JP2000150510A - Composite porous insulating film and formation method therefor, and, electronic device and manufacture thereof - Google Patents

Composite porous insulating film and formation method therefor, and, electronic device and manufacture thereof

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JP2000150510A
JP2000150510A JP10315106A JP31510698A JP2000150510A JP 2000150510 A JP2000150510 A JP 2000150510A JP 10315106 A JP10315106 A JP 10315106A JP 31510698 A JP31510698 A JP 31510698A JP 2000150510 A JP2000150510 A JP 2000150510A
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insulating film
porous insulating
composite porous
composite
forming
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Masakazu Muroyama
雅和 室山
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the mechanical strength of a composite porous insulating film by forming a composite gel coat comprising an organic silicon compound and organic metal compound on a substrate, and thermally processing the composite gel coat. SOLUTION: On a semiconductor substrate 1, a wiring layer 3 of line and space pattern which comprises a lower layer interlayer insulating film 2 and an Al group metal is formed, which is to be a substrate. Over it, the sol of alkoxide compound of silicon and titanium is coated to form a composite porous gel coat. The porous gel coat is baked to form a composite porous insulating film 4. Thus, the mechanical strength of the composite porous insulating film 4 is raised, so deformation of the composite porous insulating film 4 and an inorganic insulating film or cracking are avoided under stress at CMP work or at the case when impact is applied. Thus, the reliability of an electric device employing a composite porous insulating film as a low permittivity film is raised.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は複合多孔質絶縁膜お
よびその形成方法、ならびに電子装置およびその製造方
法に関し、さらに詳しくは、膜内部に微細な空孔を有す
る複合多孔質絶縁膜の機械的強度を向上した複合多孔質
絶縁膜およびその形成方法、ならびに電子装置およびそ
の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a composite porous insulating film, a method for forming the same, and an electronic device and a method for manufacturing the same. The present invention relates to a composite porous insulating film having improved strength, a method for forming the same, and an electronic device and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】ULSI(Ultra Large Scale Integrate
d Circuits) 等の半導体装置の高集積度化が進展するに
伴い、配線幅および配線ピッチの微細化が必要となって
いる。また同時に、特に高速ロジック系の半導体装置を
はじめとする高集積度半導体装置の低消費電力化、動作
速度の高速化等の要求に応えるためには、低誘電率の層
間絶縁膜材料の選択が要素技術の1つとして重要性を増
している。これは、半導体装置以外にも、高周波あるい
はデジタル信号を処理する各種微細電子装置においても
同様に重要な問題である。
2. Description of the Related Art ULSI (Ultra Large Scale Integrate)
As the degree of integration of semiconductor devices such as d circuits increases, the wiring width and the wiring pitch need to be finer. At the same time, in order to meet the demand for low power consumption and high operating speed of high-integration semiconductor devices, especially high-speed logic semiconductor devices, the selection of a low dielectric constant interlayer insulating film material is necessary. It is gaining importance as one of the elemental technologies. This is an equally important problem in various microelectronic devices that process high frequency or digital signals, in addition to semiconductor devices.

【0003】従来より半導体装置等の層間絶縁膜に採用
されてきた絶縁膜材料は、SiO2(比誘電率4)、S
iON(比誘電率4〜6)やSi3 4 (比誘電率6)
等の無機系材料が主体であった。高集積度半導体装置の
配線間容量の低減方法として、例えば特開昭63−76
50号公報に開示されているように、これら一般的な無
機系材料よりも低誘電率の材料による層間絶縁膜の採用
が有効である。この低誘電率材料としては、フッ素原子
を含む酸化シリコン系絶縁膜(以下SiOFと記す)等
の無機系絶縁膜材料と、炭素原子を含む有機系絶縁膜材
料が代表的である。
[0003] Insulating film materials conventionally used for interlayer insulating films of semiconductor devices and the like include SiO 2 (dielectric constant 4), S
iON (relative permittivity 4 to 6) or Si 3 N 4 (relative permittivity 6)
And other inorganic materials. As a method of reducing the capacitance between wirings of a highly integrated semiconductor device, for example, Japanese Patent Application Laid-Open
As disclosed in Japanese Patent Publication No. 50, it is effective to use an interlayer insulating film made of a material having a lower dielectric constant than these general inorganic materials. Representative examples of the low dielectric constant material include an inorganic insulating film material such as a silicon oxide insulating film containing fluorine atoms (hereinafter, referred to as SiOF) and an organic insulating film material containing carbon atoms.

【0004】SiOFは、SiO2 を構成するSi−O
−Si結合をF原子により終端することで、その密度が
低下すること、およびSi−F結合やO−F結合の分極
率が小さいこと等により、SiO2 より低誘電率が達成
される。このSiOFはその成膜やエッチングのプロセ
スが従来のSiO2 に類似したものであるので、現用の
製造装置でも容易に採用できる。また無機系材料である
ので耐熱性にも優れる。
[0004] SiOF is Si-O constituting SiO 2.
By terminating the F atoms to -Si bonds, that the density decreases, and the Si-F bonds and that O-F bond polarizability is small or the like, a low dielectric constant can be achieved than SiO 2. Since this SiOF is similar in film formation and etching process to conventional SiO 2 , it can be easily adopted even in a current production apparatus. Also, since it is an inorganic material, it has excellent heat resistance.

【0005】SiOFの成膜方法は、TEOS (Tetra
Ethyl Ortho Silicate) をシリコンソースガスとし、こ
れにフッ素源ガスを添加した混合ガスによるCVD (Ch
emical Vapor Deposition)法が用いられる。フッ素源ガ
スとしてC2 6 を用いる方法(第25回SSDM予稿
集,p.161(1993))、NF3 を用いる方法
(第40回応用物理学関係連合講演会(1993年春季
年会)講演予稿集,p.495、講演番号1a−ZV−
9)等が報告されている。しかしこれらの方法は、Si
OF中のフッ素の含有量が増加するにしたがって膜質が
劣化し、これにともない吸湿性が著しく劣化することも
報告されている。
A method of forming a SiOF film is described in TEOS (Tetra
Ethyl Ortho Silicate) as a silicon source gas, and CVD (Ch
emical Vapor Deposition) method is used. Method using C 2 F 6 as a fluorine source gas (25th SSDM Proceedings, p. 161 (1993)), Method using NF 3 (40th Federation of Applied Physics-related lectures (Spring Annual Meeting, 1993)) Proceedings of Lectures, p.495, Lecture Number 1a-ZV-
9) has been reported. However, these methods use Si
It has also been reported that as the content of fluorine in the OF increases, the film quality deteriorates, and accordingly, the hygroscopicity significantly deteriorates.

【0006】膜質の安定化のため、シリコンおよびフッ
素を共に含むガスとしてSiF4 を採用し、SiF4
2 混合ガスを用い、これを高密度プラズマにより解離
して成膜するプラズマCVD法(第40回応用物理学関
係連合講演会(1993年春季年会)講演予稿集,p.
752、講演番号31p−ZV−1)も提案されてい
る。この方法により得られるSiOFは、下地の被処理
基板が高アスペクト比の段差を有していても、埋め込み
特性に優れる。
In order to stabilize the film quality, SiF 4 is adopted as a gas containing both silicon and fluorine, and SiF 4 /
Plasma CVD method using O 2 mixed gas and dissociating it by high-density plasma to form a film (Proceedings of the 40th Joint Lecture Meeting on Applied Physics (Spring Annual Meeting, 1993), p.
752, lecture number 31p-ZV-1) has also been proposed. SiOF obtained by this method is excellent in embedding characteristics even when the underlying substrate to be processed has a step with a high aspect ratio.

