JPH10107030A - 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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- JPH10107030A JPH10107030A JP25504396A JP25504396A JPH10107030A JP H10107030 A JPH10107030 A JP H10107030A JP 25504396 A JP25504396 A JP 25504396A JP 25504396 A JP25504396 A JP 25504396A JP H10107030 A JPH10107030 A JP H10107030A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】誘電率の低い絶縁層を有する半導体装置を製造
する方法を提供することを目的とする。 【解決手段】(a) バインダーを形成しうる化合物で表面
処理された固体粒子２が分散媒１中に分散してなる分散
液（Ｉ）を、前記分散媒よりも比重が大きく、しかも前
記分散媒と相溶しない液（II）上に展開し、(b) 前記分
散液（Ｉ）から前記分散媒を除去して前記液（II）上に
前記固体粒子２を配列させて粒子層３を形成し、(c) 前
記粒子層３を半導体基板５の凹凸面上に移して該凹凸面
上に粒子層３を形成し、(d) 前記基板５の凸部に形成さ
れた粒子層を除去し、凹凸面を平坦化した後、(e) 前記
平坦化面の上に絶縁性被膜６を形成する。
する方法を提供することを目的とする。 【解決手段】(a) バインダーを形成しうる化合物で表面
処理された固体粒子２が分散媒１中に分散してなる分散
液（Ｉ）を、前記分散媒よりも比重が大きく、しかも前
記分散媒と相溶しない液（II）上に展開し、(b) 前記分
散液（Ｉ）から前記分散媒を除去して前記液（II）上に
前記固体粒子２を配列させて粒子層３を形成し、(c) 前
記粒子層３を半導体基板５の凹凸面上に移して該凹凸面
上に粒子層３を形成し、(d) 前記基板５の凸部に形成さ
れた粒子層を除去し、凹凸面を平坦化した後、(e) 前記
平坦化面の上に絶縁性被膜６を形成する。
Description
【０００１】
【発明の技術分野】本発明は、半導体装置の製造方法に
関し、さらに詳しくは半導体基板の凹凸面の凹部に粒子
層を形成し、その上層に絶縁性被膜を形成することによ
り、半導体基板の凹凸面を平坦化すると同時に、低誘電
率の絶縁層を形成する工程を含む、半導体装置の製造方
法に関する。
関し、さらに詳しくは半導体基板の凹凸面の凹部に粒子
層を形成し、その上層に絶縁性被膜を形成することによ
り、半導体基板の凹凸面を平坦化すると同時に、低誘電
率の絶縁層を形成する工程を含む、半導体装置の製造方
法に関する。
【０００２】
【発明の技術的背景】従来より、半導体装置では、半導
体基板上にアルミニウムなどの配線層が形成され、この
配線層間を絶縁したり、半導体装置表面を保護する目的
でシリカなどの絶縁性被膜が形成されている。
体基板上にアルミニウムなどの配線層が形成され、この
配線層間を絶縁したり、半導体装置表面を保護する目的
でシリカなどの絶縁性被膜が形成されている。
【０００３】このような半導体装置では、基板上に配線
層を形成すると、基板上に凹凸を生じてしまい、このよ
うな凹凸のある基材上にさらに半導体層の配線層を積層
しようとすると配線の断線が起こりやすくなったり、積
層が困難になるという問題があるため、基板上の凹凸を
平坦化することが必要とされる。
層を形成すると、基板上に凹凸を生じてしまい、このよ
うな凹凸のある基材上にさらに半導体層の配線層を積層
しようとすると配線の断線が起こりやすくなったり、積
層が困難になるという問題があるため、基板上の凹凸を
平坦化することが必要とされる。
【０００４】半導体基板上の凹凸を平坦化する試みとし
て、絶縁性被膜を厚膜化して表面を平坦化する方法があ
る。しかしながら、シリカなどの絶縁性被膜は、下地の
凹凸が吸収できにくく、厚膜化が困難であり、一方、膜
厚を厚くするとクラックが入りやすいなどの問題点があ
る。
て、絶縁性被膜を厚膜化して表面を平坦化する方法があ
る。しかしながら、シリカなどの絶縁性被膜は、下地の
凹凸が吸収できにくく、厚膜化が困難であり、一方、膜
厚を厚くするとクラックが入りやすいなどの問題点があ
る。
【０００５】また、半導体装置の集積度合の増加から、
絶縁性被膜には低誘電率であることが望まれている。そ
こで本発明者らは、表面が高度に平坦化され、誘電率の
低い絶縁性被膜を有する半導体装置を提供すべく鋭意検
討したところ、配線層が形成された半導体基板の凹部に
