JP2000021865A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

Info

Publication number
JP2000021865A
JP2000021865A JP10196531A JP19653198A JP2000021865A JP 2000021865 A JP2000021865 A JP 2000021865A JP 10196531 A JP10196531 A JP 10196531A JP 19653198 A JP19653198 A JP 19653198A JP 2000021865 A JP2000021865 A JP 2000021865A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
chemical
gas
liq
raw material
raw
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP10196531A
Other languages
English (en)
Inventor
Shigeto Takebayashi
重人 竹林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP10196531A priority Critical patent/JP2000021865A/ja
Publication of JP2000021865A publication Critical patent/JP2000021865A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Formation Of Insulating Films (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低誘電率を持つ絶縁膜及び、該絶縁膜からな
る層間絶縁膜の製造方法を提供する。 【解決手段】 層間絶縁膜であるSOG膜の原料薬液
を、希ガス、不活性ガス、炭化水素ガス、あるいは空気
のうちの1種類を主成分とする圧送ガスを用いて薬液配
管4中を圧送し、薬液配管4の配管径より小さい内径の
先端部を有する薬液ノズル5から、所定速度で回転して
いる基体6上へ塗布する。薬液配管4から内径の小さい
薬液ノズル5先端部へ圧送される際に原料薬液が断熱圧
縮されて圧送ガスが薬液中に溶解し、薬液ノズル5から
基体6上の開放された空間へ原料薬液が吐出される際に
原料薬液が断熱膨張されて溶解したガスが薬液中で気泡
化し、SOG膜中で小孔となって膜の誘電率を低下させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法に関し、特に、配線間の絶縁に用いられる層間絶縁
膜であるスピンオングラス膜の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体素子の高密度化に伴い、半
導体装置の多層配線構造において配線間の絶縁を確保す
る層間絶縁層の誘電率が高いために配線間の電気容量が
増大し、配線間の信号の干渉や、信号伝達の遅延が問題
となっている。通常、層間絶縁膜として用いられる材料
の比誘電率は4以上ある。フッ素原子を絶縁膜に導入す
ることによって比誘電率を低下させることも試みられて
いるが、比誘電率で3.5程度が限界であり、急激な微
細化に伴う電気容量の上昇に対処するのが困難な状況に
ある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このような問題を解決
するために、特開平8−330300号公報に記載され
るように、空気や窒素が1に近い比誘電率を持つことに
着目し、絶縁膜中にこれらのガスを含む小孔を多数有す
る膜を作製することが提案されている。しかしながら、
上記公報によれば、ガスを発生させる方法として有機酸
の誘電体などを用いるために層間絶縁層に接するAl合
金やCuの配線膜に対して腐食を発生させやすくなり、
また、接続孔のエッチングや、金属配線膜の成膜時に多
量のガスを発生させるため金属膜中に巻き込まれ、金属
配線の電気抵抗の上昇をもたらすという問題点がある。
信号の遅延は、電気容量と電気抵抗の積によって決まる
ため、層間絶縁層の比誘電率が低下して電気容量が低減
しても電気抵抗が上昇し、信号遅延に対する効果を得る
ことが困難である。更に、金属膜中に巻き込まれたガス
は、その結晶性を低下させ、多くの欠陥、転位を生成
し、金属配線のエレクトロマイグレーション耐性が低下
し、配線信頼性の低下をもたらす。
【0004】そこで、本発明の目的は、腐食性ガスを用
