張応力が生じてないので、ク
ラックが発生しておらず、その膜厚も少なくとも１μｍ
までの形成が可能になる。また、炭化水素も熱処理の際
に同時に脱ガスされるので、その後に配線を腐食させた
り、半導体装置を汚染するおそれもない。
コンとなり、その熱重量の変化は抑制されるか或いは僅
かに増加し、その膜密度の低下が見られない。この場合
の酸化シリコンは大きな引張応力が生じてないので、ク
ラックが発生しておらず、その膜厚も少なくとも１μｍ
までの形成が可能になる。また、炭化水素も熱処理の際
に同時に脱ガスされるので、その後に配線を腐食させた
り、半導体装置を汚染するおそれもない。
【００２０】なお、珪素重合体を酸素雰囲気中に置き、
そこで紫外線等のエネルギー線を照射することによって
シリコン相互間の結合を分解してそこに酸素を結合させ
ることはできるが、シリコンとプロトン、炭化水素との
結合を切断してそのプロトンを酸素に置換させたり、炭
化水素を酸素に置換することはできない。 （合成例）５０mlのテトラヒドロフランの溶媒中に金属
カリウムの微粒子を０．５ｇ添加し、５０℃で加熱しな
がら溶媒中の水分を除去した。次いで、この溶液にメチ
ルジクロロシランを２５ｇ添加し、温度を５０℃に保持
しつつ、４〜５日間反応を行った。反応終了後の溶液を
濾過し、これにより塩化カリウムを除去した。濾過後の
溶液から溶媒を除去してメチルポリシラン樹脂を得た。
このメチルポリシラン樹脂は、一般式(1) のＲをメチル
基（CH3 ）としたものであり、((CH3)SiH)nで表され
る。
そこで紫外線等のエネルギー線を照射することによって
シリコン相互間の結合を分解してそこに酸素を結合させ
ることはできるが、シリコンとプロトン、炭化水素との
結合を切断してそのプロトンを酸素に置換させたり、炭
化水素を酸素に置換することはできない。 （合成例）５０mlのテトラヒドロフランの溶媒中に金属
カリウムの微粒子を０．５ｇ添加し、５０℃で加熱しな
がら溶媒中の水分を除去した。次いで、この溶液にメチ
ルジクロロシランを２５ｇ添加し、温度を５０℃に保持
しつつ、４〜５日間反応を行った。反応終了後の溶液を
濾過し、これにより塩化カリウムを除去した。濾過後の
溶液から溶媒を除去してメチルポリシラン樹脂を得た。
このメチルポリシラン樹脂は、一般式(1) のＲをメチル
基（CH3 ）としたものであり、((CH3)SiH)nで表され
る。
【００２１】次に、メチルポリシラン樹脂を絶縁性膜と
して使用する例を説明する。 （第１例）まず、シリコン基板に半導体素子を形成した
後に、図１(a) に示すように、半導体素子を覆う第一の
絶縁膜１の上にアルミニウムからなる一層目の配線２を
形成する。なお、図ではシリコン基板及び半導体素子は
省略している。
して使用する例を説明する。 （第１例）まず、シリコン基板に半導体素子を形成した
後に、図１(a) に示すように、半導体素子を覆う第一の
絶縁膜１の上にアルミニウムからなる一層目の配線２を
形成する。なお、図ではシリコン基板及び半導体素子は
省略している。
【００２２】次に、液状のメチルポリシラン樹脂３を３
０００rpm 、３０秒の条件でスピンコート法により塗布
し、続いて２５０℃で３０分間の熱処理を施す。このス
ピンコートの条件によれば、メチルポリシラン樹脂３を
第一の絶縁膜１の上に約１μｍの厚さに塗布することが
でき、一層目の配線２による段差は０．２μｍ以下に平
坦化されていた。また、メチルポリシラン樹脂塗３の布
後の熱処理は溶剤を乾燥するためになされる。
０００rpm 、３０秒の条件でスピンコート法により塗布
し、続いて２５０℃で３０分間の熱処理を施す。このス
ピンコートの条件によれば、メチルポリシラン樹脂３を
第一の絶縁膜１の上に約１μｍの厚さに塗布することが
でき、一層目の配線２による段差は０．２μｍ以下に平
坦化されていた。また、メチルポリシラン樹脂塗３の布
後の熱処理は溶剤を乾燥するためになされる。
【００２３】次に、図１(b) に示すように、メチルポリ
シラン樹脂３を酸素含有雰囲気中に置き、例えば４５０
℃で熱処理を施す。これにより、メチルポリシラン樹脂
