JP2000058540A - 低誘電率絶縁膜形成用組成物および低誘電率絶縁膜形成方法 - Google Patents
低誘電率絶縁膜形成用組成物および低誘電率絶縁膜形成方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】加工が容易で、配線間容量が小さな信頼性の高
い、均一な粒径を有する多孔質酸化シリコンからなる絶
縁膜の形成方法、及び該絶縁膜形成用組成物を提供す
る。 【解決手段】所定の分子量分布を有するアルコキシシラ
ン化合物の重合体を含有する、半導体装置の低誘電率絶
縁膜形成用組成物、及び該低誘電率絶縁膜形成用組成物
を基板表面に塗布する工程と、前記塗布表面を５０〜２
００℃で乾燥する工程と、さらに３００〜５００℃で焼
成する工程を有する半導体装置の低誘電率絶縁膜の形成
方法。
い、均一な粒径を有する多孔質酸化シリコンからなる絶
縁膜の形成方法、及び該絶縁膜形成用組成物を提供す
る。 【解決手段】所定の分子量分布を有するアルコキシシラ
ン化合物の重合体を含有する、半導体装置の低誘電率絶
縁膜形成用組成物、及び該低誘電率絶縁膜形成用組成物
を基板表面に塗布する工程と、前記塗布表面を５０〜２
００℃で乾燥する工程と、さらに３００〜５００℃で焼
成する工程を有する半導体装置の低誘電率絶縁膜の形成
方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の層間
絶縁膜として用いる低誘電率絶縁膜形成用の低誘電率膜
樹脂組成物、該組成物を塗布、乾燥、焼成することを特
徴とする低誘電率絶縁膜の形成方法に関する。
絶縁膜として用いる低誘電率絶縁膜形成用の低誘電率膜
樹脂組成物、該組成物を塗布、乾燥、焼成することを特
徴とする低誘電率絶縁膜の形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年の半導体装置の集積度の向上に従っ
て、半導体装置の配線の多層化が進んでいる。配線の多
層化に伴って、配線の信頼性向上のため配線パターン形
成により生じる段差を平坦化する技術が必須である。こ
の平坦化技術の中で広く用いられている方法の一つに塗
布方法があり、その中でも、最終的に膜の主構造として
酸化シリコン骨格を形成するＳＯＧ（Ｓｐｉｎ Ｏｎ
Ｇｌａｓｓ）が有効と考えられ、研究開発が行われてき
た。
て、半導体装置の配線の多層化が進んでいる。配線の多
層化に伴って、配線の信頼性向上のため配線パターン形
成により生じる段差を平坦化する技術が必須である。こ
の平坦化技術の中で広く用いられている方法の一つに塗
布方法があり、その中でも、最終的に膜の主構造として
酸化シリコン骨格を形成するＳＯＧ（Ｓｐｉｎ Ｏｎ
Ｇｌａｓｓ）が有効と考えられ、研究開発が行われてき
た。
【０００３】ＳＯＧ技術は、アルコキシシラン化合物を
加水分解して生成するシリコンヒドロキシドを脱水縮合
することにより得られるゾル溶液を、段差のある基板上
に回転塗布（スピンコート）した後、常圧下で４５０℃
程度の熱処理を加えて焼成し、絶縁膜を形成する方法で
ある。
加水分解して生成するシリコンヒドロキシドを脱水縮合
することにより得られるゾル溶液を、段差のある基板上
に回転塗布（スピンコート）した後、常圧下で４５０℃
程度の熱処理を加えて焼成し、絶縁膜を形成する方法で
ある。
【０００４】また、このＳＯＧ技術を適用して配線間容
量を下げることを目的として、例えば、ＳＯＧ原料にシ
リル化剤を混入し、成膜時に形成される膜中孔径の制御
する報告がある（Ａｏｉ ｅｔ ａｌ，”ドライシンポ
ジウム”，１９９７年，予稿集２７３ページ）。
量を下げることを目的として、例えば、ＳＯＧ原料にシ
リル化剤を混入し、成膜時に形成される膜中孔径の制御
する報告がある（Ａｏｉ ｅｔ ａｌ，”ドライシンポ
ジウム”，１９９７年，予稿集２７３ページ）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
塗布原料成分のまま用いて従来のＳＯＧ技術を適用する
場合には、原料のアルコキシシラン重合体の分子量分布
の広がりが大きいため、結果として、酸化シリコンの粒
子径のバラツキが大きくなってしまう。これは、形成さ
れる酸化シリコン鎖の重合度分布、即ち酸化シリコンの
粒子径は、原料の成分（重合体、プレポリマーともい
う）の分子量分布に依存するからである。
塗布原料成分のまま用いて従来のＳＯＧ技術を適用する
場合には、原料のアルコキシシラン重合体の分子量分布
の広がりが大きいため、結果として、酸化シリコンの粒
子径のバラツキが大きくなってしまう。これは、形成さ
れる酸化シリコン鎖の重合度分布、即ち酸化シリコンの
粒子径は、原料の成分（重合体、プレポリマーともい
う）の分子量分布に依存するからである。
【０００６】例えば、従来の半導体装置の製造におい
て、上下配線間の接続孔を形成する加工を行った場合、
例えば、図４（ａ）に示す模式図のように、粒径が不揃
いの酸化シリコン６が生成し、酸化シリコン粒子の間に
大きさの不揃いな孔８が生成してしまう。そして、図４
（ｂ）に示すように、その後タングステン等の導電性材
料１０を埋め込んだ場合、接続孔側面と導電性材料との
間に空隙９が発生したり、タングシテン等の導電性材料
をＣＶＤ法等により堆積させる工程において、酸化シリ
コン膜表面が蝕刻されるという問題が生じる場合があっ
た。
て、上下配線間の接続孔を形成する加工を行った場合、
例えば、図４（ａ）に示す模式図のように、粒径が不揃
いの酸化シリコン６が生成し、酸化シリコン粒子の間に
大きさの不揃いな孔８が生成してしまう。そして、図４
（ｂ）に示すように、その後タングステン等の導電性材
料１０を埋め込んだ場合、接続孔側面と導電性材料との
間に空隙９が発生したり、タングシテン等の導電性材料
をＣＶＤ法等により堆積させる工程において、酸化シリ
コン膜表面が蝕刻されるという問題が生じる場合があっ
た。
【０００７】本発明はかかる事情に鑑み、加工が容易
で、配線間容量が小さな信頼性の高い、均一な粒径を有
する多孔質酸化シリコンからなる絶縁膜の形成方法、及
び該絶縁膜形成用組成物を提供することを目的とする。
で、配線間容量が小さな信頼性の高い、均一な粒径を有