いることなく絶縁膜に小孔を多数形成して該絶縁膜の誘
電率を低下させ、且つ、隣接する配線が腐食されたり抵
抗が増大したりすることを防止し、信頼性が高く電気特
性の良い半導体装置を製造する方法を提供することであ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の半導体装置の製造方法は、基体上に絶縁
膜、特にSOG膜を形成する方法において、前記SOG
膜形成用原料薬液をガスにて薬液配管中を圧送する工程
と、前記原料薬液中に前記ガスの成分を溶解せしめるた
めに前記原料薬液を断熱圧縮する工程と、前記ガス成分
を気泡化するために前原料薬液を断熱膨張する工程と、
前記原料薬液を前記基体上に回転塗布する工程とを有す
る。
【0006】ここで、好ましくは、前記ガスは希ガス、
不活性ガス、炭化水素ガス、あるいは空気のいずれか1
種類を主成分とする。
【0007】また、前記原料薬液を断熱膨張または断熱
圧縮する方法としては、前記薬液配管の内径より小さな
内径を有する薬液ノズルを通して前記原料薬液を前記基
体上に回転塗布する方法が好ましい。
【0008】前記原料薬液を断熱膨張または断熱圧縮す
る別の方法としては、前記薬液配管はその一部に内径が
他の部分よりも小さい細管を有し、前記原料薬液を前記
細管を有する薬液配管中を圧送する方法も好ましい。
【0009】前記原料薬液を断熱膨張または断熱圧縮す
る更に別の方法としては、前記薬液配管中を前記原料薬
液が圧送される工程において、薬液中に疎密波を発生さ
せることが好ましい。
【0010】更に、薬液中に疎密波を発生させる方法と
しては、前記薬液配管の一部に振動トランスデューサー
を接触させる方法が好ましい。
【0011】本発明によると、SOG膜を形成するため
の原料薬液を圧送するガスを、薬液配管中で断熱膨張、
断熱圧縮させることにより原料薬液中にガスの気泡を生
じさせるようにしたので、腐食性ガスを用いることなく
SOG膜中に小孔を形成できる。従って、隣接する配線
の腐食や電気抵抗の増大を防ぐことができ、信頼性及び
電気的特性のよい半導体装置が得られる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。
【0013】(第1の実施の形態)先ず始めに第1の実
施の形態について説明する。図1は、本発明の第1の実
施の形態による半導体装置の製造方法を実現するための
製造装置の概念図であり、図2は図1中の薬液ノズル近
傍を拡大した図である。
【0014】本実施の形態におけるSOG膜を製造する
ための製造装置は、図1に示すように、原料薬液を圧送
するための圧送ガス槽1等の圧送系、原料薬液の入って
いる薬液槽2、原料薬液、圧送ガスに混合される可能性
のあるパーティクルを弁別除去するための濾過機による
濾過系3、薬液ノズル5、薬液槽2と薬液ノズル5とを
接続する薬液配管4によって構成される(図中、弁等の
詳細部品は省略してある)。
【0015】ここで、図2に示すように、薬液ノズル5
は薬液配管4との接続部から薬液を吐出する先端部に向
かって徐々に内径が狭くなるように形成されている。
【0016】上述した装置を用いてSOG膜を形成する
方法を次に説明する。まず、圧送ガス槽1から図示しな
いポンプ等を用いてガスを薬液槽2へ送る。この時使用
するガスは、脱ガス性の有機酸あるいはその誘導体など
を含まないガス、例えばHe(ヘリウム)等の希ガス、
Ar(アルゴン)や窒素等の不活性ガス、COやCO2
等の炭化水素ガス、あるいは空気などを用いる。
【0017】次に、薬液槽2にガスが圧送されること
で、槽内の原料薬液が薬液配管4へと押し出される。押
し出された原料薬液は濾過系3を通ることでパーティク
ルを除去され、薬液ノズル5から基体6上へ吐出され
る。ここで、上述したように薬液ノズル5は先端部にい
くに従いその内径が小さくなるようになされているの
で、このノズル5を通過する際に原料薬液は断熱圧縮さ
れ、一緒にノズル5を通過するガスが薬液中に溶解す
る。また、内径の小さいノズル5の先端部から基体6方
向の開放された空間へ向かって吐出されることで原料薬
液は断熱膨張され、溶解しているガスが薬液中で気泡化
する。
【0018】薬液が吐出される際、基体は1000rp
m程度で回転されており、気泡を有する原料薬液は基体
6全面に均一に塗布されることになる。
【0019】最後に基体6を窒素雰囲気中、400℃程
度の温度でアニールして本実施の形態のSOG膜の形成
を完了する。圧送ガスとしてHeを用いた場合、アニー
ル後のSOG膜の比誘電率は2.5〜3.5を示し、ア
ニール後のSOG膜中にHeによる小孔が安定に存在し
ていることが実験より得られている。また、Heガスは
