JPH0691161B2 - 半導体装置の絶縁膜形成方法 - Google Patents
半導体装置の絶縁膜形成方法Info
- Publication number
- JPH0691161B2 JPH0691161B2 JP30163386A JP30163386A JPH0691161B2 JP H0691161 B2 JPH0691161 B2 JP H0691161B2 JP 30163386 A JP30163386 A JP 30163386A JP 30163386 A JP30163386 A JP 30163386A JP H0691161 B2 JPH0691161 B2 JP H0691161B2
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- JP
- Japan
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- wiring
- film
- semiconductor device
- insulating layer
- layer
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 多層配線構造体の導体配線層間の絶縁層をポリりん酸シ
ロキサン共重合体膜として、またはポリりん酸シロキサ
ン共重合体膜と無機物質膜との二重膜として形成し、こ
れによって導体配線層による段差を平坦化し、かつ配線
の切断および短絡ならびに絶縁層のクラック発生を防止
する。
ロキサン共重合体膜として、またはポリりん酸シロキサ
ン共重合体膜と無機物質膜との二重膜として形成し、こ
れによって導体配線層による段差を平坦化し、かつ配線
の切断および短絡ならびに絶縁層のクラック発生を防止
する。
本発明は半導体集積回路に使用する多層配線構造体に関
する。
する。
多層配線構造体の導体配線層間の絶縁層として、従来は
二酸化けい素、窒化けい素、アルミナ、りんガラスなど
の無機物質、またはポリイミド、シリコーンなどの樹脂
を使用していた。
二酸化けい素、窒化けい素、アルミナ、りんガラスなど
の無機物質、またはポリイミド、シリコーンなどの樹脂
を使用していた。
第２図を参照して無機物質膜について説明する。蒸着ま
たはCVD（chemical vapor deposition）によって形成さ
れる無機物質膜４は段差被覆性が悪いので、金属導体配
線２および上下配線接続部による段差がそのまま残る。
従って絶縁層４上の配線を微細化することが困難であ
り、配線の切断７および配線の短絡８を生じる問題があ
る。
たはCVD（chemical vapor deposition）によって形成さ
れる無機物質膜４は段差被覆性が悪いので、金属導体配
線２および上下配線接続部による段差がそのまま残る。
従って絶縁層４上の配線を微細化することが困難であ
り、配線の切断７および配線の短絡８を生じる問題があ
る。
次に第３図を参照して樹脂膜について説明する。スピン
コートして250℃〜350℃に加熱し硬化させたポリイミド
などの耐熱性樹脂は膜厚が厚いので、絶縁層３はその下
の配線などによる段差をかなり平坦化することができる
が、この樹脂は500℃において熱分解を開始すること、
および吸湿しやすい問題がある。
コートして250℃〜350℃に加熱し硬化させたポリイミド
などの耐熱性樹脂は膜厚が厚いので、絶縁層３はその下
の配線などによる段差をかなり平坦化することができる
が、この樹脂は500℃において熱分解を開始すること、
および吸湿しやすい問題がある。
有機溶剤に可溶なシリコーン樹脂もスピンコートして25
0℃〜350℃に加熱し硬化させる。樹脂膜３は段差をかな
り平坦化することができ、かつ窒素気流中で500℃で１
時間加熱しても熱分解は起こらない。しかし、この樹脂
膜３を通して上下配線２を接続した後に、窓明け用マス
クに使用したレジストを酸素プラズマでアッシングする
とき、または500℃、１時間の加熱後に膜厚10μｍ程度
に積層された部分の樹脂層にクラックを発生するという
問題がある。
0℃〜350℃に加熱し硬化させる。樹脂膜３は段差をかな
り平坦化することができ、かつ窒素気流中で500℃で１
時間加熱しても熱分解は起こらない。しかし、この樹脂
膜３を通して上下配線２を接続した後に、窓明け用マス
クに使用したレジストを酸素プラズマでアッシングする
とき、または500℃、１時間の加熱後に膜厚10μｍ程度
に積層された部分の樹脂層にクラックを発生するという
問題がある。
また、これらの膜を組み合わせて使用しても上記問題を
