JP2002043308A - 絶縁皮膜、その製造方法及びその絶縁皮膜を用いた半導体装置 - Google Patents
絶縁皮膜、その製造方法及びその絶縁皮膜を用いた半導体装置Info
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- JP2002043308A JP2002043308A JP2000224734A JP2000224734A JP2002043308A JP 2002043308 A JP2002043308 A JP 2002043308A JP 2000224734 A JP2000224734 A JP 2000224734A JP 2000224734 A JP2000224734 A JP 2000224734A JP 2002043308 A JP2002043308 A JP 2002043308A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 接着性、低比誘電率等に優れた絶縁被膜、機
械特性、接着性、低比誘電率等に優れた絶縁皮膜を作業
性、生産性よく製造できる絶縁皮膜の製造方法及び信号
遅延が少なく高品位で高信頼性の半導体装置を提供す
る。 【解決手段】 表面の臨界表面張力が２９×１０-3N/m
以上で、１０KHzで測定した比誘電率が２．６以下であ
る絶縁皮膜、有機基を有するポリシロキサンを含んでな
る組成物を基材上に塗布、乾燥することを特徴とする前
記絶縁皮膜の製造方法及び前記絶縁皮膜を多層配線の層
間絶縁皮膜として用いた半導体装置。
械特性、接着性、低比誘電率等に優れた絶縁皮膜を作業
性、生産性よく製造できる絶縁皮膜の製造方法及び信号
遅延が少なく高品位で高信頼性の半導体装置を提供す
る。 【解決手段】 表面の臨界表面張力が２９×１０-3N/m
以上で、１０KHzで測定した比誘電率が２．６以下であ
る絶縁皮膜、有機基を有するポリシロキサンを含んでな
る組成物を基材上に塗布、乾燥することを特徴とする前
記絶縁皮膜の製造方法及び前記絶縁皮膜を多層配線の層
間絶縁皮膜として用いた半導体装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、絶縁皮膜、その製
造方法及びその絶縁皮膜を用いた半導体装置に関する。
造方法及びその絶縁皮膜を用いた半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＬＳＩの高集積化による配線の微細化に
ともない、配線間容量の増大による信号遅延時間の増大
が問題となっており、電子部品の絶縁材料は、耐熱性、
機械特性等の他、低比誘電率と接着性が求められてい
る。
ともない、配線間容量の増大による信号遅延時間の増大
が問題となっており、電子部品の絶縁材料は、耐熱性、
機械特性等の他、低比誘電率と接着性が求められてい
る。
【０００３】一般に配線の信号の伝搬速度（ｖ）と、配
線材料が接する絶縁材料の比誘電率（ε）とは、ｖ＝ｋ
／√ε（ｋは定数）で示される関係があり、信号の伝搬
速度を高速化するためには使用する周波数領域を高く
し、また、そのときの絶縁材料の比誘電率を低くする必
要があるからである。従来から、比誘電率４．２程度の
ＣＶＤ法によるＳｉＯ2膜が層間絶縁材料として用いら
れてきたが、デバイスの配線間容量を低減し、ＬＳＩの
動作速度を向上するため、より低誘電率な材料が求めら
れている。
線材料が接する絶縁材料の比誘電率（ε）とは、ｖ＝ｋ
／√ε（ｋは定数）で示される関係があり、信号の伝搬
速度を高速化するためには使用する周波数領域を高く
し、また、そのときの絶縁材料の比誘電率を低くする必
要があるからである。従来から、比誘電率４．２程度の
ＣＶＤ法によるＳｉＯ2膜が層間絶縁材料として用いら
れてきたが、デバイスの配線間容量を低減し、ＬＳＩの
動作速度を向上するため、より低誘電率な材料が求めら
れている。
【０００４】現在実用化されている低誘電率材料として
は、比誘電率３．５程度のＳｉＯＦ膜（ＣＶＤ法）があ
げられる。比誘電率２．５〜３．０の絶縁材料として
は、有機ＳＯＧ（Spin On Glass）、有機ポリマー等
が、さらに比誘電率２．５以下の絶縁材料としては膜中
に空隙を有するポーラス材が有力と考えられており、Ｌ
ＳＩの層間絶縁皮膜に適用するための検討が盛んに行わ
れている。
は、比誘電率３．５程度のＳｉＯＦ膜（ＣＶＤ法）があ
げられる。比誘電率２．５〜３．０の絶縁材料として
は、有機ＳＯＧ（Spin On Glass）、有機ポリマー等
が、さらに比誘電率２．５以下の絶縁材料としては膜中
に空隙を有するポーラス材が有力と考えられており、Ｌ
ＳＩの層間絶縁皮膜に適用するための検討が盛んに行わ
れている。
【０００５】また、ＬＳＩの層間絶縁皮膜に適用する低
誘電率材料の要求される特性としては、耐熱性、高接着
性の特性があげられる。微細化したＬＳＩの多層配線工
程においては、グローバル平坦化のため、ＣＭＰ（Chem
