JPH0322430A - 平坦化絶縁膜形成方法 - Google Patents
平坦化絶縁膜形成方法Info
- Publication number
- JPH0322430A JPH0322430A JP15584889A JP15584889A JPH0322430A JP H0322430 A JPH0322430 A JP H0322430A JP 15584889 A JP15584889 A JP 15584889A JP 15584889 A JP15584889 A JP 15584889A JP H0322430 A JPH0322430 A JP H0322430A
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- JP
- Japan
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- insulating film
- sog
- coated film
- film
- substrate
- Prior art date
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- Pending
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- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Formation Of Insulating Films (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】
［産業上の利用分野］
本発明は、半導体装置製造工程における平坦化絶縁膜の
形成方法に関する。
形成方法に関する。
本発明は、段差を有する半導体基板上に形或されたスピ
ンオンガラス（以下、ＳＯＧという）溶液塗布膜に、マ
イクロ波照射を施して熱硬化することにより、クランク
やボイドのない信頼性のあ〔従来の技術〕 ＬＳＩ等の半導体装置の高集積度化に伴い、多層配線の
重要性が高まってきた。とりわけ、激しい段差を有する
層間絶縁膜や下層配線等の上に形成する平坦化絶縁膜は
、更にこの上に上層配線を形成する関係上、可及的に平
坦な表面とすることが要求される。これは上層配線のス
テップカバレッジを良好なものとし、エレクトロマイグ
レーションやストレスマイグレーション等の心配のない
信頼性に優れた多層配線を形或するためである。
ンオンガラス（以下、ＳＯＧという）溶液塗布膜に、マ
イクロ波照射を施して熱硬化することにより、クランク
やボイドのない信頼性のあ〔従来の技術〕 ＬＳＩ等の半導体装置の高集積度化に伴い、多層配線の
重要性が高まってきた。とりわけ、激しい段差を有する
層間絶縁膜や下層配線等の上に形成する平坦化絶縁膜は
、更にこの上に上層配線を形成する関係上、可及的に平
坦な表面とすることが要求される。これは上層配線のス
テップカバレッジを良好なものとし、エレクトロマイグ
レーションやストレスマイグレーション等の心配のない
信頼性に優れた多層配線を形或するためである。
従来より平坦化絶縁膜を形或する方法としては、ＳＯＧ
溶液塗布膜による方法が知られている。これを従来例に
よる平坦化絶縁膜形或方法の概略工程断面図である第３
図（ａ）〜（Ｃ）に基づき説明する。
溶液塗布膜による方法が知られている。これを従来例に
よる平坦化絶縁膜形或方法の概略工程断面図である第３
図（ａ）〜（Ｃ）に基づき説明する。
第３図（ａ）において、シリコン半導体等の基板１上に
は、例えば層間絶縁膜や下層配線が形成されており、こ
れらにより段差凸部２と、アスペクト比の大きな段差凹
部３とが形成されている。ここ？同図（ｂ）のごとく、
ＳＯＧ溶液をスピンコート法により全面に塗布し、ＳＯ
Ｇ溶液塗布膜４を形成する。ＳＯＧ溶液塗布膜４は段差
四部３には厚く、段差凸部には薄く形成される。ＳＯＧ
溶液は周知の通り、例えばシラノール（Ｓｔ （Ｏｌｌ
） ４）等のケイ素化合物を主体とし、これをアルコー
ル等の有機溶媒に溶解したものである。すなわち、ＳＯ
Ｇ溶液塗布膜４を例えば数百゜Ｃから９００″Ｃ程度に
まで加熱し、有機溶媒を蒸発させ、ケイ素化合物の脱水
縮重合反応を進行させ熱硬化させることにより、第３図
（Ｃ）のごとく無機質の酸化ケイ素（ＳｉＯ■）を主体
とする平坦化絶縁膜５が形成されるのである。
は、例えば層間絶縁膜や下層配線が形成されており、こ
れらにより段差凸部２と、アスペクト比の大きな段差凹
部３とが形成されている。ここ？同図（ｂ）のごとく、
ＳＯＧ溶液をスピンコート法により全面に塗布し、ＳＯ