完全に解決することはできない。
完全に解決することはできない。
多層配線構造の半導体装置は、導体配線層によって絶縁
層に段差を形成するので、上部配線の切断および短絡を
生じ、かつ加熱によって絶縁膜の熱分解およびクラック
を生ずる問題がある。
層に段差を形成するので、上部配線の切断および短絡を
生じ、かつ加熱によって絶縁膜の熱分解およびクラック
を生ずる問題がある。
上記問題点は、一般式 （式中、Ｒは水素、低級のアルキル基またはアリール基
を示し、ｎおよびｍは正の整数である）で表わされるポ
リりん酸シロキサン共重合体を配線層間絶縁層とするこ
とを特徴とする半導体装置によって解決することができ
る。
を示し、ｎおよびｍは正の整数である）で表わされるポ
リりん酸シロキサン共重合体を配線層間絶縁層とするこ
とを特徴とする半導体装置によって解決することができ
る。
ジメチルジクロルシラン100gと、ジクロルりん酸メチル
100gと、メチルイソブチルケトン200mlとを室温（20
℃）で混合し、これにイオン交換水50mlを滴下した。滴
下終了後、反応溶媒を200℃で10時間加熱して重合反応
を行った。この反応液は、溶媒を徐々に除去して完全に
乾燥させた。こうして得られた生成物は、赤褐色の固形
物であり、重量平均分子量は１×104であり、w/ｎ
は1.6であった。
100gと、メチルイソブチルケトン200mlとを室温（20
℃）で混合し、これにイオン交換水50mlを滴下した。滴
下終了後、反応溶媒を200℃で10時間加熱して重合反応
を行った。この反応液は、溶媒を徐々に除去して完全に
乾燥させた。こうして得られた生成物は、赤褐色の固形
物であり、重量平均分子量は１×104であり、w/ｎ
は1.6であった。
このものは赤外吸収スペクトルが、1100cm-1付近にシロ
キサンに関する吸収が、1020cm-1付近にりん酸に関する
吸収が認められた。また、酸素雰囲気中での熱重量分析
から、380℃付近でSi−CH3の熱酸化が、550℃付近でＰ
−Ｏ−CH3の熱酸化が観測され、生成物がポリりん酸シ
ロキサン共重合体であることを確認した。
キサンに関する吸収が、1020cm-1付近にりん酸に関する
吸収が認められた。また、酸素雰囲気中での熱重量分析
から、380℃付近でSi−CH3の熱酸化が、550℃付近でＰ
−Ｏ−CH3の熱酸化が観測され、生成物がポリりん酸シ
ロキサン共重合体であることを確認した。
第１図に示すように、（ａ）シリコン基板１の上に膜厚
1.0μｍのアルミニウム配線層２を形成し（ｂ）その上
に前記ポリりん酸シロキサン共重合体の35wt％メチルイ
ソブチルケトン溶液を3,000rpmでスピンコートした。こ
れを120℃で10分間加熱して乾燥させ、さらに450℃で１
時間加熱して硬化させた。こうして形成した膜厚1.2〜
1.5μｍの硬化膜３の上に（ｃ）さらに膜厚1.0μｍのり
んガラス（PSG）膜４をCVDにより形成した。（ｄ）次に
第一配線層と、第二配線層との接続を行うために、ホト
レジスト（商品名AZ1350J）５をマスクとしてCF4プラズ
マにより絶縁層をエッチングしてスルーホール６を形成
し、（ｅ）酸素プラズマによりレジスト５の除去を行
い、（ｆ）さらに第二配線層とする膜厚1.0μｍのアル
ミニウム２を蒸着により形成して第一配線層のアルミニ
ウムと接続させた。このようにして製造した多層配線構
造体は、電圧25Vを印加してもリーク電流を示さなかっ
た。
1.0μｍのアルミニウム配線層２を形成し（ｂ）その上
に前記ポリりん酸シロキサン共重合体の35wt％メチルイ
ソブチルケトン溶液を3,000rpmでスピンコートした。こ
れを120℃で10分間加熱して乾燥させ、さらに450℃で１
時間加熱して硬化させた。こうして形成した膜厚1.2〜
1.5μｍの硬化膜３の上に（ｃ）さらに膜厚1.0μｍのり
んガラス（PSG）膜４をCVDにより形成した。（ｄ）次に
第一配線層と、第二配線層との接続を行うために、ホト
レジスト（商品名AZ1350J）５をマスクとしてCF4プラズ
マにより絶縁層をエッチングしてスルーホール６を形成
し、（ｅ）酸素プラズマによりレジスト５の除去を行
い、（ｆ）さらに第二配線層とする膜厚1.0μｍのアル
ミニウム２を蒸着により形成して第一配線層のアルミニ
ウムと接続させた。このようにして製造した多層配線構
造体は、電圧25Vを印加してもリーク電流を示さなかっ
た。
実施例２ 工程（ｃ）の無機膜を形成しないことの他は、実施例１
と同様にして、多層配線構造体を製造した。この多層配
線構造体は、電圧20Vを印加してもリーク電流を示さな
かった。
