JPH0446934A - 感光性耐熱樹脂組成物及びそれを用いた半導体装置並びにそれらの製法 - Google Patents
感光性耐熱樹脂組成物及びそれを用いた半導体装置並びにそれらの製法Info
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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〕
各種集積回路等の半導体装置の製造のうちの多層配線形
成工程において有利に使用することができる、新規な有
機珪素重合体、その製造方法、該有機珪素重合体を層間
絶縁膜として使用した半導体装置および該有機珪素重合
体を層間絶縁膜として使用する半導体装置の製造方法に
関し、半導体装置の分野において有用な新規な有機珪素
重合体、その製造方法、それを使用した半導体装置及び
該有機珪素重合体の感光性を利用し、上下配線層間の導
通を行うためのスルーホール形成工程を簡便に行うこと
を目的とし、 有機珪素重合体を一般弐N) [R’5iOz/z(R”) +yzl、 ・・
・ (1)(式中、R’ は、5%以上が炭素数2〜5
のエポキシ基であり、かつ5%以上が芳香族ジアゾニウ
ム塩であり、残りがヒドロキシ基及び水素、炭素数1〜
5の低級アルキル基又は炭素数1〜5の低級アルコキシ
基を表し、R2は01〜C2低級アルキレン基を表し、
nは10〜50,000の整数を表す)により表され、
かつ、3.OOQ〜5,000,000の重量平均分子
量を有する有機珪素重合体であって、該重合体中に含ま
れるシラノール基の水素原子が、式(II)で示される
トリオルガノシリル基:(R)ssi−・・・ (I
f) (式中、Rは同一もしくは異なっていてもよく、C8〜
C2の低級アルケニル基、01〜C3の低級アルキル基
又はフェニル基もしくはフェニル誘導体基を表す)によ
って置換されているもので構成する。
成工程において有利に使用することができる、新規な有
機珪素重合体、その製造方法、該有機珪素重合体を層間
絶縁膜として使用した半導体装置および該有機珪素重合
体を層間絶縁膜として使用する半導体装置の製造方法に
関し、半導体装置の分野において有用な新規な有機珪素
重合体、その製造方法、それを使用した半導体装置及び
該有機珪素重合体の感光性を利用し、上下配線層間の導
通を行うためのスルーホール形成工程を簡便に行うこと
を目的とし、 有機珪素重合体を一般弐N) [R’5iOz/z(R”) +yzl、 ・・
・ (1)(式中、R’ は、5%以上が炭素数2〜5
のエポキシ基であり、かつ5%以上が芳香族ジアゾニウ
ム塩であり、残りがヒドロキシ基及び水素、炭素数1〜
5の低級アルキル基又は炭素数1〜5の低級アルコキシ
基を表し、R2は01〜C2低級アルキレン基を表し、
nは10〜50,000の整数を表す)により表され、
かつ、3.OOQ〜5,000,000の重量平均分子
量を有する有機珪素重合体であって、該重合体中に含ま
れるシラノール基の水素原子が、式(II)で示される
トリオルガノシリル基:(R)ssi−・・・ (I
f) (式中、Rは同一もしくは異なっていてもよく、C8〜
C2の低級アルケニル基、01〜C3の低級アルキル基
又はフェニル基もしくはフェニル誘導体基を表す)によ
って置換されているもので構成する。
[産業上の利用分野〕
本発明は、各種集積回路等の半導体装置の製造のうちの
多層配線形成工程において有利に使用することができる
、新規な有機珪素重合体、その製造方法、該有機珪素重
合体を層間絶縁膜として使用した半導体装置および該有
機珪素重合体を層間絶縁膜として使用する半導体装置の
製造方法に関する。
多層配線形成工程において有利に使用することができる
、新規な有機珪素重合体、その製造方法、該有機珪素重
合体を層間絶縁膜として使用した半導体装置および該有
機珪素重合体を層間絶縁膜として使用する半導体装置の
製造方法に関する。
即ち、本発明の有機珪素重合体は、IC1LSI等の集
積度の高い半導体装置の多層配線を形成するに際して、
下地段差を平坦化しつつ優れた絶縁性を有する膜を形成
し、よって、装置の信顛性を高めることができる。
積度の高い半導体装置の多層配線を形成するに際して、
下地段差を平坦化しつつ優れた絶縁性を有する膜を形成
し、よって、装置の信顛性を高めることができる。
周知の通り、高分子量のポリオルガノシルセスキオキサ
ンは半導体装置等の製造において有用な有機珪素重合体
であり、また、従来より、オルガノトリクロロシラン又
はオルガノトリアルコキシシランを出発原料として、該
化合物を加水分解し、引続き脱水縮合して、かかる高分
子量のポリオルガノシルセスキオキサンを得る方法は、
公知であった。このような三官能シリコンを構造単位と
する有機珪素重合体は、その一部又は全部が梯子型の構
造をなし、有機溶媒に対する可溶性を保持していると言
われている。同様に、1.4−ビス(ヒドロキシジメチ
ルシリル)エタンをメチルイソブチルケトンに溶解し、
引き続いて、生成する水を除去しながら還流条件下で縮
合することによって、例えばテトラメチルシルエチレン
シロキサンなどの、シロキサン結合とシルアルキレン結
合を交互に有する直鎖状の有機珪素重合体を製造する方
法も従来から公知であった。
ンは半導体装置等の製造において有用な有機珪素重合体
であり、また、従来より、オルガノトリクロロシラン又
はオルガノトリアルコキシシランを出発原料として、該
化合物を加水分解し、引続き脱水縮合して、かかる高分
子量のポリオルガノシルセスキオキサンを得る方法は、
公知であった。このような三官能シリコンを構造単位と
する有機珪素重合体は、その一部又は全部が梯子型の構
造をなし、有機溶媒に対する可溶性を保持していると言
われている。同様に、1.4−ビス(ヒドロキシジメチ
ルシリル)エタンをメチルイソブチルケトンに溶解し、