【0007】SiF4 /O2 混合ガスの高密度プラズマ
CVD法によるSiOFは、フッ素が低濃度の領域で
は、一般的な平行平板型プラズマCVD法によるSiO
Fに比較して高い膜質安定性が確保される。しかしなが
ら、高濃度のフッ素を含有するSiOFは、Si−F結
合やO−F結合の他にSi=F2 結合が発生し、吸湿性
が高まる問題が発生する。SiOF中の水分量が増大す
ると、コンタクトプラグの形成工程等において金属層の
埋め込み特性等が低下する。したがって、この方法によ
り成膜されるSiOFの比誘電率は、吸湿性の点から
3.8程度が限界と報告されている。
[0007] SiOF by high-density plasma CVD of a mixed gas of SiF 4 / O 2 is used in a region of low concentration of fluorine.
Higher film quality stability than F is secured. However, SiOF containing a high concentration of fluorine generates a Si = F 2 bond in addition to a Si—F bond and an OF bond, which causes a problem of increased hygroscopicity. When the amount of water in the SiOF increases, the filling characteristics of the metal layer and the like in the contact plug forming step and the like decrease. Therefore, it is reported that the relative dielectric constant of SiOF formed by this method is limited to about 3.8 from the viewpoint of hygroscopicity.

【0008】そこで、さらなる低誘電率化のために有機
樹脂系絶縁膜が提案されている。有機樹脂系絶縁膜の成
膜方法として、例えばダイマ(二量体)の原料ガスの熱
分解反応と熱重合反応を併用して、フッ素を含むパラキ
シリレン樹脂を気相成長させる方法が提案されている
(VLSI/ULSI Multilevel Interconnection Conference
p.207 (1996)) 。この方法により得られる有機樹脂系絶
縁膜は、比誘電率が2.3程度の低誘電率が得られる。
しかしながら、熱分解反応および熱重合反応を併用した
気相成長方法は、特殊な原料化合物を必要とし、また気
相成長装置も特殊な構造が必要であり、汎用性に乏し
い。
Accordingly, an organic resin-based insulating film has been proposed for further lowering the dielectric constant. As a method for forming an organic resin-based insulating film, for example, a method has been proposed in which a paraxylylene resin containing fluorine is vapor-phase grown by using both a thermal decomposition reaction and a thermal polymerization reaction of a dimer (dimer) source gas. (VLSI / ULSI Multilevel Interconnection Conference
p.207 (1996)). The organic resin-based insulating film obtained by this method has a low dielectric constant of about 2.3.
However, a vapor phase growth method using both a thermal decomposition reaction and a thermal polymerization reaction requires a special raw material compound, and also requires a special structure for a vapor phase growth apparatus, and is therefore less versatile.

【0009】有機樹脂系絶縁膜の他の形成方法として、
予め合成した有機樹脂を溶媒に溶解し、塗布法により成
膜する方法がある。この方法は簡便であり、通常のスピ
ンコータ等により成膜できる。また、有機樹脂の選択に
より、比較的低い比誘電率の絶縁膜を形成することもで
きる。しかしながら、有機樹脂の合成時に同時に形成さ
れた低分子量成分の混入や、残留溶媒の影響を完全に防
止することは困難である。特に半導体装置の層間絶縁膜
に適用すると、層間接続の Metallization工程におい
て、耐熱性の不足により低分子量成分の揮発や熱分解、
あるいは残留溶媒等によるアウトガスが発生し、コンタ
クトプラグ形状やコンタクト抵抗が悪化する。
As another method of forming an organic resin-based insulating film,
There is a method in which an organic resin synthesized in advance is dissolved in a solvent and a film is formed by a coating method. This method is simple and can form a film by a usual spin coater or the like. In addition, an insulating film having a relatively low relative dielectric constant can be formed by selecting an organic resin. However, it is difficult to completely prevent the incorporation of low molecular weight components formed simultaneously with the synthesis of the organic resin and the effect of the residual solvent. In particular, when applied to an interlayer insulating film of a semiconductor device, in a metallization process of interlayer connection, volatilization and thermal decomposition of low molecular weight components due to insufficient heat resistance,
Alternatively, outgas is generated due to a residual solvent or the like, and the contact plug shape and contact resistance are deteriorated.

【0010】以上述べたような、材料の選択による絶縁
膜の低誘電率化の方法の他に、絶縁膜の構造により低誘
電率を達成する試みがある。絶縁膜中にミクロなポア
(空孔)を導入した多孔質絶縁膜がこれであり、多孔質
酸化シリコンが知られている。
In addition to the above-described method of lowering the dielectric constant of an insulating film by selecting a material, there is an attempt to achieve a low dielectric constant by using a structure of the insulating film. This is a porous insulating film in which micropores (voids) are introduced into the insulating film, and porous silicon oxide is known.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】多孔質絶縁膜は多孔質
であるので比表面積が大きく、このため雰囲気の影響を
受けやすい。具体的には大気中の水分等を吸着し、この
ため、本来は低い比誘電率が上昇する。また層間絶縁膜
等に採用した場合、ここに接続孔を開口し、コンタクト
プラグを埋め込む工程 (Interconnection)での熱処理に
おいてアウトガスが発生し、埋め込み不良やコンタクト
抵抗の上昇が発生する。
Since the porous insulating film is porous, it has a large specific surface area, and is therefore easily affected by the atmosphere. Specifically, it adsorbs moisture and the like in the atmosphere, and therefore, the relative dielectric constant, which is originally low, rises. In the case of adopting it for an interlayer insulating film or the like, outgas is generated in a heat treatment in a step of opening a connection hole here and embedding a contact plug (Interconnection), resulting in poor embedding and an increase in contact resistance.

【0012】このため、多孔質絶縁膜を実用化するに際
しては、吸湿性改善のため疎水化処理することがおこな
われる。その一例として、多孔質絶縁膜表面をシリコー
ン化合物により疏水化処理する方法を、本発明者は特願
平10−240757号明細書として提案した。この方
法は、多孔質絶縁膜をシリコーン化合物を溶解した乾燥
非水溶媒中で還流処理するものであり、この方法によ
り、多孔質絶縁膜の吸水性の問題は解決された。
Therefore, when the porous insulating film is put into practical use, a hydrophobic treatment is performed to improve the hygroscopicity. As an example, the present inventor has proposed a method of hydrophobizing the surface of a porous insulating film with a silicone compound as disclosed in Japanese Patent Application No. 10-240575. In this method, the porous insulating film is subjected to a reflux treatment in a dry non-aqueous solvent in which a silicone compound is dissolved, and this method has solved the problem of water absorption of the porous insulating film.

【0013】しかしながら、多孔質絶縁膜は機械的強度
が低いという、もう一つの問題点を残している。すなわ
ち、その膜中に微細空孔を有するために、半導体装置等
の電子装置の層間絶縁膜として適用した場合には、後工
程での化学的機械研磨(CMP: Chemical Mechanical
Polishing )やボンディング工程等の機械的歪みを伴う
工程で、充分な応力を加えることができず、またクラッ
ク等を発生する虞があった。
However, the porous insulating film has another problem that the mechanical strength is low. That is, when the film is applied as an interlayer insulating film of an electronic device such as a semiconductor device because it has fine pores in the film, chemical mechanical polishing (CMP) in a later step is performed.
In a process involving mechanical distortion such as a polishing process or a bonding process, a sufficient stress cannot be applied, and cracks or the like may occur.

