JP2000340689A - 耐熱低誘電率材料並びにこれを用いた半導体層間絶縁膜及び半導体装置 - Google Patents
耐熱低誘電率材料並びにこれを用いた半導体層間絶縁膜及び半導体装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐熱性に優れ、誘電率が低く、半導体素子、
電気回路部品などに適用可能な低誘電率材料、この低誘
電率材料を用いた半導体層間絶縁膜及び半導体装置を提
供することである。 【解決手段】 無機または有機材料の分子中に、下記式
（１）などで示されるボラジン骨格系分子を有する耐熱
低誘電率材料である。 【化１】
電気回路部品などに適用可能な低誘電率材料、この低誘
電率材料を用いた半導体層間絶縁膜及び半導体装置を提
供することである。 【解決手段】 無機または有機材料の分子中に、下記式
（１）などで示されるボラジン骨格系分子を有する耐熱
低誘電率材料である。 【化１】
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子の層間
などに用いられる絶縁膜に用いられる耐熱低誘電率材
料、この耐熱低誘電率材料を用いた半導体層間絶縁膜、
この半導体層間絶縁膜を用いた半導体装置に関するもの
である。
などに用いられる絶縁膜に用いられる耐熱低誘電率材
料、この耐熱低誘電率材料を用いた半導体層間絶縁膜、
この半導体層間絶縁膜を用いた半導体装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子の高速化、高集積化につれ
て、信号遅延の問題が深刻になりつつある。信号遅延は
配線の抵抗Ｒと配線間ならびに層間の容量Ｃの積で表さ
れるものである。遅延を最小に抑えるためには、配線抵
抗を低下させることと並んで、層間絶縁膜の誘電率を下
げることが有効な手段である。
て、信号遅延の問題が深刻になりつつある。信号遅延は
配線の抵抗Ｒと配線間ならびに層間の容量Ｃの積で表さ
れるものである。遅延を最小に抑えるためには、配線抵
抗を低下させることと並んで、層間絶縁膜の誘電率を下
げることが有効な手段である。
【０００３】そこで最近では、層間絶縁膜の誘電率を低
くするために、フッ素原子を導入したシリコン酸化膜
（ＳｉＯＦ膜）で層間絶縁膜を形成することが提案され
ている。また、有機化合物材料は比較的、誘電率を低く
することが可能であるため、フッ素原子を導入したパリ
レン蒸着膜やポリイミド膜で層間絶縁膜を形成すること
も提案されている（柴田英毅、電子情報通信学会誌、第
８０巻、３号、２３５ページ、１９９７年）。
くするために、フッ素原子を導入したシリコン酸化膜
（ＳｉＯＦ膜）で層間絶縁膜を形成することが提案され
ている。また、有機化合物材料は比較的、誘電率を低く
することが可能であるため、フッ素原子を導入したパリ
レン蒸着膜やポリイミド膜で層間絶縁膜を形成すること
も提案されている（柴田英毅、電子情報通信学会誌、第
８０巻、３号、２３５ページ、１９９７年）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前者のＳｉ
ＯＦ膜で層間絶縁膜を形成する場合は、従来のものに比
べて層間絶縁膜の誘電率が低くなるものの、誘電率が
３．２〜３．５程度であり、したがって配線間の容量低
減や配線の信号伝播遅延の防止等が十分に図られていな
い。
ＯＦ膜で層間絶縁膜を形成する場合は、従来のものに比
べて層間絶縁膜の誘電率が低くなるものの、誘電率が
３．２〜３．５程度であり、したがって配線間の容量低
減や配線の信号伝播遅延の防止等が十分に図られていな
い。
【０００５】また、後者の有機化合物材料で層間絶縁膜
を形成する場合は、ポリイミドにフッ素原子を導入した
膜やアリールエーテル系高分子で誘電率２．７が達成さ
れているがまだまだ不十分である。そしてパリレンの蒸
着膜では誘電率２．４を達成できるが耐熱性が２００〜
