JPH0578939B2 - - Google Patents
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- JPH0578939B2 JPH0578939B2 JP59149586A JP14958684A JPH0578939B2 JP H0578939 B2 JPH0578939 B2 JP H0578939B2 JP 59149586 A JP59149586 A JP 59149586A JP 14958684 A JP14958684 A JP 14958684A JP H0578939 B2 JPH0578939 B2 JP H0578939B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sio
- uneven substrate
- silicone resin
- temperature
- resin
- Prior art date
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
- H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
- H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
- H01L21/02118—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer carbon based polymeric organic or inorganic material, e.g. polyimides, poly cyclobutene or PVC
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
Description
産業上の利用分野
本発明はエレクトロニクスデバイスにおける凹
凸基板の平坦化方法に係り、特にIC、LSI、磁気
バブルメモリデバイス等の微細パターンを有する
デバイスの層間絶縁の方法に関するものである。 従来の技術 従来上記の微細パターンを有するデバイスの層
間絶縁方法は、Siを熱酸化することによつて得ら
れるSiO2、シラン系ガスを用いた化学的気相成
長（CVD）法によつて得られるSiO2系絶縁材料、
あるいはポリイミド系樹脂、あるいはシリコーン
樹脂等の有機系絶縁材料を用いて行なわれてい
る。しかしながら400〜1000℃の温度における耐
熱性の問題、及び基板との密着性、絶縁不良で生
じる電食性、あるいは1.0μｍ以上の厚膜の形成性
等における信頼性の問題においてそれぞれ一長一
短があり、良好な層間絶縁法が要望されている。 本発明で使用する絶縁材料に最も近いと思われ
る従来の絶縁材料としてポリジアルコキシシラン
がある。ポリジアルコキシシランは一般式
凸基板の平坦化方法に係り、特にIC、LSI、磁気
バブルメモリデバイス等の微細パターンを有する
デバイスの層間絶縁の方法に関するものである。 従来の技術 従来上記の微細パターンを有するデバイスの層
間絶縁方法は、Siを熱酸化することによつて得ら
れるSiO2、シラン系ガスを用いた化学的気相成
長（CVD）法によつて得られるSiO2系絶縁材料、
あるいはポリイミド系樹脂、あるいはシリコーン
樹脂等の有機系絶縁材料を用いて行なわれてい
る。しかしながら400〜1000℃の温度における耐
熱性の問題、及び基板との密着性、絶縁不良で生
じる電食性、あるいは1.0μｍ以上の厚膜の形成性
等における信頼性の問題においてそれぞれ一長一
短があり、良好な層間絶縁法が要望されている。 本発明で使用する絶縁材料に最も近いと思われ
る従来の絶縁材料としてポリジアルコキシシラン
がある。ポリジアルコキシシランは一般式
【式】で示され、熱分解の後SiO2に
変化する。この一般式中でR′は一価の炭化水素、
例えばCH3、C2H5等や水素を示す。一般に
OR′はアルコキシとOHの混合物である。このア
ルコキシが熱分解あるいは縮重合することによつ
て揮発する際、ポリマに与える歪とピンホールの
ため0.2〜0.5μｍ以上の膜厚を有する絶縁膜を形
成するとクラツクが入り、またそれ以下の薄膜で
も電食不良を引き起す。 発明が解決しようとする問題点 以上の点を鑑みて凹凸基板の平坦化材料に有効
な性質としては以下の２つの点が考えられる。 (1) 全く熱分解揮発物を生成しない材料、この性
質を有する材料はSiO、及びSiO2の１分子づつ
が遊離した状態で集合しているものであるが現
実的でない。 (2) 熱分解温度が高く、且つ熱分解揮発物の生成
が少ないものでその抜け穴を何らかの方法で埋
めることが可能な材料、 本発明ではこの(2)の材料の性質を有する材料を
見出そうとするものである。 本発明の目的は凹凸基板上に塗布形成した際に
ピンホール、クラツク等を発生することなしに厚
膜形成が可能な緻密な平坦化機能を有する、凹凸
基板を平坦化する方法を提供することである。 問題点を解決するための手段 上記問題点は本発明によれば 一般式：R3−SiO（―CH3SiO1.5）o――SiR3 （上記式中ＲはCH3、Ｃ（CH3）3、C2H5もしく
はC6H5である。）で示される重量平均分子量：
25000以上のシリル化ポリメチルシルセスキオキ
サン樹脂を凹凸基板上に形成し、該シリコーン樹
脂を加熱流動させることを特徴とする凹凸基板の