【0014】本発明はこのような従来技術の問題点に鑑
みてなされたものである。すなわち本発明は、機械的強
度が向上した複合多孔質絶縁膜およびその形成方法、な
らびにこれを用いた信頼性の高い高集積度の半導体装置
等の電子装置およびその製造方法を提供することを課題
とする。
The present invention has been made in view of such problems of the prior art. That is, an object of the present invention is to provide a composite porous insulating film having improved mechanical strength, a method for forming the same, a highly reliable electronic device such as a semiconductor device using the same, and a method for manufacturing the same. And

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上述した課題を達成する
ため、本発明者は多孔質絶縁膜の材料に着目し、従来か
らの酸化シリコンに他の金属元素を加えた複合酸化物あ
るいは複合酸化窒化物がこの目的に沿うものであるとの
結論を得るに至り、本発明を完成した。
Means for Solving the Problems To achieve the above-mentioned object, the present inventors focused on the material of the porous insulating film, and used a composite oxide or composite oxide obtained by adding another metal element to conventional silicon oxide. The inventors have concluded that the nitride is suitable for this purpose, and completed the present invention.

【0016】すなわち、本発明の複合多孔質絶縁膜の形
成方法は、基体上に有機シリコーン化合物および有機金
属化合物を含む複合ゲル被膜を形成する工程と、この複
合ゲル被膜に熱処理を施す工程とを具備することを特徴
とする。
That is, the method for forming a composite porous insulating film of the present invention comprises the steps of forming a composite gel coating containing an organic silicone compound and an organometallic compound on a substrate, and subjecting the composite gel coating to a heat treatment. It is characterized by having.

【0017】この複合ゲル被膜は、さらに塩基性反応促
進剤を含むことが望ましい。塩基性反応促進剤として
は、NH3 ,N2 4 等の無機塩基、メチルアミン等の
有機塩基化合物が例示され、熱処理工程において揮発除
去されるものが望ましい。
The composite gel coating desirably further contains a basic reaction accelerator. Examples of the basic reaction accelerator include inorganic bases such as NH 3 and N 2 H 4 and organic base compounds such as methylamine, and those which are volatilized and removed in the heat treatment step are desirable.

【0018】有機シリコーン化合物としては、テトラエ
トキシシラン、トリエトキシシラン、テトラメトキシシ
ラン、トリメトキシシラン等のSiアルコキシド等が例
示される。有機金属化合物としては、代表的にはAl,
Zr,Ti,Y,HfおよびTaのうちのいずれか少な
くとも1種のアルコキシドであることが望ましい。
Examples of the organic silicone compound include Si alkoxides such as tetraethoxysilane, triethoxysilane, tetramethoxysilane, and trimethoxysilane. As the organometallic compound, typically, Al,
Desirably, the alkoxide is at least one of Zr, Ti, Y, Hf and Ta.

【0019】本発明の複合多孔質絶縁膜は、上述した複
合多孔質絶縁膜の形成方法により形成されたものである
ことを特徴とする。
The composite porous insulating film of the present invention is characterized by being formed by the above-described method for forming a composite porous insulating film.

【0020】すなわち、本発明の複合多孔質絶縁膜は、
Siと、代表的にはAl,Zr,Ti,Y,Hfおよび
Taのうちのいずれか少なくとも1種の金属との複合酸
化物あるいは複合酸化窒化物を含むことを特徴とする。
これらは、SiAlO,SiAlON,SiZrO,S
iZrON,SiTiO,SiTiON,SiYO,S
iYON,SiHfO,SiHfON,SiTaOある
いはSiTaONの形で表される化合物である。
That is, the composite porous insulating film of the present invention comprises:
It is characterized by containing a composite oxide or composite oxynitride of Si and typically at least one metal of Al, Zr, Ti, Y, Hf and Ta.
These are SiAlO, SiAlON, SiZrO, S
iZrON, SiTiO, SiTiON, SiYO, S
It is a compound represented in the form of iYON, SiHfO, SiHfON, SiTaO or SiTaON.

【0021】つぎに本発明の電子装置の製造方法は、上
述した複合多孔質絶縁膜の形成方法を、製造工程中に具
備することを特徴とする。
Next, a method for manufacturing an electronic device according to the present invention is characterized in that the above-described method for forming a composite porous insulating film is provided during a manufacturing process.

【0022】さらに本発明の電子装置は、上述した複合
多孔質絶縁膜の形成方法により形成された複合多孔質絶
縁膜を、層間絶縁膜として具備することを特徴とする。
Further, an electronic device according to the present invention is characterized in that a composite porous insulating film formed by the above-described method for forming a composite porous insulating film is provided as an interlayer insulating film.

【0023】〔作用〕従来より多孔質絶縁膜の材料とし
て用いられている酸化シリコンの曲げ強度は12kgf
/mm2 程度であるが、例えばアルミニウムの化合物で
ある酸化アルミニウムの曲げ強度は100kgf/mm
2 と著しく高く、また窒化アルミニウムでも25kgf
/mm2 と2倍以上の強度を有する。Zr,Ti,Y,
HfおよびTaの化合物も同様の傾向を示す。
[Operation] The bending strength of silicon oxide, which has been conventionally used as a material for a porous insulating film, is 12 kgf.
/ Mm 2 , for example, the bending strength of aluminum oxide, which is a compound of aluminum, is 100 kgf / mm 2
2 , extremely high, and 25 kgf even with aluminum nitride
/ Mm 2, which is twice or more the strength. Zr, Ti, Y,
The compounds of Hf and Ta show the same tendency.

【0024】したがって、これら金属との複合酸化物あ
るいは複合酸化窒化物により複合多孔質絶縁膜とするこ
とにより、機械的強度を向上することが可能である。
Therefore, by forming a composite porous insulating film using a composite oxide or a composite oxynitride with these metals, it is possible to improve the mechanical strength.

【0025】複合多孔質絶縁膜中の微細空孔の空孔率あ
るいはその径は、塩基性反応促進剤の量および種類なら
びにその添加時期等を選ぶことにより制御することがで
きる。すなわち、多孔質絶縁膜の比誘電率を制御するこ
とができる。したがって、比較的比誘電率が大きい窒化
物を含む、酸窒化物系の複合多孔質絶縁膜においても、
低誘電率化を図ることが可能である。
The porosity or the diameter of the fine pores in the composite porous insulating film can be controlled by selecting the amount and type of the basic reaction accelerator and the timing of its addition. That is, the relative dielectric constant of the porous insulating film can be controlled. Therefore, even in a nitrided oxynitride-based composite porous insulating film containing a nitride having a relatively large relative dielectric constant,
It is possible to reduce the dielectric constant.

【0026】本発明の複合多孔質絶縁膜は、成膜後その
表面を疏水化処理して耐湿性を高めても良い。疏水化処
理は、シリコーン化合物を含む乾燥非水溶媒中で還流処
理する方法が好ましく採用される。シリコーン化合物と
しては、ヘキサメチレンジエトキシシラン、トリフェニ
ルエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチ
ルジエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチ
ルトリエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、
トリメチルメトキシシランあるいはトリエチルメトキシ
シラン等を用いることができる。
After the film is formed, the surface of the composite porous insulating film of the present invention may be subjected to a hydrophobic treatment to enhance the moisture resistance. As the hydrophobic treatment, a method of reflux treatment in a dry non-aqueous solvent containing a silicone compound is preferably employed. Examples of the silicone compound include hexamethylenediethoxysilane, triphenylethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltriethoxysilane, phenyltriethoxysilane,
For example, trimethylmethoxysilane or triethylmethoxysilane can be used.

