JP2007234871A - Method and precursor solution for formation of interlayer insulating film - Google Patents

Method and precursor solution for formation of interlayer insulating film Download PDF

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信雄 青井
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of forming an interlayer insulating film which suppresses the hinderance of a polymerization reaction and has an excellent mechanical strength and a low permittivity, and to provide a precursor solution which is used in the method. <P>SOLUTION: A solution containing an adamantane derivative (10a) having an aldehyde group and an aromatic amine derivative (10b) is coated on a substrate, and thereafter the substrate is subjected to heat treatment in an atmosphere containing oxygen to form an interlayer insulating film as an organic polymer film (10d) having an adamantine skeleton and a benzoxazole skeleton. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、層間絶縁膜の形成方法及び層間絶縁膜形成用の前駆体溶液に関するものであり、具体的には、機械強度が大きく且つ低密度な高分子材料よりなる層間絶縁膜を形成する方法、及びその形成方法に用いる前駆体溶液に関するものである。   The present invention relates to a method for forming an interlayer insulating film and a precursor solution for forming an interlayer insulating film, and more specifically, a method for forming an interlayer insulating film made of a polymer material having high mechanical strength and low density. , And a precursor solution used in the formation method thereof.

従来から、超LSI(Large Scale Integration)等の層間絶縁膜として、耐熱性の向上のため芳香族系分子を重合した高分子からなる有機高分子膜が使用されている。具体的には、ポリイミド誘導体、ポリアリルエーテル誘導体、ポリキノリン誘導体、ポリパラキシレン誘導体などが知られている。これらの高分子は炭素を主成分とするため、SiO2 系の層間絶縁膜に比べて構成分子の分極率が低く、低誘電率層間絶縁膜として注目されている。 Conventionally, an organic polymer film made of a polymer obtained by polymerizing aromatic molecules has been used as an interlayer insulating film for VLSI (Large Scale Integration) or the like in order to improve heat resistance. Specifically, polyimide derivatives, polyallyl ether derivatives, polyquinoline derivatives, polyparaxylene derivatives and the like are known. Since these polymers contain carbon as a main component, the polarizabilities of the constituent molecules are lower than those of SiO 2 -based interlayer insulating films, and are attracting attention as low dielectric constant interlayer insulating films.

具体的には、炭素を主成分とする有機高分子の比誘電率は例えば2.4〜3.0程度であり、SiO2 系層間絶縁膜の誘電率が3.3〜4.5程度であるのに比べて低い。但し、SiO2 系の材料においても、有機成分を導入した有機SOG(Spin On Glass )では2.9程度の比誘電率の層間絶縁膜が知られている。 Specifically, the relative dielectric constant of the organic polymer mainly composed of carbon is, for example, about 2.4 to 3.0, and the dielectric constant of the SiO 2 interlayer insulating film is about 3.3 to 4.5. Low compared to some. However, even in SiO 2 materials, an interlayer insulating film having a relative dielectric constant of about 2.9 is known for organic SOG (Spin On Glass) into which an organic component is introduced.

これらの従来の有機高分子膜について、有機高分子の分極率がSiO2 の分極率に比べて小さいことから低誘電率化を実現しているが、近年、比誘電率を更に低減させる目的で多孔質化することが検討されている。しかしながら、多孔質化することにより、比誘電率を大幅に低下させることが可能になる一方で、密着性の低下と機械強度の低下とを招くことになる。これは、多孔質化による低誘電率化が有機高分子の架橋密度を低下させることによって実現されるという原理的な欠陥を有することが原因となっている。有機高分子膜の機械強度は架橋密度が高いほど大きいが、多孔質化による架橋密度の低下は、材料そのものの硬さを低下させると共に、ガラス転移温度の低下をも引き起こす。密着性及び機械強度が低下すると、例えば、多層配線構造において、化学機械研磨(Chemical Mechanical Polishing)による平坦化処理の際に、配線構造の破壊を引き起こしてしまう。一方、ガラス転移温度の低下は、有機高分子膜よりなる層間絶縁膜を形成した後の熱処理によって層間絶縁膜の軟化を引き起こし、その結果、多層配線構造の変形又は破壊などを引き起こしてしまう。 For these conventional organic polymer films, the dielectric constant has been reduced because the polarizability of the organic polymer is smaller than the polarizability of SiO 2. However, in recent years, for the purpose of further reducing the relative dielectric constant. Making it porous is being studied. However, by making it porous, it is possible to significantly reduce the relative dielectric constant, while causing a decrease in adhesion and a decrease in mechanical strength. This is due to the fact that the low dielectric constant due to the porous structure is realized by reducing the cross-linking density of the organic polymer, thereby having a fundamental defect. The mechanical strength of the organic polymer film is higher as the crosslink density is higher. However, the decrease in the crosslink density due to the porous structure lowers the hardness of the material itself and also lowers the glass transition temperature. When the adhesion and mechanical strength are reduced, for example, in a multilayer wiring structure, the wiring structure is destroyed during planarization processing by chemical mechanical polishing. On the other hand, the decrease in the glass transition temperature causes the interlayer insulating film to be softened by the heat treatment after the interlayer insulating film made of the organic polymer film is formed. As a result, the multilayer wiring structure is deformed or broken.

ところで、密着性の低下及び機械強度の低下を引き起こすことなく、有機高分子膜の低誘電率化を実現させるために、内部に空孔を有する構造の分子を合成し、該分子を重合することにより、3次元空孔を内包する3次元重合高分子構造の有機高分子膜を形成する方法が提案されている(例えば特許文献1参照)。例えば、4つの官能基群を有する3次元重合性モノマーと該官能基に化学結合する2つの官能基群を有し且つ直鎖状の2次元重合性モノマーとの共重合体を形成することにより、分子サイズの3次元空孔を有する3次元重合高分子構造体を形成する方法が開示されている。
特開2001−332543号公報
By the way, in order to reduce the dielectric constant of an organic polymer film without causing a decrease in adhesion and a decrease in mechanical strength, a molecule having a structure having pores inside is synthesized and the molecule is polymerized. Thus, there has been proposed a method of forming an organic polymer film having a three-dimensional polymer structure containing three-dimensional pores (see, for example, Patent Document 1). For example, by forming a copolymer of a three-dimensional polymerizable monomer having four functional groups and a linear two-dimensional polymerizable monomer having two functional groups chemically bonded to the functional group A method of forming a three-dimensionally polymerized polymer structure having three-dimensional pores of molecular size is disclosed.
JP 2001-332543 A

ところで、3次元重合性モノマーと2次元重合性モノマーとの組み合わせとしては、カルボキシル基を有するアダマンタン誘導体とアミン誘導体との組み合わせが知られている。このような低分子量のモノマーを用いた場合には、2次元重合性モノマーである2次元重合性アミン誘導体モノマーの揮発温度と重合温度とがほぼ同様の温度範囲内にあるので、重合反応が2次元重合性アミン誘導体モノマーの揮発と同時に進行する。このため、2次元重合性アミン誘導体モノマーが揮発によって減少するので、重合反応が阻害されてしまい、高分子量のポリマーを形成することができないという問題があった。そして、その結果、ガラス転移温度の低下や、機械強度の低下を更に招くという問題があった。   By the way, as a combination of a three-dimensional polymerizable monomer and a two-dimensional polymerizable monomer, a combination of an adamantane derivative having a carboxyl group and an amine derivative is known. When such a low molecular weight monomer is used, the volatilization temperature and the polymerization temperature of the two-dimensional polymerizable amine derivative monomer, which is a two-dimensional polymerizable monomer, are in substantially the same temperature range. It proceeds simultaneously with the volatilization of the dimensionally polymerizable amine derivative monomer. For this reason, since the two-dimensional polymerizable amine derivative monomer is reduced by volatilization, there is a problem that the polymerization reaction is inhibited and a high molecular weight polymer cannot be formed. As a result, there is a problem that the glass transition temperature is lowered and the mechanical strength is further lowered.

前記に鑑み、本発明の目的は、重合反応の阻害を抑制し、機械強度に優れ且つ低誘電率である層間絶縁膜を形成する方法、及び該方法に用いる前駆体溶液を提供することである。   In view of the above, an object of the present invention is to provide a method of forming an interlayer insulating film that suppresses inhibition of polymerization reaction, has excellent mechanical strength, and has a low dielectric constant, and a precursor solution used in the method. .

前記の課題を考慮して、本件発明者が、重合温度の低温下を実現するために鋭意検討を重ねた結果、アルデヒド基を有するアダマンタン誘導体をモノマーとして用いることにより、重合温度を低下させることを見出した。本発明は、前記の知見に基づいてなされたものであり、具体的には、本発明の第1の側面は、アルデヒド基を有するアダマンタン誘導体と芳香族アミン誘導体とを含む層間絶縁膜形成用の前駆体溶液を用いて、基板上に塗布した後に、酸素を含有する雰囲気下において熱処理を行なうことによって層間絶縁膜を形成するものである。   In view of the above-mentioned problems, the present inventors have made extensive studies in order to achieve a low polymerization temperature. As a result, it is possible to lower the polymerization temperature by using an adamantane derivative having an aldehyde group as a monomer. I found it. The present invention has been made based on the above findings. Specifically, the first aspect of the present invention is for forming an interlayer insulating film containing an adamantane derivative having an aldehyde group and an aromatic amine derivative. An interlayer insulating film is formed by applying a precursor solution to a substrate and then performing a heat treatment in an atmosphere containing oxygen.

本発明の第1の側面によると、アルデヒド基を有するアダマンタン誘導体よりなるモノマーと芳香族アミン誘導体よりなるモノマーとの重合温度が低下するので、芳香族アミン誘導体よりなるモノマーの揮発を抑制することができる。このため、高分子量のポリマーを形成することができるので、機械強度に優れ且つ低誘電率である層間絶縁膜を形成することができる。   According to the first aspect of the present invention, since the polymerization temperature of the monomer composed of an adamantane derivative having an aldehyde group and the monomer composed of an aromatic amine derivative is lowered, it is possible to suppress volatilization of the monomer composed of the aromatic amine derivative. it can. Therefore, since a high molecular weight polymer can be formed, an interlayer insulating film having excellent mechanical strength and a low dielectric constant can be formed.

また、本発明の第2の側面は、アルデヒド基を有するアダマンタン誘導体と芳香族アミン誘導体とを含む溶液を加熱処理することによって得られる、該アダマンタン誘導体と該芳香族アミン誘導体との共重合体よりなるオリゴマーを含む層間絶縁膜形成用の前駆体溶液を用いて、基板上に塗布した後に、酸素を含有する雰囲気において熱処理を行なうことによって層間絶縁膜を形成するものである。   Further, the second aspect of the present invention is a copolymer of the adamantane derivative and the aromatic amine derivative obtained by heat-treating a solution containing an adamantane derivative having an aldehyde group and an aromatic amine derivative. An interlayer insulating film is formed by applying a precursor solution for forming an interlayer insulating film containing the oligomer, and applying heat treatment in an oxygen-containing atmosphere after coating on the substrate.

