JPS62290139A - 耐熱樹脂組成物 - Google Patents

耐熱樹脂組成物

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JPS62290139A
JPS62290139A JP61133545A JP13354586A JPS62290139A JP S62290139 A JPS62290139 A JP S62290139A JP 61133545 A JP61133545 A JP 61133545A JP 13354586 A JP13354586 A JP 13354586A JP S62290139 A JPS62290139 A JP S62290139A
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JP
Japan
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substrate
insulating layer
silicone polymer
wiring pattern
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JP61133545A
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English (en)
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Shunichi Fukuyama
俊一 福山
Shoji Shiba
昭二 芝
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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    • H01L21/02282—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process liquid deposition, e.g. spin-coating, sol-gel techniques, spray coating

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】 ３、発明の詳細な説明 〔概要〕 耐熱性の優れた絶縁材料を塗布し、配線パターンの形成
により生じた段差を平坦化して層絶縁を行うか、或いは
素子の保護皮膜の形成に使用されるシリコーンポリマー
が、燐を含むポリラダーオルガノシロキサンを用いて形
成される耐熱樹脂組成物。
〔産業上の利用分野〕
本発明は段差の平坦化および保護層として使用する耐熱
樹脂組成物に関する。
大量の情報を間遠に処理する方法として情報処理装置の
主体を占める半導体装置は高集積化による大容量化が進
んでおり、ＬＳＩよりも一段と容量の大きなＶＬＳＩが
実用化されている。
ここで、高集積化は単位素子の小形化と高密度化とによ
って行われている。
すなわち、配線パターンなどの最小パターン幅は１μｍ
以下の所謂るサブミクロンにまで微少化したものが用い
られている。
また、電子回路の集積化は回路パターンの多層化により
行われており、半導体基板上に設けた絶縁層を窓開けし
て不純物イオンを拡散させるか或いはイオン注入などを
行って異種の半導体領域を作ると共に、絶縁層上に配線
パターンを形成してそれぞれの領域と回路接続して電子
回路が形成されている。
この場合、回路が複雑化してＸ方向バクーンとＹ方向パ
ターンとが交差する場合があり、また最近ではかかる電
子回路上に更に半導体層を形成し、これに電子回路を形
成して多層化することも研究されている。
このような多層化に当たっては配線パターンの形成によ
る段差の影響は顕著であり、この上に形成する絶縁層に
平坦化作用がなければ、段差部にヒビ割れを生じ、また
この上に配線パターンを形成する場合には断線を生じて
しまう。
また、形成された素子上には保護層を厚く形成して湿気
や酸素の侵入を遮断すると共に機械的な保護を行う必要
がある。
本発明は平坦化或いは保護用として使用される絶縁層の
形成材料に関するものである。
〔従来の技術〕
第２図は段差の影響を説明する模式図であって、被処理
基板ｌの上に配線パターン２を形成し、この上に絶縁層
３を形成して絶縁被覆を行う場合を示しており、かかる
用途に使用される絶縁層３は必要条件として、 ■　絶縁抵抗が高く、耐湿性と耐熱性の優れた材料であ
ること。
■　基板との接着性が良（、平坦化作用をもっているこ
と。
■　ピンホールやクランクなどの発生のないこと。
などを挙げることができる。
すなわち素子の被覆材として使用する場合には耐湿性が
優れており、ピンホールやクラックなどが無いことが必
要であり、 また、多層構造の眉間絶縁層として用いる場合は平坦化
作用が優れ、絶縁抵抗が高く、耐熱性がよく、ピンホー
ルやクランクのないことが必要である。
この方法として今まで化学気相成長法（Ｃｈｅｍｉｃａ
ｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ略してＣＶＯ法
）により窒化珪素（ＳｉＪ４）ｌ燐珪酸ガラス、二酸化
珪素（ＳｉＯ□）などを形成する方法やポリイミド系樹
脂を塗布する方法などが行われている。
然し、ＣＶＤ法では段差を無くして平坦化する程度まで
厚く形成することは時間を要し実際的でなく、またポリ
イミドの熱分解温度は約４５０℃であることから素子形
成のためのドライエツチングに当たって耐熱性に問題が
ある。
この問題を解決する方法としてポリジアルコキシシラン
のようなシリコーンポリマーを塗布する方法が行われて
いる。
このようなシリコーンポリマーは熱分解すると二酸化珪
素（ＳｉＯ□）に変化するため、耐圧や絶縁抵抗などに
ついては問題はない。
然し、アルコキシの縮重合が進行したり、或いは熱分解
が起こる際に溶剤の蒸発や反応副生成物の蒸発が起こり
、これが原因してポリマーに歪を生じ、そのために０．
５μｍ以上の膜厚ではクラックが発生し易いと云う問題
がある。
然し、第２図に示すように配線パターン２の形成による
段差を緩和し、この上に配線パターンを形成しても断線
を生じないようにするには絶縁層の膜厚を少なくとも１
μｍ程度に形成する必要がある。
また、素子表面の保護層として用いる場合には耐湿性と
耐酸化性を確保するために５〜１０μｍの膜厚が必要で
ある。
これらのことから、ポリジアルコキシシランを用いて厚
（絶縁層を形成すると、ポリマー自体は特性は優れてい
るもの一絶縁不良や電蝕不良を起こし易く改良が必要で
あった。
〔発明が解決しようとする問題点〕
以上記したようにポリジアルコキシシランのようなシリ
コーンポリマーは膜厚が０．５μｍ以下と薄い場合には
優れた特性を発揮するが、厚く形成するとクラックがで
き易いことが問題である。
〔問題点を解決するための手段〕
上記の問題は燐含有のポリラダーオルガノシロキサンか
らなるシリコーンポリマーを基板上に塗布し乾燥した後
に熱硬化させて絶縁層を形成することにより解決するこ
とができる。
〔作用〕
本発明は半導体ＩＣの絶縁層として使用されている燐珪
酸ガラス（以下略称ＰＳＧ）が比較的軟らかな材質を持
ち、また絶縁抵抗が優れていること＼に着目し、熱分解
した場合にＰＳＧとなるようなシリコーンポリマーを目
指して開発したものである。
すなわち、ＰＳＧ膜が絶縁層として適する理由は絶縁抵
抗が高い以外に柔軟性があり、クラックなどを生じない
ためであり、この理由は珪素（Ｓｉ）と酸素（０）との
網目構造の中に燐（Ｐ）が置換して含まれていることに
よる。
そこで、ポリシルセスキオキサンを構成するＳｉをＰで
置換して第１図に示すような構造式のシリコーンポリマ
ーを開発した。
このようにすると、加熱により架橋反応が進行した後も
ＰＳＧに近い構造をとるためクラックを生じない。
なお、更にシリル化剤を用いて樹脂の末端をシリル化し
ておくと加熱による架橋反応を阻止することができ、こ
れにより柔軟性を保つことができる。
ここで、発明者等の実験によるとシリル化の程度は４０
〜６０％が適当である。
〔実施例〕
合成例： 特公昭５９−１４９５８６　（５９，０？、２０出願）
に係る方法により燐含有ポリメチルシルセスキオキサン
を形成した。
すなわち、メチルイソブチルケトン５０ｍｊ２とトリエ
チルアミン２０＋ｎｊ！の混合溶媒を一３０℃以下にま
で冷却し、この溶媒中にメチルトリクロロシラン２０ｍ
１！を添加した。
次に、これにイオン交換水２０ｍｊ２を滴下した後、室
温まで上昇し、これに正燐酸Ｉｏｎ／！を加えて９０±
５°Ｃで４時間に亙って重合した。
このようにして重量平均分子量が３．４　ＸＩＯ’で分
散度が３．２の燐含有ポリメチルシルセスキオキサンを
形成した。
実施例： 合成したポリマーを４−メチル−２−ペンタノンに溶解
して３５重量％の樹脂液を作り、これをアルミニウム（
Ａｌ）からなる配線パターンが施されているＳｉ基板上
に回転速度３０００ｒｐｍで３０秒の条件でスピンコー
ドした。
なお、Ｓｉ基板上には厚さが１μｍ　、　ｖＡ幅が１〜
１００μｍまた線間隔が２〜２００μｍのＡ１配線パタ
ーンが施されている。
、スピンコードの終わった樹脂は１２０℃で１５分に亙
って加熱し、溶剤を除去し乾燥させた後、３５０°Ｃの
温度で１時間加熱して硬化させ絶縁層を形成した。
このようにして形成した絶縁層の膜厚は５μｍであり、
表面は平滑であって段差はなく、またクラックやピンホ
ールは認められない。
また、耐湿性を２気圧、　１２０　’ｃのプレッシャー
クンカーテストにより評価したが、７２時間経過後にお
いてもｌｌ配線のｇ１蝕は全く認められなかった。
比較例： 厚さが１μｍ、ｌＩＡ幅が１〜１００μｍまた線間隔が
２〜２００μｍのＡｌ配線パターンが施されでいるＳｉ
基板上にプラズマＣＶＤ法によりＳｉ０ｇ膜を約１μｍ
の厚さに形成して被覆した。
なお、この膜形成には約１０分を要したが、段差の平坦
化には不充分であった。
次に、これを先と同じ条件でプレッシャークツカーテス
トを行ったところ、１０時間後にＡｌ配線の腐蝕が認め
られた。
〔発明の効果〕
本発明は燐含有のポリオルガノシルセスキオキサンを用
いて絶縁層を形成するもので、厚さが１μｍ程度の層間
絶縁層は勿論、５〜１０μｍと厚い保護層についても平
坦化能力が優れ、またクランクの発生のない絶縁層を形
成することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に係るシリコーンポリマーの構造式、 第２図は段差と絶縁被覆とを説明する断面図、である。 図において、 ■は被処理基板、　　　　　２は配線パターン、３は絶
縁層、 である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 　被処理基板上に形成した配線パターンによる段差を緩
    和するか、或いは素子の保護層として使用するシリコー
    ンポリマーが、第１図に示す構造式の燐含有のポリラダ
    ーオルガノシロキサンからなり、基板上に塗布し乾燥し
    た後に熱硬化させて使用することを特徴とする耐熱樹脂
    組成物。
JP61133545A 1986-06-09 1986-06-09 耐熱樹脂組成物 Pending JPS62290139A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01185924A (ja) * 1988-01-21 1989-07-25 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置の製造方法
JPH01204431A (ja) * 1988-02-10 1989-08-17 Fujitsu Ltd 半導体素子表面の平坦化方法
JPH02113555A (ja) * 1988-10-21 1990-04-25 Nec Corp 半導体装置の製造方法
JPH03120829A (ja) * 1989-10-04 1991-05-23 Nec Corp レーザｃｖｄ装置

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