JPH01225339A - 樹脂層間膜を用いた多層配線構造体の製造方法 - Google Patents
樹脂層間膜を用いた多層配線構造体の製造方法Info
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- JPH01225339A JPH01225339A JP5213388A JP5213388A JPH01225339A JP H01225339 A JPH01225339 A JP H01225339A JP 5213388 A JP5213388 A JP 5213388A JP 5213388 A JP5213388 A JP 5213388A JP H01225339 A JPH01225339 A JP H01225339A
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Landscapes
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
- Local Oxidation Of Silicon (AREA)
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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、樹脂層間膜を用いた多層配線構造体の製造方
法に関し、特に耐湿性が強化さｈた樹脂層間膜を利用し
た多層配線構造体の製造方法に関する。
法に関し、特に耐湿性が強化さｈた樹脂層間膜を利用し
た多層配線構造体の製造方法に関する。
従来、樹脂膜を層間絶縁膜として用いる多層配線は、樹
脂膜として耐熱性に優れたポリイミド樹脂すなわち芳香
族テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミンとを等モ
ルで反応せしめることによって形成したポリアミド酸溶
液を加熱重合せしめることによって形成した膜を用いて
いる。
脂膜として耐熱性に優れたポリイミド樹脂すなわち芳香
族テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミンとを等モ
ルで反応せしめることによって形成したポリアミド酸溶
液を加熱重合せしめることによって形成した膜を用いて
いる。
しかしながら上述したポリイミド樹脂は、このポリイミ
ド樹脂膜上に耐湿性強化のためにパッシベーション膜と
してプラズマ化学気相成長によるシリコン窒化膜等の無
機膜を形成したときにその無機膜にクラックが発生した
り（ＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＷｏｒｌｄ １９８
８年１０月号第４０頁）、しわが発生するという欠点が
あり、著しく耐湿性信頼性を劣化させるという問題があ
る。
ド樹脂膜上に耐湿性強化のためにパッシベーション膜と
してプラズマ化学気相成長によるシリコン窒化膜等の無
機膜を形成したときにその無機膜にクラックが発生した
り（ＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＷｏｒｌｄ １９８
８年１０月号第４０頁）、しわが発生するという欠点が
あり、著しく耐湿性信頼性を劣化させるという問題があ
る。
本発明の目的は上記問題点を解消したすなわち耐湿性の
強化された樹脂層間膜を用いた多層配線構造体の製造方
法を提供することにある。
強化された樹脂層間膜を用いた多層配線構造体の製造方
法を提供することにある。
本発明の樹脂層間膜を用いた多層配線構造体の製造方法
は、層間絶縁樹脂膜が下記の式（１）で表わされる芳香
族テトラカルボン酸二無水物と、式（２）で表わされる
ジアミンと、式（３）で表わされるアミノシリコン化合
物とを混合反応せしめることによって形成されるポリア
ミド酸シリコン型中間体を含有してなる溶液を塗布・熱
処理せしめることによって形成され、かつ、その層間絶
縁膜上に最終金属配線を形成後、３００〜４５０℃の温