非腐食性であるので、隣接する配線層にも悪影響を及ぼ
さず、電気抵抗の増大なども見られなかった。
【0020】以上説明したように、本実施の形態の半導
体装置の製造方法では、原料薬液を基体に塗布する際
に、断熱圧縮及び断熱膨張させることで圧送ガスの気泡
を原料薬液中に生成し、これをアニールすることでSO
G膜中に小孔を形成する。よって、腐食性ガスを用いる
ことなくSOG膜の誘電率を低下させ、且つ、隣接する
配線が腐食されたり抵抗が増大したりすることを防止で
きる。
【0021】(第2の実施の形態)次に、本発明の半導
体装置の製造方法の第2の実施の形態について説明す
る。本実施の形態の半導体装置の製造方法は、第1の実
施の形態とほぼ同様であるが、原料薬液を断熱圧縮及び
断熱膨張させるタイミングが異なる点で相違する。以
下、この点について詳細に説明する。
【0022】本実施の形態の半導体装置の製造を実現す
るための製造装置の概略は図1を用いて説明した第1の
実施の形態と同様であるので、説明を省略する。本実施
の形態の特徴となる図1中の濾過系3から薬液ノズル5
の間の薬液配管4を拡大した様子を図3に示す。
【0023】図3に示すように、濾過系3から薬液ノズ
ル5の間の薬液配管4は、その途中に内径が他の部分よ
り小さい細管7を有しており、薬液配管4から細管7及
び細管7から薬液配管4の間はその内径が徐々に変化す
るようにテーパー形状にされている。
【0024】上述した装置を用いてSOG膜を形成する
方法を次に説明する。原料薬液が薬液配管4へと押し出
される工程までは第1の実施の形態と同様であるので記
載を省略する。押し出された原料薬液は濾過系3を通る
ことでパーティクルを除去され、次に細管7を通過す
る。
【0025】ここで、上述したように薬液配管4はその
内径を徐々に細めながら細管7へ接続されているので、
薬液配管4から細管7へ原料薬液が通過する際に原料薬
液は断熱圧縮され、一緒に通過するガスが薬液中に溶解
する。また、原料薬液が細管7から薬液配管4に向かう
場合はその内径が徐々に広がっているので断熱膨張さ
れ、この過程で溶解しているガスが薬液中で気泡化す
る。続いて原料薬液は薬液ノズル5から基体6上へ吐出
される。
【0026】薬液が吐出される際、基体は1000rp
m程度で回転されており、気泡を有する原料薬液は基体
6全面に均一に塗布されることになる。
【0027】最後に基体6を窒素雰囲気中、400℃程
度の温度でアニールして本実施の形態のSOG膜の形成
を完了する。圧送ガスとしてHeを用いた場合、アニー
ル後のSOG膜の比誘電率は3.0〜3.5を示し、ア
ニール後のSOG膜中にHeによる小孔が安定に存在し
ていることが実験より得られている。また、Heガスは
非腐食性であるので、隣接する配線層にも悪影響を及ぼ
さず、電気抵抗の増大なども見られなかった。
【0028】以上説明したように、本実施の形態の半導
体装置の製造方法では、原料薬液を基体に塗布する際
に、断熱圧縮及び断熱膨張させることで圧送ガスの気泡
を原料薬液中に生成し、これをアニールすることでSO
G膜中に小孔を形成する。よって、腐食性ガスを用いる
ことなくSOG膜の誘電率を低下させ、且つ、隣接する
配線が腐食されたり抵抗が増大したりすることを防止で
きる。
【0029】(第3の実施の形態)次に、本発明の半導
体装置の製造方法の第3の実施の形態について説明す
る。本実施の形態の半導体装置の製造方法は、第1の実
施の形態とほぼ同様であるが、原料薬液を断熱圧縮及び
断熱膨張方法が異なる点で相違する。以下、この点につ
いて詳細に説明する。
【0030】本実施の形態の半導体装置の製造を実現す
るための製造装置の概略は図1を用いて説明した第1の
実施の形態と同様であるが、図4に示すように、図1中
の濾過系3から薬液ノズル5の間の薬液配管4の一部が
振動トランスデューサー8と接触している点と、薬液配
管4及び薬液ノズル5の内径が常に一定である点で相違
する。
【0031】上述した装置を用いてSOG膜を形成する
方法を次に説明する。原料薬液が薬液配管4へと押し出
される工程までは第1の実施の形態と同様であるので記
載を省略する。押し出された原料薬液は濾過系3を通る
ことでパーティクルを除去され、次に薬液配管4の振動
トランスデューサー8と接触している部分を通過する。
【0032】この部分において、振動トランスデューサ
ーから発せられる10〜20kHz程度の周波数を持つ
疎密波が原料薬液に照射される。この疎密波は薬液中を
高速で伝播するために、原料薬液は急激な密度の変化を
受けることで断熱圧縮と断熱膨張の両過程を経ることに
なり、圧送ガスが気泡化される。続いて原料薬液は薬液
ノズル5から基体6上へ吐出される。