【0027】本発明の多孔質絶縁膜は、複合ゲル被膜の
回転塗布機および熱処理装置により、容易に形成するこ
とができる。
The porous insulating film of the present invention can be easily formed by a spin coater for a composite gel coating and a heat treatment apparatus.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

【0029】以下電子装置の一例として半導体装置を採
りあげ、その層間絶縁膜の形成工程に本発明を適用した
例について、図1を参照して説明する。
A semiconductor device will be described below as an example of an electronic device, and an example in which the present invention is applied to a process of forming an interlayer insulating film will be described with reference to FIG.

【0030】図1は本発明を適用した半導体装置の一例
の要部を示す概略断面図である。すなわち、シリコン等
の半導体基体1上に下層層間絶縁膜2および配線層3が
形成され、この配線層3による段差が発生している。こ
れらの構造体の上に、複合多孔質絶縁膜4および無機絶
縁膜5からなる層間絶縁膜が形成され、その表面は平坦
化されている。この複合多孔質絶縁膜4および無機絶縁
膜5には、配線層3に臨む接続孔6が開口され、この接
続孔6内にはバリアメタル層7および金属層8からなる
コンタクトプラグが埋め込まれている。このバリアメタ
ル層7はTi、Ta、Zr等の高融点金属あるいはこれ
らの窒化物等の単層あるいは積層が採用される。また金
属層8はW、AlあるいはCuから形成される。なお図
1に示した半導体装置は本発明に関連する要部のみを示
してあり、半導体基体1に形成されたトランジスタ等の
素子や、コンタクトプラグ上に形成される上層配線層等
はいずれも図示を省略している。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing a main part of an example of a semiconductor device to which the present invention is applied. That is, a lower interlayer insulating film 2 and a wiring layer 3 are formed on a semiconductor substrate 1 of silicon or the like, and a step due to the wiring layer 3 is generated. On these structures, an interlayer insulating film composed of the composite porous insulating film 4 and the inorganic insulating film 5 is formed, and the surface thereof is flattened. A connection hole 6 facing the wiring layer 3 is opened in the composite porous insulating film 4 and the inorganic insulating film 5, and a contact plug composed of a barrier metal layer 7 and a metal layer 8 is buried in the connection hole 6. I have. As the barrier metal layer 7, a single layer or a laminate of a high melting point metal such as Ti, Ta, Zr, or a nitride thereof is adopted. The metal layer 8 is formed from W, Al or Cu. The semiconductor device shown in FIG. 1 shows only relevant parts related to the present invention, and elements such as transistors formed on the semiconductor substrate 1 and upper wiring layers formed on contact plugs are all shown. Is omitted.

【0031】図1に示した半導体装置の特徴部分は複合
多孔質絶縁膜4である。この複合多孔質絶縁膜4は、従
来の酸化シリコンによる多孔質絶縁膜に比較してその機
械的強度が向上しているので、CMP工程やボンデイン
グ工程における変形やクラック等が発生する虞がない。
また微細空孔の空孔率の選択により低誘電率化されてお
り、配線間容量が低減されている。
A feature of the semiconductor device shown in FIG. 1 is a composite porous insulating film 4. Since the composite porous insulating film 4 has improved mechanical strength as compared with a conventional porous insulating film made of silicon oxide, there is no possibility that deformation, cracks, and the like occur in the CMP step and the bonding step.
In addition, the dielectric constant is reduced by selecting the porosity of the fine holes, and the capacitance between wirings is reduced.

【0032】なお本発明の電子装置の一例の半導体装置
は図1の構造に限定されず、複合多孔質絶縁膜を直接半
導体基板上に形成した例や、平坦な複合多孔質絶縁膜上
にバリアメタル層を下層とする金属配線層を形成する構
造例等、各種変更が可能である。また電子装置として
も、半導体装置の他に、薄膜磁気ヘッド、磁気抵抗効果
型ヘッド、薄膜インダクタ、薄膜コイル、マイクロマシ
ン等の各種電子装置、特に高周波信号やデジタル信号を
扱う各種電子装置に好適に適用することができる。
The semiconductor device as an example of the electronic device according to the present invention is not limited to the structure shown in FIG. 1, but may be an example in which a composite porous insulating film is formed directly on a semiconductor substrate, or a barrier formed on a flat composite porous insulating film. Various modifications are possible, such as a structure example in which a metal wiring layer having a metal layer as a lower layer is formed. Also, as an electronic device, in addition to a semiconductor device, it is suitably applied to various electronic devices such as a thin film magnetic head, a magnetoresistive head, a thin film inductor, a thin film coil, and a micromachine, particularly various electronic devices handling high frequency signals and digital signals. can do.

【0033】以下、本発明の電子装置の製造方法の一例
として、図1に示した半導体装置の製造方法を更に詳し
く図2を参照して説明する。
Hereinafter, as an example of a method of manufacturing an electronic device according to the present invention, a method of manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 1 will be described in more detail with reference to FIG.

【0034】〔実施形態例1〕本実施形態例は、複合多
孔質絶縁膜としてシリコンおよびチタンの複合酸化物を
採用した例である。
[Embodiment 1] This embodiment is an example in which a composite oxide of silicon and titanium is used as a composite porous insulating film.

【0035】図2(a): 本実施形態例で採用した基
体は、シリコン等の半導体基体1上にSiO2 等からな
る下層層間絶縁膜2およびAl系金属等からなるライン
アンドスペースパターン状の配線層3が形成されたもの
である。基体表面はこの配線層3による溝や段差を有す
る。
FIG. 2 (a): The substrate employed in the present embodiment is a line-and-space pattern formed of a lower interlayer insulating film 2 made of SiO 2 or the like and a Al-based metal on a semiconductor substrate 1 made of silicon or the like. The wiring layer 3 is formed. The surface of the base has grooves and steps due to the wiring layer 3.

【0036】図2(b): この基体上に、シリコンお
よびチタンのアルコキシド化合物のゾルを次のスピンコ
ーティング条件により塗布し、複合多孔質ゲル被膜を形
成した。 塗布液組成 テトラエトキシシラン/エタノール溶液(濃度10%) テトライソプロポキシチタン/IPA溶液(濃度5%) アンモニア水(濃度2%) 回転数 3000RPM
FIG. 2 (b): A sol of an alkoxide compound of silicon and titanium was applied on this substrate under the following spin coating conditions to form a composite porous gel coating. Coating solution composition Tetraethoxysilane / ethanol solution (concentration 10%) Tetraisopropoxytitanium / IPA solution (concentration 5%) Ammonia water (concentration 2%) Rotation speed 3000 RPM

【0037】ついでこの多孔質ゲル被膜に焼成を施し、
複合多孔質絶縁膜4を形成した。焼成条件はつぎに示す
2段階法によった。 第1段熱処理 150℃ 10分 第2段熱処理 400℃ 60分 複合多孔質絶縁膜4の厚さは、配線層3の表面で例えば
0.5μm形成される厚さとする。配線層3間のスペー
スには、スピンコーティングの成膜特性のために浅い凹
部が形成される。
Next, the porous gel coating is fired,
A composite porous insulating film 4 was formed. The firing conditions were based on the following two-stage method. First-stage heat treatment: 150 ° C. for 10 minutes Second-stage heat treatment: 400 ° C. for 60 minutes The thickness of the composite porous insulating film 4 is set to, for example, 0.5 μm on the surface of the wiring layer 3. In the space between the wiring layers 3, a shallow concave portion is formed due to the film forming characteristics of spin coating.