ical Mechanical Polishing）が必須であり、接着性は
特に重要な特性となる。比誘電率３．０以下の低誘電率
材料として有力と考えられている有機ＳＯＧ、有機ポリ
マー及びポーラス材等は、従来のＣＶＤで形成したＳｉ
Ｏ2膜や、ＳｉＯＦ膜よりも誘電率は低いが、上層膜に
対する接着性が低いために、ＣＭＰ工程において絶縁皮
膜と上層膜の間で剥離することが問題となってきてい
る。
誘電率材料の要求される特性としては、耐熱性、高接着
性の特性があげられる。微細化したＬＳＩの多層配線工
程においては、グローバル平坦化のため、ＣＭＰ（Chem
ical Mechanical Polishing）が必須であり、接着性は
特に重要な特性となる。比誘電率３．０以下の低誘電率
材料として有力と考えられている有機ＳＯＧ、有機ポリ
マー及びポーラス材等は、従来のＣＶＤで形成したＳｉ
Ｏ2膜や、ＳｉＯＦ膜よりも誘電率は低いが、上層膜に
対する接着性が低いために、ＣＭＰ工程において絶縁皮
膜と上層膜の間で剥離することが問題となってきてい
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】請求項１記載の発明
は、接着性、低比誘電率等に優れた絶縁被膜を提供する
ものである。請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明の効果を奏し、より接着性及び低比誘電率に優れた絶
縁被膜を提供するものである。請求項３記載の発明は、
請求項１又は２記載の発明の効果を奏し、さらに機械特
性に優れた絶縁被膜を提供するものである。
は、接着性、低比誘電率等に優れた絶縁被膜を提供する
ものである。請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明の効果を奏し、より接着性及び低比誘電率に優れた絶
縁被膜を提供するものである。請求項３記載の発明は、
請求項１又は２記載の発明の効果を奏し、さらに機械特
性に優れた絶縁被膜を提供するものである。
【０００７】請求項４記載の発明は、機械特性、接着
性、低比誘電率等に優れた絶縁皮膜を作業性、生産性よ
く製造できる絶縁皮膜の製造方法を提供するものであ
る。請求項５記載の発明は、信号遅延が少なく高品位で
高信頼性の半導体装置を提供するものである。
性、低比誘電率等に優れた絶縁皮膜を作業性、生産性よ
く製造できる絶縁皮膜の製造方法を提供するものであ
る。請求項５記載の発明は、信号遅延が少なく高品位で
高信頼性の半導体装置を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、表面の臨界表
面張力が２９×１０-3N/m以上で、１０KHzで測定した比
誘電率が２．６以下である絶縁皮膜に関する。また、本
発明は、表面の臨界表面張力が３１×１０-3〜６０×１
０-3N/mである前記の絶縁皮膜に関する。また、本発明
は、絶縁皮膜が、有機基を有するポリシロキサンを含ん
でなる前記の絶縁皮膜に関する。
面張力が２９×１０-3N/m以上で、１０KHzで測定した比
誘電率が２．６以下である絶縁皮膜に関する。また、本
発明は、表面の臨界表面張力が３１×１０-3〜６０×１
０-3N/mである前記の絶縁皮膜に関する。また、本発明
は、絶縁皮膜が、有機基を有するポリシロキサンを含ん
でなる前記の絶縁皮膜に関する。
【０００９】また、本発明は、有機基を有するポリシロ
キサンを含んでなる組成物を基材上に塗布、乾燥するこ
とを特徴とする前記の絶縁皮膜の製造方法に関する。ま
た、本発明は、前記の絶縁皮膜を多層配線の層間絶縁皮
膜として用いた半導体装置に関する。
キサンを含んでなる組成物を基材上に塗布、乾燥するこ
とを特徴とする前記の絶縁皮膜の製造方法に関する。ま
た、本発明は、前記の絶縁皮膜を多層配線の層間絶縁皮
膜として用いた半導体装置に関する。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明において臨界表面張力と
は、数種類の異なった表面張力を持つ液体を固体表面上
に滴下し、液滴の接触角（θ）を測定し、液体の表面張
力（横軸）とｃｏｓθ値（縦軸）をプロットしたのち、
表面張力とcosθ値から直線の式を求め、この直線をcos
θ＝１（θ＝０）へ外挿したときの表面張力値である。
は、数種類の異なった表面張力を持つ液体を固体表面上
に滴下し、液滴の接触角（θ）を測定し、液体の表面張
力（横軸）とｃｏｓθ値（縦軸）をプロットしたのち、
表面張力とcosθ値から直線の式を求め、この直線をcos
θ＝１（θ＝０）へ外挿したときの表面張力値である。
【００１１】臨界表面張力は、固体表面のぬれ特性を示
す尺度であり、固体表面が完全にぬれるときの特性値で
あると定義される。臨界表面張力が大きい固体表面は多
くの液体にぬれやすく、小さい固体表面では多くの液体
にぬれにくいことをあらわすとされている（「接着ハン
ドブック」日本接着協会編、第２版、P20-P49）。
す尺度であり、固体表面が完全にぬれるときの特性値で