平坦化方法によつて達成される。 作 用 本発明によれば該シリコーン樹脂の流動温度が
重量平均分子量25000〜50000で300〜400℃である
ために該シリコン樹脂の熱硬化を350〜400℃で行
うことにより硬化の際に発生する熱分解生成物に
よるピンホール及び歪を緩和することが出来る。
また、該シリコーン樹脂が流動するため凹凸基板
は、完全に平坦化できる。更に、本発明に用いら
れるシリコーン樹脂はポリメチルシルセスキオキ
サン（PMSS）が好ましいが該PMSSは室温で固
体であり、例えばスピンコート等の回転塗布法を
用いて凹凸基板に塗布する時はトルエン、キシレ
ン、等の芳香族系の有機溶剤に溶解して用いる。
PMSSの膜厚制御は重量平均分子量、有機溶剤の
種類、濃度、回転数によつて可能である。 シリル化ポリシルセスキオキサンを絶縁膜とし
て用いると溶融平坦化により下地の平坦化能力
に優れ、比誘電率εが約3.0と低誘電率の膜が
得られ（SiO2：ε＝4.0）、架橋密度が低いので
クラツクが生じにくく、厚膜で使用可能である。 実施例 以下本発明の実施例を説明する。 トリクロルメチルシラン（TCMS）をメチル
イソブチルケトン（MIBK）中で水を用いて約５
時間重合させ、トリメチルクロルシラン
（TMCS）でシリル化した重量平均分子量約
30000のPMSSをトルエンに溶解し、20重量パー
セントの樹脂液を作製した。 次にシリコーン基板上に形成された厚さ0.9μ
ｍ、最小線幅3μｍ、最小線間隔2μｍのアルミニ
ウム配線上に、上記の樹脂液を2500rpm、40秒の
条件で回転塗布し、80℃30分間の溶剤乾燥後、窒
素気流中、350℃の温度で60分間熱処理を行なつ
た（該温度は350〜400℃が好ましい）。上記アル
ミ配線上では0.6μｍスペース部では1.5μｍの膜厚
が確保され、段差は0.05μｍとほぼ平坦化が達成
された。 このようにして形成されたPMSS平坦膜上に
PSGを公知の方法で形成し、次にスルーホール
を形成後、二層目のアルミニウム配線を形成し、
更に保護層として、1.3μｍの膜厚のPSG層を形成
した。次に電極取り出し用窓開けを行なつてバイ
ポーラ素子装置を得た。この素子は空気中500℃
の温度で１時間の加熱試験−65°←→150℃の繰り返
し10回の熱衝撃試験、85℃の温度で90％RHガス
下で6Vの印加電圧、1000時間の試験後もその絶
縁性その他の異常は発生しなかつた。 比較例 シリル化していないポリメチルシルセスオキサ
ンを20wt％の樹脂液として実施例と同様の基板
上に2500rpm、40秒の条件で回転塗布し、80℃、
30分の溶剤乾燥、350℃、60分間の熱処理を行な
つた。上記シリコーン樹脂の膜は、アルミ配線上
でクラツクが発生した。また、1.0μｍ段差上で
0.2μｍの段差が残された。 発明の効果 以上説明したように本発明によれば凹凸基板の
平坦化を歪がなく、且つ耐熱性、信頼性よく形成
することができる。
例えばCH3、C2H5等や水素を示す。一般に
OR′はアルコキシとOHの混合物である。このア
ルコキシが熱分解あるいは縮重合することによつ
て揮発する際、ポリマに与える歪とピンホールの
ため0.2〜0.5μｍ以上の膜厚を有する絶縁膜を形
成するとクラツクが入り、またそれ以下の薄膜で
も電食不良を引き起す。 発明が解決しようとする問題点 以上の点を鑑みて凹凸基板の平坦化材料に有効
な性質としては以下の２つの点が考えられる。 (1) 全く熱分解揮発物を生成しない材料、この性
質を有する材料はSiO、及びSiO2の１分子づつ
が遊離した状態で集合しているものであるが現
実的でない。 (2) 熱分解温度が高く、且つ熱分解揮発物の生成
が少ないものでその抜け穴を何らかの方法で埋
めることが可能な材料、 本発明ではこの(2)の材料の性質を有する材料を
見出そうとするものである。 本発明の目的は凹凸基板上に塗布形成した際に
ピンホール、クラツク等を発生することなしに厚
膜形成が可能な緻密な平坦化機能を有する、凹凸
基板を平坦化する方法を提供することである。 問題点を解決するための手段 上記問題点は本発明によれば 一般式：R3−SiO（―CH3SiO1.5）o――SiR3 （上記式中ＲはCH3、Ｃ（CH3）3、C2H5もしく
はC6H5である。）で示される重量平均分子量：
25000以上のシリル化ポリメチルシルセスキオキ
サン樹脂を凹凸基板上に形成し、該シリコーン樹
脂を加熱流動させることを特徴とする凹凸基板の
平坦化方法によつて達成される。 作 用 本発明によれば該シリコーン樹脂の流動温度が
重量平均分子量25000〜50000で300〜400℃である
ために該シリコン樹脂の熱硬化を350〜400℃で行
うことにより硬化の際に発生する熱分解生成物に
よるピンホール及び歪を緩和することが出来る。
また、該シリコーン樹脂が流動するため凹凸基板
は、完全に平坦化できる。更に、本発明に用いら
れるシリコーン樹脂はポリメチルシルセスキオキ
サン（PMSS）が好ましいが該PMSSは室温で固
体であり、例えばスピンコート等の回転塗布法を
用いて凹凸基板に塗布する時はトルエン、キシレ
ン、等の芳香族系の有機溶剤に溶解して用いる。
PMSSの膜厚制御は重量平均分子量、有機溶剤の
種類、濃度、回転数によつて可能である。 シリル化ポリシルセスキオキサンを絶縁膜とし
て用いると溶融平坦化により下地の平坦化能力
に優れ、比誘電率εが約3.0と低誘電率の膜が
得られ（SiO2：ε＝4.0）、架橋密度が低いので
