JPH0574960A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

Info

Publication number
JPH0574960A
JPH0574960A JP2800092A JP2800092A JPH0574960A JP H0574960 A JPH0574960 A JP H0574960A JP 2800092 A JP2800092 A JP 2800092A JP 2800092 A JP2800092 A JP 2800092A JP H0574960 A JPH0574960 A JP H0574960A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
insulating film
wiring
integer
semiconductor device
plasma polymerization
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.)
Pending
Application number
JP2800092A
Other languages
English (en)
Inventor
Naomichi Abe
直道 阿部
Hiroshi Kudo
寛 工藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP2800092A priority Critical patent/JPH0574960A/ja
Publication of JPH0574960A publication Critical patent/JPH0574960A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 比誘電率が低くしかも密着性に優れかつ熱フ
ローの問題が生じない層間絶縁膜を形成することを目的
とする。 【構成】 かかる目的を達成するため基板上に第一の配
線を形成し、次いで一般式1: CX Y Z (1) (式中、Xは1〜5の整数であり、Yは1〜10の整数
であり、更にZは0〜5の整数である)で表わされる化
合物ガス又は該化合物ガスおよび水素を反応ガスとして
用いてプラズマ重合法により該第一の配線上を含む基板
上に層間絶縁膜を形成するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造方法
に関し、更に詳しくは改良された層間絶縁膜の製造方法
に関する。この本発明でいう半導体装置とは、多層配線
構造を有するICチップのみならず、このようなICチ
ップを多数基板上に組込んだ構造の装置、例えばマルチ
チップモジュールをも言うものとする。
【0002】半導体装置は、近年その小型化・高速化に
伴い集積度の向上が非常に重要となってきている。この
ために、多層配線が必要である。多層配線をなすために
は層間絶縁膜が必要である。ところで、多層配線の間に
は層間絶縁膜を介した配線容量が避け難く、この配線容
量が大きいと信号伝播速度がそれだけ遅くなる。これ
は、マルチチップモジュールについても同様である。す
なわち、マルチチップモジュールの実装密度を上げよう
とした場合、チップ間の配線は下層の基板内において多
層配線となり、また配線間隔もせばまってきてしまう。
そうすると、配線間の容量による、信号伝送の遅延が問
題となってくる。従来の絶縁層の材料ではいずれも誘電
率が3以上と大きく、高速ICのマルチチップモジュー
ルでは、この配線容量による遅延が深刻な問題となって
いる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来、半導体装置にお
ける層間絶縁膜として、SiO2 膜、PSG膜又はポリ
イミド膜等を使用していた。しかるに、従来技術に係る
前記の層間絶縁膜は、いずれも比誘電率が大きいもので
あった。ちなみに、SiO2 の比誘電率は4.0、PS
Gの比誘電率も4.0であり、またポリイミドの比誘電
率は3.2である。
【0004】従って、従来の製造方法による場合層間絶
縁膜の配線容量が大きくなるという欠点があった。この
ように配線容量が大きくなると前記のように半導体装置
の動作スピードが遅くなる。このような問題を解決する
手段として、フッ素樹脂膜を層間絶縁膜の一部に用いる
方法が公知となっている(特開平3−34558)。す
なわち、この方法は比誘電率が小さい材料、すなわちフ
ッ素樹脂を用い、この樹脂の溶液をスピンコート法等に
より塗布・熱処理して層間絶縁膜を形成せんとするもの
である。
【0005】しかし、この方法による場合次の2つの問
題点がある。密着性の問題と熱フローの問題である。す
なわち、第1の密着性に関しては、スピンコート法等で
塗布・熱処理して得られたフッ素樹脂膜とその下層との
密着性が良くないと言う点である。このような密着性不
良のため、次の加熱工程で形成されたフッ素樹脂膜が剥
離してしまうという事態が生じる。第2の熱フローの問
題とは、フッ素樹脂のガラス転移温度(Tg)は100
℃前後であり、この100℃を越えて熱処理(例えば2
00℃以上、例えば、素子ダメージを除くためのアニー
ル工程、又はアッセンブリー工程においてチップをパッ
ケージに組込む工程)すると樹脂が軟化し、流動性を持
つに至るということである。このように樹脂が流動して
しまうと、形成されたフッ素樹脂のパターン(例えばス
ルーホール等)の形状がくずれてしまう等という問題を
生じる。
【0006】本発明は、前記問題点を解決するためにな
されたものであり、絶縁膜の比誘電率を小さく保持しつ
ゝ密着性に秀れかつ熱フローの問題が生じない層間絶縁
膜を得ることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明はかかる目的を達
成するためになされたものであり、本発明の半導体装置
の製造方法は基板上に第一の配線を形成し、次いで一般
式1: CX Y Z (1) (式中、Xは1〜5の整数であり、Yは1〜10の整数
であり、更にZは0〜5の整数である)で表わされる化
合物ガス又は該化合物ガスおよび水素を反応ガスとして
用いてプラズマ重合法により該第一の配線上を含む基板
上に層間絶縁膜を形成し、次いで該層間絶縁膜上に第二
の配線を形成することを含んでなる。
【0008】本発明は、更に前記の工程に加え、絶縁膜
を形成し、該絶縁膜を介して複数のチップを搭載し次い
で該チップを前記第一又は第二の配線と選択的に接続す
ることを特徴とする。この後者の発明は、マルチチップ
モジュールの多層配線部分の絶縁膜の形成に適用される
ものである。なお、前記絶縁膜の形成は前記式1で表わ
される化合物又は該化合物および水素を用いてプラズマ
重合法により好ましく行うことができる。
【0009】本発明方法においてプラズマ重合は、プラ
ズマ発生機構を有する反応容器(プラズマ重合装置)内
で、通常のプラズマCVD法を用いて好ましく行うこと
ができる。本発明方法で用いられる好ましい反応ガス
は、式1の化合物中、X,YおよびZが小さい整数の化
合物であり、例えばCHF3 ,CH2 2 ,C2 4
2 6 ,C3 8 、又はC4 8 である。
【0010】また、これらのガスとH2 との混合ガスも
