JPH0136983B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0136983B2 JPH0136983B2 JP58144058A JP14405883A JPH0136983B2 JP H0136983 B2 JPH0136983 B2 JP H0136983B2 JP 58144058 A JP58144058 A JP 58144058A JP 14405883 A JP14405883 A JP 14405883A JP H0136983 B2 JPH0136983 B2 JP H0136983B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- siloxane
- photosensitive
- polyladder
- hydrocarbon groups
- saturated hydrocarbon
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/60—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of insulating materials
- H10P14/68—Organic materials, e.g. photoresists
- H10P14/683—Organic materials, e.g. photoresists carbon-based polymeric organic materials, e.g. polyimides, poly cyclobutene or PVC
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は半導体装置の絶縁層の製造法に関す
る。
る。
本発明において絶縁層とは、多層配線における
層間絶縁膜及び層間絶縁膜が表面層であるパツシ
ベーシヨン膜を意味する。
層間絶縁膜及び層間絶縁膜が表面層であるパツシ
ベーシヨン膜を意味する。
従来、半導体装置の絶縁層の形成に際しては、
そのパターンニングの為に感光性レジストを各層
上に塗布し、露光、現像し、そして各層をエツチ
ングするという方法がとられている。これらのレ
ジストを用いたプロセスは非常にはん雑であり、
また多くの副資材を必要とする。
そのパターンニングの為に感光性レジストを各層
上に塗布し、露光、現像し、そして各層をエツチ
ングするという方法がとられている。これらのレ
ジストを用いたプロセスは非常にはん雑であり、
また多くの副資材を必要とする。
このはん雑さを解消するため、近年、感光性の
絶縁材料を用いるプロセスが開発されているが、
絶縁材料にはそのプロセス上非常に高い耐熱性が
必要であるため、通常レジストに用いられる様な
感光性有機材料は用いることができない。最近こ
の問題を解決するため感光性ポリイミドを用いた
プロセスが開発されたが、この耐熱性は決して従
来のポリイミドを上まわるものではなく、半導体
の製造プロセスに大きな制限をともなうものであ
つた。
絶縁材料を用いるプロセスが開発されているが、
絶縁材料にはそのプロセス上非常に高い耐熱性が
必要であるため、通常レジストに用いられる様な
感光性有機材料は用いることができない。最近こ
の問題を解決するため感光性ポリイミドを用いた
プロセスが開発されたが、この耐熱性は決して従
来のポリイミドを上まわるものではなく、半導体
の製造プロセスに大きな制限をともなうものであ
つた。
本発明者らはこれら従来の半導体装置の絶縁層
の製造法の欠点に鑑み、鋭意検討した結果、本発
明に至つたものである。
の製造法の欠点に鑑み、鋭意検討した結果、本発
明に至つたものである。
すなわち本発明は、
(A) 一般式
（ただし、R1及びR2は、一価の飽和炭化水素
基または一価の置換飽和炭化水素基であり、こ
れらは同一でも相違してもよく、ｎは正の整数
である）で示されるポリラダーシロキサンおよ
び／または一般式 （ただし、R3及びR4は、一価の飽和炭化水素
基または一価の置換飽和炭化水素基であり、こ
れらは同一でも相違してもよく、ｍは正の整数
である）で示される末端ヒドロキシポリラダー
シロキサンならびに (B) 芳香族アジド化合物および／または芳香族ス
ルホニルアジド化合物 を含有する感光性シリコーン樹脂組成物を配線層
の形成された基材の上に塗布し、マスクを介して
露光、現像後、必要によりさらに加熱することを
特徴とする半導体装置の絶縁層の製造法に関す
る。
基または一価の置換飽和炭化水素基であり、こ
れらは同一でも相違してもよく、ｎは正の整数
である）で示されるポリラダーシロキサンおよ
び／または一般式 （ただし、R3及びR4は、一価の飽和炭化水素
基または一価の置換飽和炭化水素基であり、こ
れらは同一でも相違してもよく、ｍは正の整数
である）で示される末端ヒドロキシポリラダー