あると定義される。臨界表面張力が大きい固体表面は多
くの液体にぬれやすく、小さい固体表面では多くの液体
にぬれにくいことをあらわすとされている（「接着ハン
ドブック」日本接着協会編、第２版、P20-P49）。
【００１２】ここで、接触角は、市販の接触角測定機と
呼ばれる装置で容易に測定することができる。また、臨
界表面張力は、液体の表面張力とcosθ値をプロット
し、最小二乗法によって直線の傾きと切片を求めたの
ち、cosθ＝１となるよう下記の式から算出することが
できる。
呼ばれる装置で容易に測定することができる。また、臨
界表面張力は、液体の表面張力とcosθ値をプロット
し、最小二乗法によって直線の傾きと切片を求めたの
ち、cosθ＝１となるよう下記の式から算出することが
できる。
【００１３】
【数１】Ｘ＝（Ｙ−ｂ）／ａ［dyn/cm＝１０-3N/m］ Ｙ：cosθ＝１ Ｘ：表面張力値［dyn/cm］ ａ：直線の傾き ｂ：直線の切片
【００１４】また、数種類の異なった表面張力を持つ液
体としては、水、グリセリン、ホルムアミド、エチレン
グリコール、プロピレングリコール、イソプロピルアル
コール等の水素結合液体、ｎ−へキサン、ｎ−デカン等
の炭化水素液体などを使用することができる。
体としては、水、グリセリン、ホルムアミド、エチレン
グリコール、プロピレングリコール、イソプロピルアル
コール等の水素結合液体、ｎ−へキサン、ｎ−デカン等
の炭化水素液体などを使用することができる。
【００１５】本発明における絶縁皮膜の臨界表面張力
は、ＣＭＰ工程において絶縁皮膜とその上に形成された
膜との良好な接着性を発現する点から、２９×１０-3N/
m以上であることが必要で、３１×１０-3〜６０×１０
-3N/mであることが好ましく、３３×１０-3〜５０×１
０-3N/mであることがより好ましい。臨界表面張力の値
が２９×１０-3N/m未満では接着効果が不充分となり、
６０×１０-3N/mを超えると誘電率の上昇、脱離ガス成
分の増加等、膜物性が低下する傾向がある。
は、ＣＭＰ工程において絶縁皮膜とその上に形成された
膜との良好な接着性を発現する点から、２９×１０-3N/
m以上であることが必要で、３１×１０-3〜６０×１０
-3N/mであることが好ましく、３３×１０-3〜５０×１
０-3N/mであることがより好ましい。臨界表面張力の値
が２９×１０-3N/m未満では接着効果が不充分となり、
６０×１０-3N/mを超えると誘電率の上昇、脱離ガス成
分の増加等、膜物性が低下する傾向がある。
【００１６】本発明における絶縁皮膜の比誘電率は、信
号遅延を少なくし、高密度化を可能とする点から、２．
６以下であることが必要である。
号遅延を少なくし、高密度化を可能とする点から、２．
６以下であることが必要である。
【００１７】本発明の絶縁皮膜としては、例えば、有機
ＳＯＧ、有機ポリマーを低密度化したポーラス材料が好
ましく、機械強度という点から、有機基を有するポリシ
ロキサンを骨格とする有機ＳＯＧがより好ましい。
ＳＯＧ、有機ポリマーを低密度化したポーラス材料が好
ましく、機械強度という点から、有機基を有するポリシ
ロキサンを骨格とする有機ＳＯＧがより好ましい。
【００１８】有機基を有するポリシロキサンを含んでな
る絶縁皮膜は、アルコキシシランを部分加水分解縮合さ
せて得られる組成物を用いて形成しうる。
る絶縁皮膜は、アルコキシシランを部分加水分解縮合さ
せて得られる組成物を用いて形成しうる。
【００１９】そのような組成物は、アルコキシシラン類
を、必要により用いる有機溶媒及び触媒の存在下に水を
添加して加水分解縮合反応させる公知の方法によって合
成でき、例えば、アルコキシシラン類としては、テトラ
メトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポ
キシシラン等のテトラアルコキシシラン類、メチルトリ
メトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルト
リプロポキシシラン、フェニルトリメトキシシラン等の
モノアルキルトリアルコキシシラン類、ビニルトリメト
キシシラン、ビニルトリエトキシシラン等のモノアルケ
ニルトリアルコキシシラン類、トリフルオロメチルトリ
メトキシシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシ
ラン、ペンタフルオロブチルトリメトキシシラン、ノナ
フルオロヘキシルトリメトキシシラン、トリデカフルオ
ロオクチルトリメトキシシラン、ヘプタデカフルオロデ
シルトリメトキシシラン、ヘプタデカフルオロデシルメ
チルジメトキシシラン、ヘプタデカフルオロウンデシル
トリメトキシシラン、（４−ペルフルオロブチルフェニ
ル）トリメトキシシラン、（４−ペルフルオロヘキシル
フェニル）トリメトキシシラン、（４−ペルフルオロオ
クチルフェニル）トリメトキシシラン等の含フッ素アル
コキシシラン類、γ−グリシドキシプロピルトリメトキ
シシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラ
ン等のエポキシシラン類、γ−アミノプロピルメチルジ
エトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラ
ン等の脂肪族アミノシラン類、アミノフェニルトリメト
キシシラン、アミノフェニルトリエトキシシラン、Ｎ−
フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等の
含芳香環アミノシラン類、ビス（トリメトキシシリル）
メタン、ビス（トリメトキシシリル）エタン、ビス（ト
リエトキシシリル）エタン、ビス（トリメトキシシリ
ル）へキサン等のビス（トリアルコキシシリル）アルカ
ン類などが挙げられる。これらは、単独で又は２種類以
上を組み合わせて使用される。
を、必要により用いる有機溶媒及び触媒の存在下に水を
添加して加水分解縮合反応させる公知の方法によって合
成でき、例えば、アルコキシシラン類としては、テトラ
メトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポ
キシシラン等のテトラアルコキシシラン類、メチルトリ
メトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルト
リプロポキシシラン、フェニルトリメトキシシラン等の
モノアルキルトリアルコキシシラン類、ビニルトリメト
キシシラン、ビニルトリエトキシシラン等のモノアルケ
ニルトリアルコキシシラン類、トリフルオロメチルトリ
メトキシシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシ
ラン、ペンタフルオロブチルトリメトキシシラン、ノナ
フルオロヘキシルトリメトキシシラン、トリデカフルオ
ロオクチルトリメトキシシラン、ヘプタデカフルオロデ
シルトリメトキシシラン、ヘプタデカフルオロデシルメ
チルジメトキシシラン、ヘプタデカフルオロウンデシル
トリメトキシシラン、（４−ペルフルオロブチルフェニ
ル）トリメトキシシラン、（４−ペルフルオロヘキシル
フェニル）トリメトキシシラン、（４−ペルフルオロオ
クチルフェニル）トリメトキシシラン等の含フッ素アル
コキシシラン類、γ−グリシドキシプロピルトリメトキ
シシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラ
ン等のエポキシシラン類、γ−アミノプロピルメチルジ
エトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラ
ン等の脂肪族アミノシラン類、アミノフェニルトリメト
キシシラン、アミノフェニルトリエトキシシラン、Ｎ−
フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等の
含芳香環アミノシラン類、ビス（トリメトキシシリル）
メタン、ビス（トリメトキシシリル）エタン、ビス（ト
リエトキシシリル）エタン、ビス（トリメトキシシリ
ル）へキサン等のビス（トリアルコキシシリル）アルカ
ン類などが挙げられる。これらは、単独で又は２種類以
上を組み合わせて使用される。
【００２０】その中でも、接着性等の点から、テトラア
ルコキシシラン類、モノアルキルトリアルコキシシラン
類、モノアルケニルトリアルコキシシラン類、ビス（ト
リアルコキシシリル）ベンゼン類及びビス（ヒドロキシ
ジアルキルシリル）ベンゼン類が好ましく、ビス（トリ
アルコキシシリル）ベンゼン類が特に好ましい。
ルコキシシラン類、モノアルキルトリアルコキシシラン
類、モノアルケニルトリアルコキシシラン類、ビス（ト
リアルコキシシリル）ベンゼン類及びビス（ヒドロキシ
ジアルキルシリル）ベンゼン類が好ましく、ビス（トリ
アルコキシシリル）ベンゼン類が特に好ましい。
【００２１】なお、加水分解縮合反応の際、必要に応じ
て加熱を行ってもよい。上記触媒としては塩酸、硝酸、
硫酸等の無機酸、ギ酸、シュウ酸、酢酸、マレイン酸等
の有機酸などが使用できる。
て加熱を行ってもよい。上記触媒としては塩酸、硝酸、
硫酸等の無機酸、ギ酸、シュウ酸、酢酸、マレイン酸等
の有機酸などが使用できる。
【００２２】加水分解縮合により得られる生成物のポリ
シロキサン（シロキサンオリゴマー又はシロキサンポリ
マー）の分子量は、後述する熱分解性ポリマーとの相溶
性、溶剤への溶解性、機械特性、成形性等の点から、重
量平均分子量（ゲルパーミエーションクロマトグラフィ
ー（ＧＰＣ）により測定し、標準ポリスチレンの検量線
を使用して換算した値、以下同様）が、５００〜２０，
０００であることが好ましく、１，０００〜１０，００
０であることがより好ましい。また、合成された組成物
は、必要に応じて系内に存在する水を蒸留などにより除
去し、さらに触媒をイオン交換樹脂などで除去してもよ
い。
シロキサン（シロキサンオリゴマー又はシロキサンポリ
マー）の分子量は、後述する熱分解性ポリマーとの相溶