引き続いて、生成する水を除去しながら還流条件下で縮
合することによって、例えばテトラメチルシルエチレン
シロキサンなどの、シロキサン結合とシルアルキレン結
合を交互に有する直鎖状の有機珪素重合体を製造する方
法も従来から公知であった。
また、上記のような有機珪素重合体の用途の一つとして
、多層配線構造をもった半導体装1の層間絶縁膜があっ
た。
、多層配線構造をもった半導体装1の層間絶縁膜があっ
た。
層間絶縁膜は、第−層配線を施した後、絶縁膜を形成し
、絶縁膜上に上下配線層間の導通をはかるためのスルー
ホールを形成した後、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ために
、必須の膜であった。
、絶縁膜上に上下配線層間の導通をはかるためのスルー
ホールを形成した後、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ために
、必須の膜であった。
層間絶縁膜としては、従来、シランガスや酸素ガス等を
用いて気相成長法により形成した二酸化珪素、りんガラ
ス(PSG)などの無機材料、もしくはポリイミド、シ
リコン樹脂などの高分子絶縁材料、または、これらの積
層体などの材料を用いて形成されているが、配線パター
ンの微細化に伴い信軌性という点でより特性の優れた材
料が要求されてきた。
用いて気相成長法により形成した二酸化珪素、りんガラ
ス(PSG)などの無機材料、もしくはポリイミド、シ
リコン樹脂などの高分子絶縁材料、または、これらの積
層体などの材料を用いて形成されているが、配線パター
ンの微細化に伴い信軌性という点でより特性の優れた材
料が要求されてきた。
多層配線を考えた場合、第−層配線を施した半導体基板
の表面は配線による凹凸を有するので、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い、そのため、その上に
形成される上層配線の断線や絶縁不良等の原因となる。
の表面は配線による凹凸を有するので、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い、そのため、その上に
形成される上層配線の断線や絶縁不良等の原因となる。
従って、凹凸を有する下地基板を平坦化できる絶縁材料
の開発が望まれていた。
の開発が望まれていた。
そこで、無機膜形成方法として凹凸を有する無機膜表面
に樹脂膜をスピンコード法により形成して表面の平坦化
を行った後、樹脂膜がなくなるまで均一に膜を削り、平
坦な無機膜を得るエッチバック法、無機膜の堆積とスパ
ッタを同時に行い膜の凸部を削りながら成膜することに
より平坦な無機膜を形成するバイアススパッタ法などの
ような改良無機膜形成プロセスによって平坦な絶縁膜表
面を得ようとする方法や樹脂をスピンコード法により成
膜して表面の平坦な膜を得、加熱硬化させた後にそのま
ま絶縁膜として用いる方法などが検討されている。これ
らの中でプロセス的に簡単な樹脂塗布法は、樹脂をスピ
ン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は熱分解が450°C程度で
生じることや吸湿性が高く、アルカリ金属などの腐蝕性
不純物を含むなどの欠点を有している。また、シリコン
樹脂も、400°C程度の温度で酸化されたり、500
°C以上の温度で熱分解したりして、膜の歪みによるク
ラックを発生し易いという欠点を有している。
に樹脂膜をスピンコード法により形成して表面の平坦化
を行った後、樹脂膜がなくなるまで均一に膜を削り、平
坦な無機膜を得るエッチバック法、無機膜の堆積とスパ
ッタを同時に行い膜の凸部を削りながら成膜することに
より平坦な無機膜を形成するバイアススパッタ法などの
ような改良無機膜形成プロセスによって平坦な絶縁膜表
面を得ようとする方法や樹脂をスピンコード法により成
膜して表面の平坦な膜を得、加熱硬化させた後にそのま
ま絶縁膜として用いる方法などが検討されている。これ
らの中でプロセス的に簡単な樹脂塗布法は、樹脂をスピ
ン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は熱分解が450°C程度で
生じることや吸湿性が高く、アルカリ金属などの腐蝕性
不純物を含むなどの欠点を有している。また、シリコン
樹脂も、400°C程度の温度で酸化されたり、500
°C以上の温度で熱分解したりして、膜の歪みによるク
ラックを発生し易いという欠点を有している。
このため、耐熱性が高く高純度で吸湿性の低い耐熱性材
料の開発が望まれていた。また、多層配線の形成に際し
ては、上下配線層の導通をはかるためのスルーホールの
形成を行った後に加熱硬化させるとよりプロセスの簡便
化がはかれるため、熱処理工程において変化の生じない
パターンニング可能な耐熱樹脂材料が望まれていた。
料の開発が望まれていた。また、多層配線の形成に際し
ては、上下配線層の導通をはかるためのスルーホールの
形成を行った後に加熱硬化させるとよりプロセスの簡便
化がはかれるため、熱処理工程において変化の生じない
パターンニング可能な耐熱樹脂材料が望まれていた。
従って、本発明の第一の課題は、上記したような従来の
技術の欠点を解消して、半導体装置等の分野において有
用な新規な有機珪素重合体を提供することにある。
技術の欠点を解消して、半導体装置等の分野において有
用な新規な有機珪素重合体を提供することにある。
本発明の第二の課題は、かかる新規な有機珪素重合体を
製造する方法を提供することにある。
製造する方法を提供することにある。
本発明の第三の課題は、かかる新規な有機珪素重合体を
使用した半導体装置を提供することにある。
使用した半導体装置を提供することにある。
本発明の第四の課題は、かかる新規な有機珪素重合体の
感光性を利用し、上下配線層間の導通を行うためのスル