する多孔質酸化シリコンからなる絶縁膜の形成方法、及
び該絶縁膜形成用組成物を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を達
成すべく、所定の分子量分布を有するアルコキシシラン
化合物の重合体を含有する半導体装置の低誘電率絶縁膜
形成用組成物、及び該低誘電率絶縁膜形成用組成物を基
板表面に塗布する工程と、前記塗布表面を５０〜２００
℃で乾燥する工程と、さらに３００〜５００℃で焼成す
る工程を有する、半導体装置の低誘電率絶縁膜の形成方
法を提供する。
成すべく、所定の分子量分布を有するアルコキシシラン
化合物の重合体を含有する半導体装置の低誘電率絶縁膜
形成用組成物、及び該低誘電率絶縁膜形成用組成物を基
板表面に塗布する工程と、前記塗布表面を５０〜２００
℃で乾燥する工程と、さらに３００〜５００℃で焼成す
る工程を有する、半導体装置の低誘電率絶縁膜の形成方
法を提供する。
【０００９】前記本発明においては、前記低誘電率絶縁
膜は半導体装置の層間絶縁膜であるのが好ましい。
膜は半導体装置の層間絶縁膜であるのが好ましい。
【００１０】本発明の低誘電率絶縁膜は、好ましくは比
誘電率（ε）が３．０以下、より好ましくは２．５以下
である。また、本発明の低誘電率絶縁膜は、ＳＯＧ技術
を用いているので、表面が平坦で、均一な粒径、即ち均
一な孔径を有する多孔質絶縁膜となっている。
誘電率（ε）が３．０以下、より好ましくは２．５以下
である。また、本発明の低誘電率絶縁膜は、ＳＯＧ技術
を用いているので、表面が平坦で、均一な粒径、即ち均
一な孔径を有する多孔質絶縁膜となっている。
【００１１】また、本発明は、アルコキシシラン化合物
の重合体と架橋剤のそれぞれの所定量を、交互に基板表
面に塗布する工程と、前記塗布表面を５０〜２００℃で
乾燥する工程と、さらに３００〜５００℃で焼成する工
程を有する、半導体装置の低誘電率絶縁膜の形成方法を
提供する。
の重合体と架橋剤のそれぞれの所定量を、交互に基板表
面に塗布する工程と、前記塗布表面を５０〜２００℃で
乾燥する工程と、さらに３００〜５００℃で焼成する工
程を有する、半導体装置の低誘電率絶縁膜の形成方法を
提供する。
【００１２】本発明の低誘電率絶縁膜形成用組成物と架
橋剤を間欠供給する本発明の低誘電率絶縁膜の形成方法
によれば、酸化シリコン粒子の粒径及び配置が均一な多
孔質絶縁膜を得ることができる。
橋剤を間欠供給する本発明の低誘電率絶縁膜の形成方法
によれば、酸化シリコン粒子の粒径及び配置が均一な多
孔質絶縁膜を得ることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明は、上述したように、所定の分子量分布を有する
アルコキシシラン化合物の重合体を含有する半導体装置
の低誘電率絶縁膜形成用組成物、及び該低誘電率絶縁膜
形成用組成物を基板表面に塗布する工程と、前記塗布表
面を５０〜２００℃で乾燥する工程と、さらに３００〜
５００℃で焼成する工程を有する、半導体装置の低誘電
率絶縁膜の形成方法である。
本発明は、上述したように、所定の分子量分布を有する
アルコキシシラン化合物の重合体を含有する半導体装置
の低誘電率絶縁膜形成用組成物、及び該低誘電率絶縁膜
形成用組成物を基板表面に塗布する工程と、前記塗布表
面を５０〜２００℃で乾燥する工程と、さらに３００〜
５００℃で焼成する工程を有する、半導体装置の低誘電
率絶縁膜の形成方法である。
【００１４】本発明の低誘電率絶縁膜形成用組成物は、
アルコキシシラン化合物重合体の少なくとも一種、好ま
しくは一般式（１）で表されるアルコキシシラン化合物
重合体の少なくとも一種の１〜１０重量％、及び希釈剤
を含有している。本発明に用いられるアルコキシシラン
としては、例えば、一般式（１）
アルコキシシラン化合物重合体の少なくとも一種、好ま
しくは一般式（１）で表されるアルコキシシラン化合物
重合体の少なくとも一種の１〜１０重量％、及び希釈剤
を含有している。本発明に用いられるアルコキシシラン
としては、例えば、一般式（１）
【００１５】
【化１】Ｒ’p Ｓｉ（ＯＲ）4-p ・・・（１）
【００１６】（式中、Ｒ’は置換基を有していてもよい
アルキル基を表し、Ｒはアルキル基を表し、ｐは０，１
または２を表し、ｑは任意の自然数を表す。また、ｐが
２のとき、Ｒ’は同一でも相異なっていてもよい。）で
表されるアルコキシシラン化合物の重合体を挙げること
ができる。
アルキル基を表し、Ｒはアルキル基を表し、ｐは０，１
または２を表し、ｑは任意の自然数を表す。また、ｐが
２のとき、Ｒ’は同一でも相異なっていてもよい。）で
表されるアルコキシシラン化合物の重合体を挙げること
ができる。
【００１７】前記アルコキシシラン化合物としては、例
えば、Ｓｉ（ＯＣＨ3 ）4 ，Ｓｉ（ＯＣ2 Ｈ5 ）4 ，Ｓ
ｉ（ＯＣ3 Ｈ7 ）4 ，Ｓｉ（ＯＣ3 Ｈ7 i ）4 ，Ｓｉ
（ＯＣ4 Ｈ9 ）4 等のテトラアルコキシシラン類、
えば、Ｓｉ（ＯＣＨ3 ）4 ，Ｓｉ（ＯＣ2 Ｈ5 ）4 ，Ｓ
ｉ（ＯＣ3 Ｈ7 ）4 ，Ｓｉ（ＯＣ3 Ｈ7 i ）4 ，Ｓｉ
（ＯＣ4 Ｈ9 ）4 等のテトラアルコキシシラン類、
【００１８】ＣＨ3 Ｓｉ（ＯＣＨ3 ）3 ，ＣＨ3 Ｓｉ
（ＯＣ2 Ｈ5 ）3 ，ＣＨ3 Ｓｉ（ＯＣ3 Ｈ7 ）3 ，ＣＨ
3 Ｓｉ（ＯＣ3 Ｈ7 i ）3 ，ＣＨ3 Ｓｉ（ＯＣ4 Ｈ9 ）
3 ，Ｃ2 Ｈ5 Ｓｉ（ＯＣＨ3 ）3 ，Ｃ2 Ｈ5 Ｓｉ（ＯＣ
2 Ｈ5 ）3 ，Ｃ2 Ｈ5 Ｓｉ（ＯＣ3 Ｈ7 ）3 ，Ｃ2 Ｈ5
Ｓｉ（ＯＣ3 Ｈ7 i ）3 ，Ｃ2 Ｈ5 Ｓｉ（ＯＣ4 Ｈ9 ）
3 ，Ｃ3 Ｈ7 Ｓｉ（ＯＣＨ3 ）3 ，Ｃ3 Ｈ7 Ｓｉ（ＯＣ
2 Ｈ5 ）3 ，Ｃ3 Ｈ7 Ｓｉ（ＯＣ3 Ｈ7 ）3 ，Ｃ3 Ｈ7
Ｓｉ（ＯＣ3 Ｈ7 i ）3 ，Ｃ3 Ｈ7 Ｓｉ（ＯＣ4Ｈ9 ）
3 ，Ｃ3 Ｈ7 i Ｓｉ（ＯＣＨ3 ）3 ，Ｃ3 Ｈ7 i Ｓｉ
（ＯＣ2 Ｈ5 ）3 ，Ｃ3 Ｈ7 i Ｓｉ（ＯＣ3 Ｈ7 ）3 ，
Ｃ3 Ｈ7 i Ｓｉ（ＯＣ3 Ｈ7 i ）3 ，Ｃ3 Ｈ7 i Ｓｉ
（ＯＣ4 Ｈ9 ）3 ，Ｃ4 Ｈ9 Ｓｉ（ＯＣＨ3 ）3 ，Ｃ4
Ｈ9 Ｓｉ（ＯＣ2 Ｈ5 ）3 ，Ｃ4 Ｈ9 Ｓｉ（ＯＣ