【0038】図2(c): ついでプラズマCVD(Che
mical Vapor Deposition) 法等で酸化シリコンからなる
無機絶縁膜5を例えば0.8μm程度成膜し、CMP法
により無機絶縁膜5表面を平坦化する。本実施形態例に
おいては、複合多孔質絶縁膜4の機械的強度が高まって
いるので、CMP加工時の応力や衝撃印加の際にも複合
多孔質絶縁膜4や無機絶縁膜の変形やクラック発生は回
避される。
FIG. 2C: Next, plasma CVD (Che
An inorganic insulating film 5 made of, for example, silicon oxide is formed to a thickness of, for example, about 0.8 μm by a mical vapor deposition method or the like, and the surface of the inorganic insulating film 5 is planarized by a CMP method. In the present embodiment, since the mechanical strength of the composite porous insulating film 4 is increased, deformation and cracking of the composite porous insulating film 4 and the inorganic insulating film even when stress or impact is applied during the CMP process. Is avoided.

【0039】図2(d): 配線層3に臨む接続孔6を
反応性イオンエッチングにより開口する。接続孔6底部
に露出する配線層3表面をクリーニング後、直ちにTi
やTiN等の単層あるいは積層からなるバリアメタル層
7を反応性スパッタリングにより70nmの厚さに成膜
する。つづけて、Wからなる金属層8を800nmの厚
さにブランケットCVD法により形成し、この後CMP
法により平坦化研磨し、接続孔6内にバリアメタル層7
および金属層8からなるコンタクトプラグを埋め込む。
この埋め込み工程は、全面エッチバックによってもよ
い。また金属層8の材料はCuやAl等の材料であって
もよい。
FIG. 2D: A connection hole 6 facing the wiring layer 3 is opened by reactive ion etching. Immediately after cleaning the surface of the wiring layer 3 exposed at the bottom of the connection hole 6, Ti
A barrier metal layer 7 made of a single layer or a laminate of TiN or TiN is formed to a thickness of 70 nm by reactive sputtering. Subsequently, a metal layer 8 made of W is formed to a thickness of 800 nm by a blanket CVD method.
Polishing by a flattening method, the barrier metal layer 7
And a contact plug made of a metal layer 8 is buried.
This embedding step may be performed by etching back the entire surface. Further, the material of the metal layer 8 may be a material such as Cu or Al.

【0040】本実施形態例により、無機絶縁膜5および
SiO2 とTiO2 からなる複合多孔質絶縁膜4からな
る層間絶縁膜に変形やクラックが発生しなかった良品の
歩留りは100%であった。これに対し、複合多孔質絶
縁膜4に換えて、酸化シリコン単体からなる多孔質絶縁
膜を採用した他は、全く同様にして製造した試料の歩留
りは15%であった。
[0040] By this embodiment, the yield of non-defective deformation and a crack in the interlayer insulating film made of an inorganic insulating film 5 and the SiO 2 composite porous insulating film 4 made of TiO 2 did not occur was 100% . On the other hand, the yield of the sample manufactured in exactly the same manner except that the porous insulating film made of silicon oxide alone was used instead of the composite porous insulating film 4 was 15%.

【0041】〔実施形態例2〕本実施形態例は、複合多
孔質絶縁膜としてシリコンとアルミニウムの複合酸化物
を採用した他は、前実施形態例1に準拠するものであ
る。したがって、実施形態例1との相違部分のみを重点
的に説明する。図1(a)に示す被処理基体は前実施形
態例1と同様の構成である。
Embodiment 2 This embodiment is based on Embodiment 1 except that a composite oxide of silicon and aluminum is used as the composite porous insulating film. Therefore, only the differences from the first embodiment will be mainly described. The substrate to be processed shown in FIG. 1A has the same configuration as that of the first embodiment.

【0042】図2(b): この被処理基板上に、シリ
コンおよびアルミニウムのアルコキシド化合物のゾルを
次のスピンコーティング条件により塗布し、複合多孔質
ゲル皮膜を形成した。 塗布液組成 テトラエトキシシラン/エタノール溶液(濃度10%) トリイソプロポキシアルミニウム/IPA溶液(濃度5
%) アンモニア水(濃度2%) 回転数 3000RPM
FIG. 2B: A sol of an alkoxide compound of silicon and aluminum was applied on the substrate to be processed under the following spin coating conditions to form a composite porous gel film. Coating solution composition Tetraethoxysilane / ethanol solution (concentration 10%) Triisopropoxyaluminum / IPA solution (concentration 5
%) Ammonia water (concentration 2%) Rotation speed 3000 RPM

【0043】ついでこの多孔質ゲル被膜に焼成を施し、
複合多孔質絶縁膜4を形成した。焼成条件はつぎに示す
2段階法によった。 第1段熱処理 150℃ 10分 第2段熱処理 400℃ 60分 複合多孔質絶縁膜4の厚さは、配線層3の表面で例えば
0.5μm形成される厚さとする。配線層3間のスペー
スには、スピンコーティングの成膜特性のために浅い凹
部が形成される。
Then, the porous gel coating is fired,
A composite porous insulating film 4 was formed. The firing conditions were based on the following two-stage method. First-stage heat treatment: 150 ° C. for 10 minutes Second-stage heat treatment: 400 ° C. for 60 minutes The thickness of the composite porous insulating film 4 is set to, for example, 0.5 μm on the surface of the wiring layer 3. In the space between the wiring layers 3, a shallow concave portion is formed due to the film forming characteristics of spin coating.

【0044】図2(c)〜(d)に示す工程は前実施形
態例1と同様であるので重複する説明を省略する。
The steps shown in FIGS. 2C to 2D are the same as those in the first embodiment, so that the overlapping description will be omitted.

【0045】本実施形態例によっても、無機絶縁膜5、
およびSiO2 とAl2 3 からなる複合多孔質絶縁膜
4からなる層間絶縁膜に、変形やクラックが発生しなか
った良品の歩留りは100%であった。これに対し、複
合多孔質絶縁膜4に換えて酸化シリコンからなる多孔質
絶縁膜を採用した他は、全く同様にして製造した試料の
歩留りは同じく15%であった。
Also according to the present embodiment, the inorganic insulating film 5,
The yield of non-defective products in which no deformation or cracks occurred in the interlayer insulating film composed of the composite porous insulating film 4 composed of SiO 2 and Al 2 O 3 was 100%. On the other hand, except that a porous insulating film made of silicon oxide was used instead of the composite porous insulating film 4, the yield of a sample manufactured in exactly the same manner was 15%.

【0046】〔実施形態例3〕本実施形態例は、複合多
孔質絶縁膜としてシリコンとチタンの複合酸化窒化物を
採用した他は、前実施形態例1に準拠するものである。
したがって、ここでも実施形態例1との相違部分のみを
重点的に説明する。図1(a)に示す被処理基体は、こ
れも前実施形態例1と同様の構成である。
Third Embodiment The third embodiment is based on the first embodiment except that a composite oxynitride of silicon and titanium is used as the composite porous insulating film.
Therefore, only the differences from the first embodiment will be mainly described here. The substrate to be processed shown in FIG. 1A has the same configuration as that of the first embodiment.