度で熱処理をし、プラズマ化学気相成長シリコン窒化膜
又はプラズマ化学気相成長シリコン酸化窒化膜又は、プ
ラズマ化学気相成長シリコン酸化窒化膜と、プラズマ化
学気相成長シリコン窒化膜との２層膜によるカバー膜を
形成することを特徴としている。
は、層間絶縁樹脂膜が下記の式（１）で表わされる芳香
族テトラカルボン酸二無水物と、式（２）で表わされる
ジアミンと、式（３）で表わされるアミノシリコン化合
物とを混合反応せしめることによって形成されるポリア
ミド酸シリコン型中間体を含有してなる溶液を塗布・熱
処理せしめることによって形成され、かつ、その層間絶
縁膜上に最終金属配線を形成後、３００〜４５０℃の温
度で熱処理をし、プラズマ化学気相成長シリコン窒化膜
又はプラズマ化学気相成長シリコン酸化窒化膜又は、プ
ラズマ化学気相成長シリコン酸化窒化膜と、プラズマ化
学気相成長シリコン窒化膜との２層膜によるカバー膜を
形成することを特徴としている。
ＮＨｔ Ｒ” ＮＨｔ ・・
・・・・（２）ＮＨｔ−８Ｓｉ −Ｒ１−ｘ （ＯＲつ
、・・・・・・（３）式（１）〜（３）において、Ｒ１
は４価の炭素環式芳香族基を表わし、Ｒ２は炭素数６〜
３０個の芳香脂肪族又は、炭素数６〜３０個の炭素環式
芳香族基、Ｒ３及びＲ４は独立に、炭素数１〜６のアル
キル基又はフェニル基であり、Ｋは１≦に≦３の値であ
る。
・・・・（２）ＮＨｔ−８Ｓｉ −Ｒ１−ｘ （ＯＲつ
、・・・・・・（３）式（１）〜（３）において、Ｒ１
は４価の炭素環式芳香族基を表わし、Ｒ２は炭素数６〜
３０個の芳香脂肪族又は、炭素数６〜３０個の炭素環式
芳香族基、Ｒ３及びＲ４は独立に、炭素数１〜６のアル
キル基又はフェニル基であり、Ｋは１≦に≦３の値であ
る。
さらに上記のプラズマ化学気相成長シリコン窒化膜又は
プラズマ化学気相成長シリコン窒化膜はその内部応力が
圧縮応力でありその大きさが、１０ ”−１０”ｄｙｎ
ｅ／ａＡであることを特徴としている。
プラズマ化学気相成長シリコン窒化膜はその内部応力が
圧縮応力でありその大きさが、１０ ”−１０”ｄｙｎ
ｅ／ａＡであることを特徴としている。
本発明によれば層間膜として用いる樹脂膜中にＳｉＯ成
分を含有せしめることによってその樹脂膜上にカバー膜
としてその内部応力が圧縮応力であり、その大きさが１
０ ’〜１０ ”ｄｙｎｅ／ ａｉであるプラズマ化学
気相成長シリコン窒化膜又は、プ ・ラズマ化学気相成
長シリコン酸化窒化膜又は、プラズマ化学気相成長シリ
コン窒化膜とプラズマ化学気相成長シリコン窒化膜との
２層膜を形成したときにクラックやしわが発生しない。
分を含有せしめることによってその樹脂膜上にカバー膜
としてその内部応力が圧縮応力であり、その大きさが１
０ ’〜１０ ”ｄｙｎｅ／ ａｉであるプラズマ化学
気相成長シリコン窒化膜又は、プ ・ラズマ化学気相成
長シリコン酸化窒化膜又は、プラズマ化学気相成長シリ
コン窒化膜とプラズマ化学気相成長シリコン窒化膜との
２層膜を形成したときにクラックやしわが発生しない。
次に、本発明を実施例に基づき図面を用いて説明する。
本実施例で用いた樹脂膜形成用塗布溶液は７ミノシリコ
ン化合物として ＮＨｔ−ＯＳ ｉ （ＯＣＨｓ） ＊ で表わされる。Ｐ−７ミノフエニルトリメトキシシラン
をジアミンとしてジアミノジフェニルエーテルを、また
、芳香族テトラカルボン酸二無水物として、ベンゾフェ
ノンテトラカルボン酸二無水物を用いＰ−７ミノフエニ
ルトリメトキシシランのモル濃度を４０％とした。また
溶媒としてジメチルアセトアミドを用い溶液の粘度を３
００ｃｍ−ｐｏｉｓｅとした。
ン化合物として ＮＨｔ−ＯＳ ｉ （ＯＣＨｓ） ＊ で表わされる。Ｐ−７ミノフエニルトリメトキシシラン
をジアミンとしてジアミノジフェニルエーテルを、また
、芳香族テトラカルボン酸二無水物として、ベンゾフェ
ノンテトラカルボン酸二無水物を用いＰ−７ミノフエニ
ルトリメトキシシランのモル濃度を４０％とした。また
溶媒としてジメチルアセトアミドを用い溶液の粘度を３
００ｃｍ−ｐｏｉｓｅとした。
〔実施例１〕
本実施例では、シリコン基板上に本発明に基づく樹脂膜
