DE102007037445B4 - Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung - Google Patents

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Abstract

Ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung, umfassend Ausbilden eines Isolierfilms, der ein Material mit einer Si-CH3-Bindung und Si-OH-Bindung enthält, und Bestrahlen des Isolierfilms mit Ultraviolettstrahlen, wobei:
das Ausmaß der Abnahme an C-Konzentration in dem Isolierfilm durch röntgenstrahlangeregte Photoelektronenspektroskopie nicht größer ist als 30%, und das Ausmaß der Abnahme von einer oder mehrerer Bindung(en), die aus der Gruppe ausgewählt ist/sind, die aus C-H-Bindung, O-H-Bindung und Si-O-Bindung von Si-OH besteht, in dem Isolierfilm als ein Ergebnis von Ultraviolettstrahlen-Bestrahlung nicht kleiner ist als 10%, oder
das Ausmaß der Abnahme des Kontaktwinkels des Isolierfilms nicht größer ist als 8%, und das Ausmaß der Abnahme von einer oder mehrerer Bindung(en), die aus der Gruppe ausgewählt ist/sind, die aus C-H-Bindung, O-H-Bindung und Si-O-Bindung von Si-OH besteht, in dem Isolierfilm als ein Ergebnis von Ultraviolettstrahlen-Bestrahlung nicht kleiner ist als 10%, oder
umfassend das Ausbilden einer Si-CH2-CH2-Si-Bindung und Si-CH2-Si-Bindung in dem Isolierfilm durch Ultraviolettstrahlen-Bestrahlung,...

Description

  • QUERVERWEIS AUF DAMIT IM ZUSAMMENHANG STEHENDE ANMELDUNGEN
  • Diese Anmeldung basiert auf und nimmt den Vorteil der Priorität der früheren Japanischen Patentanmeldungen Nr. 2006-224236 , die am 21. August 2006 angemeldet wurde, und der früheren Japanischen Patentanmeldungen Nr. 2007-176433 , die am 4. Juli 2007 angemeldet wurde, in Anspruch, deren gesamte Inhalte hier durch Bezugnahme inkorporiert werden.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Bereich der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung.
  • 2. Beschreibung des Stands der Technik
  • Ein Abfall bei der Geschwindigkeit der Signalausbreitung durch die Zunahme von parasitärer Kapazität eines Isolierfilms für eine Halbleitervorrichtung ist bekannt gewesen, aber die Leitungsverzögerung hatte bei der Generation keinen größeren Einfluss auf eine gesamte Vorrichtung, bei der der Linienabstand einer Halbleitervorrichtung 1 μm überstieg. Der Einfluss auf die Vorrichtungsgeschwindigkeit wird aber größer, wenn der Linienabstand 1 μm oder kleiner ist, und insbesondere wird der Einfluss der parasitären Kapazität zwischen den Linien einer Vorrichtung auf die Vorrichtungsgeschwindigkeit signifikant, wenn Schaltkreise mit einem Linienabstand von 0,1 μm oder weniger in der Zukunft ausgebildet werden.
  • Genauer ausgedrückt, da der Integrationsgrad von integrierten Halbleiterschaltungen zunimmt und die Vorrichtungs dichte gesteigert wird, nimmt insbesondere die Nachfrage nach mehrschichtigen Halbleiterelementen zu. Bei diesem Trend wird der Linienabstand geringer, beispielsweise aufgrund eines höheren Integrationsgrades, und wird die durch die Zunahme der Kapazität zwischen Linien bzw. Leitungen verursachte Leitungsverzögerung ein Problem. Die Leitungsverzögerung (T) wird beeinflusst durch den Leitungswiderstand (R) und die Kapazität zwischen Leitungen (C), und wird durch die folgende Formel 1 angegeben. T ∝ CR (1)
  • In Formel 1 wird die Beziehung von ε (Dielektrizitätskonstante) und C in Formel 2 gezeigt. C = ε0εrS/d (2)(wobei S eine Elektrodenfläche ist, ε0 die Dielektrizitätskonstante eines Vakuums ist, εr die Dielektrizitätskonstante eines Isolierfilms ist, und d ein Leitungsabstand ist.) Ein Verringern der Dielektrizitätskonstante eines Isolierfilms ist daher wirkungsvoll, um die Leitungsverzögerung zu verringern.
  • Gegenwärtig werden hauptsächlich Isolierfilme vom Beschichtungstyp mit niedriger Dielektrizitätskonstante, durch Plasma-CVD ausgebildete Ätzstoppschichten und Diffusions-Sperrisolierfilme als Isolierfilme bei den mehrschichtigen Verdrahtungsstrukturen von mehrschichtigen Verdrahtungsvorrichtungen, wie zum Beispiel Halbleitervorrichtungen, verwendet.
  • Herkömmlicherweise wurden Filme aus anorganischen Materialien, wie zum Beispiel Siliciumdioxid (SiO2), Siliciumnitrid (SiN), Phosphor-Silicium-Glas (PSG), etc., oder organische Polymere, wie zum Beispiel Polyimide, als diese Isolatoren verwendet. Jedoch weisen die am häufigsten bei Halbleitervorrichtungen verwendeten CVD-SiO2-Filme eine hohe spezifische Dielektrizitätskonstante von etwa 4 auf. Obwohl SiOF- Filme, die als ein CVD-Film mit niedriger Dielektrizitätskonstante untersucht wurden, eine spezifische Dielektrizitätskonstante von etwa 3,3–3,5 zeigen, sind sie hoch hygroskopisch, was zu einer Vergrößerung der Dielektrizitätskonstante führt. Zusätzlich sind in den vergangenen Jahren poröse Beschichtungen als Filme mit niedriger Dielektrizitätskonstante bekannt geworden, die durch Zugabe von organischen Harzen oder dergleichen erhalten werden, die durch Erwärmen zu Materialien für Filme mit niedriger Dielektrizitätskonstante verdampft oder zersetzt werden, gefolgt von Erwärmen während der Filmausbildung, um sie porös zu machen. Sie weisen jedoch eine schlechte mechanische Festigkeit auf, im Allgemeinen aufgrund der Porosität. Da die gegenwärtige Porengröße nicht kleiner ist als 10 nm, neigt, wenn die Porosität vergrößert wird, um die Dielektrizitätskonstante zu verkleinern, die Dielektrizitätskonstante aufgrund von Feuchtigkeitsabsorption dazu, zuzunehmen, sowie Filmfestigkeit dazu, abzunehmen.
  • Um diese Probleme zu lösen sind Verfahren untersucht worden, bei denen ein Isolierfilm nach Filmausbildung durch Ultraviolettstrahlen, Plasmastrahlen oder Elektronenstrahlen gehärtet wird, um den Film mit einer größeren Festigkeit zur Verfügung zu stellen. Jedoch neigt in allen diesen Verfahren die Dielektrizitätskonstante dazu zuzunehmen und die Filmdicke der Isolierfilme aufgrund von Elimination von organischen Gruppen (hauptsächlich CH3-Gruppe) dazu abzunehmen, was unzufriedenstellende Ergebnisse liefert. Es wurden auch Verfahren untersucht, bei denen ein Isolierfilm mit hoher Dichte auf einem porösen Isolierfilm ausgebildet wird, über den Ultraviolettstrahlen, Plasmastrahlen oder Elektronenstrahlen gestrahlt werden, als ein Versuch, eine derartige Beschädigung zu unterdrücken und die Filmfestigkeit zu erhöhen, wobei eine niedrige Dielektrizitätskonstante beibehalten wird (Literaturangaben 1 und 2).
    • Literaturangabe 1: Japanische Patentanmeldung 2004-356618 (Ansprüche)
    • Literaturangabe 2: Japanische Patentanmeldung 2005-235850 (Ansprüche)
  • Zum technischen Hintergrund der Erfindung werden die US 2006/0128166 A1 , US 2006/0128167 A1 , US 2005/0194619 A1 , US 6,566,278 B1 und die EP 1 482 550 A2 genannt. Diesen Druckschriften ist kein Hinweis auf die Merkmalskombination des Anspruchs 1 der vorliegenden Erfindung zu entnehmen.
  • Die Erfindung ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 definiert.
  • Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
  • Es ist bevorzugt, dass die Ultraviolettstrahlen, die durch den Filter hindurchgetreten sind, einen oder mehrere Peak(s) mit einer Eigenschaft aufweisen, dass das Ausmaß der Abnahme des Kontaktwinkels des Isolierfilms nicht größer ist als 8%, und das Ausmaß der Abnahme von einer oder mehrerer Bindung(en), die aus der Gruppe ausgewählt ist/sind, die aus C-H-Bindung, O-H-Bindung und Si-O-Bindung von Si-OH besteht, in dem Isolierfilm als ein Ergebnis von Ultraviolettbestrahlung nicht kleiner ist als 10%.
  • Bezüglich beider Aspekte ist es bevorzugt, dass das Verfahren Ausbilden einer Si-CH2-CH2-Si-Bindung und Si-CH2-Si-Bindung in dem Isolierfilm durch die Ultraviolettstrahlen-Bestrahlung ausbildet.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Herstellen einer mehrschichtigen Verdrahtungsvorrichtung bereitgestellt, das Ausbilden eines Isolierfilms, der ein Material mit einer Si-CH3-Bindung und Si-OH-Bindung enthält, und Modifizieren des Isolierfilms durch Bestrahlen des Isolierfilms mit Ultraviolettstrahlen umfasst, wobei das Verfahren umfasst: Ausbilden einer Si-CH2-CH2-Si-Bindung und Si-CH2-Si-Bindung in dem Isolierfilm durch die Ultraviolettstrahlen-Bestrahlung.
  • Gemäß diesen Aspekten ist es möglich, eine mehrschichtige Verdrahtungsvorrichtung mit einem Isolierfilm mit niedriger Dielektrizitätskonstante zu erhalten, der eine hohe Filmfestigkeit aufweist und Zunahme seiner Dielektrizitätskonstante aufgrund von Feuchtigkeitsabsorption verhindern kann. Dadurch ist es möglich, sowohl Verzögerung bei der Ansprechgeschwindigkeit der Vorrichtung zu verhindern, die durch eine Vergrößerung von parasitärer Kapazität in der mehrschichtigen Verdrahtungsvorrichtung verursacht wird, als auch die Abnahme ihrer Vorrichtungszuverläs sigkeit. Es ist auch möglich, die Ausbeute zu verbessern und eine mehrschichtige Verdrahtungsvorrichtung mit höherer Zuverlässigkeit durch Einschränken der Wärme-Vorgeschichte durch einen Filter zur Verfügung zu stellen, der Wellenlängen abschneidet, die für die Ultraviolettstrahlen-Härtung nicht notwendig sind.