ーホール形成工程を簡便に行うことにある。
感光性を利用し、上下配線層間の導通を行うためのスル
ーホール形成工程を簡便に行うことにある。
上記した第一の課題は、本発明によれば、一般式(I)
: (R’SiO□/z(R”)+zz)ゎ ・・・
(1)(式中、R1は、5%以上、好ましくは10〜5
0%が炭素数2〜5のエポキシ基であり、かつ5%以上
、好ましくは10〜50%が芳香族ジアゾニウム塩であ
り、残りがヒドロキシル基及び水素、炭素数1〜5の低
級アルキル基又は炭素数1〜5の低級アルコキシ基を表
し、R2は炭素数1〜5の低級アルキレン基を表し、n
は10〜50.000の整数を表す)により表され、か
つ3,000〜5,000,000 、好ましくは10
.000〜100,000の重量平均分子量を有する有
機珪素重合体であって、該重合体中に含まれるシラノー
ル基の水素原子が、式(n)で示されるトリオルガノシ
リル基: (R)3 St−・・・ (II) (式中、Rは同一もしくは異なっていてもよく、炭素数
1〜5の低級アルケニル基、炭素数1〜5の低級アルキ
ル基又はフェニル基もしくはフェニル誘導体基(例えば
、トリル基、キシル基などのアルキル置換体、水酸基や
ニトロ基置換体を表す)によって置換されている有機珪
素重合体により解決できる。
: (R’SiO□/z(R”)+zz)ゎ ・・・
(1)(式中、R1は、5%以上、好ましくは10〜5
0%が炭素数2〜5のエポキシ基であり、かつ5%以上
、好ましくは10〜50%が芳香族ジアゾニウム塩であ
り、残りがヒドロキシル基及び水素、炭素数1〜5の低
級アルキル基又は炭素数1〜5の低級アルコキシ基を表
し、R2は炭素数1〜5の低級アルキレン基を表し、n
は10〜50.000の整数を表す)により表され、か
つ3,000〜5,000,000 、好ましくは10
.000〜100,000の重量平均分子量を有する有
機珪素重合体であって、該重合体中に含まれるシラノー
ル基の水素原子が、式(n)で示されるトリオルガノシ
リル基: (R)3 St−・・・ (II) (式中、Rは同一もしくは異なっていてもよく、炭素数
1〜5の低級アルケニル基、炭素数1〜5の低級アルキ
ル基又はフェニル基もしくはフェニル誘導体基(例えば
、トリル基、キシル基などのアルキル置換体、水酸基や
ニトロ基置換体を表す)によって置換されている有機珪
素重合体により解決できる。
本発明による有機珪素重合体は、好ましくは構造式(I
A)もしくは(TB)の重合体又はこれらの混合物であ
る。
A)もしくは(TB)の重合体又はこれらの混合物であ
る。
(式中、R及びR1は同一もしくは異なっていてもよく
、前記定義に同じである。) さらに、本発明によれば前記した第二の課題は、前記一
般式(I)により表され、かつ3,000〜5.000
,000の重量平均分子量を存する有機珪素重合体を製
造するに当たって、式(I[[)の有機珪素化合物: (式中、R1は5%以上が炭素数2〜5のエポキシ基、
かつ5%以上が芳香族ジアゾニウム塩であり、残りがヒ
ドロキシル基及び水素、炭素数1〜5の低級アルキル基
又は炭素数1〜5の低級アルコキシ基を表し、R″は炭
素数1〜5の低級アルキレン、例えばメチレン基、エチ
レン基、プロピレン基、イソプロピレン基などを表し、
そし。てR3は、同一もしくは異なっていてもよく、例
えば塩素等のハロゲンもしくは炭素数1〜5の低級アル
コキシ基を表す)を水と反応させて加水分解し、引き続
いて、得られた反応生成物を脱水重縮合させ、さらに引
き続いて、得られた有機珪素重合体を次式で示されるト
リオルガノハロシラン、トリオルガノシアノシラン、ト
リオルガノイソシアナートシラン、トリオルガノイソチ
オシアナートシラン: (R)3 Si X (式中、Rは炭素数1〜5の低級アルケニル基、炭素数
1〜5の低級アルキル基又はフェニル!又はフェニル誘
導体基を表し、そしてXはハロゲン、シアノ基、イソシ
アナート基もしくはイソチオシアナート基を表す)又は 次式で示されるヘキサオルガノジシラザン:(R)35
N Si (R)3H (式中、Rは同一もしくは異なっていてもよく、前記定
義に同じである)又は 次式で示されるヘキサオルガノジシロキサン:(R)s
St OSi (R)1 (式中、Rは同一もしくは異なっていてもよく、前記定
義に同じである)、又は これらの混合物と反応させて、前記重合体中に残存する
前記脱水縮重合に寄与しなかったシラノール基の水素原
子を式(II)で示されるトリオルガノシリル基: (R)s St−・・・ (II) (式中、Rは同一もしくは異なっていてもよく、前記定
義に同じである)によって置換することからなる有機珪
素重合体の製造方法によって解決することができる。
、前記定義に同じである。) さらに、本発明によれば前記した第二の課題は、前記一
般式(I)により表され、かつ3,000〜5.000
,000の重量平均分子量を存する有機珪素重合体を製
造するに当たって、式(I[[)の有機珪素化合物: (式中、R1は5%以上が炭素数2〜5のエポキシ基、
かつ5%以上が芳香族ジアゾニウム塩であり、残りがヒ
ドロキシル基及び水素、炭素数1〜5の低級アルキル基
又は炭素数1〜5の低級アルコキシ基を表し、R″は炭
素数1〜5の低級アルキレン、例えばメチレン基、エチ
レン基、プロピレン基、イソプロピレン基などを表し、
そし。てR3は、同一もしくは異なっていてもよく、例
えば塩素等のハロゲンもしくは炭素数1〜5の低級アル
コキシ基を表す)を水と反応させて加水分解し、引き続
いて、得られた反応生成物を脱水重縮合させ、さらに引
き続いて、得られた有機珪素重合体を次式で示されるト
リオルガノハロシラン、トリオルガノシアノシラン、ト
リオルガノイソシアナートシラン、トリオルガノイソチ
オシアナートシラン: (R)3 Si X (式中、Rは炭素数1〜5の低級アルケニル基、炭素数
