JPH01300545A - 半導体集積回路の多層配線形成方法 - Google Patents
半導体集積回路の多層配線形成方法Info
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- JPH01300545A JPH01300545A JP63130357A JP13035788A JPH01300545A JP H01300545 A JPH01300545 A JP H01300545A JP 63130357 A JP63130357 A JP 63130357A JP 13035788 A JP13035788 A JP 13035788A JP H01300545 A JPH01300545 A JP H01300545A
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Landscapes
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
- Silicon Polymers (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概 要〕
半導体集積回路の多層配線形成方法に関し、表面を平坦
化できかつクランクの発生のない層間絶縁膜を与えるこ
とを目的とし、 層間絶縁膜材料として式、 〔上式中、Ｒ，、Ｒ，およびＲ１はそれぞれ１１゜−ｃ
ｌ（ｌｌ −ＣＪＳ＋ ｎ−Ｃ５＋（、、ｘ−ＣＪｔ＋
−ｏｉｉ、 −ＱＣ）＋３ｌ−ＯＣｚ）Ｉｓ、 −０
”ｎ−Ｃ：ＩＩＩ？＋−０−ｉ−ＣｚＨｔまたは−Ｃ６
１１５を表し、ｍおよびｎは正の整数を表す〕 で示されるポリ （オルガノカルボシロキサン）を用い
ることにより構成する。
化できかつクランクの発生のない層間絶縁膜を与えるこ
とを目的とし、 層間絶縁膜材料として式、 〔上式中、Ｒ，、Ｒ，およびＲ１はそれぞれ１１゜−ｃ
ｌ（ｌｌ −ＣＪＳ＋ ｎ−Ｃ５＋（、、ｘ−ＣＪｔ＋
−ｏｉｉ、 −ＱＣ）＋３ｌ−ＯＣｚ）Ｉｓ、 −０
”ｎ−Ｃ：ＩＩＩ？＋−０−ｉ−ＣｚＨｔまたは−Ｃ６
１１５を表し、ｍおよびｎは正の整数を表す〕 で示されるポリ （オルガノカルボシロキサン）を用い
ることにより構成する。
本発明は、半導体集積回路の多層配線形成方法に関し、
更に詳しくはＩＣ、ＬＳＩ等の集積密度の高い半導体装
置の多層配線を形成する際に、下地段差を平坦化しつつ
、優れた絶縁性を有する膜を提供することにより、信頼
性の高い多層配線を形成する方法に関する。
更に詳しくはＩＣ、ＬＳＩ等の集積密度の高い半導体装
置の多層配線を形成する際に、下地段差を平坦化しつつ
、優れた絶縁性を有する膜を提供することにより、信頼
性の高い多層配線を形成する方法に関する。
半導体集積回路においては、集積度が向上するとともに
、配線の容易さや動作速度の向上を目的として配線を立
体化することが要求され、多層配線が開発された。多層
配線を形成する場合、第−層配線を施した後、絶縁膜を
介して第二層配線を施し、順次この工程を繰り返して多
層配線を形成する。このとき層間絶縁膜として用いる材
料としては、従来、二酸化珪素、窒化珪素、りんガラス
（Ｐ Ｓ Ｇ）等の無機膜をシラン系ガスを用いるＣＶ
Ｄ等の気相成長法により形成したＳｉＯｘ系材料、ポリ
イミド、シリコーン樹脂などの高分子絶縁材料、または
これらの積層体が用いられているが、配線パターンの微
細化に伴い、信転性という点でより特性の優れた材料が
要求されている。
、配線の容易さや動作速度の向上を目的として配線を立
体化することが要求され、多層配線が開発された。多層
配線を形成する場合、第−層配線を施した後、絶縁膜を
介して第二層配線を施し、順次この工程を繰り返して多
層配線を形成する。このとき層間絶縁膜として用いる材
料としては、従来、二酸化珪素、窒化珪素、りんガラス
（Ｐ Ｓ Ｇ）等の無機膜をシラン系ガスを用いるＣＶ
Ｄ等の気相成長法により形成したＳｉＯｘ系材料、ポリ
イミド、シリコーン樹脂などの高分子絶縁材料、または
これらの積層体が用いられているが、配線パターンの微
細化に伴い、信転性という点でより特性の優れた材料が
要求されている。
多層配線を考える場合、第−層配線を施した半導体基板
上には配線による凹凸が存在するので、これを下地とし
てその上に無機膜を形成すると層間絶縁膜の表面は、下
地の凹凸をそのまま再現してしまう。このため、その上
に形成される上層配線の断線、絶縁不良等が生じること
となる。したがって、凹凸を有する下地上に塗布したと
き基板表面を平坦になしうる層間絶縁材料の開発が望ま
れていた。
上には配線による凹凸が存在するので、これを下地とし
てその上に無機膜を形成すると層間絶縁膜の表面は、下
地の凹凸をそのまま再現してしまう。このため、その上
に形成される上層配線の断線、絶縁不良等が生じること
となる。したがって、凹凸を有する下地上に塗布したと
き基板表面を平坦になしうる層間絶縁材料の開発が望ま
れていた。
そこで、エッチバック法、バイアススパッタ法等の絶縁
膜製造プロセス上から平坦面を得る方法と樹脂をスピン
コード法により成膜して平坦な絶縁膜を得る方法が検討
されている。これらの方法の中でプロセス的に簡単な樹
脂塗布法では、樹脂を塗布した後に加熱硬化させる必要
があるが、従来から用いられているポリイミド、シリコ
ーン樹脂等の高分子材料は、４００℃程度の温度で酸化
されたり、熱分解したりするものや、１陶以下の薄膜で
も膜の歪みによるクラックの発生が見られるものである
。そのため、硬化工程等の加熱工程において、破損しな
い耐熱性樹脂の開発が望まれていた。
膜製造プロセス上から平坦面を得る方法と樹脂をスピン
コード法により成膜して平坦な絶縁膜を得る方法が検討
されている。これらの方法の中でプロセス的に簡単な樹
脂塗布法では、樹脂を塗布した後に加熱硬化させる必要
があるが、従来から用いられているポリイミド、シリコ
ーン樹脂等の高分子材料は、４００℃程度の温度で酸化
されたり、熱分解したりするものや、１陶以下の薄膜で
も膜の歪みによるクラックの発生が見られるものである
。そのため、硬化工程等の加熱工程において、破損しな
い耐熱性樹脂の開発が望まれていた。
本発明の目的は、これらの欠点を解消することにあり、
凹凸を有する下地上に塗布したと告、表面を平坦にでき
、しかも硬化工程等の熱処理によりクラックを発生して
破損することのない眉間絶縁膜を与えることのできる多
層配線形成方法を提供することにある。
凹凸を有する下地上に塗布したと告、表面を平坦にでき
、しかも硬化工程等の熱処理によりクラックを発生して
破損することのない眉間絶縁膜を与えることのできる多
層配線形成方法を提供することにある。
上記従来技術の欠点は、本発明に従い、半導体集積回路
の多層配線を形成する際に、層間絶縁膜材料としてポリ
（オルガノカルボシロキサン）を用いることにより解
消することができる。
の多層配線を形成する際に、層間絶縁膜材料としてポリ
（オルガノカルボシロキサン）を用いることにより解
消することができる。
従って、本発明は、半導体集積回路の多層配線を形成す
るに際して、層間絶縁膜材料として下記式で示されるポ
リ （オルガノカルボシロキサン）を用いることを特徴
とする方法を提供する。
るに際して、層間絶縁膜材料として下記式で示されるポ
リ （オルガノカルボシロキサン）を用いることを特徴
とする方法を提供する。
上式中、Ｒ，、Ｒ，およびＲ１はそれぞれＨ，−ＣＨＩ
。
。
−ＣｚＨｓ、 ｎ−ＣＪ？、 １−ｃ２Ｈｔ＋ −ＯＨ
＋ −，０ＣＩｌｉ、 −０ＣｚＨｓ＋−０−ｎ−ＣＪ
？＋−０−４−ＣｓＨｒまたは−ＣｂＨｓを表し、ｍお
よびｎは正の整数を表す。
＋ −，０ＣＩｌｉ、 −０ＣｚＨｓ＋−０−ｎ−ＣＪ
？＋−０−４−ＣｓＨｒまたは−ＣｂＨｓを表し、ｍお
よびｎは正の整数を表す。
本発明で用いるポリ （オルガノカルボシロキサン）は
、多くの有機溶媒に可溶であり、従来技術のスピンコー
ド法により成膜可能である。したがって、凹凸表面を有
する半導体基板表面を容易に平坦化することできる。ま
た、このポリ （オルガノカルボシロキサン）は、窒素
雰囲気下で使用すると、５００″Ｃ以上まで熱分解する
ことなく、その膜質を保持することができる。そのため
熱衝撃による応力によって破損することな（，３，０角
の厚さまで使用可能であるので、半導体集積回路の層間
絶縁膜としての使用に適している。
、多くの有機溶媒に可溶であり、従来技術のスピンコー
ド法により成膜可能である。したがって、凹凸表面を有
する半導体基板表面を容易に平坦化することできる。ま
た、このポリ （オルガノカルボシロキサン）は、窒素
雰囲気下で使用すると、５００″Ｃ以上まで熱分解する
ことなく、その膜質を保持することができる。そのため
熱衝撃による応力によって破損することな（，３，０角
の厚さまで使用可能であるので、半導体集積回路の層間
絶縁膜としての使用に適している。
本発明においては、ポリ （オルガノカルボシロキサン
）を単独で用いて層間絶縁膜としてもよく、あるいは二
酸化珪素、窒化珪素、燐ガラス（ＰＳＧ）等と併用して
層間絶縁膜を形成してもよい。
）を単独で用いて層間絶縁膜としてもよく、あるいは二
酸化珪素、窒化珪素、燐ガラス（ＰＳＧ）等と併用して
層間絶縁膜を形成してもよい。
上記ポリ （オルガノカルボシロキサン）が少なくとも
３重量％の硼素を含む場合には、得られる膜においてク
ラックの発生がより十分に防止されるようになるので、
好ましい。また、このポリ（オルガノカルポジＬｘ′＋
ナン）の末端は、トリメチルシリル化されでいても、よ
い、 〔実施例〕 以下に、本発明の実施例を挙げ、さらに説明する。
３重量％の硼素を含む場合には、得られる膜においてク
ラックの発生がより十分に防止されるようになるので、
好ましい。また、このポリ（オルガノカルポジＬｘ′＋
ナン）の末端は、トリメチルシリル化されでいても、よ
い、 〔実施例〕 以下に、本発明の実施例を挙げ、さらに説明する。
合成例１
千ツマ−として、１．４−ビス（ジメチルクロロシリル
）カルボラン０．１モルをメチルイソブチルケトン２０
ｃｃに溶解し、これをメチルイソブチルケトン１００ｃ
ｃとトリエチルアミン１５ＣＣとを混合し溶液中に添加
した。さらに、ジメチルジクロロシラン１．５モルを溶
液中に添加し、ノ、−後、イオン交換水３モルを滴下し
た。滴下終了後、溶液を徐々に昇温しで９０℃で２時間
撹拌した。次に、反応溶液を多量のイオン交換水により
洗浄し２、濃縮および乾燥を行い、ポリ （ジメチルカ
ルボシロキサン）を得た。得られたポリマをジ−ｎ−ブ
チルエーテルに溶解して樹脂溶？Ｐｉ、（１）を得た。
）カルボラン０．１モルをメチルイソブチルケトン２０
ｃｃに溶解し、これをメチルイソブチルケトン１００ｃ
ｃとトリエチルアミン１５ＣＣとを混合し溶液中に添加
した。さらに、ジメチルジクロロシラン１．５モルを溶
液中に添加し、ノ、−後、イオン交換水３モルを滴下し
た。滴下終了後、溶液を徐々に昇温しで９０℃で２時間
撹拌した。次に、反応溶液を多量のイオン交換水により
洗浄し２、濃縮および乾燥を行い、ポリ （ジメチルカ
ルボシロキサン）を得た。得られたポリマをジ−ｎ−ブ
チルエーテルに溶解して樹脂溶？Ｐｉ、（１）を得た。
合成例２
合成例１と同様にして得られたポリ （ジメチルカルボ
シロキサン）をメチルイソブチルケ［・ン１００ｃｃに
溶解して、これにトリメチルクロロシラン１モルを混合
し、７０℃に加熱した後、ピリジン３０ｃｃを滴下（１
ｃｃ／ ｍ１ｎ） ｌ、て、２時間反応させた。反応後
、多量のイオン交換水で洗浄し、濃縮および乾燥を施し
て白色の粉末を得た。得られたポリマをジ−ｎ−ブチル
エーテルに溶解して樹脂溶液（２）を得た。
シロキサン）をメチルイソブチルケ［・ン１００ｃｃに
溶解して、これにトリメチルクロロシラン１モルを混合
し、７０℃に加熱した後、ピリジン３０ｃｃを滴下（１
ｃｃ／ ｍ１ｎ） ｌ、て、２時間反応させた。反応後
、多量のイオン交換水で洗浄し、濃縮および乾燥を施し
て白色の粉末を得た。得られたポリマをジ−ｎ−ブチル
エーテルに溶解して樹脂溶液（２）を得た。
実施例１
上記の様に調製（−７だ樹脂溶液（１）を、半導体素子
を形成し、第−層ポリシリコン配線を施したシリコン基
板（ポリシリコン配線の厚さは１−１最小線幅は１μ、
最小線間隔は１．５趨）上に２００Ｏｒｐｍ、３０秒の
条件（シリコン基板上で３゜〇−厚に塗布可能な条（′
））でスピンコード法により塗布した。
を形成し、第−層ポリシリコン配線を施したシリコン基
板（ポリシリコン配線の厚さは１−１最小線幅は１μ、
最小線間隔は１．５趨）上に２００Ｏｒｐｍ、３０秒の
条件（シリコン基板上で３゜〇−厚に塗布可能な条（′
））でスピンコード法により塗布した。
塗布後、８０℃で２０分間溶剤乾燥し、次いで窒素雰囲
気下４５０℃で６０分間の熱処理を施した。
気下４５０℃で６０分間の熱処理を施した。
熱処理後の基板表面の段差は、約０．２ ｔｎ＝であり
、ポリシリコン配線により生じた段差は平坦化されてい
た。つづいて、スルーホールを形成し、二層目のポリシ
リコン配線を行い、保護層として１．３角厚のりんガラ
ス層廃形成ｊ−だ後、電極取り出し用窓あけを行って半
導体装置を得た。、τの装置は、大気中４６０℃で１時
間の加熱試験、および−６５℃−・１５０℃の１０回の
熱衝撃試験後も全く不良が見られなかった。
、ポリシリコン配線により生じた段差は平坦化されてい
た。つづいて、スルーホールを形成し、二層目のポリシ
リコン配線を行い、保護層として１．３角厚のりんガラ
ス層廃形成ｊ−だ後、電極取り出し用窓あけを行って半
導体装置を得た。、τの装置は、大気中４６０℃で１時
間の加熱試験、および−６５℃−・１５０℃の１０回の
熱衝撃試験後も全く不良が見られなかった。
実施例２
実施例１と同様の方法で樹脂溶液（２）を用い゛７半導
体装置を形成した。形成しまた半導体装置は、大気中４
６０℃で１時間の加熱試験、および−６５°（−ｉ５０
℃の１０回の熱衝撃試験後も全く不良が貼られなかった
。
体装置を形成した。形成しまた半導体装置は、大気中４
６０℃で１時間の加熱試験、および−６５°（−ｉ５０
℃の１０回の熱衝撃試験後も全く不良が貼られなかった
。
実施例３
実施例１と同様にして持１１１旨層の形成（シー）：、
Ｉン基板上で０４８即厚に塗布可能な条件）までを行っ
たのら、さらにりんガ弓ス層を（）３庫のｊγさ（、；
二公知の方法で形成シ、）５−０この膜は、下地段差を
０１４４１こ平坦化Ｌ７ていた。その後、実施例１と同
様にして半導体装置を製造［２て試験し７たと、−ろ、
全く不良は見られなかった。
Ｉン基板上で０４８即厚に塗布可能な条件）までを行っ
たのら、さらにりんガ弓ス層を（）３庫のｊγさ（、；
二公知の方法で形成シ、）５−０この膜は、下地段差を
０１４４１こ平坦化Ｌ７ていた。その後、実施例１と同
様にして半導体装置を製造［２て試験し７たと、−ろ、
全く不良は見られなかった。
実施例４
実施例３と同様の方法で樹脂と１２で樹脂ン容液（２）
を用いて半導体装置を形成した。、―の膜は、段差をＯ
４３ｐｍに平坦化していた。その徒、実施例１と同様に
して」′導体装置を製造して試験し、た３！−ころ、全
く不良は見られなかった。
を用いて半導体装置を形成した。、―の膜は、段差をＯ
４３ｐｍに平坦化していた。その徒、実施例１と同様に
して」′導体装置を製造して試験し、た３！−ころ、全
く不良は見られなかった。
実施例５
同様に調製した樹脂溶液（１）を、半導体素子を形成し
、アルミ配線を施したシリコン基板（アルミ配線の厚さ
は１き、最小線幅は１１℃ｍ、最小線間隔は１．５ 声
） Ｊ：に３００Ｏｒｐｍ、 ３０秒の条件（シリコン
基板−ヒで１．５）油厚に塗布可能な条件）でスビンコ
−１・法により塗布した。塗布後、８０℃で２０分間溶
剤乾燥し、次いで窒素雰囲気下４５０℃で６０分間の熱
処理を施した。熱処理後の基板表面の段差は１、約０４
２ノ辱であり、アルミ配線による段差は平坦化されてい
た。つづいて、スルーホールを形成し、二層目のアルミ
配線を行い、保護層として１．３声厚のりんガラス層を
形成した後、電掻取り出し用窓あけを行って半導体装置
を得た。
、アルミ配線を施したシリコン基板（アルミ配線の厚さ
は１き、最小線幅は１１℃ｍ、最小線間隔は１．５ 声
） Ｊ：に３００Ｏｒｐｍ、 ３０秒の条件（シリコン
基板−ヒで１．５）油厚に塗布可能な条件）でスビンコ
−１・法により塗布した。塗布後、８０℃で２０分間溶
剤乾燥し、次いで窒素雰囲気下４５０℃で６０分間の熱
処理を施した。熱処理後の基板表面の段差は１、約０４
２ノ辱であり、アルミ配線による段差は平坦化されてい
た。つづいて、スルーホールを形成し、二層目のアルミ
配線を行い、保護層として１．３声厚のりんガラス層を
形成した後、電掻取り出し用窓あけを行って半導体装置
を得た。
この装置は、大気中４６０℃で１時間の加熱試験、およ
び−６５℃〜１５０℃の１０回の熱衝撃試験後も全く不
良が見られなかった。
び−６５℃〜１５０℃の１０回の熱衝撃試験後も全く不
良が見られなかった。
実施例６
実施例５と同様の方法で樹脂として樹脂溶液（２）をも
ちいて半導体装置を製造した。この装置は、大気中４６
０℃で１時間の加熱試験、および−６５℃〜１５０℃の
１０回の熱衝撃試験後も全く不良が見られなかった。
ちいて半導体装置を製造した。この装置は、大気中４６
０℃で１時間の加熱試験、および−６５℃〜１５０℃の
１０回の熱衝撃試験後も全く不良が見られなかった。
以上の説明から明らかなように、本発明により平坦化機
能を有し、高温で使用しても膜の破損を起こさない信転
性の高い眉間絶縁膜を有する半導体集積回路を得ること
が可能になる。
能を有し、高温で使用しても膜の破損を起こさない信転
性の高い眉間絶縁膜を有する半導体集積回路を得ること
が可能になる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、半導体集積回路の多層配線を形成するに際して、層
間絶縁膜材料として下記式で示されるポリ（オルガノカ
ルボシロキサン）を用いることを特徴とする方法。 ▲数式、化学式、表等があります▼ 上式中、Ｒ＿１、Ｒ＿２およびＲ＿３はそれぞれＨ、−
ＣＨ＿３、−Ｃ＿２Ｈ＿５、ｎ−Ｃ＿３Ｈ＿７、ｉ−Ｃ
＿３Ｈ＿７、−ＯＨ、−ＯＣＨ＿３、−ＯＣ＿２Ｈ＿５
、−Ｏ−ｎ−Ｃ＿３Ｈ＿７、−Ｏ−ｉ−Ｃ＿３Ｈ＿７ま
たは−Ｃ＿６Ｈ＿５を表し、ｍおよびｎは正の整数を表
す。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63130357A JP2671902B2 (ja) | 1988-05-30 | 1988-05-30 | 半導体集積回路の多層配線形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63130357A JP2671902B2 (ja) | 1988-05-30 | 1988-05-30 | 半導体集積回路の多層配線形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01300545A true JPH01300545A (ja) | 1989-12-05 |
| JP2671902B2 JP2671902B2 (ja) | 1997-11-05 |
Family
ID=15032449
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63130357A Expired - Lifetime JP2671902B2 (ja) | 1988-05-30 | 1988-05-30 | 半導体集積回路の多層配線形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2671902B2 (ja) |
-
1988
- 1988-05-30 JP JP63130357A patent/JP2671902B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2671902B2 (ja) | 1997-11-05 |
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