3 Ｈ7 ）3 ，Ｃ4 Ｈ9 Ｓｉ（ＯＣ3 Ｈ7 i ）3，Ｃ4 Ｈ
9 Ｓｉ（ＯＣ4 Ｈ9 ）3 等のモノアルキルトリアルコキ
シシラン類、
（ＯＣ2 Ｈ5 ）3 ，ＣＨ3 Ｓｉ（ＯＣ3 Ｈ7 ）3 ，ＣＨ
3 Ｓｉ（ＯＣ3 Ｈ7 i ）3 ，ＣＨ3 Ｓｉ（ＯＣ4 Ｈ9 ）
3 ，Ｃ2 Ｈ5 Ｓｉ（ＯＣＨ3 ）3 ，Ｃ2 Ｈ5 Ｓｉ（ＯＣ
2 Ｈ5 ）3 ，Ｃ2 Ｈ5 Ｓｉ（ＯＣ3 Ｈ7 ）3 ，Ｃ2 Ｈ5
Ｓｉ（ＯＣ3 Ｈ7 i ）3 ，Ｃ2 Ｈ5 Ｓｉ（ＯＣ4 Ｈ9 ）
3 ，Ｃ3 Ｈ7 Ｓｉ（ＯＣＨ3 ）3 ，Ｃ3 Ｈ7 Ｓｉ（ＯＣ
2 Ｈ5 ）3 ，Ｃ3 Ｈ7 Ｓｉ（ＯＣ3 Ｈ7 ）3 ，Ｃ3 Ｈ7
Ｓｉ（ＯＣ3 Ｈ7 i ）3 ，Ｃ3 Ｈ7 Ｓｉ（ＯＣ4Ｈ9 ）
3 ，Ｃ3 Ｈ7 i Ｓｉ（ＯＣＨ3 ）3 ，Ｃ3 Ｈ7 i Ｓｉ
（ＯＣ2 Ｈ5 ）3 ，Ｃ3 Ｈ7 i Ｓｉ（ＯＣ3 Ｈ7 ）3 ，
Ｃ3 Ｈ7 i Ｓｉ（ＯＣ3 Ｈ7 i ）3 ，Ｃ3 Ｈ7 i Ｓｉ
（ＯＣ4 Ｈ9 ）3 ，Ｃ4 Ｈ9 Ｓｉ（ＯＣＨ3 ）3 ，Ｃ4
Ｈ9 Ｓｉ（ＯＣ2 Ｈ5 ）3 ，Ｃ4 Ｈ9 Ｓｉ（ＯＣ
3 Ｈ7 ）3 ，Ｃ4 Ｈ9 Ｓｉ（ＯＣ3 Ｈ7 i ）3，Ｃ4 Ｈ
9 Ｓｉ（ＯＣ4 Ｈ9 ）3 等のモノアルキルトリアルコキ
シシラン類、
【００１９】ＨＳｉ（ＯＣＨ3 ）3 ，ＨＳｉ（ＯＣ2 Ｈ
5 ）3 ，ＨＳｉ（ＯＣ3 Ｈ7 ）3 ，ＨＳｉ（ＯＣ3 Ｈ7
i ）3 ，ＨＳｉ（ＯＣ4 Ｈ9 ）3 等のアルコキシシラン
類、
5 ）3 ，ＨＳｉ（ＯＣ3 Ｈ7 ）3 ，ＨＳｉ（ＯＣ3 Ｈ7
i ）3 ，ＨＳｉ（ＯＣ4 Ｈ9 ）3 等のアルコキシシラン
類、
【００２０】Ｈ2 Ｎ（ＣＨ2 ）3 Ｓｉ（ＯＣＨ3 ）3 ，
Ｈ2 Ｎ（ＣＨ2 ）3 Ｓｉ（ＯＣ2 Ｈ 5 ）3 ，Ｈ2 Ｎ（Ｃ
Ｈ2 ）3 Ｓｉ（ＯＣ3 Ｈ7 ）3 ，Ｈ2 Ｎ（ＣＨ2 ）3 Ｓ
ｉ（ＯＣ3 Ｈ7 i ）3 ，Ｈ2 Ｎ（ＣＨ2 ）3 Ｓｉ（ＯＣ
4 Ｈ9 ）3 ，Ｈ2 Ｎ（ＣＨ2）2 ＮＨＣ3 Ｈ6 Ｓｉ（Ｏ
ＣＨ3 ）3 ，Ｈ2 Ｎ（ＣＨ2 ）2 ＮＨＣ3 Ｈ6 Ｓｉ（Ｏ
Ｃ2 Ｈ5 ）3 ，Ｈ2 Ｎ（ＣＨ2 ）2 ＮＨＣ3 Ｈ6 Ｓｉ
（ＯＣ3 Ｈ7 ）3 ，Ｈ2Ｎ（ＣＨ2 ）2 ＮＨＣ3 Ｈ6 Ｓ
ｉ（ＯＣ3 Ｈ7 i ）3 ，Ｈ2 Ｎ（ＣＨ2 ）2 ＮＨＣ3 Ｈ
6 Ｓｉ（ＯＣ4 Ｈ9 ）3 ，Ｈ2 Ｎ（ＣＨ2 ）3 （Ｃ
Ｈ3 ）2 ＳｉＯＣＨ3，Ｈ2 Ｎ（ＣＨ2 ）3 （ＣＨ3 ）
2 ＳｉＯＣ2 Ｈ5 ，Ｈ2 Ｎ（ＣＨ2 ）3 （ＣＨ3 ）2 Ｓ
ｉＯＣ3 Ｈ7 ，Ｈ2 Ｎ（ＣＨ2 ）3 （ＣＨ3 ）2 ＳｉＯ
Ｃ3 Ｈ7 i ，Ｈ2 Ｎ（ＣＨ2 ）3 （ＣＨ3 ）2 ＳｉＯＣ
4 Ｈ9 ，Ｈ2 Ｎ（ＣＨ2 ）3 （ＣＨ3 ）2 ＳｉＯＣ
Ｈ3 ，Ｈ2 Ｎ（ＣＨ2 ）3 （ＣＨ3 ）2 ＳｉＯＣ
2 Ｈ5 ，Ｈ2 Ｎ（ＣＨ2 ）3 （ＣＨ3 ）2 ＳｉＯＣ3 Ｈ
7 ，Ｈ2 Ｎ（ＣＨ2 ）3 （ＣＨ3 ）2 ＳｉＯＣ
3 Ｈ7 i ，Ｈ2 Ｎ（ＣＨ2 ）3 （ＣＨ3 ）2 ＳｉＯＣ4
Ｈ9 ，Ｈ2 Ｎ（ＣＨ2）2 ＮＨ（ＣＨ2 ）2 ＮＨ（ＣＨ
2 ）2 Ｓｉ（ＯＣＨ3 ）3 ，Ｈ2 Ｎ（ＣＨ2 ）2 ＮＨ
（ＣＨ2 ）2 ＮＨ（ＣＨ2 ）2 Ｓｉ（ＯＣ2 Ｈ5 ）3 ，
Ｈ2 Ｎ（ＣＨ2 ）2 ＮＨ（ＣＨ2 ）2 ＮＨ（ＣＨ2 ）2
Ｓｉ（ＯＣ3 Ｈ7 ）3 ，Ｈ2 Ｎ（ＣＨ2 ）2 ＮＨ（ＣＨ
2 ）2 ＮＨ（ＣＨ2 ）2 Ｓｉ（ＯＣ3 Ｈ7 i ）3 ，Ｈ2
Ｎ（ＣＨ2）2 ＮＨ（ＣＨ2 ）2 ＮＨ（ＣＨ2 ）2 Ｓｉ
（ＯＣ4 Ｈ9 ）3 等のアミノアルキルアルコキシシラン
類等を挙げることができる。
Ｈ2 Ｎ（ＣＨ2 ）3 Ｓｉ（ＯＣ2 Ｈ 5 ）3 ，Ｈ2 Ｎ（Ｃ
Ｈ2 ）3 Ｓｉ（ＯＣ3 Ｈ7 ）3 ，Ｈ2 Ｎ（ＣＨ2 ）3 Ｓ
ｉ（ＯＣ3 Ｈ7 i ）3 ，Ｈ2 Ｎ（ＣＨ2 ）3 Ｓｉ（ＯＣ
4 Ｈ9 ）3 ，Ｈ2 Ｎ（ＣＨ2）2 ＮＨＣ3 Ｈ6 Ｓｉ（Ｏ
ＣＨ3 ）3 ，Ｈ2 Ｎ（ＣＨ2 ）2 ＮＨＣ3 Ｈ6 Ｓｉ（Ｏ
Ｃ2 Ｈ5 ）3 ，Ｈ2 Ｎ（ＣＨ2 ）2 ＮＨＣ3 Ｈ6 Ｓｉ
（ＯＣ3 Ｈ7 ）3 ，Ｈ2Ｎ（ＣＨ2 ）2 ＮＨＣ3 Ｈ6 Ｓ
ｉ（ＯＣ3 Ｈ7 i ）3 ，Ｈ2 Ｎ（ＣＨ2 ）2 ＮＨＣ3 Ｈ
6 Ｓｉ（ＯＣ4 Ｈ9 ）3 ，Ｈ2 Ｎ（ＣＨ2 ）3 （Ｃ
Ｈ3 ）2 ＳｉＯＣＨ3，Ｈ2 Ｎ（ＣＨ2 ）3 （ＣＨ3 ）
2 ＳｉＯＣ2 Ｈ5 ，Ｈ2 Ｎ（ＣＨ2 ）3 （ＣＨ3 ）2 Ｓ
ｉＯＣ3 Ｈ7 ，Ｈ2 Ｎ（ＣＨ2 ）3 （ＣＨ3 ）2 ＳｉＯ
Ｃ3 Ｈ7 i ，Ｈ2 Ｎ（ＣＨ2 ）3 （ＣＨ3 ）2 ＳｉＯＣ
4 Ｈ9 ，Ｈ2 Ｎ（ＣＨ2 ）3 （ＣＨ3 ）2 ＳｉＯＣ
Ｈ3 ，Ｈ2 Ｎ（ＣＨ2 ）3 （ＣＨ3 ）2 ＳｉＯＣ
2 Ｈ5 ，Ｈ2 Ｎ（ＣＨ2 ）3 （ＣＨ3 ）2 ＳｉＯＣ3 Ｈ
7 ，Ｈ2 Ｎ（ＣＨ2 ）3 （ＣＨ3 ）2 ＳｉＯＣ
3 Ｈ7 i ，Ｈ2 Ｎ（ＣＨ2 ）3 （ＣＨ3 ）2 ＳｉＯＣ4
Ｈ9 ，Ｈ2 Ｎ（ＣＨ2）2 ＮＨ（ＣＨ2 ）2 ＮＨ（ＣＨ
2 ）2 Ｓｉ（ＯＣＨ3 ）3 ，Ｈ2 Ｎ（ＣＨ2 ）2 ＮＨ
（ＣＨ2 ）2 ＮＨ（ＣＨ2 ）2 Ｓｉ（ＯＣ2 Ｈ5 ）3 ，
Ｈ2 Ｎ（ＣＨ2 ）2 ＮＨ（ＣＨ2 ）2 ＮＨ（ＣＨ2 ）2
Ｓｉ（ＯＣ3 Ｈ7 ）3 ，Ｈ2 Ｎ（ＣＨ2 ）2 ＮＨ（ＣＨ
2 ）2 ＮＨ（ＣＨ2 ）2 Ｓｉ（ＯＣ3 Ｈ7 i ）3 ，Ｈ2
Ｎ（ＣＨ2）2 ＮＨ（ＣＨ2 ）2 ＮＨ（ＣＨ2 ）2 Ｓｉ
（ＯＣ4 Ｈ9 ）3 等のアミノアルキルアルコキシシラン
類等を挙げることができる。
【００２１】前記希釈剤としては、例えば、メタノー
ル、エタノール等のアルコール類、酢酸エステル等のエ
ステル類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソ
ブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、ヘキサ
ン、ヘプタン、シクロヘキサン等の炭化水素類、ベンゼ
ン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、フロリ