本発明の第2の側面によると、上述の第1の側面による効果に加えて、オリゴマーを含む層間絶縁膜形成用の前駆体溶液は、溶液状態でポリマーの3次元骨格が形成されているため、塗布後の熱処理による膜収縮を抑制することができるので、低密度化が向上し、より低誘電率の層間絶縁膜を形成することができる。また、層間絶縁膜形成用の前駆体溶液中にオリゴマーを形成しておくことにより、塗布後に行なう重合反応のための熱処理の温度を高くしても、芳香族アミン誘導体よりなるモノマーの揮発を抑制することができる。   According to the second aspect of the present invention, in addition to the effects of the first aspect described above, the precursor solution for forming an interlayer insulating film containing an oligomer has a three-dimensional polymer skeleton formed in the solution state. Since film shrinkage due to heat treatment after coating can be suppressed, density reduction can be improved and an interlayer insulating film having a lower dielectric constant can be formed. In addition, by forming an oligomer in the precursor solution for forming the interlayer insulating film, the volatilization of the monomer composed of the aromatic amine derivative is suppressed even when the temperature of the heat treatment for the polymerization reaction performed after coating is increased. can do.

また、本発明の第3の側面は、アルデヒド基を有するアダマンタン誘導体よりなる第1の溶液と、芳香族アミン誘導体を含む第2の溶液とを別々に作製した後に、該第1の溶液と該第2の溶液とを混合して作製された層間絶縁膜形成用の前駆体溶液を用いて、基板上に塗布した後に、酸素を含有する雰囲気下において熱処理を行なうことによって層間絶縁膜を形成するものである。   According to a third aspect of the present invention, a first solution made of an adamantane derivative having an aldehyde group and a second solution containing an aromatic amine derivative are prepared separately, and then the first solution and the An interlayer insulating film is formed by applying a precursor solution for forming an interlayer insulating film prepared by mixing with the second solution onto the substrate and then performing a heat treatment in an atmosphere containing oxygen. Is.

本発明の第3の側面によると、上述の第1の側面による効果に加えて、基板上に塗布する直前に、第1の溶液と第2の溶液とを混合して作製された層間絶縁膜形成用の前駆体溶液を用いることができるので、重合反応に用いる溶液の長期保存が可能となる。特に、第2の溶液に含まれる芳香族アミン誘導体の種類によっては、アルデヒド基を有するアダマンタン誘導体とを同一の溶液中に溶解させて保存すると、室温において重合反応が徐々に進行してゲル化することで実用化が困難な場合があるので、このような場合に、本発明の第3の側面は効果的である。   According to the third aspect of the present invention, in addition to the effect of the first aspect described above, the interlayer insulating film produced by mixing the first solution and the second solution immediately before coating on the substrate Since the precursor solution for formation can be used, the solution used for the polymerization reaction can be stored for a long time. In particular, depending on the type of aromatic amine derivative contained in the second solution, when the adamantane derivative having an aldehyde group is dissolved and stored in the same solution, the polymerization reaction gradually proceeds to gel at room temperature. In this case, the third aspect of the present invention is effective.

本発明によると、アルデヒド基を有するアダマンタン誘導体よりなるモノマーと芳香族アミン誘導体よりなるモノマーとの重合温度が低下するので、芳香族アミン誘導体よりなるモノマーの揮発を抑制することができる。このため、高分子量のポリマーを形成することができるので、機械強度に優れ且つ低誘電率である層間絶縁膜を形成することができる。   According to the present invention, since the polymerization temperature of the monomer composed of an adamantane derivative having an aldehyde group and the monomer composed of an aromatic amine derivative is lowered, volatilization of the monomer composed of the aromatic amine derivative can be suppressed. Therefore, since a high molecular weight polymer can be formed, an interlayer insulating film having excellent mechanical strength and a low dielectric constant can be formed.

(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態では、上述した本発明の第1の側面についての層間絶縁膜の形成方法及び層間絶縁膜形成用の前駆体溶液について説明する。
(First embodiment)
In the first embodiment of the present invention, an interlayer insulating film forming method and an interlayer insulating film forming precursor solution according to the first aspect of the present invention described above will be described.

本発明の第1の実施形態に係る層間絶縁膜形成用の前駆体溶液は、アルデヒド基を有するアダマンタン誘導体と芳香族アミン誘導体とを含む溶液であり、本発明の第1の実施形態に係る層間絶縁膜の形成方法は、該前駆体溶液を基板上に塗布した後に、酸素を含有する雰囲気下において熱処理を行なうことにより、有機高分子膜よりなる層間絶縁膜を形成するものである。   The precursor solution for forming an interlayer insulating film according to the first embodiment of the present invention is a solution containing an adamantane derivative having an aldehyde group and an aromatic amine derivative, and the interlayer solution according to the first embodiment of the present invention. In the method of forming an insulating film, an interlayer insulating film made of an organic polymer film is formed by applying the precursor solution on a substrate and then performing a heat treatment in an atmosphere containing oxygen.

−−アルデヒド基を有するアダマンタン誘導体−−
まず、アルデヒド基を有するアダマンタン誘導体について説明する。
--Adamantane derivative having aldehyde group--
First, an adamantane derivative having an aldehyde group will be described.

アルデヒド基を有するアダマンタン誘導体は、下記[化125]の一般式   The adamantane derivative having an aldehyde group has the following general formula:

Figure 2007234871
Figure 2007234871

(但し、X1 、X2 、X3 、及びX4 の各々の組み合わせは、下記[表1]に示される組み合わせであり、下記[表1]におけるR1 〜R12 の各々は、水素又は有機基である。)
で表されるもののうちの1種類又は複数種類である。
(However, each combination of X 1 , X 2 , X 3 , and X 4 is a combination shown in the following [Table 1], and each of R 1 to R 12 in the following [Table 1] is hydrogen or Organic group.)
Are one type or a plurality of types.

Figure 2007234871
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なお、X1 〜X4 の取り得る組み合わせの種類としては[表1]に示す通りであるが、具体的には、組み合わせ1aの場合では、X1 〜X4 が(1)に示す置換基であり、組み合わせ1bの場合では、X1 〜X3 が(1)に示す置換基であって、且つ、X4 が水素、脂肪族基又は芳香族基であり、組み合わせ1cの場合では、X1 及びX2 が(1)に示す置換基であって、且つ、X3 及びX4 が水素、脂肪族基又は芳香族基であり、組み合わせ1dの場合では、X1 が(1)に示す置換基であって、且つ、X2 〜X4 が水素、脂肪族基又は芳香族基である。さらに、組み合わせ1eの場合では、X1 〜X4 が(2)に示す置換基であり、組み合わせ1fの場合では、X1 〜X3 が(2)に示す置換基であって、且つ、X4 が水素、脂肪族基又は芳香族基であり、組み合わせ1gの場合では、X1 及びX2 が(2)に示す置換基であって、且つ、X3 及びX4 が水素、脂肪族基又は芳香族基であり、組み合わせ1hの場合では、X1 が(2)に示す置換基であって、且つ、X2 〜X4 が水素、脂肪族基又は芳香族基である。 In addition, although the types of combinations that X 1 to X 4 can take are as shown in [Table 1], specifically, in the case of the combination 1a, X 1 to X 4 are substituents represented by (1). In the case of the combination 1b, X 1 to X 3 are the substituents shown in (1), and X 4 is hydrogen, an aliphatic group or an aromatic group, and in the case of the combination 1c, X 1 1 and X 2 are the substituents shown in (1), and X 3 and X 4 are hydrogen, an aliphatic group or an aromatic group, and in the case of the combination 1d, X 1 is shown in (1) It is a substituent, and X 2 to X 4 are hydrogen, an aliphatic group or an aromatic group. Further, in the case of the combination 1e, X 1 to X 4 are the substituents shown in (2), and in the case of the combination 1f, X 1 to X 3 are the substituents shown in (2), and X 4 is hydrogen, an aliphatic group or an aromatic group, and in the case of the combination 1g, X 1 and X 2 are the substituents shown in (2), and X 3 and X 4 are hydrogen, an aliphatic group or an aromatic group, in the case of combination 1h, a substituent shown in X 1 is (2), and, X 2 to X 4 is hydrogen, an aliphatic group or an aromatic group.

ここで、本実施形態において、[表1]における組み合わせ1a、1b、1e、及び1fを例とする3つ以上のアルデヒド基を有するアダマンタン誘導体を用いることが好ましい。3つ以上のアルデヒド基を有するアダマンタン誘導体は、嵩高さが大きくなるので、形成される層間絶縁膜は低密度であって且つ高架橋密度を実現することができる。   Here, in this embodiment, it is preferable to use an adamantane derivative having three or more aldehyde groups, for example, the combinations 1a, 1b, 1e, and 1f in [Table 1]. Since the adamantane derivative having three or more aldehyde groups is bulky, the formed interlayer insulating film has a low density and can realize a high crosslinking density.

−−芳香族アミン誘導体−−
次に、芳香族アミン誘導体について説明する。
--Aromatic amine derivatives--
Next, the aromatic amine derivative will be described.

芳香族アミン誘導体は、下記[表2]、   Aromatic amine derivatives include the following [Table 2],

Figure 2007234871
Figure 2007234871

(但し、[表2]におけるX1 〜X4 のうちの少なくとも1つはNH2 基であり、残りの3つのうちの少なくとも1つはOH基である。)
下記[表3]、及び、
(However, at least one of X 1 to X 4 in [Table 2] is an NH 2 group, and at least one of the remaining three is an OH group.)
[Table 3] below and

Figure 2007234871
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下記[化126]の一般式   The following general formula [Chemical 126]

Figure 2007234871
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(但し、Y1 、Y2 、Y3 、及びY4 の各々は、下記[表4]、下記[表5]及び下記[表6]に示される組み合わせであり、下記[表4]、下記[表5]及び下記[表6]におけるR1 〜R12 の各々は、水素又は有機基である。)
で表されるもののうちの1種類又は複数種類である。
(However, each of Y 1 , Y 2 , Y 3 , and Y 4 is a combination shown in [Table 4], [Table 5], and [Table 6] below, and [Table 4], Each of R 1 to R 12 in [Table 5] and the following [Table 6] is hydrogen or an organic group.)
Are one type or a plurality of types.

Figure 2007234871
Figure 2007234871

Figure 2007234871
Figure 2007234871

Figure 2007234871
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なお、Y1 〜Y4 の取り得る組み合わせの種類としては[表4]〜[表6]に示す通りであるが、具体的には、まず[表4]において、組み合わせ4aの場合では、Y1 〜Y4 が(3)に示す置換基であり、組み合わせ4bの場合では、Y1 〜Y3 が(3)に示す置換基であって、且つ、Y4 が水素、脂肪族基又は芳香族基であり、組み合わせ4cの場合では、Y1 及びY2 が(3)に示す置換基であって、且つ、Y3 及びY4 が水素、脂肪族基又は芳香族基であり、組み合わせ4dの場合では、Y1 が(3)に示す置換基であって、且つ、Y2 〜Y4 が水素、脂肪族基又は芳香族基である。また、組み合わせ4eの場合では、Y1 〜Y4 が(4)に示す置換基であり、組み合わせ4fの場合では、Y1 〜Y3 が(4)に示す置換基であって、且つ、Y4 が水素、脂肪族基又は芳香族基であり、組み合わせ4gの場合では、Y1 及びY2 が(4)に示す置換基であって、且つ、Y3 及びY4 が水素、脂肪族基又は芳香族基であり、組み合わせ4hの場合では、Y1 が(4)に示す置換基であって、且つ、Y2 〜Y4 が水素、脂肪族基又は芳香族基である。 The possible combinations of Y 1 to Y 4 are as shown in [Table 4] to [Table 6]. Specifically, in [Table 4], in the case of the combination 4a, Y 1 to Y 4 are substituents shown in (3), and in the case of the combination 4b, Y 1 to Y 3 are substituents shown in (3), and Y 4 is hydrogen, an aliphatic group or aromatic In the case of the combination 4c, Y 1 and Y 2 are the substituents shown in (3), and Y 3 and Y 4 are hydrogen, an aliphatic group or an aromatic group, and the combination 4d In this case, Y 1 is the substituent shown in (3), and Y 2 to Y 4 are hydrogen, an aliphatic group, or an aromatic group. In the case of the combination 4e, Y 1 to Y 4 are the substituents shown in (4), and in the case of the combination 4f, Y 1 to Y 3 are the substituents shown in (4), and Y 4 is hydrogen, an aliphatic group or an aromatic group, and in the case of the combination 4g, Y 1 and Y 2 are substituents shown in (4), and Y 3 and Y 4 are hydrogen, an aliphatic group Or in the case of the combination 4h, Y < 1 > is a substituent shown in (4), and Y < 2 > -Y < 4 > is hydrogen, an aliphatic group, or an aromatic group.

さらに、組み合わせ4iの場合では、Y1 〜Y4 が(5)に示す置換基であり、組み合わせ4jの場合では、Y1 〜Y3 が(5)に示す置換基であって、且つ、Y4 が水素、脂肪族基又は芳香族基であり、組み合わせ4kの場合では、Y1 及びY2 が(5)に示す置換基であって、且つ、Y3 及びY4 が水素、脂肪族基又は芳香族基であり、組み合わせ4lの場合では、Y1 が(5)に示す置換基であって、且つ、Y2 〜Y4 が水素、脂肪族基又は芳香族基である。また、組み合わせ4mの場合では、Y1 〜Y4 が(6)に示す置換基であり、組み合わせ4nの場合では、Y1 〜Y3 が(6)に示す置換基であって、且つ、Y4 が水素、脂肪族基又は芳香族基であり、組み合わせ4oの場合では、Y1 及びY2 が(6)に示す置換基であって、且つ、Y3 及びY4 が水素、脂肪族基又は芳香族基であり、組み合わせ4pの場合では、Y1 が(6)に示す置換基であって、且つ、Y2 〜Y4 が水素、脂肪族基又は芳香族基である。 Further, in the case of the combination 4i, Y 1 to Y 4 are substituents shown in (5), and in the case of the combination 4j, Y 1 to Y 3 are substituents shown in (5), and Y 4 is hydrogen, an aliphatic group or an aromatic group, and in the case of the combination 4k, Y 1 and Y 2 are the substituents shown in (5), and Y 3 and Y 4 are hydrogen and an aliphatic group Or in the case of the combination 4l, Y < 1 > is a substituent shown in (5), and Y < 2 > -Y < 4 > is hydrogen, an aliphatic group, or an aromatic group. In the case of the combination 4m, Y 1 to Y 4 are the substituents shown in (6), and in the case of the combination 4n, Y 1 to Y 3 are the substituents shown in (6), and Y 4 is hydrogen, an aliphatic group or an aromatic group, and in the case of the combination 4o, Y 1 and Y 2 are substituents shown in (6), and Y 3 and Y 4 are hydrogen and an aliphatic group. Or in the case of the combination 4p, Y < 1 > is a substituent shown in (6), and Y < 2 > -Y < 4 > is hydrogen, an aliphatic group, or an aromatic group.

なお、[表5]に示した置換基(7)〜(10)を用いた組み合わせ5a〜5p、及び[表6]に示した置換基(11)〜(14)を用いた組み合わせ6a〜6pについては、上述で説明した[表4]に示した組み合わせ4a〜4pにおける置換基(3)〜(6)が異なるだけでその他は同様であるので、ここではその同様の説明は省略する。   The combinations 5a to 5p using the substituents (7) to (10) shown in [Table 5] and the combinations 6a to 6p using the substituents (11) to (14) shown in [Table 6]. Since the others are the same except that the substituents (3) to (6) in the combinations 4a to 4p shown in [Table 4] described above are different, the same description is omitted here.

ここで、本実施形態において、[表2]、及び、Y1 〜Y4 の組み合わせが[表4]及び[表5]の場合を例とする[化125]で表されるヒドロキシル基を有する芳香族アミン誘導体を用いることが好ましい。ヒドロキシル基を有する芳香族アミン誘導体を用いた場合には、室温では重合反応が進まないので、アルデヒド基を有するアダマンタン誘導体と芳香族アミン誘導体とを含む溶液の長期保存が可能になる。 Here, in the present embodiment, the combination of [Table 2] and Y 1 to Y 4 has a hydroxyl group represented by [Chemical Formula 125] in the case of [Table 4] and [Table 5]. It is preferable to use an aromatic amine derivative. When an aromatic amine derivative having a hydroxyl group is used, the polymerization reaction does not proceed at room temperature, so that a solution containing an adamantane derivative having an aldehyde group and an aromatic amine derivative can be stored for a long period of time.

また、本実施形態において、Y1 〜Y4 の組み合わせが[表4]及び[表5]の場合である[化125]で表されるヒドロキシル基を有する芳香族アミン誘導体を用いることが好ましい。この場合、ヒドロキシル基を有する芳香族アミン誘導体の揮発温度を高めることができるため、前駆体溶液をシリコンウェーハ上に塗布した後における熱処理温度を高温化することが可能とになるので、成膜のスループットを高めることが可能となる。また、この場合のヒドロキシル基を有する芳香族アミン誘導体は、排除体積のより大きいアミン誘導体である。このため、形成される有機高分子膜における骨格の架橋構造を低密度化することが可能となり、比誘電率をさらに低下させることができる。 In the present embodiment, it is preferable to use an aromatic amine derivative having a hydroxyl group represented by [Chemical Formula 125] in which the combination of Y 1 to Y 4 is the case of [Table 4] and [Table 5]. In this case, since the volatilization temperature of the aromatic amine derivative having a hydroxyl group can be increased, it becomes possible to increase the heat treatment temperature after coating the precursor solution on the silicon wafer. Throughput can be increased. In this case, the aromatic amine derivative having a hydroxyl group is an amine derivative having a larger excluded volume. For this reason, it becomes possible to reduce the density of the cross-linked structure of the skeleton in the formed organic polymer film, and the dielectric constant can be further reduced.

また、このように、芳香族アミン誘導体としてヒドロキシル基を有する芳香族アミン誘導体を用いる場合に、アルデヒド基を有するアダマンタン誘導体として上述の3つ以上のアルデヒド基を有するアダマンタン誘導体を用いることにより、上述したそれぞれの効果を同時に実現することができる。   In addition, as described above, when an aromatic amine derivative having a hydroxyl group is used as the aromatic amine derivative, the above-described adamantane derivative having three or more aldehyde groups is used as the adamantane derivative having an aldehyde group. Each effect can be realized simultaneously.

以下に、本発明の第1の実施形態を具体化する第1の実施例について説明する。   A first example embodying the first embodiment of the present invention will be described below.

−−実施例1−−
本実施例1では、アルデヒド基を有するアダマンタン誘導体として、X1 〜X4 の組み合わせが上記[表1]に示す組み合わせ1aである場合の上記[化125](但し、R1 〜R12 がすべて水素基である場合)で表されるアダマンタン誘導体<A1>と、ヒドロキシル基を有する芳香族アミン誘導体として、上記[表2]の(2o)に対応するジアミノジヒドロキシビフェニル<B1>とを含む層間絶縁膜形成用の前駆体溶液を用いて層間絶縁膜を形成する場合を例として、図1を参照しながら説明する。
-Example 1-
In Example 1, as the adamantane derivative having an aldehyde group, when the combination of X 1 to X 4 is the combination 1a shown in the above [Table 1], the above [Chemical Formula 125] (provided that all of R 1 to R 12 are all Interlayer insulation comprising an adamantane derivative <A1> represented by (when it is a hydrogen group) and diaminodihydroxybiphenyl <B1> corresponding to (2o) of [Table 2] above as an aromatic amine derivative having a hydroxyl group An example in which an interlayer insulating film is formed using a precursor solution for film formation will be described with reference to FIG.

アルデヒド基を有するアダマンタン誘導体<A1>(分子量553)300mgと、ヒドロキシル基を有する芳香族アミン誘導体としてのジアミノジヒドロキシビフェニル<B1>(分子量216)234mgとを、ジメチルアセトアミド10mlに溶解させてなる層間絶縁膜形成用の前駆体溶液21を薬液ボトル20内に作製した。次に、薬液ボトル20をヘリウムガスにより加圧することにより、前駆体溶液21を薬液ノズル22を介すると共に厚さ0.2μmの例えばフッ素樹脂(4フッ化エチレン樹脂)よりなるフィルター23を通して、コーターカップ24内の回転支持台25に設置された直径300nmのシリコンウェーハ(半導体基板)26上に、前駆体溶液21を1ml滴下し、シリコンウェーハ26の回転数が3000rpmとなるように、30秒間、回転塗布を行って、シリコンウェーハ26上に薄膜27を形成した。   Interlayer insulation obtained by dissolving 300 mg of an adamantane derivative <A1> having an aldehyde group (molecular weight 553) and 234 mg of diaminodihydroxybiphenyl <B1> (molecular weight 216) as an aromatic amine derivative having a hydroxyl group in 10 ml of dimethylacetamide A precursor solution 21 for film formation was prepared in the chemical bottle 20. Next, by pressurizing the chemical solution bottle 20 with helium gas, the precursor solution 21 passes through the chemical solution nozzle 22 and passes through a filter 23 made of, for example, fluororesin (tetrafluoroethylene resin) having a thickness of 0.2 μm. 1 ml of the precursor solution 21 is dropped on a silicon wafer (semiconductor substrate) 26 having a diameter of 300 nm installed on the rotation support base 25 in the rotation 24 and rotated for 30 seconds so that the rotation speed of the silicon wafer 26 becomes 3000 rpm. The thin film 27 was formed on the silicon wafer 26 by coating.

次に、薄膜27が形成されたシリコンウェーハ26をホットプレートで、120℃、100秒間、熱処理を行なうことにより、薄膜27から溶剤を揮発させた。その後、酸素含有雰囲気下において、160℃、30分間、ホットプレートでさらに熱処理を行った。これにより、シリコンウェーハ26上で、薄膜27内で、アルデヒド基を有するアダマンタン誘導体<A1>とジアミノジヒドロキシビフェニル<B1>との重合反応を進行させることができる。その後、さらに、窒素雰囲気下において、400℃、30分間、電気炉で熱処理を行った。これにより、シリコンウェーハ26上に、アダマンタン骨格とベンツオキサゾール骨格とを有する有機高分子膜よりなる層間絶縁膜が形成された。   Next, the silicon wafer 26 on which the thin film 27 was formed was heat-treated at 120 ° C. for 100 seconds using a hot plate, thereby volatilizing the solvent from the thin film 27. Thereafter, heat treatment was further performed on a hot plate at 160 ° C. for 30 minutes in an oxygen-containing atmosphere. As a result, the polymerization reaction between the adamantane derivative <A1> having an aldehyde group and diaminodihydroxybiphenyl <B1> can proceed on the silicon wafer 26 in the thin film 27. Thereafter, heat treatment was further performed in an electric furnace at 400 ° C. for 30 minutes in a nitrogen atmosphere. As a result, an interlayer insulating film made of an organic polymer film having an adamantane skeleton and a benzoxazole skeleton was formed on the silicon wafer 26.

分光エリプソメーターを用いて、層間絶縁膜の膜厚を測定したところ、420nmであった。また、水銀プローバーを用いて、層間絶縁膜の比誘電率を測定したところ、2.2の値が得られた。   When the film thickness of the interlayer insulating film was measured using a spectroscopic ellipsometer, it was 420 nm. Further, when the relative dielectric constant of the interlayer insulating film was measured using a mercury prober, a value of 2.2 was obtained.

本実施例では、酸素含有雰囲気下での熱処理を160℃で行ったが、100℃以上であって且つ200℃以下の温度範囲で行なうことが望ましい。これは、芳香族アミン誘導体よりなるモノマーの揮発温度が200℃以上であるので、アルデヒド基を有するアダマンタン誘導体よりなるモノマーと重合反応させることにより、芳香族アミン誘導体よりなるモノマーの揮発を抑制することができる。また、このような温度範囲は、シリコンウェーハ26上でのポリベンツオキサゾール膜の形成速度が実用的に速く、且つ、芳香族アミン誘導体よりなるモノマーの揮発を抑制することができる温度範囲として適切だからである。   In this embodiment, the heat treatment in an oxygen-containing atmosphere is performed at 160 ° C., but it is preferable to perform the heat treatment in a temperature range of 100 ° C. or more and 200 ° C. or less. This is because the volatilization temperature of the monomer composed of the aromatic amine derivative is 200 ° C. or higher, so that the polymerization reaction with the monomer composed of the adamantane derivative having an aldehyde group suppresses the volatilization of the monomer composed of the aromatic amine derivative. Can do. In addition, such a temperature range is suitable as a temperature range in which the formation rate of the polybenzoxazole film on the silicon wafer 26 is practically high and the volatilization of the monomer composed of the aromatic amine derivative can be suppressed. It is.

また、アルデヒド基を有するアダマンタン誘導体と芳香族アミン誘導体とを含む層間絶縁膜形成用の前駆体溶液の保存について実験したところ、上記のアルデヒド基を有するアダマンタン誘導体<A1>(分子量553)300mgと上記のジアミノジヒドロキシビフェニル<B1>(分子量216)234mgとをジメチルアセトアミド10mlに溶解させた溶液は、室温で24時間放置した後もゲル化は生じなかった。   In addition, when an experiment was conducted on storage of a precursor solution for forming an interlayer insulating film containing an adamantane derivative having an aldehyde group and an aromatic amine derivative, 300 mg of the adamantane derivative <A1> (molecular weight 553) having the above aldehyde group and the above A solution of 234 mg of diaminodihydroxybiphenyl <B1> (molecular weight 216) dissolved in 10 ml of dimethylacetamide did not gel after standing at room temperature for 24 hours.

最後に、上述したアダマンタン骨格とベンツオキサゾール骨格とを有する有機高分子膜の合成例について説明しておくと、例えば図2に示すように、アルデヒド基を有するアダマンタン誘導体(10a)と芳香族アミン誘導体(10b)とを重合させて、シッフ塩基(10c)を形成した後に、酸化によって脱水反応を生じさることにより、アダマンタン骨格とベンツオキサゾール骨格とを有する有機高分子膜(10d)が合成される。   Finally, a synthesis example of the organic polymer film having the above-described adamantane skeleton and benzoxazole skeleton will be described. For example, as shown in FIG. 2, an adamantane derivative (10a) having an aldehyde group and an aromatic amine derivative (10b) is polymerized to form a Schiff base (10c), and then a dehydration reaction is caused by oxidation to synthesize an organic polymer film (10d) having an adamantane skeleton and a benzoxazole skeleton.

(第2の実施形態)
本発明の第2の実施形態では、上述した本発明の第2の側面についての層間絶縁膜の形成方法及び層間絶縁膜形成用の前駆体溶液について説明する。
(Second Embodiment)
In the second embodiment of the present invention, a method for forming an interlayer insulating film and a precursor solution for forming an interlayer insulating film according to the above-described second aspect of the present invention will be described.

本発明の第2の実施形態に係る層間絶縁膜形成用の前駆体溶液は、アルデヒド基を有するアダマンタン誘導体と芳香族アミン誘導体とを含む溶液を加熱処理することによって得られる、該アダマンタン誘導体と該芳香族アミン誘導体との共重合体よりなるオリゴマーを含む溶液であり、本発明の第2の実施形態に係る層間絶縁膜の形成方法は、該前駆体溶液を基板上に塗布した後に、酸素を含有する雰囲気下において熱処理を行なうことにより、有機高分子膜よりなる層間絶縁膜を形成するものである。   The precursor solution for forming an interlayer insulating film according to the second embodiment of the present invention is obtained by heat-treating a solution containing an adamantane derivative having an aldehyde group and an aromatic amine derivative, and the adamantane derivative and the A solution containing an oligomer made of a copolymer with an aromatic amine derivative, and the method for forming an interlayer insulating film according to the second embodiment of the present invention comprises applying the precursor solution on a substrate, and then oxygen. An interlayer insulating film made of an organic polymer film is formed by performing a heat treatment in an atmosphere containing it.

ここで、アルデヒド基を有するアダマンタン誘導体及び芳香族アミン誘導体の例としては、上述した第1の実施形態と同様であるので、ここではその説明は省略する。   Here, examples of the adamantane derivative and the aromatic amine derivative having an aldehyde group are the same as those in the first embodiment described above, and thus the description thereof is omitted here.

また、アルデヒド基を有するアダマンタン誘導体として、3つ以上のアルデヒド基を有するアダマンタン誘導体を用いることが好ましいことも第1の実施形態と同様である。また、芳香族アミン誘導体として、ヒドロキシル基を有する芳香族アミン誘導体を用いることが好ましいことも第1の実施形態と同様である。さらに、芳香族アミン誘導体としてヒドロキシル基を有する芳香族アミン誘導体を用いると共に、アルデヒド基を有するアダマンタン誘導体として3つ以上のアルデヒド基を有するアダマンタン誘導体を用いることがより好ましいことも第1の実施形態と同様である。   Further, as in the first embodiment, it is preferable to use an adamantane derivative having three or more aldehyde groups as the adamantane derivative having an aldehyde group. In addition, as in the first embodiment, it is preferable to use an aromatic amine derivative having a hydroxyl group as the aromatic amine derivative. Furthermore, it is more preferable to use an aromatic amine derivative having a hydroxyl group as the aromatic amine derivative and to use an adamantane derivative having three or more aldehyde groups as the adamantane derivative having an aldehyde group. It is the same.

−−実施例2−−
以下に、本発明の第2の実施形態を具体化する第2の実施例について説明する。
-Example 2-
A second example embodying the second embodiment of the present invention will be described below.

本実施例2では、アルデヒド基を有するアダマンタン誘導体として、X1 〜X4 の組み合わせが上記[表1]に示す組み合わせ(1a)である場合の上記[化125](但し、R1 〜R12 がすべて水素基である場合)で表されるアダマンタン誘導体<A1>と、ヒドロキシル基を有する芳香族アミン誘導体として、上記[表2]の(2o)に対応するジアミノジヒドロキシビフェニル<B1>とを含む層間絶縁膜形成用の前駆体溶液を用いて層間絶縁膜を形成する場合を例として、前述の図1を参照しながら説明する。 In Example 2, as the adamantane derivative having an aldehyde group, when the combination of X 1 to X 4 is the combination (1a) shown in the above [Table 1], the above [Chemical Formula 125] (however, R 1 to R 12 And a diaminodihydroxybiphenyl <B1> corresponding to (2o) of [Table 2] above as an aromatic amine derivative having a hydroxyl group. An example in which an interlayer insulating film is formed using a precursor solution for forming an interlayer insulating film will be described with reference to FIG.

アルデヒド基を有するアダマンタン誘導体<A1>(分子量553)300mgと、ヒドロキシル基を有する芳香族アミン誘導体としてのジアミノジヒドロキシビフェニル<B1>(分子量216)234mgとを、ジメチルアセトアミド10mlに溶解させた溶液を作成した後に、160℃、6時間、該溶液を攪拌して、アルデヒド基を有するアダマンタン誘導体とヒドロキシル基を有する芳香族アミン誘導体との共重合体であるオリゴマーを形成した。該オリゴマーを含む層間絶縁膜形成用の前駆体溶液21を薬液ボトル20内に作製した。次に、薬液ボトル20をヘリウムガスにより加圧することにより、前駆体溶液21を薬液ノズル22を介すると共に厚さ0.2μmの例えばフッ素樹脂(4フッ化エチレン樹脂)よりなるフィルター23を通して、コーターカップ24内の回転支持台25に設置された直径300nmのシリコンウェーハ(半導体基板)26上に、前駆体溶液21を1ml滴下し、シリコンウェーハ26の回転数が3000rpmとなるように、30秒間、回転塗布を行って、シリコンウェーハ26上に薄膜27を形成した。    A solution is prepared by dissolving 300 mg of an adamantane derivative <A1> having an aldehyde group (molecular weight 553) and 234 mg of diaminodihydroxybiphenyl <B1> (molecular weight 216) as an aromatic amine derivative having a hydroxyl group in 10 ml of dimethylacetamide. After that, the solution was stirred at 160 ° C. for 6 hours to form an oligomer which is a copolymer of an adamantane derivative having an aldehyde group and an aromatic amine derivative having a hydroxyl group. A precursor solution 21 for forming an interlayer insulating film containing the oligomer was prepared in the chemical solution bottle 20. Next, by pressurizing the chemical solution bottle 20 with helium gas, the precursor solution 21 passes through the chemical solution nozzle 22 and passes through a filter 23 made of, for example, fluororesin (tetrafluoroethylene resin) having a thickness of 0.2 μm. 1 ml of the precursor solution 21 is dropped on a silicon wafer (semiconductor substrate) 26 having a diameter of 300 nm installed on the rotation support base 25 in the rotation 24 and rotated for 30 seconds so that the rotation speed of the silicon wafer 26 becomes 3000 rpm. The thin film 27 was formed on the silicon wafer 26 by coating.

次に、薄膜27が形成されたシリコンウェーハ26をホットプレートで、120℃、100秒間、熱処理を行なうことにより、薄膜27から溶剤を揮発させた。その後、酸素含有雰囲気下において、160℃、30分間、ホットプレートでさらに熱処理を行った。これにより、シリコンウェーハ26上で、アルデヒド基を有するアダマンタン誘導体<A1>とジアミノジヒドロキシビフェニル<B1>との重合反応を薄膜27内で進行させることができる。その後、さらに、窒素雰囲気下において、400℃、30分間、電気炉で熱処理を行った。これにより、シリコンウェーハ26上に、アダマンタン骨格とベンツオキサゾール骨格とを有する有機高分子膜よりなる層間絶縁膜が形成された。   Next, the silicon wafer 26 on which the thin film 27 was formed was heat-treated at 120 ° C. for 100 seconds using a hot plate, thereby volatilizing the solvent from the thin film 27. Thereafter, heat treatment was further performed on a hot plate at 160 ° C. for 30 minutes in an oxygen-containing atmosphere. Thereby, the polymerization reaction of the adamantane derivative <A1> having an aldehyde group and diaminodihydroxybiphenyl <B1> can be advanced in the thin film 27 on the silicon wafer 26. Thereafter, heat treatment was further performed in an electric furnace at 400 ° C. for 30 minutes in a nitrogen atmosphere. As a result, an interlayer insulating film made of an organic polymer film having an adamantane skeleton and a benzoxazole skeleton was formed on the silicon wafer 26.

分光エリプソメーターを用いて、層間絶縁膜の膜厚を測定したところ、330nmであった。また、水銀プローバーを用いて、層間絶縁膜の比誘電率を測定したところ、2.0の値が得られた。   When the film thickness of the interlayer insulating film was measured using a spectroscopic ellipsometer, it was 330 nm. Further, when the relative dielectric constant of the interlayer insulating film was measured using a mercury prober, a value of 2.0 was obtained.

このように、本実施例では、層間絶縁膜形成用の前駆体溶液中にオリゴマーを形成するので、溶液状態でポリマーの3次元骨格が形成されているため、塗布後の熱処理による膜収縮を抑制することができるので、低密度化が向上し、より低誘電率の層間絶縁膜を形成することができる。また、層間絶縁膜形成用の前駆体溶液中にオリゴマーを形成しておくことにより、塗布後に行なう重合反応のための熱処理の温度を高くしても、芳香族アミン誘導体よりなるモノマーの揮発を抑制することができる。なお、オリゴマーの分子量は特に限定されるものではないが、分子量10000以上〜100000程度であって、ゲル化が生じない分子量であることが望ましい。   As described above, in this embodiment, since the oligomer is formed in the precursor solution for forming the interlayer insulating film, the three-dimensional polymer skeleton is formed in the solution state, so that the film shrinkage due to the heat treatment after coating is suppressed. Therefore, the density can be reduced and an interlayer insulating film having a lower dielectric constant can be formed. In addition, by forming an oligomer in the precursor solution for forming the interlayer insulating film, the volatilization of the monomer composed of the aromatic amine derivative is suppressed even when the temperature of the heat treatment for the polymerization reaction performed after coating is increased. can do. In addition, although the molecular weight of an oligomer is not specifically limited, It is desirable that it is the molecular weight which is about 10000 or more and about 100,000, and does not produce gelling.

本実施例では、酸素含有雰囲気下での熱処理を160℃で行ったが、100℃以上であって且つ400℃以下の温度範囲で行なうことが望ましい。このような温度範囲は、シリコンウェーハ26上でのポリベンツオキサゾール膜の形成速度が実用的に速く、且つ、芳香族アミン誘導体よりなるモノマーの揮発を抑制することができる適切な温度範囲であるからである。また、第1の実施形態と比べて温度範囲の上限が高いのは、前述したように、オリゴマーを含む層間絶縁膜形成用の前駆体溶液を用いることにより、塗布後に行なう重合反応のための熱処理の温度を高くしても、芳香族アミン誘導体よりなるモノマーの揮発を抑制することができるからである。   In this embodiment, the heat treatment in an oxygen-containing atmosphere is performed at 160 ° C., but it is preferable to perform the heat treatment in a temperature range of 100 ° C. or more and 400 ° C. or less. Such a temperature range is a suitable temperature range in which the formation rate of the polybenzoxazole film on the silicon wafer 26 is practically high and the volatilization of the monomer composed of the aromatic amine derivative can be suppressed. It is. In addition, the upper limit of the temperature range is higher than that of the first embodiment, as described above, by using a precursor solution for forming an interlayer insulating film containing an oligomer, heat treatment for a polymerization reaction performed after coating. This is because the volatilization of the monomer composed of the aromatic amine derivative can be suppressed even when the temperature of is increased.

また、アルデヒド基を有するアダマンタン誘導体と芳香族アミン誘導体とを含む溶液を加熱処理して得られる、アルデヒド基を有するアダマンタン誘導体と芳香族アミン誘導体との共重合体よりなるオリゴマーを含む層間絶縁膜形成用の前駆体溶液の保存について実験した。上記のアルデヒド基を有するアダマンタン誘導体<A1>(分子量553)300mgと上記のジアミノジヒドロキシビフェニル<B1>(分子量216)234mgとをジメチルアセトアミド10mlに溶解させた後、160℃、6時間、加熱処理した後の溶液は、室温で24時間放置した後もゲル化は生じなかった。   In addition, an interlayer insulating film containing an oligomer made of a copolymer of an adamantane derivative having an aldehyde group and an aromatic amine derivative obtained by heat-treating a solution containing an adamantane derivative having an aldehyde group and an aromatic amine derivative An experiment was conducted on the storage of the precursor solution. 300 mg of the adamantane derivative <A1> (molecular weight 553) having the above aldehyde group and 234 mg of the above diaminodihydroxybiphenyl <B1> (molecular weight 216) were dissolved in 10 ml of dimethylacetamide, followed by heat treatment at 160 ° C. for 6 hours. The latter solution did not gel after standing at room temperature for 24 hours.

なお、上述したアダマンタン骨格とベンツオキサゾール骨格とを有する有機高分子膜の合成例については、第1の実施形態における図2を用いた説明と同様である。   Note that the synthesis example of the organic polymer film having the adamantane skeleton and the benzoxazole skeleton described above is the same as that described with reference to FIG. 2 in the first embodiment.

(第3の実施形態)
本発明の第3の実施形態では、上述した本発明の第3の側面についての層間絶縁膜の形成方法及び層間絶縁膜形成用の前駆体溶液について説明する。
(Third embodiment)
In the third embodiment of the present invention, an interlayer insulating film forming method and an interlayer insulating film forming precursor solution according to the above-described third aspect of the present invention will be described.

本発明の第3の実施形態に係る層間絶縁膜形成用の前駆体溶液は、別々に作製したアルデヒド基を有するアダマンタン誘導体よりなる第1の溶液と芳香族アミン誘導体を含む第2の溶液とを混合して作製された溶液であり、本発明の第1の実施形態に係る層間絶縁膜の形成方法は、基板上に塗布する前に第1の溶液と第2の溶液とを混合して上記の前駆体溶液を作製し、該前駆体溶液を基板上に塗布した後に、酸素を含有する雰囲気下において熱処理を行なうことにより、有機高分子膜よりなる層間絶縁膜を形成するものである。   The precursor solution for forming an interlayer insulating film according to the third embodiment of the present invention includes a first solution made of an adamantane derivative having an aldehyde group and a second solution containing an aromatic amine derivative, which are separately produced. In the method for forming an interlayer insulating film according to the first embodiment of the present invention, the first solution and the second solution are mixed before being applied onto the substrate. The precursor solution is prepared, and the precursor solution is applied onto the substrate, and then heat treatment is performed in an atmosphere containing oxygen to form an interlayer insulating film made of an organic polymer film.

ここで、アルデヒド基を有するアダマンタン誘導体の例としては、上述した第1の実施形態と同様である。また、アルデヒド基を有するアダマンタン誘導体として、3つ以上のアルデヒド基を有するアダマンタン誘導体を用いることが好ましいことは第1の実施形態と同様である。   Here, examples of the adamantane derivative having an aldehyde group are the same as those in the first embodiment described above. Further, as in the first embodiment, it is preferable to use an adamantane derivative having three or more aldehyde groups as the adamantane derivative having an aldehyde group.

次に、本実施形態で用いる芳香族アミン誘導体について説明する。   Next, the aromatic amine derivative used in this embodiment will be described.

芳香族アミン誘導体は、上記[表2]、上記[表3]、及び、上記[化126]の一般式(但し、Y1 、Y2 、Y3 、及びY4 の各々は、下記[表6]に示される組み合わせであり、下記[表6]におけるR1 〜R12 の各々は、水素又は有機基である。)
で表されるもののうちの1種類又は複数種類である。
Aromatic amine derivatives are represented by the general formulas shown in [Table 2], [Table 3], and [Chemical 126] above (provided that each of Y 1 , Y 2 , Y 3 , and Y 4 represents the following [Table 6], and each of R 1 to R 12 in [Table 6] below is hydrogen or an organic group.)
Are one type or a plurality of types.

なお、Y1 〜Y4 の取り得る組み合わせの種類としては[表6]に示す通りであるが、具体的には、[表6]において、組み合わせ6aの場合では、Y1 〜Y4 が(11)に示す置換基であり、組み合わせ6bの場合では、Y1 〜Y3 が(11)に示す置換基であって、且つ、Y4 が水素、脂肪族基又は芳香族基であり、組み合わせ6cの場合では、Y1 及びY2 が(11)に示す置換基であって、且つ、Y3 及びY4 が水素、脂肪族基又は芳香族基であり、組み合わせ6dの場合では、Y1 が(11)に示す置換基であって、且つ、Y2 〜Y4 が水素、脂肪族基又は芳香族基である。また、組み合わせ6eの場合では、Y1 〜Y4 が(12)に示す置換基であり、組み合わせ6fの場合では、Y1 〜Y3 が(12)に示す置換基であって、且つ、Y4 が水素、脂肪族基又は芳香族基であり、組み合わせ6gの場合では、Y1 及びY2 が(12)に示す置換基であって、且つ、Y3 及びY4 が水素、脂肪族基又は芳香族基であり、組み合わせ6hの場合では、Y1 が(12)に示す置換基であって、且つ、Y2 〜Y4 が水素、脂肪族基又は芳香族基である。 The possible combinations of Y 1 to Y 4 are as shown in [Table 6]. Specifically, in [Table 6], in the case of the combination 6a, Y 1 to Y 4 are ( 11), in the case of the combination 6b, Y 1 to Y 3 are the substituents shown in (11), and Y 4 is hydrogen, an aliphatic group, or an aromatic group. in the case of 6c, a substituent shown in Y 1 and Y 2 (11), and, Y 3 and Y 4 are hydrogen, an aliphatic group or an aromatic group, in the case of combination. 6d, Y 1 Is a substituent represented by (11), and Y 2 to Y 4 are hydrogen, an aliphatic group or an aromatic group. In the case of the combination 6e, Y 1 to Y 4 are the substituents shown in (12), and in the case of the combination 6f, Y 1 to Y 3 are the substituents shown in (12), and Y 4 is hydrogen, an aliphatic group or an aromatic group, and in the case of the combination 6g, Y 1 and Y 2 are substituents shown in (12), and Y 3 and Y 4 are hydrogen, an aliphatic group Or in the case of the combination 6h, Y < 1 > is a substituent shown in (12), and Y < 2 > -Y < 4 > is hydrogen, an aliphatic group, or an aromatic group.

さらに、組み合わせ6iの場合では、Y1 〜Y4 が(13)に示す置換基であり、組み合わせ6jの場合では、Y1 〜Y3 が(13)に示す置換基であって、且つ、Y4 が水素、脂肪族基又は芳香族基であり、組み合わせ6kの場合では、Y1 及びY2 が(13)に示す置換基であって、且つ、Y3 及びY4 が水素、脂肪族基又は芳香族基であり、組み合わせ6lの場合では、Y1 が(13)に示す置換基であって、且つ、Y2 〜Y4 が水素、脂肪族基又は芳香族基である。また、組み合わせ6mの場合では、Y1 〜Y4 が(14)に示す置換基であり、組み合わせ6nの場合では、Y1 〜Y3 が(14)に示す置換基であって、且つ、Y4 が水素、脂肪族基又は芳香族基であり、組み合わせ6oの場合では、Y1 及びY2 が(14)に示す置換基であって、且つ、Y3 及びY4 が水素、脂肪族基又は芳香族基であり、組み合わせ6pの場合では、Y1 が(14)に示す置換基であって、且つ、Y2 〜Y4 が水素、脂肪族基又は芳香族基である。 Further, in the case of the combination 6i, Y 1 to Y 4 are the substituents shown in (13), and in the case of the combination 6j, Y 1 to Y 3 are the substituents shown in (13), and Y 4 is hydrogen, an aliphatic group or an aromatic group, and in the case of the combination 6k, Y 1 and Y 2 are the substituents shown in (13), and Y 3 and Y 4 are hydrogen and an aliphatic group or an aromatic group, in the case of combination 6l, a substituent shown in Y 1 is (13), and, Y 2 to Y 4 is hydrogen, an aliphatic group or an aromatic group. In the case of the combination 6m, Y 1 to Y 4 are the substituents shown in (14), and in the case of the combination 6n, Y 1 to Y 3 are the substituents shown in (14), and Y 4 is hydrogen, an aliphatic group or an aromatic group, and in the case of the combination 6o, Y 1 and Y 2 are the substituents shown in (14), and Y 3 and Y 4 are hydrogen and an aliphatic group Or in the case of the combination 6p, Y < 1 > is a substituent shown in (14), and Y < 2 > -Y < 4 > is hydrogen, an aliphatic group, or an aromatic group.

第3の実施形態では、芳香族アミン誘導体として、[表3]、及び、Y1 〜Y4 の組み合わせが[表6]の場合である[化126]で表される芳香族アミン誘導体を用いる場合に、特に効果的である。この場合、アルデヒド基を有するアダマンタン誘導体よりなるモノマーと同一の溶液中に溶解させた場合、室温においても重合反応が徐々に進行してゲル化するので、第1の溶液と第2の溶液とを別々に作製した後に、基板上に塗布する直前に第1の溶液と第2の溶液とを混合して層間絶縁膜形成用の前駆体溶液を作製することにより、前駆体溶液のゲル化を抑制して、有機高分子膜よりなる層間絶縁膜の形成を可能にする。 In the third embodiment, as the aromatic amine derivative, [Table 3] and an aromatic amine derivative represented by [Chemical 126] in which the combination of Y 1 to Y 4 is [Table 6] are used. It is particularly effective when. In this case, when dissolved in the same solution as the monomer composed of an adamantane derivative having an aldehyde group, the polymerization reaction proceeds gradually even at room temperature and gels. Therefore, the first solution and the second solution are combined. After preparing separately, the first solution and the second solution are mixed just before coating on the substrate to prepare a precursor solution for forming an interlayer insulating film, thereby suppressing the gelation of the precursor solution Thus, an interlayer insulating film made of an organic polymer film can be formed.

また、本実施形態において、Y1 〜Y4 の組み合わせが[表6]の場合である[化126]で表される芳香族アミン誘導体を用いることが好ましい。この場合、芳香族アミン誘導体の揮発温度を高めることができるため、前駆体溶液をシリコンウェーハ上に塗布した後における熱処理温度を高温化することが可能になるので、成膜のスループットを高めることが可能となる。また、この場合の芳香族アミン誘導体は、排除体積のより大きいアミン誘導体である。このため、形成される有機高分子膜における骨格の架橋構造を低密度化することが可能となり、比誘電率をさらに低下させることができる。 In the present embodiment, it is preferable to use an aromatic amine derivative represented by [Chemical 126] in which the combination of Y 1 to Y 4 is [Table 6]. In this case, since the volatilization temperature of the aromatic amine derivative can be increased, the heat treatment temperature after the precursor solution is applied on the silicon wafer can be increased, so that the throughput of the film formation can be increased. It becomes possible. In this case, the aromatic amine derivative is an amine derivative having a larger excluded volume. For this reason, it becomes possible to reduce the density of the cross-linked structure of the skeleton in the formed organic polymer film, and the dielectric constant can be further reduced.

−−実施例3−−
以下に、本発明の第3の実施形態を具体化する第3の実施例について説明する。
-Example 3-
A third example embodying the third embodiment of the present invention will be described below.

本実施例3では、アルデヒド基を有するアダマンタン誘導体として、X1 〜X4 の組み合わせが上記[表1]に示す組み合わせ(1a)である場合の上記[化125](但し、R1 〜R12 がすべて水素基である場合)で表されるアダマンタン誘導体<A1>を含む第1の溶液と、芳香族アミン誘導体として、上記[表3]の(3o)に示す場合であるジアミノベンジジン<B2>を含む第2の溶液とを混合してなる層間絶縁膜形成用の前駆体溶液を用いて層間絶縁膜を形成する場合を例として、図4を参照しながら説明する。 In Example 3, as the adamantane derivative having an aldehyde group, the above-mentioned [Chemical Formula 125] (provided that R 1 to R 12 ) when the combination of X 1 to X 4 is the combination (1a) shown in [Table 1] above. And a diaminobenzidine <B2> which is a case shown in (3o) of [Table 3] above as a first solution containing an adamantane derivative <A1> represented by (when all are hydrogen groups) and an aromatic amine derivative An example in which an interlayer insulating film is formed using a precursor solution for forming an interlayer insulating film formed by mixing a second solution containing, will be described with reference to FIG.

アルデヒド基を有するアダマンタン誘導体<A1>(分子量553)300mgをジメチルアセトアミド5mlに溶解させてなる第1の溶液31を第1の薬液ボトル30内に作製すると共に、ジアミノベンジジン<B2>(分子量214)230mgをジメチルアセトアミド5mlに溶解させてなる第2の溶液35を第2の薬液ボトル34内に作製する。その後、第1の溶液31及び第2の溶液34とを各々、第1の薬液ノズル32及び第2の薬液ノズル36を介して、厚さ0.2μmの例えばフッ素樹脂(4フッ化エチレン樹脂)よりなる第1のフィルター33及び第2のフィルター37を通して濾過し、第1の溶液31と第2の溶液34とが第3の薬液ボトル38内で混合されてなる層間絶縁膜形成用の前駆体溶液39を作製した。次に、薬液ボトル39をヘリウムガスにより加圧することにより、前駆体溶液39を第3の薬液ノズル40を通して、コーターカップ41内の回転支持台42に設置された直径300nmのシリコンウェーハ(半導体基板)43上に、前駆体溶液39を1ml滴下し、シリコンウェーハ43の回転数が3000rpmとなるように、30秒間、回転塗布を行って、シリコンウェーハ43上に薄膜44を形成した。   A first solution 31 prepared by dissolving 300 mg of an adamantane derivative <A1> having an aldehyde group (molecular weight 553) in 5 ml of dimethylacetamide is prepared in the first chemical bottle 30, and diaminobenzidine <B2> (molecular weight 214). A second solution 35 in which 230 mg is dissolved in 5 ml of dimethylacetamide is prepared in the second chemical solution bottle 34. Thereafter, the first solution 31 and the second solution 34 are respectively passed through the first chemical liquid nozzle 32 and the second chemical liquid nozzle 36, for example, a fluororesin (tetrafluoroethylene resin) having a thickness of 0.2 μm. A precursor for forming an interlayer insulating film formed by filtering through a first filter 33 and a second filter 37 and mixing a first solution 31 and a second solution 34 in a third chemical solution bottle 38. Solution 39 was prepared. Next, by pressurizing the chemical solution bottle 39 with helium gas, the precursor solution 39 passes through the third chemical solution nozzle 40 and is a silicon wafer (semiconductor substrate) having a diameter of 300 nm installed on the rotation support base 42 in the coater cup 41. 1 ml of the precursor solution 39 was dropped on 43, and spin coating was performed for 30 seconds so that the rotational speed of the silicon wafer 43 was 3000 rpm, whereby a thin film 44 was formed on the silicon wafer 43.

次に、薄膜44が形成されたシリコンウェーハ43をホットプレートで、120℃、100秒間、熱処理を行なうことにより、薄膜44から溶剤を揮発させた。その後、酸素含有雰囲気下において、160℃、30分間、ホットプレートでさらに熱処理を行った。これにより、シリコンウェーハ43上で、アルデヒド基を有するアダマンタン誘導体<A1>と芳香族アミン誘導体<B2>との重合反応を薄膜44内で進行させることができる。その後、さらに、窒素雰囲気下において、400℃、30分間、電気炉で熱処理を行った。これにより、シリコンウェーハ43上に、アダマンタン骨格とベンツイミダゾール骨格とを有する有機高分子膜よりなる層間絶縁膜が形成された。なお、本実施例では、酸素含有雰囲気下での熱処理を160℃で行ったが、100℃以上であって且つ200℃以下の温度範囲で行なうことが望ましいことは、第1の実施形態と同様である。   Next, the silicon wafer 43 on which the thin film 44 was formed was heat treated on a hot plate at 120 ° C. for 100 seconds to volatilize the solvent from the thin film 44. Thereafter, heat treatment was further performed on a hot plate at 160 ° C. for 30 minutes in an oxygen-containing atmosphere. Thereby, the polymerization reaction of the adamantane derivative <A1> having an aldehyde group and the aromatic amine derivative <B2> can proceed in the thin film 44 on the silicon wafer 43. Thereafter, heat treatment was further performed in an electric furnace at 400 ° C. for 30 minutes in a nitrogen atmosphere. As a result, an interlayer insulating film made of an organic polymer film having an adamantane skeleton and a benzimidazole skeleton was formed on the silicon wafer 43. In this example, the heat treatment in an oxygen-containing atmosphere was performed at 160 ° C., but it is desirable that the heat treatment be performed in a temperature range of 100 ° C. or higher and 200 ° C. or lower, as in the first embodiment. It is.

分光エリプソメーターを用いて、層間絶縁膜の膜厚を測定したところ、500nmであった。また、水銀プローバーを用いて、層間絶縁膜の比誘電率を測定したところ、2.4の値が得られた。   When the film thickness of the interlayer insulating film was measured using a spectroscopic ellipsometer, it was 500 nm. Further, when the relative dielectric constant of the interlayer insulating film was measured using a mercury prober, a value of 2.4 was obtained.