【0033】薬液が吐出される際、基体は1000rp
m程度で回転されており、気泡を有する原料薬液は基体
6全面に均一に塗布されることになる。
【0034】最後に基体6を窒素雰囲気中、400℃程
度の温度でアニールして本実施の形態のSOG膜の形成
を完了する。圧送ガスとしてHeを用いた場合、アニー
ル後のSOG膜の比誘電率は2.5〜3.5を示し、ア
ニール後のSOG膜中にHeによる小孔が安定に存在し
ていることが実験より得られている。また、Heガスは
非腐食性であるので、隣接する配線層にも悪影響を及ぼ
さず、電気抵抗の増大なども見られなかった。
【0035】以上説明したように、本実施の形態の半導
体装置の製造方法では、原料薬液を基体に塗布する際
に、断熱圧縮及び断熱膨張させることで圧送ガスの気泡
を原料薬液中に生成し、これをアニールすることでSO
G膜中に小孔を形成する。よって、腐食性ガスを用いる
ことなくSOG膜の誘電率を低下させ、且つ、隣接する
配線が腐食されたり抵抗が増大したりすることを防止で
きる。
【0036】なお、本発明は上述した実施の形態に限定
されるものではなく、例えば振動トランスデューサーを
接触させる部位を薬液配管でなく薬液ノズルにするな
ど、様々な設計変更が可能である。
【0037】
【発明の効果】本発明によれば、SOG膜を形成するた
めの原料薬液を圧送するガスを、薬液配管中で断熱膨
張、断熱圧縮させることにより原料薬液中にガスの気泡
を生じさせるようにしたので、腐食性ガスを用いること
なくSOG膜中に小孔を形成できる。従って、隣接する
配線の腐食や電気抵抗の増大を防ぐことができ、信頼性
及び電気的特性のよい半導体装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態の半導体装置の製造方法
に用いる製造装置の概念図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態における図1中の薬
液配管及び薬液ノズル近傍を拡大した図である。
【図3】本発明の第2の実施の形態における図1中の薬
液配管の一部を拡大した図である。
【図4】本発明の第3の実施の形態における図1中の薬
液配管の一部を拡大した図である。
【符号の説明】
1 圧送ガス槽 2 薬液槽 3 濾過系 4 薬液配管 5 薬液ノズル 6 基体

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 SOG膜形成用原料薬液をガスにて薬液
    配管中を圧送する第1の工程と、 前記第1の工程後、前記原料薬液中に前記ガスの成分を
    溶解せしめるために前記原料薬液を断熱圧縮する第2の
    工程と、 前記第2の工程後、前記ガス成分を気泡化するために前
    記原料薬液を断熱膨張する第3の工程と、 前記第3の工程後、前記原料薬液を前記基体上に回転塗
    布する第4の工程とを有することを特徴とする半導体装
    置の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記ガスは希ガス、不活性ガス、炭化水
    素ガス、あるいは空気のいずれか1種類を主成分とする
    ことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方
    法。
  3. 【請求項3】 前記薬液配管の内径より小さな内径を有
    する薬液ノズルを通して前記原料薬液を前記基体上に回
    転塗布することで、前記原料薬液を断熱膨張または断熱
    圧縮することを特徴とする請求項1又は2に記載の半導
    体装置の製造方法。
  4. 【請求項4】 前記薬液配管はその一部に内径が他の部
    分よりも小さい細管を有し、前記原料薬液を前記細管を
    有する薬液配管中を圧送することで、前記原料薬液を断
    熱膨張または断熱圧縮することを特徴とする請求項1又
    は2に記載の半導体装置の製造方法。
  5. 【請求項5】 前記薬液配管中を前記原料薬液が圧送さ
    れる工程において、薬液中に疎密波を発生させること
    で、前記原料薬液を断熱膨張または断熱圧縮することを
    特徴とする請求項1又は2に記載の半導体装置の製造方
    法。
  6. 【請求項6】 前記薬液配管の一部に振動トランスデュ
    ーサーを接触させることで前記疎密波を発生させること
    を特徴とする請求項5に記載の半導体装置の製造方法。