シロキサンならびに (B) 芳香族アジド化合物および／または芳香族ス
ルホニルアジド化合物 を含有する感光性シリコーン樹脂組成物を配線層
の形成された基材の上に塗布し、マスクを介して
露光、現像後、必要によりさらに加熱することを
特徴とする半導体装置の絶縁層の製造法に関す
る。
本発明において絶縁層の製造に用いられる感光
性シリコーン樹脂組成物はベースレジンとなる上
記のポリラダーシロキサンおよび／または末端ヒ
ドロキシポリラダーシロキサンと、感光性化合物
である芳香族アジド化合物および／または芳香族
スルホニルアジド化合物を適当な溶剤の存在下で
混合することにより容易に得られる。また上記の
感光性シリコーン樹脂組成物はベースレジンがラ
ダー状のシロキサン構造を持つているためその耐
熱性が非常にすぐれており、例えば側鎖がフエニ
ル基であるポリフエニルラダーシロキサンを用い
た場合は、その熱分解開始温度が、ポリイミドの
場合高くても480〜500℃であるのに対し、550℃
以上である。また、ポリラダーシロキサンは熱分
解開始温度以上に加熱した場合、その側鎖の部分
が熱分解し、主鎖のシロキサンの骨格がSiO2と
して大部分残るため、この性質を利用して露光、
現像後に加熱して感光性化合物および側鎖部分を
熱分解し、パターン化されたSiO2膜を形成する
ことも可能である。感光性のポリイミドにおいて
は感光性化合物を全て熱分解しようとすると、主
鎖のポリイミド骨格も熱分解されてしまうため、
この様な手法を用いることは不可能である。
性シリコーン樹脂組成物はベースレジンとなる上
記のポリラダーシロキサンおよび／または末端ヒ
ドロキシポリラダーシロキサンと、感光性化合物
である芳香族アジド化合物および／または芳香族
スルホニルアジド化合物を適当な溶剤の存在下で
混合することにより容易に得られる。また上記の
感光性シリコーン樹脂組成物はベースレジンがラ
ダー状のシロキサン構造を持つているためその耐
熱性が非常にすぐれており、例えば側鎖がフエニ
ル基であるポリフエニルラダーシロキサンを用い
た場合は、その熱分解開始温度が、ポリイミドの
場合高くても480〜500℃であるのに対し、550℃
以上である。また、ポリラダーシロキサンは熱分
解開始温度以上に加熱した場合、その側鎖の部分
が熱分解し、主鎖のシロキサンの骨格がSiO2と
して大部分残るため、この性質を利用して露光、
現像後に加熱して感光性化合物および側鎖部分を
熱分解し、パターン化されたSiO2膜を形成する
ことも可能である。感光性のポリイミドにおいて
は感光性化合物を全て熱分解しようとすると、主
鎖のポリイミド骨格も熱分解されてしまうため、
この様な手法を用いることは不可能である。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の半導体装置の絶縁層の製造に用いられ
る感光性シリコーン樹脂組成物のベースレジンで
あるポリラダーシロキサンは、特公昭40−15989
号公報、米国特許第3017386号明細書等に示され、
その製造法としては、例えば一般式RSiCl3（ここ
でＲは一価の炭化水素基である）で示されるトリ
クロロシランを加水分解して得られた中間体を苛
性カリ等のアルカリ触媒を用いて高分子化するこ
とによつて得られる。
る感光性シリコーン樹脂組成物のベースレジンで
あるポリラダーシロキサンは、特公昭40−15989
号公報、米国特許第3017386号明細書等に示され、
その製造法としては、例えば一般式RSiCl3（ここ
でＲは一価の炭化水素基である）で示されるトリ
クロロシランを加水分解して得られた中間体を苛
性カリ等のアルカリ触媒を用いて高分子化するこ
とによつて得られる。
末端ヒドロキシポリラダーシロキサンは特開昭
53−88099号公報等に示される方法により得られ
る。
53−88099号公報等に示される方法により得られ
る。
本発明における上記のポリラダーシロキサンま
たは末端ヒドロキシポリラダーシロキサンを示す
上記の式において、R1、R2、R3、R4は一価の炭
化水素基または一価の置換炭化水素基であり、こ
れらは同一であつても相違してもよく、例えばメ
チル基、エチル基、プロピル基等のアルキル基、
フエニル基、置換フエニル基等の芳香族炭化水素
基、これらのハロゲン置換体などがあるが、本発
明の目的である耐熱性の高い絶縁層を得るために
は、ポリラダーシロキサン膜とする場合にはフエ
ニル基、また熱分解してSiO2膜とする場合には
低級アルキル基が好ましい。上式においてｎ、ｍ
は正の整数であるが、通常50より大なる整数であ
る。
たは末端ヒドロキシポリラダーシロキサンを示す
上記の式において、R1、R2、R3、R4は一価の炭
化水素基または一価の置換炭化水素基であり、こ
れらは同一であつても相違してもよく、例えばメ
チル基、エチル基、プロピル基等のアルキル基、
フエニル基、置換フエニル基等の芳香族炭化水素