1〜5の低級アルキル基又はフェニル!又はフェニル誘
導体基を表し、そしてXはハロゲン、シアノ基、イソシ
アナート基もしくはイソチオシアナート基を表す)又は 次式で示されるヘキサオルガノジシラザン:(R)35
N Si (R)3H (式中、Rは同一もしくは異なっていてもよく、前記定
義に同じである)又は 次式で示されるヘキサオルガノジシロキサン:(R)s
St OSi (R)1 (式中、Rは同一もしくは異なっていてもよく、前記定
義に同じである)、又は これらの混合物と反応させて、前記重合体中に残存する
前記脱水縮重合に寄与しなかったシラノール基の水素原
子を式(II)で示されるトリオルガノシリル基: (R)s St−・・・ (II) (式中、Rは同一もしくは異なっていてもよく、前記定
義に同じである)によって置換することからなる有機珪
素重合体の製造方法によって解決することができる。
また、本発明によれば、前記した第三の課題は、前記式
(I)により表され、かつ3,000〜5.000,0
00の重量平均分子量を有する有機珪素重合体であって
、該重合体中に含まれるシラノール基の水素原子が、前
記式(n)で示されるトリオルガノシリル基によって置
換されている有機珪素重合体からなる層間絶縁膜を有す
る多層配線構造をもった半導体装置によって解決するこ
とができる。
(I)により表され、かつ3,000〜5.000,0
00の重量平均分子量を有する有機珪素重合体であって
、該重合体中に含まれるシラノール基の水素原子が、前
記式(n)で示されるトリオルガノシリル基によって置
換されている有機珪素重合体からなる層間絶縁膜を有す
る多層配線構造をもった半導体装置によって解決するこ
とができる。
層間絶縁膜の形成に使用できる有機珪素重合体は、好ま
しくは、前記一般式(1)により示され、のエポキシ基
であり、かつ5%以上が芳香族ジアゾニウム塩であり、
残りがOH基及びHlCHx、CzHs。
しくは、前記一般式(1)により示され、のエポキシ基
であり、かつ5%以上が芳香族ジアゾニウム塩であり、
残りがOH基及びHlCHx、CzHs。
n−C3Hy+ 1−C3H7+ 0CH310CZH
3I 0−n−C3H7,又は0−i−C:+tbなど
であり、R2が炭素数1〜5の低級アルキレン基(例え
ば、−CHz−、−CJn−、−CJh−)であり、か
かる重合体中に含まれるシラノール基の水素原子が、前
記式(II)で示されるトリオルガノシリル基によって
置換されており、そしてnが10〜50.000の整数
を表すポリオルガノシルアルキレンシロキサンである。
3I 0−n−C3H7,又は0−i−C:+tbなど
であり、R2が炭素数1〜5の低級アルキレン基(例え
ば、−CHz−、−CJn−、−CJh−)であり、か
かる重合体中に含まれるシラノール基の水素原子が、前
記式(II)で示されるトリオルガノシリル基によって
置換されており、そしてnが10〜50.000の整数
を表すポリオルガノシルアルキレンシロキサンである。
前記アルキレン基としては特に限定されないが、実用的
には、メチレンおよびエチレンが好ましい。また、ポリ
オルガノシルアルキレンシロキサンの分子鎖中のシルア
ルキレン結合とシロキサン結合の比率は、いずれであっ
てもかまわないが、25重量%以上のシルアルキレン結
合を有するのが好ましい。また、上記樹脂は、単独で層
間絶縁膜として使用しても、又はSiO□、 SiN、
5tON+ PSG等の無@膜と併用して層間絶縁膜
として使用することもできる。
には、メチレンおよびエチレンが好ましい。また、ポリ
オルガノシルアルキレンシロキサンの分子鎖中のシルア
ルキレン結合とシロキサン結合の比率は、いずれであっ
てもかまわないが、25重量%以上のシルアルキレン結
合を有するのが好ましい。また、上記樹脂は、単独で層
間絶縁膜として使用しても、又はSiO□、 SiN、
5tON+ PSG等の無@膜と併用して層間絶縁膜
として使用することもできる。
この有機珪素重合体は、それを層間絶縁膜として用いた
場合に、形成された絶縁膜が配線材料の熱膨張に起因す
る応力を受けにくいために、クランクを生じにくいとい
う点で、従来の有機珪素重合体よりも使用し易い材料で
ある。
場合に、形成された絶縁膜が配線材料の熱膨張に起因す
る応力を受けにくいために、クランクを生じにくいとい
う点で、従来の有機珪素重合体よりも使用し易い材料で
ある。
さらに、本発明によれば、前記した第四の課題は、前記
一般式(1)により示され、式中のR1基であり、残り
がOH及びH+ CH3,CzHs+ n−CJt。
一般式(1)により示され、式中のR1基であり、残り
がOH及びH+ CH3,CzHs+ n−CJt。
1−C3H1+ OCH:l、 OC,H5l 0−n
−CJt又は0−i−C:+)hなどであり、R2が炭
素数1〜5の低級アルキレン基であり、かかる重合体中
に含まれるシラノール基の水素原子が、前記式(It)
で示されるトリオルガノシリル基によって置換されてお
り、そしてnが10〜50,000の整数を表すポリオ
ルガノシルアルキレンシロキサンを層間絶縁膜として使
用し、加熱硬化を行う前に、上下配線層間の導通を行う
ためのスルーホールの形成をかかるポリ」ルガノシルア
ルキレンシロキサン樹脂への紫外線の照射により行い有
機溶剤で現像することにより解決することができる。
−CJt又は0−i−C:+)hなどであり、R2が炭
素数1〜5の低級アルキレン基であり、かかる重合体中
に含まれるシラノール基の水素原子が、前記式(It)
で示されるトリオルガノシリル基によって置換されてお
り、そしてnが10〜50,000の整数を表すポリオ
ルガノシルアルキレンシロキサンを層間絶縁膜として使
用し、加熱硬化を行う前に、上下配線層間の導通を行う
ためのスルーホールの形成をかかるポリ」ルガノシルア
ルキレンシロキサン樹脂への紫外線の照射により行い有
機溶剤で現像することにより解決することができる。
この場合、前記の一般式(II) : (R)3
Si−で示されるトリオルガノシリル基のRは炭素数1
〜5の低級アルケニル基、炭素数1〜5の低級アルキル
基又はフェニル基もしくはフェニル誘導体基より選ばれ
、1個のトリオルガノシリル基中の3個のRは互いに同
一であっても異なっていてもよく、また、かかるトリオ
ルガノシリル基も同一であっても異なっていてもよい。
Si−で示されるトリオルガノシリル基のRは炭素数1
〜5の低級アルケニル基、炭素数1〜5の低級アルキル
基又はフェニル基もしくはフェニル誘導体基より選ばれ
、1個のトリオルガノシリル基中の3個のRは互いに同
一であっても異なっていてもよく、また、かかるトリオ
ルガノシリル基も同一であっても異なっていてもよい。
本発明のこの効果は、半導体装置の製造工程においてス
ルーホールの形成に要する工程を省くことができるため
、コストの低減をはかることができる。
ルーホールの形成に要する工程を省くことができるため
、コストの低減をはかることができる。
〔作 用〕
本発明に係わるポリオルガノシルアルキレンシロキサン
樹脂は、多くの有機溶媒に可溶であり、従来のスピンコ
ード法にて成膜することができる。
樹脂は、多くの有機溶媒に可溶であり、従来のスピンコ
ード法にて成膜することができる。
従って、この樹脂を用いれば、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ができる。
基板表面を容易に平坦化することができる。
また、本発明に係わるポリオルガノシルアルキレンシロ
キサン樹脂は、紫外線の照射によりネガ型のパターン形
成が可能であるため、上下配線層間の導通を行うための
スルーホールの形成をレジストを用いずに行うことがで
きる。
キサン樹脂は、紫外線の照射によりネガ型のパターン形
成が可能であるため、上下配線層間の導通を行うための
スルーホールの形成をレジストを用いずに行うことがで
きる。
さらに、このポリオルガノシルアルキレンシロキサン樹
脂は、半導体装置の製造工程で、熱酸化による破損を起
こすことなく、層間絶縁膜を形成するのに好適に使用す
ることができる。
脂は、半導体装置の製造工程で、熱酸化による破損を起
こすことなく、層間絶縁膜を形成するのに好適に使用す
ることができる。
次に、本発明をいくつかの実施例に従ってより具体的に
説明するが本発明の範囲をこれらの実施例に限定するも
のでないことはいうまでもない。
説明するが本発明の範囲をこれらの実施例に限定するも
のでないことはいうまでもない。
整1l−J0−
300ccの四つ目フラスコにメチルイソブチルケトン
IQOcc、メチルセロソルブアセテ−)50ccおよ
び水30ccを仕込み、触媒としてトリエチルアミン塩
酸塩15gを加え、これに攪拌を続けながら、室温で1
,4−ビス(エチレンオキシジメトキシシリル)メタン
5gと1.4−ビス(ρ−ジアゾニウムナイトレイトジ
メトキシシリル)メタン5gとをテトラヒドロフラン5
0ccに溶解した溶液を、40分間かけて滴下した0滴
下終了後、80°Cに加温して2時間攪拌を続けた。
IQOcc、メチルセロソルブアセテ−)50ccおよ
び水30ccを仕込み、触媒としてトリエチルアミン塩
酸塩15gを加え、これに攪拌を続けながら、室温で1
,4−ビス(エチレンオキシジメトキシシリル)メタン
5gと1.4−ビス(ρ−ジアゾニウムナイトレイトジ
メトキシシリル)メタン5gとをテトラヒドロフラン5
0ccに溶解した溶液を、40分間かけて滴下した0滴
下終了後、80°Cに加温して2時間攪拌を続けた。
反応終了後、反応液を室温まで冷却した後、多量の水で
洗浄した。水で洗浄した反応溶液から共沸により残存し
た水を除去し、その後、触媒としてピリジン20CCを
加え、60°Cに加温した後、フエニルジメチルクロロ
シラン20ccを添加してこの温度で3時間反応させ未
反応の水酸基の水素原子をビニルジメチルシリル基で置
換した。反応終了後、反応溶液を多量の水に投入して樹
脂を析出させ回収した。
洗浄した。水で洗浄した反応溶液から共沸により残存し
た水を除去し、その後、触媒としてピリジン20CCを
加え、60°Cに加温した後、フエニルジメチルクロロ
シラン20ccを添加してこの温度で3時間反応させ未
反応の水酸基の水素原子をビニルジメチルシリル基で置
換した。反応終了後、反応溶液を多量の水に投入して樹
脂を析出させ回収した。
沈澱回収後の樹脂を凍結乾燥し、5.3gの白色粉末を
得た。この樹脂のゲルパーミェーションクロマトグラフ
によるポリスチレン換算により求めた重量平均分子量は
、7.2X10’であった。得られた樹脂は、再度メチ
ルイソブチルケトンに溶解して20重量%溶液とし、こ
れに硝酸水溶液を加えて水洗などにより生成した水酸化
ジアゾニウムを硝酸塩に置換した後、水層を除去して樹
脂溶液を調製した。
得た。この樹脂のゲルパーミェーションクロマトグラフ
によるポリスチレン換算により求めた重量平均分子量は
、7.2X10’であった。得られた樹脂は、再度メチ
ルイソブチルケトンに溶解して20重量%溶液とし、こ
れに硝酸水溶液を加えて水洗などにより生成した水酸化
ジアゾニウムを硝酸塩に置換した後、水層を除去して樹
脂溶液を調製した。
桝)」イlu州L
300ccの四つロフラスコにメチルイソブチルケトン
100cc、メチルセロソルブアセテート50ccおよ
び水30ccを仕込み、触媒としてトリエチルアミン1
5ccを加え、これに、撹拌を続けながら、−60°C
に冷却した。1,4−ビス(グリシジルエポキシジクロ
ロシリル)エタン5gと1.4−ビス(p−ジアゾニウ
ムクロライドジクロロシリル)メタン5gとをテトラヒ
ドロフラン50ccに溶解した溶液を、先の四つロフラ
スコに40分間かけて滴下した0滴下終了後、系を2.