と同様にして、多層配線構造体を製造した。この多層配
線構造体は、電圧20Vを印加してもリーク電流を示さな
かった。
比較例１ 実施例の工程（ｂ）を行なわないことの他は実施例１と
同様にして、第一配線層と第二配線層との間に膜厚1.0
μｍのりんガラス膜４をCVDにより形成して多層配線構
造体を製造した。電圧13Vで1mAに近いリーク電流を示し
た。
同様にして、第一配線層と第二配線層との間に膜厚1.0
μｍのりんガラス膜４をCVDにより形成して多層配線構
造体を製造した。電圧13Vで1mAに近いリーク電流を示し
た。
比較例２ りんガラス膜４を蒸着により形成したことの他は比較例
１と同様にして多層配線構造体を製造した。電圧10Vで1
mAを超えるリーク電流を示した。
１と同様にして多層配線構造体を製造した。電圧10Vで1
mAを超えるリーク電流を示した。
本発明の共重合体膜は、その下に位置する導体配線層に
よる段差を平坦化することができるので配線の切断およ
び短絡を生じることがなく、かつ500℃で熱分解せず、
膜厚を500℃で10μｍとしてもクラックを生じることが
ない。
よる段差を平坦化することができるので配線の切断およ
び短絡を生じることがなく、かつ500℃で熱分解せず、
膜厚を500℃で10μｍとしてもクラックを生じることが
ない。
第１図は本発明の多層配線構造体の製造工程図であり、 第２図は本発明の他の実施態様である共重合体のみを絶
縁層とする多層配線構造体の断面図であり、 第３図は従来の無機物質のみを絶縁層とする多層配線構
造体の断面図である。 １……基板、２……導体配線層、 ３……ポリりん酸シロキサン共重合体膜、 ４……無機物質膜、５……レジスト、 ６……窓、７……配線の切断、 ８……配線の短絡。
縁層とする多層配線構造体の断面図であり、 第３図は従来の無機物質のみを絶縁層とする多層配線構
造体の断面図である。 １……基板、２……導体配線層、 ３……ポリりん酸シロキサン共重合体膜、 ４……無機物質膜、５……レジスト、 ６……窓、７……配線の切断、 ８……配線の短絡。
フロントページの続き (72)発明者 川崎 陽子 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 渡部 慶二 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】一般式 （式中、Ｒは水素、低級のアルキル基またはアリール基
を示し、ｎおよびｍは正の整数である）で表わされるポ
リりん酸シロキサン共重合体を配線層間絶縁層とするこ
とを特徴とする半導体装置。 - 【請求項２】前記ポリりん酸シロキサン共重合体単独、
またはこれと無機物質との組合せを配線層間絶縁層とす
る、特許請求の範囲第１項記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30163386A JPH0691161B2 (ja) | 1986-12-19 | 1986-12-19 | 半導体装置の絶縁膜形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30163386A JPH0691161B2 (ja) | 1986-12-19 | 1986-12-19 | 半導体装置の絶縁膜形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63155746A JPS63155746A (ja) | 1988-06-28 |
| JPH0691161B2 true JPH0691161B2 (ja) | 1994-11-14 |
Family
ID=17899293
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30163386A Expired - Lifetime JPH0691161B2 (ja) | 1986-12-19 | 1986-12-19 | 半導体装置の絶縁膜形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0691161B2 (ja) |
-
1986
- 1986-12-19 JP JP30163386A patent/JPH0691161B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63155746A (ja) | 1988-06-28 |
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