ナート類、エチレングリコールモノメチルアセテート、
エチレングリコールジアセテート等のグリコールアセテ
ート類、ヘキサン等の炭化水素類、ベンゼン、トルエ
ン、キシレン等の芳香族炭化水素類、フロリナート類、
Ｎ，Ｎ−メチル−２−ピロリドン等のアミド類等の一種
または２種以上の不活性溶媒を挙げることができる。
ル、エタノール等のアルコール類、酢酸エステル等のエ
ステル類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソ
ブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、ヘキサ
ン、ヘプタン、シクロヘキサン等の炭化水素類、ベンゼ
ン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、フロリ
ナート類、エチレングリコールモノメチルアセテート、
エチレングリコールジアセテート等のグリコールアセテ
ート類、ヘキサン等の炭化水素類、ベンゼン、トルエ
ン、キシレン等の芳香族炭化水素類、フロリナート類、
Ｎ，Ｎ−メチル−２−ピロリドン等のアミド類等の一種
または２種以上の不活性溶媒を挙げることができる。
【００２２】なお、本発明の低誘電率絶縁膜形成用組成
物においては、所望によりアンモニウム塩等の架橋剤が
添加されていてもよい。
物においては、所望によりアンモニウム塩等の架橋剤が
添加されていてもよい。
【００２３】本発明におけるアルコキシシラン化合物の
重合体は、アルコキシシラン化合物を加水分解、重縮合
して製造することができる。このとき、触媒として、塩
酸、硫酸、リン酸、硝酸、フッ酸等の無機酸、シュウ
酸、マレイン酸、スルホン酸、ギ酸等の有機酸を使用す
ることも好ましい。また、アンモニア、トリメチルアン
モニウム等のトリアルキルアンモニウム等の塩基性触媒
を用いることもできる。
重合体は、アルコキシシラン化合物を加水分解、重縮合
して製造することができる。このとき、触媒として、塩
酸、硫酸、リン酸、硝酸、フッ酸等の無機酸、シュウ
酸、マレイン酸、スルホン酸、ギ酸等の有機酸を使用す
ることも好ましい。また、アンモニア、トリメチルアン
モニウム等のトリアルキルアンモニウム等の塩基性触媒
を用いることもできる。
【００２４】以上のようにして得られる加水分解、重縮
合生成物の反応物（アルコキシシラン化合物重合体）
は、そのまま使用することもできるし、溶媒を除去後、
改めて前記溶媒の一種以上に溶解させて用いることもで
きる。
合生成物の反応物（アルコキシシラン化合物重合体）
は、そのまま使用することもできるし、溶媒を除去後、
改めて前記溶媒の一種以上に溶解させて用いることもで
きる。
【００２５】前記アルコキシシラン化合物の重合体は、
所定の分子量分布を有しているのが好ましい。所定の分
子量分布を有するアルコキシシラン化合物の重合体を得
る方法としては、所望の分子量分布を有するアルコキシ
シラン化合物の重合体を得ることができるものであれば
特に制限はない。例えば、遠心分離により所定の分子量
区画部分のみを分取する方法、クロマトグラフィーによ
り所定の分子量区画部分のみを分取する方法、あるいは
比重分離法により所定の分子量区画部分のみを分取する
方法等がある。
所定の分子量分布を有しているのが好ましい。所定の分
子量分布を有するアルコキシシラン化合物の重合体を得
る方法としては、所望の分子量分布を有するアルコキシ
シラン化合物の重合体を得ることができるものであれば
特に制限はない。例えば、遠心分離により所定の分子量
区画部分のみを分取する方法、クロマトグラフィーによ
り所定の分子量区画部分のみを分取する方法、あるいは
比重分離法により所定の分子量区画部分のみを分取する
方法等がある。
【００２６】また、所定の分子量分布を有するアルコキ
シシラン化合物の重合体は、最終的に形成される酸化シ
リコンの粒径又は多孔質酸化シリコン膜中の孔径が所定
の範囲内に分布しているような酸化シリコン膜を得るこ
とができるものであれば、特にその分子量分布に制限は
ない。分子量分布の選択は、用いるアルコキシシラン化
合物の種類や低誘電率絶縁膜の用途等により任意に行う
ことができる。
シシラン化合物の重合体は、最終的に形成される酸化シ
リコンの粒径又は多孔質酸化シリコン膜中の孔径が所定
の範囲内に分布しているような酸化シリコン膜を得るこ
とができるものであれば、特にその分子量分布に制限は
ない。分子量分布の選択は、用いるアルコキシシラン化
合物の種類や低誘電率絶縁膜の用途等により任意に行う
ことができる。
【００２７】また、本発明の半導体装置の低誘電率絶縁
膜形成用組成物は、アルコキシシラン化合物の重合体
に、さらに低誘電率膜材料が添加されるのも好ましい。
膜形成用組成物は、アルコキシシラン化合物の重合体
に、さらに低誘電率膜材料が添加されるのも好ましい。
【００２８】なお、前記アルコキシシラン化合物の重合
体と低誘電率膜材料を含有する本発明の半導体装置の低
誘電率絶縁膜形成用組成物において、アルコキシシラン
化合物の重合体は、任意の分子量分布のものを用いるこ
ともできるが、所定の分子量分布のもの、即ち、分子量
分布のばらつきが小さいものを使用することがより好ま
しい。
体と低誘電率膜材料を含有する本発明の半導体装置の低
誘電率絶縁膜形成用組成物において、アルコキシシラン
化合物の重合体は、任意の分子量分布のものを用いるこ
ともできるが、所定の分子量分布のもの、即ち、分子量
分布のばらつきが小さいものを使用することがより好ま
しい。
【００２９】前記低誘電率膜材料としては、例えば、環
状フッ素樹脂、ポリ四フッ化エチレン、ポリフッ化エチ
レンプロピレン、四フッ化エチレン−パーフロロアルコ
キシエチレン共重体、エチレン−四フッ化エチレン共重
体、ポリフッ化ビニリデン、フッ化アリールエーテル樹
脂、アリールエーテル樹脂、ベンゾシクロブテンポリマ
ー、ポリイミド、モノメチルヒドロキシシラン縮合物及
びアモルファスカーボンからなる群から選ばれる１種ま
たは２種以上を挙げることができる。
状フッ素樹脂、ポリ四フッ化エチレン、ポリフッ化エチ
レンプロピレン、四フッ化エチレン−パーフロロアルコ