  • Es ist bevorzugt, dass die Ultraviolettstrahlen, die durch den Filter hindurchgetreten sind, einen oder mehrere Peak(s) mit einer Eigenschaft aufweisen, dass das Ausmaß der Abnahme an C-Konzentration durch röntgenstrahlangeregte Photoelektronenspektroskopie nicht größer ist als 30%, und das Ausmaß der Abnahme von einer oder mehrerer Bindung(en), die aus der Gruppe ausgewählt ist/sind, die aus C-H-Bindung, O-H-Bindung und Si-O-Bindung von Si-OH besteht, als ein Ergebnis von Ultraviolettbestrahlung nicht kleiner ist als 10%.
  • Es ist bevorzugt, dass die Ultraviolettstrahlen, die durch den Filter hindurchgetreten sind, einen oder mehrere Peak(s) mit einer Eigenschaft aufweisen, dass das Ausmaß der Abnahme des Kontaktwinkels des Isolierfilms nicht größer ist als 8%, und das Ausmaß der Abnahme von einer oder mehrerer Bindung(en), die aus der Gruppe ausgewählt ist/sind, die aus C-H-Bindung, O-H-Bindung und Si-O-Bindung von Si-OH besteht, als ein Ergebnis von Ultraviolettbestrahlung nicht kleiner ist als 10%.
  • Des weiteren ist es bezüglich der letzten zwei obigen Aspekte der modifizierten Isolierfilme bevorzugt, dass der modifizierte Isolierfilm eine Si-CH2-CH2-Si-Bindung und eine Si-CH2-Si-Bindung enthält, die in dem Isolierfilm durch die Ultraviolettstrahlen-Bestrahlung ausgebildet sind.
  • Bezüglich aller oben beschriebenen Aspekte von modifizierten Isolierfilmen ist es bevorzugt, dass der modifizierte Isolierfilm eine Si-O-Si-Bindung enthält, die in dem Isolierfilm ausgebildet ist; dass die Ultraviolettstrahlen, die durch den Filter hindurchgetreten sind, eine kumulative Beleuchtungsintensität in dem längeren Wellenlängenbereich von nicht kürzer als 320 nm aufweisen, die nicht größer ist als 136% einer kumulativen Beleuchtungsintensität in dem Wellenlängenbereich von nicht länger als 320 nm, und dass die Ultraviolettstrahlen wenigstens einen Peak in dem Bereich von nicht länger als 320 nm aufweisen; dass der modifizierte Isolierfilm einer Wärmebehandlung bei einer Temperatur in dem Bereich von 50–470°C während der Ultraviolettstrahlen-Bestrahlung unterzogen worden ist; und dass der modifizierte Isolierfilm einer Ultraviolettstrahlen-Bestrahlung unterzogen worden ist, nachdem ein weiterer Isolierfilm über dem Isolierfilm ausgebildet worden ist, durch den Ultraviolettstrahlen hindurchtreten können, um den Isolierfilm zu erreichen.
  • Durch die vorliegende Erfindung ist es möglich, einen Isolierfilm mit niedriger Dielektrizitätskonstante zu erhalten, der eine große Filmfestigkeit aufweist und eine Vergrößerung der Dielektrizitätskonstante aufgrund von Feuchtigkeitsabsorption verhindern kann. Dadurch ist es möglich, bei dem Verfahren für eine mehrschichtige Verdrahtung einer mehrschichtigen Verdrahtungsvorrichtung die parasitäre Kapazität zu verringern, die zwischen Verdrahtungsleitungen erzeugt wird, und Verzögerung bei der Ansprechgeschwindigkeit der Vorrichtung und eine Abnahme der Zuverlässigkeit aufgrund erhöhter parasitärer Kapazität in mehrschichtigen Verdrahtungsvorrichtungen zu verhindern, die durch hoch integrierte Halbleitervorrichtungen repräsentiert sind, wie zum Beispiel IC und LSI. Die vorliegende Erfindung ist insbesondere anwendbar bei Leiterplatten, etc. die eine höhere Ansprechgeschwindigkeit erfordern.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1–8 sind jeweils eine schematische Querschnittsansicht einer mehrschichtigen Verdrahtungsvorrichtung während der Herstellung, um Beispiele und Vergleichsbeispiele der vorliegenden Erfindung zu erläutern;
  • 9 ist ein Ultraviolett-Absorptionsspektrum eines porösen Isolierfilms einer üblichen Siliciumverbindung;
  • 10 ist ein beispielhaftes FT-IR-Spektrum; und
  • 11 ist ein Emissionsspektrum einer Hochdruck-Quecksilberlampe (UVL-7000H4-N, Ushio electric Inc.).
    • 10
    Halbleitersubstrat
    12
    Element-Trennfilm
    14
    Element-Domäne
    16
    Isolierfilm
    18
    Gate-Elektrode
    20
    Seitenwand-Isolierfilm
    22
    Source/Drain-Diffusionsschicht
    24
    Transistor
    26
    Zwischenschicht-Isolierfilm
    28
    Sperrfilm
    30
    Kontaktloch
    32
    Haftschicht
    34
    Leiterstecker
    36
    Zwischenschicht-Isolierfilm
    38
    Zwischenschicht-Isolierfilm
    40
    Zwischenschicht-Isolierfilm
    42
    Photoresistfilm
    44
    Öffnung
    46
    Aussparung
    48
    Laminierter Film
    50
    Verdrahtungsleitung
    52
    Zwischenschicht-Isolierfilm
    54
    Zwischenschicht-Isolierfilm
    56
    Zwischenschicht-Isolierfilm
    58
    Zwischenschicht-Isolierfilm
    60
    Zwischenschicht-Isolierfilm
    62
    Photoresistfilm
    64
    Öffnung
    66
    Kontaktloch
    68
    Photoresistfilm
    70
    Öffnung
    72
    Aussparung
    74
    Laminierter Film
    76
    Cu-Film
    76a
    Verdrahtungsleitung
    76b
    Leiterstecker
    78
    Zwischenschicht-Isolierfilm
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Verwenden von Zeichnungen, Tabellen, Formeln, Beispielen, etc. beschrieben. Die Zeichnungen, Tabellen, Formeln, Beispiele, etc. sowie die Erläuterungen dienen dem Zweck der Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung, und begrenzen nicht den Bereich der vorliegenden Erfindung. Es ist selbstverständlich, dass andere Ausführungsformen im Bereich der vorliegenden Erfindung liegen können, so lange sie mit dem Kern der vorliegenden Erfindung übereinstimmen.
  • Wenn ein Isolierfilm, der ein Material mit einer Si-CH3-Bindung und Si-OH-Bindung enthält, in einer mehrschichtigen Verdrahtungsvorrichtung hergestellt wird, wird der Isolierfilm oftmals modifiziert und durch Bestrahlung mit aktiven Energiestrahlen, wie zum Beispiel Ultraviolettstrahlen gehärtet. Jedoch treten Probleme auf, da eine Si-OH-Bindung aufgrund von Spaltung einer Si-C-Bindung von Si-CH3 durch die Bestrahlung mit Strahlung mit aktiver Energie erzeugt wird, was ein Abnehmen der Feuchtigkeitsbeständigkeit und ein Zunehmen der Dielektrizitätskonstante des Isolierfilms verursacht. Es gibt auch weitere Probleme, da die Temperatur des Substrats durch die Bestrahlung mit Strahlen mit aktiver Energie, wie zum Beispiel Ultraviolettstrahlen, erhöht wird, so dass die Wärme-Vorgeschichte in Abhängigkeit von der aufgetretenen Temperatur sowohl ein Abnehmen der Ausbeute als auch der Zuverlässigkeit von LSI verursachen würde.
  • Als ein Ergebnis von Untersuchungen wurde herausgefunden, dass es in den Ultraviolettstrahlen Wellenlängenbereiche gibt, die eine Eigenschaft aufweisen, dass das Ausmaß der Abnahme an C-Konzentration des Isolierfilms durch röntgen strahlangeregte Photoelektronenspektroskopie nicht größer ist als 30%, und das Ausmaß der Abnahme von einer oder mehrerer Bindung(en), die aus der Gruppe ausgewählt ist/sind, die aus C-H-Bindung, O-H-Bindung und Si-O-Bindung von Si-OH besteht, in dem Isolierfilm als ein Ergebnis von Ultraviolettbestrahlung nicht kleiner ist als 10%; dass es möglich ist, einem Isolierfilm eine hohe Festigkeit zu verleihen, während seine niedrige Dielektrizitätskonstante beibehalten wird, und Feuchtigkeitsbeständigkeit beizubehalten, wenn derartige Wellenlängenbereiche verwendet werden; und dass es nützlich ist, einen Filter zu verwenden, der eine spezielle Eigenschaft für Ultraviolettstrahlen-Bestrahlung aufweist, um diese Wellenlängenbereiche zu realisieren und es zu erleichtern, eine hohe Festigkeit bei einer niedrigen Temperatur zu erhalten, während der Anstieg der Substrattemperatur beschränkt wird. Es ist auch möglich, im Wesentlichen die Abnahme der C-Konzentration zu verhindern (wie nachfolgend beschrieben ist, wird dies so verstanden, dass es bedeutet, dass im Wesentlichen Spaltung von Si-C-Bindung von SiCH3 verhindert wird), und gleichzeitig die Spaltung von einer oder mehrerer Bindung(en), die aus der Gruppe ausgewählt ist/sind, die aus C-H-Bindung, O-H-Bindung und Si-O-Bindung von Si-OH besteht, zu erzielen. Hier bezieht sich das im Wesentlichen Verhindern des Abnehmens der C-Konzentration (das heißt, im Wesentlichen Verhindern der Spaltung der Si-C-Bindung) auf eine Tatsache, dass das Ausmaß der Abnahme von C-Konzentration durch die röntgenstrahlangeregte Photoelektronenspektroskopie nicht größer ist als 15%.
  • Als Grund dafür, dass es möglich ist, die Festigkeit eines Isolierfilms hoch zu machen, während eine niedrige Dielektrizitätskonstante beibehalten wird, oder seine Feuchtigkeitsbeständigkeit beizubehalten, wenn ein solcher Wellenlängenbereich oder ein Filter verwendet wird, wird angenommen, dass das Abnehmen der C-Konzentration durch die röntgenstrahlangeregte Photoelektronenspektroskopie die Abnahme der Si-C-Bindung von Si-CH3 bedeutet, und es möglich ist, wenn die Abnahme an Si-C-Bindung von Si-CH3 unterdrückt wird, die Zunahme seiner hygroskopischen Eigenschaften aufgrund von Bildung von Si-OH-Bindung zu unterdrücken, und dass es möglich ist, die Veränderungen für Vernetzen (Härten) durch Entfernen von Wasserstoff aus CH3 zu vergrößern, was zu einer hohen Filmfestigkeit führt. Wenn Spaltung von C-H-Bindung, O-H-Bindung und Si-O-Bindung von Si-OH stattfindet, kann dies auch Veränderungen von Vernetzung verstärken, was zu einer Erhöhung der Filmfestigkeit führt. Des Weiteren kann Spaltung von O-H-Bindung und Si-O-Bindung von Si-OH die Feuchtigkeitsbeständigkeit erhöhen. Mit anderen Worten ist es wichtig, die Spaltung von einer oder mehreren Bindung(en), die aus der Gruppe ausgewählt ist/sind, die aus C-H-Bindung, O-H-Bindung und Si-O-Bindung von Si-OH besteht zu bewirken, bevorzugt vor der Spaltung der von Si-C-Bindung von Si-CH3.
  • Mit anderen Worten wird entsprechend dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer mehrschichtigen Verdrahtungsvorrichtung zur Verfügung gestellt, das Ausbilden eines Isolierfilms umfasst, der ein Material mit einer Si-CH3-Bindung und Si-OH-Bindung enthält, und Modifizieren des Isolierfilms durch Bestrahlen des Isolierfilms mit Ultraviolettstrahlen durch einen Filter, wobei: als der Filter ein Filter verwendet wird, der eine Eigenschaft aufweist, dass das Ausmaß der Abnahme der C-Konzentration des Isolierfilms durch röntgenstrahlangeregte Photoelektronenspektroskopie nicht größer ist als 30%, und das Ausmaß der Abnahme von einer oder mehrerer Bindung(en), die aus der Gruppe ausgewählt ist/sind, die aus C-H-Bindung, O-H-Bindung und Si-O-Bindung von Si-OH besteht, in dem Isolierfilm als ein Ergebnis von Ultraviolettbestrahlung nicht kleiner ist als 10%. Es ist bevorzugt, dass das Ausmaß der Abnahme an C-Konzentration nicht größer ist als 15%, oder das Ausmaß der Abnahme von einer oder mehrerer Bindung(en), die aus der Gruppe ausgewählt ist/sind, die aus C-H-Bindung, O-H-Bindung und Si-O-Bindung von Si-OH besteht, nicht kleiner ist als 20%. Es ist noch bevorzugter, dass die beiden Bedingungen erfüllt sind.
  • Folglich ist es möglich, einen Isolierfilm mit niedriger Dielektrizitätskonstante zu erhalten, der eine große Filmfestigkeit aufweist und Zunahme der Dielektrizitätskonstante aufgrund von Feuchtigkeitsabsorption verhindern kann. Wenn dieser Isolierfilm verwendet wird ist es möglich, die zwischen Verdrahtungsleitungen in einer mehrschichtigen Verdrahtungsvorrichtung gebildete parasitäre Kapazität zu verringern, und eine Verzögerung bei der Ansprechgeschwindigkeit der Vorrichtung und eine Abnahme der Zuverlässigkeit aufgrund einer Zunahme von parasitärer Kapazität zu verhindern. Daher kann eine mehrschichtige Verdrahtungsvorrichtung, die diesen Isolierfilm verwendet, der Forderung nach einer höheren Ansprechgeschwindigkeit nachkommen.
  • Ob ein Filter eine Eigenschaft aufweisen kann, dass das Ausmaß der durch röntgenstrahlangeregte Photoelektronenspektroskopie bestimmten Abnahme von C-Konzentration nicht größer ist als ein bestimmter Wert, und/oder eine Eigenschaft, dass als ein Ergebnis von Ultraviolettstrahlen-Bestrahlung das Ausmaß der Abnahme von einer oder mehrerer Bindung(en), die aus der Gruppe ausgewählt ist/sind, die aus C-H-Bindung, O-H-Bindung und Si-O-Bindung von Si-OH besteht, nicht kleiner ist als ein bestimmter Wert, kann auf dem folgenden Weg festgestellt werden.
  • Zuerst wird die zeitliche Veränderung bei der C-Konzentration (Kohlenstoffkonzentration, Atom%) unter Verwenden von XPS (röntgenstrahlangeregte Photoelektronenspekt roskopie) bestimmt. In diesem Fall kann die Veränderung bei der C-Konzentration beliebig bestimmt werden. Sie kann durch Erhalten einer Beziehung zu dem konkreten Wert der Konzentration bestimmt werden. Da sie ein relativer Wert ist, ist es oftmals auch geeignet, sie durch Peakhöhen von Spektren, Flächen von Spektren oder andere ähnliche Werte zu bestimmen, die als Indizes verwendet werden können.
  • Das Ausmaß der Abnahme von einer oder mehrerer Bindung(en), die aus der Gruppe ausgewählt ist/sind, die aus C-H-Bindung, O-H-Bindung und Si-O-Bindung von Si-OH besteht, wird auf ähnliche Weise bestimmt. In diesem Fall gibt es keine besondere Beschränkung bezüglich des Messverfahrens, und es kann jedes bekannte Verfahren verwendet werden. Es können FT-IR (Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie), XPS und eine Kombination aus FT-IR und XPS angewandt werden. Hier ist zu beachten, dass Isolierfilme, die unter den gleichen Bedingungen hergestellt werden, wie jene gegenwärtig verwendeten, als die Isolierfilme verwendet werden können, die die Messobjekte sind. Es können auch jene Isolierfilme, die unter Bedingungen hergestellt werden, die die gegenwärtig verwendeten Bedingungen simulieren, als die Isolierfilme verwendet werden, die die Messobjekte sind.
  • In einem solchen Fall kann das Ausmaß der Abnahme an Bindungen durch konkrete Konzentrationswerte bestimmt werden. Da sie ein relativer Wert ist, ist es oftmals auch geeignet, sie durch Peakhöhen von Spektren, Flächen von Spektren oder andere ähnliche Werte zu bestimmen, die als Indizes verwendet werden können.
  • Das Folgende stellt ein Analysebeispiel unter Verwenden von FT-IR und XPS dar. In diesem Fall ist es möglich, durch Messen der Änderung der C-Konzentration mittels XPS zuerst zu beobachten, dass die Si-C-Bindung von Si-CH3-Bindung gebrochen worden ist. Dies nutzt die Tatsache, dass wenn die Si-C- Bindung in Si-CH3-Bindung gebrochen wird, die C-Konzentration verringert ist, da C nicht in dem Film verbleibt und aus dem Film austritt.
  • Das heißt, wenn zum Beispiel ein Wert von 8 Atom% vor Ultraviolettstrahlen-Bestrahlung zu einem Wert von 6 Atom% nach einer bestimmten Zeitdauer an Bestrahlung führt, (8 – 6)/8 = 0,25, das Ausmaß der Abnahme 13% ist.
  • Als nächstes werden die Verhältnisse der durch FT-IR erhaltenen Si-CH3-Peakintensität (in der Nachbarschaft von 1.276 cm–1) zur Filmdicke (nm) vor und nach einer bestimmten Dauer an Ultraviolettbestrahlung berechnet. Dann ist es durch Vergleichen der Werte möglich zu bestimmen, wie viel der Si-CH3-Bindung in dem Film durch die Ultraviolett-Bestrahlung verringert ist.
  • Wenn man zum Beispiel annimmt, dass das Verhältnis einer Peakintensität (in der Nachbarschaft von 1.276 cm–1) einer Si-CH3-Bindung zu einer Dicke (nm) 85 (/mm) vor Ultraviolettbestrahlung beträgt und 50 (/mm) nach einer bestimmten Dauer der Ultraviolettbestrahlung, ist das Ausmaß der Abnahme (85 – 50) = 0,4, oder beträgt das Ausmaß der Abnahme 40%.
  • Die Verringerung der Si-CH3-Bindung umfasst die Verringerung der Si-C-Bindung und C-H-Bindung. Daher wird das das Ausmaß der Abnahme von C-H-Bindung als 40 – 13 = 27% berechnet.
  • Wenn eine Bestrahlungsdauer, die die Erfordernisse entsprechend der vorliegenden Erfindung erfüllt, auf diesem Weg gefunden wird, führt dies dazu, dass Ultraviolettstrahlen zur Verfügung gestellt werden, die die Erfordernisse der vorliegenden Erfindung erfüllen. Wenn ein Bereich an Bestrahlungsdauer die Anforderungen der vorliegenden Erfindung erfüllt ist es möglich, wie jeweils anwendbar, eine geeignete Dauer auszuwählen.
  • Es ist wünschenswert, dass die Ultraviolettstrahlen, die durch einen Filter hindurchgetreten sind, einen oder mehrere Peaks aufweisen, die eine Eigenschaft aufweisen, dass das Ausmaß der Abnahme an C-Konzentration des Isolierfilms durch röntgenstrahlangeregte Photoelektronenspektroskopie nicht größer ist als 30%, und das Ausmaß der Abnahme von einer oder mehrerer Bindung(en), die aus der Gruppe ausgewählt ist/sind, die aus C-H-Bindung, O-H-Bindung und Si-O-Bindung von Si-OH besteht, in dem Isolierfilm als ein Ergebnis von Ultraviolettbestrahlung nicht kleiner ist als 10%. Mit anderen Worten, es wurde herausgefunden, dass es in Ultraviolettstrahlen eine Mehrzahl an Peaks gibt, die eine Eigenschaft aufweisen, dass das Ausmaß der Abnahme von C-Konzentration durch röntgenstrahlangeregte Photoelektronenspektroskopie nicht größer ist als 30%, und das Ausmaß der Abnahme von einer oder mehrerer Bindung(en), die aus der Gruppe ausgewählt ist/sind, die aus C-H-Bindung, O-H-Bindung und Si-O-Bindung von Si-OH besteht, als ein Ergebnis von Ultraviolettbestrahlung nicht kleiner ist als 10%. Genauer ausgedrückt, es gibt Peaks in der Nachbarschaft von 220, 260, 280 und 300 nm. Es ist bevorzugt, einen solchen Peak zu verwenden, oder einen Filter auszuwählen, um einen solchen Peak zu verwenden.
  • Des Weiteren wurde im Verlauf der Untersuchungen der vorliegenden Erfindung herausgefunden, dass der Kontaktwinkel des interessierenden Isolierfilms abnahm. Dies kann auch auf der Abnahme der Si-C-Bindung von Si-CH3 beruhen. Somit verwendet der zweite Aspekt der vorliegenden Erfindung bei den oben beschriebenen Bedingungen eine Bedingung, dass ”das Ausmaß der Abnahme des Kontaktwinkels des Isolierfilms nicht größer ist als 8%” anstelle von der Bedingung, dass ”die Abnahme an C-Konzentration durch röntgenstrahlangeregte Photoelektronenspektroskopie nicht größer ist als 30%”. Das gleiche kann auf die Ultraviolettstrahlenpeaks angewandt werden.
  • In diesem Fall ist die Bedingung, die der oben beschriebenen Bedingung, dass ”die Abnahme an C-Konzentration durch röntgenstrahlangeregte Photoelektronenspektroskopie nicht größer ist als 15%” entspricht, dass ”das Ausmaß der Abnahme des Kontaktwinkels des Isolierfilms nicht größer ist als 5%”. Das Verfahren zum Messen des Kontaktwinkels eines Isolierfilms kann aus einem der bekannten Verfahren ausgewählt werden.
  • Gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wurde herausgefunden, dass ein modifizierter Isolierfilm, der durch Ausbilden eines Isolierfilms, der ein Material mit einer Si-CH3-Bindung und Si-OH-Bindung enthält, ausgebildet ist, und Modifizieren des Isolierfilms durch Bestrahlen des Isolierfilms mit Ultraviolettstrahlen, um eine Si-CH2-CH2-Si-Bindung und Si-CH2-Si-Bindung in dem Isolierfilm auszubilden, als ein Isolierfilm mit niedriger Dielektrizitätskonstante verwendbar ist, der eine große Filmfestigkeit aufweist und der eine Zunahme der Dielektrizitätskonstante aufgrund von Feuchtigkeitsabsorption verhindern kann.
  • Es wird angenommen, dass die Ursache für die Tatsache, dass die Feuchtigkeitsbeständigkeit und Filmfestigkeit erhöht sind, während die niedrige Dielektrizitätskonstante beibehalten bleibt, ein Ergebnis davon ist, dass die Si-C-Bindung von Si-CH3 nicht stark gebrochen wird und sich zu Si-CH2-CH2-Si-Bindung und/oder Si-CH2-Si-Bindung verändert, und die Si-O-Bindung von Si-OH zur Si-CH2-CH2-Si-Bindung und/oder Si-CH2-Si-Bindung gespalten wird. Wenn in diesem Fall wie oben beschrieben der Filter verwendet wird, wurde tatsächlich auch die Ausbildung von Si-CH2-CH2-Si-Bindung und Si-CH2-Si-Bindung in dem Isolierfilm festgestellt.
  • Bei diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine wünschenswerte Wirkung durch Auswählen des Typs an zu verwendenden Ultraviolettstrahlen zu erzielen. Es ist auch dienlich, einen Filter zu verwenden. Der Filter kann auch in geeigneter Weise aus Filtern für Ultraviolettstrahlen ausgewählt sein.
  • Si-CH2-CH2-Si-Bindung und Si-CH2-Si-Bindung können auch durch FT-IR nachgewiesen werden. Das FT-IR-Spektrum in 10 zeigt, dass Peaks auf Basis von -CH2- nahe 2850 cm–1 und 2925 cm–1 durch Ultraviolettstrahlen-Bestrahlung auftreten, durch die bestätigt werden kann, dass Si-CH2-CH2-Si-Bindung und Si-CH2-Si-Bindung in dem Isolierfilm ausgebildet sind. Es können auch andere Verfahren, wie zum Beispiel XPS, für die Messung angewandt werden. Wenn Si-CH2-CH2-Si-Bindung und/oder Si-CH2-Si-Bindung durch solch ein analytisches Verfahren nachgewiesen wird/werden, ist es möglich zu dem Schluss zu kommen, dass die Si-CH2-CH2-Si-Bindung und/oder Si-CH2-Si-Bindung ausgebildet sind/ist.
  • Es ist auch bevorzugt, den ersten oder zweiten Aspekt mit dem dritten Aspekt zu kombinieren, oder den ersten, zweiten und dritten Aspekt zu kombinieren. In jedem Fall ist es wegen seines Beitrags zu der Filmfestigkeit und der Zunahme der Feuchtigkeitsbeständigkeit auf Grundlage der gleichen Gründe wie oben auch bevorzugt, dass der oben beschriebene modifizierte Isolierfilm erhalten wird durch Ausbilden der Si-O-Si-Bindung. Die Si-O-Si-Bindung kann auch durch FT-IR nachgewiesen werden. Es können auch andere Verfahren, wie zum Beispiel XPS, angewandt werden.
  • Es wird angenommen, dass die Ausbildung der Bindungen von den Si-CH2-CH2-Si-, Si-CH2-Si- und Si-O-Si-Bindungen wie in den folgenden Formeln gezeigt verläuft. 2Si-CH3 → Si-CH2-CH2-Si + H2 Si-CH3 + Si-OH → Si-CH2-Si + H2O 2Si-OH → Si-O-Si + H2O
  • Der modifizierte Isolierfilm kann manchmal auch einige Funktionen aufweisen, die von der Isolierfunktion verschieden sind, wie zum Beispiel eine Funktion, Migration von Verdrahtungsmetallen zu verhindern, etc., eine Funktion einer Ätzsperre, etc. Es kann eine Mehrzahl an erfindungsgemäßen modifizierten Isolierfilmen in eine mehrschichtige Verdrahtungsvorrichtung eingebracht sein.
  • Der Isolierfilm kann aus einem Ausgangsmaterial ausgebildet sein, das ein willkürlich ausgewählter Isolierfilm ist, der ein Material enthält, das Si-CH3-Bindung und Si-OH-Bindung vor Ultraviolettstrahlen-Bestrahlung enthält.
  • Es gibt keine besondere Beschränkung in Bezug auf das Material mit Si-CH3-Bindung und Si-OH-Bindung, und es kann aus einem der bekannten Materialien ausgewählt sein. Typischerweise fällt unter diese Kategorie, was als Isolierfilm vom Siliciumtyp bezeichnet wird. Es gibt keine besondere Beschränkung dahin, wie viel Material mit Si-CH3-Bindung und Si-OH-Bindung enthalten ist. Es ist zweckmäßig, ein geeignetes Material auf der Grundlage auszuwählen, ob ein erwünschtes Ergebnis als ein Ergebnis des Durchführens der vorliegenden Erfindung erzielt wird oder nicht. Ob Si-CH3-Bindung und Si-OH-Bindung in einem Material vorhanden sind oder nicht, kann durch irgendein Verfahren festgestellt werden. FT-IR ist ein Beispiel.
  • Ein solcher Isolierfilm weist üblicherweise Poren im Inneren des Films auf. Kohlenstoff dotierte SiO2-Filme, die durch ein Damphphasen-Wachstumsverfahren ausgebildet werden, poröse Kohlenstoff dotierte SiO2-Filme, die Poren aufweisen, die durch Zugeben einer thermisch zersetzbaren Verbindung zu einem Kohlenstoff dotierten SiO2-Film ausgebildet sind, poröse Materialfilme vom Siliciumdioxid-Typ, die durch ein Rotationsbeschichtungsverfahren ausgebildet sind, und poröse organische Filme sind spezielle Beispiele. Poröse Filme vom Sliciumdioxid-Typ, die durch ein Rotationsbeschichtungsverfahren hergestellt sind, sind unter einem Gesichtspunkt der Steuerung der Poren und Dichte bevorzugt.
  • Beispiele von porösen Materialien vom Siliciumdioxid-Typ, die durch ein solches Rotationsbeschichtungsverfahren ausgebildet sind, sind jene, die ausgebildet sind durch Zugeben einer thermisch zersetzbaren organischen Verbindung oder dergleichen zu einem Polymer, gefolgt von Erwärmen zum Ausbilden von kleinen Poren, das Polymer, das ausgebildet ist durch Hydrolyse/Polykondensation von zum Beispiel Tetraalkoxysilan, Trialkoxysilan, Methyltrialkoxysilan, Ethyltrialkoxysilan, Propyltrialkoxysilan, Phenyltrialkoxysilan, Vinyltrialkoxysilan, Allyltrialkoxysilan, Glycidyltrialkoxysilan, Dialkoxysilan, Dimethyldialkoxysilan, Diethyldialkoxysilan, Dipropyldialkoxysilan, Diphenyldialkoxysilan, Divinyldialkoxysilan, Diallyldialkoxysilan, Diglycidyldialkoxysilan, Phenylmethyldialkoxysilan, Phenylethyldialkoxysilan, Phenylpropyltrialkoxysilan, Phenylvinyldialkoxysilan, Phenylallyldialkoxysilan, Phenylglycidyldialkoxysilan, Methylvinyldialkoxysilan, Ethylvinyldialkoxysilan, Propylvinyldialkoxysilan, etc. Jene, die durch Verwenden einer clusterförmigen porösen Vorstufe vom Silciumdioxid-Typ erhalten sind, die mit einem quaternären Alkylamin ausgebildet sind, sind bevorzugter. Dies deshalb, weil sie Poren aufweisen, die klein und gleichmäßig in der Porengröße sind.
  • Es gibt erfindungsgemäß keine Beschränkung bei den Ultraviolettstrahlen, so lange das Hauptkonzept der vorliegenden Erfindung nicht verletzt wird. Es gibt erfindungsgemäß auch keine Beschränkung bei dem Filter. Da poröse Isolierfilme aus einer üblichen Siliciumverbindung jedoch einen Absorptions-Wellenlängenbereich aufweisen, der nicht länger ist als 320 nm, ist es für die Ultraviolettstrahlen wichtig, dass sie einen Wellenlängenbereich von nicht länger als 320 nm aufweisen. Dies deshalb, da die Wirkungen des Unterdrückens des Ausmaß der Abnahme an C-Konzentration durch röntgenstrahlangeregte Photoelektronenspektroskopie auf einen Wert nicht größer als einen speziellen Wert, und des Machens des Ausmaß der Abnahme von einer oder mehrerer Bindung(en), die aus der Gruppe ausgewählt ist/sind, die aus C-H-Bindung, O-H-Bindung und Si-O-Bindung von Si-OH besteht, auf nicht kleiner als einen speziellen Wert, größer werden. Auch wird die Spezifität der Ausbildung von Si-CH2-CH2-Si-Bindung und Si-CH2-Si-Bindung größer. Es ist möglich, diese Bedingung durch Verwenden eines Filters zu erfüllen.
  • Ultraviolettstrahlen in einem Wellenlängenbereich, der 320 übersteigt, können vorhanden sein. Jedoch ist es oftmals bevorzugt, dass die Strahlen in einem kleineren Anteil vorhanden sind, da er zu einem unnötigen Erwärmen des Objekts für die Ultraviolettstrahlen-Bestrahlung führt. Der Vergleich des Anteils an Ultraviolettstrahlen in dem kürzeren Wellenlängenbereich von nicht länger als 320 nm und des Anteils an Ultraviolettstrahlen in dem 320 nm übersteigenden Wellenlängenbereich kann erfasst werden durch das Verhältnis der kumulativen Beleuchtungsintensität von Ultraviolettstrahlen in dem Wellenlängenbereich von nicht länger als 320 nm zu der kumulativen Beleuchtungsintensität von Ultraviolettstrahlen in dem Wellenlängenbereich von nicht kürzer als 320 nm. Es ist zu beachten, dass der Ausdruck ”nicht kürzer als 320 nm” in der Berechnung der kumulativen Beleuchtungsintensität von Ultraviolettstrahlen verwendet wird. Dies deshalb, um es möglich zu machen, die kumulativen Beleuchtungsintensitäten von Ultraviolettstrahlen als konkrete Zahlen zu ermitteln, und folglich widerspricht die Definition nicht dem Geist ”des Vergleichs des Anteils an Ultraviolettstrahlen in dem Wellenlängenbereich von nicht länger als 320 nm und des Anteils an Ultraviolettstrahlen in dem 320 nm übersteigenden Wellenlängenbereich”. Die kumulative Beleuchtungsintensität in dem längeren Wellenlängenbereich von nicht kürzer als 320 nm beträgt bevorzugt nicht mehr als 136% der kumulativen Beleuchtungsintensität in dem Wellenlängenbereich von nicht länger als 320 nm. Es kann eine Mehrzahl an Filtern in Kombination verwendet werden. Da ein Isolierfilm, der ein Material mit einer Si-CH3-Bindung und Si-OH-Bindung enthält, wie in dem Ultraviolettstrahlen-Spektrum von 9 gezeigt ist, im Allgemeinen eine Ultraviolettabsorptionsbande von nicht länger als 320 nm aufweist, ist es für die Ultraviolettstrahlen bevorzugt, wenigstens einen Peak in dem Bereich von nicht länger als 320 nm aufzuweisen. Andere Bedingungen, wie zum Beispiel die Intensität und Bestrahlungsdauer der Ultraviolettstrahlen können in geeigneter Weise durch Experimente, etc. ermittelt werden. Da das Ausmaß der Abnahme an C-Konzentration und das Ausmaß der Abnahme an C-H-Bindung, O-H-Bindung und Si-O-Bindung von Si-OH sich gemäß diesen Bedingungen verändern können, ist es wichtig, auch diese Bedingungen zu untersuchen, wenn Filter und Ultraviolettstrahlen verwendet werden.
  • Es ist bevorzugt, die Ultraviolettstrahlen-Bestrahlung in Vakuum oder unter einem reduzierten Druck durchzuführen. Während der Behandlung kann inaktives Gas, wie zum Beispiel Stickstoff, Helium, Argon oder dergleichen eingeführt werden, um den Druck zu steuern und/oder für die Modifikation. Es ist auch bevorzugt, eine Wärmebehandlung bei einer Temperatur in dem Bereich von 50 bis 470°C während der Ultraviolettstrahlen-Bestrahlung durchzuführen. Dies deshalb, weil das Härten des Isolierfilms gefördert wird, was die Zunahme der Filmfestigkeit erleichtert, und, wenn ein Basis-Isolierfilm vorhanden ist, die Haftung zwischen dem Isolierfilm und dem Basis-Isolierfilm erhöht werden kann. Es ist bevorzugter, die Wärmebehandlung bei einer Temperatur in dem Bereich von 300 bis 400°C durchzuführen.
  • Die Wärmebehandlung kann bei einer konstanten Temperatur ausgeführt werden. Sie kann auch mit einem allmählichen oder stufenweisen Ändern der Temperatur ausgeführt werden. Das allmähliche oder stufenweise Ändern der Temperatur ist bevorzugt, da es Vernetzen des Zwischenschicht-Isolierfilms erleichtern kann, während es die Porengröße gleichmäßig aufrecht erhält. Die Wärmebehandlung kann vor und/oder nach der Ultraviolettstrahlen-Bestrahlung ausgeführt werden. Es kann auch Ultraviolettstrahlen-Bestrahlung ohne Wärmebehandlung ausgeführt werden.
  • Zusätzlich kann wenigstens eine von EB-Bestrahlung (EB = Elektronenstrahlen) und Plasmabestrahlung zusammen mit der Ultraviolettstrahlen-Bestrahlung oder mit der Ultraviolettstrahlen-Bestrahlung und Wärmebehandlung ausgeführt werden. Es können Wirkungen, wie zum Beispiel kürzere Behandlungsdauer erzielt werden. Die Dauer der EB-Bestrahlung und/oder Plasmabestrahlung kann mit der Dauer der Ultraviolettstrahlen-Bestrahlung und/oder Wärmebehandlung übereinstimmen oder nicht.
  • So lange die Erfordernisse der Aspekte der vorliegenden Erfindung erfüllt sind, brauchen die Ultraviolettstrahlen nicht direkt auf den Isolierfilm gestrahlt zu werden. Eine solche Bedingung kann auftreten, wenn ein weiterer Isolierfilm auf einem nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Isolierfilm zusätzlich ausgebildet ist. Dies deshalb, weil die Erfordernisse der Aspekte der vorliegenden Erfindung erfüllt sind, so lange dieser ”weitere Isolierfilm” für Ultraviolettstrahlung transparent ist. Auf diesem Weg kann Haftung zwischen den Isolierfilmen erhöht werden, und können vereinfachte Schritte, wie zum Beispiel jene, die durch Kombinieren von mehreren Schritten (wie zum Beispiel Erwärmungsschritte) zu einem Schritt realisiert werden, erreicht werden. Daneben gibt es einige Fälle, bei denen es vorteilhaft für die Erfordernisse der Aspekte der vorliegenden Erfindung funktioniert. Es wird angenommen, dass dies durch den ”weiteren Isolierfilm” verursacht wird, der wahrscheinlich als ein Filter wirkt. Es gibt außer der Transparenz für Ultraviolettstrahlung keine besondere Grenze für das für den ”weiteren Isolierfilm” verwendete Material. Hier ist zu beachten, dass der Ausdruck ”transparent für Ultraviolettstrahlung” in der obigen Beschreibung bedeutet, dass die Bedingung erfüllt ist, wenn nur durchgelassene Ultraviolettstrahlen vorhanden sind, und dass es nicht erforderlich ist, dass alle Ultraviolettstrahlen durchgelassen werden. Es ist auch nicht erforderlich, im Wesentlichen alle Ultraviolettstrahlen in einem spezifischen Wellenlängenbereich durchzulassen.
  • Wenn solch ein ”weiterer Isolierfilm” verwendet wird ist es bevorzugt, den ”weiteren Isolierfilm” nach einer Wärmebehandlung nach Ausbildung eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Isolierfilms auszubilden. Genauer ausgedrückt ist es bevorzugt, die Wärmebehandlung unter einer Bedingung durchzuführen, bei der das Ausmaß an durch Infrarotspektroskopie gemessener Vernetzung nicht kleiner ist als 10%. Der Temperaturbereich kann in geeigneter Weise ausgewählt sein. Im Allgemeinen sind 50 bis 450°C bevorzugt. Diese Wärmebehandlung kann als Vorhärten bezeichnet werden, um sie von den oben beschriebenen Wärmebehandlungen zu unterscheiden. Das Vorhärten wird durchgeführt, um den nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Isolierfilm daran zu hindern sich zu lösen, wenn der ”weitere Isolierfilm” aufgebracht wird oder auf einem ähnlichen Weg behandelt wird. Das Ausmaß an Vernetzung von weniger als 10% kann den nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Isolierfilm lösen. Es gibt keine besondere obere Grenze, aber wenn es über 90% beträgt, neigen Risse dazu, auf dem Isolierfilm ausgebildet zu werden. Es ist auch möglich, dass der ”weitere Isolierfilm” einer Wärmebehandlung vor Ultraviolettstrahlen-Bestrahlung unterzogen wird.
  • Ein so erhaltener modifizierter Isolierfilm kann eine hohe Festigkeit aufweisen, während er eine niedrige Dielektrizitätskonstante beibehält, und kann auch seine Feuchtigkeitsbeständigkeit beibehalten. Es ist auch möglich, durch die Wärme verursachte negative Wirkungen auf die Komponenten, die gemeinsam vorhanden sind, durch Einschränken der Wärme-Vorgeschichte durch einen Filter zu verringern, der Wellenlängen abschneidet, die für die Ultraviolettstrahlen-Härtung nicht notwendig sind. Es ist möglich, in ein Verfahren zum Herstellen einer mehrschichtigen Verdrahtungsvorrichtung den modifizierten Isolierfilm und das Verfahren zum Herstellen des oben beschriebenen modifizierten Isolierfilms zu integrieren. Bei einer so erhaltenen mehrschichtigen Verdrahtungsvorrichtung ist es möglich, die Verzögerung von Ansprechgeschwindigkeit der Vorrichtung und einen Abfall der Zuverlässigkeit aufgrund einer Zunahme von parasitärer Kapazität zu verhindern, die im Lauf des Verfahrens zum Ausbilden der mehrschichtigen Verdrahtung auftritt. Eine solche mehrschichtige Verdrahtungsvorrichtung ist insbesondere verwendbar für Leiterplatten, etc. bei denen eine Beschleunigung der Ansprechgeschwindigkeit gefordert wird. Es gibt keine besondere Grenze für das Verfahren zum Herstellen einer solchen mehrschichtigen Verdrahtungsvorrichtung, außer dass der oben beschriebene modifizierte Isolierfilm und das Verfahren zum Herstellen des oben beschriebenen modifizierten Isolierfilms in das Verfahren integriert sind.
  • [BEISPIELE]
  • Die folgende Erläuterung wird unter Bezug auf die BEISPIELE 1–17 und VERGLEICHSBEISPIELE 1–6 der vorliegenden Erfindung, sowie auf 1–8 gemacht. Das Härten mit Ultraviolettstrahlen und die Beurteilung wurden wie folgt ausgeführt.
  • (Härten mit Ultraviolettstrahlen)
  • Es wurde eine Hochdruck-Quecksilberlampe (UVL-7000H4-N, Ushio electric Inc.) mit einem Lichtemissions-Spektrum, wie es in 11 gezeigt ist, zum Härten mit Ultraviolettstrahlen verwendet. Die Bestrahlungsintensität und spektrale Verteilung von Ultraviolettstrahlen wurde mit einem spektrophotometrischen Beleuchtungsmesser (USR-40D, Ushio electric Inc.) gemessen.
  • (Ultraviolettstrahlen-Spektrum)
  • Das Ultraviolettstrahlen-Spektrum eines Isolierfilms, wie es in 9 gezeigt ist, wurde durch Messen des Ultraviolettstrahlen-Spektrums des Isolierfilms in dem Bereich von 180–350 nm mit einem Vakuum-Ultraviolett-Spektrometer (SGV-157, Shimadzu Corporation) bestimmt, wobei der Film auf einem Quarzsubstrat ausgebildet worden ist.
  • (Spezifische Dielektrizitätskonstante)
  • Es wurde eine Goldelektrode mit einem Durchmesser von 1 mm auf einem Zwischenschicht-Isolierfilm ausgebildet, unter Verwenden einer Vakuumabscheidungsvorrichtung vom Widerstandsheizungstyp (VPC-1100, ULVAC). Die spezifische Dielektrizitätskonstante wurde durch Kapazitätsmessung unter Verwenden eines LCR-Messgeräts (HP-4284A, HP) berechnet.
  • (Effektive spezifische Dielektrizitätskonstante)
  • Nachdem eine Struktur auf einem Si-Substrat ausgebildet worden war, wurde die effektive spezifische Dielektrizitätskonstante durch Kapazitätsmessung unter Verwenden des LCR-Messgeräts (HP-4284A, HP) berechnet.
  • (Filmfestigkeit)
  • Die Filmfestigkeit wurde mit einem Nanoindenter (Nanoinstruments Corporation) gemessen.
  • (Si-CH3-Absorptionsintensität/Filmdicke [/mm])
  • Die Peakintensität einer jeden Bindung wurde durch Messung des Transmissions-Spektrums mit einem Infrarot-Spektrometer {Nippon bunko (JASCO Corporation), JIR-100} gemessen, und die Verhältnisse der existierenden Mengen an Bindungen wurden quantitativ bestimmt, indem die Verhältnisse der Peakintensitäten zu den Filmdicken (nm) der Probe genommen wurden.
  • (C-Konzentration [Atom%] in einem Film)
  • Die C-Konzentration in einem Film wurde mit einem Analysator für röntgenstrahlangeregte Photoelektronen (AXIS-HSi, KRATOS ANALYTICAL Ltd.) gemessen.
  • (Kontaktwinkel)
  • Der Kontaktwinkel von Wasser wurde mit einem vollautomatischen Kontaktwinkel-Messgerät (CA-W150, Kyowa InterFACE Science Co., LTD.) gemessen.
  • [BEISPIELE 1–7 und VERGLEICHSBEISPIELE 1–6]
  • Zuerst wurde ein Element-Trennfilm 12 auf einem Halbleitersubstrat 10 durch das LOCOS-Verfahren (LOCOS = örtliche Oxidation von Silicium) ausgebildet, wie in 1 gezeigt ist. Durch den Element-Trennfilm 12 wurde eine Element-Domäne 14 definiert. Als das Halbleitersubstrat 10 wurde ein Siliciumsubstrat verwendet.
  • Als nächstes wurde eine Gate-Elektrode 18 über der Element-Domäne 14 mit einem Isolierfilm 16 dazwischen ausgebildet. Dann wurde auf den Seiten der Gate-Elektrode 18 ein Seitenwand-Isolierfilm 20 ausgebildet. Als nächstes wurde eine Source/Drain-Diffusionsschicht 22 in einem Halbleitersubstrat 10 auf den beiden Seiten der Gate-Elektrode 18 durch Einführen von Dotiermaterial-Verunreinigungen in das Halbleitersubstrat 10 mit dem Seitenwand-Isolierfilm 20 und der Gate-Elektrode 18 als Masken ausgebildet. Auf diesem Weg wurde ein Transistor 24 mit der Gate-Elektrode 18 und der Source/Drain-Diffusionsschicht 22 ausgebildet {siehe 1(a)}.
  • Als nächstes wurde ein Zwischenschicht-Isolierfilm 26 aus Siliciumoxidfilm über der gesamten Oberfläche durch CVD ausgebildet.
  • Als nächstes wurde ein Sperrfilm 28 mit einer Filmdicke von 50 nm auf dem Zwischenschicht-Isolierfilm 26 ausgebildet. Als ein Material für den Sperrfilm 28 wurde ein durch ein Plasma-CVD-Verfahren ausgebildeter SiN-Film verwendet. Der Sperrfilm 28 sollte als eine Sperre bei dem Polieren durch ein CMP-Verfahren eines Wolframfilms 34 oder dergleichen in den nachfolgend beschriebenen Schritten dienen. Der Sperrfilm 28 sollte auch als eine Ätzsperre dienen, wenn Aussparungen 46 in einem Zwischenschicht-Isolierfilm 38 oder dergleichen in nachfolgend beschriebenen Schritten ausgebildet werden.
  • Als nächstes wurde durch Anwenden von Photolithographie ein Kontaktloch 30 ausgebildet, um die Source/Drain-Diffusionsschicht 22 zu erreichen {siehe 1(b)}.
  • Als nächstes wurde eine Schicht aus TiN-Film mit einer Filmdicke von 50 nm über der gesamten Oberfläche mittels Sputtern ausgebildet, um eine Haftschicht 32 auszubilden. Es ist zu beachten, dass die Haftschicht 32 eine Schicht ist, um Haftung zwischen Leitersteckern und ihrer Unterschicht zu sichern, was nachfolgend beschrieben ist.
  • Als nächstes wurde eine Schicht aus Wolfram mit einer Filmdicke von 1 μm über die gesamte Oberfläche durch CVD ausgebildet, um Leiterstecker 34 auszubilden.
  • Als nächstes wurden die Schichten, die die Haftschicht 32 und Leiterstecker 34 bilden sollten, durch CMP poliert, bis die Oberfläche des Sperrfilms 28 freilag. Auf diesem Weg wurden die von der Haftschicht 32 umgebenen Leiterstecker 34 ausgebildet, die in den Kontaktlöchern eingebettet sind {siehe 1(c)}.
  • Als nächstes wurde ein Zwischenschicht-Isolierfilm 36 (aus SiO2) mit einer Filmdicke von 30 nm durch CVD ausgebildet, wie in 2(a) gezeigt ist.
  • Als nächstes wurde ein Zwischenschicht-Isolierfilm 38 aus porösem Siliciumdioxid (poröses Siliciumdioxid 819C) über der gesamten Oberfläche ausgebildet, wie in 2(a) gezeigt ist. Die Filmdicke des Zwischenschicht-Isolierfilms 38 betrug 160 nm. Die Anwesenheit von Si-CH3-Bindung und Si-OH-Bindung in dem Zwischenschicht-Isolierfilm 38 wurde durch FT-IR bestätigt. In BEISPIELEN 1–7 ist der Zwischenschicht-Isolierfilm 38 ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Isolierfilms.
  • Als nächstes wurde der Zwischenschicht-Isolierfilm 38 mit Ultraviolettstrahlen unter Bedingungen von TABELLEN 1 und 2 bestrahlt, um ein Ultraviolettstrahlen-Härten durchzufüh ren. Die Substrattemperatur wurde während des Härtens bei einem konstanten Wert von 400°C gehalten.
  • Als nächstes wurde ein Zwischenschicht-Isolierfilm 40 (aus SiO2) mit einer Filmdicke von 30 nm durch CVD ausgebildet, wie in 2(b) gezeigt ist.
  • Als nächstes wurde über der gesamten Oberfläche ein Photoresistfilm 42 durch ein Rotationsbeschichtungsverfahren ausgebildet.
  • Als nächstes wurde eine Struktur an Öffnungen 44 in dem Photoresistfilm 42 durch Photolithographie ausgebildet. Die Öffnungen 44 wurden ausgebildet, um Verdrahtungsleitungen für eine erste Schicht (Verdrahtungsleitungen der ersten Schicht) 50 auszubilden. Die Öffnungen 44 wurden so ausgebildet, dass die Breite der Verdrahtungsleitung 100 nm und der Abstand zwischen zwei Verdrahtungsleitungen 100 nm betrug.
  • Die Zwischenschichtfilme 40, 38 und 36 wurden Ätzen unterzogen, mit dem Photoresistfilm 42 als eine Maske {siehe 3(a)}. Für das Ätzen wurde ein Fluorplasma verwendet, das durch Verwenden eines CF4-Gases und eines CHF3-Gases als Ausgangsmaterialien ausgebildet wurde. Der Sperrfilm 28 wirkte als eine Ätzsperre während dem Ätzen. Auf diesem Weg wurden Aussparungen (Gräben) 46 zum Einbetten von Verdrahtungsleitungen in den Zwischenschicht-Isolierfilmen 40, 38 und 36 ausgebildet. Die obere Oberfläche der Leiterstecker 34 wurde in den Aussparungen 46 freigelegt. Danach wurde der Photoresistfilm 42 abgelöst.
  • Als nächstes wurde eine (nicht gezeigte) Schicht aus TaN mit einer Filmdicke von 10 nm über der gesamten Oberfläche durch ein Sputterverfahren ausgebildet, um einen Sperrfilm auszubilden. Der Sperrfilm wurde ausgebildet, um Diffusion von Cu in Verdrahtungsleitungen, die nachfolgend beschrieben werden, in den Isolierfilm zu verhindern. Als nächstes wurde eine (nicht gezeigte) Schicht aus Cu mit einer Filmdicke von 10 nm über der gesamten Oberfläche durch ein Sputterverfahren ausgebildet, um einen Keimfilm auszubilden. Der Keimfilm wurde ausgebildet, um als eine Elektrode in dem Verlauf des Ausbildens einer Schicht zum Ausbilden von Verdrahtungsleitungen aus Cu durch ein Galvanisierungsverfahren zu dienen. Auf diesem Weg wurde ein laminierter Film 48 ausgebildet, der aus dem Sperrfilm und einer Schicht zum Ausbilden eines Keimfilms bestand.
  • Als nächstes wurde eine Cu-Schicht (Schicht zum Ausbilden von Verdrahtungsleitungen 50) mit einer Filmdicke von 600 nm durch ein Galvanisierungsverfahren ausgebildet.
  • Als nächstes wurden die oben beschriebene Cu-Schicht und der laminierte Film 48 CMP-Polieren unterzogen, bis die Oberfläche des Isolierfilms freilag. Auf diesem Weg wurden die Verdrahtungsleitungen 50 aus Cu in die Aussparungen eingebettet, wobei sie von dem laminierten Film 48 umgeben waren. Solch ein Verfahren zum Herstellen von Verdrahtungsleitungen 50 wird einfaches Damaszenerverfahren genannt.
  • Als nächstes wurde ein Zwischenschicht-Isolierfilm 52 mit einer Filmdicke von 30 nm durch CVD ausgebildet, wie in 3(b) gezeigt ist.
  • Als nächstes wurde ein poröser Zwischenschicht-Isolierfilm 54 über der gesamten Oberfläche ausgebildet, wie in 4(a) gezeigt ist. Das Material und Herstellungsverfahren für den porösen Zwischenschicht-Isolierfilm 54 waren die gleichen, wie jene für den oben beschriebenen porösen Zwischenschicht-Isolierfilm 38. Die Filmdicke des porösen Zwischenschicht-Isolierfilms 54 betrug 180 nm. Die Anwesenheit von Si-CH3-Bindung und Si-OH-Bindung in dem Zwischenschicht-Isolierfilm 54 wurde durch FT-IR bestätigt. In BEISPIELEN 1–7 ist der Zwischenschicht-Isolierfilm 54 auch ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Isolierfilms.
  • Als nächstes wurde der Zwischenschicht-Isolierfilm 54 mit Ultraviolettstrahlen unter Bedingungen von TABELLE 1 und 2 bestrahlt, um Ultraviolettstrahlen-Härten durchzuführen. Die Substrattemperatur wurde während des Härtens bei einem konstanten Wert von 400°C gehalten.
  • Als nächstes wurde ein Zwischenschicht-Isolierfilm 56 mit einer Filmdicke von 30 nm durch CVD ausgebildet, wie in 4(b) gezeigt ist.
  • Als nächstes wurde ein poröser Zwischenschicht-Isolierfilm 58 ausgebildet, wie in 5(a) gezeigt ist. Das Material und Herstellungsverfahren für den porösen Zwischenschicht-Isolierfilm 58 waren die gleichen, wie jene für den oben beschriebenen porösen Zwischenschicht-Isolierfilm 38. Die Filmdicke des Zwischenschicht-Isolierfilms 58 betrug 160 nm. In BEISPIELEN 1–7 ist der Zwischenschicht-Isolierfilm 58 auch ein Beispiel eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Isolierfilms.
