JP2012104616A - Precursor composition of low dielectric constant film and method for manufacturing low dielectric constant film using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、低誘電率膜の前駆体組成物及びこれを用いた低誘電率膜の製造方法に関する。 The present invention relates to a precursor composition for a low dielectric constant film and a method for producing a low dielectric constant film using the same.
LSI多層配線には複数の層間絶縁膜が形成される。配線間の電気容量の十分な低減が求められるため、この層間絶縁膜は一般的に比誘電率が3.9以下の低誘電率膜が用いられている。更に、層間絶縁膜には、高い疎水性が求められる。水を吸収すると誘電率が高くなってしまうためである。 A plurality of interlayer insulating films are formed on the LSI multilayer wiring. Since a sufficient reduction in the electric capacity between the wirings is required, a low dielectric constant film having a relative dielectric constant of 3.9 or less is generally used as this interlayer insulating film. Further, the interlayer insulating film is required to have high hydrophobicity. This is because the dielectric constant increases when water is absorbed.
層間絶縁膜に利用可能な低誘電率膜として膜中に複数の空孔が形成されたポーラスシリカ膜が開発されている(例えば、特許文献1、非特許文献1)。
As a low dielectric constant film that can be used as an interlayer insulating film, a porous silica film in which a plurality of pores are formed has been developed (for example,
特許文献1に開示の多孔質膜の作製方法では、まず、シリカ源及び熱分解性有機化合物を含有する所定の前駆体組成物を調製する。この前駆体組成物を基板上に成膜し、熱分解有機化合物を焼成により熱分解して多孔質膜を作製する。そして、作製した多孔質膜に、疎水性化合物を気相反応させて空孔表面を改質することによって、疎水性を有する多孔質膜を得ている。
In the method for producing a porous film disclosed in
また、非特許文献1に開示の低誘電率膜の製造方法は、疎水化処理工程を備える低誘電率膜の製造方法が開示されている。この方法においては、疎水化処理はヘキサメチルジシラザンなどを用いて行っている。
Moreover, the manufacturing method of the low dielectric constant film disclosed in Non-Patent
特許文献1に開示の多孔質膜の作製方法では、疎水性化合物を気相反応させて改質する工程が必要であり、製造工程が複雑になるとともに、製造コストが高くなる。
The method for producing a porous film disclosed in
また、非特許文献1に開示の低誘電率膜の製造方法では、前駆体組成物を基板上に膜状に塗布して焼成した後に疎水化処理を行っている。製造コストが高くなる上に、十分な疎水性を得るのが困難である。
In addition, in the method for producing a low dielectric constant film disclosed in Non-Patent
本発明は上記事項に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、紫外線が照射されても疎水性の低下が抑えられ、誘電率の上昇が抑制された低誘電率膜を製造するための低誘電率膜の前駆体組成物、及び、これを用いた低誘電率膜の製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above matters, and an object of the present invention is to produce a low dielectric constant film in which a decrease in hydrophobicity is suppressed even when irradiated with ultraviolet rays, and an increase in dielectric constant is suppressed. An object of the present invention is to provide a precursor composition for a low dielectric constant film and a method for producing a low dielectric constant film using the same.
本発明の第1の観点に係る低誘電率膜の前駆体組成物は、
ジエトキシメチルシラン、ジメトキシメチルシラン、ジエトキシジシラン、ジメトキシジシラン、トリエトキシシラン、トリメトキシシラン、ジメチルエトキシシラン及びジメチルメトキシシランから選択される一種以上の化合物と、
式:(RO)3−Si−X−Si−(RO)3(ROはアルコキシ基、Xは有機架橋基であってメチレン基、エチレン基、ビニレン基、1,4−フェニレン基から選択される)で表される化合物、式:Si(OR)4(Rは一価の有機基)で表される化合物、環状シロキサン、二重環状シロキサン及びゼオライト微結晶から選択される一種以上の物質と、
熱分解性化合物と、
アルコキシシラン加水分解触媒とを含有する。
The low dielectric constant film precursor composition according to the first aspect of the present invention comprises:
One or more compounds selected from diethoxymethylsilane, dimethoxymethylsilane, diethoxydisilane, dimethoxydisilane, triethoxysilane, trimethoxysilane, dimethylethoxysilane and dimethylmethoxysilane;
Formula: (RO) 3 —Si—X—Si— (RO) 3 (RO is an alkoxy group, X is an organic crosslinking group, and is selected from a methylene group, an ethylene group, a vinylene group, and a 1,4-phenylene group. ), A compound represented by the formula: Si (OR) 4 (R is a monovalent organic group), one or more substances selected from cyclic siloxane, bicyclic siloxane and zeolite microcrystals,
A thermally decomposable compound;
And an alkoxysilane hydrolysis catalyst.
本発明の第2の観点に係る低誘電率膜の前駆体組成物は、
ジエトキシメチルシランと、
テトラエトキシシランと、
熱分解性化合物と、
アルコキシシラン加水分解触媒と、
を含有する。
The low dielectric constant film precursor composition according to the second aspect of the present invention comprises:
Diethoxymethylsilane,
Tetraethoxysilane,
A thermally decomposable compound;
An alkoxysilane hydrolysis catalyst;
Containing.
本発明の第3の観点に係る低誘電率膜の製造方法は、
ジエトキシメチルシラン、ジメトキシメチルシラン、ジエトキシジシラン、ジメトキシジシラン、トリエトキシシラン、トリメトキシシラン、ジメチルエトキシシラン及びジメチルメトキシシランから選択される一種以上の化合物と、式:(RO)3−Si−X−Si−(RO)3(ROはアルコキシ基、Xは有機架橋基であってメチレン基、エチレン基、ビニレン基、1,4−フェニレン基から選択される)で表される化合物、式:Si(OR)4(Rは一価の有機基)で表される化合物、環状シロキサン、二重環状シロキサン及びゼオライト微結晶から選択される一種以上の物質と、熱分解性化合物と、アルコキシシラン加水分解触媒とを備える前駆体組成物を調製する工程と、
前記前駆体組成物を基板上に成膜する成膜工程と、
前記成膜工程で得られた膜を乾燥する乾燥工程と、
前記乾燥工程で得られた膜を焼成する焼成工程と、
前記焼成工程で得られた膜を紫外線処理する紫外線処理工程と、を備える。
A method for producing a low dielectric constant film according to a third aspect of the present invention is as follows:
One or more compounds selected from diethoxymethylsilane, dimethoxymethylsilane, diethoxydisilane, dimethoxydisilane, triethoxysilane, trimethoxysilane, dimethylethoxysilane, and dimethylmethoxysilane, and a formula: (RO) 3 —Si— A compound represented by the formula: X—Si— (RO) 3 (RO is an alkoxy group, X is an organic crosslinking group and is selected from a methylene group, an ethylene group, a vinylene group, and a 1,4-phenylene group), a formula: One or more substances selected from a compound represented by Si (OR) 4 (R is a monovalent organic group), cyclic siloxane, bicyclic siloxane, and zeolite microcrystal; a thermally decomposable compound; Preparing a precursor composition comprising a cracking catalyst;
A film forming step of forming the precursor composition on a substrate;
A drying step of drying the film obtained in the film forming step;
A firing step of firing the film obtained in the drying step;
An ultraviolet treatment step of subjecting the film obtained in the baking step to an ultraviolet treatment.