３のプロトンは酸素と置換され、かつ、そのシリコン間
に酸素が結合され、これらにより熱重量が増加する。ま
た、この加熱によってメチルポリシラン樹脂３のメチル
基は酸素に置換されかつ脱ガスされ、これにより熱重量
が減少する。
シラン樹脂３を酸素含有雰囲気中に置き、例えば４５０
℃で熱処理を施す。これにより、メチルポリシラン樹脂
３のプロトンは酸素と置換され、かつ、そのシリコン間
に酸素が結合され、これらにより熱重量が増加する。ま
た、この加熱によってメチルポリシラン樹脂３のメチル
基は酸素に置換されかつ脱ガスされ、これにより熱重量
が減少する。
【００２４】この加熱によって、メチルポリシラン樹脂
３の膜は、無機の酸化シリコン（以下第二の絶縁膜とい
う）膜３ａとなるが、その全体の熱重量は図２に示すよ
うに数wt％程度増加した。しかも、膜厚の変化は殆ど見
られずしかもその第二の絶縁膜（酸化シリコン膜）３ａ
にはクラックが発生していなかった。この後に、図１
(c) に示すように、第二の絶縁膜３ａの上にレジスト４
を塗布してこれを露光、現像し、レジスト４にビアホー
ル用パターン窓４ａを形成する。次に、レジスト４をマ
スクにして第二の絶縁膜３ａをエッチングし、これによ
り第二の絶縁膜３ａにビアホール（開口部）５を形成す
る。
３の膜は、無機の酸化シリコン（以下第二の絶縁膜とい
う）膜３ａとなるが、その全体の熱重量は図２に示すよ
うに数wt％程度増加した。しかも、膜厚の変化は殆ど見
られずしかもその第二の絶縁膜（酸化シリコン膜）３ａ
にはクラックが発生していなかった。この後に、図１
(c) に示すように、第二の絶縁膜３ａの上にレジスト４
を塗布してこれを露光、現像し、レジスト４にビアホー
ル用パターン窓４ａを形成する。次に、レジスト４をマ
スクにして第二の絶縁膜３ａをエッチングし、これによ
り第二の絶縁膜３ａにビアホール（開口部）５を形成す
る。
【００２５】続いて、図１(d) に示すように、酸素プラ
ズマによりレジスト４を剥離したが、第二の絶縁膜３ａ
にはクラックの発生は見られなかった。次に、２．５％
のフッ化水素酸による処理をして、第二の絶縁膜３ａの
表面を清浄する。さらに、図１(e) に示すように、ビア
ホール５にアルミニウムよりなるビア６を埋め込み、さ
らに第三の絶縁膜３ａの上にアルミニウムよりなる二層
目の配線７ａ、電極７ｂを形成する。その上にＰＳＧよ
りなる保護膜８を形成した後に、フォトリソグラフィー
により保護膜８に電極９を露出させる窓９を形成した。 （第２例）第１例と同様に、第一の絶縁膜１の上に一層
目の配線２を形成した後に、それらの上に図３(a) に示
すようにプラズマＣＶＤにより膜厚約０．５μｍのSiO2
膜（以下、第二の絶縁膜という）１０を形成する。
ズマによりレジスト４を剥離したが、第二の絶縁膜３ａ
にはクラックの発生は見られなかった。次に、２．５％
のフッ化水素酸による処理をして、第二の絶縁膜３ａの
表面を清浄する。さらに、図１(e) に示すように、ビア
ホール５にアルミニウムよりなるビア６を埋め込み、さ
らに第三の絶縁膜３ａの上にアルミニウムよりなる二層
目の配線７ａ、電極７ｂを形成する。その上にＰＳＧよ
りなる保護膜８を形成した後に、フォトリソグラフィー
により保護膜８に電極９を露出させる窓９を形成した。 （第２例）第１例と同様に、第一の絶縁膜１の上に一層
目の配線２を形成した後に、それらの上に図３(a) に示
すようにプラズマＣＶＤにより膜厚約０．５μｍのSiO2
膜（以下、第二の絶縁膜という）１０を形成する。
【００２６】次に、液状のメチルポリシラン樹脂３を厚
さ０．５μｍとなる条件でスピンコート法により塗布す
る。続いて２５０℃で３０分間の熱処理により、液状の
メチルポリシラン樹脂３中の溶剤を除去する。これらの
条件によれば、一層目の配線２による段差は０．３μｍ
以下に平坦化された 続いて、図３(b) に示すように、メチルポリシラン樹脂
３を酸素含有雰囲気中に置き、例えば４５０℃で熱処理
を施す。これにより、メチルポリシラン樹脂３の膜は無
機の酸化シリコン膜（以下第三の絶縁膜という）３ａと
なる。この場合、メチルポリシラン樹脂の熱重量は数wt