を形成し、その樹脂膜上にプラズマ化学気相成長シリコ
ン窒化膜を形成し、クラック、しわが発生するかどうか
を調べた。なお比較としてＰ−７ミノフエニルトリメト
キシシランを含まないベンゾフェノンテトラカルボン酸
二無水物とジアミノジフェニルエーテルから成るポリイ
ミド樹脂膜を用いた。
を形成し、その樹脂膜上にプラズマ化学気相成長シリコ
ン窒化膜を形成し、クラック、しわが発生するかどうか
を調べた。なお比較としてＰ−７ミノフエニルトリメト
キシシランを含まないベンゾフェノンテトラカルボン酸
二無水物とジアミノジフェニルエーテルから成るポリイ
ミド樹脂膜を用いた。
シリコン基板上に本発明に基づく樹脂膜と、ポリイミド
膜を同様な熱処理を加えることにより約１．５μｍの膜
厚で形成し、最終熱処理を３５０℃。
膜を同様な熱処理を加えることにより約１．５μｍの膜
厚で形成し、最終熱処理を３５０℃。
４００℃、４５０℃で１時間、窒素ガス雰囲気中で施し
その試料上にプラズマ化学気相成長でそのガス流量比を
変えることにより、その内部応力が圧縮応力でありその
大きさをｌＸｌ０”〜１ｘｌＯ１１′ｄｙｎｅ／ａｄの
間で変化させ、３００℃の温度で厚さ約１．０μｍのシ
リコン窒化膜を形成したときのクラック、しわの有無を
調べた結果を第１表に示す。
その試料上にプラズマ化学気相成長でそのガス流量比を
変えることにより、その内部応力が圧縮応力でありその
大きさをｌＸｌ０”〜１ｘｌＯ１１′ｄｙｎｅ／ａｄの
間で変化させ、３００℃の温度で厚さ約１．０μｍのシ
リコン窒化膜を形成したときのクラック、しわの有無を
調べた結果を第１表に示す。
同図から本発明による樹脂膜を用いた場合にはその最終
熱処理温度が３５０℃、４００℃、４５０℃でさらにシ
リコン窒化膜の内部応力がｌＸｌ０’〜Ｉ Ｘ １０
”ｄｙｎｅの間でクランク、しわは発生しなかった。し
かしながらポリイミド樹脂膜の場合には、クラックは発
生しなかったが、しわが発生した。
熱処理温度が３５０℃、４００℃、４５０℃でさらにシ
リコン窒化膜の内部応力がｌＸｌ０’〜Ｉ Ｘ １０
”ｄｙｎｅの間でクランク、しわは発生しなかった。し
かしながらポリイミド樹脂膜の場合には、クラックは発
生しなかったが、しわが発生した。
第１表
〔実施例２〕
第１図（ａ）〜（ｇ）は実施例により耐湿性強化された
２層Ａ［配線構造体を形成する場合の工程断面図である
。
２層Ａ［配線構造体を形成する場合の工程断面図である
。
第２図（ａ）において半導体素子能動部が形成さり、さ
らに化学気相成長によるリンガラス膜２０２を介したポ
リシリコン電極２０３，２０３’ が形成された素子基
板２０１０表面に化学気相成長によるリンガラス膜２０
４を形成し、公知のリソグラフィー、ドライエツチング
により同図（ｂ）に示すようにポリシリコン電極と第１
のアルミニウム配線との電気的導通なとるための第１の
開口２０５゜２０５′を設け、続いてスパッタ法により
厚さ約１μｍのアルミニウム膜を形成し、フォトリソグ
ラフィー、ドライエツチングにより同図（Ｃ）に示すよ
うに第１のアルミニウム配線２０６，２０６′を形成す
る。次に、同図（ｄ）に示すように、本発明による塗布
溶液を毎分２０００回転で３０秒間回転塗布し、１００
℃で１時間、２４０℃で３０分間さらに４００℃で１時
間窒素ガス雰囲気中で熱処理し、約１．５μｍ厚の樹脂
膜２０７を形成する。
らに化学気相成長によるリンガラス膜２０２を介したポ
リシリコン電極２０３，２０３’ が形成された素子基
板２０１０表面に化学気相成長によるリンガラス膜２０
４を形成し、公知のリソグラフィー、ドライエツチング
により同図（ｂ）に示すようにポリシリコン電極と第１
のアルミニウム配線との電気的導通なとるための第１の
開口２０５゜２０５′を設け、続いてスパッタ法により
厚さ約１μｍのアルミニウム膜を形成し、フォトリソグ
ラフィー、ドライエツチングにより同図（Ｃ）に示すよ
うに第１のアルミニウム配線２０６，２０６′を形成す
る。次に、同図（ｄ）に示すように、本発明による塗布
溶液を毎分２０００回転で３０秒間回転塗布し、１００