本発明の第4の観点に係る低誘電率膜の製造方法は、
ジエトキシメチルシランと、テトラエトキシシランと、熱分解性化合物と、アルコキシシラン加水分解触媒とを備える前駆体組成物を調製する工程と、
前記前駆体組成物を基板上に成膜する成膜工程と、
前記成膜工程で得られた膜を乾燥する乾燥工程と、
前記乾燥工程で得られた膜を焼成する焼成工程と、
前記焼成工程で得られた膜を紫外線処理する紫外線処理工程と、
を備える。
The method for producing a low dielectric constant film according to the fourth aspect of the present invention includes:
Preparing a precursor composition comprising diethoxymethylsilane, tetraethoxysilane, a thermally decomposable compound, and an alkoxysilane hydrolysis catalyst;
A film forming step of forming the precursor composition on a substrate;
A drying step of drying the film obtained in the film forming step;
A firing step of firing the film obtained in the drying step;
An ultraviolet treatment step of subjecting the film obtained in the firing step to ultraviolet treatment;
Is provided.
本発明に係る低誘電率膜の前駆体組成物は、ジエトキシメチルシラン、ジメトキシメチルシラン、ジエトキシジシラン、ジメトキシジシラン、トリエトキシシラン、トリメトキシシラン、ジメチルエトキシシラン及びジメチルメトキシシランから選択される一種以上の化合物を含有している。この前駆体組成物を用いて低誘電率膜を製造すると、疎水化処理が不要であるため、製造工程が少なく簡便に低誘電率膜を製造することができる。 The low dielectric constant film precursor composition according to the present invention is selected from diethoxymethylsilane, dimethoxymethylsilane, diethoxydisilane, dimethoxydisilane, triethoxysilane, trimethoxysilane, dimethylethoxysilane and dimethylmethoxysilane. Contains one or more compounds. When a low dielectric constant film is produced using this precursor composition, since the hydrophobization treatment is unnecessary, the low dielectric constant film can be produced easily with few production steps.
更に、得られた低誘電率膜は、紫外線照射による疎水性の低下が抑制されるので、誘電率の上昇が抑制される。このため、この低誘電率膜を多層配線LSIの層間絶縁膜として用いる際に、成膜後の紫外線処理を行っても低誘電率膜の誘電率が低く保持されるので、層間絶縁膜として好適に利用できる利点を有する。 Furthermore, since the obtained low dielectric constant film suppresses a decrease in hydrophobicity due to ultraviolet irradiation, an increase in dielectric constant is suppressed. For this reason, when this low dielectric constant film is used as an interlayer insulating film of a multilayer wiring LSI, the dielectric constant of the low dielectric constant film is kept low even if UV treatment is performed after the film formation. Have the advantage available.
本実施の形態に係る低誘電率膜の前駆体組成物、及び、この前駆体組成物を用いた低誘電率膜の製造方法について詳述する。まず、低誘電率膜の前駆体組成物について説明する。 A low dielectric constant film precursor composition and a low dielectric constant film manufacturing method using the precursor composition according to the present embodiment will be described in detail. First, the precursor composition of the low dielectric constant film will be described.
低誘電率膜の前駆体組成物は、ジエトキシメチルシラン、ジメトキシメチルシラン、ジエトキシジシラン、ジメトキシジシラン、トリエトキシシラン、トリメトキシシラン、ジメチルエトキシシラン及びジメチルメトキシシランから選択される一種以上の化合物と、式:(RO)3−Si−X−Si−(RO)3(ROはアルコキシ基、Xは有機架橋基であってメチレン基、エチレン基、ビニレン基、1,4−フェニレン基から選択される)で表される化合物、式:Si(OR)4(Rは一価の有機基)で表される化合物、環状シロキサン、二重環状シロキサン及びゼオライト微結晶から選択される一種以上の物質と、熱分解の温度が250℃以上である熱分解性化合物と、アルコキシシラン加水分解触媒とを含有し、これらが溶媒中に溶解し、混合した形態である。 The precursor composition of the low dielectric constant film is one or more compounds selected from diethoxymethylsilane, dimethoxymethylsilane, diethoxydisilane, dimethoxydisilane, triethoxysilane, trimethoxysilane, dimethylethoxysilane and dimethylmethoxysilane And the formula: (RO) 3 —Si—X—Si— (RO) 3 (RO is an alkoxy group, X is an organic crosslinking group and is selected from a methylene group, an ethylene group, a vinylene group, and a 1,4-phenylene group. A compound represented by the formula: Si (OR) 4 (R is a monovalent organic group), one or more substances selected from cyclic siloxanes, bicyclic siloxanes, and zeolite microcrystals And a pyrolyzable compound having a thermal decomposition temperature of 250 ° C. or higher, and an alkoxysilane hydrolysis catalyst, which are contained in a solvent. Construed, it is a mixed form.
式:(RO)3−Si−X−Si−(RO)3(ROはアルコキシ基、Xは有機架橋基であってメチレン基(−CH2−)、エチレン基(−CH2CH2−)、ビニレン基(−CHCH−)、1,4−フェニレン基(−C6H4−)から選択される)で表される化合物、Si(OR)4で表される化合物、環状シロキサン、二重環状シロキサン及びゼオライト微結晶から選択される一種以上の物質は、シリカ源であり、低誘電率膜の主要な原料である。シリカ源は低誘電率膜の構造の骨格となるシロキサンネットワークの原料となる。
Formula: (RO) 3 —Si—X—Si— (RO) 3 (RO is an alkoxy group, X is an organic bridging group, methylene group (—
ジエトキシメチルシラン、ジメトキシメチルシラン、ジエトキシジシラン、ジメトキシジシラン、トリエトキシシラン、トリメトキシシラン、ジメチルエトキシシラン及びジメチルメトキシシランから選択される一種以上の化合物はシリル化剤である。これらのシリル化剤は、アルコキシ基を備えるシラン化合物であり、加水分解によってアルコキシ基が離脱した際にシリカ源あるいは他のシリル化剤分子とシロキサン結合(Si−O−Si)を形成し、大規模なシロキサンネットワークを形成させる。また、上記のシリル化剤は、分子構造中にSi−H結合を備えている。 One or more compounds selected from diethoxymethylsilane, dimethoxymethylsilane, diethoxydisilane, dimethoxydisilane, triethoxysilane, trimethoxysilane, dimethylethoxysilane and dimethylmethoxysilane are silylating agents. These silylating agents are silane compounds having an alkoxy group, and form a siloxane bond (Si—O—Si) with a silica source or other silylating agent molecules when the alkoxy group is released by hydrolysis. A large siloxane network is formed. Moreover, said silylating agent is equipped with Si-H bond in molecular structure.