キシエチレン共重体、エチレン−四フッ化エチレン共重
体、ポリフッ化ビニリデン、フッ化アリールエーテル樹
脂、アリールエーテル樹脂、ベンゾシクロブテンポリマ
ー、ポリイミド、モノメチルヒドロキシシラン縮合物及
びアモルファスカーボンからなる群から選ばれる１種ま
たは２種以上を挙げることができる。
【００３０】前記本発明の半導体装置の低誘電率絶縁膜
形成用組成物は、アルコキシシラン化合物の重合体に、
さらに低誘電率膜材料及びシランカップリング剤を含有
するのがより好ましい。
形成用組成物は、アルコキシシラン化合物の重合体に、
さらに低誘電率膜材料及びシランカップリング剤を含有
するのがより好ましい。
【００３１】ここでシランカップリング剤を用いるの
は、低誘電率膜材料とシリコン系多孔質膜材料とは一般
に相溶性に乏しく、この混合物の相分離を防止するため
である。シランカップリング剤は、その分子中に疎水性
部分（ＲやＲ’）と親水性部分（ハロゲン原子、アルコ
キシ基等）を有し、疎水性の低誘電率膜と親水性のシラ
ン系多孔質膜材料の両者に相溶性を有する性質を持つ。
は、低誘電率膜材料とシリコン系多孔質膜材料とは一般
に相溶性に乏しく、この混合物の相分離を防止するため
である。シランカップリング剤は、その分子中に疎水性
部分（ＲやＲ’）と親水性部分（ハロゲン原子、アルコ
キシ基等）を有し、疎水性の低誘電率膜と親水性のシラ
ン系多孔質膜材料の両者に相溶性を有する性質を持つ。
【００３２】シランカップリング剤は、樹脂組成物全重
量の１０％以下の割合、好ましくは１〜１０重量％の割
合で添加するのが好ましい。シランカップリング剤の添
加量が１０％を越えると、シランカップリング剤は高誘
電率物質であるため、形成される絶縁膜の誘電率が高く
なる。一方、１％未満の添加ではシランカップリング剤
の添加効果に乏しくなる。
量の１０％以下の割合、好ましくは１〜１０重量％の割
合で添加するのが好ましい。シランカップリング剤の添
加量が１０％を越えると、シランカップリング剤は高誘
電率物質であるため、形成される絶縁膜の誘電率が高く
なる。一方、１％未満の添加ではシランカップリング剤
の添加効果に乏しくなる。
【００３３】前記シランカップリング剤としては、一般
式：ＲＳｉＸ3 又はＲＲ2 ＳｉＸ2で表される化合物を
好ましく用いることができる。ここで、Ｒ，Ｒ2 は、そ
れぞれ独立して、アミノ基、メルカプト基等の置換基を
有していてもよいフェニル基、アルコキシカルボニル
基、エポキシ基等の置換基を有していてもよいアルキル
基、アルケニル基またはアルキニル基を表し、Ｘはハロ
ゲン原子、アルコキシ基等の加水分解性基を表す。
式：ＲＳｉＸ3 又はＲＲ2 ＳｉＸ2で表される化合物を
好ましく用いることができる。ここで、Ｒ，Ｒ2 は、そ
れぞれ独立して、アミノ基、メルカプト基等の置換基を
有していてもよいフェニル基、アルコキシカルボニル
基、エポキシ基等の置換基を有していてもよいアルキル
基、アルケニル基またはアルキニル基を表し、Ｘはハロ
ゲン原子、アルコキシ基等の加水分解性基を表す。
【００３４】かかるシランカップリング剤として、例え
ば、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス（２−メ
トキシエトキシ）シラン、３−メタクリロキシプロピル
トリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメ
トキシシラン、２−（３，４−エポキシシクロヘキシ
ル）エチルトリメトキシシラン、Ｎ−フェニル−３−ア
ミノプロピルメチルジメトキシシラン、３−メルカプト
プロピルトリメトキシシラン、３−クロロプロピルトリ
メトキシシラン等を挙げることができる。
ば、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス（２−メ
トキシエトキシ）シラン、３−メタクリロキシプロピル
トリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメ
トキシシラン、２−（３，４−エポキシシクロヘキシ
ル）エチルトリメトキシシラン、Ｎ−フェニル−３−ア
ミノプロピルメチルジメトキシシラン、３−メルカプト
プロピルトリメトキシシラン、３−クロロプロピルトリ
メトキシシラン等を挙げることができる。
【００３５】本発明の低誘電率絶縁膜の形成方法は、前
記低誘電率絶縁膜形成用組成物を基板表面に塗布した
後、５０〜２００℃で乾燥し、次いで３００〜５００℃
で焼成することを特徴とする。
記低誘電率絶縁膜形成用組成物を基板表面に塗布した
後、５０〜２００℃で乾燥し、次いで３００〜５００℃
で焼成することを特徴とする。
【００３６】乾燥温度は、用いる溶剤の沸点以上〜２５
０℃、好ましくは、５０〜２００℃である。乾燥温度が
５０℃未満の場合には、溶剤が残存するおそれがあり、
一方、２５０℃を超えると成膜材料が酸化され膜質が劣
化するおそれがある。
０℃、好ましくは、５０〜２００℃である。乾燥温度が
５０℃未満の場合には、溶剤が残存するおそれがあり、
一方、２５０℃を超えると成膜材料が酸化され膜質が劣
化するおそれがある。
【００３７】また、焼成温度は３００〜５００℃が好ま
しい。この温度は、重合反応（架橋反応）を十分に進行
せしめる温度である。通常、焼成は、酸化反応を防止す
るために、窒素等の不活性ガス雰囲気下、あるいは酸素
フリーの高真空下で行われる。なお、重合に酸素を必要
とする材料を用いる場合には、必要量の酸素ガス存在下
に行う。
しい。この温度は、重合反応（架橋反応）を十分に進行
せしめる温度である。通常、焼成は、酸化反応を防止す
るために、窒素等の不活性ガス雰囲気下、あるいは酸素
フリーの高真空下で行われる。なお、重合に酸素を必要
とする材料を用いる場合には、必要量の酸素ガス存在下
に行う。
【００３８】さらに本発明においては、アルコキシシラ
ン化合物の重合体と架橋剤のそれぞれの所定量を、交互
に基板表面に塗布する工程と、前記塗布表面を５０〜２
００℃で乾燥する工程と、さらに３００〜５００℃で焼
成する工程を有する半導体装置の低誘電率絶縁膜を形成
することもできる。
ン化合物の重合体と架橋剤のそれぞれの所定量を、交互