0°C/輸inで昇温し、80°Cに加温して2時間撹
拌を続けた。
100cc、メチルセロソルブアセテート50ccおよ
び水30ccを仕込み、触媒としてトリエチルアミン1
5ccを加え、これに、撹拌を続けながら、−60°C
に冷却した。1,4−ビス(グリシジルエポキシジクロ
ロシリル)エタン5gと1.4−ビス(p−ジアゾニウ
ムクロライドジクロロシリル)メタン5gとをテトラヒ
ドロフラン50ccに溶解した溶液を、先の四つロフラ
スコに40分間かけて滴下した0滴下終了後、系を2.
0°C/輸inで昇温し、80°Cに加温して2時間撹
拌を続けた。
反応終了後、反応液を室温まで冷却し、多量の水で洗浄
した。水で洗浄した反応溶液から共沸により残存した水
を除去し、その後、触媒としてピリジン20ccを加え
、60°Cに加温した後、トリメチルクロロシラン10
cc及びフエニルジメチルクロロシラン10ccを添加
し、この温度で3時間反応させ未反応の水酸基の水素原
子をビニルジメチルシリル基及びフエニルジメチルシリ
ル基で置換した。
した。水で洗浄した反応溶液から共沸により残存した水
を除去し、その後、触媒としてピリジン20ccを加え
、60°Cに加温した後、トリメチルクロロシラン10
cc及びフエニルジメチルクロロシラン10ccを添加
し、この温度で3時間反応させ未反応の水酸基の水素原
子をビニルジメチルシリル基及びフエニルジメチルシリ
ル基で置換した。
反応終了後、反応溶液を多量の水に投入して樹脂を析出
させ回収した。得られた樹脂を凍結乾燥し、5.2gの
白色粉末を得た。この樹脂のゲルパーミェーションクロ
マトグラフによるポリスチレン換算により求めた重量平
均分子量は、5.4 X 10’あった。合成した樹脂
は、20重量%のメチルイソブチルケトン溶液とし、塩
酸20ccを添加して生成した水酸化ジアゾニウムを塩
素イオンと置換した後に水層を除去して樹脂溶液とした
。
させ回収した。得られた樹脂を凍結乾燥し、5.2gの
白色粉末を得た。この樹脂のゲルパーミェーションクロ
マトグラフによるポリスチレン換算により求めた重量平
均分子量は、5.4 X 10’あった。合成した樹脂
は、20重量%のメチルイソブチルケトン溶液とし、塩
酸20ccを添加して生成した水酸化ジアゾニウムを塩
素イオンと置換した後に水層を除去して樹脂溶液とした
。
合成例1により調製した樹脂溶液を、半導体素子を形成
し第−層アルミ配線を施したシリコン基板上(アルミの
厚さは1μm、最小線幅は1μm、最小線間隔は1.5
μm)に1.5μm厚に300Orpmスピン塗布した
。塗布後、80°Cで20分間溶剤乾燥、続いて窒素中
、450°Cで1時間の熱処理を施した。
し第−層アルミ配線を施したシリコン基板上(アルミの
厚さは1μm、最小線幅は1μm、最小線間隔は1.5
μm)に1.5μm厚に300Orpmスピン塗布した
。塗布後、80°Cで20分間溶剤乾燥、続いて窒素中
、450°Cで1時間の熱処理を施した。
熱処理後の基板表面の段差は、約0.2μmであり、ア
ルミ配線により生じた段差は平坦化されていた。続いて
、常法に従っ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1.2μmのPSG膜を形成し
、次に電極取り出し用窓開けを行って半導体装置を得た
。この装置は、大気中450°Cで1時間の加熱試験及
び−65°C→150°Cの10回の熱衝撃試験後も全
(不良は見られなかワた。
ルミ配線により生じた段差は平坦化されていた。続いて
、常法に従っ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1.2μmのPSG膜を形成し
、次に電極取り出し用窓開けを行って半導体装置を得た
。この装置は、大気中450°Cで1時間の加熱試験及
び−65°C→150°Cの10回の熱衝撃試験後も全
(不良は見られなかワた。
別」ユ
前記例3と同様にして樹脂層の塗布、乾燥まで行った後
、エキシマレーザ光による照射を行なって、スルーホー
ル部のみを未照射の状態にし、次にメチルイソブチルケ
トンに浸漬してスルーホールの形成された樹脂層を得た
。この時、スルーホールは2μmΦであった。続いて、
加熱硬化させた後に前記例3と同様にして半導体装置を
得た。
、エキシマレーザ光による照射を行なって、スルーホー
ル部のみを未照射の状態にし、次にメチルイソブチルケ
トンに浸漬してスルーホールの形成された樹脂層を得た
。この時、スルーホールは2μmΦであった。続いて、
加熱硬化させた後に前記例3と同様にして半導体装置を
得た。
この装置は、大気中450°C1″1時間の加熱試験及
び−65→150°Cの10回の熱サイクル試験後も全
(不良は見られなかった。
び−65→150°Cの10回の熱サイクル試験後も全
(不良は見られなかった。
■工
樹脂の塗布を500Orpmで行った他は、前記例3と
同様にして樹脂層まで形成した後、さらに0.3μm厚
のPSG膜を常圧CVD法により堆積した。
同様にして樹脂層まで形成した後、さらに0.3μm厚
のPSG膜を常圧CVD法により堆積した。
この膜は、下地段差を0.3μmに平坦化していた。
その後は、前記例3と同様にして半導体装置を得て同様
の試験を行ったところ、クラックの発生は全く見られな
かった。
の試験を行ったところ、クラックの発生は全く見られな
かった。
肛
前記例2において得られた樹脂溶液を、半導体素子を形
成し第−層アルミ配線を施したシリコン基板(アルミの
厚さは1μm、最小線幅1μm、最小線間隔は1.5μ