３００℃程度しか得られないため、半導体素子の製造プ
ロセスに制限を加えてしまう。
を形成する場合は、ポリイミドにフッ素原子を導入した
膜やアリールエーテル系高分子で誘電率２．７が達成さ
れているがまだまだ不十分である。そしてパリレンの蒸
着膜では誘電率２．４を達成できるが耐熱性が２００〜
３００℃程度しか得られないため、半導体素子の製造プ
ロセスに制限を加えてしまう。
【０００６】また、多孔質のＳｉＯ2膜において誘電率
２．０〜２．５の値が報告されているが、気孔率が高い
ため機械的強度（ＣＭＰ研磨プロセス耐性）が弱く、ま
た、気孔径がばらつくという問題がある。
２．０〜２．５の値が報告されているが、気孔率が高い
ため機械的強度（ＣＭＰ研磨プロセス耐性）が弱く、ま
た、気孔径がばらつくという問題がある。
【０００７】また、これら高分子材料および多孔質Ｓｉ
Ｏ2膜は、従来のＳｉＯ2層間絶縁膜よりも熱伝導性が劣
るため、配線温度上昇による配線寿命劣化（エレクトロ
マイグレーション）が懸念されている。
Ｏ2膜は、従来のＳｉＯ2層間絶縁膜よりも熱伝導性が劣
るため、配線温度上昇による配線寿命劣化（エレクトロ
マイグレーション）が懸念されている。
【０００８】以上のことから、誘電率が低く、また耐熱
性、機械的強度、熱伝導性に優れた層間絶縁膜の開発が
切望されている。具体的には、デザインルール０．１３
μｍ〜０．１０μｍにおいて、機械的強度、熱伝導性が
ＳｉＯ2膜と同程度以上かつ誘電率２．４以下、耐熱性
（熱分解温度）４５０℃以上が要求されている。
性、機械的強度、熱伝導性に優れた層間絶縁膜の開発が
切望されている。具体的には、デザインルール０．１３
μｍ〜０．１０μｍにおいて、機械的強度、熱伝導性が
ＳｉＯ2膜と同程度以上かつ誘電率２．４以下、耐熱性
（熱分解温度）４５０℃以上が要求されている。
【０００９】本発明の目的は、耐熱性に優れ、誘電率が
低く、半導体素子、電気回路部品などに適用可能な低誘
電率材料、この低誘電率材料を用いた半導体層間絶縁膜
及び半導体装置を提供することである。
低く、半導体素子、電気回路部品などに適用可能な低誘
電率材料、この低誘電率材料を用いた半導体層間絶縁膜
及び半導体装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
無機または有機材料の分子中に、下記式（１）、式
（２）または式（３）で示される何れかのボラジン骨格
系分子を有する耐熱低誘電率材料である。
無機または有機材料の分子中に、下記式（１）、式
（２）または式（３）で示される何れかのボラジン骨格
系分子を有する耐熱低誘電率材料である。
【化４】
【化５】
【化６】
【００１１】請求項２に係る発明は、請求項１記載の耐
熱低誘電率材料からなる半導体層間絶縁膜である。
熱低誘電率材料からなる半導体層間絶縁膜である。
【００１２】請求項３に係る発明は、請求項１の耐熱低
誘電率材料からなる半導体層間絶縁膜を有する半導体装
置である。
誘電率材料からなる半導体層間絶縁膜を有する半導体装
置である。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明に係わる、無機または有機
材料の分子中にボラジン骨格系分子を有する材料とは、
下記式（４）で示されるボラジン（無機ベンゼンあるい
はボラゾールとも呼ばれる）を基本単位にして、このボ
ラジンを出発材料として縮合反応により合成されるもの
であり、合成した材料を薄膜に成膜することによって半
導体層間絶縁膜に適用することができ、この半導体層間
絶縁膜を適用することによって優れた半導体デバイスを
製造することができる。
材料の分子中にボラジン骨格系分子を有する材料とは、
下記式（４）で示されるボラジン（無機ベンゼンあるい
はボラゾールとも呼ばれる）を基本単位にして、このボ
ラジンを出発材料として縮合反応により合成されるもの
であり、合成した材料を薄膜に成膜することによって半
導体層間絶縁膜に適用することができ、この半導体層間