基、これらのハロゲン置換体などがあるが、本発
明の目的である耐熱性の高い絶縁層を得るために
は、ポリラダーシロキサン膜とする場合にはフエ
ニル基、また熱分解してSiO2膜とする場合には
低級アルキル基が好ましい。上式においてｎ、ｍ
は正の整数であるが、通常50より大なる整数であ
る。
また上記感光性シリコーン樹脂組成物に用いら
れる感光性化合物の芳香族アジド化合物および芳
香族スルホニルアジド化合物は光照射により活性
種ナイトレンを生成し、この活性種は二量化、二
重結合への付加、水素引き抜き反応などを起こす
ことが知られている。従つてポリラダーシロキサ
ンまたは末端ヒドロキシポリラダーシロキサン中
に添加されたこれらの感光性化合物は上記反応を
経由して、その光照射部と未照射部に現像液に対
する溶解性の差異をもたらしパターンの製造が可
能となる。
れる感光性化合物の芳香族アジド化合物および芳
香族スルホニルアジド化合物は光照射により活性
種ナイトレンを生成し、この活性種は二量化、二
重結合への付加、水素引き抜き反応などを起こす
ことが知られている。従つてポリラダーシロキサ
ンまたは末端ヒドロキシポリラダーシロキサン中
に添加されたこれらの感光性化合物は上記反応を
経由して、その光照射部と未照射部に現像液に対
する溶解性の差異をもたらしパターンの製造が可
能となる。
本発明に用いられる芳香族アジド化合物として
は例えば、 等のモノアジド化合物 等のビスアジド化合物などがある。また、芳香族
スルホニルアジド化合物としては、例えば 等のモノスルホニルアジド化合物 等のビススルホニルアジド化合物などがある。こ
れらの感光性化合物は単独でまたは二種以上を併
用して用いることができる。
は例えば、 等のモノアジド化合物 等のビスアジド化合物などがある。また、芳香族
スルホニルアジド化合物としては、例えば 等のモノスルホニルアジド化合物 等のビススルホニルアジド化合物などがある。こ
れらの感光性化合物は単独でまたは二種以上を併
用して用いることができる。
本発明の半導体装置の絶縁層形成に用いられる
上記の感光性シリコーン樹脂組成物は、通常ポリ
ラダーシロキサンおよび／または末端ヒドロキシ
ポリラダーシロキサンと感光性化合物を適当な有
機溶媒に溶解した状態で使用されるが、この場合
に用いる溶媒としてはポリラダーシロキサンおよ
び／または末端ヒドロキシポリラダーシロキサン
と感光性化合物のいずれをも溶解することが望ま
しく、例えばベンゼン、トルエン、キシレン等の
芳香族炭化水素、アセトン、メチルエチルケトン
等のケトン系溶媒などが用いられる。これらは単
独で用いてもよいし混合して用いることも可能で
ある。
上記の感光性シリコーン樹脂組成物は、通常ポリ
ラダーシロキサンおよび／または末端ヒドロキシ
ポリラダーシロキサンと感光性化合物を適当な有
機溶媒に溶解した状態で使用されるが、この場合
に用いる溶媒としてはポリラダーシロキサンおよ
び／または末端ヒドロキシポリラダーシロキサン
と感光性化合物のいずれをも溶解することが望ま
しく、例えばベンゼン、トルエン、キシレン等の
芳香族炭化水素、アセトン、メチルエチルケトン
等のケトン系溶媒などが用いられる。これらは単
独で用いてもよいし混合して用いることも可能で
ある。
また上記の感光性シリコーン樹脂組成物には
種々の増感剤を併用することが可能である。増感
剤は感光性化合物の感光波長域をひろげたり、感
光性化合物へ光エネルギーを効率良く与えるなど
して感光感度の向上をはかるものであり、本発明
においては、例えばベンゾイン又はベンゾインエ
ーテル類、ベンジルとその誘導体、アリールジア
ゾニウム塩、アントラキノンとその誘導体、アセ
トフエノン又はその誘導体、ジフエニルジスルフ
イド等のイオウ化合物、ベンゾフエノン又はその
誘導体などが使用可能であり、これらは一種また
は二種以上の混合物として用いられる。
種々の増感剤を併用することが可能である。増感
剤は感光性化合物の感光波長域をひろげたり、感
光性化合物へ光エネルギーを効率良く与えるなど
して感光感度の向上をはかるものであり、本発明
においては、例えばベンゾイン又はベンゾインエ
ーテル類、ベンジルとその誘導体、アリールジア
ゾニウム塩、アントラキノンとその誘導体、アセ
トフエノン又はその誘導体、ジフエニルジスルフ
イド等のイオウ化合物、ベンゾフエノン又はその
誘導体などが使用可能であり、これらは一種また
は二種以上の混合物として用いられる。
次に本発明の半導体装置の絶縁層の製造法につ
いて具体的に述べる。
いて具体的に述べる。
まず、配線層が形成されたシリコンウエーハ、
ガリウム−ヒ素ウエーハ、ガラス、セラミツク等
の基材上に、上記の感光性シリコーン樹脂組成物
をスピンナ等を用いて塗布する。次に溶媒を80℃
〜150℃、好ましくは100℃〜120℃の温度で10分
〜60分、好ましくは20分〜30分乾燥して除去した
後、マスクを介して露光を行なう。この際露光の