℃で１時間、２４０℃で３０分間さらに４００℃で１時
間窒素ガス雰囲気中で熱処理し、約１．５μｍ厚の樹脂
膜２０７を形成する。
続いて樹脂膜のエツチングマスクとして約０．１μｍの
チタン金属膜をスパッタ法により形成し、公知のフォト
リソグラフィー、ドライエツチングによりチタン金属膜
と樹脂膜をエツチング後、エツチングマスクとして用い
たチタン金属を除去することによって同図（ｅ）に示す
ように第１のアルミニウム配線２０６，２０８’と、第
２のアルミニウム配線との電気的導通をとるための第２
の開口２０８゜２０８′を設ける。次にスパッタ法によ
り厚さ約１μｍのアルミニウム膜を形成し、フォトリソ
グラフィー、ドライエツチングにより同図（「）に示す
ように第２のアルミニウム配線２０９，２０９’ を形
成することによって２層アルミニウム配線構造体が形成
される。
チタン金属膜をスパッタ法により形成し、公知のフォト
リソグラフィー、ドライエツチングによりチタン金属膜
と樹脂膜をエツチング後、エツチングマスクとして用い
たチタン金属を除去することによって同図（ｅ）に示す
ように第１のアルミニウム配線２０６，２０８’と、第
２のアルミニウム配線との電気的導通をとるための第２
の開口２０８゜２０８′を設ける。次にスパッタ法によ
り厚さ約１μｍのアルミニウム膜を形成し、フォトリソ
グラフィー、ドライエツチングにより同図（「）に示す
ように第２のアルミニウム配線２０９，２０９’ を形
成することによって２層アルミニウム配線構造体が形成
される。
次に、樹脂膜が吸収した水分を除去するために、４００
℃で１５分間、窒素ガス雰囲気中で熱処理後、同図（ｇ
）に示すようにただちにプラズマ化学気相成長により３
５０℃の温度で約１μｍの厚さでその内部応力が圧縮応
力であり、その大きさが３×１０°ｄｙｎｅ／ａａであ
るシリコン窒化膜２１０を形成後、フォトリソグラフィ
ー、ドライエツチングによりチップ外と電気的導通をと
るためのアルミニ、ラムパッド上のシリコン窒化膜を除
去する。
℃で１５分間、窒素ガス雰囲気中で熱処理後、同図（ｇ
）に示すようにただちにプラズマ化学気相成長により３
５０℃の温度で約１μｍの厚さでその内部応力が圧縮応
力であり、その大きさが３×１０°ｄｙｎｅ／ａａであ
るシリコン窒化膜２１０を形成後、フォトリソグラフィ
ー、ドライエツチングによりチップ外と電気的導通をと
るためのアルミニ、ラムパッド上のシリコン窒化膜を除
去する。
以上の工程により耐湿性強化された２層アルミニウム配
線構造体が形成される。
線構造体が形成される。
本実施例で形成した耐湿性強化された２層アルミニウム
配線構造体を１５０℃で２気圧の飽和水蒸気中で３００
時間の耐湿性試験を行ったところ、アルミニウム配線の
腐食は全くないものであった。
配線構造体を１５０℃で２気圧の飽和水蒸気中で３００
時間の耐湿性試験を行ったところ、アルミニウム配線の
腐食は全くないものであった。
カバー膜として、２ Ｘ １０ ’ｄｙｎｅ／ａａの圧
縮応力を有するシリコン酸化窒化膜を用いた場合、シリ
コン酸化窒化膜との２層膜を用いた場合にも同様な効果
が得られた。
縮応力を有するシリコン酸化窒化膜を用いた場合、シリ
コン酸化窒化膜との２層膜を用いた場合にも同様な効果
が得られた。
以上説明したように本発明に基づく樹脂膜はその樹脂膜
上にその内部応力が圧縮応力であり、その大きさが１０
”−１０”ｄｙｍｅ／ｒｙＡであるプラズマ化学気相
成長によるシリコン窒化膜、又はシリコン酸化窒化膜、
又はシリコン窒化膜とシリコン酸化窒化膜との２層膜を
形成してもクラック、しわが発生しないため耐湿信頼性
を向上できるという効果がある。したがって、本発明に
よって得らｈる耐湿性強化された樹脂間膜を用いた多層
配線構造体は、高耐湿性、高信頼性を要求される半導体
装置に多大な効果をもたらす。
上にその内部応力が圧縮応力であり、その大きさが１０
”−１０”ｄｙｍｅ／ｒｙＡであるプラズマ化学気相
成長によるシリコン窒化膜、又はシリコン酸化窒化膜、
又はシリコン窒化膜とシリコン酸化窒化膜との２層膜を
形成してもクラック、しわが発生しないため耐湿信頼性
を向上できるという効果がある。したがって、本発明に
よって得らｈる耐湿性強化された樹脂間膜を用いた多層
配線構造体は、高耐湿性、高信頼性を要求される半導体
装置に多大な効果をもたらす。
第１図（ａ）〜（ｇ）は本発明の他の実施例に基づく耐
湿性の強化された２層アルミニウム配線構造体を形成す
る場合の工程断面図である。 ２０１・・・・・・素子基板、２０２・・・・・・リン
ガラス膜、２０３．２０３’・・・・・・ポリシリコン
電極、２０４・・・・・・リンガラス膜、２０５，２０
５’・・・・・・第１の開口、２０６，２０６’・・・
・・・第１のアルミニウム配線、２０７・・・・・・本
発明に基づく樹脂膜、２０８゜２０８′・・・・・・第
２の開口、・２０９，２０９’・・・・・・第２のアル
ミニウム配線、２１０・・・・・・シリコン窒化膜。 代理人 弁理士 内 原 音
湿性の強化された２層アルミニウム配線構造体を形成す
る場合の工程断面図である。 ２０１・・・・・・素子基板、２０２・・・・・・リン
ガラス膜、２０３．２０３’・・・・・・ポリシリコン
電極、２０４・・・・・・リンガラス膜、２０５，２０
５’・・・・・・第１の開口、２０６，２０６’・・・
・・・第１のアルミニウム配線、２０７・・・・・・本
発明に基づく樹脂膜、２０８゜２０８′・・・・・・第
２の開口、・２０９，２０９’・・・・・・第２のアル
ミニウム配線、２１０・・・・・・シリコン窒化膜。 代理人 弁理士 内 原 音
Claims (2)
- （１）層間絶縁樹脂膜が、下記の式（１）で表わされる
芳香族テトラカルボン酸二無水物と、式（２）で表わさ
れるジアミンと、式（３）で表わされるアミノシリコン
化合物とを混合反応せしめることによって形成されるポ
リアミド酸シリコン型中間体を含有してなる溶液を塗布
・熱処理せしめることによって形成され、続いて、該層
間絶縁樹脂膜上に最終金属配線を形成後、３００〜４５
０℃の温度で熱処理をし、プラズマ化学気相成長シリコ
ン窒化膜又は、プラズマ化学気相成長シリコン酸化窒化
膜又は、プラズマ化学気相成長シリコン酸化窒化膜と、
プラズマ化学気相成長シリコン窒化膜との、２層膜によ
るカバー膜を形成することを特徴とする耐湿性強化され
た樹脂層間膜を用いた多層配線構造体の製造方法 ▲数式、化学式、表等があります▼ （式（１）〜（３）において、Ｒ＾１は４価の炭素環式
芳香族基を表わし、Ｒ＾２は炭素数６〜３０個の芳香族
基、又は炭素数６〜３０個の炭素環式芳香族基、Ｒ＾３
及びＲ＾４は独立に炭素数１〜６のアルキル基、又はフ
ェニル基であり、Ｋは１≦Ｋ≦３の値である。） - （２）特許請求の範囲第１項記載の樹脂層間膜を用いた
多層配線構造体の製造方法において、前記該多層配線構
造体上に形成せしめるプラズマ化学気相成長シリコン窒
化膜、又はプラズマ化学気相成長シリコン酸化窒化膜は
その内部応力が圧縮応力でありその大きさが１０＾■〜
１０＾■ｄｙｎｅ／ｃｍ＾２であることを特徴とする樹
脂層間膜を用いた多層配線構造体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63052133A JP2743366B2 (ja) | 1988-03-04 | 1988-03-04 | 樹脂層間膜を用いた多層配線構造体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63052133A JP2743366B2 (ja) | 1988-03-04 | 1988-03-04 | 樹脂層間膜を用いた多層配線構造体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01225339A true JPH01225339A (ja) | 1989-09-08 |
| JP2743366B2 JP2743366B2 (ja) | 1998-04-22 |
Family
ID=12906370