に基板表面に塗布する工程と、前記塗布表面を５０〜２
００℃で乾燥する工程と、さらに３００〜５００℃で焼
成する工程を有する半導体装置の低誘電率絶縁膜を形成
することもできる。
【００３９】この場合、アルコキシシラン化合物の重合
体は、任意の分子量分布のものを用いることもできる
が、所定の分子量分布のもの、即ち、分子量分布のばら
つきが小さいものを使用することがより好ましい。
体は、任意の分子量分布のものを用いることもできる
が、所定の分子量分布のもの、即ち、分子量分布のばら
つきが小さいものを使用することがより好ましい。
【００４０】前記架橋剤としては、例えば、テトラメチ
ルアンモニウムクロリド、テトラエチルアンモニウムク
ロリド、ベンジルトリメチルアンモニウムクロリド等の
テトラアルキルアンモニウムハライド等のアンモニウム
塩を挙げることができる。
ルアンモニウムクロリド、テトラエチルアンモニウムク
ロリド、ベンジルトリメチルアンモニウムクロリド等の
テトラアルキルアンモニウムハライド等のアンモニウム
塩を挙げることができる。
【００４１】このような間欠供給により、各段階毎に架
橋反応を十分に進行させ、かつ、終端させることによ
り、架橋反応による重合度を制御して、生成物である酸
化シリコン粒径を均一にすることができる。特に、この
方法においては、酸化シリコン粒子の配置をも均一に揃
えることができる。
橋反応を十分に進行させ、かつ、終端させることによ
り、架橋反応による重合度を制御して、生成物である酸
化シリコン粒径を均一にすることができる。特に、この
方法においては、酸化シリコン粒子の配置をも均一に揃
えることができる。
【００４２】以上のようにして形成される本発明の低誘
電率絶縁膜は、好ましくは比誘電率（ε）が３．０以
下、より好ましくは２．５以下である。また、本発明の
低誘電率絶縁膜は、ＳＯＧ技術を用いるので、表面が平
坦で、均一な粒径、即ち均一な孔径を有する多孔質絶縁
膜となっている。
電率絶縁膜は、好ましくは比誘電率（ε）が３．０以
下、より好ましくは２．５以下である。また、本発明の
低誘電率絶縁膜は、ＳＯＧ技術を用いるので、表面が平
坦で、均一な粒径、即ち均一な孔径を有する多孔質絶縁
膜となっている。
【００４３】また、本発明の低誘電率絶縁膜形成用組成
物と架橋剤を間欠供給する本発明の低誘電率絶縁膜の形
成方法によれば、酸化シリコン粒子の粒径及び配置が均
一な多孔質絶縁膜を得ることができる。
物と架橋剤を間欠供給する本発明の低誘電率絶縁膜の形
成方法によれば、酸化シリコン粒子の粒径及び配置が均
一な多孔質絶縁膜を得ることができる。
【００４４】また、本発明の低誘電率絶縁膜形成方法に
よれば、本発明の低誘電率絶縁膜形成用組成物を半導体
素子等を形成した基板上に、本発明の低誘電率絶縁膜を
層間絶縁膜とする半導体装置が提供される。
よれば、本発明の低誘電率絶縁膜形成用組成物を半導体
素子等を形成した基板上に、本発明の低誘電率絶縁膜を
層間絶縁膜とする半導体装置が提供される。
【００４５】かかる半導体装置は、前記層間絶縁膜を介
して多層に金属配線が形成されていてよい。かかる層間
絶縁膜を有する半導体装置は、配線間の容量が大幅に低
減された、高速で信頼性の高いものである。
して多層に金属配線が形成されていてよい。かかる層間
絶縁膜を有する半導体装置は、配線間の容量が大幅に低
減された、高速で信頼性の高いものである。
【００４６】
【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
する。実施例１ 実施例１は、所定の分子量分布を有する、即ち、分子量
分布幅の小さいアルコキシシランのオリゴマーを低誘電
率絶縁膜形成用組成物として用いる例である。
する。実施例１ 実施例１は、所定の分子量分布を有する、即ち、分子量
分布幅の小さいアルコキシシランのオリゴマーを低誘電
率絶縁膜形成用組成物として用いる例である。
【００４７】先ず、メチルトリメトキシシラン等のアル
コキシシランをメタノール等のアルコールに溶解し、所
定量の塩酸を添加、撹拌してアルコキシシランのオリゴ
マーを得る。次いで、このものを遠心分離機により遠心
分離を行い、所定の分子量の区画部分のみを分取するこ
とにより、所望の分子量分布を有するアルコキシシラン
のオリゴマーを得る。
コキシシランをメタノール等のアルコールに溶解し、所
定量の塩酸を添加、撹拌してアルコキシシランのオリゴ
マーを得る。次いで、このものを遠心分離機により遠心
分離を行い、所定の分子量の区画部分のみを分取するこ
とにより、所望の分子量分布を有するアルコキシシラン
のオリゴマーを得る。
【００４８】このようにして得られる所定の分子量分布
を有するアルコキシシランのオリゴマーを含有する低誘
電率絶縁膜形成用組成物を、シリコンウェーハ上にアル
ミニウム等からなる導電性膜を形成した基体上に塗布
し、膜厚５００ｎｍで成膜する。成膜装置には、一般的
な塗布装置（スピンコーター等）を用いることができ
る。スピンコート条件は、例えば、５００ｒｐｍ（１０
ｓｅｃ），３０００ｒｐｍ（６０ｓｅｃ）を連続して行
い、引き続き、１５０℃で５分間及び２５０℃で５分間
の焼成をプレートヒーターで行う。
を有するアルコキシシランのオリゴマーを含有する低誘
電率絶縁膜形成用組成物を、シリコンウェーハ上にアル
ミニウム等からなる導電性膜を形成した基体上に塗布
し、膜厚５００ｎｍで成膜する。成膜装置には、一般的
な塗布装置（スピンコーター等）を用いることができ
る。スピンコート条件は、例えば、５００ｒｐｍ（１０
ｓｅｃ），３０００ｒｐｍ（６０ｓｅｃ）を連続して行
い、引き続き、１５０℃で５分間及び２５０℃で５分間
の焼成をプレートヒーターで行う。
【００４９】最後に、４００℃で３０分間、窒素雰囲気
下でアニール（焼成）を行う。アニールは、例えば、市
販の拡散炉を用いて行うことができる。
下でアニール（焼成）を行う。アニールは、例えば、市
販の拡散炉を用いて行うことができる。
【００５０】以上のようにして得られる酸化シリコン膜
に対して開孔加工を施した。図１（ａ）にその僻開した
断面形状の模式図を示す。本実施例によれば、粒径が約
１２０ｎｍ±１５ｎｍであり、ほぼ均一な酸化シリコン