好ましくは用いられ、例えばCF4 およびH2 との混合
ガスも好ましく用いられる。
【0011】
【作用】上記本発明方法によって得られる重合膜は、炭
素とフッ素と(またはこれに少量の水素と)からなるポ
リマーからなり、比誘電率は2.0〜2.5と低比誘電
率である。また、この方法では、基板表面はプラズマの
荷電粒子の衝撃を受けるので、表面にダングリングボン
ドが生じる。このため、通常、この種のポリマーで問題
となる、密着性も充分良好なものが得られる。
【0012】さらに、本発明方法で得られるポリマーは
高い架橋密度を持つ。このため従来例のフッ素樹脂にお
いてみられるような熱フローが起きない。また、絶縁耐
圧、耐熱性、耐薬品性の点でも充分半導体装置の製造工
程に耐えるものを得ることができる。以下、図面を参照
しつつ本発明を実施例により更に説明するが、本発明が
これらの実施例に限定されないことはもとよりである。
【0013】
【実施例】例1 図1は本発明の一実施例に係る半導体装置の製造方法の
説明図である。図1において、1は0.5Torrに減圧さ
れた反応容器Pである。この反応容器1内には平行平板
電極2が設けられている。この平行平板電極2の一方に
基板3を載置し、反応容器1内に反応ガス、例えばCH
3 を流入する。上記の平行平板電極2に高周波(R
F)電源4をもって高周波電圧を印加すると、電極間に
おいて放電が発生し、CHF3 が電離されてプラズマが
発生し、反応ガス分子が活性状態に励起されて基板3上
に堆積し薄膜を形成する。
【0014】以下、更に図2に基づき説明する。シリコ
ン基板11上にホトリソグラフィー技術を用い、材質と
してアルミニウムを用い第一の配線層12(厚み;1μ
m)をパターン形成する(図2(A))。次いで図1で
示した反応容器1内に基板11を載置し下記の条件でプ
ラズマ重合を行った: 使用反応ガス;C2 4 流量;250SCCM 圧力;0.1torr 電力;300W 以上の条件のもとでプラズマ重合を10分間行い、約1
μmの絶縁膜13を堆積した(図2(B))。
【0015】次いで、公知のホトリソグラフィー法によ
り前記絶縁膜13にスルーホール14を形成する(図2
(C))。次いでアルミニウムを用い第二の配線層15
(厚み;約1μm)を形成し(図2(D))、最後に第
二の配線層をパターニングした(図2(E))。上記の
プロセスで得られた絶縁膜をXPS(Xray Pho
toelectron Spectroscopy)法
を用いて次の絶縁膜の組成構造を得た: C−C 構造;5% C−CFX 〃 ;25% CF 〃 ;37% CF2 〃 ;21% CF3 〃 ;12% この分析結果から得られた絶縁膜は高度に架橋した構造
を採っていることが判明する。
【0016】次に得られた絶縁膜の耐熱性をTG−DT
A(Thermogravimetry−Differ
ential Thermol Analysis)法
を用いて測定した。この結果、膜の耐熱性は、空気中で
370℃であった。また、絶縁膜の誘電率(εr )は
2.4であった。 例2 例1と同様の手順をくり返した。但し、プラズマ重合の
条件は次の如くであった。
【0017】 使用反応ガス;C4 8 ガス流量;250SCCM 圧力;0.5torr 電力;300W 以上の条件のもとで得られた絶縁膜について例1と同様
に耐熱性を測定した。その結果、空気中で350℃であ
った。また、比誘電率(εr )は2.4であった。 例3 例1と同様の手順をくり返した。但し、プラズマ重合の
条件は次の如くであった。
【0018】 使用反応ガス;CHF3 ガス流量;250SCCM 圧力;0.5torr 電力;300W 3分間で1μm薄膜を堆積した。
【0019】得られた絶縁膜の耐熱性は350℃であ
り、比誘電率は2.5であった。 例4 例1と同様の手順をくり返した。但し、プラズマ重合条
件は次の如くであった。 使用反応ガス;CF4 とH2 の混合ガス(2対1の割
合) ガス流量;300SCCM 圧力;0.1torr 電力;300W 得られた絶縁膜の耐熱性は(350℃)、比誘電率は
(2.5)であった。 例5 この例はプラズマ重合を用いて層間絶縁膜を形成するマ
ルチチップモジュールの製造方法の一実施例である。
【0020】アルミナ基板21上にスクリーン印刷を用
い、材質としてタングステンを用い第一の配線層22
(厚み;10μm)をパターン形成する(図3
(A))。次いで図1で示した反応容器(カソードカッ
プルのプラズマチャンバー)1内に基板11を載置し下
記の条件でプラズマ重合を行った: 使用反応ガス;C2 4 流量;300SCCM 圧力;0.1torr 電力;300W 以上の条件のもとでプラズマ重合を2分間行い、約10
μmの第一の絶縁膜23を堆積した(図3(B))。
【0021】次いで、公知のホトリソグラフィー法によ
り前記絶縁膜23にスルホール24を形成する(図3
(C))。次いでアルミニウムを用い前記と同じ条件で
第二の配線層25(厚み;約3μm)を形成し(図3
(D))、最後に第二の配線層をパターニングした(図
3(E))。
【0022】次いで第一の絶縁膜形成と同一の条件下で
プラズマ重合を行い第二の絶縁膜16(厚さ;約2μ
m)を堆積した(図4(F))。上記のプロセスで得ら
れた絶縁膜の比誘電率を測定したところ、ε=2.4で
あった。次いで、公知のホトリソグラフィー法により前
記第二の絶縁膜16にスルホール27を形成した(図4
(G))。
【0023】最後にこのようにして作成したプリント基
板に、通常のポンディング法を用い半導体チップAを組
込み半導体装置を完成した(図4(H))。 例6 C4 8 の反応ガスを用い例5と同様の条件下で手順を
くりかえし、それぞれ約2.0μmの絶縁膜23,26
を得た。絶縁膜の誘電率はεr =2.4であった。 例7 CHF3 の反応ガスを用い、例5と同様の条件下で手順
をくりかえし、それぞれ約0.8μmの絶縁膜13,1
6を得た。絶縁膜の誘電率はεr=2.5であった。 例8 CF4 とH2 の混合ガスを用い、次のプラズマ重合条件
下で例5と同様のプロセスを行った。
【0024】 CF4 :300SCCM H2 :200SCCM 圧力:0.4torr r.f.パワー:300W 2分間の処理で、それぞれ約1.8μmの絶縁膜23,
26を得た。絶縁膜の誘電率は、εr =2.5であっ
た。例5〜8はカソードカップルの例であるが、アノー
ドカップルあるいは誘導結合のプラズマ装置でも同様の
成膜を行うことができる。
【0025】以上説明したように本発明は構成されるも
のであるから、得られる層間絶縁膜の比誘電率が低く、
かつち密な薄膜を得る効果を奏する。従って、配線遅延
を大幅に改善することが可能となる。また公知の方法の
如くフッ素樹脂をスピンコートして得られた膜のよう
に、熱フロー、密着性の問題がない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る半導体装置の製造方法
の主要工程の説明図である。
【図2】本発明の一実施例の工程図である。
【図3】本発明の他の実施例の工程図(一部)である。
【図4】本発明の他の実施例の残りの工程図である。
【符号の説明】
11,21…基板 12,22…第一の配線層 13,23…絶縁膜 15,25…第二の配線層