性、溶剤への溶解性、機械特性、成形性等の点から、重
量平均分子量（ゲルパーミエーションクロマトグラフィ
ー（ＧＰＣ）により測定し、標準ポリスチレンの検量線
を使用して換算した値、以下同様）が、５００〜２０，
０００であることが好ましく、１，０００〜１０，００
０であることがより好ましい。また、合成された組成物
は、必要に応じて系内に存在する水を蒸留などにより除
去し、さらに触媒をイオン交換樹脂などで除去してもよ
い。
【００２３】上記有機溶媒としては、例えば、メタノー
ル、エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコ
ール系溶媒、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、
酢酸ブチル等の酢酸エステル系溶媒、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系溶媒、Ｎ−メチル−２
ピロリドン等のアミド系溶媒、グリコールエーテル系溶
媒、γ−ブチロラクトン等のラクトン系溶媒が挙げら
れ、これらは、単独で又は２種類以上を組み合わせて使
用される。
ル、エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコ
ール系溶媒、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、
酢酸ブチル等の酢酸エステル系溶媒、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系溶媒、Ｎ−メチル−２
ピロリドン等のアミド系溶媒、グリコールエーテル系溶
媒、γ−ブチロラクトン等のラクトン系溶媒が挙げら
れ、これらは、単独で又は２種類以上を組み合わせて使
用される。
【００２４】また、上記のようにして得られたシロキサ
ンオリゴマー又はシロキサンポリマーを含有する組成物
に、形成した絶縁皮膜を低誘電率化低密度化、低誘電率
化するために、熱分解性のポリマー等を添加することが
できる。熱分解性のポリマーとしては、例えば、ポリメ
チルメタクリレート、ポリメチルメタクリレート共重合
体等が挙げられる。
ンオリゴマー又はシロキサンポリマーを含有する組成物
に、形成した絶縁皮膜を低誘電率化低密度化、低誘電率
化するために、熱分解性のポリマー等を添加することが
できる。熱分解性のポリマーとしては、例えば、ポリメ
チルメタクリレート、ポリメチルメタクリレート共重合
体等が挙げられる。
【００２５】本発明の絶縁皮膜は、上記のようにして得
られたシロキサンオリゴマー又はシロキサンポリマーを
含有する組成物を、浸漬法、スプレー法、スクリーン印
刷法、回転塗布法等によってシリコンウエハー、金属基
板、セラミック基板等の基材上に塗布し、６０〜６００
℃、１０秒〜２時間程度、空気中あるいはチッ素等の不
活性ガス中で加熱乾燥して、有機溶媒を除去することに
より製造することができる。この絶縁皮膜の膜厚には特
に制限はないが、クラック耐性等の点から、０．０１〜
１０μｍであることが好ましく、０．０５〜５μｍであ
ることがより好ましく、０．１〜３μｍであることが特
に好ましい。
られたシロキサンオリゴマー又はシロキサンポリマーを
含有する組成物を、浸漬法、スプレー法、スクリーン印
刷法、回転塗布法等によってシリコンウエハー、金属基
板、セラミック基板等の基材上に塗布し、６０〜６００
℃、１０秒〜２時間程度、空気中あるいはチッ素等の不
活性ガス中で加熱乾燥して、有機溶媒を除去することに
より製造することができる。この絶縁皮膜の膜厚には特
に制限はないが、クラック耐性等の点から、０．０１〜
１０μｍであることが好ましく、０．０５〜５μｍであ
ることがより好ましく、０．１〜３μｍであることが特
に好ましい。
【００２６】絶縁皮膜は、半導体装置、マルチチップモ
ジュール多層配線板等の電子部品における絶縁被膜とし
て好適であり、半導体装置においては、表面保護膜、バ
ッファーコート膜、層間絶縁被膜等として使用すること
ができる。
ジュール多層配線板等の電子部品における絶縁被膜とし
て好適であり、半導体装置においては、表面保護膜、バ
ッファーコート膜、層間絶縁被膜等として使用すること
ができる。
【００２７】
【実施例】以下、実施例により本発明を説明する。
【００２８】実施例１ ５００mlの三つ口フラスコに撹拌棒、冷却管及び温度計
をセットした後、フェニルトリメトキシシラン１９．８
ｇ（０．１モル）、メチルトリメトキシシラン１３．６
ｇ（０．１モル）及び有機溶媒のγ−ブチロラクトンを
混合し、攪拌を行いながら水で希釈した酢酸を滴下し、
反応を行った（この時の室温は２３℃で、フラスコの温
度制御は行わなかった）。添加した水の量は、用いたア
ルコキシシランのアルコキシ基と等モルとした。不揮発
分濃度は、必要な膜厚が得られうよう２０〜３０重量％
の範囲で調整した。水と触媒の滴下終了後、６時間攪拌
を行った後、密閉容器に移して２３℃で２日間放置して
