JPS63152673A - 耐熱樹脂組成物 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要］ 配線パターンの形成などにより基板上に生した段差を平
坦化すると共に層間絶縁を行うのに使用する耐熱性樹脂
としてポリシルメチレンを使用した耐熱樹脂組成物。

〔産業上の利用分野〕

本発明は大きな段差を平坦化するに適した耐熱樹脂組成
物に関する。

大量の情報を高速に処理する方法として情報処理装置の
主体を占める半導体装置は高集積化による大容量化が進
んでおり、ＬＳＩよりも一段と容量の大きなＶＬＳＩが
実用化されている。

ここで、高集積化は単位素子の小形化と高密度化によっ
て行われている。

すなわち、配線パターンなどのパターン幅は最少１μｍ
以下の所謂るサブミクロンにまで微、少化している。

また、電子回路の集積化は回路パターンの多層化により
行われており、半導体基板上に設けた絶縁層を窓開けし
て不純物イオンを拡散させるか、或いはイオン注入を行
って異種の半導体領域を作ると共に、絶縁層上に配線パ
ターンを形成し、それぞれの領域と回路接続して電子回
路が形成されている。

この場合、回路が複雑化してＸ方向パターンとＹ方向パ
ターンとが交叉する場合があり、また最近ではかかる電
子回路上に更に半導体層を形成し、これに電子回路を形
成して多層化することも研究されている。

電子回路がこのように複雑でない場合も配線パターンの
形成による段差の影響は顕著であり、この上に単に絶縁
層を形成した場合は段差部にひび割れを生じ、またこの
上に配線パターンを形成すると断線を生じてしまう。

そのために、絶縁層は平坦化作用を備えていることが必
要である。

〔従来の技術〕

絶縁層の必要条件は、 ■　絶縁抵抗値が高く、耐熱性と耐湿性の優れた材料で
あること。

■　基板との密着性が良く、平坦化作用を備えているこ
と。

■　ピンホールやクランクなどの発生のないこと。

などである。

すなわち、相互に近接した微細な配線パターンに電流が
流れて発熱するために、絶縁層は耐熱性が優れ、絶縁抵
抗値が高く、またピンホールやクラックのないことが必
要である。

かかる条件を満たす絶縁層の形成方法として化学気相成
長法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｕｒ　Ｄｅｐｏｓｉ
ｔｉｏｎ　　略称ＣＶＤ）により二酸化珪素（ＳｉＯｚ
）、燐珪酸ガラス（略称ＰＳＧ）　、窒化珪素（ＰＳＧ
）などを形成する方法がある。

ＣＶＤ法は蒸気圧の高い単数或いは複数の有機化合物を
キャリアガスにより被処理基板が載置されている分解炉
に導き、熱分解させることにより被処理基板上に形成す
るもので、かなりの平坦化性があり、絶縁抵抗も優れた
ものが作られている。

然し、絶縁層形成に時間を要するために実際的でなく、
また工程が複雑である。

一方、溶剤に溶した有機絶縁物を被処理基板上にスピン
コードし、乾燥した後に加熱して縮重合させ、絶縁層を
つくる方法は簡便であり、また平坦化には極めて有効な
ため研究開発が進められている。

この例として第２図に構造式を示すポリアルコキシシラ
ンがある。

ここで、Ｒ′はメチル基（Ｃ１１，）、エチル基（Ｃ２
ＨＳ）などのアルキル基または水素基（Ｈ）を表し、ｎ
は一般に１０〜１０００の整数を表している。

そして一般にＯＲ′はアルコキシとＯＨとの混合物であ
る。

このポリアルコキシシランは熱分解するとＳｉｎｇに変
化するために耐圧や絶縁抵抗については問題はない。

然し、アルコキシの縮重合が進行したり、或いは熱分解
が起こる段階でポリマーに歪を生じ、またピンホールが
発生し易いことなどから、絶縁層の膜厚が０．５μｍ以
上となるとクランクを生ずると云う問題がある。