絶縁膜を適用することによって優れた半導体デバイスを
製造することができる。
【００１４】
【化７】
【００１５】本発明により耐熱化が達成できるのは、述
べるまでもなく有機系高分子材料と比較して耐熱性に優
れた無機高分子系材料を用いているためである。
べるまでもなく有機系高分子材料と比較して耐熱性に優
れた無機高分子系材料を用いているためである。
【００１６】また、本発明の材料が低誘電率化を達成で
きる理由は次のとおりである。すなわち、一般に材料の
誘電率εは電子分極、原子分極、配向分極、界面分極な
どの分極の総和で表記されるが、本発明に係わる１ＭＨ
ｚ以上の周波数の高い領域では、界面分極などの寄与は
なく、また配向性を示さない材料であれば、誘電率を支
配する分極としての電子分極と原子分極だけを考えれば
良い。本発明は、電子分極と原子分極の両方の分極率が
小さな材料を分子設計によって探索した結果、到達した
ものである。
きる理由は次のとおりである。すなわち、一般に材料の
誘電率εは電子分極、原子分極、配向分極、界面分極な
どの分極の総和で表記されるが、本発明に係わる１ＭＨ
ｚ以上の周波数の高い領域では、界面分極などの寄与は
なく、また配向性を示さない材料であれば、誘電率を支
配する分極としての電子分極と原子分極だけを考えれば
良い。本発明は、電子分極と原子分極の両方の分極率が
小さな材料を分子設計によって探索した結果、到達した
ものである。
【００１７】すなわち、分子分極率αは、 α＝α（電子分極）＋α（原子分極） とすると、分子の双極子モーメントμは電場Εと分子の
基準座標ｑの関数として与えられ、双極子モーメントμ
の電場Εに対する微分から、電子分極と原子分極が下記
のように評価できる。 ｄμ（Ε，ｑ）／ｄΕ＝δμ（Ε，ｑ）／δΕ＋δμ（Ε，ｑ）／δｑ・δ ｑ／δΕ α（電子分極）＝δμ（Ε，ｑ）／δΕ α（原子分極）＝δμ（Ε，ｑ）／δｑ・δｑ／δΕ ＝δμ／δｑ （δ2Ｅ／δｑδｑ）-1δμ／δｑ ＝δμ／δｑ（κ）-1δμ／δｑ このように、原子分極は分子における原子間の結合強度
κ（力定数）に反比例するのである。
基準座標ｑの関数として与えられ、双極子モーメントμ
の電場Εに対する微分から、電子分極と原子分極が下記
のように評価できる。 ｄμ（Ε，ｑ）／ｄΕ＝δμ（Ε，ｑ）／δΕ＋δμ（Ε，ｑ）／δｑ・δ ｑ／δΕ α（電子分極）＝δμ（Ε，ｑ）／δΕ α（原子分極）＝δμ（Ε，ｑ）／δｑ・δｑ／δΕ ＝δμ／δｑ （δ2Ｅ／δｑδｑ）-1δμ／δｑ ＝δμ／δｑ（κ）-1δμ／δｑ このように、原子分極は分子における原子間の結合強度
κ（力定数）に反比例するのである。
【００１８】分極率αの具体的な計算について述べる。
既に述べたように、フッ素化パリレンの誘電率ε＝２．
４であることから、下記の式（５）〜式（１０）に示す
モデル系について分子軌道計算を実施した。計算結果を
表１にまとめて示す。
既に述べたように、フッ素化パリレンの誘電率ε＝２．
４であることから、下記の式（５）〜式（１０）に示す
モデル系について分子軌道計算を実施した。計算結果を
表１にまとめて示す。
【００１９】
【化８】
【化９】
【化１０】
【化１１】
【化１２】
【化１３】
【００２０】
【表１】
【００２１】表１の結果から明らかなように、分子分極
率αは炭化水素系（式（５）、式（６）、式（７））よ
りもボラジン系（式（８）、式（９）、式（１０））の
方が小さくなっていることがわかる。つまり、ボラジン
系が理論的にも小さい誘電率を示すことがわかる。各系
の分子分極率比は、それぞれ 式（８）／式（５）＝０．８５ 式（９）／式（６）＝０．８８ 式（１０）／式（７）＝０．８６ である。このことは、フッ素化パリレン（式（７））の
誘電率εが２．４であるので、そのボラジン系（式（１
０））の誘電率εが２．０〜２．１になることが予測さ
れることを示している。
率αは炭化水素系（式（５）、式（６）、式（７））よ
りもボラジン系（式（８）、式（９）、式（１０））の
方が小さくなっていることがわかる。つまり、ボラジン
系が理論的にも小さい誘電率を示すことがわかる。各系
の分子分極率比は、それぞれ 式（８）／式（５）＝０．８５ 式（９）／式（６）＝０．８８ 式（１０）／式（７）＝０．８６ である。このことは、フッ素化パリレン（式（７））の
誘電率εが２．４であるので、そのボラジン系（式（１
０））の誘電率εが２．０〜２．１になることが予測さ
れることを示している。
【００２２】以上の計算結果から、特に本発明に適用可
能な具体的な分子中にボラジン骨格系分子を有する材料
としては、以下の分子中に式（１１）〜式（１７）を含
む材料などがあげられる。
能な具体的な分子中にボラジン骨格系分子を有する材料
としては、以下の分子中に式（１１）〜式（１７）を含
む材料などがあげられる。
【００２３】
【化１４】
【化１５】
【化１６】
【化１７】
【化１８】
【化１９】
【化２０】
【００２４】本発明の低誘電率材料の作製は、例えば、
「木村良晴、繊維と工業、第５２巻、８号、３４１頁、
１９９６年」や「Ｐａｉｎｅ ＆ Ｓｎｅｄｄｏｎ，
Ｒｅｃｅｎｔ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓ ｉｎ Ｂｏ
ｒａｚｉｎｅ−ＢａｓｅｄＰｏｌｙｍｅｒｓ， ”Ｉｎ
ｏｒｇａｎｉｃ ａｎｄ Ｏｒｇａｎｏｍｅｔａｌｌｉ
ｃ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ ・”，ｐ３５９，Ａｍｅｒｉｃ
ａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ，１９９４」
などに従って行える。すなわち、ボラジンを出発原料と
して、これを加熱して縮合反応を行なわせる方法、ある
いは一旦プレポリマを合成してプレポリマを重合する方
法などにより得ることができる。
「木村良晴、繊維と工業、第５２巻、８号、３４１頁、
１９９６年」や「Ｐａｉｎｅ ＆ Ｓｎｅｄｄｏｎ，
Ｒｅｃｅｎｔ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓ ｉｎ Ｂｏ
ｒａｚｉｎｅ−ＢａｓｅｄＰｏｌｙｍｅｒｓ， ”Ｉｎ
ｏｒｇａｎｉｃ ａｎｄ Ｏｒｇａｎｏｍｅｔａｌｌｉ
ｃ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ ・”，ｐ３５９，Ａｍｅｒｉｃ
ａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ，１９９４」
などに従って行える。すなわち、ボラジンを出発原料と
して、これを加熱して縮合反応を行なわせる方法、ある
いは一旦プレポリマを合成してプレポリマを重合する方
法などにより得ることができる。
【００２５】上記合成においては、ボラジン原料、ボラ
ジン系プレポリマ、を均一に分散、溶解できる有機溶媒
が使用される。例えば、メタノール、エタノール、プロ
パノール、ブタノール等の各種アルコール、アセトン、
ベンゼン、トルエン、キシレン等である。
ジン系プレポリマ、を均一に分散、溶解できる有機溶媒
が使用される。例えば、メタノール、エタノール、プロ
パノール、ブタノール等の各種アルコール、アセトン、
ベンゼン、トルエン、キシレン等である。
【００２６】なお、ボラジンは空気中で自然発火するた
めに取り扱いには注意を要するが、その重合体は熱安定
性にも優れたものである。
めに取り扱いには注意を要するが、その重合体は熱安定
性にも優れたものである。
【００２７】ＬＳＩ用層間絶縁膜など膜として用いる場
合、基板への塗布は、スプレーコート法、ディップコー
ト法、スピンコート法等で行われる。
合、基板への塗布は、スプレーコート法、ディップコー
ト法、スピンコート法等で行われる。
【００２８】低誘電率基板としてバルク体で用いる場合
は、鋳型に流し込んで成形し、熱処理する。
は、鋳型に流し込んで成形し、熱処理する。
【００２９】本発明による絶縁膜は、ＬＳＩ素子用層間
絶縁膜、ＩＣ基板など各種電子部品に応用することがで
きる。
絶縁膜、ＩＣ基板など各種電子部品に応用することがで
きる。
【００３０】
【実施例】本発明の耐熱低誘電率材料を以下の実施例に
よって具体的に説明する。 実施例１．可溶性のポリボラジレンの合成を、Ｆａｚｅ
ｎ等の方法（Ｆａｚｅｎ等，Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｐｒｅｐ
ｒｉｎｔｓ，Ｖｏｌ．３２，ｐ５４４，１９９１）を参
考にして行った。すなわち、ボラジンをＡｒガス中で、
撹拌脱ガスしながら７０℃でそれぞれ１２、２４、３
６、４８、６０、７２時間加熱し、それぞれ低〜高粘性
液体を得た。これをエバポレーションして、それぞれ白
色粉末Ａ〜Ｆを得た。サンプルＡ〜Ｆの化学構造は、下
記の式（１８）で表される。
よって具体的に説明する。 実施例１．可溶性のポリボラジレンの合成を、Ｆａｚｅ
ｎ等の方法（Ｆａｚｅｎ等，Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｐｒｅｐ
ｒｉｎｔｓ，Ｖｏｌ．３２，ｐ５４４，１９９１）を参
考にして行った。すなわち、ボラジンをＡｒガス中で、
撹拌脱ガスしながら７０℃でそれぞれ１２、２４、３
６、４８、６０、７２時間加熱し、それぞれ低〜高粘性
液体を得た。これをエバポレーションして、それぞれ白
色粉末Ａ〜Ｆを得た。サンプルＡ〜Ｆの化学構造は、下
記の式（１８）で表される。
【００３１】
【化２１】
【００３２】例えば、サンプルＢは平均分子量（Ｍｎ）
が約１，０００程度であり、分子式Ｂ3Ｎ3Ｈ4である。
サンプルＦは平均分子量（Ｍｎ）が約３，５００程度で
あり、分子式Ｂ3Ｎ3Ｈ3である。
が約１，０００程度であり、分子式Ｂ3Ｎ3Ｈ4である。
サンプルＦは平均分子量（Ｍｎ）が約３，５００程度で
あり、分子式Ｂ3Ｎ3Ｈ3である。
【００３３】サンプルＡ〜Ｆをアセトンに溶解・分散
し、金を対向電極として蒸着した石英板上にスピンコー
ト法で塗布し、塗膜を７０℃で１０分間乾燥（それぞれ
塗膜Ａ〜Ｆとする）および４００℃で１０分間加熱（そ
れぞれ塗膜Ｇ〜Ｌとする）した後、その上に金を主電極
として蒸着した。塗膜Ｇ〜Ｌは、分子式〜Ｂ3Ｎ3Ｈ2で
部分橋架けした構造のものである。
し、金を対向電極として蒸着した石英板上にスピンコー
ト法で塗布し、塗膜を７０℃で１０分間乾燥（それぞれ
塗膜Ａ〜Ｆとする）および４００℃で１０分間加熱（そ
れぞれ塗膜Ｇ〜Ｌとする）した後、その上に金を主電極
として蒸着した。塗膜Ｇ〜Ｌは、分子式〜Ｂ3Ｎ3Ｈ2で
部分橋架けした構造のものである。
【００３４】実施例２．Ｎａｒｕｌａらの方法（Ｃ．
Ｋ．Ｎａｒｕｌａ，Ｒ．Ｓｃｈａｅｆｆｅｒ，Ｒ．Ｔ．
Ｐａｉｎｅ，Ａ．Ｋ．Ｄａｔｙｅ，Ｗ．Ｆ．Ｈａｍｍｅ
ｔｔｅｒ；Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，Ｖｏｌ．１
０９，ｐ５５５６，１９８７）で合成されたポリ（アミ
ノ−ボラジニル）の白色粉末を用い、これをアセトンに
分散し、実施例１と同様にしてスピンコート法で塗布
し、塗膜を７０℃で１０分間乾燥（塗膜Ｍとする）した
後、実施例１と同様にしてその上に金を主電極として蒸
着した。
Ｋ．Ｎａｒｕｌａ，Ｒ．Ｓｃｈａｅｆｆｅｒ，Ｒ．Ｔ．
Ｐａｉｎｅ，Ａ．Ｋ．Ｄａｔｙｅ，Ｗ．Ｆ．Ｈａｍｍｅ
ｔｔｅｒ；Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，Ｖｏｌ．１
０９，ｐ５５５６，１９８７）で合成されたポリ（アミ
ノ−ボラジニル）の白色粉末を用い、これをアセトンに
分散し、実施例１と同様にしてスピンコート法で塗布
し、塗膜を７０℃で１０分間乾燥（塗膜Ｍとする）した
後、実施例１と同様にしてその上に金を主電極として蒸
着した。
