JP2006229221A - Coating solution for insulating film formation and method for forming insulating film for semiconductor device - Google Patents

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正 中野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a coating solution for insulating film formation, which completely fills even a very small groove, enables thick coating for sufficiently flattening difference in a base level, achieves sufficient uniform flatness over the entire base pattern, contains no water to have a small dielectric constant, enables an insulating film with excellent film characteristics to be formed, and uses siloxanes etc., and a method for forming the insulating film for a semiconductor device. <P>SOLUTION: The coating solution for forming an insulating film used in production of a semiconductor devices includes siloxanes containing Si atoms bonded to at least one kind of organic substituent, and the content rate X found from an integral value of a signal of<SP>29</SP>Si-NMR spectrum of siloxanes satisfies a designated formula, the coating solution for forming the insulating film having a self-fluidization temperature of 150 to 300°C; and the method for forming the insulating film for the semiconductor device using the same is provided. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、下地に凹凸が形成されている基板表面を平坦化し、かつ電気絶縁する絶縁膜、特に電子デバイスの配線構造体、例えばLSI多層配線構造体を平坦化しかつ絶縁層を形成する層間絶縁膜の前駆体として用いられるシロキサン類を含む溶液、すなわち絶縁膜形成用塗布液において、特にSi原子と直接結合した有機置換基をその構造の一部に含むシロキサン類の単位構造の存在比率を求め、この値を用いて、前記絶縁膜形成用シロキサン類を評価する方法、半導体装置の製造に用いられるシロキサン類を用いた絶縁膜形成用塗布液およびその製造方法ならびに半導体装置用絶縁膜の形成方法およびこれを適用する半導体装置の製造方法に関するものである。   The present invention provides an insulating film that flattens and electrically insulates the substrate surface on which the unevenness is formed on the underlayer, particularly an interlayer insulation for flattening an electronic device wiring structure, for example, an LSI multilayer wiring structure and forming an insulating layer. In a solution containing siloxanes used as a film precursor, that is, a coating solution for forming an insulating film, in particular, determine the abundance ratio of unit structures of siloxanes that contain organic substituents directly bonded to Si atoms as part of their structures. Method for evaluating the insulating film forming siloxanes using this value, insulating film forming coating solution using siloxanes used for manufacturing a semiconductor device, manufacturing method thereof, and insulating film forming method The present invention also relates to a method of manufacturing a semiconductor device to which this is applied.

従来から、半導体装置の高集積化に伴い、素子の配線の微細化および多層化が進むにつれて、配線間に形成される段差がますます大きくなってきている。このため、配線間に形成する絶縁材料の埋込性や、膜を形成したあとでの表面の平坦性が大きな問題となっている。平坦性の許容範囲は、フォト工程での解像度を追従させるために、レジストの焦点深度が小さくなり、例えば0.7μmのラインアンドスペースのパターンでは表面の凹凸を200nm以下に抑える必要があるという報告もある。この凹凸の抑制はチップあるいはウェーハ全域に亙って要求されるため、文字通り広域の完全平坦化が必要である。   2. Description of the Related Art Conventionally, as the integration of semiconductor devices increases, the step formed between the wirings becomes larger as the wiring of the elements becomes finer and multilayered. For this reason, the embedding property of the insulating material formed between the wirings and the flatness of the surface after forming the film are serious problems. As for the flatness tolerance, in order to follow the resolution in the photo process, the depth of focus of the resist is reduced. For example, in a line and space pattern of 0.7 μm, it is necessary to suppress the surface unevenness to 200 nm or less. There is also. Since suppression of this unevenness is required over the entire area of the chip or wafer, it is literally necessary to completely flatten a wide area.

これらの課題に対し、現在例えば特開昭61−77695号に示されたようなオゾンとテトラエトキシシランを原料とした化学気相成長法(O3−TEOS AP−CVD)により絶縁膜を形成することで、下地の段差を埋込み、緩和する方法が知られている。
しかしながら、O3−TEOS APCVDはステップカバレッジが良く、優れた埋込性が得られるという特徴があるものの、膜の形成が配線にコンフォーマルに生じるために、基板上の広い範囲にわたっての平坦化は不可能である。O3−TEOS APCVDには、広い平坦部と狭い間隔で密集した配線パターン上での堆積速度が異なるという欠点もあるため、配線の密度が場所によって異なるようなパターンの上の平坦化も困難である。
In response to these problems, an insulating film is currently formed by chemical vapor deposition (O 3 -TEOS AP-CVD) using ozone and tetraethoxysilane as raw materials as disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 61-77695. Thus, a method of embedding and mitigating the step of the base is known.
However, although O 3 -TEOS APCVD is characterized by good step coverage and excellent embeddability, since the film formation occurs conformally to the wiring, planarization over a wide range on the substrate is not possible. Impossible. O 3 -TEOS APCVD has the disadvantage that the deposition rate on the wiring pattern densely spaced with a wide flat part and a narrow interval is different, so that it is difficult to flatten the pattern on the pattern where the wiring density varies depending on the location. is there.

また例えばL.B.Vines and S.K.Gupta,1986 IEEE VLSI Multilevel Interconnect Conference,p.506,Santa Clara,CA(1986) あるいは R.Chebi and S.Mittal,1991 IEEE VLSI Multilevel Interconnect Conference,p.61,Santa, Clara,CA(1991)あるいは B.M.Somero,R.P.Chebi,E.U.Travis,H.B.Haver,andW.K.Morrow, 1992 IEEE VLSI Multilevel Interconnection Conf.,p.72, Santa Clara,CA(1992)などに示されたような、化学的機械的研磨法(CMP)によって厚く堆積した絶縁膜を表面から研磨して平坦化する方法も知られている。CMPによれば、条件さえ適切に設定すれば、ほぼ理想に近い広域の平坦性の形状が得られるとされている。   For example, LBVines and SKGupta, 1986 IEEE VLSI Multilevel Interconnect Conference, p.506, Santa Clara, CA (1986) or R. Chebi and S. Mittal, 1991 IEEE VLSI Multilevel Interconnect Conference, p.61, Santa, Clara, CA (1991) or BMSomero, RPChebi, EU Travis, HBHaver, and W. K. Morrow, 1992 IEEE VLSI Multilevel Interconnection Conf., P. 72, Santa Clara, CA (1992), etc. A method is also known in which an insulating film deposited thickly by chemical mechanical polishing (CMP) is polished from the surface and planarized. According to CMP, if the conditions are set appropriately, it is said that a flat shape with a wide area that is almost ideal can be obtained.

しかしながら、CMPを行うに先立って、配線間の溝の埋込みは別途行わなければならない。すなわち溝の埋込みのために、他のCVDなどの方法を組み合わせる必要がある。CMPそのものにも多数の大きな課題があり、例えば、スループットの低下、パーティクルの発生、金属/アルカリ汚染、研磨終点の検出の不安定性、装置コストの増大、などが指摘されており、まだ広く使用されるには至っていない。   However, prior to CMP, the trenches between the wirings must be filled separately. That is, it is necessary to combine other methods such as CVD for filling the grooves. There are a number of major problems with CMP itself, for example, it has been pointed out that the throughput is low, particle generation, metal / alkali contamination, instability of detection of the polishing end point, increase in equipment cost, etc. are still widely used. It has not reached.

配線間の溝の埋込み技術だけに注目すれば、基板にバイアスを加えた高密度プラズマCVD法(バイアスドHDP CVD)が近年注目されている。S.Matsuo and M.Kiuchi,Jpn.J.Appl.Phys.,22,L210(1983), あるいは K.Machida and H.Oikawa,J.Vac.Sci.Technol.,B4,818(1986) これは通常のCVD法とは異なり、アルゴンイオンで基板表面を異方的にスパッタエッチングしながら酸化膜を堆積する方法であり、このときのプラズマ源としては、プラズマイオン密度の高いECRやICPなどが使用される。
HDPによる層間絶縁膜の形成によれば、溝埋込み技術としてはほぼ満足されるが、スパッタエッチング残りによる突起がパターン全面に発生するため、平坦化はCMPなど別途の方法によらなければならない。また、パーティクルの発生や、堆積速度が小さいため、スループットの低下などの問題も未だ解決されていない。
If attention is paid only to the technique of filling the trench between the wirings, a high-density plasma CVD method (biased HDP CVD) in which a bias is applied to the substrate has attracted attention in recent years. S. Matsuo and M. Kiuchi, Jpn. J. Appl. Phys., 22, L210 (1983), or K. Machida and H. Oikawa, J. Vac. Sci. Technol., B4, 818 (1986) Unlike the normal CVD method, this is a method of depositing an oxide film while anisotropically sputter etching the substrate surface with argon ions. At this time, plasma sources with high plasma ion density such as ECR or ICP are used. Is done.
The formation of an interlayer insulating film by HDP is almost satisfactory as a trench filling technique, but since protrusions due to the remaining sputter etching are generated on the entire surface of the pattern, planarization must be performed by another method such as CMP. In addition, since the generation of particles and the deposition rate are small, problems such as a decrease in throughput have not yet been solved.

一方、応用物理第57巻第12号(1988)等に紹介されているスピン−オン−グラス法(SPIN ON GLASS:SOG法)によって塗布によって絶縁膜を形成し、下地の凹凸を緩和する方法は、半導体装置製造に広く一般的に用いられているものである。例えば、LSI多層配線用層間絶縁膜にはSOG法によるSiO質の硬化膜が一般的に用いられている。
SOGはオリゴシラノールあるいはオリゴシリケート類を含む溶液を基板上にスピンコータによって塗布し、熱硬化によってSiO2質の硬化膜を形成させる技術、またはその方法によって形成された絶縁膜、あるいは絶縁膜形成のための塗布液を指す。SOG塗布液は狭い配線間の溝の中にも流れ込む特性があるため、形成される膜も配線間の溝の中に良好に埋め込まれると同時に広い平坦凹部にも流れるため、比較的幅の広く高い段差を平坦化できるという特長を併せ持っている。SOGのプロセスは400℃程度の低温で行われるため、熱ダメージを受けやすいAl配線後の層間絶縁膜として賞用される。
On the other hand, a method of forming an insulating film by coating by the spin-on-glass method (SPIN ON GLASS: SOG method) introduced in Applied Physics Vol. 57, No. 12 (1988) etc. It is widely used in the manufacture of semiconductor devices. For example, as an interlayer insulating film for LSI multilayer wiring, a SiO 2 -based cured film by the SOG method is generally used.
SOG is a technology for applying a solution containing oligosilanol or oligosilicate onto a substrate by a spin coater and forming a cured film of SiO 2 by thermal curing, or an insulating film formed by the method, or for forming an insulating film Refers to the coating solution. Since the SOG coating solution has a characteristic of flowing into the grooves between the narrow wirings, the formed film is well embedded in the grooves between the wirings and simultaneously flows into the wide flat recesses. It also has the feature of being able to flatten high steps. Since the SOG process is performed at a low temperature of about 400 ° C., it is used as an interlayer insulating film after Al wiring, which is easily damaged by heat.

従来、SOGの材料としてはSiと結合した有機置換基を一切含まない、一般式Si(OR)n(OH)4-nで表される無機SOGと呼ばれるオリゴシリケートが用いられてきた。無機SOGは加熱硬化の際に約20%の体積収縮が起こるため、クラック耐性に乏しく、1回の塗布でたかだか200ないし300nm程度しか塗布できない。配線断面アスペクト比が1程度より大きい配線による段差の緩和には、少なくとも配線高さ程度のSOGの厚塗りが必要であるが、無機SOGは割れが入るため、このような厚塗りができない。すなわち、無機SOGは大きな断面アスペクト比を持つ段差パターンの平坦化には使用することができなかった。 Conventionally, an oligosilicate called inorganic SOG represented by the general formula Si (OR) n (OH) 4-n that does not contain any organic substituent bonded to Si has been used as a material for SOG. Since inorganic SOG undergoes volume shrinkage of about 20% during heat curing, it has poor crack resistance and can only be applied to about 200 to 300 nm at a time. To alleviate the level difference due to the wiring having a wiring cross-sectional aspect ratio larger than about 1, thick coating of SOG at least about the wiring height is necessary. However, since inorganic SOG is cracked, such thick coating cannot be performed. That is, inorganic SOG could not be used for flattening a step pattern having a large cross-sectional aspect ratio.

無機SOGのもつ上記欠点を解消し、膜の収縮性、平坦性、エッチング速度、密着性、および耐クラック性を向上させるため、Siと直接結合する有機置換基を有する、すなわち化学構造の中に有機Siを含む、一般式RmSi(OR)n(OH)4-n-mで表される有機SOGと呼ばれるオリゴシロキサンが検討され、開発されている。有機置換基としては、熱安定性、脱ガス特性、耐プラズマ性、膜の降伏値や膜の柔軟性の関係からメチル基が主に用いられているが、フェニル基など他の種類の置換基が用いられることもある。有機SOGは無機SOGに比べ、加熱硬化の際の膜の収縮率が小さく、したがって耐クラック性が高いことが特長となっている。また、CHF3を含むエッチングガスに対するエッチング速度がCVD膜程度に低いため、パターン上のCVD酸化膜上に有機SOGを厚く塗布し、これを硬化した上で、CHF3を含むエッチングガスによってCVD膜と同時にエッチングする(等速全面エッチバック法)による平坦化のプロセスが容易に構成できることも特長となっている。 In order to eliminate the above disadvantages of inorganic SOG and improve the shrinkage, flatness, etching rate, adhesion, and crack resistance of the film, it has an organic substituent directly bonded to Si, that is, in the chemical structure containing organic Si, general formula R m Si (OR) n ( OH) oligosiloxane called organic SOG represented by 4-nm has been studied and developed. As the organic substituent, a methyl group is mainly used because of thermal stability, degassing characteristics, plasma resistance, film yield value and film flexibility, but other types of substituents such as a phenyl group are used. May be used. Organic SOG is characterized by a smaller shrinkage rate of the film during heat curing than inorganic SOG, and therefore high crack resistance. Further, since the etching rate for the etching gas containing CHF 3 is as low as that of the CVD film, the organic SOG is thickly applied on the CVD oxide film on the pattern and cured, and then the CVD film is etched by the etching gas containing CHF 3. At the same time, it is also characterized in that a flattening process can be easily configured by etching (constant-speed full surface etchback method).

しかしながら、従来の有機SOGにおいても、加熱による硬化は100℃程度から始まり、それに伴って体積収縮が起こるため、塗布によっていったんは平坦になった表面も、下地形状に追従した凹凸が現われてしまうため、平坦性はさほど良くはならないという問題があった。
また、塗布液の流動による平坦化の効果が発揮される基板上の面積範囲は、たかだか10μmオーダーの局所的なものであるといわれ、10μm以上に広い配線間の凹部と広い配線上の凸部の上での膜厚がほぼ同じになってしまう。すなわち10μm以上のオーダーの視野から見れば、凹部と凸部の段差は何ら緩和されていないことになる。このように、形成される膜厚には、配線パターンの疎密に対する依存性があるため、チップ/ウェーハレベルでの広域の平坦化には有機SOGは無力である。
However, even in the conventional organic SOG, curing by heating starts from about 100 ° C., and volume shrinkage occurs accordingly. Therefore, unevenness following the base shape appears on the surface once flattened by coating. There was a problem that the flatness was not so good.
In addition, the area range on the substrate where the effect of flattening by the flow of the coating solution is said to be a local one of the order of 10 μm at most, and the concave portion between the wirings wider than 10 μm and the convex portion on the wide wiring The film thickness on the top will be almost the same. That is, when viewed from a visual field on the order of 10 μm or more, the step between the concave portion and the convex portion is not relaxed at all. As described above, since the formed film thickness depends on the density of the wiring pattern, organic SOG is ineffective for flattening a wide area at the chip / wafer level.

また、有機SOGにおいても加熱硬化時に少なくとも7%程度の体積収縮があり、500nm厚以上の塗布形成によって、無機SOGと同様、収縮応力によるクラックが発生するおそれがある。
有機SOGは、膜質が悪く、水を含有あるいは吸収しやすいため、後工程でSOGからの脱ガスによるトラブルが発生しやすい。また水によって見掛け上の誘電率が上昇し、従って線間容量による遅延が大きくなり、高速な配線用の絶縁膜としては不利である、というようなさまざまな困難な問題を有している。
Also, organic SOG has a volume shrinkage of at least about 7% during heat curing, and cracks due to shrinkage stress may occur due to coating formation with a thickness of 500 nm or more, similar to inorganic SOG.
Since organic SOG has poor film quality and easily contains or absorbs water, troubles due to degassing from SOG are likely to occur in a subsequent process. Further, the apparent dielectric constant is increased by water, so that the delay due to the capacitance between the lines is increased, and there are various difficult problems such as being disadvantageous as an insulating film for high-speed wiring.

SOGにおいても有機SOGの上記欠点に対策したものが数種類報告されている。ひとつはラダーシロキサンオリゴマーである。これは、構造式で現すと、

Figure 2006229221
のようになり、各Siに対し1つのメチル基(あるいはフェニル基)が結合し、さらに梯子状に規則正しい構造をとったものである。
ラダーシロキサンは、構造の規則性が高いため加熱により結晶のように溶融流動するという特徴があるものの、収縮率が大きく、クラック耐性が非常に悪いため、厚塗りが不可能であること、および構造上活性な水酸基(Si−OH)に乏しく、下地との密着が悪く、剥がれを生じやすい、という致命的な欠点がある。 Several types of SOG have been reported that address the above drawbacks of organic SOG. One is a ladder siloxane oligomer. This can be expressed in the structural formula as
Figure 2006229221
Thus, one methyl group (or phenyl group) is bonded to each Si, and a regular structure is formed like a ladder.
Ladder siloxane is characterized by high structural regularity and melt-flowing like a crystal when heated, but it has a large shrinkage ratio and very poor crack resistance, so that thick coating is impossible and There are fatal drawbacks in that the upper active hydroxyl group (Si—OH) is poor, adhesion to the base is poor, and peeling is likely to occur.

また、別の対策として、ハイドロジェンシロキサンオリゴマーやペルヒドロシラザンオリゴマーを原料とした無機SOGも知られている。これらの新しいSOGは、構造内にSiと直接結合する有機基を持たず、代わりにSiと直接結合する水素を持っているのが特徴となっている。いずれも塗布乾燥後、加熱硬化中に炉内雰囲気に含まれる酸素を吸収して体積膨張を起こすため、見掛け上の収縮率が小さく、厚塗りできるのが長所である。しかし、塗布から乾燥までのあいだの収縮で下地の凹凸形状がトレースされるという有機SOGと同様の欠点があるため、広域の平坦性は望むべくもない。さらに、加熱硬化後もフリーの水酸基を膜中に残すため、脱ガスの発生や高い誘電率を示す原因ともなっている。   As another countermeasure, inorganic SOG using hydrogen siloxane oligomer or perhydrosilazane oligomer as a raw material is also known. These new SOGs are characterized in that they do not have an organic group directly bonded to Si in the structure, but instead have hydrogen bonded directly to Si. In any case, after coating and drying, oxygen contained in the furnace atmosphere is absorbed during heat curing to cause volume expansion, so that the apparent shrinkage rate is small and the coating can be thickly applied. However, since there is a defect similar to that of organic SOG in which the uneven shape of the base is traced by shrinkage from application to drying, wide flatness is not desired. Furthermore, since free hydroxyl groups remain in the film even after heat curing, it also causes degassing and high dielectric constant.

以上列記した問題に対し、これまで材料面からの解決法は未だ確立していない。
一方、半導体装置の絶縁膜、特に、LSI多層配線用層間絶縁膜の膜特性の向上には、絶縁膜を形成するシロキサン類の分析が必要である。
一般に種々の材料中に含まれているシロキサン類の分析には、試料をそのままあるいは適当な有機溶媒にシロキサン類を抽出し、赤外分光光度法、核磁気共鳴(NMR)法、プラズマ誘導結合発光分光分析法(特開平4−40347号公報参照)等により分析する方法が知られている。また、シロキサン類を化学的に分解して生じる分解生成物を検出し、定量する方法(特公昭62−8146号公報参照)も知られている。しかし、これらの方法は、いずれも材料中の全Si量を測定することを目的とするものである。
To date, no material solution has been established for the problems listed above.
On the other hand, in order to improve the film characteristics of an insulating film of a semiconductor device, particularly an interlayer insulating film for LSI multilayer wiring, it is necessary to analyze siloxanes that form the insulating film.
In general, for analysis of siloxanes contained in various materials, siloxanes are extracted as they are or extracted into an appropriate organic solvent, and infrared spectrophotometry, nuclear magnetic resonance (NMR) method, plasma inductively coupled emission is used. A method of analyzing by a spectroscopic analysis method (see JP-A-4-40347) or the like is known. Also known is a method for detecting and quantifying decomposition products produced by chemically decomposing siloxanes (see Japanese Examined Patent Publication No. 62-8146). However, all of these methods are intended to measure the total amount of Si in the material.

ところで、上述したようにシロキサン類の分析方法はいくつか知られているが、有機SOG中の有機置換基の含有比率を分析する工業的に有用な方法は未だ確立されておらず、特に、有機SOG、すなわち絶縁膜形成用シロキサン類を半導体装置の絶縁膜、特にLSI多層配線用層間絶縁膜の膜特性と結びつけて、正確かつ簡単に分析し、評価する工業的に有用な方法は未だ確立されていないという問題があった。また、半導体装置の絶縁膜、特にLSI多層配線用層間絶縁膜の膜特性を十分に向上させることができる絶縁膜形成用塗布液およびその製造方法ならびに半導体装置用絶縁膜の形成方法が切望されていた。   As described above, several methods for analyzing siloxanes are known, but an industrially useful method for analyzing the content ratio of organic substituents in organic SOG has not yet been established. An industrially useful method for accurately and simply analyzing and evaluating SOG, that is, siloxanes for forming an insulating film, is combined with the film characteristics of an insulating film of a semiconductor device, particularly an interlayer insulating film for LSI multilayer wiring, is still established. There was a problem that not. In addition, an insulating film forming coating solution capable of sufficiently improving the film characteristics of an insulating film of a semiconductor device, particularly an interlayer insulating film for LSI multilayer wiring, a manufacturing method thereof, and a method of forming an insulating film for a semiconductor device are desired. It was.

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであって、微細な溝も完全に埋め込むことが可能で、かつ下地段差を平坦化するのに十分な厚塗りができ、下地パターン全体の均一な(グローバル)な平坦性を達成でき、さらに水を含まず誘電率の低い、高速配線に有利な絶縁膜、すなわち膜特性に優れた絶縁膜、特に半導体装置用層間絶縁膜を形成することのできる、シロキサン類を用いる、絶縁膜形成用塗布液および半導体装置用絶縁膜の形成方法を提供することを目的とするものである。   The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and it is possible to completely fill a fine groove, and it is possible to apply a thick coating sufficient to flatten a base step, and to form a base pattern. Achieving uniform (global) flatness as a whole, and forming an insulating film that does not contain water and has a low dielectric constant and is advantageous for high-speed wiring, that is, an insulating film with excellent film characteristics, particularly an interlayer insulating film for semiconductor devices An object of the present invention is to provide a coating liquid for forming an insulating film and a method for forming an insulating film for a semiconductor device using siloxanes.

本発明者等は、シロキサン類とそれを用いたLSI多層配線用層間絶縁膜の特性について、鋭意研究を進めた結果、シロキサン類における有機置換基の含有比率、もしくは結合した有機置換基の数の異なるSi原子の存在比率、すなわちシロキサン類の単位構造の存在比率が膜の特性に大きく影響することを知見し、さらに、鋭意検討の結果、29Si−NMRスペクトルのシグナル積分値からSOGの有機性を評価することができ、その評価に従って、得られた有機SOG塗布液を用いることにより、優れた膜特性を持つ絶縁膜を形成することができることを知見し、本発明に至ったものである。 As a result of diligent research on the characteristics of siloxanes and the interlayer insulating film for LSI multilayer wiring using the siloxanes, the present inventors have found that the content ratio of organic substituents in the siloxanes or the number of bonded organic substituents It has been found that the abundance ratio of different Si atoms, that is, the abundance ratio of the unit structure of siloxanes greatly affects the characteristics of the film, and as a result of intensive studies, the organic nature of SOG was determined from the signal integration value of the 29 Si-NMR spectrum. It was found that an insulating film having excellent film characteristics can be formed by using the obtained organic SOG coating solution according to the evaluation, and the present invention has been achieved.

すなわち、本発明の第1の態様は、半導体装置の製造に用いられる絶縁膜形成用塗布液であって、少なくとも一種類の有機置換基と結合したSi原子を含む下記式〔1〕で表されるシロキサン類を含み、かつ、前記シロキサン類の29Si−NMRスペクトルのシグナルの積分値から求められる下記式〔2〕で示される含有比率Xが、下記式〔2〕を満足するシロキサン類を含む絶縁膜形成用塗布液を用い、前記絶縁膜形成用塗布液を塗布後乾燥し、150℃以上300℃以下の温度に保持して流動化させ、さらに、350℃以上450℃以下の温度にて硬化させる工程を含むことを特徴とする半導体装置用絶縁膜の形成方法を提供するものである。

Figure 2006229221
上記式〔1〕において、
k、l、n:0〜1000の整数を示す。
m:1〜1000の整数を示す。
R:飽和炭化水素基、不飽和炭化水素基、フェニル基から選ばれる少なくとも1種の有機置換基を示し、同一であっても異なっていてもよく、フェニル基としては、置換基を有するフェニル基でもよい。
酸素原子は、Si、R、Hのいずれかと結合する。
Figure 2006229221
上記式〔2〕において、
029Si−NMRスペクトルから求められる、Si−C結合をもたないSiに帰属されるSiシグナルの面積、
129Si−NMRスペクトルから求められる、Si−C結合を1本有するSiに帰属されるSiシグナルの面積、
229Si−NMRスペクトルから求められる、Si−C結合を2本有するSiに帰属されるSiシグナルの面積、
329Si−NMRスペクトルから求められる、Si−C結合を3本有するSiに帰属されるSiシグナルの面積を示す。 That is, the first aspect of the present invention is an insulating film forming coating solution used in the manufacture of a semiconductor device and is represented by the following formula [1] containing Si atoms bonded to at least one organic substituent. In addition, the content ratio X represented by the following formula [2] obtained from the integral value of the 29 Si-NMR spectrum signal of the siloxane includes siloxanes satisfying the following formula [2]. Using an insulating film forming coating solution, the insulating film forming coating solution is applied and then dried, and fluidized while being held at a temperature of 150 ° C. or higher and 300 ° C. or lower, and further at a temperature of 350 ° C. or higher and 450 ° C. or lower. The present invention provides a method for forming an insulating film for a semiconductor device, including a curing step.
Figure 2006229221
In the above formula [1],
k, l, n: An integer of 0 to 1000.
m: An integer of 1-1000.
R: represents at least one organic substituent selected from a saturated hydrocarbon group, an unsaturated hydrocarbon group, and a phenyl group, which may be the same or different. As the phenyl group, a phenyl group having a substituent But you can.
The oxygen atom is bonded to any one of Si, R, and H.
Figure 2006229221
In the above formula [2],
A 0 : The area of the Si signal attributed to Si having no Si—C bond, as determined from the 29 Si-NMR spectrum,
A 1 : Area of Si signal attributed to Si having one Si—C bond, determined from 29 Si-NMR spectrum,
A 2 : the area of the Si signal attributed to Si having two Si—C bonds, determined from the 29 Si-NMR spectrum,
A 3 : Indicates the area of the Si signal attributed to Si having three Si—C bonds, determined from the 29 Si-NMR spectrum.

ここで、前記150℃以上300℃以下の温度への保持を30秒以上行うことが好ましい。また、前記硬化を窒素中で行うことが好ましい。   Here, it is preferable to hold at a temperature of 150 ° C. or higher and 300 ° C. or lower for 30 seconds or longer. The curing is preferably performed in nitrogen.

本発明で提供されるシロキサン類、特にメチルシロキサンオリゴマーを含む塗布液を用いれば、膜特性に優れた半導体装置用絶縁膜、例えばLSI多層配線用層間絶縁膜の形成が可能となる。
すなわち、本発明で提供される塗布液およびこれを用いる絶縁膜の形成方法によれば、膜特性に優れた絶縁膜、すなわち下地パターン全体の均一な平坦性を達成でき、また微細な溝も完全に埋め込むことが可能で、かつ優れたクラック耐性を有し、下地段差を平坦化するのに十分な厚塗りができ、さらに水を含まず誘電率の低い、高速配線に有利な絶縁膜、特に半導体装置用層間絶縁膜を形成することができる。
By using a coating solution containing siloxanes, particularly methylsiloxane oligomers, provided in the present invention, it is possible to form an insulating film for semiconductor devices having excellent film characteristics, for example, an interlayer insulating film for LSI multilayer wiring.
That is, according to the coating liquid provided by the present invention and the method for forming an insulating film using the same, an insulating film having excellent film characteristics, that is, uniform flatness of the entire base pattern can be achieved, and fine grooves are completely formed. Insulating film that has excellent crack resistance, can be applied thick enough to flatten the base step, and does not contain water, has a low dielectric constant, and is advantageous for high-speed wiring. An interlayer insulating film for a semiconductor device can be formed.

以下に、本発明をさらに詳細に説明する。
本発明で用いられる絶縁膜形成用シロキサン類の評価方法は、半導体装置用絶縁膜、例えばLSI多層配線用層間絶縁膜形成などに用いられる絶縁膜形成用塗布液に含まれる、少なくとも一種類の有機置換基と結合したSi原子を含むシロキサン類の、結合した有機置換基の数の異なるSi原子の少なくとも1種の存在比率を分析し、これによって、または、これに基づいて、例えばシロキサン類中の有機置換基の含有比率を求め、これによって、シロキサン類、例えば、その有機性を評価する方法である。特に、29Si−NMRにおいて有機シリコンによるシグナルの面積から前記存在比率および含有比率を求め、有機性を評価する方法である。
The present invention is described in further detail below.
The evaluation method of siloxanes for forming an insulating film used in the present invention is an at least one kind of organic contained in an insulating film for semiconductor devices, for example, an insulating film forming coating solution used for forming an interlayer insulating film for LSI multilayer wiring. The siloxanes containing Si atoms bonded to substituents are analyzed for the presence of at least one Si atom with a different number of bonded organic substituents, and based on this, for example, in siloxanes In this method, the content ratio of the organic substituent is obtained, and thereby the siloxanes, for example, the organic property thereof is evaluated. In particular, in 29 Si-NMR, the abundance ratio and content ratio are obtained from the area of the signal from organic silicon, and the organicity is evaluated.

本発明において用いられるシロキサン類を含む溶液、すなわち、絶縁膜形成用塗布液(以下、単に塗布液という)としては、半導体装置用絶縁膜(以下、単に絶縁膜という)を形成するための前駆体として用いられ、少なくとも一種類の有機置換基と結合したSi原子を含むシロキサン類の溶液あるいはこのようなシロキサン類を有機溶媒に溶解した溶液であれば、どのようなものでもよいが、例えば、通常、SOG膜形成のためのSOG溶液、もしくは有機SOG溶液などを挙げることができる。ここで、有機置換基は、飽和炭化水素基、不飽和炭化水素基およびフェニル基のいずれかであってもよいし、あるいは2種以上を含んでいてもよい。さらに、1つのSi原子に結合した有機置換基の数は1ないし3のいずれであってもよい。   As a solution containing siloxanes used in the present invention, that is, a coating liquid for forming an insulating film (hereinafter simply referred to as a coating liquid), a precursor for forming an insulating film for a semiconductor device (hereinafter simply referred to as an insulating film). As long as it is a solution of siloxanes containing Si atoms bonded to at least one organic substituent or a solution in which such siloxanes are dissolved in an organic solvent, for example, usually An SOG solution for forming an SOG film or an organic SOG solution can be used. Here, the organic substituent may be any of a saturated hydrocarbon group, an unsaturated hydrocarbon group, and a phenyl group, or may contain two or more kinds. Further, the number of organic substituents bonded to one Si atom may be 1 to 3.

ここで、本発明に用いられるシロキサン類としては、下記式〔1〕で表わすことができるが、これらの単位構造の結合の仕方は特に制限的ではなく、直鎖型でも分岐型でもいずれでも良い。また、これらを混合して用いてもよい。   Here, the siloxanes used in the present invention can be represented by the following formula [1], but the way of bonding of these unit structures is not particularly limited, and may be either linear or branched. . Moreover, you may mix and use these.

Figure 2006229221
上記式〔1〕において、
k、l、m、n:0〜1000の整数を示す。
R:飽和炭化水素基、不飽和炭化水素基、フェニル基から選ばれる少なくとも1種の有機置換基を示し、同一であっても異なっていてもよく、フェニル基としては、置換基を有するフェニル基でもよい。
酸素原子は、Si、R、Hのいずれかと結合する。
Figure 2006229221
In the above formula [1],
k, l, m, n: An integer of 0 to 1000 is shown.
R: represents at least one organic substituent selected from a saturated hydrocarbon group, an unsaturated hydrocarbon group, and a phenyl group, which may be the same or different. As the phenyl group, a phenyl group having a substituent But you can.
The oxygen atom is bonded to any one of Si, R, and H.

このようなシロキサン類としては、絶縁膜の形成を目的として用いられるシロキサンオリゴマーであるのが好ましく、より好ましくは、重合度が2〜500のシロキサンオリゴマーであるのが良い。すなわち、上記式〔1〕で表されるシロキサンオリゴマーの下記単位構造(a)〜(d)の繰り返し数〔k+l+m+n〕は、2〜500の範囲内であるのがより好ましい。ここで、重合度(繰り返し数)が500を超えるとシロキサンと溶媒から成る塗布溶液(SOG溶液)の粘度が高くなりすぎ、また2未満であるとシロキサンが絶縁膜形成工程で蒸発し易くなり、いずれの場合も、絶縁膜の形成が困難となる。   Such siloxanes are preferably siloxane oligomers used for the purpose of forming an insulating film, and more preferably siloxane oligomers having a polymerization degree of 2 to 500. That is, the number of repeating units [k + l + m + n] of the following unit structures (a) to (d) of the siloxane oligomer represented by the above formula [1] is more preferably in the range of 2 to 500. Here, when the degree of polymerization (the number of repetitions) exceeds 500, the viscosity of the coating solution (SOG solution) composed of siloxane and a solvent becomes too high, and when it is less than 2, the siloxane easily evaporates in the insulating film forming step. In either case, it is difficult to form an insulating film.

Figure 2006229221
上記単位構造(a)〜(d)において、Rは飽和炭化水素基、不飽和炭化水素基、フェニル基から選ばれる少なくとも1種の有機置換基を示し、同一であっても異なっていてもよく、フェニル基としては、置換基を有するフェニル基でもよい。
Figure 2006229221
In the unit structures (a) to (d), R represents at least one organic substituent selected from a saturated hydrocarbon group, an unsaturated hydrocarbon group, and a phenyl group, which may be the same or different. The phenyl group may be a phenyl group having a substituent.

本発明においては、絶縁膜形成用シロキサン類を評価する際に、シロキサン類の有機置換基の含有比率を分析する、もしくは結合した有機置換基の数の異なるSi原子(Si−C結合の数が0〜4であるSi原子)、すなわち、上記単位構造(a)〜(d)の少なくとも1種を分析し、その存在比率を測定する。本発明に用いられるシロキサン類の有機置換基の含有比率の分析方法もしくは上記単位構造(a)〜(d)の存在比率の測定方法は、限定されないが、核磁気共鳴(NMR)法を用いるのが好ましい。より好ましくは、このような存在比率は、29Si−NMRスペクトルのシグナルの積分値から求めるのが好ましい。 In the present invention, when evaluating siloxanes for forming an insulating film, the content ratio of organic substituents in the siloxanes is analyzed, or Si atoms having different numbers of bonded organic substituents (the number of Si-C bonds is different). 0 to 4 Si atoms), that is, at least one of the unit structures (a) to (d) is analyzed, and the abundance ratio is measured. The method for analyzing the content ratio of the organic substituents of the siloxanes used in the present invention or the method for measuring the abundance ratio of the unit structures (a) to (d) is not limited, but the nuclear magnetic resonance (NMR) method is used. Is preferred. More preferably, such abundance ratio is determined from the integrated value of the 29 Si-NMR spectrum signal.

核磁気共鳴(NMR)法を行うに際し、まず、試料であるシロキサン類、例えば、SOG溶液を重水素溶媒に溶解する。ここで用いる重水素溶媒は、重水素溶媒を加えることによってSOG溶液中の構成成分が溶液から分離しないものであれば特に制限はなく、たとえば重クロロホルム、重アセトン、重メタノール等を用いることができる。試料の濃度は低すぎると十分な検出感度が得られず、また、高すぎると重水素溶媒の比率が下がり、NMR装置の周波数安定性が良好でなくなるので10−90%が好ましい。   When performing a nuclear magnetic resonance (NMR) method, first, a sample siloxane, for example, an SOG solution is dissolved in a deuterium solvent. The deuterium solvent used here is not particularly limited as long as the components in the SOG solution are not separated from the solution by adding the deuterium solvent. For example, deuterated chloroform, deuterated acetone, deuterated methanol and the like can be used. . If the concentration of the sample is too low, sufficient detection sensitivity cannot be obtained, and if it is too high, the ratio of the deuterium solvent is lowered, and the frequency stability of the NMR apparatus is not good, so 10 to 90% is preferable.

29Si−NMR測定に用いる試料管はテフロン(登録商標)製のものが好ましい。これは、通常のガラス製NMR試料管ではケイ酸ガラスに起因する29Siのシグナルが現われることを避けるためである。
本発明の目的で行なう29Si−NMRの測定においては水素核のデカップリングはしないことが望ましい。これは、29Si−NMRの核Overhauser効果因子の符号が負であるため、試料によっては29Si−NMRシグナルの強度が減衰することがあるためであり、また、シグナルの積分強度の定量性を確保するためである。
また、トリス(アセチルアセトナト)クロム(III),トリス(アセチルアセトナト)鉄(III)等の緩和試薬を加えることも測定時間短縮のために好ましい。
The sample tube used for 29 Si-NMR measurement is preferably made of Teflon (registered trademark). This is to avoid the appearance of a 29 Si signal due to silicate glass in a normal glass NMR sample tube.
In the 29 Si-NMR measurement performed for the purpose of the present invention, it is desirable not to decouple hydrogen nuclei. This is because the sign of the 29 Si-NMR nuclear Overhauser effect factor is negative, so that the intensity of the 29 Si-NMR signal may be attenuated depending on the sample. This is to ensure.
It is also preferable to add a relaxation reagent such as tris (acetylacetonato) chromium (III), tris (acetylacetonato) iron (III) in order to shorten the measurement time.

測定によって得られた29Si−NMRスペクトルの各シグナルを帰属し、各々のシグナル面積から前記単位構造(a)、(b)、(c)、(d)の存在比率、またはさらに有機置換基と結合したSi原子の存在比率を求める。有機置換基の含有比率については目的によっていくつかの異なった定義が可能であり、目的もしくは必要に応じて使い分ければよい。例えば、Si−C結合をもたないSiに帰属されるSiシグナルの面積をA0、Si−C結合を一本有するSiに帰属されるSiシグナルの面積をA1、Si−C結合を二本有するSiに帰属されるSiシグナルの面積をA2およびSi−C結合を三本有するSiに帰属されるSiシグナルの面積をAで表すとき、有機性の尺度(Xで表わす)として、例えば下記式〔3〕あるいは式〔4〕のような定義ができる。 Assigning each signal of the 29 Si-NMR spectrum obtained by the measurement, the abundance ratio of the unit structures (a), (b), (c), (d) from each signal area, or further an organic substituent The ratio of bonded Si atoms is determined. The content ratio of the organic substituent can be defined in several different ways depending on the purpose, and may be properly used according to the purpose or necessity. For example, the area of the Si signal attributed to Si having no Si—C bond is A 0 , the area of the Si signal attributed to Si having one Si—C bond is A 1 , and the Si—C bond is When the area of the Si signal attributed to Si having A is represented by A 2 and the area of the Si signal attributed to Si having three Si—C bonds represented by A 3 , as an organic scale (represented by X), For example, the following formula [3] or formula [4] can be defined.

Figure 2006229221
式〔3〕はシロキサン中のSi原子数に対する有機置換基の数の比を表わす式であり、式〔4〕はシロキサン中のSi原子数に対する有機Si原子数の比を表わす式である。有機性を評価する式の形は分析の目的によって上記式〔3〕、〔4〕に限ることなく定義できる。
Figure 2006229221
Formula [3] is a formula representing the ratio of the number of organic substituents to the number of Si atoms in the siloxane, and Formula [4] is a formula representing the ratio of the number of organic Si atoms to the number of Si atoms in siloxane. The form of the formula for evaluating the organicity can be defined without being limited to the above formulas [3] and [4] depending on the purpose of analysis.

本発明で使用される評価方法によれば、有機シロキサン類の有機置換基の含有比率の分析において、従来法では不可能であった単位構造ごとの存在比率を求めることができ、有機シロキサン中の有機置換基含有比率を容易に決定できる。
したがって、この評価方法は、たとえば半導体装置の絶縁膜、特にLSI多層配線用層間絶縁膜形成用に用いられる有機シロキサン類を含む溶液中のシロキサン類の有機性評価に用いることができ、本発明で使用される評価方法により、この絶縁膜の耐薬品性、耐水性等の膜特性があらかじめ予測可能となる。また本発明によれば、絶縁膜に用いられるSOG製造時の品質管理が適確に行われるという効果も有する。
According to the evaluation method used in the present invention, in the analysis of the content ratio of organic substituents of organosiloxanes, the abundance ratio for each unit structure, which was impossible with the conventional method, can be obtained. The organic substituent content ratio can be easily determined.
Therefore, this evaluation method can be used, for example, for organic evaluation of siloxanes in a solution containing an organic siloxane used for forming an insulating film of a semiconductor device, particularly an interlayer insulating film for LSI multilayer wiring. Depending on the evaluation method used, film properties such as chemical resistance and water resistance of the insulating film can be predicted in advance. In addition, according to the present invention, there is an effect that quality control at the time of manufacturing SOG used for the insulating film is appropriately performed.

本発明第3の態様は上記評価方法に基づいた、シロキサン類を用いる半導体装置用絶縁膜、例えばLSI多層配線用層間絶縁膜(以下、単に絶縁膜という)を形成するための塗布液を用いる絶縁膜の形成方法である。   According to a third aspect of the present invention, an insulation using a coating solution for forming an insulating film for a semiconductor device using siloxanes, for example, an interlayer insulating film for LSI multilayer wiring (hereinafter simply referred to as an insulating film), based on the above evaluation method. This is a film forming method.

以下に、本発明の第3の態様の絶縁膜の形成方法で使用される絶縁膜形成用塗布液について説明する。
ここで、本発明者等は、シロキサン類の前記化学構造とSOG膜の特性に密接な関係があることを見出した。
すなわち、前記式〔1〕で表わされるシロキサン類の29Si−NMRスペクトルのシグナルの積分値から求められる下記存在比率Xが下記式〔2〕を満足するシロキサン類、好ましくはシロキサンオリゴマーを含む塗布液を用いた場合、形成される絶縁膜の特性が優れていることを見出した。
The insulating film forming coating solution used in the method for forming an insulating film according to the third aspect of the present invention will be described below.
Here, the present inventors have found that there is a close relationship between the chemical structure of siloxanes and the characteristics of the SOG film.
That is, a coating solution containing a siloxane, preferably a siloxane oligomer, in which the following abundance ratio X obtained from the integral value of the 29 Si-NMR spectrum signal of the siloxane represented by the formula [1] satisfies the following formula [2]: It was found that the characteristics of the insulating film to be formed are excellent.

Figure 2006229221
上記式〔2〕において、
029Si−NMRスペクトルから求められる、Si−C結合をもたない
Siに帰属されるSiシグナルの面積
129Si−NMRスペクトルから求められる、Si−C結合を一本有す
るSiに帰属されるSiシグナルの面積
229Si−NMRスペクトルから求められる、Si−C結合を二本有す
るSiに帰属されるSiシグナルの面積
329Si−NMRスペクトルから求められる、Si−C結合を三本有す
るSiに帰属されるSiシグナルの面積
Figure 2006229221
In the above formula [2],
A 0 : No Si—C bond determined from 29 Si-NMR spectrum
Area of Si signal attributed to Si A 1 : One Si—C bond determined from 29 Si-NMR spectrum
Area of Si signal attributed to Si A 2 : 29 There are two Si-C bonds determined from the Si-NMR spectrum.
Area of Si signal attributed to Si A 3 : 29 It has three Si-C bonds determined from the Si-NMR spectrum.
Area of Si signal attributed to Si

ここで、上記式〔2〕で示される含有比率Xが、80%以上であるシロキサン類を含む塗布液を用いた場合に、絶縁膜の特性が優れている理由は、(1)吸水性が減るため、脱ガス量や誘電率が低く抑えられること、(2)耐クラック性が向上するので厚塗りが可能であること、および(3)ドライエッチングレートが低くなるので、エッチバックマージンが広くとれること、などが挙げられる。   Here, the reason why the properties of the insulating film are excellent when a coating solution containing siloxanes having a content ratio X represented by the above formula [2] of 80% or more is (1) water absorption Therefore, the degassing amount and dielectric constant can be kept low, (2) the crack resistance is improved and thick coating is possible, and (3) the dry etching rate is low, so the etch back margin is wide. It can be taken.

次に、本発明において提供される絶縁膜形成用塗布液について説明する。
本発明において提供される塗布液は、上述した有機性の尺度の評価を上記式〔3〕によって行うものであるということができる。
本発明においては、組成式(CH3ySiO2-y/2(式中のyは0.8以上1.3以下)で表される重量平均分子量が1500以上6000以下の不規則構造をもつメチルシロキサンオリゴマーを、沸点が120℃以上200℃以下の有機化合物を主成分とする溶媒に溶解したことを特徴とする塗布液を提供するものである。この塗布液は、従来の有機SOG(yの範囲は0.3ないし0.6)とは異なり、組成式中のyの値が0.8以上1.3以下であることを特徴とし、また規則構造を有するラダーシロキサンに対し、不規則構造を有することを特徴とするものである。
Next, the insulating film forming coating solution provided in the present invention will be described.
It can be said that the coating liquid provided in the present invention is an evaluation of the above-mentioned organic scale according to the above formula [3].
In the present invention, an irregular structure having a weight average molecular weight of 1500 or more and 6000 or less represented by a composition formula (CH 3 ) y SiO 2 -y / 2 (wherein y is 0.8 or more and 1.3 or less). The present invention provides a coating liquid characterized by dissolving a methylsiloxane oligomer having a boiling point in an organic compound having an organic compound having a boiling point of 120 ° C. or higher and 200 ° C. or lower as a main component. Unlike the conventional organic SOG (the range of y is 0.3 to 0.6), this coating solution is characterized in that the value of y in the composition formula is 0.8 or more and 1.3 or less, The ladder siloxane having an ordered structure has an irregular structure.

メチルシロキサンオリゴマーの組成式においてyの値を0.8以上に限定することにより、メチルシロキサンオリゴマーの加熱重合硬化の際の収縮をほとんど無くすことができる。したがって、厚塗りができ、平坦性に有利に働く。また、この限定により、メチルシロキサンオリゴマーの吸水率をほとんど0にすることができ、さらに誘電率を3.5以下に低下することが可能になるため、水を含まず誘電率の低い、高速配線に有利なSOG膜を形成する、という特徴を付与することができる。yの値が0.8に満たない場合は、通常の有機SOGと類似の特性を示すようになり、収縮率、吸水率、平坦化性能、誘電率は従来技術の範囲のものしか得られない。また、yが1.3を超えると、加熱重合が困難となり、また膜を形成せずゴム状物となってしまうため、yの上限を1.3とした。   By limiting the value of y to 0.8 or more in the composition formula of the methylsiloxane oligomer, the shrinkage during the heat polymerization curing of the methylsiloxane oligomer can be almost eliminated. Therefore, thick coating can be achieved, which is advantageous for flatness. This limitation also allows the water absorption rate of the methylsiloxane oligomer to be almost zero, and further to lower the dielectric constant to 3.5 or less, so that it does not contain water and has a low dielectric constant and high-speed wiring. It is possible to provide a feature of forming an SOG film advantageous to the above. When the value of y is less than 0.8, it shows similar characteristics to normal organic SOG, and shrinkage rate, water absorption rate, flattening performance, and dielectric constant can be obtained only within the range of the prior art. . On the other hand, if y exceeds 1.3, heat polymerization becomes difficult, and no film is formed, resulting in a rubbery material. Therefore, the upper limit of y is set to 1.3.

従来の技術では、yの値が高くなるほど下地との密着性が低下するとされ、実用に供することは不可能であった。ラダーメチルシロキサンも、本発明と同一の組成式で表され、また本発明のyの範囲にある(ラダー構造が形成されるためにはy=1である必要がある)が、同様に密着性に乏しくかつ収縮が大きいという問題があるため、利用するのは困難であることは、従来の技術の中で記述したとおりである。   In the prior art, the higher the value of y, the lower the adhesion to the substrate, making it impossible to put it to practical use. Ladder methylsiloxane is also represented by the same composition formula as in the present invention, and is in the range of y of the present invention (y = 1 is necessary to form a ladder structure). As described in the prior art, it is difficult to use because there is a problem that it is poor and the shrinkage is large.

本発明では、シロキサン骨格を不規則構造とし、分子量を規定し、かつ溶媒を規定することにより、yが大きくなることによる密着低下の課題を解決している。不規則構造の導入によって、密着に貢献する多量のSi−OH終端がオリゴマーの構造中にとりこまれ、かつSi−O−Si網目構造が疎になるため、膜をソフトにして応力を吸収する能力を高めることが、密着力向上に寄与しているものと考えられる。不規則構造を規定する適切なパラメータは未だ見い出されていないが、従来の有機SOGは、たとえyを増加させても規則構造をとりやすく、密着性に劣るものであると推定される。分子量も、1500未満であると重合時の体積収縮が著しいため、内部応力が発生しやすく、割れや剥がれの原因となる。さらに、溶媒についても120℃未満の沸点の溶媒を使うと、乾燥速度の面内差異によって塗布ムラが発生しやすくなるばかりか、乾燥による応力の発生が著しく、密着に悪影響を与える。   In the present invention, the problem of adhesion reduction due to an increase in y is solved by making the siloxane skeleton an irregular structure, defining the molecular weight, and defining the solvent. Due to the introduction of the irregular structure, a large amount of Si-OH termination that contributes to adhesion is incorporated in the oligomer structure and the Si-O-Si network structure becomes sparse, so the ability to soften the film and absorb stress Is considered to contribute to the improvement of adhesion. Although an appropriate parameter for defining the irregular structure has not yet been found, it is presumed that the conventional organic SOG is easy to take an ordered structure even if y is increased, and has poor adhesion. If the molecular weight is less than 1500, volume shrinkage during polymerization is remarkable, so that internal stress is likely to occur, causing cracking and peeling. Further, when a solvent having a boiling point of less than 120 ° C. is used, not only coating unevenness is likely to occur due to an in-plane difference in drying speed, but also stress due to drying is remarkably generated, which adversely affects adhesion.

上記メチルシロキサンオリゴマーの重量平均分子量を1500〜6000までに制限する理由は、前記密着の問題の解決の他、1500未満であると連続な塗布膜が形成されず、また6000を超えると塗布液の粘度が高くなり過ぎるため、ストライエーションと呼ばれる放射状の塗布ムラの発生が起こるためである。重量平均分子量としては1500〜3500が最も好適である。   The reason why the weight average molecular weight of the methylsiloxane oligomer is limited to 1500 to 6000 is that, in addition to solving the above-mentioned adhesion problem, if it is less than 1500, a continuous coating film is not formed, and if it exceeds 6000, This is because since the viscosity becomes too high, radial coating unevenness called striation occurs. The weight average molecular weight is most preferably 1500-3500.

上記メチルシロキサンオリゴマーを溶解する溶媒としては、沸点120℃以上200℃以下の有機化合物を主成分とする溶媒を用いる。沸点が120℃未満であると、塗布中の回転により溶媒の大部分が揮発してしまうため、塗布液の十分な流れ込みによる平坦化が達成できない。さらに、前記したように乾燥で発生する応力による密着の低下が問題となる。一方、沸点が200℃を超えると、乾燥が著しく遅くなり、スループットが低下する他、基板搬送中の欠陥の発生や、加熱工程中の発泡や炭素の残留などが生じるため、使用できない。より好適な溶媒の沸点の範囲は130〜160℃の間である。   As the solvent for dissolving the methylsiloxane oligomer, a solvent mainly composed of an organic compound having a boiling point of 120 ° C. or higher and 200 ° C. or lower is used. When the boiling point is less than 120 ° C., most of the solvent is volatilized by rotation during coating, and thus flattening by sufficient flow of the coating solution cannot be achieved. In addition, as described above, a decrease in adhesion due to stress generated by drying becomes a problem. On the other hand, if the boiling point exceeds 200 ° C., drying is remarkably slowed, throughput is reduced, defects are generated during substrate transportation, foaming or carbon residue is generated during the heating process, and thus cannot be used. A more preferred solvent boiling range is between 130-160 ° C.

なお、溶媒の粘性率は微細な溝の埋込性能と塗布膜の均一性に大きな影響を及ぼす。好ましくは溶媒の粘性率が25℃で2.0cP以下のものを使用する。すなわち、溶媒の粘性率が2.0cPより大きいと、0.2μm以下の溝の埋込みが不完全になり、かつ塗布時に、ストライエーションと呼ばれる、基板中心から周囲にかけて放射状の縞模様となって発生する膜厚ムラが発生する頻度が著しく上がる。   It should be noted that the viscosity of the solvent greatly affects the filling performance of fine grooves and the uniformity of the coating film. Preferably, a solvent having a viscosity of 2.0 cP or less at 25 ° C. is used. In other words, when the viscosity of the solvent is larger than 2.0 cP, the embedding of the groove of 0.2 μm or less becomes incomplete, and at the time of coating, a radial stripe pattern from the center of the substrate to the periphery is generated. The frequency of occurrence of uneven film thickness increases significantly.

本発明の要件を満たす溶媒としては、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジn−ブチルエーテル、ジイソブチルエーテル、ジn−アミルエーテル、メチルn−アミルケトン、メチルイソアミルケトン、酢酸n−アミル、酢酸イソアミル、酢酸n−ヘキシル等が使用できる。   Solvents satisfying the requirements of the present invention include ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monoisopropyl ether, propylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol dimethyl ether, di-n-butyl ether, diisobutyl ether, di-n-amyl ether. Methyl n-amyl ketone, methyl isoamyl ketone, n-amyl acetate, isoamyl acetate, n-hexyl acetate and the like can be used.

これらの溶媒は単独でも使用できるが、2種以上のものを組み合わせて使用しても良い。また、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、アセトン、メチルエチルケトン、水、酢酸ブチルなど、他の低沸点溶媒を加えて粘性率を下げたり、塗布性能を向上させたりするなどの手段をとることもできる。ただし、沸点が120℃以上200℃以下以外の溶媒を加える割合は、その体積割合が溶媒全体の50%を超えないことが好ましい。なお、後述する本発明の第1の態様の塗布液、および本発明の第2または3の態様で使用される塗布液においても、シロキサン類を溶解するために、上述した溶媒を用いてもよいことはいうまでもない。   These solvents can be used alone or in combination of two or more. In addition, other low boiling point solvents such as methanol, ethanol, isopropyl alcohol, acetone, methyl ethyl ketone, water, and butyl acetate can be added to lower the viscosity and improve the coating performance. However, the proportion of the solvent whose boiling point is other than 120 ° C. or more and 200 ° C. or less is preferably such that the volume proportion does not exceed 50% of the whole solvent. In the coating liquid of the first aspect of the present invention described later and the coating liquid used in the second or third aspect of the present invention, the above-described solvent may be used to dissolve siloxanes. Needless to say.

上記のような要件を満たした塗布液を用いると、詳しい理由は定かではないが、いったん乾燥固化した膜が、加熱時に軟化し、再流動してさらに一層平坦化するという、非常に特徴的な自己流動化と呼べる現象が生じる。自己流動化による平坦化は、メチルシロキサンオリゴマーの縮合硬化が起こるより低温の150〜200℃の範囲で起こる。この現象により、従来のSOGに比べはるかに広域の平坦化が達成できる。   If a coating solution that satisfies the above requirements is used, the detailed reason is not clear, but once dried and solidified, the film softens when heated, reflows and becomes even more flat. A phenomenon called self-fluidization occurs. Planarization due to self-fluidization occurs in the lower temperature range of 150-200 ° C., where condensation cure of the methylsiloxane oligomer occurs. Due to this phenomenon, it is possible to achieve flattening over a wider area than conventional SOG.

上記のような理由から、本発明で提供される塗布液のいずれか一方または両方の塗布液を用いることにより、下地パターン全体の均一な平坦性を達成でき、また微細な溝も完全に埋め込むことが可能で、かつ下地段差を平坦化するのに十分な厚塗りができ、さらに水を含まず誘電率の低い、絶縁性に優れ、高速配線に有利な絶縁膜を形成することができる。   For the reasons described above, by using one or both of the coating solutions provided in the present invention, uniform flatness of the entire base pattern can be achieved, and fine grooves are completely embedded. In addition, it is possible to form an insulating film that is thick enough to flatten the base step, and that does not contain water, has a low dielectric constant, is excellent in insulation, and is advantageous for high-speed wiring.

このような特徴を有する有機SOG塗布液は、後述する塗布液の製造方法で作製することができる。すなわち、アルコキシシランやアルキルアルコキシシランなどの化合物、特にテトラアルコキシシラン、メチルトリアルコキシシランおよびジメチルジアルコキシシランよりなる群から選ばれた1種の化合物もしくは2種以上の混合物を原料とし、そのSi−CHのモル濃度が原料全体のSiのモル濃度の80%以上130%以下になるように配合し、原料全体のSiのモル濃度の2ないし4倍モル量の水とを、有機カルボン酸を触媒として、40℃以上80℃以下の温度に加熱して重合させ、該重合生成物に沸点120℃以上200℃以下の有機化合物を主成分とする溶媒を加えて希釈し、該希釈液を常圧あるいは減圧下で蒸留して重合反応の副生成物の水とアルコールを留去する。 An organic SOG coating liquid having such characteristics can be produced by a coating liquid manufacturing method described later. That is, a compound such as alkoxysilane or alkylalkoxysilane, in particular, one compound selected from the group consisting of tetraalkoxysilane, methyltrialkoxysilane and dimethyldialkoxysilane, or a mixture of two or more thereof, is used as a raw material. Formulated so that the molar concentration of CH 3 is not less than 80% and not more than 130% of the molar concentration of Si in the entire raw material, and water in an amount of 2 to 4 times the molar concentration of Si in the entire raw material is added to the organic carboxylic acid. As a catalyst, it is polymerized by heating to a temperature of 40 ° C. or higher and 80 ° C. or lower, and the polymerization product is diluted by adding a solvent containing an organic compound having a boiling point of 120 ° C. or higher and 200 ° C. or lower as a main component. Water and alcohol, which are by-products of the polymerization reaction, are distilled off under reduced pressure or reduced pressure.

テトラアルコキシシランとしては、テトラメトキシシラン(Si(OCH34)、テトラエトキシシラン(Si(OC254)が一般的に用いられる。また、メチルトリアルコキシシランとしては、メチルトリメトキシシラン(CH3Si(OCH33)あるいはメチルトリエトキシシラン(CH3Si(OC253)が一般的に用いられる。また、ジメチルジアルコキシシランとしては、ジメチルジメトキシシラン((CH32Si(OCH32)、ジメチルジエトキシシラン((CH32Si(OC252)が用いられる。これらの原料を、単独あるいは混合して、Si−CH3のモル濃度が原料全体のSiのモル濃度の80%以上130%以下になるようにあらかじめ配合しておく。この値は、本発明において提供される塗布液において、メチルシロキサンオリゴマーの組成式を(CH3ySiO2-y/2と表したときのyの値に等しい。すなわち、式中のyは0.8以上1.3以下とする必要がある。 As the tetraalkoxysilane, tetramethoxysilane (Si (OCH 3 ) 4 ) or tetraethoxysilane (Si (OC 2 H 5 ) 4 ) is generally used. As methyltrialkoxysilane, methyltrimethoxysilane (CH 3 Si (OCH 3 ) 3 ) or methyltriethoxysilane (CH 3 Si (OC 2 H 5 ) 3 ) is generally used. As dimethyldialkoxysilane, dimethyldimethoxysilane ((CH 3 ) 2 Si (OCH 3 ) 2 ) or dimethyldiethoxysilane ((CH 3 ) 2 Si (OC 2 H 5 ) 2 ) is used. These raw materials are mixed alone or in advance so that the molar concentration of Si—CH 3 is 80% or more and 130% or less of the molar concentration of Si in the whole raw material. This value is equal to the value of y when the composition formula of the methylsiloxane oligomer is expressed as (CH 3 ) y SiO 2−y / 2 in the coating solution provided in the present invention. That is, y in the formula needs to be 0.8 or more and 1.3 or less.

たとえば、メチルトリメトキシシランを使う場合は、単独で原料に用いる場合Si−CH3/全Si=100%でy=1に相当するので、そのまま使用できる。また、テトラメトキシシランとメチルトリメトキシシランを混合する場合は、その混合比rをr=[Si(OCH34]/[CH3Si(OCH33]とすれば、0<r≦0.25とすれば0.8≦y<1.0とすることができる。テトラメトキシシランとジメチルジメトキシシランを混合する場合は、その混合比rをr=[Si(OCH34]/[(CH32Si(OCH32]とおけば、7/13≦r≦1.5とすれば0.8≦y≦1.3とすることができる。このように原料は2種あるいは3種を組み合わせて使用することができる。 For example, when methyltrimethoxysilane is used alone, it can be used as it is because Si—CH3 / total Si = 100% and y = 1 when used alone as a raw material. When tetramethoxysilane and methyltrimethoxysilane are mixed, if the mixing ratio r is r = [Si (OCH 3 ) 4 ] / [CH 3 Si (OCH 3 ) 3 ], 0 <r ≦ If 0.25, 0.8 ≦ y <1.0 can be obtained. When tetramethoxysilane and dimethyldimethoxysilane are mixed, if the mixing ratio r is r = [Si (OCH 3 ) 4 ] / [(CH 3 ) 2 Si (OCH 3 ) 2 ], 7/13 ≦ If r ≦ 1.5, then 0.8 ≦ y ≦ 1.3. Thus, the raw materials can be used in combination of two or three kinds.

配合ないしは単独原料に含まれるSi−CH3のモル濃度が原料全体のSiのモル濃度の80%未満であると、生成するメチルシロキサンオリゴマーを組成式:(CH3ySiO2-y/2で表したときのyが0.8未満となるため、前述した理由により、所望の特性が発揮できない。また、配合ないしは単独原料に含まれるSi−CH3のモル濃度が130%を超えると、同様に生成するメチルシロキサンオリゴマーのyが1.3を超えるため、前述した理由により、硬化膜が形成されない。 When the molar concentration of Si—CH 3 contained in the blend or the single raw material is less than 80% of the molar concentration of Si in the whole raw material, the resulting methylsiloxane oligomer is represented by the composition formula: (CH 3 ) y SiO 2 -y / 2 When y is less than 0.8, desired characteristics cannot be exhibited for the reasons described above. Further, when the molar concentration of Si—CH 3 contained in the blend or the single raw material exceeds 130%, y of the methylsiloxane oligomer similarly produced exceeds 1.3, so that a cured film is not formed for the reason described above. .

この原料に、原料全体のSiのモル濃度の2ないし4倍モル量の水を加え、ギ酸、酢酸、コハク酸などの有機カルボン酸を加えると、ただちに縮合反応が始まり、重合体の形成が行われる。水の量が原料の2倍モル量未満であると、反応速度が著しく低下するばかりか、重合体中のアルコキシル基の残存率が高くなるため、形成した膜中の炭素が残留しやすくなる。また、水の量が原料の4倍モル量を超えると、生成反応が急速に起こり過ぎるため、制御が困難になるばかりか、メチルシロキサンオリゴマー中の自由水酸基(Si−OH)の割合が高くなり過ぎるため、保存安定性に欠ける。   When 2 to 4 times the molar concentration of Si in the raw material is added to this raw material, and an organic carboxylic acid such as formic acid, acetic acid, or succinic acid is added, the condensation reaction starts immediately, and a polymer is formed. Is called. When the amount of water is less than twice the molar amount of the raw material, not only the reaction rate is remarkably lowered, but also the residual ratio of alkoxyl groups in the polymer increases, so that carbon in the formed film tends to remain. In addition, when the amount of water exceeds 4 times the amount of the raw material, the production reaction occurs too rapidly, which makes control difficult and increases the proportion of free hydroxyl groups (Si—OH) in the methylsiloxane oligomer. Therefore, the storage stability is lacking.

触媒としての有機酸の濃度は、あまり生成物の構造や状態に影響を与えないので特に限定されないが、高濃度すぎると液が酸性に傾き、塗布液の安定性に影響があるため、可能な限りの低濃度、好ましくは原料の1/1000モルないし1/100モル程度とする。有機酸以外の、塩酸、燐酸などの無機酸は、塗布基板上の金属等に影響を与えるため、使用しない。   The concentration of the organic acid as a catalyst is not particularly limited because it does not affect the structure and state of the product so much. However, if the concentration is too high, the solution tends to be acidic, which may affect the stability of the coating solution. The concentration is as low as possible, preferably about 1/1000 mol to 1/100 mol of the raw material. Inorganic acids other than organic acids, such as hydrochloric acid and phosphoric acid, are not used because they affect the metal on the coated substrate.

水の添加の後は、混合液は一般には相溶しないので、スターラーなどを使って激しく混合を続ける必要がある。数分ないし数時間以内に、加水分解反応の複生成物であるアルコールが生成し、また重合体の親水性が増すため、相溶するようになる。
この重合反応に先立って、アルコール類などの溶剤を加えてあらかじめ希釈することもできる。たとえば原料の0.5倍モルのメタノールの添加により、反応初期の発熱を軽減し、相溶性を増して反応の安定性を向上させ、かつ重合反応を遅延させることができる。このために加える溶剤としては、原料の0.2〜3倍モル程度のメタノール、エタノール、ジオキサンなどが使用される。
After the addition of water, the mixed solution is generally incompatible, so it is necessary to continue mixing vigorously using a stirrer or the like. Within a few minutes to several hours, an alcohol which is a double product of the hydrolysis reaction is produced, and the hydrophilicity of the polymer is increased, so that they become compatible.
Prior to this polymerization reaction, a solvent such as alcohol can be added to dilute in advance. For example, by adding 0.5 moles of methanol relative to the raw material, it is possible to reduce heat generation at the initial stage of reaction, increase compatibility, improve the stability of the reaction, and delay the polymerization reaction. As a solvent to be added for this purpose, methanol, ethanol, dioxane or the like of about 0.2 to 3 moles of the raw material is used.

メチルシロキサンオリゴマーを重量平均分子量1500〜6000まで重合させるためには、前記混合物を30℃以上80℃以下の温度に加熱する。配合ないしは単独原料に含まれるSi−CH3のモル濃度の原料全体のSiのモル濃度に対する比yが比較的小さいときは低温で、またyが比較的大きいときは高温にして重合させるのが好ましい。加熱温度が30℃未満では、重合速度が極端に低下して所望の分子量のものが得られない。また加熱温度が80℃を超えると、副生成物のアルコールの沸騰が起こったり、重合が極めて急速に起こるため、制御が困難である。一般的には50℃前後の温度で、密栓して恒温器中に保管して反応を行わせるのが好ましい。反応に要する時間は温度に依存するが、特に限定されず、分子量を測定しつつ、4〜120時間程度の間で適当な時間を選択すれば良い。 In order to polymerize the methylsiloxane oligomer to a weight average molecular weight of 1500 to 6000, the mixture is heated to a temperature of 30 ° C. or higher and 80 ° C. or lower. Polymerization is preferably carried out at a low temperature when the ratio y of the molar concentration of Si—CH 3 contained in a single raw material to the molar concentration of Si in the whole raw material is relatively small, and at a high temperature when y is relatively large. . When the heating temperature is less than 30 ° C., the polymerization rate is extremely lowered, and a desired molecular weight cannot be obtained. On the other hand, when the heating temperature exceeds 80 ° C., boiling of the by-product alcohol occurs or polymerization occurs very rapidly, which is difficult to control. In general, the reaction is preferably carried out at a temperature of around 50 ° C. and sealed in a thermostatic chamber. The time required for the reaction depends on the temperature, but is not particularly limited, and an appropriate time may be selected from about 4 to 120 hours while measuring the molecular weight.

このようにして得られる重合生成物には、はじめに原料として加えた水の他、副生成物のアルコール、希釈のために溶剤を加えた場合は、その溶剤などが共存する。これを除く必要があるが、そのまま蒸留ないし乾燥すると、メチルシロキサンオリゴマーの濃度が急激に上昇するため、重合反応速度が加速的に上昇し、分子量数十万以上のゲル体になってしまうため、水やアルコール、溶剤の除去に際しては、メチルシロキサンオリゴマーの濃度を上昇させない工夫が必要となる。このためには、希釈に使用する主溶媒、すなわち沸点120℃以上200℃以下の有機化合物を主成分とする溶媒を、あらかじめ加えて希釈しておき、そのまま希釈液を常圧あるいは減圧下で蒸留することが必要である。蒸留条件として、水やアルコール、溶剤は留去されるが、主溶媒は蒸留されない温度と圧力を選択することが重要である。   In the polymerization product thus obtained, water added as a raw material, alcohol as a by-product, and a solvent for dilution coexist with the solvent. It is necessary to remove this, but if it is distilled or dried as it is, the concentration of the methylsiloxane oligomer increases rapidly, so the polymerization reaction rate increases at an accelerated rate, resulting in a gel body with a molecular weight of several hundred thousand or more. In removing water, alcohol, and solvent, it is necessary to devise a technique that does not increase the concentration of the methylsiloxane oligomer. For this purpose, a main solvent used for dilution, that is, a solvent mainly composed of an organic compound having a boiling point of 120 ° C. or higher and 200 ° C. or lower is added in advance and diluted, and the diluted solution is distilled as it is under normal pressure or reduced pressure. It is necessary to. As distillation conditions, water, alcohol, and solvent are distilled off, but it is important to select a temperature and pressure at which the main solvent is not distilled.

主溶媒としては、前記の本発明において提供される塗布液に用いるものと同一のものが使用できるのはいうまでもない。
このように水やアルコール、溶剤を除去したメチルシロキサンオリゴマーの溶液はそのまま、あるいは適当な溶媒を加え、必要に応じて濾過、熟成などの操作を加えたうえで、塗布液とすることができる。
Needless to say, the same main solvent as that used in the coating solution provided in the present invention can be used.
Thus, the solution of the methylsiloxane oligomer from which water, alcohol, and solvent have been removed can be used as it is, or after adding an appropriate solvent and performing operations such as filtration and aging as necessary.

本発明第3の態様の半導体装置用絶縁膜の形成方法は、本発明において提供される絶縁膜形成用塗布液を用いるものであり、絶縁膜形成用塗布液を塗布後乾燥し、150℃以上300℃以下の温度に保持し、好ましくは30秒以上保持して流動化させる工程を含むものである。
この流動化させる工程の後、さらに350℃以上450℃以下の温度にて窒素中で硬化させて、絶縁膜を形成させることが好ましい。
こうして、本発明において膜特性に優れた絶縁膜、特に層間絶縁膜を持つ半導体装置を製造することができる。
The method for forming an insulating film for a semiconductor device according to the third aspect of the present invention uses the coating liquid for forming an insulating film provided in the present invention. It includes a step of fluidizing by holding at a temperature of 300 ° C. or lower, preferably 30 seconds or longer.
After the fluidizing step, the insulating film is preferably formed by further curing in nitrogen at a temperature of 350 ° C. or higher and 450 ° C. or lower.
Thus, a semiconductor device having an insulating film excellent in film characteristics, particularly an interlayer insulating film, can be manufactured in the present invention.

これは従来の有機SOGの膜の塗布形成方法と大筋は同一であるが、本発明のSOGの自己流動化温度が、150℃以上300℃以下の温度にあることに注目し、150℃以上300℃以下の温度において好ましくは30秒以上保持して、自己流動平坦化を完結させることに最大の特徴がある。すなわち、塗布乾燥された膜が、この温度範囲において、再度流動化し、高い広域の平坦性が得られるようになるからである。後に続く工程は通常のSOGのキュアと呼ばれる工程にほかならない。   This is largely the same as the conventional organic SOG film coating and forming method, but paying attention to the fact that the self-fluidization temperature of the SOG of the present invention is 150 ° C. or higher and 300 ° C. or lower. The greatest feature is that the self-flow flattening is completed by holding at a temperature of ℃ or lower, preferably for 30 seconds or longer. That is, the coated and dried film is fluidized again within this temperature range, and high flatness can be obtained. The subsequent process is nothing but a process called normal SOG curing.

また、本発明の第1の態様に係る絶縁膜形成用塗布液は、上記理由から、絶縁膜を形成するに際して、150℃以上300℃以下の温度において保持することにより自己流動平坦化が可能な塗布液である。
即ち、本態様に係る絶縁膜形成用塗布液は、メチルシロキサンオリゴマーを有機化合物を主成分とする溶媒に溶解したものであり、前記メチルシロキサンオリゴマー中のSi−CH3 のモル濃度が、メチルシロキサンオリゴマー全体のSiのモル濃度の80%以上130%以下であって、150℃以上300℃以下の自己流動温度を有することを特徴とするものである。
本態様において、メチルシロキサンオリゴマーおよび有機化合物を主成分とする溶媒には、本発明において提供される絶縁膜形成用塗布液にて説明したすべてのものが含まれる。
Further, for the above reason, the coating liquid for forming an insulating film according to the first aspect of the present invention can be self-flow planarized by holding at a temperature of 150 ° C. or higher and 300 ° C. or lower when forming the insulating film. It is a coating solution.
That is, the coating solution for forming an insulating film according to this embodiment is obtained by dissolving a methylsiloxane oligomer in a solvent containing an organic compound as a main component, and the molar concentration of Si-CH3 in the methylsiloxane oligomer is a methylsiloxane oligomer. It is characterized by having a self-flowing temperature of 80 ° C. or higher and 130% or lower and 150 ° C. or higher and 300 ° C. or lower of the total Si molar concentration.
In this embodiment, the solvent mainly composed of a methylsiloxane oligomer and an organic compound includes all those described in the coating liquid for forming an insulating film provided in the present invention.

また、本発明の第2の態様に係る半導体装置用絶縁膜の形成方法は、本発明の第1の態様に係る絶縁膜形成用塗布液を用いるものである。
本態様において、本発明の第1の態様に係る絶縁膜形成用塗布液を塗布後乾燥し、150℃以上300℃以下の温度に保持して流動化させる工程を含むことが好ましく、この150℃以上300℃以下の温度への保持を、30秒以上行うことが更に好ましい。
また、前記流動化させる工程の後、さらに350℃以上450℃以下の温度にて窒素中で硬化させて絶縁膜を形成することが好ましい。
The method for forming an insulating film for a semiconductor device according to the second aspect of the present invention uses the coating liquid for forming an insulating film according to the first aspect of the present invention.
In this aspect, it is preferable to include a step of drying after coating the coating liquid for forming an insulating film according to the first aspect of the present invention, and holding and fluidizing at a temperature of 150 ° C. or higher and 300 ° C. or lower. More preferably, the temperature is maintained at a temperature of 300 ° C. or lower for 30 seconds or longer.
Further, after the fluidizing step, it is preferable that the insulating film is formed by further curing in nitrogen at a temperature of 350 ° C. or higher and 450 ° C. or lower.

以下に、本発明を実施例により具体的に説明する。
(実施例1)
市販有機SOGに含まれるシロキサンオリゴマー中の前記単位構造(a)、(b)、(c)、(d)の存在比率および有機置換基の含有比率を分析した。ここでは、試料A(住友化学製SF1014)および試料B(東京応化製Type12000T)の2種類の有機SOGを分析した。
有機SOG(試料Aおよび試料Bの各々)1.5mlおよびトリス(アセチルアセトナト)クロム(III) 約40mgを重アセトン1.5mlに加えて溶解し、均一な溶液とした。この溶液を内径10mmのテフロン(登録商標)製NMR試料管に入れ、フーリエ変換型NMR分光計(日本電子製GX270)で29Si−NMRを測定した。観測中心周波数53.67MHz、観測周波数範囲16kHz、データポイント16kまたは32k、積算回数10000−45000、化学シフトの内部標準にはテトラメチルシランを用いた。
Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples.
Example 1
The abundance ratio of the unit structures (a), (b), (c), and (d) in the siloxane oligomer contained in the commercial organic SOG and the organic substituent content ratio were analyzed. Here, two types of organic SOGs, Sample A (SF1014 manufactured by Sumitomo Chemical) and Sample B (Type 12000T manufactured by Tokyo Ohka), were analyzed.
An organic SOG (each of sample A and sample B) 1.5 ml and about 40 mg of tris (acetylacetonato) chromium (III) were added to 1.5 ml of heavy acetone and dissolved to obtain a uniform solution. This solution was put into a Teflon (registered trademark) NMR sample tube having an inner diameter of 10 mm, and 29 Si-NMR was measured with a Fourier transform NMR spectrometer (GX270 manufactured by JEOL). Observation center frequency 53.67 MHz, observation frequency range 16 kHz, data point 16 k or 32 k, integration number 10,000-45000, and tetramethylsilane was used as an internal standard for chemical shift.

得られた29Si−NMRスペクトルの一例を図1に示す。図中に示した各シグナルの面積から前記A0,A1,A2,A3の相対比を求めた。なお、図1のピーク面積は、対応する単位構造中のSiの原子数に比例する。ここで、単位構造(a)および(c)の場合、図示される複数のピーク面積の合計値となる。
また、前記式〔3〕で定義される有機置換基含有比率を算出した結果を表1に示す。
なお、この実施例においてRはメチル基である。
An example of the obtained 29 Si-NMR spectrum is shown in FIG. The relative ratio of A 0 , A 1 , A 2 , A 3 was determined from the area of each signal shown in the figure. The peak area in FIG. 1 is proportional to the number of Si atoms in the corresponding unit structure. Here, in the case of the unit structures (a) and (c), it is the total value of a plurality of peak areas shown in the figure.
Table 1 shows the results of calculating the organic substituent content ratio defined by the formula [3].
In this example, R is a methyl group.

上記のとおり、本発明で使用される評価方法を用いれば、有機シロキサン類の有機置換基の含有比率の分析において、29Si−NMRの測定をすることにより、従来法では不可能であった単位構造ごとの存在比率を求めることができ、たとえば有機SOG中の単位構造(a)、(b)、(c)および(d)の存在比率および有機置換基含有比率を容易に決定できる。 As described above, by using the evaluation method used in the present invention, by analyzing 29 Si-NMR in the analysis of the content ratio of organic substituents of organosiloxanes, a unit that was impossible with the conventional method The abundance ratio for each structure can be determined, and for example, the abundance ratio and organic substituent content ratio of the unit structures (a), (b), (c) and (d) in the organic SOG can be easily determined.

Figure 2006229221
Figure 2006229221

(実施例2)
原料として、メチルトリメトキシシランとテトラメトキシシランを表2の割合でメタノールに溶解し、これに表1に示す割合の水およびギ酸0.002モルを加え、攪拌して30〜60℃で24時間重合反応を行った。生成物にベンゼンとエチレングリコールモノエチルエーテルの1:1混合物650mlを加え、減圧蒸留して過剰のメタノールと水を除き、固形分濃度約20重量%の塗布液を作製した。この塗布液中に含まれるシロキサンオリゴマーの重量平均分子量をゲル浸透クロマトグラフィーで測定したところ、約3,000であり、これは重合度40〜50に相当するものであった。
(Example 2)
As raw materials, methyltrimethoxysilane and tetramethoxysilane were dissolved in methanol in the proportions shown in Table 2, and water and formic acid 0.002 mol in the proportions shown in Table 1 were added thereto and stirred at 30 to 60 ° C. for 24 hours. A polymerization reaction was performed. 650 ml of a 1: 1 mixture of benzene and ethylene glycol monoethyl ether was added to the product, and distilled under reduced pressure to remove excess methanol and water to prepare a coating solution having a solid content concentration of about 20% by weight. When the weight average molecular weight of the siloxane oligomer contained in the coating solution was measured by gel permeation chromatography, it was about 3,000, which corresponds to a degree of polymerization of 40-50.

この塗布液を、6インチ径のシリコンウェーハ上に、回転数3,000rpmでスピンコートし、150℃、200℃、250℃で各々60秒ベークし、次いで窒素気流中400℃で30分加熱し、絶縁膜を作製した。
この膜について、収縮率、誘電率および吸水率を測定した結果を式〔2〕におけるXの値と共に表2および図2に併せて示した。
This coating solution is spin-coated on a 6-inch diameter silicon wafer at a rotation speed of 3,000 rpm, baked at 150 ° C., 200 ° C. and 250 ° C. for 60 seconds each, and then heated at 400 ° C. for 30 minutes in a nitrogen stream. An insulating film was produced.
The results of measuring the shrinkage rate, dielectric constant, and water absorption of this film are shown in Table 2 and FIG. 2 together with the value of X in Formula [2].

ここで、収縮率の評価方法は、洗浄後の半導体基板に回転数を制御することによって膜厚の異なる塗布膜を形成し、以下に示す式〔5〕から収縮率を求めた。
収縮率(%)={(tb−ta)/tb}×100 〔5〕
ただし、taは硬化処理後の膜厚、tbはプリベーク処理後の膜厚である。
Here, as the shrinkage rate evaluation method, coating films having different film thicknesses were formed on the cleaned semiconductor substrate by controlling the number of rotations, and the shrinkage rate was obtained from the following equation [5].
Shrinkage rate (%) = {(t b −t a ) / t b } × 100 [5]
However, t a is the thickness after curing, t b is the thickness after pre-baking.

誘電率は、洗浄後の半導体基板上全面にAlの膜をスパッタリング法により形成し、この上に前記の方法で回転数を制御することによって厚さ約300nmの塗布膜を形成し、プリベーク、キュア処理を行った後、メタルマスクを用いて約3mm角のAl電極を蒸着し、膜の端の部分を希フッ酸でエッチングして下部全面Alと蒸着Al膜の間での静電容量を計測し、電極面積と膜厚から求めた。   The dielectric constant is obtained by forming an Al film on the entire surface of the cleaned semiconductor substrate by sputtering, and forming a coating film having a thickness of about 300 nm on this by controlling the number of rotations by the above method. After the treatment, an approximately 3mm square Al electrode is deposited using a metal mask, and the edge of the film is etched with dilute hydrofluoric acid to measure the capacitance between the entire lower surface Al and the deposited Al film. And obtained from the electrode area and film thickness.

また、吸水率は、硬化処理の終わった膜をクリーンルーム中で24時間放置し、膜中に含まれる水を電解セル式水分計(MEA(Moisture Evaluation Analyzer)デュポン社製)で400℃までの発生水分量を測定することで計測した。
表2および図2から明らかなように、Xと膜特性の間には明確な相関があり、またX≧80%のときに、収縮率、誘電率および吸水量がいずれも小で、優れた膜特性が得られることがわかった。
In addition, the water absorption is generated by leaving the cured film for 24 hours in a clean room, and water contained in the film is generated up to 400 ° C with an electrolytic cell moisture meter (MEA (Moisture Evaluation Analyzer) manufactured by DuPont). It was measured by measuring the amount of water.
As is clear from Table 2 and FIG. 2, there is a clear correlation between X and film properties, and when X ≧ 80%, the shrinkage, dielectric constant, and water absorption are all small and excellent. It was found that film characteristics can be obtained.

Figure 2006229221
Figure 2006229221

(実施例3)
まず、はじめに本発明で提供される塗布液の製造方法に基づいて以下に示す手順で本発明において提供されるSOG形成用の塗布液を製造した。なお、原料の配合比率、合成条件、代表的な膜物性等はいずれも表3および4に列記した。表3は3種類の原料の組み合わせを変化させたものであり、表4は各種合成条件を変化させた場合のデータを掲げた。表3,4には測定したデータについても記載した。測定方法の詳細な説明は、以下に記載した。測定した膜物性は表3,4とも同一のものである。なお、本発明の範囲以外のものは、番号の前に*印を付け、対照用の比較例とした。
(Example 3)
First, a coating solution for forming SOG provided in the present invention was manufactured according to the following procedure based on the method for manufacturing a coating solution provided in the present invention. The raw material blending ratio, synthesis conditions, typical film properties, etc. are listed in Tables 3 and 4. Table 3 shows a combination of three kinds of raw materials, and Table 4 shows data obtained when various synthesis conditions are changed. Tables 3 and 4 also show the measured data. A detailed description of the measurement method is described below. The measured film physical properties are the same in Tables 3 and 4. Except for the scope of the present invention, an asterisk (*) was added in front of the number to provide a control comparative example.

(塗布液の合成)
原料として、いずれも純度99%以上のテトラメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシランを表3および4に示す割合で混合し、これに表3および4に示す割合の水を加え、さらに1Nのギ酸水溶液をギ酸として0.002モルを加え、撹拌して均一な溶液とした後、密栓して表3および4に示した温度の恒温水槽に浸漬し、表3および4に示す時間保持し、重合反応を行った。かかる重合生成物に溶媒としてメチルn−アミルケトン(2−ヘプタノン、沸点151℃)を加え、50℃で50Torrの減圧下でロータリーエバポレータを用いて蒸留し、過剰のメタノールと水を除いた。その後さらにメチルn−アミルケトン(2−ヘプタノン)を用いて希釈し、固形分濃度20重量%の塗布液を作製した。表4には、この塗布液中に含まれるシロキサンオリゴマーの重量平均分子量をゲル浸透クロマトグラフィーで測定した結果を掲げた。表4の実施例において合成された塗布液は、いずれも本発明で提供される塗布液の条件を満たしていることがわかる。ただし、Si−O−Siネットワークの不規則性については測定できる方法がないので除外されるが、後述する収縮率が非常に小さいことから予測して、ラダー構造などの規則構造をとっていないことが自ずから知られる。
(Synthesis of coating solution)
As raw materials, tetramethoxysilane, methyltrimethoxysilane, and dimethyldimethoxysilane having a purity of 99% or more were mixed in the proportions shown in Tables 3 and 4, and water in the proportions shown in Tables 3 and 4 was added thereto. After adding 0.002 mol of formic acid aqueous solution as formic acid and stirring to make a uniform solution, it was sealed and immersed in a constant temperature water bath at the temperature shown in Tables 3 and 4, and held for the time shown in Tables 3 and 4 A polymerization reaction was performed. Methyl n-amyl ketone (2-heptanone, boiling point 151 ° C.) was added to the polymerization product as a solvent, and distilled using a rotary evaporator at 50 ° C. under a reduced pressure of 50 Torr to remove excess methanol and water. Thereafter, it was further diluted with methyl n-amyl ketone (2-heptanone) to prepare a coating solution having a solid content concentration of 20% by weight. Table 4 lists the results obtained by measuring the weight average molecular weight of the siloxane oligomer contained in the coating solution by gel permeation chromatography. It can be seen that all of the coating liquids synthesized in the examples of Table 4 satisfy the conditions of the coating liquid provided by the present invention. However, the irregularity of the Si-O-Si network is excluded because there is no method that can be measured, but it does not take a regular structure such as a ladder structure in anticipation of the shrinkage rate described later being very small. Is naturally known.

この塗布液を6インチ径のシリコンウェーハ上に、回転数3000rpmでスピンコートし、150℃,200℃,250℃で各60秒ベークし、次いで窒素気流中400℃で30分加熱し、塗布膜を作製した。
この膜について、収縮率、誘電率および吸水率を測定した結果を、下記組成式1におけるyの値と共に表3に併せて示した。
(CH3)ySiO2-y/2 (組成式1)
ここで収縮率、誘電率および吸水率は、実施例2と同様にして測定し、評価した。
This coating solution is spin-coated on a 6-inch diameter silicon wafer at a rotation speed of 3000 rpm, baked at 150 ° C., 200 ° C., and 250 ° C. for 60 seconds each, and then heated at 400 ° C. for 30 minutes in a nitrogen stream to form a coating film. Was made.
The results of measuring the shrinkage rate, dielectric constant, and water absorption rate of this film are shown in Table 3 together with the y value in the following composition formula 1.
(CH 3 ) y SiO 2-y / 2 (Composition Formula 1)
Here, the shrinkage rate, dielectric constant and water absorption were measured and evaluated in the same manner as in Example 2.

表3および表4から明らかなように、yと膜特性の間には明確な相関があり、また0.8≦y≦1.3のときに収縮率が小さく、誘電率の小さい、水分の少ないという優れた膜特性が得られることがわかった。   As is clear from Tables 3 and 4, there is a clear correlation between y and the film properties, and the shrinkage is small when 0.8 ≦ y ≦ 1.3, the dielectric constant is small, It was found that excellent film characteristics of a small amount can be obtained.

次に、本発明における絶縁膜の形成方法について図面を参照して説明する。
図3は、本発明にかかわる絶縁膜の製造工程を示す部分断面図である。図3(1)に示す工程では、所望の処理を施した半導体基板1上に、厚さ1.2μmの配線層を形成した後、これをパターニングし、配線幅=1μmの配線2a,2bおよび2c(配線2aと2bの間隔=配線2bと配線2cとの間隔=1μm)からなるラインアンドスペース配線パターン2、および配線幅=0.5μmの配線3a,3bおよび3c(配線3aと3bの間隔=配線3bと配線3cとの間隔=0.5μm)からなるラインアンドスペース配線パターン3を形成した。配線パターン2と配線パターン3との間隔は3μmとした。この工程により、半導体基板1と配線パターン2および3との間に段差が発生した。
Next, a method for forming an insulating film in the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing the manufacturing process of the insulating film according to the present invention. In the step shown in FIG. 3A, after a wiring layer having a thickness of 1.2 μm is formed on the semiconductor substrate 1 subjected to a desired process, this is patterned, and wirings 2a, 2b having a wiring width = 1 μm and 2c (interval between wirings 2a and 2b = interval between wirings 2b and 2c = 1 μm), and wirings 3a, 3b and 3c (intervals between wirings 3a and 3b) having wiring width = 0.5 μm = Line-and-space wiring pattern 3 having a distance between wiring 3b and wiring 3c = 0.5 μm) was formed. The interval between the wiring pattern 2 and the wiring pattern 3 was 3 μm. By this process, a step was generated between the semiconductor substrate 1 and the wiring patterns 2 and 3.

次に、図3(2)に示す工程では、図3(1)に示す工程で得た半導体基板1および配線パターン2および3の全面に、テトラエトキシシラン(TEOS)をベースとしたプラズマCVD法により、SiO2層4を300nmの厚さで形成した。このCVD酸化膜4は、ステップカバレッジが良好であるが、膜の形成が下地の形状(段差)に沿って行われるため、配線間の溝を埋め込むことはできなかった。 Next, in the step shown in FIG. 3 (2), a plasma CVD method based on tetraethoxysilane (TEOS) is applied to the entire surface of the semiconductor substrate 1 and the wiring patterns 2 and 3 obtained in the step shown in FIG. 3 (1). Thus, the SiO 2 layer 4 was formed with a thickness of 300 nm. Although the CVD oxide film 4 has good step coverage, the film formation is performed along the shape (step) of the base, so that the trench between the wirings cannot be buried.

次いで、図3(3)に示す工程では、絶縁膜の原料として、前記の方法によって合成した表3および4に掲げた各種の塗布液を使用し、スピンコーティング法により、0.7〜1.1μmの厚さで絶縁膜5を塗布し、窒素雰囲気中で80℃,150℃,230℃でそれぞれ60秒間ずつ加熱するプリベーク処理を行った。その後、400℃で30分間の窒素中キュア(硬化)処理を施し、絶縁膜5を形成した。こうして、本発明で提供される半導体装置6を製造した。得られた半導体装置6の絶縁膜5の断面を観察した。平坦性の評価は、図4に示す平坦性の尺度(DOP)を用いて具体的にその傾向を調べた。なお、平坦性の尺度であるDOP(%)は下記式で求めた。
DOP(%)={1−(θ/90)(d0/dm)}×100
ここで、θは、図4に示すように配線7によって生じた絶縁膜8の段差の傾き、d0は絶縁膜8の高低差、dmは配線7の厚さである。
Next, in the step shown in FIG. 3 (3), various coating liquids listed in Tables 3 and 4 synthesized by the above method are used as the raw material of the insulating film, and 0.7 to 1. The insulating film 5 was applied to a thickness of 1 μm, and prebaking treatment was performed in a nitrogen atmosphere at 80 ° C., 150 ° C., and 230 ° C. for 60 seconds. Thereafter, a curing (curing) treatment in nitrogen was performed at 400 ° C. for 30 minutes to form an insulating film 5. Thus, the semiconductor device 6 provided by the present invention was manufactured. The cross section of the insulating film 5 of the obtained semiconductor device 6 was observed. The flatness was evaluated by using a flatness scale (DOP) shown in FIG. The DOP (%), which is a measure of flatness, was determined by the following formula.
DOP (%) = {1− (θ / 90) (d 0 / d m )} × 100
Here, theta is the slope of the step of the insulating film 8 caused by the wiring 7, as shown in FIG. 4, d 0 is the height difference between the insulating film 8, the thickness of d m wiring 7.

平坦性の測定の結果は表3および4に記載した。
いずれも、本発明によるSOGを使用することにより、優れた平坦性を達成できたことがわかる。
The results of the flatness measurement are shown in Tables 3 and 4.
It can be seen that excellent flatness was achieved by using the SOG according to the present invention.

Figure 2006229221
Figure 2006229221

Figure 2006229221
Figure 2006229221

実施例1において用いた試料A(表1参照)の29Si−NMRスペクトルである。It is a 29 Si-NMR spectrum of sample A (see Table 1) used in Example 1. 実施例2において式〔2〕で定義されるXと絶縁膜の収縮率、比誘電率および吸水率との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between X defined by Formula [2] in Example 2, and the shrinkage | contraction rate of a dielectric film, a dielectric constant, and a water absorption. (1)、(2)および(3)は、それぞれ本発明に係る半導体装置用絶縁膜の製造における配線層パターン形成工程、CVD酸化膜形成工程および絶縁膜形成工程の各工程を示す部分断面模式図である。(1), (2), and (3) are partial cross-sectional schematic diagrams showing respective steps of a wiring layer pattern forming step, a CVD oxide film forming step, and an insulating film forming step in the manufacture of an insulating film for a semiconductor device according to the present invention. FIG. 実施例3において測定した平坦性の尺度であるDOPを求める方法を示す絶縁膜の段差部分の断面模式図である。10 is a schematic cross-sectional view of a step portion of an insulating film showing a method for obtaining DOP which is a measure of flatness measured in Example 3. FIG.

Claims (3)

半導体装置の製造に用いられる絶縁膜形成用塗布液であって、少なくとも一種類の有機置換基と結合したSi原子を含む下記式〔1〕で表されるシロキサン類を含み、かつ、前記シロキサン類の29Si−NMRスペクトルのシグナルの積分値から求められる下記式〔2〕で示される含有比率Xが、下記式〔2〕を満足するシロキサン類を含む絶縁膜形成用塗布液を用い、前記絶縁膜形成用塗布液を塗布後乾燥し、150℃以上300℃以下の温度に保持して流動化させ、さらに、350℃以上450℃以下の温度にて硬化させる工程を含むことを特徴とする半導体装置用絶縁膜の形成方法。
Figure 2006229221
上記式〔1〕において、
k、l、n:0〜1000の整数を示す。
m:1〜1000の整数を示す。
R:飽和炭化水素基、不飽和炭化水素基、フェニル基から選ばれる少なくとも1種の有機置換基を示し、同一であっても異なっていてもよく、フェニル基としては、置換基を有するフェニル基でもよい。
酸素原子は、Si、R、Hのいずれかと結合する。
Figure 2006229221
上記式〔2〕において、
029Si−NMRスペクトルから求められる、Si−C結合をもたないSiに帰属されるSiシグナルの面積、
129Si−NMRスペクトルから求められる、Si−C結合を1本有するSiに帰属されるSiシグナルの面積、
229Si−NMRスペクトルから求められる、Si−C結合を2本有するSiに帰属されるSiシグナルの面積、
329Si−NMRスペクトルから求められる、Si−C結合を3本有するSiに帰属されるSiシグナルの面積を示す。
A coating solution for forming an insulating film used for manufacturing a semiconductor device, comprising a siloxane represented by the following formula [1] containing a Si atom bonded to at least one organic substituent, and the siloxane Using the coating solution for forming an insulating film containing a siloxane in which the content ratio X represented by the following formula [2] obtained from the integral value of the 29 Si-NMR spectrum of the above satisfies the following formula [2]: A semiconductor comprising a step of drying after coating a film-forming coating solution, holding the fluid at 150 ° C. to 300 ° C., and further curing at 350 ° C. to 450 ° C. A method for forming an insulating film for a device.
Figure 2006229221
In the above formula [1],
k, l, n: An integer of 0 to 1000.
m: An integer of 1-1000.
R: represents at least one organic substituent selected from a saturated hydrocarbon group, an unsaturated hydrocarbon group, and a phenyl group, which may be the same or different. As the phenyl group, a phenyl group having a substituent But you can.
The oxygen atom is bonded to any one of Si, R, and H.
Figure 2006229221
In the above formula [2],
A 0 : The area of the Si signal attributed to Si having no Si—C bond, as determined from the 29 Si-NMR spectrum,
A 1 : Area of Si signal attributed to Si having one Si—C bond, determined from 29 Si-NMR spectrum,
A 2 : the area of the Si signal attributed to Si having two Si—C bonds, determined from the 29 Si-NMR spectrum,
A 3 : Indicates the area of the Si signal attributed to Si having three Si—C bonds, determined from the 29 Si-NMR spectrum.
前記150℃以上300℃以下の温度への保持を30秒以上行うことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置用絶縁膜の形成方法。   The method for forming an insulating film for a semiconductor device according to claim 1, wherein the holding at a temperature of 150 ° C. or higher and 300 ° C. or lower is performed for 30 seconds or longer. 前記硬化を窒素中で行うことを特徴とする請求項1または2に記載の半導体装置用絶縁膜の形成方法。   The method for forming an insulating film for a semiconductor device according to claim 1, wherein the curing is performed in nitrogen.
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