熱分解の温度が250℃以上である熱分解性化合物は、界面活性剤である。この界面活性剤として、長鎖アルキル基及び親水基を有する化合物や、ポリアルキレンオキサイド構造を有する化合物など、種々の化合物が挙げられる。具体的には、ポリオキシエチレン(10)セチルエーテルが挙げられる。この界面活性剤は、前駆体組成物を用いて成膜した後、膜を焼成することで熱分解し消失する。界面活性剤が消失することにより、多孔質構造の膜が形成される。 A thermally decomposable compound having a thermal decomposition temperature of 250 ° C. or higher is a surfactant. Examples of the surfactant include various compounds such as a compound having a long-chain alkyl group and a hydrophilic group, and a compound having a polyalkylene oxide structure. Specific examples include polyoxyethylene (10) cetyl ether. The surfactant is thermally decomposed and disappears by baking the film after forming the film using the precursor composition. A film having a porous structure is formed by the disappearance of the surfactant.
前駆体組成物中において、界面活性剤の周囲をシロキサンネットワークが取り囲んでいる。これが多数自己組織的に集合する事により、均一な空孔径を有する多孔質シリカ膜が形成される。 In the precursor composition, a siloxane network surrounds the surfactant. A large number of these aggregate in a self-organized manner to form a porous silica film having a uniform pore diameter.
アルコキシシラン加水分解触媒は、シリル化剤が有するアルコキシ基の切断を促進させる触媒である。アルコキシシラン加水分解触媒は、アルコキシ基の切断を促進させることが可能である限りいずれでもよい。このような作用を備える触媒として、酸性触媒、塩基性触媒のいずれでもよい。酸性触媒として塩酸等の無機酸、酢酸等の有機酸が挙げられる。 The alkoxysilane hydrolysis catalyst is a catalyst that promotes the cleavage of the alkoxy group of the silylating agent. The alkoxysilane hydrolysis catalyst may be any as long as it can promote the cleavage of the alkoxy group. As a catalyst having such an action, either an acidic catalyst or a basic catalyst may be used. Examples of the acidic catalyst include inorganic acids such as hydrochloric acid and organic acids such as acetic acid.
また、溶媒は上述したシリル化剤、シリカ源、界面活性剤、アルコキシシラン加水分解触媒が溶解し得る液体であれば、特に限定されず、モノアルコール系溶媒、多価アルコール系溶媒、ケトン系溶媒、エーテル系溶媒、エステル系溶媒、含窒素系溶媒等の有機溶媒が挙げられる。 The solvent is not particularly limited as long as the silylating agent, the silica source, the surfactant, and the alkoxysilane hydrolysis catalyst described above can be dissolved. The monoalcohol solvent, polyhydric alcohol solvent, ketone solvent , Organic solvents such as ether solvents, ester solvents and nitrogen-containing solvents.
続いて、低誘電率膜の製造方法について述べる。低誘電率膜の製造方法は、ジエトキシメチルシラン、ジメトキシメチルシラン、ジエトキシジシラン、ジメトキシジシラン、トリエトキシシラン、トリメトキシシラン、ジメチルエトキシシラン及びジメチルメトキシシランから選択される一種以上の化合物と、式:(RO)3−Si−X−Si−(RO)3(ROはアルコキシ基、Xは有機架橋基であってメチレン基、エチレン基、ビニレン基、1,4−フェニレン基から選択される)で表される化合物、式:Si(OR)4(Rは一価の有機基)で表される化合物、環状シロキサン、二重環状シロキサン及びゼオライト微結晶から選択される一種以上の物質と、熱分解の温度が250℃以上である熱分解性化合物と、アルコキシシラン加水分解触媒とを含有する前駆体組成物を調製する工程と、前駆体組成物を成膜する工程と、膜を乾燥する工程と、膜を焼成する工程と、膜を紫外線処理する工程とを備える。 Next, a method for manufacturing a low dielectric constant film will be described. A method for producing a low dielectric constant film includes one or more compounds selected from diethoxymethylsilane, dimethoxymethylsilane, diethoxydisilane, dimethoxydisilane, triethoxysilane, trimethoxysilane, dimethylethoxysilane, and dimethylmethoxysilane, Formula: (RO) 3 —Si—X—Si— (RO) 3 (RO is an alkoxy group, X is an organic crosslinking group, and is selected from a methylene group, an ethylene group, a vinylene group, and a 1,4-phenylene group. ), A compound represented by the formula: Si (OR) 4 (R is a monovalent organic group), one or more substances selected from cyclic siloxane, bicyclic siloxane and zeolite microcrystals, A precursor composition containing a thermally decomposable compound having a thermal decomposition temperature of 250 ° C. or higher and an alkoxysilane hydrolysis catalyst is prepared. And a step, a step of forming a precursor composition, and drying the film, and a step of firing the film, and the step of ultraviolet treatment the film.
(前駆体組成物調製工程)
反応容器にシリル化剤、シリカ源、及びアルコキシシラン加水分解触媒を溶媒と共に混合する。また別の反応容器に溶媒に溶解した界面活性剤を準備し、前記の反応容器の内容物と混合する。シリル化剤はアルコキシ基を備えるシラン化合物であり、加水分解によってアルコキシ基が離脱した際にシリカ源あるいは他のシリル化剤分子とシロキサン結合(Si−O−Si)を形成し、大規模なシロキサンネットワークを形成する。また、前駆体組成物において、このシロキサン重合体が界面活性剤を取り囲んで自己組織的に集合することによって大きいサイズの構造体を形成していると考えられる。
(Precursor composition preparation step)
A silylating agent, a silica source, and an alkoxysilane hydrolysis catalyst are mixed with a solvent in a reaction vessel. Further, a surfactant dissolved in a solvent is prepared in another reaction vessel and mixed with the contents of the reaction vessel. The silylating agent is a silane compound having an alkoxy group, and when the alkoxy group is removed by hydrolysis, a siloxane bond (Si-O-Si) is formed with a silica source or other silylating agent molecule, thereby producing a large-scale siloxane. Form a network. In the precursor composition, it is considered that this siloxane polymer forms a large-sized structure by surrounding the surfactant and self-organizing.
シリル化剤として、上述したジエトキシメチルシラン、ジメトキシメチルシラン、ジエトキシジシラン、ジメトキシジシラン、トリエトキシシラン、トリメトキシシラン、ジメチルエトキシシラン及びジメチルメトキシシランから選択される一種以上の化合物を用いる。 As the silylating agent, one or more compounds selected from the above-mentioned diethoxymethylsilane, dimethoxymethylsilane, diethoxydisilane, dimethoxydisilane, triethoxysilane, trimethoxysilane, dimethylethoxysilane and dimethylmethoxysilane are used.