条件は用いる感光性化合物によつて異なるが、特
に制限はない。その後前述の溶媒、希アルカリ液
等を用いて現像を行ないパターンを形成する。現
像条件は膜厚、パターン形状、寸法などによつて
異なるが、特に制限はない。
ガリウム−ヒ素ウエーハ、ガラス、セラミツク等
の基材上に、上記の感光性シリコーン樹脂組成物
をスピンナ等を用いて塗布する。次に溶媒を80℃
〜150℃、好ましくは100℃〜120℃の温度で10分
〜60分、好ましくは20分〜30分乾燥して除去した
後、マスクを介して露光を行なう。この際露光の
条件は用いる感光性化合物によつて異なるが、特
に制限はない。その後前述の溶媒、希アルカリ液
等を用いて現像を行ないパターンを形成する。現
像条件は膜厚、パターン形状、寸法などによつて
異なるが、特に制限はない。
次にパターン化された該組成物膜を必要により
適当な温度で熱処理して、絶縁層とされる。溶媒
を完全に除去するためにあるいは末端ヒドロキシ
ポリラダーシロキサンを用いた場合にポリラダー
シロキサン膜とするためには、現像後に250℃〜
500℃、好ましくは300℃〜400℃の温度で熱処理
することが好ましい。またポリラダーシロキサン
の側鎖を熱分解して、パターン化されたSiO2膜
とするためには500℃以上、好ましくは600℃〜
800℃の温度で熱処理することが好ましい。
適当な温度で熱処理して、絶縁層とされる。溶媒
を完全に除去するためにあるいは末端ヒドロキシ
ポリラダーシロキサンを用いた場合にポリラダー
シロキサン膜とするためには、現像後に250℃〜
500℃、好ましくは300℃〜400℃の温度で熱処理
することが好ましい。またポリラダーシロキサン
の側鎖を熱分解して、パターン化されたSiO2膜
とするためには500℃以上、好ましくは600℃〜
800℃の温度で熱処理することが好ましい。
以下、実施例により本発明を説明する。
実施例 １
特公昭40−15989号公報の参考例１及び実施例
１に従つてフエニルトリクロロシランを加水分解
して中間体を製造した後、この中間体をｏ−ジク
ロロベンゼンに溶解し、苛性カリを触媒として高
分子化してポリフエニルラダーシロキサンを製造
した。こうして得られたポリフエニルラダーシロ
キサン（重量平均分子量20万）10gに３，3′−ジ
アジドジフエニルスルホン1gを添加し、ベンゼ
ン100gに溶解して感光性シリコーン樹脂組成物
を作製した。
１に従つてフエニルトリクロロシランを加水分解
して中間体を製造した後、この中間体をｏ−ジク
ロロベンゼンに溶解し、苛性カリを触媒として高
分子化してポリフエニルラダーシロキサンを製造
した。こうして得られたポリフエニルラダーシロ
キサン（重量平均分子量20万）10gに３，3′−ジ
アジドジフエニルスルホン1gを添加し、ベンゼ
ン100gに溶解して感光性シリコーン樹脂組成物
を作製した。
次に第一層のAl配線層が形成されたシリコン
ウエーハ上に上記感光性シリコーン樹脂組成物を
スピンナを用いて塗布し、120℃で30分乾燥し、
1.0μmの膜を形成した。
ウエーハ上に上記感光性シリコーン樹脂組成物を
スピンナを用いて塗布し、120℃で30分乾燥し、
1.0μmの膜を形成した。
次に石英マスク（大日本印刷株式会社製DNP
フアインラインテストパターン１）を介してXe
−Hg灯により50mW／cm2で光照射した後、トル
エンで２分間現像をし良好なパターンが得られ
た。
フアインラインテストパターン１）を介してXe
−Hg灯により50mW／cm2で光照射した後、トル
エンで２分間現像をし良好なパターンが得られ
た。
次に、このパターン化された膜を400℃で１時
間熱処理し、パターン化された絶縁層を得た。こ
うして得られた絶縁層はその後第２層の配線層を
形成する際に500℃で加熱しても何ら変化が認め
られなかつた。
間熱処理し、パターン化された絶縁層を得た。こ
うして得られた絶縁層はその後第２層の配線層を
形成する際に500℃で加熱しても何ら変化が認め
られなかつた。
実施例 ２
メチルトリクロロシランを用いて特開昭53−
88099号公報の実施例１に従つて製造された末端
ヒドロキシポリメチルラダーシロキサン（重量平
均分子量２万）10gにパラアジド安息香酸２−
（ジメチルアミノ）エチル3gを添加し、トルエン
150gに溶解して感光性シリコーン樹脂組成物を
作製した。この組成物を実施例１と同様の処理に
より露光、現像した後、400℃で30分さらに700℃
で１時間熱処理を行ない。パターン化された絶縁
層を形成した。こうして得られた絶縁層は完全に
SiO2膜となつており、その後のいかなるプロセ
スにも熱的制限を与えないものであつた。
88099号公報の実施例１に従つて製造された末端
ヒドロキシポリメチルラダーシロキサン（重量平
均分子量２万）10gにパラアジド安息香酸２−
（ジメチルアミノ）エチル3gを添加し、トルエン