Ｇ溶液塗布膜４を形成する。ＳＯＧ溶液塗布膜４は段差
四部３には厚く、段差凸部には薄く形成される。ＳＯＧ
溶液は周知の通り、例えばシラノール（Ｓｔ （Ｏｌｌ
） ４）等のケイ素化合物を主体とし、これをアルコー
ル等の有機溶媒に溶解したものである。すなわち、ＳＯ
Ｇ溶液塗布膜４を例えば数百゜Ｃから９００″Ｃ程度に
まで加熱し、有機溶媒を蒸発させ、ケイ素化合物の脱水
縮重合反応を進行させ熱硬化させることにより、第３図
（Ｃ）のごとく無機質の酸化ケイ素（ＳｉＯ■）を主体
とする平坦化絶縁膜５が形成されるのである。
従来法によれば、ＳＯＧ溶液塗布膜４を加熱するに際し
ては、抵抗加熱による電気炉を用いたり、あるいは炭酸
ガスレーザ光の照射による方法が用いられてきた（例え
ば、特開昭５７−６９７４８号公報参照）。
ては、抵抗加熱による電気炉を用いたり、あるいは炭酸
ガスレーザ光の照射による方法が用いられてきた（例え
ば、特開昭５７−６９７４８号公報参照）。
前記した従来の方法によれば、ＳＯＧ溶液塗布膜４はそ
の表面から加熱され、有機溶媒の蒸発ならびにケイ素化
合物の脱水縮重合反応による熱硬化は表面から進行する
。このため、表面にまずＳｉＯｚを主体とする皮膜が形
成され、次いで段差凹部３の内部の熱硬化が進行する。
の表面から加熱され、有機溶媒の蒸発ならびにケイ素化
合物の脱水縮重合反応による熱硬化は表面から進行する
。このため、表面にまずＳｉＯｚを主体とする皮膜が形
成され、次いで段差凹部３の内部の熱硬化が進行する。
この熱硬化は体積減少を供なう反応であるので、第３図
（Ｃ）に示すように段差四部３の平坦化絶縁膜５にクラ
ック６やボイド７が発生する場合があり、半導体装置の
信頼性低下の原因となっていた。
（Ｃ）に示すように段差四部３の平坦化絶縁膜５にクラ
ック６やボイド７が発生する場合があり、半導体装置の
信頼性低下の原因となっていた。
本発明による平坦化絶縁膜形或法は、ＳＯＣ溶液塗布膜
の熱硬化手段として、マイクロ波照射を施すことを特徴
とする。ここでいうマイクロ波とは、ＩＧＨｚ ＝１０
０ＧＨｚの範囲より選択される電磁波である。この電磁
波の照射によりＳＯＧ溶液塗布膜を数百゜Ｃ〜９００゜
Ｃ程度に加熱して熱硬化し、平坦化絶縁膜を形成するの
である。
の熱硬化手段として、マイクロ波照射を施すことを特徴
とする。ここでいうマイクロ波とは、ＩＧＨｚ ＝１０
０ＧＨｚの範囲より選択される電磁波である。この電磁
波の照射によりＳＯＧ溶液塗布膜を数百゜Ｃ〜９００゜
Ｃ程度に加熱して熱硬化し、平坦化絶縁膜を形成するの
である。
マイクロ波は、水酸基（一〇■）等双極性の結合をもつ
ＳＯＧ溶液等のごとき被照射物体にのみ吸収され、この
ときに発生する電磁気的なエネルギー損失を熱源として
被照射物体を加熱する。このため、特に熱の逃げにくい
段差凹部の内部のＳＯＧ溶液塗布膜から温度が上昇し、
熱硬化が進行する。
ＳＯＧ溶液等のごとき被照射物体にのみ吸収され、この
ときに発生する電磁気的なエネルギー損失を熱源として
被照射物体を加熱する。このため、特に熱の逃げにくい
段差凹部の内部のＳＯＧ溶液塗布膜から温度が上昇し、
熱硬化が進行する。
すなわち、ＳＯＧ溶液塗布膜の体積減少は段差凹部の内
部から進行し、この後に表面に皮膜が形成されることと
なる。この結果、従来例のようにＳ○Ｇ塗布膜の表面か
ら優先的に熱硬化して皮膜を形成してしまい、この結果
としてクランクやボイドが発生する現象を回避すること
が可能となる。
部から進行し、この後に表面に皮膜が形成されることと
なる。この結果、従来例のようにＳ○Ｇ塗布膜の表面か
ら優先的に熱硬化して皮膜を形成してしまい、この結果
としてクランクやボイドが発生する現象を回避すること
が可能となる。
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。
する。
第１図は、本発明による平坦化絶縁膜形或方法に供する
装置の概略断面図である。同図において、ＳＯＧ溶液塗
布膜を形成したシリコン半導体等の基板１を、電磁気的
なエネルギー損失の小さな材質からなる支持台１１に載
置し、マイクロ波を反射する材質よりなるチャンバ１２
内へ設置する。マグネトロン１４により発生したマイク
ロ波ｌ５は、導波管１３によりチャンバ１２内へ導入さ
れるように構威する。
装置の概略断面図である。同図において、ＳＯＧ溶液塗
布膜を形成したシリコン半導体等の基板１を、電磁気的
なエネルギー損失の小さな材質からなる支持台１１に載
置し、マイクロ波を反射する材質よりなるチャンバ１２
内へ設置する。マグネトロン１４により発生したマイク
ロ波ｌ５は、導波管１３によりチャンバ１２内へ導入さ
れるように構威する。
次にこの装置を用いて本発明による平坦化絶縁膜を形成
する方法を説明する。第２図（ａ）〜（Ｃ）は本発明に
よる平坦化絶縁膜形或方法の概略工程断面図である。同
図（ａ）及び（ロ）の工程は、前記従来の技術の説明に
おける第３図（ａ）および（ｂ）の工程と同一であるの
で、説明を省略する。次にＳＯＧ溶液塗布膜４を形成し
た基板１を、前記したチャンバ１２内の支持台１１に載
置する。マグネトロン１４により、例えば２．４５ＧＨ
ｚのマイクロ波１５を発生させ、導波管１３によりチャ
ンバｌ２内に導入し、基板１に向け照射する。
する方法を説明する。第２図（ａ）〜（Ｃ）は本発明に
よる平坦化絶縁膜形或方法の概略工程断面図である。同
図（ａ）及び（ロ）の工程は、前記従来の技術の説明に
おける第３図（ａ）および（ｂ）の工程と同一であるの
で、説明を省略する。次にＳＯＧ溶液塗布膜４を形成し
た基板１を、前記したチャンバ１２内の支持台１１に載
置する。マグネトロン１４により、例えば２．４５ＧＨ
ｚのマイクロ波１５を発生させ、導波管１３によりチャ
ンバｌ２内に導入し、基板１に向け照射する。
このマイクロ波照射により、ＳＯＧ溶液塗布膜４のみが
加熱される。しかも段差凹部３のＳＯＧ溶液塗布膜４内
部から優先的に昇温し熱硬化が進行する。最終的には目
的に応じて数百゜Ｃ〜９００゜Ｃにまで加熱し、第２図
（Ｃ）に示されるようなクラックやボイドの発生のない
信頼性の高い平坦化絶縁膜５が形成されるのである。
加熱される。しかも段差凹部３のＳＯＧ溶液塗布膜４内
部から優先的に昇温し熱硬化が進行する。最終的には目
的に応じて数百゜Ｃ〜９００゜Ｃにまで加熱し、第２図
（Ｃ）に示されるようなクラックやボイドの発生のない
信頼性の高い平坦化絶縁膜５が形成されるのである。
なお、本発明においてマイクロ波照射を施す場合は、目
的に応してチャンハ１２内を窒素（Ｎ２）やアルゴン（
Ａｒ）等の不活性気体雰囲としてもよく、また真空ポン
プにより排気して減圧雰囲気とすることも可能である。
的に応してチャンハ１２内を窒素（Ｎ２）やアルゴン（
Ａｒ）等の不活性気体雰囲としてもよく、また真空ポン
プにより排気して減圧雰囲気とすることも可能である。
本実施例においては、平坦化絶縁膜の形成方法として、
ＳＯＧ溶液塗布膜の熱硬化による方法を例にとったが、
本発明はテトラエチルオルソシリケイト（ＴＥＯＳ）−
ＣＶＤ法によるＳｉＯｚ絶縁膜のように、堆積直後には
膜中に一〇Ｈ基が残留しやすい絶縁膜に対しても適用す
ることができ、残留−０１１基のない信頼性の高い平坦
化絶縁膜を形成することが可能である。
ＳＯＧ溶液塗布膜の熱硬化による方法を例にとったが、
本発明はテトラエチルオルソシリケイト（ＴＥＯＳ）−
ＣＶＤ法によるＳｉＯｚ絶縁膜のように、堆積直後には
膜中に一〇Ｈ基が残留しやすい絶縁膜に対しても適用す
ることができ、残留−０１１基のない信頼性の高い平坦
化絶縁膜を形成することが可能である。
本発明によれば、ＳＯＧ溶液塗布膜は熱の逃げにくい段
差凹部の塗布膜内部から優先的に加熱され、熱硬化され
る。このため、従来法のようにＳＯＧ塗布膜表面が先に
熱硬化してしまい、この結果として形成される平坦化絶
縁膜にクラックやボイドが・発生するという問題を回避
することができ、信頼性の高い平坦化絶縁膜を形成する
ことが可能となる。
差凹部の塗布膜内部から優先的に加熱され、熱硬化され
る。このため、従来法のようにＳＯＧ塗布膜表面が先に
熱硬化してしまい、この結果として形成される平坦化絶
縁膜にクラックやボイドが・発生するという問題を回避
することができ、信頼性の高い平坦化絶縁膜を形成する
ことが可能となる。
第ｌ図は本発明による平坦化絶縁膜形成方法に供する装
置の概略断面図、第２図は本発明による平坦化絶縁膜形
成方法の概略工程断面図、そして第３図は従来例による
平坦化絶縁膜形或方法の概略工程断面図である。 ｉ−−−−−一一一〜一基板 ２ −−−−−−−−−−−一段差凸部３ −−−−−
−−−−−−段差凹部 ４ ．−−−−−一一一一一−− Ｓ Ｏ Ｇ溶液塗布
膜５ −−−−−−−−−−−−−一平坦化絶縁膜６−
−−−−クラック ７−−−−−−一一−−−−−−−ボイド１３ ｌｔ−−一一 １５ 導波管 マグネトロン マイクロ波
置の概略断面図、第２図は本発明による平坦化絶縁膜形
成方法の概略工程断面図、そして第３図は従来例による
平坦化絶縁膜形或方法の概略工程断面図である。 ｉ−−−−−一一一〜一基板 ２ −−−−−−−−−−−一段差凸部３ −−−−−
−−−−−−段差凹部 ４ ．−−−−−一一一一一−− Ｓ Ｏ Ｇ溶液塗布
膜５ −−−−−−−−−−−−−一平坦化絶縁膜６−