膜１を形成することができる。
に対して開孔加工を施した。図１（ａ）にその僻開した
断面形状の模式図を示す。本実施例によれば、粒径が約
１２０ｎｍ±１５ｎｍであり、ほぼ均一な酸化シリコン
膜１を形成することができる。
【００５１】次いで、加工形成した接続孔に、例えば六
フッ化タングステンを原料とするＣＶＤ法により、タン
グステン３を埋め込む。ＣＶＤの条件としては、例え
ば、基板温度４５０℃、六フッ化タングステン１５ｃｃ
／分、水素１０００ｃｃ／分、圧力１０ｋＰａで行うこ
とができる。このようにして埋め込まれたタングステン
の粒径は約２００ｎｍとなる。このときの状態模式図を
図１（ｂ）に示す。図１（ｂ）から明らかなように、酸
化シリコンの粒径が均一であり、酸化シリコン膜の側壁
とタングステン膜との間には、ほとんど空隙は見られな
い。
フッ化タングステンを原料とするＣＶＤ法により、タン
グステン３を埋め込む。ＣＶＤの条件としては、例え
ば、基板温度４５０℃、六フッ化タングステン１５ｃｃ
／分、水素１０００ｃｃ／分、圧力１０ｋＰａで行うこ
とができる。このようにして埋め込まれたタングステン
の粒径は約２００ｎｍとなる。このときの状態模式図を
図１（ｂ）に示す。図１（ｂ）から明らかなように、酸
化シリコンの粒径が均一であり、酸化シリコン膜の側壁
とタングステン膜との間には、ほとんど空隙は見られな
い。
【００５２】本実施例によれば、従来酸化シリコンの粒
径が不均一であったために、タングステンを埋めこんだ
際に、接続孔側面とタングステンとの間に、図４（ｂ）
に示すように空隙が形成されたり、タングステンをＣＶ
Ｄ法により堆積させる際に、接続孔側面が蝕刻されるこ
とはない。
径が不均一であったために、タングステンを埋めこんだ
際に、接続孔側面とタングステンとの間に、図４（ｂ）
に示すように空隙が形成されたり、タングステンをＣＶ
Ｄ法により堆積させる際に、接続孔側面が蝕刻されるこ
とはない。
【００５３】従って、本実施例によれば、加工容易かつ
平坦な多孔質酸化シリコン膜を成膜することができ、信
頼性の極めて高い配線構造を得ることができる。また、
低誘電率の多孔質酸化シリコン膜を形成するので、配線
間容量の小さな該酸化シリコン膜を層間絶縁膜とする信
頼性の高い半導体装置を製造することができる。
平坦な多孔質酸化シリコン膜を成膜することができ、信
頼性の極めて高い配線構造を得ることができる。また、
低誘電率の多孔質酸化シリコン膜を形成するので、配線
間容量の小さな該酸化シリコン膜を層間絶縁膜とする信
頼性の高い半導体装置を製造することができる。
【００５４】実施例２ 実施例２は、基板上で架橋反応を行う塗布法により酸化
シリコン膜を成膜する例である。先ず、図２のフローチ
ャートに示すように、本発明の絶縁膜用低誘電率絶縁膜
形成用組成物と、アンモニウム塩等の架橋剤の所定量
を、間欠に基板上に供給する（図面で横矢印は、低誘電
率絶縁膜形成用組成物又は架橋剤の供給時間を示
す。）。そして、基板上で架橋反応を各ステップごとに
十分に進行させながら、酸化シリコン膜の成膜を行っ
た。本実施例では、間欠供給を３回繰り返したが、間欠
供給の回数を変化させることにより、所望の膜厚の酸化
シリコン膜を成膜することができる。
シリコン膜を成膜する例である。先ず、図２のフローチ
ャートに示すように、本発明の絶縁膜用低誘電率絶縁膜
形成用組成物と、アンモニウム塩等の架橋剤の所定量
を、間欠に基板上に供給する（図面で横矢印は、低誘電
率絶縁膜形成用組成物又は架橋剤の供給時間を示
す。）。そして、基板上で架橋反応を各ステップごとに
十分に進行させながら、酸化シリコン膜の成膜を行っ
た。本実施例では、間欠供給を３回繰り返したが、間欠
供給の回数を変化させることにより、所望の膜厚の酸化
シリコン膜を成膜することができる。
【００５５】各間欠供給ごとに架橋反応を完結させるこ
とにより、図３の模式図に示すような構造の酸化シリコ
ン粒子４からなる酸化シリコン膜を得ることができる。
実施例１の場合に比して、酸化シリコン粒子の配置をさ
らに揃えることができる。なお、架橋反応は、図３に示
す各粒子４間を架橋するようにも進行するのは言うまで
もなく、その反応により、最終生成物である酸化シリコ
ン膜を硬度、物性が定められることになる。
とにより、図３の模式図に示すような構造の酸化シリコ
ン粒子４からなる酸化シリコン膜を得ることができる。
実施例１の場合に比して、酸化シリコン粒子の配置をさ
らに揃えることができる。なお、架橋反応は、図３に示
す各粒子４間を架橋するようにも進行するのは言うまで
もなく、その反応により、最終生成物である酸化シリコ
ン膜を硬度、物性が定められることになる。
【００５６】本実施例によれば、酸化シリコン粒子の粒
径及び配置がより均一な多孔質絶縁膜を得ることができ
る。従って、加工容易かつ平坦な多孔質酸化シリコン膜
を成膜することができるので、信頼性の極めて高い配線
構造を得ることができる。
径及び配置がより均一な多孔質絶縁膜を得ることができ
る。従って、加工容易かつ平坦な多孔質酸化シリコン膜
を成膜することができるので、信頼性の極めて高い配線
構造を得ることができる。
【００５７】また、低誘電率の多孔質酸化シリコン膜を
形成するので、本実施例の絶縁膜を半導体装置の層間絶
縁膜形成に適用すれば、配線間容量の小さな該酸化シリ
コン膜を層間絶縁膜とする信頼性の高い半導体装置を製
造することができる。
形成するので、本実施例の絶縁膜を半導体装置の層間絶
縁膜形成に適用すれば、配線間容量の小さな該酸化シリ
コン膜を層間絶縁膜とする信頼性の高い半導体装置を製
造することができる。
【００５８】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、所
定の分子量分布を有する本発明の低誘電率絶縁膜形成用
組成物を用いる本発明の低誘電率絶縁膜の形成方法によ
れば、表面が平坦で、かつ均一な粒径、即ち均一な孔径
を有する多孔質絶縁膜を得ることができる。
定の分子量分布を有する本発明の低誘電率絶縁膜形成用
組成物を用いる本発明の低誘電率絶縁膜の形成方法によ
れば、表面が平坦で、かつ均一な粒径、即ち均一な孔径
を有する多孔質絶縁膜を得ることができる。