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63052133A Expired - Fee Related JP2743366B2 (ja) | 1988-03-04 | 1988-03-04 | 樹脂層間膜を用いた多層配線構造体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2743366B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0555386A (ja) * | 1991-08-23 | 1993-03-05 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPH0590426A (ja) * | 1991-09-27 | 1993-04-09 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JP2014089992A (ja) * | 2012-10-29 | 2014-05-15 | Sumitomo Electric Device Innovations Inc | 半導体装置およびその製造方法 |
| US9640429B2 (en) | 2012-10-29 | 2017-05-02 | Sumitomo Electric Device Innovations, Inc. | Method of fabricating semiconductor device |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5779648A (en) * | 1980-11-05 | 1982-05-18 | Sanyo Electric Co Ltd | Multilayer wiring of semiconductor device |
| JPS62261149A (ja) * | 1986-05-08 | 1987-11-13 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
-
1988
- 1988-03-04 JP JP63052133A patent/JP2743366B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5779648A (en) * | 1980-11-05 | 1982-05-18 | Sanyo Electric Co Ltd | Multilayer wiring of semiconductor device |
| JPS62261149A (ja) * | 1986-05-08 | 1987-11-13 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0555386A (ja) * | 1991-08-23 | 1993-03-05 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPH0590426A (ja) * | 1991-09-27 | 1993-04-09 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JP2014089992A (ja) * | 2012-10-29 | 2014-05-15 | Sumitomo Electric Device Innovations Inc | 半導体装置およびその製造方法 |
| US9640429B2 (en) | 2012-10-29 | 2017-05-02 | Sumitomo Electric Device Innovations, Inc. | Method of fabricating semiconductor device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2743366B2 (ja) | 1998-04-22 |
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