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上に第一の配線を形成し、次いで一
    般式1: CX Y Z (1) (式中、Xは1〜5の整数であり、Yは1〜10の整数
    であり、更にZは0〜5の整数である)で表わされる化
    合物ガス又は該化合物ガスおよび水素を反応ガスとして
    用いてプラズマ重合法により該第一の配線上を含む基板
    上に層間絶縁膜を形成し、次いで該層間絶縁膜上に第二
    の配線を形成することを含んでなる、半導体装置の製造
    方法。
  2. 【請求項2】 前記第二の配線上を含む基板上に絶縁膜
    を形成し、該絶縁膜上に複数のチップを搭載し次いで該
    チップを前記第一又は第二の配線と選択的に接続するこ
    とを特徴とする請求項1の半導体装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 一般式1で表わされる化合物が、CHF
    3 ,CH2 2 ,C 2 4 ,C2 6 ,C3 8 、又は
    4 8 の一種である請求項1の半導体装置の製造方
    法。
  4. 【請求項4】 CF4 およびH2 の混合ガスを用いてプ
    ラズマ重合を行う請求項1の半導体装置の製造方法。
  5. 【請求項5】 一般式1: CX Y Z (1) (式中、Xは1〜5の整数であり、Yは1〜10の整数
    であり、更にZは0〜5の整数である)で表わされる化
    合物ガス又は該化合物ガスおよび水素を反応ガスとして
    用いてプラズマ重合法により前記絶縁膜を形成する、請
    求項2の半導体装置の製造方法。
JP2800092A 1991-03-25 1992-02-14 半導体装置の製造方法 Pending JPH0574960A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2800092A JPH0574960A (ja) 1991-03-25 1992-02-14 半導体装置の製造方法