−−−−クラック ７−−−−−−一一−−−−−−−ボイド１３ ｌｔ−−一一 １５ 導波管 マグネトロン マイクロ波
Claims (1)
- 基板上に形成されたスピンオンガラス溶液塗布膜を、マ
イクロ波照射を施すことにより熱硬化することを特徴と
する平坦化絶縁膜形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15584889A JPH0322430A (ja) | 1989-06-20 | 1989-06-20 | 平坦化絶縁膜形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15584889A JPH0322430A (ja) | 1989-06-20 | 1989-06-20 | 平坦化絶縁膜形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0322430A true JPH0322430A (ja) | 1991-01-30 |
Family
ID=15614825
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15584889A Pending JPH0322430A (ja) | 1989-06-20 | 1989-06-20 | 平坦化絶縁膜形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0322430A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6384390B1 (en) | 1997-12-31 | 2002-05-07 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus for forming thin film using microwave and method therefor |
| WO2002082526A1 (en) * | 2001-04-03 | 2002-10-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor device and its manufacturing method |
| JP2010129790A (ja) * | 2008-11-27 | 2010-06-10 | Tokyo Electron Ltd | 成膜方法 |
-
1989
- 1989-06-20 JP JP15584889A patent/JPH0322430A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6384390B1 (en) | 1997-12-31 | 2002-05-07 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus for forming thin film using microwave and method therefor |
| WO2002082526A1 (en) * | 2001-04-03 | 2002-10-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor device and its manufacturing method |
| US6872989B2 (en) | 2001-04-03 | 2005-03-29 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor device and method for fabricating the same |
| US7022530B2 (en) | 2001-04-03 | 2006-04-04 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor device and method for fabricating the same |
| US7170110B2 (en) | 2001-04-03 | 2007-01-30 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor device and method for fabricating the same |
| JP2010129790A (ja) * | 2008-11-27 | 2010-06-10 | Tokyo Electron Ltd | 成膜方法 |
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