【0047】図2(b): この被処理基板上に、シリ
コンのアルコキシド化合物およびチタンアミノ化合物の
ゾルを次のスピンコーティング条件により塗布し、複合
多孔質ゲル被膜を形成した。 塗布液組成 テトラエトキシシラン/エタノール溶液(濃度10%) テトラジメチルアミノチタン/IPA溶液(濃度5%) メチルアミン水溶液(濃度2%) 回転数 3000RPM IPAはイソプロピルアルコールの略である。
FIG. 2 (b): A sol of an alkoxide compound of silicon and a titanium amino compound was applied to the substrate under the following spin coating conditions to form a composite porous gel coating. Composition of coating solution Tetraethoxysilane / ethanol solution (concentration 10%) Tetradimethylaminotitanium / IPA solution (concentration 5%) Methylamine aqueous solution (concentration 2%) Rotation speed 3000 RPM IPA is an abbreviation for isopropyl alcohol.

【0048】ついでこの多孔質ゲル被膜を焼成し、複合
多孔質絶縁膜4を形成した。焼成条件はつぎに示す2段
階法によった。 第1段熱処理 150℃ 10分 第2段熱処理 400℃ 60分 多孔質絶縁膜4の厚さは、配線層3の表面で例えば0.
5μm形成される厚さとする。配線層3間のスペースに
は、スピンコーティングの成膜特性のために浅い凹部が
形成される。
Next, the porous gel coating was fired to form a composite porous insulating film 4. The firing conditions were based on the following two-stage method. First-stage heat treatment: 150 ° C. for 10 minutes Second-stage heat treatment: 400 ° C. for 60 minutes The thickness of the porous insulating film 4 is, for example, 0.1 mm on the surface of the wiring layer 3.
The thickness is 5 μm. In the space between the wiring layers 3, a shallow concave portion is formed due to the film forming characteristics of spin coating.

【0049】図2(c)〜(d)に示す工程は前実施形
態例1と同様であるので重複する説明を省略する。
The steps shown in FIGS. 2C to 2D are the same as those in the first embodiment, so that the overlapping description will be omitted.

【0050】本実施形態例によっても、無機絶縁膜5、
およびSiO2 とAlNからなる複合多孔質絶縁膜4か
らなる層間絶縁膜に、変形やクラックが発生しなかった
良品の歩留りは100%であった。これに対し、複合多
孔質絶縁膜4に換えて酸化シリコン単体からなる多孔質
絶縁膜を採用した他は、全く同様にして製造した試料の
歩留りは15%であった。
According to the present embodiment, the inorganic insulating film 5,
The yield of non-defective products in which no deformation or cracks occurred in the interlayer insulating film made of the composite porous insulating film 4 made of SiO 2 and AlN was 100%. On the other hand, the yield of the sample manufactured in exactly the same manner except that the porous insulating film made of silicon oxide alone was used instead of the composite porous insulating film 4 was 15%.

【0051】〔実施形態例4〕本発明の複合多孔質絶縁
膜は、成膜後その表面を疏水化処理することにより耐湿
性を向上することができる。その一例として、シリコー
ン化合物を乾燥非水溶媒中で還流処理する工程を説明す
る。
Embodiment 4 The moisture resistance of the composite porous insulating film of the present invention can be improved by subjecting the surface of the composite porous insulating film to a hydrophobic treatment. As an example, a step of refluxing a silicone compound in a dry non-aqueous solvent will be described.

【0052】まず複合多孔質絶縁膜の表面処理に採用す
る還流装置の一例を、図3に示す概略断面図を参照して
説明する。図3に示す還流装置は、処理槽10と還流塔
20とに大別される。処理槽10は実質的に密封された
閉鎖内部空間を有し、処理液体を導入する第1の導入管
14および第2の導入管15が接続され、その内部には
被処理基体11を載置するステージ12がある。第1の
導入管14から注入されたキシレン等の非水溶媒16は
ヒータ13により加熱され、その沸点に達する。非水溶
媒16の蒸気は処理槽10の上部空間を満たす。この蒸
気は非水溶媒および水分等が共沸して発生したものであ
る。なお第2の導入管15はシリコーン化合物を導入す
る配管である。
First, an example of a reflux device used for surface treatment of a composite porous insulating film will be described with reference to a schematic sectional view shown in FIG. The reflux device shown in FIG. 3 is roughly divided into a treatment tank 10 and a reflux tower 20. The processing tank 10 has a substantially sealed closed internal space, and is connected to a first inlet pipe 14 and a second inlet pipe 15 for introducing a processing liquid, and a substrate 11 to be processed is placed in the inside thereof. There is a stage 12 to perform. The non-aqueous solvent 16 such as xylene injected from the first introduction pipe 14 is heated by the heater 13 and reaches its boiling point. The vapor of the non-aqueous solvent 16 fills the upper space of the processing tank 10. This vapor is generated by azeotropic distillation of a non-aqueous solvent, water and the like. The second introduction pipe 15 is a pipe for introducing a silicone compound.

【0053】還流塔20は、その上部にチラー22から
の循環冷媒等により冷却される冷却部21と、下部に水
分を排出するドレン24を有し、処理槽10とは蒸気還
流管25および液体還流管26により連結されている。
かかる構成により、処理槽10の上部空間から導入され
る蒸気は、蒸気還流管25から還流塔20に導入され、
冷却部21で液化する。液化した非水溶媒および水分は
還流塔20下部に落下し、水分23は最下部に溜まる。
低比重の非水溶媒16は水分23の上部に溜まるととも
に、液体還流管26より処理槽10に還流する。
The reflux tower 20 has a cooling unit 21 which is cooled by a circulating refrigerant or the like from a chiller 22 and a drain 24 which discharges moisture at a lower part thereof. They are connected by a reflux pipe 26.
With this configuration, the steam introduced from the upper space of the processing tank 10 is introduced into the reflux tower 20 from the steam reflux pipe 25,
It is liquefied in the cooling unit 21. The liquefied non-aqueous solvent and water fall to the lower part of the reflux tower 20, and the water 23 accumulates at the lowermost part.
The non-aqueous solvent 16 having a low specific gravity accumulates in the upper part of the water 23 and is returned to the processing tank 10 through the liquid reflux pipe 26.

【0054】以上の還流装置は基本的な構成であり、種
々の変更が可能である。例えば被処理基体11は枚葉式
の他にバッチ式で載置してよく、不図示のキャリア等に
載置して処理槽10内に搬入してもよい。また冷却部2
1をペルチェ素子で冷却すれば、装置全体の小型化に寄
与する。
The above-described reflux apparatus has a basic configuration, and various changes can be made. For example, the substrate 11 to be processed may be mounted in a batch system in addition to the single-wafer system, or may be mounted on a carrier or the like (not shown) and carried into the processing tank 10. Cooling unit 2
If 1 is cooled by a Peltier element, it contributes to downsizing of the entire apparatus.

【0055】図2(b)に示す、複合多孔質絶縁膜4を
形成した被処理基体を図3の還流装置のステージ12上
にセッティングし、第1の導入管14からo−キシレン
(bp=144℃)を処理槽10内に導入する。非水溶
媒16としてのo−キシレンの液面は、被処理基体11
の表面が充分に隠れる程度とする。なお非水溶媒として
はo−キシレンの他にm−,p−キシレンや、鎖状ある
いは環状の炭化水素であって、親水基を持たない化合
物、すなわち水と相溶性のない化合物が選ばれる。また
その沸点は、100℃以上、200℃程度以下が取り扱
いの点で好ましい。つぎにヒータ13によりo−キシレ
ンを沸点まで加熱し、還流を開始する。この還流によ
り、被処理基体11の吸着水はo−キシレンとともに共
沸し、共沸蒸気は蒸気還流管25から還流塔20に達す
る。共沸蒸気はここで冷却部21により液化し、還流塔
20下部に滴下する。このとき、o−キシレンと相溶し
ない水は分離し、比重の差により還流塔20の最下部に
水分23となって溜まる。一方、o−キシレンは還流塔
20下部ではあるが水分23の上に溜まり、液体還流管
26より処理槽10に還流する。この還流o−キシレン
は水分を含まない乾燥非水溶媒である。
The substrate to be processed having the composite porous insulating film 4 shown in FIG. 2B is set on the stage 12 of the reflux apparatus shown in FIG. 144 ° C.) is introduced into the processing tank 10. The liquid level of o-xylene as the non-aqueous solvent 16 is
Of the surface is sufficiently hidden. As the non-aqueous solvent, m-, p-xylene or a compound having no hydrophilic group, that is, a compound having no hydrophilic group, that is, a compound having no compatibility with water is selected in addition to o-xylene. The boiling point is preferably 100 ° C. or higher and 200 ° C. or lower in terms of handling. Next, the o-xylene is heated to the boiling point by the heater 13 to start reflux. By this reflux, the water adsorbed on the substrate 11 to be treated azeotropes with o-xylene, and the azeotropic vapor reaches the reflux tower 20 from the steam reflux pipe 25. Here, the azeotropic vapor is liquefied by the cooling unit 21 and dropped to the lower part of the reflux tower 20. At this time, water that is incompatible with o-xylene is separated and becomes water 23 at the lowermost portion of the reflux tower 20 due to a difference in specific gravity. On the other hand, the o-xylene is collected at the lower part of the reflux tower 20 but on the water 23, and is returned to the processing tank 10 through the liquid reflux pipe 26. This refluxed o-xylene is a dry non-aqueous solvent containing no water.

【0056】還流操作を60分程度継続し、被処理基体
11の吸着水をほぼ完全に脱離する。還流塔20最下部
の水分23は、ドレン24より適宜排出する。この吸着
水除去は重要な工程であり、被処理基体11に吸着水が
残留している場合には、次の表面処理層の形成工程にお
いて、ヘキサメチレンジエトキシシラン等のシリコーン
化合物が溶液中で反応生成物を形成するため、表面処理
層が安定して形成できない。
The reflux operation is continued for about 60 minutes, and the water adsorbed on the substrate 11 is almost completely desorbed. The water 23 at the bottom of the reflux tower 20 is appropriately discharged from the drain 24. This removal of adsorbed water is an important step, and when adsorbed water remains on the substrate 11 to be treated, in the next step of forming a surface treatment layer, a silicone compound such as hexamethylenediethoxysilane is dissolved in a solution. Since a reaction product is formed, the surface treatment layer cannot be formed stably.

【0057】この後、ただちに表面処理層の形成工程に
入る。還流塔20最下部の水分23をドレン24より最
終的に排出後、シリコーン化合物としてヘキサメチレン
ジエトキシシランを第2の導入管15から非水溶媒16
中に添加する。ヘキサメチレンジエトキシシランの添加
量は、o−キシレンの1重量%程度とする。o−キシレ
ンの沸点温度での還流を継続することにより、複合多孔
質絶縁膜4の表面に疏水性の表面処理層(薄いので不図
示)が形成される。
Thereafter, the process for forming the surface treatment layer is immediately started. After the water 23 at the bottom of the reflux tower 20 is finally discharged from the drain 24, hexamethylenediethoxysilane is added as a silicone compound through the second inlet pipe 15 to the nonaqueous solvent 16
Add in. The addition amount of hexamethylenediethoxysilane is about 1% by weight of o-xylene. By continuing the reflux at the boiling point temperature of o-xylene, a hydrophobic surface treatment layer (not shown because it is thin) is formed on the surface of the composite porous insulating film 4.

【0058】なお、表面処理は図2(d)に示す接続孔
6の開口後に、接続孔6の側面の露出した複合多孔質絶
縁膜4の表面に施してもよい。かかる表面処理の採用に
より、複合多孔質絶縁膜4の機械的強度の向上ととも
に、耐湿性を向上することができる。
The surface treatment may be applied to the exposed surface of the composite porous insulating film 4 on the side surface of the connection hole 6 after the opening of the connection hole 6 shown in FIG. By employing such a surface treatment, the mechanical strength of the composite porous insulating film 4 can be improved, and the moisture resistance can be improved.

【0059】以上、本発明を4例の実施形態例により説
明したが、複合多孔質絶縁膜を構成する複合酸化物ある
いは複合酸化窒化物の種類は、前述したもののうちから
適宜変更が可能である。また本発明は半導体装置の層間
絶縁膜の他に、パシベーション膜へ適用してもよい。
Although the present invention has been described with reference to the four embodiments, the type of the composite oxide or composite oxynitride constituting the composite porous insulating film can be appropriately changed from those described above. . Further, the present invention may be applied to a passivation film other than the interlayer insulating film of the semiconductor device.

【0060】さらに半導体装置の他に、薄膜磁気ヘッ
ド、磁気抵抗効果型ヘッド、薄膜インダクタ、薄膜コイ
ル、マイクロマシン等の各種電子装置、特に高周波帯域
で使用される各種電子装置に特に好適に適用し、その性
能や信頼性を高めることができる。
Further, in addition to the semiconductor device, the present invention is particularly suitably applied to various electronic devices such as a thin film magnetic head, a magnetoresistive head, a thin film inductor, a thin film coil, and a micromachine, particularly various electronic devices used in a high frequency band. Its performance and reliability can be improved.

【0061】[0061]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の複合多孔質絶縁膜の形成方法によれば、その機械的強
度を向上し、後工程での変形やクラックが防止される。
したがって、かかる高強度の多孔質絶縁膜を採用するこ
とにより、低誘電率膜としての複合多孔質絶縁膜を採用
した各種電子装置の信頼性を高めることができる。本発
明の複合多孔質絶縁膜は、特殊な原料や複雑な製造装置
等を用いることなく簡便な方法で形成することができ
る。
As is apparent from the above description, according to the method for forming a composite porous insulating film of the present invention, its mechanical strength is improved, and deformation and cracks in subsequent steps are prevented.
Therefore, by employing such a high-strength porous insulating film, the reliability of various electronic devices employing the composite porous insulating film as the low dielectric constant film can be improved. The composite porous insulating film of the present invention can be formed by a simple method without using special raw materials or complicated manufacturing equipment.

【0062】また本発明の電子装置およびその製造方法
によれば、このような複合多孔質絶縁膜およびその形成
方法を適用することにより、CMPやボンディング等の
後工程における層間絶縁膜のクラックや変形が防止さ
れ、製造歩留りが向上し、電子装置の性能および信頼性
を高めることができる。
According to the electronic device and the method of manufacturing the same of the present invention, by applying such a composite porous insulating film and the method of forming the same, cracking or deformation of the interlayer insulating film in a post-process such as CMP or bonding can be achieved. Is prevented, the production yield is improved, and the performance and reliability of the electronic device can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の複合多孔質絶縁膜を採用した電子装置
の一例の、半導体装置の要部概略断面図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a main part of a semiconductor device as an example of an electronic device employing a composite porous insulating film of the present invention.

【図2】本発明の複合多孔質絶縁膜の形成方法を、電子
装置の一例として半導体装置の製造方法に適用した工程
の概略断面図である。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a process in which the method for forming a composite porous insulating film of the present invention is applied to a method for manufacturing a semiconductor device as an example of an electronic device.