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6006891 1991-03-25
JP3-60068 1991-03-25
JP2800092A JPH0574960A (ja) 1991-03-25 1992-02-14 半導体装置の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0574960A true JPH0574960A (ja) 1993-03-26

Family

ID=26366014

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2800092A Pending JPH0574960A (ja) 1991-03-25 1992-02-14 半導体装置の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0574960A (ja)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0883842A (ja) * 1994-09-12 1996-03-26 Nec Corp 半導体装置
JPH08222557A (ja) * 1995-02-09 1996-08-30 Nec Corp フッ素化非晶質炭素膜の製造方法
JPH08264648A (ja) * 1995-03-23 1996-10-11 Nec Corp 半導体装置
EP0701283A3 (en) * 1994-09-12 1996-11-13 Nec Corp Semiconductor device with a layer of amorphous carbon and method of manufacture
WO1997042356A1 (en) * 1996-05-06 1997-11-13 Massachusetts Institute Of Technology Chemical vapor deposition of fluorocarbon polymer thin films
WO1999057760A1 (fr) * 1998-05-07 1999-11-11 Tokyo Electron Limited Dispositif a semiconducteurs
US5985750A (en) * 1997-05-23 1999-11-16 Nec Corporation Manufacturing method of semiconductor device
DE102015017359B3 (de) 2015-07-20 2023-06-22 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Wafer-level-package (wlp) und verfahren zu seiner ausbildung