  • Als nächstes wurde der Zwischenschicht-Isolierfilm 58 mit Ultraviolettstrahlen unter Bedingungen von TABELLE 1 und 2 bestrahlt, um Ultraviolettstrahlen-Härtung durchzuführen. Die Substrattemperatur wurde während des Härtens bei einem konstanten Wert von 400°C gehalten.
  • Als nächstes wurde ein Zwischenschicht-Isolierfilm 60 (aus SiO2) mit einer Filmdicke von 30 nm durch CVD ausgebildet, wie in 5(b) gezeigt ist.
  • Als nächstes wurde ein Photoresistfilm 62 über der gesamten Oberfläche durch ein Rotationsbeschichtungsverfahren ausgebildet.
  • Als nächstes wurden Öffnungen 64 in dem Photoresistfilm 62 durch Photolithographie ausgebildet, wie in 6 gezeigt ist. Die Öffnungen 64 wurden ausgebildet, um Kontaktlöcher 66 auszubilden, um die Verdrahtungsleitungen 50 zu erreichen.
  • Als nächstes wurden die Zwischenschicht-Isolierfilme 60, 58, 56, 54 und 52 mit dem Photoresistfilm 62 als eine Maske Ätzen unterzogen. Es wurde ein Fluorplasma für das Ätzen verwendet, das durch Verwenden eines CF4-Gases und CHF3-Gases als Ausgangsmaterialien ausgebildet wird. Es war möglich, Ätzen der Zwischenschicht-Isolierfilme 60, 58, 56, 54 und 52 durch geeignetes Verändern des Zusammensetzungsverhältnisses des Ätzgases, des Drucks während des Ätzens, etc. auszuführen. Auf diesem Weg wurden die Kontaktlöcher 66 ausgebildet, um die Verdrahtungsleitungen 50 zu erreichen. Danach wurde der Photoresistfilm 62 abgelöst.
  • Als nächstes wurde ein Photoresistfilm 68 über der gesamten Oberfläche durch ein Rotationsbeschichtungsverfahren ausgebildet.
  • Als nächstes wurden durch Photolithografie Öffnungen 70 in dem Photoresistfilm 68 ausgebildet, wie in 7 gezeigt ist. Die Öffnungen 70 wurden ausgebildet, um eine zweite Schicht für Verdrahtungsleitungen (Verdrahtungsleitungen der zweiten Schicht) 76a auszubilden.
  • Als nächstes wurden die Zwischenschicht-Isolierfilme 60, 58 und 56 mit dem Photoresistfilm 68 als eine Maske Ätzen ausgesetzt. Für das Ätzen wurde ein Fluorplasma verwendet, das durch Verwenden eines CF4-Gases und eines CHF3-Gases als Ausgangsmaterialien ausgebildet wurde. Auf diesem Weg wurden Aussparungen 72 ausgebildet, um die Verdrahtungsleitungen 76a in den Zwischenschicht-Isolierfilmen 60, 58 und 56 einzubetten. Die Aussparungen 72 befanden sich in einem Zustand, in dem sie mit den Kontaktlöchern 66 verbunden waren.
  • Als nächstes wurde eine (nicht gezeigte) Schicht aus TaN mit einer Filmdicke von 10 nm über der gesamten Oberfläche durch ein Sputterverfahren ausgebildet, um einen Sperrfilm auszubilden. Der Sperrfilm wurde ausgebildet, um Diffusion von Cu in den Verdrahtungsleitungen 76a und Leitersteckern 76b zu verhindern, was nachfolgend beschrieben wird. Als nächstes wurde eine (nicht gezeigte) Schicht aus Cu mit einer Filmdicke von 10 nm über der gesamten Oberfläche durch ein Sputterverfahren ausgebildet, um einen Keimfilm auszubilden. Der Keimfilm wurde ausgebildet, um als eine Elektrode in dem Verlauf des Ausbildens einer Schicht aus Cu zum Ausbilden der Verdrahtungsleitungen 76a und Leiterstecker 76b durch ein Galvanisierungsverfahren zu dienen. Auf diesem Weg wurde ein laminierter Film 74 ausgebildet, der aus dem Sperrfilm und einer Schicht zum Ausbilden eines Keimfilms bestand.
  • Als nächstes wurde ein Cu-Film 76 mit einer Filmdicke von 1.400 nm durch ein Galvanisierungsverfahren ausgebildet.
  • Als nächstes wurden der Cu-Film 76 und laminierte Film 74 CMP-Polieren unterzogen, bis die Oberfläche des Zwischenschicht-Isolierfilms 60 freilag. Auf diesem Weg wurden die Leiterstecker 76 aus Cu in den Kontaktlöchern 66 eingebettet und zur gleichen Zeit wurden die Verdrahtungsleitungen 76a aus Cu in den Aussparungen 72 eingebettet. Die Leiterstecker 76b und Verdrahtungsleitungen 76a wurden einstückig ausgebildet. Ein derartiges Herstellungsverfahren, bei dem die Leiterstecker 76b und Verdrahtungsleitungen 76a zusammen ausgebildet werden, wird ein doppeltes Damaszenerverfahren genannt.
  • Als nächstes wurde ein Zwischenschicht-Isolierfilm 78 (aus SiO2) mit einer Filmdicke von 30 nm durch CVD ausgebildet, wie in 8 gezeigt ist.
  • Danach wurden durch in geeigneter Weise durchgeführtes Wiederholen von ähnlichen Schritten wie jenen von oben (nicht gezeigte) Verdrahtungsleitungen der dritten Schicht (dritte metallische Verdrahtungsleitungen) ausgebildet.
  • Unter Verwenden von auf diesem Weg ausgebildeten Halbleitervorrichtungen wurden Verdrahtungsleitungen und Leiterstecker ausgebildet, um seriell 1.000.000 Leiterstecker elektrisch zu verbinden, um die Produktionsausbeute zu bestimmen. Die Ausbeuten betrugen bei den BEISPIELEN 1–7 von 94,7 bis 96,1%. Die berechneten effektiven spezifischen Dielektrizitätskonstanten zwischen zwei Verdrahtungsleitungen betrugen von 2,6 bis 2,7.
  • Im Gegensatz dazu betrugen bei den VERGLEICHSBEISPIELEN 1–6 die Ausbeuten von 51,1 bis 96,1%. Die berechneten effektiven spezifischen Dielektrizitätskonstanten zwischen zwei Verdrahtungsleitungen betrugen von 2,7 bis 3,2.
  • Es ist hier zu beachten, dass die effektive spezifische Dielektrizitätskonstante eine spezifische Dielektrizitätskonstante einer gesamten Halbleitervorrichtung ist, bestimmt in einem Zustand, bei dem auch weitere Isolierfilme um die Verdrahtungsleitungen herum vorhanden sind, zusammen mit den porösen Zwischenschicht-Isolierfilmen. Da nicht nur poröse Zwischenschicht-Isolierfilme mit niedriger spezifischer Dielektrizitätskonstanten, sondern auch Isolierfilme mit relativ hohen spezifischen Dielektrizitätskonstanten während der Messung um die Verdrahtungsleitungen herum vorhanden sind, ist die effektive spezifische Dielektrizitätskonstante höher als die spezifische Dielektrizitätskonstante eines porösen Zwischenschicht-Isolierfilms.
  • In TABELLE 1 wurden als zu verwendende Ultraviolettstrahlen solche verwendet, die Wellenlängenpeaks aufweisen, die in entsprechenden Spalten mit einem ±10 nm Bereich gezeigt werden, die durch Leiten von Ultraviolettstrahlen durch geeignete Filter erhalten wurden. Es wurde durch Verwenden von FT-IR, XPS, etc. bei den in dem Verlauf der Herstellung von Halbleitervorrichtungen durchgeführten Experimenten oder bei getrennt davon durchgeführten Modellexperimenten bestätigt, dass die BEISPIELE 1–7 die Erfordernisse für den ersten bis dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung erfüllen, und sie in dem Isolierfilm ausgebildete Si-O-Si-Bindung aufwiesen, und das die VERGLEICHSBEISPIELE 1–6 die Anforderungen für den ersten bis dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung nicht erfüllen.
  • Die Ergebnisse sind in TABELLEN 1 und 2 gezeigt. Es ist offenbar, dass bei den BEISPIELEN die Veränderungen der C-Konzentration klein und Veränderungen der Si-CH3-Absorptionsintensität/Filmdicke groß waren, und als Antwort auf diese Ergebnisse die Ergebnisse der Filmfestigkeit, spezifischen Dielektrizitätskonstanten und effektiven spezifischen Dielektrizitätskonstanten gut waren. Es ist auch offenbar, dass im Gegensatz dazu bei den VERGLEICHSBEISPIELEN 1–3 die Veränderungen bei der C-Konzentration groß waren, und als Antwort auf dieses Ergebnis die Ergebnisse der spezifischen Dielektrizitätskonstanten und effektiven spezifischen Dielektrizitätskonstanten im Vergleich zu jenen bei den BEISPIELEN schlecht waren; und bei den VERGLEICHSBEISPIELEN 4 und 5 waren, obwohl die Veränderungen der C-Konzentration klein waren, die Veränderungen der Si-CH3-Absorptionsintensität/Filmdicke auch klein, und als Antwort auf diese Ergebnisse waren sie bei der Filmfestigkeit schlechter, obwohl sich die Ergebnisse der spezifischen Dielektrizitätskonstanten und effektiven spezifischen Dielektrizitätskonstanten auf dem gleichen Niveau wie jene der BEISPIELE befanden.
  • Bei den VERGLEICHSBEISPIELEN 1–3 waren die Änderungen der C-Konzentration im Vergleich zu den Änderungen der Si-CH3-Absorptionsintensität/Filmdicke größer. Es wird angenommen, dass dies darauf beruht, dass die Änderungen der C-Konzentration und Änderungen der Si-CH3-Absorptionsintensität/Filmdicke nicht immer die tatsächlichen Änderungen reflektieren. Mit anderen Worten, es wird angenommen, dass wenn bei der vorliegenden Erfindung das Ausmaß der Abnahme an C-Konzentration sowie das Ausmaß der Abnahme von einer oder mehrerer Bindung(en), die aus der Gruppe ausgewählt ist/sind, die aus C-H-Bindung, O-H-Bindung und Si-O-Bindung von Si-OH besteht, genannt werden, es möglich ist, einen Isolierfilm mit niedriger Dielektrizitätskonstante zu erhalten, der eine große Filmfestigkeit aufweist und eine Zunahme der Dielektrizitätskonstante aufgrund von Feuchtigkeitsabsorption verhindern kann, wenn die in der vorliegenden Erfindung offenbarten Kombinationen angewandt werden, selbst wenn die realen Änderungen möglicherweise wie in den Fällen der VERGLEICHSBEISPIELE 1–3 nicht dargestellt werden können.