％程度増加し、しかも、その膜厚は殆ど変化せず、しか
も第三の絶縁膜３ａにはクラックが発生していなかっ
た。
さ０．５μｍとなる条件でスピンコート法により塗布す
る。続いて２５０℃で３０分間の熱処理により、液状の
メチルポリシラン樹脂３中の溶剤を除去する。これらの
条件によれば、一層目の配線２による段差は０．３μｍ
以下に平坦化された 続いて、図３(b) に示すように、メチルポリシラン樹脂
３を酸素含有雰囲気中に置き、例えば４５０℃で熱処理
を施す。これにより、メチルポリシラン樹脂３の膜は無
機の酸化シリコン膜（以下第三の絶縁膜という）３ａと
なる。この場合、メチルポリシラン樹脂の熱重量は数wt
％程度増加し、しかも、その膜厚は殆ど変化せず、しか
も第三の絶縁膜３ａにはクラックが発生していなかっ
た。
【００２７】この後に、図３(c) に示すように、第三の
絶縁膜３ａの上にレジスト４を塗布してこれを露光、現
像し、レジスト４にビアホール用窓４ａを形成する。次
に、レジスト４をマスクにして第三の絶縁膜３ａをエッ
チングし、これにより第二及び三の絶縁膜１０，３ａに
ビアホール５を形成する。続いて、図３(d) に示すよう
に、酸素プラズマによりレジスト４を剥離したが、第一
例と同様に第三の絶縁膜３ａにはクラックの発生は見ら
れなかった。
絶縁膜３ａの上にレジスト４を塗布してこれを露光、現
像し、レジスト４にビアホール用窓４ａを形成する。次
に、レジスト４をマスクにして第三の絶縁膜３ａをエッ
チングし、これにより第二及び三の絶縁膜１０，３ａに
ビアホール５を形成する。続いて、図３(d) に示すよう
に、酸素プラズマによりレジスト４を剥離したが、第一
例と同様に第三の絶縁膜３ａにはクラックの発生は見ら
れなかった。
【００２８】次に、第一例と同様にしてビア６の形成、
二層目の配線７ａ及び電極７ａの形成、保護膜８の形
成、電極露出用窓９の形成を行う（図３(e))。このよう
に、メチルポリシラン樹脂を薄く塗布しても、これを酸
素雰囲気中で加熱して酸化シリコンとしてもクラックが
生じないことが確かめられた。なお、第二の絶縁膜１０
は段差をより緩和するために設けられる。 （第３例）第１例では、ＰＳＧよりなる保護膜８を形成
した後に、電極露出用の窓９を形成している。その他の
電極露出用窓付きの保護膜の形成工程を次に説明する。
二層目の配線７ａ及び電極７ａの形成、保護膜８の形
成、電極露出用窓９の形成を行う（図３(e))。このよう
に、メチルポリシラン樹脂を薄く塗布しても、これを酸
素雰囲気中で加熱して酸化シリコンとしてもクラックが
生じないことが確かめられた。なお、第二の絶縁膜１０
は段差をより緩和するために設けられる。 （第３例）第１例では、ＰＳＧよりなる保護膜８を形成
した後に、電極露出用の窓９を形成している。その他の
電極露出用窓付きの保護膜の形成工程を次に説明する。
【００２９】まず、第１例に示した条件により、第一の
絶縁膜１の上に一層目の配線２を形成し、その上に例え
ば無機のＳＯＧにより第二の絶縁膜１１を形成する（図
４(a))。次に、図４(b) に示すように、第二の絶縁膜１
１にビアホール１２、ビア１３、二層目の配線１４、電
極１５を形成する。さらに、上記したメチルポリシラン
樹脂１６をスピンコートにより塗布する。スピンコート
の条件は、ポリシラン樹脂１６の膜厚が１．５μｍとな
るような回転数、回転時間とする。
絶縁膜１の上に一層目の配線２を形成し、その上に例え
ば無機のＳＯＧにより第二の絶縁膜１１を形成する（図
４(a))。次に、図４(b) に示すように、第二の絶縁膜１
１にビアホール１２、ビア１３、二層目の配線１４、電
極１５を形成する。さらに、上記したメチルポリシラン
樹脂１６をスピンコートにより塗布する。スピンコート
の条件は、ポリシラン樹脂１６の膜厚が１．５μｍとな
るような回転数、回転時間とする。
【００３０】続いて、２５０℃で３０分間の熱処理によ
り、液状のメチルポリシラン樹脂中の溶剤を除去する。
この後に、塗布したメチルポリシラン樹脂１６を大気雰
囲気中に置く。そして図４(c) に示すように、メチルポ
リシラン樹脂１６のうち電極露出用窓を形成しない領域
に紫外線を照射する。これにより、メチルポリシラン樹
脂１６の一部ではシリコンとシリコンの結合（Si−Si）
が分解し、それらの間に酸素が結合した状態（Si-O-Si)
になる。その紫外線照射によってはメチルポリシラン樹
脂１６のプロトン及びメチル基は酸素と置換されずに残
存した状態になっている。
り、液状のメチルポリシラン樹脂中の溶剤を除去する。
この後に、塗布したメチルポリシラン樹脂１６を大気雰
囲気中に置く。そして図４(c) に示すように、メチルポ
リシラン樹脂１６のうち電極露出用窓を形成しない領域
に紫外線を照射する。これにより、メチルポリシラン樹
脂１６の一部ではシリコンとシリコンの結合（Si−Si）
が分解し、それらの間に酸素が結合した状態（Si-O-Si)
になる。その紫外線照射によってはメチルポリシラン樹
脂１６のプロトン及びメチル基は酸素と置換されずに残
存した状態になっている。
【００３１】次に、図４(d) に示すように、ケトン又は
エーテルを添加した芳香族の溶剤を現像液として使用し
て紫外線が照射されない領域のメチルポリシラン樹脂１
６を除去し、これにより電極露光用窓１７を形成する。
このように電極露光用窓１７が形成されたメチルポリシ
ラン樹脂１６を図４(e) に示すように酸素を含む雰囲気
中え４５０℃で３０分間熱処理する。これにより、メチ
ルポリシラン樹脂中のプロトン及びメチル基がそれぞれ
酸素に置換され、これによりメチルポリシラン樹脂１６
は無機の酸化シリコンとなり、これを保護膜１６ａとす
る。
エーテルを添加した芳香族の溶剤を現像液として使用し
て紫外線が照射されない領域のメチルポリシラン樹脂１
６を除去し、これにより電極露光用窓１７を形成する。
このように電極露光用窓１７が形成されたメチルポリシ
ラン樹脂１６を図４(e) に示すように酸素を含む雰囲気
中え４５０℃で３０分間熱処理する。これにより、メチ
ルポリシラン樹脂中のプロトン及びメチル基がそれぞれ
酸素に置換され、これによりメチルポリシラン樹脂１６
は無機の酸化シリコンとなり、これを保護膜１６ａとす
る。
【００３２】上記したように、メチルポリシラン樹脂は
紫外線露光によってパターニングができるので、レジス
ト塗布の手間が省ける。しかし、その後に、酸素雰囲気
中の加熱は絶縁化と脱ガスのために必要である。なお、
メチルポリシラン樹脂の総合的な熱重量は僅かであるが
増加した。 （その他の例）上記した３つの例では、メチルポリシラ
ン樹脂を酸化シリコンに変えるために酸素雰囲気で４５
０℃で加熱しているが、その温度は３５０℃以上必要で
あることが確かめられている。
紫外線露光によってパターニングができるので、レジス
ト塗布の手間が省ける。しかし、その後に、酸素雰囲気
中の加熱は絶縁化と脱ガスのために必要である。なお、
メチルポリシラン樹脂の総合的な熱重量は僅かであるが
増加した。 （その他の例）上記した３つの例では、メチルポリシラ
ン樹脂を酸化シリコンに変えるために酸素雰囲気で４５
０℃で加熱しているが、その温度は３５０℃以上必要で
あることが確かめられている。
【００３３】また、その酸素雰囲気中の加熱に代えて、
酸素ブラズマにメチルポリシラン樹脂を曝して酸化シリ
コンにしてもよい。なお、上記した３つの例ではメチル
ポリシラン樹脂について説明しているが、その他の（Ｒ
SiＨ）n であっても同様である。
酸素ブラズマにメチルポリシラン樹脂を曝して酸化シリ
コンにしてもよい。なお、上記した３つの例ではメチル
ポリシラン樹脂について説明しているが、その他の（Ｒ
SiＨ）n であっても同様である。
【００３４】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、有機
基を有する絶縁体材料として一般式 (ＲSiH)n で示され
る珪素重合体を用いているので、この珪素重合体を酸素
含有雰囲気中で３５０℃以上で熱処理して酸化シリコン
にすると、その内部で有機成分が酸化しても骨格や側鎖
プロトンの酸化により膜厚の減少を少なく抑え、熱重量
の変化を少なくすることができ、クラックの発生を防止