【００３５】実施例３．Ｌｙｎｃｈの方法（Ａ．Ｔ．Ｌ
ｙｎｃｈ，Ｌ．Ｇ．Ｓｎｅｄｄｏｎ；Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅ
ｍ．Ｓｏｃ．，Ｖｏｌ．１１１，ｐ６２０１，１９８
９）で合成されたＢ−ビニルボラジンをベンゼンに溶解
し、１．６ｍｏｌ％α，α´−アゾビスイソブチロ二ト
リル（ＡＩＢＮ）存在下、７０℃で２０時間加熱して、
ポリ（Ｂ−ビニルボラジン）（平均分子量（Ｍｎ）が約
１０，０００程度）のベンゼン溶液を得た。これを実施
例１と同様にしてスピンコート法で塗布し、塗膜を７０
℃で１０分間乾燥（塗膜Ｎとする）した後、実施例１と
同様にしてその上に金を主電極として蒸着した。
ｙｎｃｈ，Ｌ．Ｇ．Ｓｎｅｄｄｏｎ；Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅ
ｍ．Ｓｏｃ．，Ｖｏｌ．１１１，ｐ６２０１，１９８
９）で合成されたＢ−ビニルボラジンをベンゼンに溶解
し、１．６ｍｏｌ％α，α´−アゾビスイソブチロ二ト
リル（ＡＩＢＮ）存在下、７０℃で２０時間加熱して、
ポリ（Ｂ−ビニルボラジン）（平均分子量（Ｍｎ）が約
１０，０００程度）のベンゼン溶液を得た。これを実施
例１と同様にしてスピンコート法で塗布し、塗膜を７０
℃で１０分間乾燥（塗膜Ｎとする）した後、実施例１と
同様にしてその上に金を主電極として蒸着した。
【００３６】実施例４．実施例３で用いたＢ−ビニルボ
ラジン：３ｍｏｌとスチレン：１ｍｏｌをベンゼンに溶
解し、実施例３と同様にして、ポリ（スチレン−ｃｏ−
Ｂ−ビニルボラジン）（平均分子量（Ｍｎ）が約５０，
０００程度）のベンゼン溶液を得た。これを実施例１と
同様にしてスピンコート法で塗布し、塗膜を７０℃で１
０分間乾燥（塗膜Ｏとする）した後、実施例１と同様に
してその上に金を主電極として蒸着した。
ラジン：３ｍｏｌとスチレン：１ｍｏｌをベンゼンに溶
解し、実施例３と同様にして、ポリ（スチレン−ｃｏ−
Ｂ−ビニルボラジン）（平均分子量（Ｍｎ）が約５０，
０００程度）のベンゼン溶液を得た。これを実施例１と
同様にしてスピンコート法で塗布し、塗膜を７０℃で１
０分間乾燥（塗膜Ｏとする）した後、実施例１と同様に
してその上に金を主電極として蒸着した。
【００３７】実施例１〜４で得た塗膜Ａ〜Ｏについて２
５℃でインピーダンスアナライザ（ヒューレットパッカ
ード社製：４１９１Ａ）を用いて１ＭＨｚで誘電率を測
定した。測定結果を表２にまとめて示す。
５℃でインピーダンスアナライザ（ヒューレットパッカ
ード社製：４１９１Ａ）を用いて１ＭＨｚで誘電率を測
定した。測定結果を表２にまとめて示す。
【００３８】
【表２】
【００３９】実施例１〜４で得た塗膜Ａ〜Ｏは、何れも
誘電率２．４以下であり、これらの結果から低誘電率の
基板を得ることのできることがわかった。またこれら高
分子ボラジン系化合物は何れも、１，０００℃〜１，２
００℃に加熱して、グラファイト化することが知られて
いる（梶原鳴雪監修、「無機高分子の応用展望」、ｐ７
０、１９９０年）ように、４５０℃の耐熱性は充分に保
有している。
誘電率２．４以下であり、これらの結果から低誘電率の
基板を得ることのできることがわかった。またこれら高
分子ボラジン系化合物は何れも、１，０００℃〜１，２
００℃に加熱して、グラファイト化することが知られて
いる（梶原鳴雪監修、「無機高分子の応用展望」、ｐ７
０、１９９０年）ように、４５０℃の耐熱性は充分に保
有している。
【００４０】
【発明の効果】請求項１に係る発明によれば、比誘電率
が２．４以下、耐熱性４５０℃以上の耐熱低誘電率材料
が得られる。
が２．４以下、耐熱性４５０℃以上の耐熱低誘電率材料
が得られる。
【００４１】請求項２及び３に係る発明によれば、比誘
電率が２．４以下、耐熱性４５０℃以上の半導体装置用
層間絶縁膜が得られ、この絶縁膜をＩＣ基板など半導体
素子あるいは電気回路部品へこの低誘電率材料を適用す
ることにより、電気信号の遅延が小さくなるため、デバ
イスの高速化に対応することができる。
電率が２．４以下、耐熱性４５０℃以上の半導体装置用
層間絶縁膜が得られ、この絶縁膜をＩＣ基板など半導体
素子あるいは電気回路部品へこの低誘電率材料を適用す
ることにより、電気信号の遅延が小さくなるため、デバ
イスの高速化に対応することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三上 登 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 4F071 AA01 AF14 AF40 AF44 AF45 AH12 BA02 BB02 BC01 4J030 CC07 CD11 CG03
Claims (3)
- 【請求項１】 無機または有機材料の分子中に、式
（１）、式（２）または式（３）で示される何れかのボ
ラジン骨格系分子を有することを特徴とする耐熱低誘電
率材料。 【化１】 【化２】 【化３】 - 【請求項２】 請求項１記載の耐熱低誘電率材料からな
る半導体層間絶縁膜。 - 【請求項３】 請求項１の耐熱低誘電率材料からなる半
導体層間絶縁膜を有することを特徴とする半導体装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15360099A JP3767248B2 (ja) | 1999-06-01 | 1999-06-01 | 半導体装置 |
| US09/942,626 US7029605B2 (en) | 1999-06-01 | 2001-08-31 | Low dielectric constant material having thermal resistance, insulation film between semiconductor layers using the same, and semiconductor device |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15360099A JP3767248B2 (ja) | 1999-06-01 | 1999-06-01 | 半導体装置 |
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|---|---|
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| JP2008239787A (ja) * | 2007-03-27 | 2008-10-09 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | ボラジン・ジアミン系重合体及びそのための重合性組成物、並びにその製造方法 |
| JP2008239796A (ja) * | 2007-03-27 | 2008-10-09 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | ボラジン・ジアミン系ポリマー薄膜形成用組成物及びボラジン・ジアミン系ポリマー薄膜の製造方法 |
| JP2010516869A (ja) * | 2007-01-24 | 2010-05-20 | ザ レジェンツ オブ ザ ユニヴァースティ オブ カリフォルニア | 結晶性３ｄ−および２ｄ−共有結合性有機骨格 |
| JP2011137161A (ja) * | 2002-09-26 | 2011-07-14 | Hitachi Chem Co Ltd | ボラジン系樹脂組成物、絶縁被膜及びその形成方法 |
| JP2012012607A (ja) * | 2011-07-14 | 2012-01-19 | Mitsubishi Electric Corp | 低誘電率材料形成用原料 |