【図3】複合多孔質絶縁膜の表面処理方法に適用する還
流装置の一例の概略断面図である。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of an example of a reflux device applied to a surface treatment method for a composite porous insulating film.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…半導体基体、2…下層層間絶縁膜、3…配線層、4
…複合多孔質絶縁膜、5…無機絶縁膜、6…接続孔、7
…バリアメタル層、8…金属層10…処理槽、11…被
処理基体、12…ステージ、13…ヒータ、14…第1
の導入管、15…第2の導入管、16…非水溶媒、20
…還流塔、21…冷却部、22…チラー、23…水分、
24…ドレン、25…蒸気還流管、26…液体還流管
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor base, 2 ... Lower interlayer insulating film, 3 ... Wiring layer, 4
... composite porous insulating film, 5 ... inorganic insulating film, 6 ... connection hole, 7
... Barrier metal layer, 8 ... Metal layer 10 ... Treatment tank, 11 ... Substrate to be treated, 12 ... Stage, 13 ... Heater, 14 ... First
, 15 ... second inlet pipe, 16 ... non-aqueous solvent, 20
... reflux tower, 21 ... cooling unit, 22 ... chiller, 23 ... moisture,
24: drain, 25: vapor reflux tube, 26: liquid reflux tube

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Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基体上に有機シリコーン化合物および有
機金属化合物を含む複合ゲル被膜を形成する工程と、 前記複合ゲル被膜に熱処理を施す工程とを具備すること
を特徴とする複合多孔質絶縁膜の形成方法。
1. A composite porous insulating film comprising: a step of forming a composite gel coating containing an organosilicone compound and an organometallic compound on a substrate; and a step of subjecting the composite gel coating to a heat treatment. Forming method.
【請求項2】 前記複合ゲル被膜は、さらに塩基性反応
促進剤を含むことを特徴とする請求項1記載の複合多孔
質絶縁膜の形成方法。
2. The method for forming a composite porous insulating film according to claim 1, wherein said composite gel coating further contains a basic reaction accelerator.
【請求項3】 前記有機金属化合物は、Al,Zr,T
i,Y,HfおよびTaのうちのいずれか少なくとも1
種の化合物であることを特徴とする請求項1記載の複合
多孔質絶縁膜の形成方法。
3. The method according to claim 1, wherein the organometallic compound is Al, Zr, T
at least one of i, Y, Hf and Ta
The method for forming a composite porous insulating film according to claim 1, wherein the compound is a kind of compound.
【請求項4】 請求項1記載の複合多孔質絶縁膜の形成
方法により形成されたことを特徴とする複合多孔質絶縁
膜。
4. A composite porous insulating film formed by the method for forming a composite porous insulating film according to claim 1.
【請求項5】 前記複合多孔質絶縁膜は、 Siと、Al,Zr,Ti,Y,HfおよびTaのうち
のいずれか少なくとも1種の金属との複合酸化物を含む
ことを特徴とする請求項4記載の複合多孔質絶縁膜。
5. The composite porous insulating film according to claim 1, wherein the composite porous insulating film contains a composite oxide of Si and at least one metal selected from the group consisting of Al, Zr, Ti, Y, Hf and Ta. Item 5. A composite porous insulating film according to item 4.
【請求項6】 前記複合多孔質絶縁膜は、 Siと、Al,Zr,Ti,Y,HfおよびTaのうち
のいずれか少なくとも1種の金属との複合酸化窒化物を
含むことを特徴とする請求項4記載の複合多孔質絶縁
膜。
6. The composite porous insulating film includes a composite oxynitride of Si and at least one metal of Al, Zr, Ti, Y, Hf and Ta. The composite porous insulating film according to claim 4.
【請求項7】 請求項1記載の複合多孔質絶縁膜の形成
方法を、製造工程中に具備することを特徴とする電子装
置の製造方法。
7. A method for manufacturing an electronic device, comprising the method for forming a composite porous insulating film according to claim 1 in a manufacturing process.
【請求項8】 請求項1記載の複合多孔質絶縁膜の形成
方法により形成された複合多孔質絶縁膜を、層間絶縁膜
として具備することを特徴とする電子装置。
8. An electronic device comprising a composite porous insulating film formed by the method for forming a composite porous insulating film according to claim 1 as an interlayer insulating film.
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003520450A (en) * 2000-01-18 2003-07-02 マイクロン・テクノロジー・インコーポレーテッド Process for providing seed layers of aluminum, copper, gold and silver
KR20030056927A (en) * 2001-12-28 2003-07-04 주식회사 하이닉스반도체 Method for manufacturing a semiconductor device
WO2005053008A1 (en) * 2003-11-28 2005-06-09 Tokyo Electron Limited Method for forming insulating film, system for forming insulating film, and method for manufacturing semiconductor device
JP2006092927A (en) * 2004-09-24 2006-04-06 Sony Corp Micro electron source device, manufacturing method therefor, and flat display device
KR100769206B1 (en) * 2001-12-28 2007-10-23 매그나칩 반도체 유한회사 Method for manufacturing a semiconductor device
US7816279B2 (en) 2008-02-12 2010-10-19 Fujitsu Semiconductor Limited Semiconductor device and method for manufacturing the same
JP2011522114A (en) * 2008-06-24 2011-07-28 インテル・コーポレーション Liquid phase molecular self-organization and formation structure for barrier deposition
JP2011177861A (en) * 2010-03-03 2011-09-15 Toshiba Corp Semiconductor device
CN113539945A (en) * 2020-04-16 2021-10-22 长鑫存储技术有限公司 Semiconductor structure and forming method thereof

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003520450A (en) * 2000-01-18 2003-07-02 マイクロン・テクノロジー・インコーポレーテッド Process for providing seed layers of aluminum, copper, gold and silver
KR20030056927A (en) * 2001-12-28 2003-07-04 주식회사 하이닉스반도체 Method for manufacturing a semiconductor device
KR100769206B1 (en) * 2001-12-28 2007-10-23 매그나칩 반도체 유한회사 Method for manufacturing a semiconductor device
US7772130B2 (en) 2003-11-28 2010-08-10 Tokyo Electron Limited Insulation film forming method, insulation film forming system, and semiconductor device manufacturing method
WO2005053008A1 (en) * 2003-11-28 2005-06-09 Tokyo Electron Limited Method for forming insulating film, system for forming insulating film, and method for manufacturing semiconductor device
KR100789858B1 (en) * 2003-11-28 2008-01-02 동경 엘렉트론 주식회사 Method for forming insulating film, device for forming insulating film, and method for manufacturing semiconductor device
JP2006092927A (en) * 2004-09-24 2006-04-06 Sony Corp Micro electron source device, manufacturing method therefor, and flat display device
US7816279B2 (en) 2008-02-12 2010-10-19 Fujitsu Semiconductor Limited Semiconductor device and method for manufacturing the same
US8497208B2 (en) 2008-02-12 2013-07-30 Fujitsu Semiconductor Limited Semiconductor device and method for manufacturing the same
JP2011522114A (en) * 2008-06-24 2011-07-28 インテル・コーポレーション Liquid phase molecular self-organization and formation structure for barrier deposition
JP2011177861A (en) * 2010-03-03 2011-09-15 Toshiba Corp Semiconductor device
US8476741B2 (en) 2010-03-03 2013-07-02 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor device
KR101311053B1 (en) 2010-03-03 2013-09-24 가부시끼가이샤 도시바 Semiconductor device
CN113539945A (en) * 2020-04-16 2021-10-22 长鑫存储技术有限公司 Semiconductor structure and forming method thereof
CN113539945B (en) * 2020-04-16 2023-09-29 长鑫存储技术有限公司 Semiconductor structure and forming method thereof

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