  • Es ist zu beachten, dass die spezifischen Dielektrizitätskonstanten in TABELLEN 1 und 2 jene sind, die während der Herstellung von Halbleitervorrichtungen ermittelt wurden. Die Filmfestigkeiten in TABELLEN 1 und 2 wurden ebenfalls während der Produktion von Halbleitervorrichtungen bestimmt. Eine Halbleitervorrichtung wies drei Isolierfilme auf, die entweder den BEISPIELEN entsprachen, oder jenen des Vergleichs. Da das Material, die Bedingungen der Ultraviolettstrahlen-Bestrahlung und Erwärmungsbedingungen die gleichen waren, wurden die Messungen der spezifischen Dielektrizitätskonstante und Filmfestigkeit nur bei Isolierfilm 38 ausgeführt. VERGLEICHSBEISPIEL 6 verwendete keine Ultraviolettstrahlen-Bestrahlung und verwendete folglich keinen Filter. Daher können die Werte der C-Konzentration und Si-CH3-Absorptionsintensität/Filmdicke als jene vor der erfindungsgemäßen Ultraviolettstrahlen-Bestrahlung verwendet werden.
  • Des Weiteren wurden, um die Wirkung der kumulativen Beleuchtungsintensität von Ultraviolettstrahlen zu sehen, Experimente unter den in TABELLEN 3 und 4 aufgelisteten Bedingungen ausgeführt. Die Ultraviolettstrahlen-Bestrahlung war definiert durch das Verhältnis einer kumulativen Beleuchtungsintensität in dem längeren Wellenlängenbereich von nicht kürzer als 320 nm zu der kumulativen Beleuchtungsintensität in dem Wellenlängenbereich von nicht länger als 320 nm, wie in TABELLE 3 gezeigt ist, was sich von dem Fall in TABELLE 1 unterscheidet.
  • Die Bedingungen, die nicht verbunden sind mit den Punkten, die nicht in den TABELLEN 3 und 4 aufgelistet sind, sind die gleichen wie jene bei den Fällen von TABELLEN 1 und 2. Es wurde durch Verwenden von FT-IR, XPS, etc. bei den im Verlauf der Herstellung von Halbleitern durchgeführten Experimenten oder bei getrennt davon durchgeführten Modellexperimenten bestätigt, dass die BEISPIELE 8–17 die Erfordernisse für den ersten bis dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung erfüllen, und Si-O-Si-Bindung in den Isolierfilmen ausgebildet war.
  • Als ein Ergebnis zeigten die BEISPIELE 8–13 hohe Ausbeuten von 94,7 bis 96.1% zusammen mit guten spezifischen Dielektrizitätskonstanten, wie in TABELLEN 3 und 4 gezeigt ist. Jedoch zeigten BEISPIELE 14–17 niedrigere Ausbeuten von 51,1 bis 71,1%, wohingegen die spezifischen Dielektrizitätskonstanten noch gut waren. Dies legt eine negative Wirkung durch die Wärme-Vorgeschichte nahe, die durch Ultraviolettstrahlen in dem langen Wellenlängenbereich von nicht kürzer als 320 nm verursacht wurde.
  • Wie oben erläutert ist, kann die vorliegende Erfindung einen Isolierfilm mit niedriger Dielektrizitätskonstante zur Verfügung stellen, der eine hohe Filmfestigkeit aufweist und die Zunahme der Dielektrizitätskonstante aufgrund von Feuchtigkeitsabsorption verhindern kann. Es ist auch möglich, die Ausbeute zu verbessern und eine mehrschichtige Verdrahtungsvorrichtung mit höherer Zuverlässigkeit zur Verfügung zu stellen, durch Einschränken der Wärme-Vorgeschichte durch einen Filter, der Wellenlängen abschneidet, die für die Ultraviolettstrahlen-Härtung nicht notwendig sind. Die vorliegende Erfindung ist insbesondere anwendbar bei Leiterplatten, etc. die eine Erhöhung der Ansprechgeschwindigkeit erfordern. TABELLE 1
    UV-Wellenlänge [nm] Verhältnis von kum. Int. (%)* Spezifische Dielektrizitäts konstante Filmfestigkeit [GPa] Si-CH3-Absorptionsintensität [/mm]
    Bsp. 1 220 13 2,4 16 50
    Bsp. 2 260 43 2,3 16 52
    Bsp. 3 280 52 2,3 16 54
    Bsp. 4 300 55 2,3 15 53
    Bsp. 5 340 68 2,3 15 55
    Bsp. 6 360 73 2,3 14 60
    Bsp. 7 370 86 2,3 14 68
    Vergleichsbsp. 1 170 0 2,8 19 46
    Vergleichsbsp. 2 180 0 2,8 18 46
    Vergleichsbsp. 3 190 0 2,8 16 47
    Vergleichsbsp. 4 390 115 2,3 10 75
    Vergleichsbsp. 5 400 128 2,3 10 76
    Vergleichsbsp. 6 keine - 2,3 10 85
    • * Das Verhältnis der kumulativen Beleuchtungsintensität von Ultraviolettstrahlen in dem Wellenlängenbereich nicht kürzer als 320 nm zu der kumulativen Beleuchtungsintensität von Ultraviolettstrahlen in dem Wellenlängenbereich von nicht länger als 320 nm.
    TABELLE 2
    C-Konz. in einem Film [Atom%] Kontaktwinkel eines Films [°] Effektive spezifische Dielektrizitätskonstante Produktionsausbeute
    Bsp. 1 7 98 2,7 94,7
    Bsp. 2 7 98 2,6 96,1
    Bsp. 3 8 98 2,7 96,1
    Bsp. 4 8 98 2,7 94,7
    Bsp. 5 8 98 2,7 94,7
    Bsp. 6 8 98 2,6 96,1
    Bsp. 7 8 98 2,7 96,1
    Vergleichsbsp. 1 2 61 3,2 51,1
    Vergleichsbsp. 2 3 63 3,2 57,6
    Vergleichsbsp. 3 3 63 3,1 57,6
    Vergleichsbsp. 4 8 98 2,7 96,1
    Vergleichsbsp. 5 8 98 2,7 96,1
    Vergleichsbsp. 6 8 98 2,6 94,7
    TABELLE 3
    UV-Wellenlänge [nm] Verhältnis von kum. Int. (%)* Spezifische Dielektrizitätskonstante Filmfestigkeit [GPa] Si-CH3-Absorptionsintensität [/mm]
    Bsp. 8 220 13 2,4 16 50
    Bsp. 9 260 22 2,3 15 50
    Bsp. 10 260 43 2,3 16 52
    Bsp. 11 260 66 2,3 16 51
    Bsp. 12 260 135 2,3 15 52
    Bsp. 13 300 24 2,3 15 53
    Bsp. 14 260 141 2,3 16 51
    Bsp. 15 260 185 2,3 15 50
    Bsp. 16 260 204 2,3 15 54
    Bsp. 17 400 334 2,3 10 76
    • * Das Verhältnis der kumulativen Beleuchtungsintensität von Ultraviolettstrahlen in dem Wellenlängenbereich nicht kürzer als 320 nm zu der kumulativen Beleuchtungsintensität von Ultraviolettstrahlen in dem Wellenlängenbereich von nicht länger als 320 nm.
    TABELLE 4
    C-Konz. in einem Film [Atom%] Kontaktwinkel eines Films [°] Effektive spezifische Dielektrizitätskonstante Produktionsausbeute
    Bsp. 8 7 98 2,7 94,7
    Bsp. 9 8 98 2,6 94,7
    Bsp. 10 7 98 2,6 96,1
    Bsp. 11 7 98 2,7 96,1
    Bsp. 12 8 98 2,7 94,7
    Bsp. 13 8 98 2,7 94,7
    Bsp. 14 8 98 2,6 71,1
    Bsp. 15 7 98 2,7 61,5
    Bsp. 16 7 98 2,6 51,1
    Bsp. 17 8 98 2,7 57,6

Claims (5)

  1. Ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung, umfassend Ausbilden eines Isolierfilms, der ein Material mit einer Si-CH3-Bindung und Si-OH-Bindung enthält, und Bestrahlen des Isolierfilms mit Ultraviolettstrahlen, wobei: das Ausmaß der Abnahme an C-Konzentration in dem Isolierfilm durch röntgenstrahlangeregte Photoelektronenspektroskopie nicht größer ist als 30%, und das Ausmaß der Abnahme von einer oder mehrerer Bindung(en), die aus der Gruppe ausgewählt ist/sind, die aus C-H-Bindung, O-H-Bindung und Si-O-Bindung von Si-OH besteht, in dem Isolierfilm als ein Ergebnis von Ultraviolettstrahlen-Bestrahlung nicht kleiner ist als 10%, oder das Ausmaß der Abnahme des Kontaktwinkels des Isolierfilms nicht größer ist als 8%, und das Ausmaß der Abnahme von einer oder mehrerer Bindung(en), die aus der Gruppe ausgewählt ist/sind, die aus C-H-Bindung, O-H-Bindung und Si-O-Bindung von Si-OH besteht, in dem Isolierfilm als ein Ergebnis von Ultraviolettstrahlen-Bestrahlung nicht kleiner ist als 10%, oder umfassend das Ausbilden einer Si-CH2-CH2-Si-Bindung und Si-CH2-Si-Bindung in dem Isolierfilm durch Ultraviolettstrahlen-Bestrahlung, worin das Bestrahlen mit Ultraviolettstrahlen durch einen Filter erfolgt und worin die Ultraviolettstrahlen, die durch den Filter hindurchgetreten sind, eine kumulative Beleuchtungsintensität in dem längeren Wellenlängenbereich von nicht kürzer als 320 nm aufweisen, die nicht größer ist als 136% einer kumulativen Beleuchtungsintensität in dem Wellenlängenbereich von nicht länger als 320 nm, und die Ultraviolettstrahlen wenigstens einen Peak in dem Bereich von nicht länger als 320 nm aufweisen.
  2. Ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, umfassend Ausbilden einer Si-CH2-CH2-Si-Bindung und Si-CH2-Si-Bindung in dem Isolierfilm durch die Ultraviolettstrahlen-Bestrahlung.
  3. Ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, umfassend Ausbilden einer Si-O-Si-Bindung in dem Isolierfilm durch die Ultraviolettstrahlen-Bestrahlung.
  4. Ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, umfassend eine Wärmebehandlung bei einer Temperatur in dem Bereich von 50–470°C während der Ultraviolettstrahlen-Bestrahlung.
  5. Ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, umfassend Durchführen der Ultraviolettstrahlen-Bestrahlung, nachdem ein weiterer Isolierfilm über dem Isolierfilm ausgebildet worden ist, durch den Ultraviolettstrahlen hindurchtreten können, um den Isolierfilm zu erreichen.
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