| US8404314B2 (en) | 2006-03-29 | 2013-03-26 | Mitsubishi Electric Corporation | Plasma CVD apparatus, method for forming thin film and semiconductor device |
| US8674046B2 (en) | 2001-10-09 | 2014-03-18 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Source material for preparing low dielectric constant material |
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| US7208627B2 (en) * | 2003-12-18 | 2007-04-24 | Nippon Shokubai Co., Ltd | Alkylborazine compound and production method for the same |
| WO2006043432A1 (ja) * | 2004-10-19 | 2006-04-27 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | 膜の製造方法および当該方法で製造された膜を用いた半導体装置 |
| JP4785028B2 (ja) * | 2004-11-08 | 2011-10-05 | 国立大学法人北海道大学 | ヘキサアルキルボラジンの製造方法 |
| TW201139279A (en) | 2005-02-03 | 2011-11-16 | Nippon Catalytic Chem Ind | Method for producing borazine compound |
| TW200708537A (en) | 2005-08-23 | 2007-03-01 | Nippon Catalytic Chem Ind | Method for producing a purified borazine compound, method for filling a container with a borazine compound and container for preserving a borazine compound |
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|---|---|---|---|---|
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| JPH07196372A (ja) | 1993-12-29 | 1995-08-01 | Tonen Corp | 窒化硼素質セラミックスとその製法 |
| US5855962A (en) * | 1997-01-09 | 1999-01-05 | International Business Machines Corporation | Flowable spin-on insulator |
| JP3508629B2 (ja) * | 1999-06-28 | 2004-03-22 | 三菱電機株式会社 | 耐熱低誘電率薄膜の形成方法、その耐熱低誘電率薄膜からなる半導体層間絶縁膜及びこの半導体層間絶縁膜を用いた半導体装置 |
-
1999
- 1999-06-01 JP JP15360099A patent/JP3767248B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-08-31 US US09/942,626 patent/US7029605B2/en not_active Expired - Lifetime
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