固体粒子層を形成したのち、表面を平坦化し、この表面
上に絶縁性被膜を形成することによって、表面が高度に
平坦化され、誘電率の低い絶縁性被膜を有する半導体装
置が得られることを見出し、本発明を完成するに至っ
た。
絶縁性被膜には低誘電率であることが望まれている。そ
こで本発明者らは、表面が高度に平坦化され、誘電率の
低い絶縁性被膜を有する半導体装置を提供すべく鋭意検
討したところ、配線層が形成された半導体基板の凹部に
固体粒子層を形成したのち、表面を平坦化し、この表面
上に絶縁性被膜を形成することによって、表面が高度に
平坦化され、誘電率の低い絶縁性被膜を有する半導体装
置が得られることを見出し、本発明を完成するに至っ
た。
【０００６】
【発明の目的】本発明は、上記事情に鑑みてなされたも
ので、誘電率の低い絶縁層を有する半導体装置を製造す
る方法を提供することを目的としている。
ので、誘電率の低い絶縁層を有する半導体装置を製造す
る方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【発明の概要】本発明に係る半導体装置の製造方法は、
(a)バインダーを形成しうる化合物で表面処理された固
体粒子が分散媒中に分散してなる分散液（Ｉ）を前記分
散媒よりも比重が大きく、しかも前記分散媒と相溶しな
い液（II）上に展開し、(b)前記分散液（Ｉ）から前記
分散媒を除去して前記液（II）上に前記固体粒子を配列
させて粒子層を形成し、(c)前記粒子層を半導体基板の
凹凸面上に移して（転写して）該凹凸面上に粒子層を形
成し、(d)前記基板の凸部に形成された粒子層を除去
し、凹凸面を平坦化した後、(e)前記平坦化面の上に絶
縁性被膜を形成することを特徴としている。
(a)バインダーを形成しうる化合物で表面処理された固
体粒子が分散媒中に分散してなる分散液（Ｉ）を前記分
散媒よりも比重が大きく、しかも前記分散媒と相溶しな
い液（II）上に展開し、(b)前記分散液（Ｉ）から前記
分散媒を除去して前記液（II）上に前記固体粒子を配列
させて粒子層を形成し、(c)前記粒子層を半導体基板の
凹凸面上に移して（転写して）該凹凸面上に粒子層を形
成し、(d)前記基板の凸部に形成された粒子層を除去
し、凹凸面を平坦化した後、(e)前記平坦化面の上に絶
縁性被膜を形成することを特徴としている。
【０００８】上記のような方法で絶縁性被膜を形成する
ことにより、半導体基板の凹凸が平坦化され、しかも低
誘電率の絶縁層を有する半導体装置を得ることができ
る。
ことにより、半導体基板の凹凸が平坦化され、しかも低
誘電率の絶縁層を有する半導体装置を得ることができ
る。
【０００９】
【発明の具体的説明】本発明に係る半導体装置の製造方
法について具体的に説明する。まず、バインダーを形成
しうる化合物で表面処理された固体粒子が分散媒中に分
散してなる分散液（Ｉ）を調製する。
法について具体的に説明する。まず、バインダーを形成
しうる化合物で表面処理された固体粒子が分散媒中に分
散してなる分散液（Ｉ）を調製する。
【００１０】上記分散液（Ｉ）に分散される固体粒子と
しては、絶縁性の粒子であり、具体的にはＳｉＯ2、Ｔ
ｉＯ2、ＺｒＯ2、ＳｉＣなどの無機化合物粒子、ポリス
チレンなどの合成樹脂粒子が用いられる。
しては、絶縁性の粒子であり、具体的にはＳｉＯ2、Ｔ
ｉＯ2、ＺｒＯ2、ＳｉＣなどの無機化合物粒子、ポリス
チレンなどの合成樹脂粒子が用いられる。
【００１１】これらの粒子の粒径は、粒子層が形成され
た半導体基材の凹凸の段差に応じて異なるが、０.１〜
２μｍ程度であることが望ましい。また、種々の形態の
固体粒子、例えば球状、棒状または繊維状の固体粒子が
用いられる。特に粒径の揃った球状粒子が分散媒中に分
散してなる分散液（Ｉ）を用いると、固体粒子が規則的
に配列した均一な単粒子層を基板上に形成することがで
きる。
た半導体基材の凹凸の段差に応じて異なるが、０.１〜
２μｍ程度であることが望ましい。また、種々の形態の
固体粒子、例えば球状、棒状または繊維状の固体粒子が
用いられる。特に粒径の揃った球状粒子が分散媒中に分
散してなる分散液（Ｉ）を用いると、固体粒子が規則的
に配列した均一な単粒子層を基板上に形成することがで
きる。
【００１２】本発明では、これらの固体粒子をバインダ
ーを形成しうる化合物で表面処理した後、分散媒中に分
散することにより分散液（Ｉ）が調製される。この際に
用いられるバインダーを形成しうる化合物として、例え
ば下記式： ＲnＳｉ(ＯＲ')4-n （式中、Ｒ、Ｒ'は、互いに同一であっても異なってい
てもよく、それぞれが水素原子、炭素数１〜８のアルキ
ル基、アリール基またはビニル基を表し、ｎは０〜３の
整数である。）で表される有機ケイ素化合物が用いられ
る。
ーを形成しうる化合物で表面処理した後、分散媒中に分
散することにより分散液（Ｉ）が調製される。この際に
用いられるバインダーを形成しうる化合物として、例え
ば下記式： ＲnＳｉ(ＯＲ')4-n （式中、Ｒ、Ｒ'は、互いに同一であっても異なってい
てもよく、それぞれが水素原子、炭素数１〜８のアルキ
ル基、アリール基またはビニル基を表し、ｎは０〜３の
整数である。）で表される有機ケイ素化合物が用いられ
る。
【００１３】このような有機ケイ素化合物としては、具
体的にはテトラメトキシシラン、テトラエトキシシラ
ン、テトライソプロポキシシラン、テトラオクチルシラ
ン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシ
ラン、エチルトリエトキシシラン、メチルトリイソプロ
ポキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、メチルトリ
ブトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、フェニ
ルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ジ
エトキシシラン、トリエトキシシランなどが挙げられ
る。
体的にはテトラメトキシシラン、テトラエトキシシラ
ン、テトライソプロポキシシラン、テトラオクチルシラ
ン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシ
ラン、エチルトリエトキシシラン、メチルトリイソプロ
ポキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、メチルトリ
ブトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、フェニ
ルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ジ
エトキシシラン、トリエトキシシランなどが挙げられ
る。
【００１４】上記有機ケイ素化合物以外にも、本発明で
は、バインダーを形成しうる化合物として、ジブトキシ
ビスアセチルアセトナトジルコニウム、トリブトキシモ
ノアセチルアセトナトジルコニウム、ジブトキシビスア
セチルアセトナトチタンなどのβ−ジケトン化合物、オ
クチル酸スズ、オクチル酸アルミニウム、ラウリル酸ス
ズなどのカルボン酸金属塩などを用いることができる。
は、バインダーを形成しうる化合物として、ジブトキシ
ビスアセチルアセトナトジルコニウム、トリブトキシモ
ノアセチルアセトナトジルコニウム、ジブトキシビスア
セチルアセトナトチタンなどのβ−ジケトン化合物、オ
クチル酸スズ、オクチル酸アルミニウム、ラウリル酸ス
ズなどのカルボン酸金属塩などを用いることができる。
【００１５】さらに、本発明では、バインダーを形成し
うる化合物として、ポリシラザンが固体粒子との反応性
が高い点から好ましく用いられる。このようなバインダ
ーを形成しうる化合物による固体粒子の表面処理は、例
えば次のような方法で行われる： 固体粒子を適当な分散媒、例えばアルコールなどの有
機溶媒中に分散させた分散液中に上述したようなバイン
ダーを形成しうる化合物を添加した後、分散媒の沸点以
下の温度でバインダーを形成しうる化合物を反応させる
方法、 バインダーを形成しうる化合物を含む分散媒中に固体
粒子を分散させる方法、または 固体粒子の分散液が、シリカゾルなどのコロイド粒子
分散液である場合、直接、あるいは必要に応じて分散媒
を有機溶媒で置換した後、このコロイド粒子分散液にバ
インダーを形成しうる化合物を添加する方法。
うる化合物として、ポリシラザンが固体粒子との反応性
が高い点から好ましく用いられる。このようなバインダ
ーを形成しうる化合物による固体粒子の表面処理は、例
えば次のような方法で行われる： 固体粒子を適当な分散媒、例えばアルコールなどの有
機溶媒中に分散させた分散液中に上述したようなバイン
ダーを形成しうる化合物を添加した後、分散媒の沸点以
下の温度でバインダーを形成しうる化合物を反応させる
方法、 バインダーを形成しうる化合物を含む分散媒中に固体
粒子を分散させる方法、または 固体粒子の分散液が、シリカゾルなどのコロイド粒子
分散液である場合、直接、あるいは必要に応じて分散媒
を有機溶媒で置換した後、このコロイド粒子分散液にバ
インダーを形成しうる化合物を添加する方法。
【００１６】上記表面処理の際にバインダーを形成しう
る化合物は、バインダー換算で固体粒子１重量部当り
０.０１〜０.５重量部の量で用いられることが好まし
い。バインダーを形成しうる化合物の量が０.０１重量
部未満の場合には、分散液（Ｉ）を液（II）上に展開さ
せる際に、分散液（Ｉ）中の固体粒子が凝集したり、あ
るいは液（II）中に沈降することがある。逆に０.５重
量部を越える場合には、過剰量のバインダーにより被膜
が形成され、粒子層の形成が妨げられることがある。
る化合物は、バインダー換算で固体粒子１重量部当り
０.０１〜０.５重量部の量で用いられることが好まし
い。バインダーを形成しうる化合物の量が０.０１重量
部未満の場合には、分散液（Ｉ）を液（II）上に展開さ
せる際に、分散液（Ｉ）中の固体粒子が凝集したり、あ
るいは液（II）中に沈降することがある。逆に０.５重
量部を越える場合には、過剰量のバインダーにより被膜
が形成され、粒子層の形成が妨げられることがある。
【００１７】本発明では、上記のような方法で固体粒子
をバインダーを形成しうる化合物で表面処理する際に得
られた分散液を、そのままの状態で分散液（Ｉ）として
用いることもできるが、固体粒子の分散性、分散液
（Ｉ）を液（II）上に展開させた後の分散媒の揮発性、
蒸発性などの点から、分散媒をケトン系、エーテル系、
または芳香族系の有機溶媒で置換した後、分散液（Ｉ）
として用いることが好ましい。
をバインダーを形成しうる化合物で表面処理する際に得
られた分散液を、そのままの状態で分散液（Ｉ）として
用いることもできるが、固体粒子の分散性、分散液
（Ｉ）を液（II）上に展開させた後の分散媒の揮発性、
蒸発性などの点から、分散媒をケトン系、エーテル系、
または芳香族系の有機溶媒で置換した後、分散液（Ｉ）
として用いることが好ましい。
【００１８】このような分散媒を置換するのに好ましい
有機溶媒としては、具体的には、メチルエチルケトン、
メチルイソブチルケトン、シクロヘキサン、ジメチルエ
ーテル、ジエチルエーテル、ヘキサン、オクタン、トル
エン、キシレンなどが挙げられる。
有機溶媒としては、具体的には、メチルエチルケトン、
メチルイソブチルケトン、シクロヘキサン、ジメチルエ
ーテル、ジエチルエーテル、ヘキサン、オクタン、トル
エン、キシレンなどが挙げられる。
【００１９】分散液（Ｉ）中の固体粒子の濃度は、５〜
４０重量％の範囲が好ましい。この濃度が５重量％未満
の場合には、液（II）上に展開させた分散液（Ｉ）から
分散媒を除去するために必要とされる時間が長くなる傾
向があり、逆に４０重量％を越える場合には、分散液
（Ｉ）が液（II）上にスムーズに展開し難くなったり、
あるいは厚さ方向の粒子層の粒子数が局部的に変化して
粒子層に段差が形成されることがことがある。
４０重量％の範囲が好ましい。この濃度が５重量％未満
の場合には、液（II）上に展開させた分散液（Ｉ）から
分散媒を除去するために必要とされる時間が長くなる傾
向があり、逆に４０重量％を越える場合には、分散液
（Ｉ）が液（II）上にスムーズに展開し難くなったり、
あるいは厚さ方向の粒子層の粒子数が局部的に変化して
粒子層に段差が形成されることがことがある。
【００２０】本発明では、下記工程を経て半導体基板上
に粒子層および絶縁層が形成される。 (a)例えば分散液（Ｉ）を半導体基板が沈められた液（I
I）の容器の表面に静かに滴下するなどの方法により、
図１(i)に示すように分散液（Ｉ）を液（II）上に展開
させる。
に粒子層および絶縁層が形成される。 (a)例えば分散液（Ｉ）を半導体基板が沈められた液（I
I）の容器の表面に静かに滴下するなどの方法により、
図１(i)に示すように分散液（Ｉ）を液（II）上に展開
させる。
【００２１】このような液（II）としては、上記分散媒
よりも比重が大きく、しかもこの分散媒と相溶しない液
であれば特に制限はないが、取扱い易さから水が好まし
い。 (b)次いで分散液（Ｉ）と液（II）との界面に乱れが生
じないような方法で分散液（Ｉ）中の分散媒の除去を行
う。このような分散媒の除去方法としては、常圧下ある
いは減圧下で分散液（Ｉ）中の分散媒を揮発させるなど
の方法が採用される。このようにして液（II）上の分散
液（Ｉ）から分散媒を除去すると、分散媒の除去を開始
してから分散媒の除去が完了するまでの間に固体粒子が
液（II）上に配列して図１(ii)に示すように粒子層が形
成される。
よりも比重が大きく、しかもこの分散媒と相溶しない液
であれば特に制限はないが、取扱い易さから水が好まし
い。 (b)次いで分散液（Ｉ）と液（II）との界面に乱れが生
じないような方法で分散液（Ｉ）中の分散媒の除去を行
う。このような分散媒の除去方法としては、常圧下ある
いは減圧下で分散液（Ｉ）中の分散媒を揮発させるなど
の方法が採用される。このようにして液（II）上の分散
液（Ｉ）から分散媒を除去すると、分散媒の除去を開始
してから分散媒の除去が完了するまでの間に固体粒子が
液（II）上に配列して図１(ii)に示すように粒子層が形
成される。
【００２２】(c)この液（II）上の粒子層を半導体基板
上に移すことにより図１(iii)に示すように基板上に粒
子層が形成される。粒子層を基材上に移す方法として
は、粒子層を破壊しない方法であれば特に制限はなく、
例えば上記工程(b）終了後に基板を引上げる方法、また
は、上記工程(b）終了後に液（II）を液槽から徐々に抜
き取る方法などが採用される。
上に移すことにより図１(iii)に示すように基板上に粒
子層が形成される。粒子層を基材上に移す方法として
は、粒子層を破壊しない方法であれば特に制限はなく、
例えば上記工程(b）終了後に基板を引上げる方法、また
は、上記工程(b）終了後に液（II）を液槽から徐々に抜
き取る方法などが採用される。
【００２３】こうして粒子層が形成された基材を乾燥、
必要に応じてさらに焼成することにより、粒子層を形成
している固体粒子同士がバインダーにより結着するとと
もにバインダーと基材とが結合し、粒子層と基材との密
着性が良好になる。
必要に応じてさらに焼成することにより、粒子層を形成
している固体粒子同士がバインダーにより結着するとと
もにバインダーと基材とが結合し、粒子層と基材との密
着性が良好になる。
【００２４】(d)次いで、半導体基板の凹凸面に形成さ
れた粒子層のうち、凸部に形成された粒子層をたとえば
研磨などの手段で除去する。このように基板の凸部のみ
の粒子層を除去すると、凹部のみにバインダーで結着さ
れた粒子層が埋入される状態で残存し、基板の凹凸面が
平坦化される（図１(iv)）。
れた粒子層のうち、凸部に形成された粒子層をたとえば
研磨などの手段で除去する。このように基板の凸部のみ
の粒子層を除去すると、凹部のみにバインダーで結着さ
れた粒子層が埋入される状態で残存し、基板の凹凸面が
平坦化される（図１(iv)）。
【００２５】(e)本発明では、上記の方法で平坦化され
た基板の平坦面の上部に絶縁性被膜を形成する（図１
(v)）。絶縁性被膜としては、シリカ系被膜などが用い
られる。本発明において、絶縁性被膜を形成するときに
は、基板凹部の粒子層に存在する空隙を残すような方法
で被膜を形成するのが好ましい。このようにすることに
よって半導体基板の表面に、空気層が内在する絶縁層
（絶縁性被膜および粒子層）が形成される。
た基板の平坦面の上部に絶縁性被膜を形成する（図１
(v)）。絶縁性被膜としては、シリカ系被膜などが用い
られる。本発明において、絶縁性被膜を形成するときに
は、基板凹部の粒子層に存在する空隙を残すような方法
で被膜を形成するのが好ましい。このようにすることに
よって半導体基板の表面に、空気層が内在する絶縁層
（絶縁性被膜および粒子層）が形成される。
【００２６】この絶縁性被膜は、スピンコート法、ディ
ップコート法、ロールコート法等の塗布法、ＣＶＤ法な
ど通常の被膜形成方法により形成される。絶縁性被膜を
ＣＶＤ法で形成する場合、ハロゲン化ケイ素、またはア
ルコキシシランをガス化し、酸素またはオゾンのプラズ
マ中に導入して分解し、基板上に蒸着させることで絶縁
性被膜を形成する。
ップコート法、ロールコート法等の塗布法、ＣＶＤ法な
ど通常の被膜形成方法により形成される。絶縁性被膜を
ＣＶＤ法で形成する場合、ハロゲン化ケイ素、またはア
ルコキシシランをガス化し、酸素またはオゾンのプラズ
マ中に導入して分解し、基板上に蒸着させることで絶縁
性被膜を形成する。
【００２７】絶縁性被膜を塗布法で形成する場合、絶縁
性被膜形成用塗布液を基板の平坦面の上部に塗布したの
ち、基板を２５０〜８００℃、好ましくは３５０〜４５
０℃で加熱することが望ましい。
性被膜形成用塗布液を基板の平坦面の上部に塗布したの
ち、基板を２５０〜８００℃、好ましくは３５０〜４５
０℃で加熱することが望ましい。
【００２８】このような絶縁性被膜形成用塗布液として
は、従来公知の絶縁性被膜形成用塗布液、たとえば前述
の有機ケイ素化合物を水、有機溶媒および触媒の存在下
に加水分解重縮合させることにより得られた塗布液、ま
たは、ポリシラザンを含む塗布液が用いられる。
は、従来公知の絶縁性被膜形成用塗布液、たとえば前述
の有機ケイ素化合物を水、有機溶媒および触媒の存在下
に加水分解重縮合させることにより得られた塗布液、ま
たは、ポリシラザンを含む塗布液が用いられる。
【００２９】塗布法で絶縁性被膜を形成するには、粘度
が、０．５〜５０cp、好ましくは０．５〜１０cpである
塗布液を用いて、製膜速度（ゲル化速度）を速くするこ
とが好ましい。このようにして被膜を形成すると、粒子
間の空隙が残存した絶縁層を形成することができる。
が、０．５〜５０cp、好ましくは０．５〜１０cpである
塗布液を用いて、製膜速度（ゲル化速度）を速くするこ
とが好ましい。このようにして被膜を形成すると、粒子
間の空隙が残存した絶縁層を形成することができる。
【００３０】また、熱可塑性樹脂などの基材の表面にあ
らかじめシリカ系被膜を形成しておき、この基材の被膜
形成面と前記半導体基板の平坦化面を対向させて密着さ
せることによって、シリカ系被膜を基板平坦化面に転写
しても、上記と同様な粒子間の空隙が残存した絶縁層を
形成することができる。
らかじめシリカ系被膜を形成しておき、この基材の被膜
形成面と前記半導体基板の平坦化面を対向させて密着さ
せることによって、シリカ系被膜を基板平坦化面に転写
しても、上記と同様な粒子間の空隙が残存した絶縁層を
形成することができる。
【００３１】形成された絶縁性被膜の膜厚は０．１〜１
０μｍ、好ましくは０．１〜０．５μｍであることが望
ましい。
０μｍ、好ましくは０．１〜０．５μｍであることが望
ましい。
【００３２】
【発明の効果】本発明によれば、半導体基板の配線パタ
ーンの凹凸面を高度に平坦化することができ、しかも誘
電率の低い、たとえば比誘電率が２．０以下の絶縁層を
有する半導体装置を製造することができる。
ーンの凹凸面を高度に平坦化することができ、しかも誘
電率の低い、たとえば比誘電率が２．０以下の絶縁層を
有する半導体装置を製造することができる。
【００３３】
【実施例】以下、本発明を実施例により説明するが、本
発明はこれら実施例に限定されるものではない。
発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００３４】
【実施例１】市販のオルガノシリカゾル（触媒化成工業
（株）製、商品名；オスカル、平均粒径０.６μｍ、Ｓ
ｉＯ2濃度１０重量％、溶媒エタノール）１００ｇにポ
リシラザン（東燃（株）製、商品名；ＰＨＰＳ、濃度１
０重量％、溶媒キシレン）２０ｇを添加し、５０℃で５
時間シリカ粒子の表面処理を行った。次いで液中の溶媒
をメチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）で置換してＳｉ
Ｏ2２０重量％のシリカ粒子分散液を調製した。引上げ
装置とその上に載置された０.６μｍのアルミニウム配
線段差を有する半導体基板とを水槽内部の水中に浸し
た。この水面上に上記２０重量％シリカ粒子分散液を１
ｇ滴下して２分間放置した。この間にＭＩＢＫが揮発
し、水面上にシリカ単粒子層が形成された。その後、静
かに引き上げ装置で半導体装置を引き上げて半導体基板
上にシリカ単粒子層を移し、この粒子層付半導体基板を
４００℃で３０分間焼成した。
（株）製、商品名；オスカル、平均粒径０.６μｍ、Ｓ
ｉＯ2濃度１０重量％、溶媒エタノール）１００ｇにポ
リシラザン（東燃（株）製、商品名；ＰＨＰＳ、濃度１
０重量％、溶媒キシレン）２０ｇを添加し、５０℃で５
時間シリカ粒子の表面処理を行った。次いで液中の溶媒
をメチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）で置換してＳｉ
Ｏ2２０重量％のシリカ粒子分散液を調製した。引上げ
装置とその上に載置された０.６μｍのアルミニウム配
線段差を有する半導体基板とを水槽内部の水中に浸し
た。この水面上に上記２０重量％シリカ粒子分散液を１
ｇ滴下して２分間放置した。この間にＭＩＢＫが揮発
し、水面上にシリカ単粒子層が形成された。その後、静
かに引き上げ装置で半導体装置を引き上げて半導体基板
上にシリカ単粒子層を移し、この粒子層付半導体基板を
４００℃で３０分間焼成した。
【００３５】次いで、この粒子層付半導体装置を研磨装
置にセットし、配線上（凸部）のシリカ粒子を選択的に
研磨除去した後、プラズマＣＶＤ装置にて上層にシリカ
系層間絶縁膜を形成した。さらに、スパッタリング装置
で上層のアルミニウム配線を形成して半導体装置を得
た。
置にセットし、配線上（凸部）のシリカ粒子を選択的に
研磨除去した後、プラズマＣＶＤ装置にて上層にシリカ
系層間絶縁膜を形成した。さらに、スパッタリング装置
で上層のアルミニウム配線を形成して半導体装置を得
た。
【００３６】このようにして形成された多層配線構造の
断面を走査型電子顕微鏡で観察して平坦性を評価した。
また、上下アルミニウム配線層間の誘電率をインピーダ
ンスアナライザーを用いて測定した。
断面を走査型電子顕微鏡で観察して平坦性を評価した。
また、上下アルミニウム配線層間の誘電率をインピーダ
ンスアナライザーを用いて測定した。
【００３７】結果を表１に示す。
【００３８】
【実施例２】実施例１と同様にして粒子層付半導体装置
を製造し、配線上のシリカ粒子を選択的に研磨除去した
後、市販の無機ＳＯＧ塗布液（東京応化製ＯＣＤ−ＴＹ