【００５９】本発明の低誘電率絶縁膜形成用組成物と架
橋剤を間欠供給する本発明の低誘電率絶縁膜の形成方法
によれば、酸化シリコン粒子の粒径及び配置が均一な多
孔質絶縁膜を得ることができる。
橋剤を間欠供給する本発明の低誘電率絶縁膜の形成方法
によれば、酸化シリコン粒子の粒径及び配置が均一な多
孔質絶縁膜を得ることができる。
【００６０】従って、本発明によれば、加工容易かつ平
坦な多孔質酸化シリコン膜を成膜することができるの
で、信頼性の高い絶縁膜を得ることができる。
坦な多孔質酸化シリコン膜を成膜することができるの
で、信頼性の高い絶縁膜を得ることができる。
【００６１】また、本発明の低誘電率絶縁膜形成方法に
よれば、本発明の低誘電率絶縁膜形成用組成物を半導体
素子等を形成した基板上に、本発明の低誘電率絶縁膜を
層間絶縁膜とする半導体装置を提供することができる。
よれば、本発明の低誘電率絶縁膜形成用組成物を半導体
素子等を形成した基板上に、本発明の低誘電率絶縁膜を
層間絶縁膜とする半導体装置を提供することができる。
【００６２】本発明の絶縁膜形成方法は、表面が平坦な
絶縁膜を形成することのできるＳＯＧ技術を用いるもの
である。従って、かかる層間絶縁膜を有する半導体装置
は、配線間の容量が大幅に低減された、高速で信頼性の
高いものである。
絶縁膜を形成することのできるＳＯＧ技術を用いるもの
である。従って、かかる層間絶縁膜を有する半導体装置
は、配線間の容量が大幅に低減された、高速で信頼性の
高いものである。
【００６３】さらに本発明の低誘電率絶縁膜形成用組成
物と架橋剤を間欠供給する本発明の低誘電率絶縁膜の形
成方法によれば、酸化シリコン粒子の粒径及び配置が均
一な多孔質絶縁膜を得ることができる。
物と架橋剤を間欠供給する本発明の低誘電率絶縁膜の形
成方法によれば、酸化シリコン粒子の粒径及び配置が均
一な多孔質絶縁膜を得ることができる。
【図１】図１は、所定の分子量分布を有する本発明の低
誘電率絶縁膜形成用組成物を用いる本発明の低誘電率絶
縁膜形成方法の主要製造工程である。（ａ）は、接続孔
を形成した酸化シリコン膜を僻開した断面模式図であ
り、（ｂ）は、接続孔に導電性材料を埋め込んだ状態の
模式図である。
誘電率絶縁膜形成用組成物を用いる本発明の低誘電率絶
縁膜形成方法の主要製造工程である。（ａ）は、接続孔
を形成した酸化シリコン膜を僻開した断面模式図であ
り、（ｂ）は、接続孔に導電性材料を埋め込んだ状態の
模式図である。
【図２】図２は、アルコキシシラン化合物重合体と架橋
剤を間欠供給する本発明の低誘電率絶縁膜形成方法のフ
ローチャートである。横軸は成膜時間を示し、縦軸は各
成分を供給する時間を示す。
剤を間欠供給する本発明の低誘電率絶縁膜形成方法のフ
ローチャートである。横軸は成膜時間を示し、縦軸は各
成分を供給する時間を示す。
【図３】図３は、アルコキシシラン化合物重合体と架橋
剤を間欠供給する本発明の低誘電率絶縁膜形成方法によ
り、酸化シリコン膜を形成した状態の模式図である。
剤を間欠供給する本発明の低誘電率絶縁膜形成方法によ
り、酸化シリコン膜を形成した状態の模式図である。
【図４】図４は、従来の低誘電率絶縁膜の形成方法によ
り形成した酸化シリコン膜に僻開断面模式図である。
（ａ）は、接続孔を開孔した後の僻開断面模式図であ
り、（ｂ）は、該接続孔にタングステン等の導電性物質
を埋め込んだ後の僻開断面模式図である。
り形成した酸化シリコン膜に僻開断面模式図である。
（ａ）は、接続孔を開孔した後の僻開断面模式図であ
り、（ｂ）は、該接続孔にタングステン等の導電性物質
を埋め込んだ後の僻開断面模式図である。
１，４，６…酸化シリコン粒子、２，５，７…基板、
３，１０…導電性材料、８…酸化シリコン膜中の孔、９
…酸化シリコン膜と導電性材料との間に生じた空隙
３，１０…導電性材料、８…酸化シリコン膜中の孔、９
…酸化シリコン膜と導電性材料との間に生じた空隙
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 駒井 尚紀 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 4D075 BB24Z BB28Z CA23 DC22 EB42 4G072 AA28 BB09 EE01 FF04 GG02 GG03 HH30 MM01 MM36 NN21 PP17 RR05 UU01 UU30 4J038 DL031 KA03 MA14 NA21 PA19 5F033 AA02 BA15 EA05 EA12 EA25 EA26 EA33 FA03 5F058 BA20 BC02 BC04 BF46 BF80 BH01 BH04 BJ02
Claims (8)
- 【請求項１】所定の分子量分布を有するアルコキシシラ
ン化合物の重合体を含有する、 半導体装置の低誘電率絶縁膜形成用組成物。 - 【請求項２】所定の分子量分布を有するアルコキシシラ
ン化合物の重合体を含有する低誘電率絶縁膜形成用組成
物を基板表面に塗布する工程と、 前記塗布表面を５０〜２００℃で乾燥する工程と、 さらに３００〜５００℃で焼成する工程を有する、 半導体装置の低誘電率絶縁膜の形成方法。 - 【請求項３】前記低誘電率絶縁膜は、半導体装置の層間
絶縁膜である、 請求項２記載の低誘電率絶縁膜の形成方法。 - 【請求項４】前記低誘電率絶縁膜は、空隙率が５０％以
上の膜である、 請求項２記載の低誘電率絶縁膜の形成方法。 - 【請求項５】アルコキシシラン化合物の重合体と架橋剤
のそれぞれの所定量を、交互に基板表面に塗布する工程
と、 前記塗布表面を５０〜２００℃で乾燥する工程と、 さらに３００〜５００℃で焼成する工程を有する、 半導体装置の低誘電率絶縁膜の形成方法。 - 【請求項６】前記架橋剤は、アンモニウム塩である、 請求項５記載の低誘電率絶縁膜の形成方法。
- 【請求項７】前記低誘電率絶縁膜は、空隙率が５０％以
上の膜である、 請求項５記載の低誘電率絶縁膜の形成方法。 - 【請求項８】前記低誘電率絶縁膜が半導体装置の層間絶
縁膜である、 請求項５記載の低誘電率絶縁膜の形成方法。
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