このように、本実施例では、第1の溶液と第2の溶液とを別々に作製した後に、基板上に塗布する直前に第1の溶液と第2の溶液とを混合して層間絶縁膜形成用の前駆体溶液を作製するので、前述したように、例えば[表3]、及び、Y1 〜Y4 の組み合わせが[表6]の場合である[化126]で表される芳香族アミン誘導体とアルデヒド基を有するアダマンタン誘導体と同一の溶液中に溶解させた場合に生じるゲル化を抑制し、アダマンタン骨格とベンツイミダゾール骨格とを有する有機高分子膜よりなる層間絶縁膜の形成を可能にする。 As described above, in this embodiment, the first solution and the second solution are separately prepared, and then the first solution and the second solution are mixed immediately before being applied onto the substrate, so that the interlayer insulating film is mixed. Since the precursor solution for formation is prepared, as described above, for example, [Table 3] and the aromatic represented by [Chemical 126] in which the combination of Y 1 to Y 4 is [Table 6] Suppresses gelation that occurs when an amine derivative and an adamantane derivative having an aldehyde group are dissolved in the same solution, enabling the formation of an interlayer insulating film made of an organic polymer film having an adamantane skeleton and a benzimidazole skeleton To do.

最後に、上述したアダマンタン骨格とベンツイミダゾール骨格とを有する有機高分子膜の合成例について説明しておくと、例えば図4に示すように、アルデヒド基を有するアダマンタン誘導体(50a)と芳香族アミン誘導体(50b)とを重合させて、シッフ塩基(50c)を形成した後に、酸化によって脱水反応を生じさることにより、アダマンタン骨格とベンツイミダゾール骨格とを有する有機高分子膜(50d)が合成される。   Finally, a synthesis example of the organic polymer film having the above-described adamantane skeleton and benzimidazole skeleton will be described. For example, as shown in FIG. 4, an adamantane derivative (50a) having an aldehyde group and an aromatic amine derivative (50b) is polymerized to form a Schiff base (50c), and then a dehydration reaction is caused by oxidation to synthesize an organic polymer film (50d) having an adamantane skeleton and a benzimidazole skeleton.

本発明の層間絶縁膜の形成方法及び層間絶縁膜形成用の前駆体溶液は、高強度であって且つ低誘電率の有機高分子膜よりなる層間絶縁膜の形成にとって有用である。   The method for forming an interlayer insulating film and the precursor solution for forming the interlayer insulating film of the present invention are useful for forming an interlayer insulating film made of an organic polymer film having a high strength and a low dielectric constant.

本発明の第1の実施形態の実施例における回転塗布法に用いる装置を示す図である。It is a figure which shows the apparatus used for the spin coating method in the Example of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態の実施例におけるアダマンタン骨格とベンツオキサゾール骨格とを有する有機高分子膜の合成過程の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the synthetic | combination process of the organic polymer film which has an adamantane skeleton and a benzoxazole skeleton in the Example of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態の実施例における回転塗布法に用いる装置を示す図である。It is a figure which shows the apparatus used for the spin coating method in the Example of the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態の実施例におけるアダマンタン骨格とベンツイミダゾール骨格とを有する有機高分子膜の合成過程の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the synthetic | combination process of the organic polymer film which has an adamantane frame | skeleton and a benzimidazole frame | skeleton in the Example of the 3rd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

20 薬液ボトル
21 層間絶縁膜形成用の前駆体溶液
22 薬液ノズル
23 フィルター
24 コーターカップ
25 回転支持台
26 シリコンウェーハ
27 薄膜
30 第1の薬液ボトル
31 第1の溶液
32 第1の薬液ノズル
33 第1のフィルター
34 第2の薬液ボトル
35 第2の溶液
36 第2の薬液ノズル
37 第2のフィルター
38 第3の薬液ボトル
39 層間絶縁膜形成用の前駆体溶液
40 第3の薬液ノズル
41 コーターカップ
42 回転支持台
43 シリコンウェーハ
44 薄膜
20 Chemical solution bottle 21 Precursor solution for forming interlayer insulation film 22 Chemical solution nozzle 23 Filter 24 Coater cup 25 Rotating support base 26 Silicon wafer 27 Thin film 30 First chemical solution bottle 31 First solution 32 First chemical solution nozzle 33 First Filter 34 Second chemical bottle 35 Second solution 36 Second chemical nozzle 37 Second filter 38 Third chemical bottle 39 Precursor solution 40 for forming an interlayer insulating film Third chemical nozzle 41 Coater cup 42 Rotating support 43 Silicon wafer 44 Thin film

Claims (26)

アルデヒド基を有するアダマンタン誘導体と芳香族アミン誘導体とを含む溶液を基板上に塗布する工程と、
酸素を含有する雰囲気下において熱処理を行なう工程とを備えることを特徴とする層間絶縁膜の形成方法。
Applying a solution containing an adamantane derivative having an aldehyde group and an aromatic amine derivative on a substrate;
And a step of performing a heat treatment in an atmosphere containing oxygen.
前記溶液を塗布する工程は、
前記アルデヒド基を有するアダマンタン誘導体を含む第1の溶液と前記芳香族アミン誘導体を含む第2の溶液とを混合して前記溶液を形成した後に、前記溶液を前記基板上に塗布する工程であることを特徴とする層間絶縁膜の形成方法。
The step of applying the solution includes
The first solution containing the adamantane derivative having the aldehyde group and the second solution containing the aromatic amine derivative are mixed to form the solution, and then the solution is applied onto the substrate. A method of forming an interlayer insulating film characterized by the above.
前記アダマンタン誘導体は、3つ以上のアルデヒド基を有していることを特徴とする請求項1又は2に記載の層間絶縁膜の形成方法。   The method for forming an interlayer insulating film according to claim 1, wherein the adamantane derivative has three or more aldehyde groups. 前記芳香族アミン誘導体は、ヒドロキシル基を有していることを特徴とする請求項1に記載の層間絶縁膜の形成方法。   The method for forming an interlayer insulating film according to claim 1, wherein the aromatic amine derivative has a hydroxyl group. 前記アダマンタン誘導体は、3つ以上のアルデヒド基を有しており、
前記芳香族アミン誘導体は、ヒドロキシル基を有していることを特徴とする請求項1又は2に記載の層間絶縁膜の形成方法。
The adamantane derivative has three or more aldehyde groups,
The method for forming an interlayer insulating film according to claim 1, wherein the aromatic amine derivative has a hydroxyl group.
アルデヒド基を有するアダマンタン誘導体と芳香族アミン誘導体とを含む溶液を加熱処理する工程と、
前記加熱処理の後に、前記溶液を基板上に塗布する工程と、
酸素を含有する雰囲気において熱処理を行なう工程とを備えることを特徴とする層間絶縁膜の形成方法。
Heat-treating a solution containing an adamantane derivative having an aldehyde group and an aromatic amine derivative;
Applying the solution on a substrate after the heat treatment;
And a step of performing a heat treatment in an atmosphere containing oxygen.
前記アダマンタン誘導体は、3つ以上のアルデヒド基を有していることを特徴とする請求項6に記載の層間絶縁膜の形成方法。   The method for forming an interlayer insulating film according to claim 6, wherein the adamantane derivative has three or more aldehyde groups. 前記芳香族アミン誘導体は、ヒドロキシル基を有していることを特徴とする請求項6に記載の層間絶縁膜の形成方法。   The method for forming an interlayer insulating film according to claim 6, wherein the aromatic amine derivative has a hydroxyl group. 前記アダマンタン誘導体は、3つ以上のアルデヒド基を有しており、
前記芳香族アミン誘導体は、ヒドロキシル基を有していることを特徴とする請求項6に記載の層間絶縁膜の形成方法。
The adamantane derivative has three or more aldehyde groups,
The method for forming an interlayer insulating film according to claim 6, wherein the aromatic amine derivative has a hydroxyl group.
前記アルデヒド基を有するアダマンタン誘導体は、下記[化1]の一般式
Figure 2007234871
(但し、X1 、X2 、X3 、及びX4 の各々は、下記[化2]に示す置換基、下記[化3]に示す置換基、水素原子、脂肪族基、及び芳香族基よりなる群のうちから選択されるいずれか1つの種類あり、
Figure 2007234871
Figure 2007234871
前記X1 〜X4 のうちの少なくとも1つは、前記[化2]又は前記[化3]に示す置換基であり、R1 〜R12 の各々は、水素又は有機基である。)
で表されることを特徴とする請求項1、2又は6に記載の層間絶縁膜の形成方法。
The adamantane derivative having an aldehyde group has the following general formula:
Figure 2007234871
(However, each of X 1 , X 2 , X 3 , and X 4 is a substituent represented by the following [Chemical 2], a substituent represented by the following [Chemical 3], a hydrogen atom, an aliphatic group, and an aromatic group. Any one type selected from the group consisting of:
Figure 2007234871
Figure 2007234871
At least one of the X 1 to X 4 is a substituent shown in the above [Chemical 2] or the above [Chemical 3], and each of R 1 to R 12 is hydrogen or an organic group. )
The method of forming an interlayer insulating film according to claim 1, 2, or 6.
前記3つ以上のアルデヒド基を有するアダマンタン誘導体は、下記[化4]の一般式
Figure 2007234871
(但し、X1 、X2 、X3 、及びX4 の各々は、下記[化5]に示す置換基、下記[化6]に示す置換基、水素原子、脂肪族基、及び芳香族基よりなる群のうちから選択されるいずれか1つの種類あり、
Figure 2007234871
Figure 2007234871
前記X1 〜X4 のうちの3つ又は4つのすべてが、前記[化5]又は前記[化6]に示す置換基であり、R1 〜R12 の各々は、水素又は有機基である。)
で表されることを特徴とする請求項1、2又は6に記載の層間絶縁膜の形成方法。
The adamantane derivative having three or more aldehyde groups is represented by the following general formula:
Figure 2007234871
(However, each of X 1 , X 2 , X 3 and X 4 is a substituent represented by the following [Chemical 5], a substituent represented by the following [Chemical 6], a hydrogen atom, an aliphatic group, and an aromatic group. Any one type selected from the group consisting of:
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Three or four of X 1 to X 4 are all the substituents shown in [Chemical 5] or [Chemical 6], and each of R 1 to R 12 is hydrogen or an organic group. . )
The method of forming an interlayer insulating film according to claim 1, 2, or 6.
前記アミン誘導体は、下記[化7]〜下記[化27]の一般式、及び、
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
(但し、前記[化7]〜前記[化27]の各々において、X1 〜X4 のうちの少なくとも1つはNH2 基であり、残りの3つのうちの少なくとも1つはOH基である。)
下記[化28]の一般式
Figure 2007234871
(但し、Y1 、Y2 、Y3 、及びY4 の各々は、下記[化29]〜下記[化36]に示す置換基、水素原子、脂肪族基、及び芳香族基よりなる群のうちから選択されるいずれか1つの種類あり、
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
前記Y1 〜Y4 のうちの少なくとも1つが、前記[化29]〜前記[化36]に示す置換基であり、R1 〜R12 の各々は、水素又は有機基である。)
よりなる群のうちから選択される少なくとも1つで表されることを特徴とすることを特徴とする請求項1、2又は6に記載の層間絶縁膜の形成方法。
The amine derivative has the following general formulas [Chemical Formula 7] to [Chemical Formula 27] below, and
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
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Figure 2007234871
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Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
(However, in each of [Chemical 7] to [Chemical 27], at least one of X 1 to X 4 is an NH 2 group, and at least one of the remaining three is an OH group. .)
The following general formula
Figure 2007234871
(However, each of Y 1 , Y 2 , Y 3 , and Y 4 is a group consisting of a substituent, a hydrogen atom, an aliphatic group, and an aromatic group represented by the following [Chemical 29] to [Chemical 36] below. There is one type selected from
Figure 2007234871
Figure 2007234871
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At least one of Y 1 to Y 4 is a substituent represented by [Chemical 29] to [Chemical 36], and each of R 1 to R 12 is hydrogen or an organic group. )
7. The method for forming an interlayer insulating film according to claim 1, wherein the interlayer insulating film is represented by at least one selected from the group consisting of:
前記アミン誘導体は、下記[化37]〜下記[57]の一般式、及び、
Figure 2007234871
Figure 2007234871
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下記[化58]の一般式
Figure 2007234871
(但し、Y1 、Y2 、Y3 、及びY4 の各々は、下記[化59]〜下記[化62]に示す置換基、水素原子、脂肪族基、及び芳香族基よりなる群のうちから選択されるいずれか1つの種類あり、
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
前記Y1 〜Y4 のうちの少なくとも1つが、前記[化59]〜前記[化62]に示す置換基であり、R1 〜R12 の各々は、水素又は有機基である。)
よりなる群のうちから選択される少なくとも1つで表されることを特徴とすることを特徴とする請求項6〜9のうちのいずれか1項に記載の層間絶縁膜の形成方法。
The amine derivative has the following general formulas [Formula 37] to [57] below, and
Figure 2007234871
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The general formula of the following [Chemical Formula 58]
Figure 2007234871
(However, each of Y 1 , Y 2 , Y 3 , and Y 4 is a group consisting of a substituent, a hydrogen atom, an aliphatic group, and an aromatic group represented by the following [Chemical Formula 59] to [Chemical Formula 62] below. There is one type selected from
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
At least one of Y 1 to Y 4 is a substituent represented by [Chemical Formula 59] to [Chemical Formula 62], and each of R 1 to R 12 is hydrogen or an organic group. )
The method for forming an interlayer insulating film according to claim 6, wherein the interlayer insulating film is represented by at least one selected from the group consisting of:
アルデヒド基を有するアダマンタン誘導体と芳香族アミン誘導体を含む溶液よりなることを特徴とする層間絶縁膜形成用の前駆体溶液。   A precursor solution for forming an interlayer insulating film, comprising a solution containing an adamantane derivative having an aldehyde group and an aromatic amine derivative. 前記溶液は、前記アルデヒド基を有するアダマンタン誘導体を含む第1の溶液と、前記芳香族アミン誘導体を含む第2の溶液とが混合されて形成されていることを特徴とする請求項13に記載の層間絶縁膜形成用の前駆体溶液。   14. The solution according to claim 13, wherein the solution is formed by mixing a first solution containing the adamantane derivative having the aldehyde group and a second solution containing the aromatic amine derivative. A precursor solution for forming an interlayer insulating film. 前記アダマンタン誘導体は、3つ以上のアルデヒド基を有していることを特徴とする請求項13又は14に記載の層間絶縁膜形成用の前駆体溶液。   The precursor solution for forming an interlayer insulating film according to claim 13 or 14, wherein the adamantane derivative has three or more aldehyde groups. 前記芳香族アミン誘導体は、ヒドロキシル基を有していることを特徴とする請求項13に記載の層間絶縁膜形成用の前駆体溶液。   The precursor solution for forming an interlayer insulating film according to claim 13, wherein the aromatic amine derivative has a hydroxyl group. 前記アダマンタン誘導体は、3つ以上のアルデヒド基を有しており、
前記芳香族アミン誘導体は、ヒドロキシル基を有していることを特徴とする請求項13又は14に記載の層間絶縁膜形成用の前駆体溶液。
The adamantane derivative has three or more aldehyde groups,
The precursor solution for forming an interlayer insulating film according to claim 13 or 14, wherein the aromatic amine derivative has a hydroxyl group.
アルデヒド基を有するアダマンタン誘導体と芳香族アミン誘導体との共重合体よりなるオリゴマーを含んでいることを特徴とする層間絶縁膜形成用の前駆体溶液。   A precursor solution for forming an interlayer insulating film, comprising an oligomer made of a copolymer of an adamantane derivative having an aldehyde group and an aromatic amine derivative. 前記アダマンタン誘導体は、3つ以上のアルデヒド基を有していることを特徴とする請求項18に記載の層間絶縁膜形成用の前駆体溶液。   The precursor solution for forming an interlayer insulating film according to claim 18, wherein the adamantane derivative has three or more aldehyde groups. 前記芳香族アミン誘導体は、ヒドロキシル基を有していることを特徴とする請求項18に記載の層間絶縁膜形成用の前駆体溶液。   The precursor solution for forming an interlayer insulating film according to claim 18, wherein the aromatic amine derivative has a hydroxyl group. 前記アダマンタン誘導体は、3つ以上のアルデヒド基を有しており、
前記芳香族アミン誘導体は、ヒドロキシル基を有していることを特徴とする請求項18に記載の層間絶縁膜形成用の前駆体溶液。
The adamantane derivative has three or more aldehyde groups,
The precursor solution for forming an interlayer insulating film according to claim 18, wherein the aromatic amine derivative has a hydroxyl group.
前記アルデヒド基を有するアダマンタン誘導体は、下記[化63]の一般式
Figure 2007234871
(但し、X1 、X2 、X3 、及びX4 の各々は、下記[化64]に示す置換基、下記[化65]に示す置換基、水素原子、脂肪族基、及び芳香族基よりなる群のうちから選択されるいずれか1つの種類あり、
Figure 2007234871
Figure 2007234871
前記X1 〜X4 のうちの少なくとも1つは、前記[化64]又は前記[化65]に示す置換基であり、R1 〜R12 の各々は、水素又は有機基である。)
で表されることを特徴とする請求項13、14又は18に記載の層間絶縁膜形成用の前駆体溶液。
The adamantane derivative having an aldehyde group is represented by the following general formula:
Figure 2007234871
(However, X 1 , X 2 , X 3 , and X 4 are each a substituent represented by the following [Chemical Formula 64], a substituent represented by the following [Chemical Formula 65], a hydrogen atom, an aliphatic group, and an aromatic group. Any one type selected from the group consisting of:
Figure 2007234871
Figure 2007234871
At least one of X 1 to X 4 is a substituent shown in the above [Chemical Formula 64] or [Chemical Formula 65], and each of R 1 to R 12 is hydrogen or an organic group. )
The precursor solution for forming an interlayer insulating film according to claim 13, 14 or 18, wherein
前記3つ以上のアルデヒド基を有するアダマンタン誘導体は、下記[化66]の一般式
Figure 2007234871
(但し、X1 、X2 、X3 、及びX4 の各々は、下記[化67]に示す置換基、下記[化68]に示す置換基、水素原子、脂肪族基、及び芳香族基よりなる群のうちから選択されるいずれか1つの種類あり、
Figure 2007234871
Figure 2007234871
前記X1 〜X4 のうちの3つ又は4つのすべてが、前記[化67]又は前記[化68]に示す置換基であり、R1 〜R12 の各々は、水素又は有機基である。)
で表されることを特徴とする請求項15、17、19、又は21に記載の層間絶縁膜形成用の前駆体溶液。
The adamantane derivative having three or more aldehyde groups is represented by the general formula:
Figure 2007234871
(However, each of X 1 , X 2 , X 3 , and X 4 is a substituent represented by the following [Chemical 67], a substituent represented by the following [Chemical 68], a hydrogen atom, an aliphatic group, and an aromatic group. Any one type selected from the group consisting of:
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Wherein X 1 to X 3 or all four of the four is a substituent shown in the [formula 67] or the Formula 68], each of R 1 to R 12 is hydrogen or an organic group . )
The precursor solution for forming an interlayer insulating film according to claim 15, 17, 19, or 21, wherein
前記アミン誘導体は、下記[化69]〜下記[化89]の一般式、及び、
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
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Figure 2007234871
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Figure 2007234871
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Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
(但し、前記[化69]〜前記[化89]の各々において、X1 〜X4 のうちの少なくとも1つはNH2 基であり、残りの3つのうちの少なくとも1つはOH基である。)
下記[化90]の一般式
Figure 2007234871
(但し、Y1 、Y2 、Y3 、及びY4 の各々は、下記[化91]〜下記[化98]に示す置換基、水素原子、脂肪族基、及び芳香族基よりなる群のうちから選択されるいずれか1つの種類あり、
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
前記Y1 〜Y4 のうちの少なくとも1つが、前記[化91]〜前記[化98]に示す置換基であり、R1 〜R12 の各々は、水素又は有機基である。)
よりなる群のうちから選択される少なくとも1つで表されることを特徴とすることを特徴とする請求項13、14、又は18に記載の層間絶縁膜形成用の前駆体溶液。
The amine derivative is represented by the following general formulas [Chemical 69] to [Chemical 89]:
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
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Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
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Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
(However, in each of [Chemical 69] to [Chemical 89], at least one of X 1 to X 4 is an NH 2 group, and at least one of the remaining three is an OH group. .)
The general formula of [Chemical 90] below
Figure 2007234871
(However, each of Y 1 , Y 2 , Y 3 , and Y 4 is a group consisting of a substituent, a hydrogen atom, an aliphatic group, and an aromatic group represented by the following [Chemical Formula 91] to [Chemical Formula 98] below. There is one type selected from
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
At least one of Y 1 to Y 4 is a substituent represented by [Chemical Formula 91] to [Chemical Formula 98], and each of R 1 to R 12 is hydrogen or an organic group. )
The precursor solution for forming an interlayer insulating film according to claim 13, 14, or 18, characterized by being represented by at least one selected from the group consisting of:
前記アミン誘導体は、下記[化99]〜下記[119]の一般式、及び、
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
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Figure 2007234871
下記[化120]の一般式
Figure 2007234871
(但し、Y1 、Y2 、Y3 、及びY4 の各々は、下記[化121]〜下記[化124]に示す置換基、水素原子、脂肪族基、及び芳香族基よりなる群のうちから選択されるいずれか1つの種類あり、
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
前記Y1 〜Y4 のうちの少なくとも1つが、前記[化121]〜前記[化124]に示す置換基であり、R1 〜R12 の各々は、水素又は有機基である。)
よりなる群のうちから選択される少なくとも1つで表されることを特徴とすることを特徴とする請求項18〜21のうちのいずれか1項に記載の層間絶縁膜形成用の前駆体溶液。
The amine derivative is represented by the following general formulas [Chemical 99] to [119]:
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
The general formula of [Chemical Formula 120] below
Figure 2007234871
(However, each of Y 1 , Y 2 , Y 3 , and Y 4 is a group consisting of a substituent, a hydrogen atom, an aliphatic group, and an aromatic group represented by the following [Chemical Formula 121] to [Chemical Formula 124] below. There is one type selected from
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Figure 2007234871
Wherein at least one of the Y 1 to Y 4 is a substituent shown in the [formula 121] - the Formula 124], each of R 1 to R 12 is a hydrogen or an organic group. )
The precursor solution for forming an interlayer insulating film according to any one of claims 18 to 21, wherein the precursor solution is represented by at least one selected from the group consisting of .
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