JPS59154029A - 絶縁膜形成方法 - Google Patents

絶縁膜形成方法

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JPS59154029A
JPS59154029A JP58027693A JP2769383A JPS59154029A JP S59154029 A JPS59154029 A JP S59154029A JP 58027693 A JP58027693 A JP 58027693A JP 2769383 A JP2769383 A JP 2769383A JP S59154029 A JPS59154029 A JP S59154029A
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Masayoshi Ono
大野 正善
Takeshi Okada
岡田 武司
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    • H01L21/02348Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer post-treatment treatment by exposure to radiation, e.g. visible light treatment by exposure to UV light

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、半導体集積回路などの素子における層間絶縁
膜などの絶縁膜形成方法に関するものである。
半導体集積回路などの小型電子装置では、一般に絶縁層
と導体層を順次作成しその際その絶縁層および導体層を
所定のパターンに微細加工している。そのため何層も積
層した後の表面には、いくつかの膜層の厚さに対応する
非常に極端な段差が生じることになる。このような段差
があると、通常の金属蒸着等により表面に導体層を形成
した場合段差の側面で金属の蒸着量が少なく、断線が生
じやすくなる。また、絶縁層を形成した場合、段差の側
面では膜質か弱く、クランクが入りやすくなったりして
、この部分で上下の導体層間で短絡が生じやすくなる。
このように、表面の凹凸が著しい場合には、製品の歩留
りを悪くするほか、製品使用時の故障率を高めることに
もなる。
上述のような、歩留りおよび信頼性を向上させるために
、絶縁膜の表面をなだらかにするための表面平坦化が重
要となっている。しかし、従来から絶縁膜として用いら
れているSi 02 、 Si3N4などの無機膜では
表面平坦化のために、絶縁膜形成後リフトオフ操作など
の複雑な操作を必要とし、そのためコスト上昇と歩留り
の低下を生じることになる。
一方、容易に平坦化できる絶縁層として、5in2に燐
などを含1せた、無機ガラス層を1000℃近くの加熱
処理で塑性流動させるガラスフロー法や。
ポリイミド等の有機系物質を塗布し硬化させる途布法が
知られている。
このガラスフロー法には、高温処理であって導体層に耐
熱性を必要とするため、高融点金属を必要とすることや
、半導体層中のドーパントの分布の拡散による変化とい
う問題点がある。一方、塗布法では、ち密な膜を形成す
ることが困難とされているため、吸湿性が大きく、ピン
ホールが生じやす(なるため絶縁性などの電気的特性が
雰囲気の影響を受けて劣化しやすく、歩留りや信頼性が
劣るという問題点がある。
本発明の目的は、上記欠点を除去し、平坦化が容易でピ
ンホールが生じにくく絶縁性の良好な絶縁膜を形成する
方法を提供するものである。
上記目的を達成するための本発明における絶縁膜形成方
法は、有機物をプラズマ中で反応させ薄膜を形成するい
わゆるプラズマ重合法において反応条件によって膜質を
ち密な膜から流動性を持った膜まで自由に変えられるこ
とを利用したものである。
すなわち、プラズマ重合によって凹凸を有する下部基板
上にち密なピンホールの入りにくい薄膜を形成し、引き
続(・て膜形成条件を変化させ、流動性を有するプラズ
マ重合膜を形成し、その流動性を利用して表面の平坦化
を行ない、光照射、電子線照射、放射線照射、加熱処理
、あるいはこれらの処理を組み合わせた処理を行なし・
、膜中の流動性の部分を硬化させるようにしている。以
上の工程によって表面の平坦な絶縁膜を形成でき、しか
も最初から流動性を有するプラズマ重合膜を基板上に形
成するよりも、基板への密着性や絶縁性を向上すること
ができる。もちろん、第1段階として、プラズマCVD
法によって5i02やSi3N、などの無機簿膜を利用
することも可能である。
以下に図1を用(・て本発明の実施例を順次説明する。
〔実施例1〕まず凹凸を有する基板1に平行平板プラズ
マCVD装置を用いて、プラズマ重合によってポリシル
キサン膜を形成した。モノマとして有機シリコン化合物
オクタメチルシクロテトラシロキサンを選び基板温度2
00℃、モノマ供給量5mg/min 、印加電力10
0W、キャリアガス(N2)流量50 cc/min、
全圧0.5 Torrの条件によって20分間膜形成す
ることによって、膜厚5oooAのち密な膜2を得るこ
とができた。装置から試料をとり出さず、そのまま、基
板温度を15℃に冷却し、モノマ供給量20mg/mi
n、 印加電力5W、キャリアガス(N2 )流量30
cc/min、全圧1 ’l’orrの条件で3分間膜
形成することによって、流動性の被覆が得られる。次に
、低圧水鋼溶(IIOW)を用υ・て紫外光照射した。
上記の操作によって、膜厚およそ1μmの表面の平坦な
膜3が得−もれた。表面被覆の断面図を図1に示す。
得られた膜の電気的特性を調べたところ、周波数10〜
10’ Hzにおいて誘電率が3.8、絶縁耐圧2〜3
 X 106V/ cm 、抵抗率4X10”0mで良
好な特性を示した。
〔実施例2〕プラズマCVD法によって、5102膜を
膜厚3000 Aはど形成し、ひき続いて、プラズマ重
合を実施例1で述べた条件で行ない、流動性の膜を形成
し、紫外光照射によって硬化させ、膜厚08μmの表面
の平坦な膜が得られた。
表面被覆の断面は、図1に示したものと同様であった。
得られた膜の電気的特性を調べたところ、周波数10〜
10’Hzにお〜・て誘電率40、絶縁耐圧2〜3 X
 10’ V/an、抵抗率5 X 10”0口で良好
であった。
以上説明したように、本発明によれば、まずち密な膜を
基板に形成し、次に流動性を有する膜を形成し硬化させ
ることによって、基板への密着性が向上するばかりでな
く、水蒸気などが透過することについて、従来の塗布膜
も含めて、直接に流動性を有する膜を基板上に形成し硬
化させる場合に比較して、密閉性もかく段に向上する。
また絶縁性などの電気的特性の湿度などの雰囲気による
劣化も防止できる。もちろん、従来の塗布膜を用℃・る
平坦化に比較して、オールトライプロセスで表面が平坦
な絶縁膜が形成でき、原料の高純度化や、プロセスの制
御性が優れて(・るという利点がある。
【図面の簡単な説明】
図1は本発明忙よって絶縁膜を凹凸を有する基板□上に
形成した場合の断面図である。 1・・・下部基板、  2・・・プラズマ重合・である
いはプラズマCVD法で形成したち密な膜、3・・・プ
ラズマ重合で形成した流動性を有する膜を硬化させた部
分。 特許出願人  日本電信電話公社 代 理 人   白  水  常  雄外1名

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)基板表面にプラズマ重合法によって有機薄膜を形
    成し、続いて形成した膜上にプラズマ重合によって流動
    性の生成物を形成した後光照射、電子線照射、放射線照
    射、加熱処理又はこれらの処理を組み合わせた処理を行
    なって流動性の膜を硬化させ、表面の平坦な膜を形成す
    ることを特徴とする絶縁膜形成方法。
  2. (2)前記流動性の生成物を形成するプラズマ重含法に
    お℃゛て有機シリコン化合物を反応物として用いること
    を特徴とする特許 1項記載の絶縁膜形成方法。
  3. (3)基板表面にプラズマCVD法によって無機薄膜を
    形成し、続いて形成した膜上に、プラズマ重合によって
    、流動性の生成物を形成した後、光照射、電子線照射、
    放射線照射、加熱処理又はこれらの処理を組み合わせた
    処理を行なって流動性の膜を硬化させ、表面の平坦な膜
    を形成することを特徴とする絶縁膜形成方法。
  4. (4)前記流動性の生成物を形成するプラズマ重合法κ
    おいて、有機シリコン化合物を反応物として用いること
    を特徴とする前記特許請求の範囲第3項記載の絶縁膜形
    成方法。
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