また、それ以下の膜厚においても電蝕不良を起こし易い
と云う問題があった。

〔発明が解決しようとする問題点３ 段差を解消すると共に耐熱性に優れ、絶縁抵抗の高い絶
縁層形成材としてシリコーンポリマーは適当な材料であ
るが、ポリアルコキシシランは膜厚が０．５μｍ以上と
なるとクラックを生じ、それ以下の膜厚でも電蝕不良を
起こし易いことが問題である。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の問題はシリコーンポリマーとしてポリシルメチレ
ンを用いることにより解決することができる。

〔作用〕

本発明に係るポリシルメチレンは第１図に示すような構
造式を示し、溶融温度は２００〜３００　’Ｃである。

そのため３５０〜４５０℃で熱硬化処理を行って縮重合
させる際にピンホールが発生してもこの穴埋めが行われ
、また歪も緩和される。

また、この樹脂は加熱により流動するため段差を完全に
平坦化することができる。

〔実施例〕

合成例： キシレン１００ｍ　ｌ中にモノマとして第３図に構造式
を示す１．３−ジシラシクロブタン３０ｇを、また触媒
として塩化白金触媒（（ＣＪ＋ｏ）ｚＰｔｚｃｌａ　）
　３０ｇを添加し、１００℃で３時間重合反応を行った
。

反応終了の後、反応溶液を濃縮し、アセトニトリル中に
投入して本発明に係り第１図に構造式を示すポリシルメ
チレンを沈澱回収した。

そして得られたポリマをベンゼン１００Ｉｌｌに溶解し
、凍結乾燥を行った。

得られたポリマの平均重量分子量は１．０　ＸＩＯ’で
あり、また分散度は２．０であった。

実施例： 上記の合成例で得たポリシルメチレンをキシレンに３０
重量％となるように溶解して樹脂溶液を作った。

次に、Ｓｉ基板上にバイポーラ素子を形成し、その上に
一層目のＡ１配線を行った。

ここで、ＡＩ配線の厚さは０．８μｍ、最少線幅は３μ
ｍ、・また最小線間隔は２μｍである。

かかる基板の上に上記の樹脂溶液を回転数３００Ｏｒｐ
ｍ、時間４５秒の条件でスピンコードし、１００℃で２
０分乾燥して溶剤を揮発させた後、３５０℃、６０分の
熱処理を行って硬化させて絶縁層を形成した。

なお、この条件で塗布して得られた膜厚は平坦部分で１
．０μ鋼、Ａｌ配線上では０．５μ麟、　　ＡＮ配線相
互間では１．２μ閑であった。

次に、この上にＰＳＧを１．０μＩの厚さに公知の方法
で形成した後にスルーホールを形成し、このｐｓｃ上に
二層目のＡ１配線の形成を行った。

次に、この上に保護膜としてＰＳＧを１．０　μｍの厚
さに形成し、電極取り出し用の窓開けを行ってバイポー
ラ素子を得た。

かかる素子は５００℃の空気中で１時間の加熱試験を行
った後、−６０℃より１５０℃の熱衝撃試験を１０回行
った後、８５℃、９０％Ｒ１１の環境の下で６■を１０
００時間に亙って印加する試験を行ったが異常はなく、
また特性不良も認められなかった。

〔発明の効果〕

以上記したように本発明の実施により基板上の段差は解
消されると共に、絶縁層は歪がなく平坦化することがで
き、また耐圧の優れた絶縁層を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はポリシルメチレンの構造式、 第２図はポリアルコキシシランの構造式、第３図はＬ３
−ジシラシクロブタンの構造式、である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　配線パターンの形成により生した段差を含む基板上に
   ポリシルメチレンを塗布し、乾燥させた後に熱硬化させ
   て使用することを特徴とする耐熱樹脂組成物。