シリカ源として、上述した式:(RO)3−Si−X−Si−(RO)3(ROはアルコキシ基、Xは有機架橋基であってメチレン基、エチレン基、ビニレン基、1,4−フェニレン基から選択される)で表される化合物、Si(OR)4(Rは一価の有機基)で表される化合物、環状シロキサン、二重環状シロキサン及びゼオライト微結晶から選択される一種以上の物質を用いる。 As the silica source, the above-mentioned formula: (RO) 3 —Si—X—Si— (RO) 3 (RO is an alkoxy group, X is an organic crosslinking group, and a methylene group, an ethylene group, a vinylene group, 1,4- Selected from phenylene groups), one or more compounds selected from Si (OR) 4 (R is a monovalent organic group), cyclic siloxanes, bicyclic siloxanes and zeolite microcrystals The substance is used.
アルコキシシラン加水分解触媒として、上述した酸性触媒や塩基性触媒を用いる。例えば、塩酸、硝酸、硫酸、フッ酸(フッ化水素)、リン酸、ホウ酸、臭化水素酸、アンモニウム塩、窒素含有化合物、酢酸等を用いてよい。 As the alkoxysilane hydrolysis catalyst, the above-described acidic catalyst or basic catalyst is used. For example, hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, hydrofluoric acid (hydrogen fluoride), phosphoric acid, boric acid, hydrobromic acid, ammonium salt, nitrogen-containing compound, acetic acid and the like may be used.
溶媒は、上記の材料物質を溶解する目的で使用されるものであり、上述した有機溶媒を用いる。 The solvent is used for the purpose of dissolving the above-mentioned material substance, and the above-described organic solvent is used.
界面活性剤として、上述した長鎖アルキル基及び親水基を有する化合物や、ポリアルキレンオキサイド構造を有する化合物などを用いる。 As the surfactant, the above-described compound having a long-chain alkyl group and a hydrophilic group, a compound having a polyalkylene oxide structure, or the like is used.
(成膜工程)
上記工程で得られた前駆体組成物を基板上に塗布し成膜を行う。基板としては特に制限されず、例えば、シリコンウエハ等が挙げられる。前駆体組成物の塗布法は特に限定されず、例えば、スピン塗布法、キャスティング法、ディップコート法等の一般的な方法が用いられる。
(Film formation process)
The precursor composition obtained in the above step is applied onto a substrate to form a film. The substrate is not particularly limited, and examples thereof include a silicon wafer. The coating method of the precursor composition is not particularly limited, and general methods such as a spin coating method, a casting method, and a dip coating method are used.
(乾燥工程)
成膜後は、溶媒を揮発させるために乾燥処理を行う。乾燥条件や乾燥方法は特に限定されず、用いた溶媒を揮発させて除去できればよい。
(Drying process)
After film formation, a drying process is performed to volatilize the solvent. Drying conditions and drying methods are not particularly limited as long as the solvent used can be volatilized and removed.
(焼成工程)
上記工程で成膜された膜の焼成を、250℃以上の高温で行う。前駆体組成物を焼成処理すると、上述したシロキサンネットワークの構造が維持されたまま、界面活性剤が熱分解し、消失する。この界面活性剤が消失した箇所が空孔(ポーラス)になる。このようにして多孔質膜が形成される。
(Baking process)
The film formed in the above process is baked at a high temperature of 250 ° C. or higher. When the precursor composition is calcined, the surfactant is thermally decomposed and disappears while maintaining the structure of the siloxane network described above. A portion where the surfactant disappears becomes a pore. In this way, a porous film is formed.
(紫外線処理工程)
上記工程で焼成された膜に対して紫外線照射アニール処理を施し、多孔質シリカ膜のシロキサン結合を促進させる事により高機械強度化を行う。
(UV treatment process)
The film fired in the above process is subjected to an ultraviolet irradiation annealing treatment to promote the siloxane bond of the porous silica film, thereby increasing the mechanical strength.
以上の工程を経て低誘電率膜が得られる。得られた低誘電率膜は高い疎水性を有する。すなわち、水分を含む空気に曝露しても、水分の吸収が抑制されるため、比誘電率の変化は小さい。また、この低誘電率膜のもつ高疎水性および低誘電率は、紫外線照射によって損なわれにくい。すなわち、上記の疎水性は紫外線照射アニール処理を行っても高い水準に維持される。以下に、その理由を記す。 A low dielectric constant film is obtained through the above steps. The obtained low dielectric constant film has high hydrophobicity. That is, even when exposed to air containing moisture, the absorption of moisture is suppressed, so the change in relative permittivity is small. Further, the high hydrophobicity and low dielectric constant of the low dielectric constant film are not easily damaged by ultraviolet irradiation. That is, the above hydrophobicity is maintained at a high level even when the ultraviolet irradiation annealing treatment is performed. The reason is described below.
上記のシリル化剤は、分子構造中にSi−H基を備えており、このSi−H基は、低誘電率膜の形成後、低誘電率膜の表面に多数存在しているものと考えられる。Si−H基は疎水性官能基であるため、膜の疎水性が高まる。 The above silylating agent has Si—H groups in the molecular structure, and it is considered that many Si—H groups exist on the surface of the low dielectric constant film after the formation of the low dielectric constant film. It is done. Since the Si—H group is a hydrophobic functional group, the hydrophobicity of the film is increased.
低誘電率膜の紫外線照射アニール処理に用いられる紫外線の波長は一般的に172nm〜308nmの範囲にあり、Si−H基の持つバンドギャップと比較して低エネルギーである。このためSi−H基は紫外線照射に際して結合が解離せず安定に存在する。この安定なSi−H基のために、膜の疎水性は紫外線照射アニール処理を行っても高い水準に維持される。 The wavelength of ultraviolet rays used for the ultraviolet irradiation annealing treatment of the low dielectric constant film is generally in the range of 172 nm to 308 nm, and has a lower energy than the band gap of the Si—H group. For this reason, the Si—H group is present stably without dissociating the bonds upon irradiation with ultraviolet rays. Due to this stable Si—H group, the hydrophobicity of the film is maintained at a high level even when an ultraviolet irradiation annealing treatment is performed.
一般的に、ポーラスシリカ膜をはじめとするシリカ原料を用いた膜は、親水性が高いという特徴を持つ。これは、膜の表面に露出したシラノール基が空気中の水分を補足する能力を持つことに起因する。膜表面に存在するシラノール基が空気中の水分子を水素結合によって捕捉するため、水分子を吸着させる能力が高い。この現象は膜の疎水性の低下を招く。これは、シリカ原料を用いた膜が本質的に備える性質である。ポーラスシリカ膜では空孔を有するため表面積が大きく、表面に露出するシラノール基が多いので空孔を備えない膜に比べ、親水性が高い。 In general, a film using a silica raw material such as a porous silica film is characterized by high hydrophilicity. This is due to the ability of silanol groups exposed on the surface of the membrane to capture moisture in the air. Since the silanol groups present on the film surface capture water molecules in the air by hydrogen bonds, the ability to adsorb water molecules is high. This phenomenon leads to a decrease in the hydrophobicity of the membrane. This is a property that a film using a silica raw material essentially has. Porous silica membranes have pores and thus have a large surface area, and many silanol groups are exposed on the surface, so that they are more hydrophilic than membranes that do not have pores.
ポーラスシリカ膜の上記の性質は、これを多層配線LSIの層間絶縁膜として使用する際に問題となる。層間絶縁膜が水分を吸収すると、誘電率上昇の原因となり、またリーク電流増加の原因となる。 The above-mentioned property of the porous silica film becomes a problem when it is used as an interlayer insulating film of a multilayer wiring LSI. When the interlayer insulating film absorbs moisture, it causes an increase in dielectric constant and causes an increase in leakage current.
本実施の形態に係る低誘電率膜の製造方法で得られた低誘電率膜は、膜表面にSi−H結合を多数有しており、シラノール基の含有率が相対的に抑えられている。このため、膜の疎水性が高い水準に保たれ、誘電率は低い水準に保たれているものと考えられる。 The low dielectric constant film obtained by the method for producing a low dielectric constant film according to the present embodiment has a large number of Si-H bonds on the film surface, and the content of silanol groups is relatively suppressed. . For this reason, it is considered that the hydrophobicity of the film is kept at a high level and the dielectric constant is kept at a low level.
また、上記の前駆体組成物の調製工程において、シリル化剤とシリカ源との配合比を変化させることで比誘電率を変化させることができる。例えば、後述の実施例に示すように、シリカ源に対し、シリル化剤の配合量を増加させれば比誘電率が低下する。更に、紫外線を照射しても比誘電率の変化が小さい。 In the step of preparing the precursor composition, the dielectric constant can be changed by changing the compounding ratio of the silylating agent and the silica source. For example, as shown in the examples described later, the relative dielectric constant decreases if the amount of the silylating agent is increased with respect to the silica source. Furthermore, the change in relative permittivity is small even when irradiated with ultraviolet rays.
なお、熱分解性化合物の分子量や添加量を変化させることでも、低誘電率膜の比誘電率を変化させることが可能である。熱分解性化合物の分子量や添加量を変化させることで、得られる低誘電率膜中の空孔が変化する。低誘電率膜中の空隙率を高くすることで比誘電率を低くすることも可能である。 Note that the relative dielectric constant of the low dielectric constant film can also be changed by changing the molecular weight or addition amount of the thermally decomposable compound. By changing the molecular weight or addition amount of the thermally decomposable compound, the vacancies in the resulting low dielectric constant film change. It is also possible to lower the relative dielectric constant by increasing the porosity in the low dielectric constant film.
以下に記すように、低誘電率膜を製造し、製造した低誘電率膜の比誘電率を測定した。
(前駆体組成物混合)
PFA容器にジエトキシメチルシラン(トリケミカル研究所、電子工業グレード)6.07ml、テトラエトキシシラン(トリケミカル研究所、電子工業グレード)2.77mlを入れた後、純水360mlと34%塩酸(電子工業グレード)0.098mlとの混合液0.9mlと、エタノール(電子工業グレード)11.08mlとを混合した。
As described below, a low dielectric constant film was produced, and the relative dielectric constant of the produced low dielectric constant film was measured.
(Precursor composition mixing)
After putting 6.07 ml of diethoxymethylsilane (Trichemical Laboratories, Electronics Industry Grade) and 2.77 ml of tetraethoxysilane (Trichemical Laboratories, Electronics Industry Grade) in a PFA container, 360 ml of pure water and 34% hydrochloric acid ( 0.9 ml of a mixture with 0.098 ml of electronic industry grade) and 11.08 ml of ethanol (electronic industry grade) were mixed.
PFA容器に蓋をして、60℃に加熱したウォーターバスで90分還流させ、流水中で冷却後、純水9.35mlと34%塩酸0.40mlとの混合液を0.49ml添加し、さらに純水3.14mlを添加した。蓋をして室温で15分攪拌後、50℃に加熱したウォーターバスで15分熟成した後、流水で冷却し、エタノール23.05mlを添加した。 Cap the PFA container, reflux in a water bath heated to 60 ° C. for 90 minutes, cool in running water, add 0.49 ml of a mixture of 9.35 ml of pure water and 0.40 ml of 34% hydrochloric acid, Further, 3.14 ml of pure water was added. After covering with a lid and stirring for 15 minutes at room temperature, the mixture was aged for 15 minutes in a water bath heated to 50 ° C., cooled with running water, and 23.05 ml of ethanol was added.
別のPFA容器にエタノール30mlを入れた後、界面活性剤Brij−78(αオクタデシルωヒドロキシポリ(オキシエチレン))を2.06g添加し、溶解液が透明になるまで1時間攪拌した。この溶解液を上記のジエトキシメチルシラン/テトラエトキシシラン溶解液に添加した後、室温で一晩攪拌した。 After putting 30 ml of ethanol in another PFA container, 2.06 g of surfactant Brij-78 (α-octadecyl ω-hydroxypoly (oxyethylene)) was added and stirred for 1 hour until the solution became transparent. This solution was added to the above diethoxymethylsilane / tetraethoxysilane solution, followed by stirring overnight at room temperature.
(成膜)
2インチシリコン基板上に得られた前駆体組成物をスピン塗布(2000rpm、30秒)して成膜した。
(Film formation)
The precursor composition obtained on a 2-inch silicon substrate was spin-coated (2000 rpm, 30 seconds) to form a film.
(乾燥)
その後、直ぐに150℃に加熱されたホットプレートで90秒間乾燥し、溶媒を除去した。
(Dry)
Then, it was immediately dried for 90 seconds on a hot plate heated to 150 ° C. to remove the solvent.
(焼成)
窒素でパージされたアニール炉中で、シリコン基板温度350℃で3時間焼成し(昇温・降温レートは1℃/分)、界面活性剤を消失させた。
(Baking)
In an annealing furnace purged with nitrogen, the substrate was baked at a silicon substrate temperature of 350 ° C. for 3 hours (the temperature rising / falling rate was 1 ° C./min) to eliminate the surfactant.
(UV処理)
窒素でパージされた紫外線照射装置内で、シリコン基板温度350℃でエキシマ光(Xeランプ、波長172nm、15mW/cm2)を300秒間照射した。そして、エキシマ光照射20秒間、60秒間、120秒間、300秒間それぞれについて、赤外スペクトル及び比誘電率の測定を行った。
(UV treatment)
Excimer light (Xe lamp, wavelength 172 nm, 15 mW / cm 2 ) was irradiated for 300 seconds in an ultraviolet irradiation apparatus purged with nitrogen at a silicon substrate temperature of 350 ° C. And the infrared spectrum and relative dielectric constant were measured for excimer light irradiation for 20 seconds, 60 seconds, 120 seconds, and 300 seconds, respectively.
(赤外スペクトルの測定)
1−10Ω・cmの高抵抗率シリコン基板上に形成された疎水性低誘電率膜の化学結合状態は、フーリエ変換赤外分光光度計(JASCO、FT/IR−660 plus)を用いて行い、窒素パージされたチャンバー内にサンプルをセット後、赤外透過率を測定した。参照ウェハとしては、ベアシリコンウェハを用いた。
(Measurement of infrared spectrum)
The chemical bonding state of the hydrophobic low dielectric constant film formed on the high resistivity silicon substrate of 1-10 Ω · cm is performed using a Fourier transform infrared spectrophotometer (JASCO, FT / IR-660 plus), After setting the sample in a nitrogen purged chamber, the infrared transmittance was measured. A bare silicon wafer was used as a reference wafer.
測定した赤外透過スペクトルを図1に示す。孤立シラノール基、水分子等とのすなわち水素結合していないシラノール基は3745cm−1付近に吸収を持ち、水素結合しているシラノール基は3000〜3745cm−1に吸収を持つ。また、膜中水分も3000〜3745cm−1の吸収によって特定される。本測定においては、3000〜3745cm−1の範囲において、極めて小さな吸収しか観測されなかった。これは、膜中に孤立シラノール基、水素結合シラノール基、膜中水分のいずれも、ほとんど存在していないことを示す。また、エキシマ光(紫外線)照射後においても、孤立シラノール基、水素結合シラノール基、膜中水分の増加は観測されなかった。 The measured infrared transmission spectrum is shown in FIG. Silanol groups with isolated silanol groups, water molecules, etc., that is, non - hydrogen bonded have absorption around 3745 cm −1 , and hydrogen bonded silanol groups have absorption at 3000-3745 cm −1 . Also, the moisture in the film is specified by absorption of 3000 to 3745 cm −1 . In this measurement, only very small absorption was observed in the range of 3000 to 3745 cm −1 . This indicates that there are almost no isolated silanol groups, hydrogen-bonded silanol groups, or moisture in the film. In addition, no increase in isolated silanol groups, hydrogen-bonded silanol groups, or moisture in the film was observed even after excimer light (ultraviolet light) irradiation.
(比誘電率の測定)
作成した膜の比誘電率の測定を次の方法で行った。作成した膜の上部に直径2mmのアルミ電極を真空蒸着により形成後、吸着水除去のため窒素パージされたチャンバー内でステージを200℃加熱で5時間ベークした。その後、比誘電率を測定した。結果を図2に示す。図2に示す通り、窒素雰囲気中での2分以下の紫外線照射では、比誘電率は1.79から1.82であり、5分の紫外線照射では比誘電率は1.92であった。このように、紫外線照射によって比誘電率が大きく低下していないことが分かる。また、窒素雰囲気中での測定値と空気中の測定値との差が小さいことから、疎水性も高く保たれていることが分かる。
(Measurement of relative permittivity)
The relative dielectric constant of the prepared film was measured by the following method. An aluminum electrode having a diameter of 2 mm was formed on the formed film by vacuum deposition, and the stage was baked at 200 ° C. for 5 hours in a nitrogen purged chamber to remove adsorbed water. Thereafter, the relative dielectric constant was measured. The results are shown in FIG. As shown in FIG. 2, the relative dielectric constant was 1.79 to 1.82 when irradiated with ultraviolet light for 2 minutes or less in a nitrogen atmosphere, and the relative dielectric constant was 1.92 when irradiated with ultraviolet light for 5 minutes. Thus, it can be seen that the relative permittivity is not greatly reduced by the ultraviolet irradiation. Further, since the difference between the measured value in the nitrogen atmosphere and the measured value in the air is small, it can be seen that the hydrophobicity is also kept high.
ジエトキシメチルシランとテトラエトキシシランの量をそれぞれ4.04ml及び5.55mlにした以外、実施例1と同様の方法にて、低誘電率膜の作成を行った。得られた低誘電率膜について、実施例1と同様に、赤外透過スペクトルの測定及び比誘電率の測定を行った。 A low dielectric constant film was prepared in the same manner as in Example 1 except that the amounts of diethoxymethylsilane and tetraethoxysilane were 4.04 ml and 5.55 ml, respectively. The obtained low dielectric constant film was measured for infrared transmission spectrum and relative dielectric constant in the same manner as in Example 1.
赤外透過スペクトルの測定結果を図3に示す。図3から分かるように、3745cm−1の孤立シラノール基、3000−3745cm−1の水素結合シラノール基及び膜中水分による吸収は非常に小さい。これは、膜中に存在する孤立シラノール基、水素結合シラノール基、及び膜中水分が非常に少ないことを示す。また、紫外線照射後の孤立シラノール基、水素結合シラノール基、及び膜中水分の増加も観測されなかった。 The measurement results of the infrared transmission spectrum are shown in FIG. As can be seen from FIG. 3, the isolated silanol group 3745Cm -1, absorption due to hydrogen bonding of silanol groups and Makuchu moisture 3000-3745Cm -1 it is very small. This indicates that there are very few isolated silanol groups, hydrogen-bonded silanol groups, and moisture in the film. Also, no increase in isolated silanol groups, hydrogen-bonded silanol groups, and moisture in the film after UV irradiation was observed.
比誘電率の測定結果を図4に示す。図4に示すように、窒素雰囲気中での2分以下の紫外線照射では比誘電率は1.92から1.94であり、5分の紫外線照射では比誘電率は2.1であった。このように、紫外線照射によって比誘電率が大きく低下していないことが分かる。また、窒素雰囲気中での測定値と空気中の測定値との差が小さいことから、疎水性も高く保たれていることが分かる。 The measurement result of the relative permittivity is shown in FIG. As shown in FIG. 4, the relative dielectric constant was 1.92 to 1.94 when irradiated with ultraviolet light for 2 minutes or less in a nitrogen atmosphere, and the relative dielectric constant was 2.1 when irradiated with ultraviolet light for 5 minutes. Thus, it can be seen that the relative permittivity is not greatly reduced by the ultraviolet irradiation. Further, since the difference between the measured value in the nitrogen atmosphere and the measured value in the air is small, it can be seen that the hydrophobicity is also kept high.
実施例1と同一の方法において、ジエトキシメチルシランとテトラエトキシシランの量をそれぞれ2.02ml及び8.31mlに設定し、低誘電率膜の作成を行った。その後、実施例1と同一の方法において赤外透過スペクトルの測定及び比誘電率の測定を行った。 In the same method as in Example 1, the amounts of diethoxymethylsilane and tetraethoxysilane were set to 2.02 ml and 8.31 ml, respectively, to produce a low dielectric constant film. Thereafter, the infrared transmission spectrum and the relative dielectric constant were measured in the same manner as in Example 1.
赤外透過スペクトルの測定結果を図5に示す。図5から分かるように、3745cm−1の孤立シラノール基、3000−3745cm−1の水素結合シラノール基及び膜中水分による吸収は非常に小さい。これは、膜中に存在する孤立シラノール基、水素結合シラノール基、膜中水分が非常に少ないことを示す。紫外線照射後の透過スペクトルにおいては、膜中に存在する孤立シラノール基、水素結合シラノール基、及び膜中水分の増加が見られた。 The measurement result of the infrared transmission spectrum is shown in FIG. As can be seen from FIG. 5, absorption due to 3745 cm −1 isolated silanol groups, 3000-3745 cm −1 hydrogen bonded silanol groups and moisture in the film is very small. This indicates that there are very few isolated silanol groups, hydrogen-bonded silanol groups, and moisture in the film. In the transmission spectrum after ultraviolet irradiation, an increase in isolated silanol groups, hydrogen-bonded silanol groups, and moisture in the film was observed.
比誘電率の測定結果を図6に示す。図6に示すように、窒素雰囲気中での2分以下の紫外線照射では比誘電率は2.10から2.25であり、5分の紫外線照射では比誘電率は2.55であった。 The measurement result of the relative dielectric constant is shown in FIG. As shown in FIG. 6, the relative dielectric constant was 2.10 to 2.25 when irradiated with ultraviolet light for 2 minutes or less in a nitrogen atmosphere, and the relative dielectric constant was 2.55 when irradiated with ultraviolet light for 5 minutes.
(参考例1)
以下に示すように、非特許文献1に記載の製造方法に基づいて低誘電率膜を製造し、実施例1〜3と同様に赤外透過スペクトルの測定及び比誘電率の測定を行った。
(Reference Example 1)
As shown below, a low dielectric constant film was produced based on the production method described in
(前駆体組成物の調製)
PFA容器にテトラエトキシシラン(トリケミカル研究所、電子工業グレード)11.08mlを入れた後、純水360mlと34%塩酸(電子工業グレード)0.098mlとの混合液0.9mlと、エタノール(電子工業グレード)11.08mlとを混合した。
(Preparation of precursor composition)
After putting 11.08 ml of tetraethoxysilane (Trichemical Laboratories, Electronics Industry Grade) into a PFA container, 0.9 ml of a mixture of 360 ml of pure water and 0.098 ml of 34% hydrochloric acid (Electronic Industry Grade), ethanol ( Electronic industrial grade) 11.08 ml was mixed.
PFA容器に蓋をして、60℃に加熱したウォーターバスで90分還流させ、流水中で冷却後、純水9.35mlと34%塩酸0.40mlとの混合液を0.49ml添加し、さらに純水3.14mlを添加した。蓋をして室温で15分攪拌後、50℃に加熱したウォーターバスで15分熟成した後、流水で冷却し、エタノール23.05mlを添加した。 Cap the PFA container, reflux in a water bath heated to 60 ° C. for 90 minutes, cool in running water, add 0.49 ml of a mixture of 9.35 ml of pure water and 0.40 ml of 34% hydrochloric acid, Further, 3.14 ml of pure water was added. After covering with a lid and stirring for 15 minutes at room temperature, the mixture was aged for 15 minutes in a water bath heated to 50 ° C., cooled with running water, and 23.05 ml of ethanol was added.
別のPFA容器にエタノール30mlを入れた後、界面活性剤Brij−78を3.00g添加し、溶解液が透明になるまで1時間攪拌した。この溶解液を上記のテトラエトキシシラン溶解液に添加した後、室温で一晩攪拌した。 After putting 30 ml of ethanol into another PFA container, 3.00 g of surfactant Brij-78 was added and stirred for 1 hour until the solution became transparent. After this solution was added to the tetraethoxysilane solution, the solution was stirred overnight at room temperature.
(成膜)
得られた前駆体組成物を、2インチシリコン基板上に2000rpmでスピン塗布することによって成膜した。
(Film formation)
The obtained precursor composition was deposited on a 2-inch silicon substrate by spin coating at 2000 rpm.
(乾燥)
その後、直ぐに150℃に加熱されたホットプレートで90秒間乾燥した。
(Dry)
Thereafter, it was immediately dried for 90 seconds on a hot plate heated to 150 ° C.
(焼成)
窒素でパージされたアニール炉中でシリコン基板温度を350℃に加熱し、テトラメチルシクロテトラシロキサンガス(1g/min)とピュア窒素(1L/min)を焼成炉内に流しつつ、30分間焼成した。続いて、ナノ空孔表面に吸着したテトラメチルシクロテトラシロキサンのシロキサン重合度を増加させるため、酸素雰囲気(窒素2.5L/min、酸素0.8L/min)下400℃で3時間焼成した。
(Baking)
The silicon substrate temperature was heated to 350 ° C. in an annealing furnace purged with nitrogen, and baked for 30 minutes while flowing tetramethylcyclotetrasiloxane gas (1 g / min) and pure nitrogen (1 L / min) into the baking furnace. . Subsequently, in order to increase the degree of siloxane polymerization of tetramethylcyclotetrasiloxane adsorbed on the nanopore surface, it was calcined at 400 ° C. for 3 hours in an oxygen atmosphere (nitrogen 2.5 L / min, oxygen 0.8 L / min).
(疎水化処理)
この際に発生したシラノール基をシリル化するため、再度テトラメチルシクロテトラシロキサンガス雰囲気中での焼成を上と同じ条件で行った。
(Hydrophobic treatment)
In order to silylate the silanol group generated at this time, firing in a tetramethylcyclotetrasiloxane gas atmosphere was performed again under the same conditions as above.
(UV処理)
窒素でパージされた紫外線照射装置内でシリコン基板温度350℃においてエキシマ光(Xeランプ、波長172nm、15mW/cm2)を120秒から300秒間照射した。
(UV treatment)
Excimer light (Xe lamp, wavelength 172 nm, 15 mW / cm 2 ) was irradiated for 120 to 300 seconds at a silicon substrate temperature of 350 ° C. in an ultraviolet irradiation apparatus purged with nitrogen.
上記の方法で低誘電率膜を製造した後、他の実施例と同じ方法で赤外透過スペクトルの測定および比誘電率の測定を行った。 After the low dielectric constant film was produced by the above method, the infrared transmission spectrum and the relative dielectric constant were measured by the same method as other examples.
図7に示すように、3745cm−1の孤立シラノール基、3000〜3745cm−1の水素結合シラノール基および膜中水分による吸収は紫外線照射により大幅に増加することが分かった。
As shown in FIG. 7, the isolated silanol group 3745Cm -1, absorption due to hydrogen bonding of silanol groups and
また、図8に示すように、窒素雰囲気中の比誘電率の測定値は紫外線照射時間に伴って上昇しており、紫外線によって膜の低誘電率性能が劣化していることが分かる。また、窒素雰囲気中の比誘電率の測定値と空気中のそれとの差もまた、紫外線照射時間に伴って大きくなっている。このことは、膜の疎水性が紫外線照射に伴って大きく低下していることを意味する。 Further, as shown in FIG. 8, the measured value of the relative dielectric constant in the nitrogen atmosphere increases with the ultraviolet irradiation time, and it can be seen that the low dielectric constant performance of the film is deteriorated by the ultraviolet light. Further, the difference between the measured value of the relative dielectric constant in the nitrogen atmosphere and that in the air also increases with the ultraviolet irradiation time. This means that the hydrophobicity of the film is greatly reduced with ultraviolet irradiation.
実施例1〜3の低誘電率膜と、参考例の低誘電率膜を比較すると、実施例1〜3の低誘電率膜は、疎水性が高く、紫外線照射に対して耐性が高いことが判明した。すなわち、本発明に係る低誘電率膜は、シラノール基の含有量が少なく、また、紫外線照射によるシラノール基の増加が抑制されていることが分かった。 Comparing the low dielectric constant films of Examples 1 to 3 with the low dielectric constant film of the reference example, the low dielectric constant films of Examples 1 to 3 are highly hydrophobic and highly resistant to ultraviolet irradiation. found. That is, it was found that the low dielectric constant film according to the present invention has a low content of silanol groups and an increase in silanol groups due to ultraviolet irradiation is suppressed.
また、実施例1〜3では、シリル化剤とシリカ源との配合比を異ならせてそれぞれ低誘電率膜を製造したが、シリル化剤とシリカ源との配合比によって、異なる比誘電率を備える低誘電率膜を製造できることがわかった。実施例1に示したように、シリル化剤としてジエトキシメチルシラン6.07ml、シリカ源としてテトラエトキシシラン2.77mlと、シリル化剤の配合比を高くすると、得られる低誘電率膜の比誘電率が低く、また、紫外線照射しても比誘電率の変化が小さいことがわかる。 Further, in Examples 1 to 3, low dielectric constant films were produced with different blending ratios of the silylating agent and the silica source, but different relative dielectric constants were obtained depending on the blending ratio of the silylating agent and the silica source. It was found that a low dielectric constant film can be produced. As shown in Example 1, 6.07 ml of diethoxymethylsilane as the silylating agent, 2.77 ml of tetraethoxysilane as the silica source, and the ratio of the low dielectric constant film obtained when the compounding ratio of the silylating agent is increased. It can be seen that the dielectric constant is low and the change in relative dielectric constant is small even when irradiated with ultraviolet rays.
本発明に係る低誘電率膜の前駆体組成物を用いて得られる低誘電率膜は、低誘電率を有し、疎水性が高く、紫外線照射耐性が高い。この低誘電率膜を使用した多層配線LSIは、リーク電流が低減され、多層配線LSIのより高度な集積化が期待できる。 The low dielectric constant film obtained by using the low dielectric constant film precursor composition according to the present invention has a low dielectric constant, high hydrophobicity, and high ultraviolet radiation resistance. A multilayer wiring LSI using this low dielectric constant film has a reduced leakage current, and a higher level of integration of the multilayer wiring LSI can be expected.
Claims (4)
式:(RO)3−Si−X−Si−(RO)3(ROはアルコキシ基、Xは有機架橋基であってメチレン基、エチレン基、ビニレン基、1,4−フェニレン基から選択される)で表される化合物、式:Si(OR)4(Rは一価の有機基)で表される化合物、環状シロキサン、二重環状シロキサン及びゼオライト微結晶から選択される一種以上の物質と、
熱分解性化合物と、
アルコキシシラン加水分解触媒と、
を含有することを特徴とする、低誘電率膜の前駆体組成物。 One or more compounds selected from diethoxymethylsilane, dimethoxymethylsilane, diethoxydisilane, dimethoxydisilane, triethoxysilane, trimethoxysilane, dimethylethoxysilane and dimethylmethoxysilane;
Formula: (RO) 3 —Si—X—Si— (RO) 3 (RO is an alkoxy group, X is an organic crosslinking group, and is selected from a methylene group, an ethylene group, a vinylene group, and a 1,4-phenylene group. ), A compound represented by the formula: Si (OR) 4 (R is a monovalent organic group), one or more substances selected from cyclic siloxane, bicyclic siloxane and zeolite microcrystals,
A thermally decomposable compound;
An alkoxysilane hydrolysis catalyst;
A precursor composition for a low dielectric constant film, comprising:
テトラエトキシシランと、
熱分解性化合物と、
アルコキシシラン加水分解触媒と、
を含有することを特徴とする、低誘電率膜の前駆体組成物。 Diethoxymethylsilane,
Tetraethoxysilane,
A thermally decomposable compound;
An alkoxysilane hydrolysis catalyst;
A precursor composition for a low dielectric constant film, comprising:
前記前駆体組成物を基板上に成膜する成膜工程と、
前記成膜工程で得られた膜を乾燥する乾燥工程と、
前記乾燥工程で得られた膜を焼成する焼成工程と、
前記焼成工程で得られた膜を紫外線処理する紫外線処理工程と、
を備えることを特徴とする、低誘電率膜の製造方法。 One or more compounds selected from diethoxymethylsilane, dimethoxymethylsilane, diethoxydisilane, dimethoxydisilane, triethoxysilane, trimethoxysilane, dimethylethoxysilane, and dimethylmethoxysilane, and a formula: (RO) 3 —Si— A compound represented by the formula: X—Si— (RO) 3 (RO is an alkoxy group, X is an organic crosslinking group and is selected from a methylene group, an ethylene group, a vinylene group, and a 1,4-phenylene group), a formula: One or more substances selected from a compound represented by Si (OR) 4 (R is a monovalent organic group), cyclic siloxane, bicyclic siloxane, and zeolite microcrystal; a thermally decomposable compound; Preparing a precursor composition comprising a cracking catalyst;
A film forming step of forming the precursor composition on a substrate;
A drying step of drying the film obtained in the film forming step;
A firing step of firing the film obtained in the drying step;
An ultraviolet treatment step of subjecting the film obtained in the firing step to ultraviolet treatment;
A method for producing a low dielectric constant film, comprising:
前記前駆体組成物を基板上に成膜する成膜工程と、
前記成膜工程で得られた膜を乾燥する乾燥工程と、
前記乾燥工程で得られた膜を焼成する焼成工程と、
前記焼成工程で得られた膜を紫外線処理する紫外線処理工程と、
を備えることを特徴とする、低誘電率膜の製造方法。 Preparing a precursor composition comprising diethoxymethylsilane, tetraethoxysilane, a thermally decomposable compound, and an alkoxysilane hydrolysis catalyst;
A film forming step of forming the precursor composition on a substrate;
A drying step of drying the film obtained in the film forming step;
A firing step of firing the film obtained in the drying step;
An ultraviolet treatment step of subjecting the film obtained in the firing step to ultraviolet treatment;
A method for producing a low dielectric constant film, comprising:
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