できる。しかも、その珪素重合体の熱処理の際に炭化水
素が脱ガスされるので、酸化シリコンとなった後に配線
を腐食させたり、半導体装置を汚染するおそれもない。
基を有する絶縁体材料として一般式 (ＲSiH)n で示され
る珪素重合体を用いているので、この珪素重合体を酸素
含有雰囲気中で３５０℃以上で熱処理して酸化シリコン
にすると、その内部で有機成分が酸化しても骨格や側鎖
プロトンの酸化により膜厚の減少を少なく抑え、熱重量
の変化を少なくすることができ、クラックの発生を防止
できる。しかも、その珪素重合体の熱処理の際に炭化水
素が脱ガスされるので、酸化シリコンとなった後に配線
を腐食させたり、半導体装置を汚染するおそれもない。
【００３５】また、その珪素重合体はそのものが感光性
を有するために、開口部の形成などを行った後に、その
珪素重合体を酸化して酸化シリコンに変化させることが
でき、パターニングの工程を軽減できる。また、本材料
は、塗布法によって成膜可能であるために、従来のＣＶ
Ｄ法と比較して高価な装置を必要とせず、しかも、危険
性の高い原料ガスを使用しないという利点を有し、ま
た、塗布法によって成膜可能なために平坦性が向上し、
さらにＣＶＤ法のような高温を必要としないので、安価
に、かつ安全に信頼性の高い絶縁膜の形成が可能にな
る。
を有するために、開口部の形成などを行った後に、その
珪素重合体を酸化して酸化シリコンに変化させることが
でき、パターニングの工程を軽減できる。また、本材料
は、塗布法によって成膜可能であるために、従来のＣＶ
Ｄ法と比較して高価な装置を必要とせず、しかも、危険
性の高い原料ガスを使用しないという利点を有し、ま
た、塗布法によって成膜可能なために平坦性が向上し、
さらにＣＶＤ法のような高温を必要としないので、安価
に、かつ安全に信頼性の高い絶縁膜の形成が可能にな
る。
【図１】本発明の（ＲSiＨ）n を使用する半導体装置の
形成工程の第１例を示す断面図である。
形成工程の第１例を示す断面図である。
【図２】本発明の（ＲSiＨ）n を酸素雰囲気中で加熱し
た場合の熱重量分析結果を示す特性図である。
た場合の熱重量分析結果を示す特性図である。
【図３】本発明の（ＲSiＨ）n を使用する半導体装置の
形成工程の第２例を示す断面図である。
形成工程の第２例を示す断面図である。
【図４】本発明の（ＲSiＨ）n を使用する半導体装置の
形成工程の第３例を示す断面図である。
形成工程の第３例を示す断面図である。
１ 絶縁膜 ２ 一層目の配線 ３、１６ ((CH3)SiH）n ３ａ、１６ａ 絶縁膜 ４ レジスト ５、１２ ビアホール（開口部） ６、１３ ビア ７ａ、１４ 二層目の配線 ７ｂ、１５ 電極 ８ 保護膜 ９、１７ 窓 １０ SiO2膜 １１ 絶縁膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大倉 嘉之 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 内藤 正規 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】一般式（ＲSiH)n で示される珪素重合体か
ら絶縁膜を形成する工程を有することを特徴とする半導
体装置の製造方法（Ｒは炭化水素、Siは珪素、Ｈは水素
を表す）。 - 【請求項２】前記珪素重合体を膜状にした後に、３００
℃以下の温度で溶融させる工程を有することを特徴とす
る請求項１記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項３】前記珪素重合体を膜状にした後に、前記珪
素重合体を酸素を含む雰囲気中で３５０℃以上で熱処理
して酸化シリコンにする工程を有することを特徴とする
請求項１記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項４】前記珪素重合体を膜状にした後に、前記珪
素重合体を酸素プラズマ中に曝すことにより酸化シリコ
ンにする工程を有することを特徴とする請求項１記載の
半導体装置の製造方法。 - 【請求項５】前記珪素重合体を膜状にした後に酸素を含