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0883842A (ja) * 1994-09-12 1996-03-26 Nec Corp 半導体装置
EP0701283A3 (en) * 1994-09-12 1996-11-13 Nec Corp Semiconductor device with a layer of amorphous carbon and method of manufacture
US6033979A (en) * 1994-09-12 2000-03-07 Nec Corporation Method of fabricating a semiconductor device with amorphous carbon layer
JPH08222557A (ja) * 1995-02-09 1996-08-30 Nec Corp フッ素化非晶質炭素膜の製造方法
JPH08264648A (ja) * 1995-03-23 1996-10-11 Nec Corp 半導体装置
WO1997042356A1 (en) * 1996-05-06 1997-11-13 Massachusetts Institute Of Technology Chemical vapor deposition of fluorocarbon polymer thin films
EP1795626A1 (en) * 1996-05-06 2007-06-13 Massachusetts Institute Of Technology Chemical vapor deposition of fluorocarbon polymer thin films
US5985750A (en) * 1997-05-23 1999-11-16 Nec Corporation Manufacturing method of semiconductor device
WO1999057760A1 (fr) * 1998-05-07 1999-11-11 Tokyo Electron Limited Dispositif a semiconducteurs
US6720659B1 (en) 1998-05-07 2004-04-13 Tokyo Electron Limited Semiconductor device having an adhesion layer
DE102015017359B3 (de) 2015-07-20 2023-06-22 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Wafer-level-package (wlp) und verfahren zu seiner ausbildung

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4783695A (en) Multichip integrated circuit packaging configuration and method
Jensen et al. Copper/polyimide materials system for high performance packaging
US4918811A (en) Multichip integrated circuit packaging method
US6780517B2 (en) Polycarbosilane adhesion promoters for low dielectric constant polymeric materials
Burdeaux et al. Benzocyclobutene (BCB) dielectrics for the fabrication of high density, thin film multichip modules
JP2868167B2 (ja) 多重レベル高密度相互接続構造体及び高密度相互接続構造体
Majid et al. The parylene-aluminum multilayer interconnection system for wafer scale integration and wafer scale hybrid packaging
US5536584A (en) Polyimide precursor, polyimide and metalization structure using said polyimide
JP7433318B2 (ja) パッケージング基板及びこれを含む半導体装置
US5374332A (en) Method for etching silicon compound film and process for forming article by utilizing the method
JPH0574960A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH077104A (ja) 有機誘電体材料の薄膜を硬化する方法
JP3531520B2 (ja) 絶縁膜およびその製造方法、並びに電子装置
McDonald et al. Techniques for fabrication of wafer scale interconnections in multichip packages
US5024969A (en) Hybrid circuit structure fabrication methods using high energy electron beam curing
JP3079740B2 (ja) ポリイミド及びそれを用いた配線構造体
JP2871222B2 (ja) 配線基板の製造方法
JP2003252982A (ja) 有機絶縁膜材料、その製造方法、有機絶縁膜の形成方法、及び、有機絶縁膜を設けた半導体装置
JPH05275417A (ja) 配線構造体とその製造法
JPH0832244A (ja) 多層配線基板
JP4882893B2 (ja) 半導体装置の製造方法
Kang et al. Reactive Ion Etching of WPR for Via Formation in High Density 3-D Chip Stacking Technology
JPH05218214A (ja) 有機硅素重合体と半導体装置の製造方法
JPH04291993A (ja) 薄膜ユニットの接合方法
Das Sputter deposited silica films as substrates for microelectronic packaging applications

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20010515