ＰＥ２）塗布し、窒素中４００℃で３０分焼成して上層
のシリカ系層間絶縁膜を形成した。さらにスパッタリン
グ装置で上層のアルミニウム配線を形成して半導体装置
を得た。
を製造し、配線上のシリカ粒子を選択的に研磨除去した
後、市販の無機ＳＯＧ塗布液（東京応化製ＯＣＤ−ＴＹ
ＰＥ２）塗布し、窒素中４００℃で３０分焼成して上層
のシリカ系層間絶縁膜を形成した。さらにスパッタリン
グ装置で上層のアルミニウム配線を形成して半導体装置
を得た。
【００３９】得られた半導体装置について、実施例１と
同様にして平坦性および誘電率を評価した。結果を表１
に示す。
同様にして平坦性および誘電率を評価した。結果を表１
に示す。
【００４０】
【実施例３】実施例１と同様にして粒子層付半導体装置
を製造し、配線上のシリカ粒子を選択的に研磨除去し
た。ＰＴＦＥフィルムの上に、市販の無機ケイ素系塗布
液（ダウコーニング社製ＦＯＸ−１５）を塗布、２００
℃で乾燥させて、シリカ系絶縁膜を形成した。このＰＴ
ＦＥフィルムを粒子層付き半導体装置に熱圧着して、シ
リカ系被膜をＰＴＦＥフィルム上から粒子層付半導体装
置上に転写した。その後、窒素中４００℃で３０分間焼
成して上層のシリカ系絶縁膜を形成した。さらにスパッ
タリング装置で上層のアルミニウム配線を形成して半導
体装置を得た。
を製造し、配線上のシリカ粒子を選択的に研磨除去し
た。ＰＴＦＥフィルムの上に、市販の無機ケイ素系塗布
液（ダウコーニング社製ＦＯＸ−１５）を塗布、２００
℃で乾燥させて、シリカ系絶縁膜を形成した。このＰＴ
ＦＥフィルムを粒子層付き半導体装置に熱圧着して、シ
リカ系被膜をＰＴＦＥフィルム上から粒子層付半導体装
置上に転写した。その後、窒素中４００℃で３０分間焼
成して上層のシリカ系絶縁膜を形成した。さらにスパッ
タリング装置で上層のアルミニウム配線を形成して半導
体装置を得た。
【００４１】得られた半導体装置について、実施例１と
同様にして平坦性および誘電率を評価した。結果を表１
に示す。
同様にして平坦性および誘電率を評価した。結果を表１
に示す。
【００４２】
【実施例４】実施例１と同様にして粒子層付半導体装置
を製造し、配線上のシリカ粒子を選択的に研磨除去し
た。ＰＴＦＥフィルムの上に、市販のポリシラザン（東
燃製ＰＨＰＳ−２）を塗布、１５０℃で乾燥させて、シ
リカ系被膜を形成した。このＰＴＦＥフィルムを粒子層
付き半導体装置に熱圧着して、シリカ系被膜をＰＴＦＥ
フィルム上から粒子層付半導体装置上に転写した。その
後、窒素中４００℃で３０分間焼成して上層のシリカ系
絶縁膜を形成した。さらにスパッタリング装置で上層の
アルミニウム配線を形成して半導体装置を得た。
を製造し、配線上のシリカ粒子を選択的に研磨除去し
た。ＰＴＦＥフィルムの上に、市販のポリシラザン（東
燃製ＰＨＰＳ−２）を塗布、１５０℃で乾燥させて、シ
リカ系被膜を形成した。このＰＴＦＥフィルムを粒子層
付き半導体装置に熱圧着して、シリカ系被膜をＰＴＦＥ
フィルム上から粒子層付半導体装置上に転写した。その
後、窒素中４００℃で３０分間焼成して上層のシリカ系
絶縁膜を形成した。さらにスパッタリング装置で上層の
アルミニウム配線を形成して半導体装置を得た。
【００４３】得られた半導体装置について、実施例１と
同様にして平坦性および誘電率を評価した。結果を表１
に示す。
同様にして平坦性および誘電率を評価した。結果を表１
に示す。
【００４４】
【実施例５】市販のラテックス分散液（日本ペイント
（株）性；商品名；マイクロジェル、平均粒径０.６μ
ｍ、濃度１０重量％、溶媒エタノール）を用いた以外
は、実施例１と同様にして粒子層付半導体装置を製造
し、配線上のラッテクス粒子を選択的に研磨除去した。
ＰＴＦＥフィルムの上に、市販の無機ケイ素系塗布液
（ダウコーニング社製ＦＯＸ−１５）を塗布、２００℃
で乾燥させて、シリカ系被膜を形成した。このＰＴＦＥ
フィルムを粒子層付き半導体装置に熱圧着して、シリカ
系被膜をＰＴＦＥフィルム上から粒子層付半導体装置上
に転写した。その後、窒素中４００℃で３０分間焼成し
て上層のシリカ系絶縁膜を形成した。さらにスパッタリ
ング装置で上層のアルミニウム配線を形成して半導体装
置を得た。
（株）性；商品名；マイクロジェル、平均粒径０.６μ
ｍ、濃度１０重量％、溶媒エタノール）を用いた以外
は、実施例１と同様にして粒子層付半導体装置を製造
し、配線上のラッテクス粒子を選択的に研磨除去した。
ＰＴＦＥフィルムの上に、市販の無機ケイ素系塗布液
（ダウコーニング社製ＦＯＸ−１５）を塗布、２００℃
で乾燥させて、シリカ系被膜を形成した。このＰＴＦＥ
フィルムを粒子層付き半導体装置に熱圧着して、シリカ
系被膜をＰＴＦＥフィルム上から粒子層付半導体装置上
に転写した。その後、窒素中４００℃で３０分間焼成し
て上層のシリカ系絶縁膜を形成した。さらにスパッタリ
ング装置で上層のアルミニウム配線を形成して半導体装
置を得た。
【００４５】得られた半導体装置について、実施例１と
同様にして平坦性および誘電率を評価した。結果を表１
に示す。
同様にして平坦性および誘電率を評価した。結果を表１
に示す。
【００４６】
【表１】
【図１】図１（i）〜（v）は、本発明に係る粒子層の形
成方法を説明するための図面である。
成方法を説明するための図面である。
１…分散媒 ２…固体粒子 ３…粒子層 ４…溶媒 ５…基材 ６…絶縁性被膜
Claims (1)
- 【請求項１】 (a)バインダーを形成しうる化合物で表
面処理された固体粒子が分散媒中に分散してなる分散液
（Ｉ）を、前記分散媒よりも比重が大きく、しかも前記
分散媒と相溶しない液（II）上に展開し、(b)前記分散
液（Ｉ）から前記分散媒を除去して前記液（II）上に前
記固体粒子を配列させて粒子層を形成し、(c)前記粒子
層を半導体基板の凹凸面上に移して該凹凸面上に粒子層
を形成し、(d)前記基板の凸部に形成された粒子層を除
去し、凹凸面を平坦化した後、(e)前記平坦化面の上に
絶縁性被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 |
|---|---|---|---|
| JP25504396A JPH10107030A (ja) | 1996-09-26 | 1996-09-26 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25504396A JPH10107030A (ja) | 1996-09-26 | 1996-09-26 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10107030A true JPH10107030A (ja) | 1998-04-24 |
Family
ID=17273376
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25504396A Pending JPH10107030A (ja) | 1996-09-26 | 1996-09-26 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10107030A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009034630A (ja) * | 2007-08-03 | 2009-02-19 | Oji Paper Co Ltd | 非平面上単粒子膜の製造方法、該単粒子膜エッチングマスクを用いた微細構造体の製造方法および該製造方法で得られた微細構造体。 |
| JP2010162531A (ja) * | 2009-01-19 | 2010-07-29 | Commissariat A L'energie Atomique & Aux Energies Alternatives | 対象物の表面に材料を堆積する方法 |
| US7858418B2 (en) | 2006-10-18 | 2010-12-28 | Sony Corporation | Light emitting device and method of manufacturing the same |
-
1996
- 1996-09-26 JP JP25504396A patent/JPH10107030A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7858418B2 (en) | 2006-10-18 | 2010-12-28 | Sony Corporation | Light emitting device and method of manufacturing the same |
| JP2009034630A (ja) * | 2007-08-03 | 2009-02-19 | Oji Paper Co Ltd | 非平面上単粒子膜の製造方法、該単粒子膜エッチングマスクを用いた微細構造体の製造方法および該製造方法で得られた微細構造体。 |
| JP2010162531A (ja) * | 2009-01-19 | 2010-07-29 | Commissariat A L'energie Atomique & Aux Energies Alternatives | 対象物の表面に材料を堆積する方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20040416 |