む雰囲気に置き、ついで前記珪素重合体の一部に紫外線
を照射し、さらに、該紫外線が照射されない領域を溶剤
によって選択的に除去してパターニングした後に、該紫
外線が照射された前記珪素重合体を酸素を含む雰囲気中
で３５０℃以上で熱処理して酸化シリコンにする工程を
有することを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20323094A JPH0870000A (ja) | 1994-08-29 | 1994-08-29 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20323094A JPH0870000A (ja) | 1994-08-29 | 1994-08-29 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0870000A true JPH0870000A (ja) | 1996-03-12 |
Family
ID=16470610
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20323094A Withdrawn JPH0870000A (ja) | 1994-08-29 | 1994-08-29 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0870000A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1012623A (ja) * | 1996-06-20 | 1998-01-16 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 集積回路およびその作製方法 |
| WO2000059022A1 (fr) * | 1999-03-30 | 2000-10-05 | Jsr Corporation | Procede de formation de films d'oxyde de silicium |
| KR100326813B1 (ko) * | 1999-12-30 | 2002-03-04 | 박종섭 | 반도체소자의 층간절연막 형성방법 |
| JP2021104490A (ja) * | 2019-12-26 | 2021-07-26 | 東京応化工業株式会社 | 脱酸素剤、脱酸素剤溶液、脱酸素剤フィルム、及び脱酸素剤フィルムの製造方法 |
-
1994
- 1994-08-29 JP JP20323094A patent/JPH0870000A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1012623A (ja) * | 1996-06-20 | 1998-01-16 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 集積回路およびその作製方法 |
| WO2000059022A1 (fr) * | 1999-03-30 | 2000-10-05 | Jsr Corporation | Procede de formation de films d'oxyde de silicium |
| US6517911B1 (en) | 1999-03-30 | 2003-02-11 | Jsr Corporation | Process for the formation of silicon oxide films |
| KR100326813B1 (ko) * | 1999-12-30 | 2002-03-04 | 박종섭 | 반도체소자의 층간절연막 형성방법 |
| JP2021104490A (ja) * | 2019-12-26 | 2021-07-26 | 東京応化工業株式会社 | 脱酸素剤、脱酸素剤溶液、脱酸素剤フィルム、及び脱酸素剤フィルムの製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20011106 |