m)上に3000rp+a 、45秒の条件でスピンコ
ード法により塗布した。塗布後、80°Cで20分間溶
剤乾燥し、さらに250°Cで30分間、400°Cで
60分間熱処理を施した。熱処理後の基板表面の段差は
、約0.2μmであり、配線によって生じた段差は平坦
化されていた。次いで、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1μmFJのPSG
膜を常圧CVD法により堆積した後、電極取り出し用窓
あけを行って半導体装置を得た。この装置も、同様の試
験ではクラックの発生は全く見られなかった。
成し第−層アルミ配線を施したシリコン基板(アルミの
厚さは1μm、最小線幅1μm、最小線間隔は1.5μ
m)上に3000rp+a 、45秒の条件でスピンコ
ード法により塗布した。塗布後、80°Cで20分間溶
剤乾燥し、さらに250°Cで30分間、400°Cで
60分間熱処理を施した。熱処理後の基板表面の段差は
、約0.2μmであり、配線によって生じた段差は平坦
化されていた。次いで、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1μmFJのPSG
膜を常圧CVD法により堆積した後、電極取り出し用窓
あけを行って半導体装置を得た。この装置も、同様の試
験ではクラックの発生は全く見られなかった。
氾
前記例6と同様にして樹脂層の塗布、乾燥まで行った後
、tlV(350〜450nm)光による照射を行いス
ルーホール部のみを未照射の状態にしてメチルイソブチ
ルケトンとイソプロピルアルコールの混合溶液に浸漬し
てスルーホールの形成された樹脂層を得た。この時、ス
ルーホールは2μmΦであった。つづいて、加熱硬化さ
せた後に前記例3と同様にし、て半導体装置を得た。こ
の装置も、同様の試験ではクラックの発生は全く見られ
なかった。
、tlV(350〜450nm)光による照射を行いス
ルーホール部のみを未照射の状態にしてメチルイソブチ
ルケトンとイソプロピルアルコールの混合溶液に浸漬し
てスルーホールの形成された樹脂層を得た。この時、ス
ルーホールは2μmΦであった。つづいて、加熱硬化さ
せた後に前記例3と同様にし、て半導体装置を得た。こ
の装置も、同様の試験ではクラックの発生は全く見られ
なかった。
五l
樹脂の塗布を500Orpmで行った他は、前記例6と
同様にして樹脂層まで形成した後、さらに0.3μm厚
のPSG膜を常圧CVD法により堆積した。
同様にして樹脂層まで形成した後、さらに0.3μm厚
のPSG膜を常圧CVD法により堆積した。
この膜は、下地段差を0.3μmに平坦化していた。
その後は、前記例3と同様にして半導体装置を得て同様
の試験を行ったところクランクの発生は全く見られなか
った。
の試験を行ったところクランクの発生は全く見られなか
った。
[発明の効果]
本発明によれば、新規で有用な有機珪素重合体を得るこ
とができるばかりでなく、その重合体も、簡便な方法で
効率良く製造することができる。
とができるばかりでなく、その重合体も、簡便な方法で
効率良く製造することができる。
本発明によれば、更に、平坦化機能を有し、高温酸素雰
囲気下で使用しても膜の破損を起こさない信軌性の高い
絶縁膜をもった半導体装置を得ることが可能である。
囲気下で使用しても膜の破損を起こさない信軌性の高い
絶縁膜をもった半導体装置を得ることが可能である。
本発明によれば、更にまた、高温酸素雰囲気下で使用し
ても膜の破損を起こさない信顛性の高い絶縁膜をもった
半導体装置を得る際に、配線層間のスルーホールの形成
をレジストを使用せずに行うことが可能であり、製造工
程を大幅に短縮することできる。
ても膜の破損を起こさない信顛性の高い絶縁膜をもった
半導体装置を得る際に、配線層間のスルーホールの形成
をレジストを使用せずに行うことが可能であり、製造工
程を大幅に短縮することできる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、一般式( I ): [R^1SiO_2_/_2(R^2)_1_/_2]
_n…( I )(式中、R^1は、5%以上が炭素数2
〜5のエポキシ基であり、かつ5%以上が芳香族ジアゾ
ニウム塩であり、残りがヒドロキシ基及び水素、炭素数
1〜5の低級アルキル基又は炭素数1〜5の低級アルコ
キシ基を表し、R^2はC_1〜C_5低級アルキレン
基を表し、nは10〜50,000の整数を表す)によ
り表され、かつ、3,000〜5,000,000の重
量平均分子量を有する有機珪素重合体であって、該重合
体中に含まれるシラノール基の水素原子が、式(II)で
示されるトリオルガノシリル基:(R)_3Si−…(
II) (式中、Rは同一もしくは異なっていてもよく、C_1
〜C_5の低級アルケニル基、C_1〜C_5の低級ア
ルキル基又はフェニル基もしくはフェニル誘導体基を表
す)によって置換されていることを特徴とする有機珪素
重合体。 2、請求項1に記載の有機珪素重合体を製造するにあた
って、式(III)の有機珪素化合物:▲数式、化学式、
表等があります▼…(III) (式中、R^1は5%以上が炭素数2〜5のエポキシ基
、かつ5%以上が芳香族ジアゾニウム塩、残りがヒドロ
キシル基及び水素、炭素数1〜5の低級アルキル基又は
炭素数1〜5の低級アルコキシ基を表し、R^2は炭素
数1〜5の低級アルキレン基を表し、そしてR^3は、
同一もしくは異なっていてもよく、ハロゲンを表すかも
しくは炭素数1〜5の低級アルコキシ基を表す)を水と
反応させて加水分解し、引続いて、得られた反応生成物
を脱水縮重合させ、さらに引き続いて、得られた有機珪
素重合体を次式で示されるトリオルガノハロシラン、ト
リオルガノシアノシラン、トリオルガノイソシアナート
シラン又はトリオルガノイソチオシアナートシラン: (R)_3SiX (式中、Rは炭素数1〜5の低級アルケニル基、炭素数
1〜5の低級アルキル基、又はフェニル基もしくはフェ
ニル誘導体基を表し、そしてXはハロゲン、シアノ基、
イソシアナート基もしくはイソチオシアナート基を表す
)、又は次式で示されるヘキサオルガノジシラザン: ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、Rは同一もしくは異なっていてもよく、前記定
義に同じである)、又は 次式で示されるヘキサオルガノジシロキサン:(R)_
3Si−O−Si(R)_3 (式中、Rは同一もしくは異なっていてもよく、前記定
義に同じである)又は これらの混合物と反応させて、前記重合体中に残存する
前記脱水縮重合に寄与しなかったシラノール基の水素原
子を次式(II)で示されるトリオルガノシリル基: (R)_3Si−…(II) (式中、Rは同一もしくは異なっていてもよく、前記定
義に同じである)によって置換することを特徴とする、
請求項1に記載の有機珪素重合体の製法。 3、請求項1に記載の有機珪素重合体からなる層間絶縁
膜を有することを特徴とする、多層配線構造をもった半
導体装置。 4、請求項1に記載の有機珪素重合体を層間絶縁膜とし
て使用する際に、上下配線間の導通を行うためのスルー
ホール形成を、該有機珪素重合体への紫外線照射により
行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15539390A JPH0446934A (ja) | 1990-06-15 | 1990-06-15 | 感光性耐熱樹脂組成物及びそれを用いた半導体装置並びにそれらの製法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15539390A JPH0446934A (ja) | 1990-06-15 | 1990-06-15 | 感光性耐熱樹脂組成物及びそれを用いた半導体装置並びにそれらの製法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0446934A true JPH0446934A (ja) | 1992-02-17 |
Family
ID=15604977
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15539390A Pending JPH0446934A (ja) | 1990-06-15 | 1990-06-15 | 感光性耐熱樹脂組成物及びそれを用いた半導体装置並びにそれらの製法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0446934A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100504431B1 (ko) * | 1998-12-31 | 2005-09-26 | 주식회사 하이닉스반도체 | 기상 실리레이션 공정을 이용한 저유전성 박막 형성방법 |
EP2067800A1 (en) * | 2006-09-29 | 2009-06-10 | Asahi Kasei Corporation | Polyorganosiloxane composition |
JP2009280768A (ja) * | 2008-05-26 | 2009-12-03 | Asahi Kasei Corp | シロキサン誘導体及び硬化物並びに光半導体封止材 |
CN110869430A (zh) * | 2017-07-31 | 2020-03-06 | 美国陶氏有机硅公司 | 可固化有机聚硅氧烷组合物和光学半导体器件 |
-
1990
- 1990-06-15 JP JP15539390A patent/JPH0446934A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100504431B1 (ko) * | 1998-12-31 | 2005-09-26 | 주식회사 하이닉스반도체 | 기상 실리레이션 공정을 이용한 저유전성 박막 형성방법 |
EP2067800A1 (en) * | 2006-09-29 | 2009-06-10 | Asahi Kasei Corporation | Polyorganosiloxane composition |
EP2067800A4 (en) * | 2006-09-29 | 2010-02-24 | Asahi Kasei Emd Corp | POLYORGANOSILOXANE COMPOSITION |
JP2009280768A (ja) * | 2008-05-26 | 2009-12-03 | Asahi Kasei Corp | シロキサン誘導体及び硬化物並びに光半導体封止材 |
CN110869430A (zh) * | 2017-07-31 | 2020-03-06 | 美国陶氏有机硅公司 | 可固化有机聚硅氧烷组合物和光学半导体器件 |
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