150gに溶解して感光性シリコーン樹脂組成物を
作製した。この組成物を実施例１と同様の処理に
より露光、現像した後、400℃で30分さらに700℃
で１時間熱処理を行ない。パターン化された絶縁
層を形成した。こうして得られた絶縁層は完全に
SiO2膜となつており、その後のいかなるプロセ
スにも熱的制限を与えないものであつた。
以上実施例にも示した通り、本発明において
は、それ自体感光性を有し、なおかつ、十分な耐
熱性をもつ膜を形成可能な感光性シリコーン樹脂
組成物を用いて絶縁層を形成するため、従来の様
なはん雑なレジストプロセスを用いることなく、
非常に簡便に多層配線を形成できる。
は、それ自体感光性を有し、なおかつ、十分な耐
熱性をもつ膜を形成可能な感光性シリコーン樹脂
組成物を用いて絶縁層を形成するため、従来の様
なはん雑なレジストプロセスを用いることなく、
非常に簡便に多層配線を形成できる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ (A) 一般式 （ただし、R1及びR2は、一価の飽和炭化水素
基または一価の置換飽和炭化水素基であり、こ
れらは同一でも相違してもよく、ｎは正の整数
である）で示されるポリラダーシロキサンおよ
び／または一般式 （ただし、R3及びR4は、一価の飽和炭化水素
基または一価の置換飽和炭化水素基であり、こ
れらは同一でも相違してもよく、ｍは正の整数
である）で示される末端ヒドロキシポリラダー
シロキサンならびに (B) 芳香族アジド化合物および／または芳香族ス
ルホニルアジド化合物 を含有する感光性シリコーン樹脂組成物を配線層
の形成された基材の上に塗布し、マスクを介して
露光、現像後、必要によりさらに加熱することを
特徴とする半導体装置の絶縁層の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58144058A JPS6034022A (ja) | 1983-08-05 | 1983-08-05 | 半導体装置の絶縁層の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58144058A JPS6034022A (ja) | 1983-08-05 | 1983-08-05 | 半導体装置の絶縁層の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6034022A JPS6034022A (ja) | 1985-02-21 |
| JPH0136983B2 true JPH0136983B2 (ja) | 1989-08-03 |
Family
ID=15353328
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58144058A Granted JPS6034022A (ja) | 1983-08-05 | 1983-08-05 | 半導体装置の絶縁層の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6034022A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1333146C (en) * | 1987-04-10 | 1994-11-22 | Andre Lagendijk | Method of forming silicon dioxide glass films |
| KR100519510B1 (ko) * | 1998-12-18 | 2006-01-27 | 주식회사 하이닉스반도체 | 실란과 방향족 화합물로 구성된 분자내 대환상 공간을 가지는 저유전율 화합물 |
| JP4095763B2 (ja) | 2000-09-06 | 2008-06-04 | 株式会社ルネサステクノロジ | 半導体装置及びその製造方法 |
| JP6268725B2 (ja) | 2013-03-18 | 2018-01-31 | 富士通株式会社 | 半導体装置及び半導体装置の製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5893240A (ja) * | 1981-11-30 | 1983-06-02 | Japan Synthetic Rubber Co Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
-
1983
- 1983-08-05 JP JP58144058A patent/JPS6034022A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6034022A (ja) | 1985-02-21 |
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