ポリシロキサン溶液を得た（シロキサンオリゴマーの重
量平均分子量は１，５００であった）。その後は冷凍庫
（−１８℃）で保管を行った。
をセットした後、フェニルトリメトキシシラン１９．８
ｇ（０．１モル）、メチルトリメトキシシラン１３．６
ｇ（０．１モル）及び有機溶媒のγ−ブチロラクトンを
混合し、攪拌を行いながら水で希釈した酢酸を滴下し、
反応を行った（この時の室温は２３℃で、フラスコの温
度制御は行わなかった）。添加した水の量は、用いたア
ルコキシシランのアルコキシ基と等モルとした。不揮発
分濃度は、必要な膜厚が得られうよう２０〜３０重量％
の範囲で調整した。水と触媒の滴下終了後、６時間攪拌
を行った後、密閉容器に移して２３℃で２日間放置して
ポリシロキサン溶液を得た（シロキサンオリゴマーの重
量平均分子量は１，５００であった）。その後は冷凍庫
（−１８℃）で保管を行った。
【００２９】次に、ポリメチルメタクリレートのγ−ブ
チロラクトン溶液（濃度１０重量％）をポリシロキサン
溶液と８：２（ポリメチルメタクリレート：ポリシロキ
サンの不揮発分の重量比率）で混合した後、フィルタ濾
過し塗布液を得、この塗布液をシリコンウエハ上に滴下
してスピンコートした。ついで、ホットプレートを用い
て、１５０℃で３０秒、さらに２５０℃で３０秒加熱
し、０．５μｍの塗膜を形成した後、チッ素雰囲気中、
４００℃で０．５時間べークして絶縁皮膜を形成した。
チロラクトン溶液（濃度１０重量％）をポリシロキサン
溶液と８：２（ポリメチルメタクリレート：ポリシロキ
サンの不揮発分の重量比率）で混合した後、フィルタ濾
過し塗布液を得、この塗布液をシリコンウエハ上に滴下
してスピンコートした。ついで、ホットプレートを用い
て、１５０℃で３０秒、さらに２５０℃で３０秒加熱
し、０．５μｍの塗膜を形成した後、チッ素雰囲気中、
４００℃で０．５時間べークして絶縁皮膜を形成した。
【００３０】次に、この絶縁皮膜の臨界表面張力を求め
た。臨界表面張力は、絶縁皮膜上に、水、グリセリン、
ホルムアミド、エチレングリコール及びプロピレングリ
コールの液滴をのせてそれぞれの接触角を測定し、cos
θを計算したのち、液体の表面張力とcosθをプロット
した最小二乗法のよる直線の式からcosθ＝１に外挿し
て求めた。
た。臨界表面張力は、絶縁皮膜上に、水、グリセリン、
ホルムアミド、エチレングリコール及びプロピレングリ
コールの液滴をのせてそれぞれの接触角を測定し、cos
θを計算したのち、液体の表面張力とcosθをプロット
した最小二乗法のよる直線の式からcosθ＝１に外挿し
て求めた。
【００３１】また、この皮膜の１０KHzでの比誘電率を
求めた。比誘電率は、直径２mmのＡｌ電極を膜上に形成
し、Ａｌ電極とシリコンウエハーで形成されるキャパシ
ターの容量を測定し、膜厚とＡｌ電極の面積から計算し
た。容量測定はインピーダンスアナライザを用いて行っ
た。また、膜厚は、エリプソメトリーを用いて測定し
た。
求めた。比誘電率は、直径２mmのＡｌ電極を膜上に形成
し、Ａｌ電極とシリコンウエハーで形成されるキャパシ
ターの容量を測定し、膜厚とＡｌ電極の面積から計算し
た。容量測定はインピーダンスアナライザを用いて行っ
た。また、膜厚は、エリプソメトリーを用いて測定し
た。
【００３２】また、上記絶縁皮膜上にプラズマ雰囲気下
でＳｉＯ2膜を形成し、碁盤目テープ剥離試験（ＪＩＳ
Ｋ５４００に準拠）によって絶縁皮膜と上層のＳｉＯ
2膜との間の接着性を評価した。これらの結果を表１に
示した。
でＳｉＯ2膜を形成し、碁盤目テープ剥離試験（ＪＩＳ
Ｋ５４００に準拠）によって絶縁皮膜と上層のＳｉＯ
2膜との間の接着性を評価した。これらの結果を表１に
示した。
【００３３】実施例２ フェニルトリメトキシシラン１９．８ｇ（０．１モ
ル）、メチルトリメトキシシラン１３．６ｇ（０．１モ
ル）を１．４−ビス（トリメトキシシリル）ベンゼン２
２．２ｇ（０．１モル）に変更した以外は実施例１と同
様に合成してポリシロキサン溶液を得た（シロキサンオ
リゴマーの重量平均分子量は１，５００であった）。そ
の後は冷凍庫（−１８℃）で保管を行った。
ル）、メチルトリメトキシシラン１３．６ｇ（０．１モ
ル）を１．４−ビス（トリメトキシシリル）ベンゼン２
２．２ｇ（０．１モル）に変更した以外は実施例１と同
様に合成してポリシロキサン溶液を得た（シロキサンオ
リゴマーの重量平均分子量は１，５００であった）。そ
の後は冷凍庫（−１８℃）で保管を行った。
【００３４】次に、実施例１と同様にして０．５μｍの
塗膜を形成した後、チッ素雰囲気中、４００℃で０．５
時間べークして絶縁皮膜を形成し、各測定を行い結果を
表１に示した。
塗膜を形成した後、チッ素雰囲気中、４００℃で０．５
時間べークして絶縁皮膜を形成し、各測定を行い結果を
表１に示した。
【００３５】比較例１ 市販のメチルラダータイプのポリシロキサン（重量平均
分子量は８，０００程度）を用い、不揮発分濃度２０重
量％のトルエン溶媒の組成物溶液を作製した。この溶液
をフィルタ濾過し、シリコンウエハ上に滴下してスピン
コートした。ついで、ホットプレートを用いて、１５０
℃で３０秒、さらに２５０℃で３０秒加熱し、０．５μ
ｍの塗膜を形成した後、チッ素雰囲気中、４００℃で
０．５時間べークして絶縁皮膜を形成した。次に、実施
例１と同様にして各測定を行い結果を表１に示した。
分子量は８，０００程度）を用い、不揮発分濃度２０重
量％のトルエン溶媒の組成物溶液を作製した。この溶液
をフィルタ濾過し、シリコンウエハ上に滴下してスピン
コートした。ついで、ホットプレートを用いて、１５０
℃で３０秒、さらに２５０℃で３０秒加熱し、０．５μ
ｍの塗膜を形成した後、チッ素雰囲気中、４００℃で
０．５時間べークして絶縁皮膜を形成した。次に、実施
例１と同様にして各測定を行い結果を表１に示した。
【００３６】
【表１】
【００３７】〔碁盤目テープ試験評価基準〕 ◎全て剥離なし ○碁盤目１００個のうち剥離個数は１０個以内 △碁盤目１００個のうち剥離個数は１０個〜４９個以内 ×碁盤目１００個のうち剥離個数が５０個以上
【００３８】
【発明の効果】請求項１記載の絶縁被膜は、接着性、低
比誘電率等に優れたものである。請求項２記載の絶縁被
膜は、請求項１記載の絶縁被膜の効果を奏し、より接着
性及び低比誘電率に優れたものである。請求項３記載の
絶縁被膜は、請求項１又は２記載の絶縁被膜の効果を奏
し、さらに機械特性に優れたものである。
比誘電率等に優れたものである。請求項２記載の絶縁被
膜は、請求項１記載の絶縁被膜の効果を奏し、より接着
性及び低比誘電率に優れたものである。請求項３記載の
絶縁被膜は、請求項１又は２記載の絶縁被膜の効果を奏
し、さらに機械特性に優れたものである。
【００３９】請求項４記載の絶縁皮膜の製造方法は、機
械特性、接着性、低比誘電率等に優れた絶縁皮膜を作業
性、生産性よく製造できるものである。請求項５記載の
半導体装置は、信号遅延が少なく高品位で高信頼性のも
のである。
械特性、接着性、低比誘電率等に優れた絶縁皮膜を作業
性、生産性よく製造できるものである。請求項５記載の
半導体装置は、信号遅延が少なく高品位で高信頼性のも
のである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4K022 AA05 BA15 BA20 BA33 DA06 DB24 EA01 5F058 AA08 AA10 AC03 AD05 AF04 AG01 AH02 5G305 AA07 AA11 AB10 AB15 AB34 AB36 BA09 CA26 CD12
Claims (5)
- 【請求項１】 表面の臨界表面張力が２９×１０-3N/m
以上で、１０KHzで測定した比誘電率が２．６以下であ
る絶縁皮膜。 - 【請求項２】 表面の臨界表面張力が３１×１０-3〜６
０×１０-3N/mである請求項１記載の絶縁皮膜。 - 【請求項３】 絶縁皮膜が、有機基を有するポリシロキ
サンを含んでなる請求項１又は２記載の絶縁皮膜。 - 【請求項４】 有機基を有するポリシロキサンを含んで
なる組成物を基材上に塗布、乾燥することを特徴とする
請求項１、２又は３記載の絶縁皮膜の製造方法。 - 【請求項５】 請求項１、２又は３記載の絶縁皮膜を多
層配線の層間絶縁皮膜として用いた半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000224734A JP2002043308A (ja) | 2000-07-26 | 2000-07-26 | 絶縁皮膜、その製造方法及びその絶縁皮膜を用いた半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000224734A JP2002043308A (ja) | 2000-07-26 | 2000-07-26 | 絶縁皮膜、その製造方法及びその絶縁皮膜を用いた半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002043308A true JP2002043308A (ja) | 2002-02-08 |
Family
ID=18718637
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000224734A Pending JP2002043308A (ja) | 2000-07-26 | 2000-07-26 | 絶縁皮膜、その製造方法及びその絶縁皮膜を用いた半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002043308A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004030070A1 (ja) * | 2002-09-26 | 2004-04-08 | Hitachi Chemical Co., Ltd. | ボラジン系樹脂及びその製造方法、ボラジン系樹脂組成物、絶縁被膜及びその形成方法、絶縁被膜を備えた電子部品 |
| WO2005069313A1 (ja) * | 2004-01-15 | 2005-07-28 | Sfc Co., Ltd. | 絶縁膜および絶縁膜の形成方法 |
| US20100167203A1 (en) * | 2008-12-30 | 2010-07-01 | Hyeon-Mo Cho | Resist underlayer composition and method of manufacturing semiconductor integrated circuit device using the same |
| JP2010528453A (ja) * | 2007-05-04 | 2010-08-19 | チェイル インダストリーズ インコーポレイテッド | 半導体素子のギャップ充填用化合物及び前記化合物を用いたコーティング組成物 |
| JP2011515584A (ja) * | 2008-03-26 | 2011-05-19 | メルク パテント ゲーエムベーハー | ＳｉＯ２レジスト層を製造するための組成物およびその使用方法 |
-
2000
- 2000-07-26 JP JP2000224734A patent/JP2002043308A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004030070A1 (ja) * | 2002-09-26 | 2004-04-08 | Hitachi Chemical Co., Ltd. | ボラジン系樹脂及びその製造方法、ボラジン系樹脂組成物、絶縁被膜及びその形成方法、絶縁被膜を備えた電子部品 |
| US7625642B2 (en) | 2002-09-26 | 2009-12-01 | Hitachi Chemical Co., Ltd | Borazine-based resin, and method for production thereof, borazine based resin composition, insulating coating and method for formation thereof, and electronic parts having the insulating coating |
| US8362199B2 (en) | 2002-09-26 | 2013-01-29 | Hitachi Chemical Co., Ltd. | Borazine-based resin, process for its production, borazine-based resin composition, insulating film and method for its formation |
| WO2005069313A1 (ja) * | 2004-01-15 | 2005-07-28 | Sfc Co., Ltd. | 絶縁膜および絶縁膜の形成方法 |
| JP2010528453A (ja) * | 2007-05-04 | 2010-08-19 | チェイル インダストリーズ インコーポレイテッド | 半導体素子のギャップ充填用化合物及び前記化合物を用いたコーティング組成物 |
| US8383737B2 (en) | 2007-05-04 | 2013-02-26 | Cheil Industries, Inc. | Compound for gap-filling of semiconductor device and coating composition using the same |
| JP2011515584A (ja) * | 2008-03-26 | 2011-05-19 | メルク パテント ゲーエムベーハー | ＳｉＯ２レジスト層を製造するための組成物およびその使用方法 |
| US20100167203A1 (en) * | 2008-12-30 | 2010-07-01 | Hyeon-Mo Cho | Resist underlayer composition and method of manufacturing semiconductor integrated circuit device using the same |
| TWI493292B (zh) * | 2008-12-30 | 2015-07-21 | Cheil Ind Inc | 光阻底層組成物及利用其製造半導體積體電路元件之方法 |
| US9291899B2 (en) * | 2008-12-30 | 2016-03-22 | Cheil Industries, Inc. | Resist underlayer composition and method of manufacturing semiconductor integrated circuit device using the same |
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