JP10196531A 1998-06-26 1998-06-26 半導体装置の製造方法 Withdrawn JP2000021865A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10196531A JP2000021865A (ja) 1998-06-26 1998-06-26 半導体装置の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10196531A JP2000021865A (ja) 1998-06-26 1998-06-26 半導体装置の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000021865A true JP2000021865A (ja) 2000-01-21

Family

ID=16359297

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10196531A Withdrawn JP2000021865A (ja) 1998-06-26 1998-06-26 半導体装置の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000021865A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009044095A (ja) * 2007-08-10 2009-02-26 Tokyo Electron Ltd 半導体装置の製造方法、半導体製造装置及び記憶媒体

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009044095A (ja) * 2007-08-10 2009-02-26 Tokyo Electron Ltd 半導体装置の製造方法、半導体製造装置及び記憶媒体

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6784108B1 (en) Gas pulsing for etch profile control
US4119483A (en) Method of structuring thin layers
JP2006013190A (ja) 半導体装置の製造方法
TWI363255B (en) Method for removing masking materials with reduced low-k dielectric material damage
JPH11297686A (ja) 半導体装置の製造方法
KR20070004080A (ko) 다공성 다이아몬드 막의 제조법
US7026235B1 (en) Dual-damascene process and associated floating metal structures
JPH10112503A (ja) 半導体装置の製造方法
JP2000021865A (ja) 半導体装置の製造方法
JP2002026017A (ja) 半導体素子の金属配線形成方法
US7172965B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
US7985696B2 (en) Method of manufacturing semiconductor device
US7576001B2 (en) Manufacturing method for semiconductor device
JP2003124307A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP2001358211A (ja) 半導体装置およびその製造方法
KR20090094363A (ko) 에칭 방법 및 기억 매체
JPH0766185A (ja) 半導体装置の製造方法
JP2002038295A (ja) 回路基板の電気メッキ方法
JPH0794483A (ja) プラズマエッチング方法
JP3399583B2 (ja) 半導体装置の製造方法
US20020177297A1 (en) Method for forming wire in semiconductor device
JP2000223477A (ja) 半導体装置の製造方法
JP2005217292A (ja) 半導体装置の製造方法
US6339019B1 (en) Method of manufacturing semiconductor device having reduced connection failure between wiring layers
JP2000223485A (ja) 複合絶縁膜の製造方法及びこれを用いた半導体装置の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20050906