クラツクが生じにくく、厚膜で使用可能である。 実施例 以下本発明の実施例を説明する。 トリクロルメチルシラン（TCMS）をメチル
イソブチルケトン（MIBK）中で水を用いて約５
時間重合させ、トリメチルクロルシラン
（TMCS）でシリル化した重量平均分子量約
30000のPMSSをトルエンに溶解し、20重量パー
セントの樹脂液を作製した。 次にシリコーン基板上に形成された厚さ0.9μ
ｍ、最小線幅3μｍ、最小線間隔2μｍのアルミニ
ウム配線上に、上記の樹脂液を2500rpm、40秒の
条件で回転塗布し、80℃30分間の溶剤乾燥後、窒
素気流中、350℃の温度で60分間熱処理を行なつ
た（該温度は350〜400℃が好ましい）。上記アル
ミ配線上では0.6μｍスペース部では1.5μｍの膜厚
が確保され、段差は0.05μｍとほぼ平坦化が達成
された。 このようにして形成されたPMSS平坦膜上に
PSGを公知の方法で形成し、次にスルーホール
を形成後、二層目のアルミニウム配線を形成し、
更に保護層として、1.3μｍの膜厚のPSG層を形成
した。次に電極取り出し用窓開けを行なつてバイ
ポーラ素子装置を得た。この素子は空気中500℃
の温度で１時間の加熱試験−65°←→150℃の繰り返
し10回の熱衝撃試験、85℃の温度で90％RHガス
下で6Vの印加電圧、1000時間の試験後もその絶
縁性その他の異常は発生しなかつた。 比較例 シリル化していないポリメチルシルセスオキサ
ンを20wt％の樹脂液として実施例と同様の基板
上に2500rpm、40秒の条件で回転塗布し、80℃、
30分の溶剤乾燥、350℃、60分間の熱処理を行な
つた。上記シリコーン樹脂の膜は、アルミ配線上
でクラツクが発生した。また、1.0μｍ段差上で
0.2μｍの段差が残された。 発明の効果 以上説明したように本発明によれば凹凸基板の
平坦化を歪がなく、且つ耐熱性、信頼性よく形成
することができる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 一般式：R3−SiO（―CH3SiO1.5）o――SiR3 （上記式中ＲはCH3、Ｃ（CH3）3、C2H5もしく
はC6H5である。）で示される重量平均分子量
25000以上のシリル化ポリメチルシルセスキオキ
サン樹脂を凹凸基板上に形成し、該シリコーン樹
脂を加熱流動させることを特徴とする凹凸基板の
平坦化方法。 ２ 前記加熱を350℃以上の温度で行なうことを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59149586A JPS6129153A (ja) | 1984-07-20 | 1984-07-20 | 凹凸基板の平坦化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59149586A JPS6129153A (ja) | 1984-07-20 | 1984-07-20 | 凹凸基板の平坦化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6129153A JPS6129153A (ja) | 1986-02-10 |
| JPH0578939B2 true JPH0578939B2 (ja) | 1993-10-29 |
Family
ID=15478436
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59149586A Granted JPS6129153A (ja) | 1984-07-20 | 1984-07-20 | 凹凸基板の平坦化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6129153A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR900008647B1 (ko) * | 1986-03-20 | 1990-11-26 | 후지쓰 가부시끼가이샤 | 3차원 집적회로와 그의 제조방법 |
| JPH02106948A (ja) * | 1988-10-17 | 1990-04-19 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5760330A (en) * | 1980-09-27 | 1982-04-12 | Fujitsu Ltd | Resin composition |
| JPS5957437A (ja) * | 1982-09-28 | 1984-04-03 | Fujitsu Ltd | 酸化珪素膜の形成方法 |
-
1984
- 1984-07-20 JP JP59149586A patent/JPS6129153A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5760330A (en) * | 1980-09-27 | 1982-04-12 | Fujitsu Ltd | Resin composition |
| JPS5957437A (ja) * | 1982-09-28 | 1984-04-03 | Fujitsu Ltd | 酸化珪素膜の形成方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6129153A (ja) | 1986-02-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |