JP4739473B2 - シリカ系被膜形成用塗布液、シリカ系被膜及びこれを用いた半導体装置 - Google Patents
シリカ系被膜形成用塗布液、シリカ系被膜及びこれを用いた半導体装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4739473B2 JP4739473B2 JP01987799A JP1987799A JP4739473B2 JP 4739473 B2 JP4739473 B2 JP 4739473B2 JP 01987799 A JP01987799 A JP 01987799A JP 1987799 A JP1987799 A JP 1987799A JP 4739473 B2 JP4739473 B2 JP 4739473B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silica
- semiconductor device
- based coating
- coating
- forming
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Formation Of Insulating Films (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリカ系被膜形成用塗布液、シリカ系被膜及び半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、半導体製造の分野では、デバイスの微細化に伴い、アルニミウム等からなる配線間の層間絶縁平坦化膜の誘電率が高いことによる配線間の容量増加や配線の信号伝播遅延等が問題となっている。」般に用いられている層間絶縁膜には、例えばBPSG(ボロンーフォスフォシリケートガラス)、P−TEOS(プラズマーテトラェトキシシラン)、O3−TEOS(オゾンーテトラエトキシシラン)、SOG(スピンオングラス)等があるが、これらの絶縁膜は比誘電率 (ε)が通常4以上あり、上記問題を解決するには、層間絶縁膜の誘電卒を低くすることが必要である。この中でSOGとしてはテトラエトキシシラン等の4官能シランの加水分解反応で生成するシロキサンポリマがよく知られているが、この化学種の比誘電率は5以上であり、このシロキサンポリマの誘電率を低くすることが望まれている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、誘電率を下げることにより半導体装置の信頼性を向上させることのできるシリカ系被膜形成用塗布液、シリカ系被膜およびこのシリカ系被膜を用いた半導体装置を提供するものである。
【0004】
【発明が解決するための手段】
本発明は、一般式(I)
【化2】
(ただし、式中、R1は炭素数1〜6のアルキル基、アリール基またはフルオロアルキル基、R2はアルキレン基またはアリーレン基を示し、Xはハロゲンまたはアルコキシ基であり、nは0〜2の整数を示す)で表せられるシラン化合物を加水分解縮重合させてなるシリカ系被膜形成用塗布液に関する。本発明は、また、上記のシリカ系被膜形成用塗布液を基板上に塗布し、50〜250℃で乾燥した後、窒素雰囲気下200〜600℃で加熱硬化させてなるシリカ系被膜に関する。本発明は、また、上記シリカ系被膜の形成された半導体装置に関する。
【0005】
【発明の実施の実態】
シロキサンポリマの誘電率を低くする手法としては、構成する分子間の分極を下げることや、シロキサンポリマを硬化して得られるシリカ系被膜の密度を下げることが有効であると考えられ、この観点から有機基をポリマ骨格中に導入する方法が効果的である。
【0006】
前記一般式(I)で表せられるシラン化合物は、具体的には
【化3】
(ただし、式中、Phはパラフェニレン基を示す)
等のアルコキシシランや
【化4】
等のクロロシラン化合物がある。
【0007】
これらのシラン化合物は単独で使用してもよく、2種以上を併用しても良い。これらのシラン化合物の加水分解、縮合反応は、周知、公知の方法により行うことができる。アルコキシシランの場合は、アルコキシシランに溶媒および触媒の存在下に水を添加して加水分解縮合反応させる方法がある。この場合、必要に応じて加熱を行っても良い。触媒としては塩酸、硝酸、硫酸等の無機酸、ギ酸、シュウ酸、酢酸等の有機酸が使用できる。ついで系内に存在する水や溶媒を蒸留などにより除去し、さらに触媒をイオン交換樹脂などで除去してもよい。クロロシランの場合は、クロロシランに水を添加して加水分解縮合反応させる方法がある。触媒の添加量は、アルコキシシラン及びハロゲン化シランの総量1モルに対して0.001〜0.1モルの範囲が好ましい。添加する水の量としては、前記アルコキシシラン及びハロゲン化シランの総量1モルに対して0.1〜10モルの範囲が好ましく、0.5〜1.5モルの範囲がより好ましい。
【0008】
本発明におけるシリカ系被膜形成用塗布液には溶媒として有機溶媒を使用する事が好ましい。有機溶媒としては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール系、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル等の酢酸エステル系、エチレングリコールモノメチルアセテート、エチレングリコールジアセテート等のグリコールアセテート系溶媒、N,N−メチル−2−ピロリドン等のアミド系溶媒、グリコールエーテル系溶媒等種々の溶媒が挙げられ、これらは1種または2種以上が用いられる。溶媒の使用量は、上記の反応で得られるポリシロキサン樹脂の量が15〜50重量%となる量とされることが好ましい。
【0009】
上記方法で調整されたシリカ系被膜形成用塗布液は、主に回転塗布によりシリコンウエハなどの基板上に塗布される。塗布方法としては、この他にディップ、スプレー等がある。また、塗布基板としてはガラス、セラミック、金属などを用いることもできる。これらの方法で塗布した後、100〜300℃で予備硬化し、硬化炉中で300〜500℃で本硬化させることによりシリカ系被膜を形成することが好ましい。予備硬化は、ホットプレート上で30秒〜3分間、本硬化は10〜30分間行うことが好ましい。
【0010】
本発明の半導体装置の製品工程の一例を以下に説明する。
図1は、本発明における半導体装置の製造工程図である。図1(a)に示すように、基板1の上に、シリカ系被膜2を形成する。次に図1(b)に示すように塩化ゴム系またはフェノールノボラック系の感光性樹脂層3を上記シリカ系被膜2の上に形成し、公知の写真食刻技術によって所定部分のシリカ系被膜2が露出するように窓4Aを設ける。
次に図1(c)のように窓4Aのシリカ系被膜2は四フッ化炭素などのフッ素系ガスを用いるドライエッチング手段によって選択的にエッチングされ、次いで、窓4Aから露出したシリカ系被膜2を腐食することなく感光性樹脂層3のみを腐食するようなエッチング溶液を用いて感光性樹脂層3を完全に除去する。
次に図1(d)に示すように公知の金属膜形成法により第1導体層5を形成し、必要に応じて形成した第1導体層5をCMP(Chemicaa1 Mchanical Polishing)法により研磨する。
【0011】
二層以上の多層配線構造体を形成する場合は、上記の工程を繰り返して行い各層を形成する。即ち導体層の上に絶縁層となる層間絶縁膜を形成する工程(a)、この被膜の所定の場所を選択的に除去して窓を開口する工程(b)、(c)、下部に存する導体層の所定部分と接続された上記の導体を形成する工程(d)を繰り返すことになる。
【0012】
また、このようにして作製される多層配線構造体の表面には、ポリイミド樹脂などの有機材料または、窒化ケイ素などの無機材料からなる表面保護層が形成される。表面保護層には場合により所定部分に上記窓4A、4Bと同様の窓を開けてもよい。半導体装置全体は、通常エポキシ樹脂などの封止材により封止される。
【0013】
【実施例】
以下、本発明を実施例により説明する。
実施例1
テトラメトキシジメチルジシルメチレン10gを、プロピレングリコールモノプロピルエーテル42gに溶解し、この溶液にリン酸0.08gを水3.0gに溶解した溶液を、10分間かけて滴下した。滴下終了後5時間撹はんした後、ポリシロキサン溶液(シリカ系被膜形成用塗布液)を得た。これをウエハ上に回転塗布し、窒素中、ホットプレートで150℃で30秒間ついで250℃で30秒間加熱して予備硬化した。次に石英炉の中に入れ、窒素中400℃で30分間加熱して硬化した。周波数10KHzにおけるキャパンシタンス測定より作製した硬化膜の比誘電率を求めたところ、2.8であった。
【0014】
実施例2
テトラメトキシジメチルジシルフェニレン10gを、プロピレングリコールモノプロピルエーテル42gに溶解し、この溶液にリン酸0.07gを水2.5gに溶解した溶液を、10分間かけて滴下した。滴下終了後5時間撹はんした後、ポリシロキサン溶液(シリカ系被膜形成用塗布液)を得た。これをウエハ上に回転塗布し、窒素中、ホットプレートで150℃で30秒間ついで250℃で30秒間加熱して予備硬化した。次に石英炉の中に入れ、窒素中400℃で30分間加熱して硬化した。周波数10KHzにおけるキャパンシタンス測定より作製した硬化膜の比誘電率を求めたところ、3.0であった。
【0015】
比較例1
テトラメトキシシラン10gを、プロピレングリコールモノプロピルエーテル42gに溶解し、この溶液にリン酸0.13gを水4.7gに溶解した溶液を、10分かけて滴下した。滴下終了後5時間撹はんした後、ポリシロキサン溶液を得た。これをウエハ上に回転塗布し、窒素中、ホットプレートで150℃で30秒間ついで250℃で30秒間加熱して予備硬化した。次に石英炉の中に入れ、窒素中400℃で30分間加熱して硬化した。周波数10KHzにおけるキャパンシタンス測定より作製した硬化膜の比誘電率を求めたところ、6.0であった。
【0016】
【発明の効果】
本発明のシリカ系被膜形成用塗布液から得られるシリカ系被膜は比誘電率が低く、本発明の半導体装置は、この比誘電率の低いシリカ系被膜を層間絶縁膜として有することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の半導体装置の製造工程の一例を示す工程図である。
【符号の説明】
1 基板
2 シリカ系被膜
3 感光性樹脂層
4A、4B 窓
5 第1導体層
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP01987799A JP4739473B2 (ja) | 1999-01-28 | 1999-01-28 | シリカ系被膜形成用塗布液、シリカ系被膜及びこれを用いた半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP01987799A JP4739473B2 (ja) | 1999-01-28 | 1999-01-28 | シリカ系被膜形成用塗布液、シリカ系被膜及びこれを用いた半導体装置 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009082112A Division JP2009177198A (ja) | 2009-03-30 | 2009-03-30 | シリカ系被膜形成用塗布液、シリカ系被膜及びこれを用いた半導体装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000223487A JP2000223487A (ja) | 2000-08-11 |
JP4739473B2 true JP4739473B2 (ja) | 2011-08-03 |
Family
ID=12011449
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP01987799A Expired - Fee Related JP4739473B2 (ja) | 1999-01-28 | 1999-01-28 | シリカ系被膜形成用塗布液、シリカ系被膜及びこれを用いた半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4739473B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4495464B2 (ja) | 2002-01-17 | 2010-07-07 | シレクス オサケユキチュア | 集積回路の製造方法 |
WO2003059990A1 (en) * | 2002-01-17 | 2003-07-24 | Silecs Oy | Thin films and methods for the preparation thereof |
WO2006024693A1 (en) * | 2004-08-31 | 2006-03-09 | Silecs Oy | Novel polyorganosiloxane dielectric materials |
-
1999
- 1999-01-28 JP JP01987799A patent/JP4739473B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2000223487A (ja) | 2000-08-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3571004B2 (ja) | 半導体素子用超低誘電多孔性配線層間絶縁膜およびその製造方法ならびにそれを用いた半導体素子 | |
JP2739902B2 (ja) | 酸化ケイ素系被膜形成用塗布液 | |
US6340735B1 (en) | Coating solution and method for forming dielectric film | |
JP2004509191A (ja) | 有機シリケート重合体の製造方法 | |
US7834119B2 (en) | Organic silicate polymer and insulation film comprising the same | |
JP4049775B2 (ja) | 有機シリケート重合体およびこれを含む絶縁膜 | |
JP2003100865A (ja) | 半導体基板の製造方法および半導体基板 | |
JP4349390B2 (ja) | シリコーン系材料組成物、シリカ系被膜及び半導体装置 | |
JP4739473B2 (ja) | シリカ系被膜形成用塗布液、シリカ系被膜及びこれを用いた半導体装置 | |
JPH10310872A (ja) | シリカ系厚膜被膜形成方法 | |
KR100645682B1 (ko) | 유기실록산 수지 및 이를 이용한 절연막 | |
JP4642949B2 (ja) | シリカ系被膜形成用塗布液、その製造法、シリカ系被膜及び半導体装置 | |
JPH11236533A (ja) | シリカ系被膜形成用塗布液及びシリカ系被膜 | |
JP2002201416A (ja) | 半導体用シリカ系被膜形成用塗布液、半導体用シリカ系被膜及び半導体装置 | |
JP2009177198A (ja) | シリカ系被膜形成用塗布液、シリカ系被膜及びこれを用いた半導体装置 | |
JP2000212512A (ja) | シリカ系被膜形成用塗布液、シリカ系被膜及び半導体装置 | |
JP2000049155A (ja) | 半導体装置 | |
JP2000058540A (ja) | 低誘電率絶縁膜形成用組成物および低誘電率絶縁膜形成方法 | |
JP2001308089A (ja) | 低誘電率膜及びこの低誘電率膜を有する半導体素子 | |
KR100508901B1 (ko) | 유기실리케이트 중합체 및 이를 함유하는 절연막 | |
JP2000049154A (ja) | シリカ系被膜の製造法及び半導体装置の製造法 | |
KR100422916B1 (ko) | 유기실리케이트 중합체 및 이를 함유하는 저유전 절연막 | |
JPH07173434A (ja) | 酸化物被膜形成用塗布液および酸化物被膜の製造法 | |
JP3864464B2 (ja) | シリカ系被膜の製造方法及び塗膜の平坦化方法 | |
JP2001237240A (ja) | 低誘電率膜及びこの低誘電率膜を有する半導体素子 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060113 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060720 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20071213 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080212 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20080212 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090127 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090521 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110209 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110428 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140513 Year of fee payment: 3 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140513 Year of fee payment: 3 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |