JP5128044B2 - シリコン基板又は金属配線パターンが設けられたシリコン基板被覆用シリカ系被膜形成用材料の製造方法 - Google Patents
シリコン基板又は金属配線パターンが設けられたシリコン基板被覆用シリカ系被膜形成用材料の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5128044B2 JP5128044B2 JP2003412380A JP2003412380A JP5128044B2 JP 5128044 B2 JP5128044 B2 JP 5128044B2 JP 2003412380 A JP2003412380 A JP 2003412380A JP 2003412380 A JP2003412380 A JP 2003412380A JP 5128044 B2 JP5128044 B2 JP 5128044B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silica
- film
- mass
- forming material
- silicon substrate
- 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 - Lifetime
Links
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 186
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 title claims description 93
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims description 72
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims description 34
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims description 31
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims description 26
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 13
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title claims description 13
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title claims description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims description 7
- 150000003377 silicon compounds Chemical class 0.000 claims description 65
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 60
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 22
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 claims description 16
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 15
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims description 10
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 claims description 8
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 7
- 238000007130 inorganic reaction Methods 0.000 claims 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 21
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 20
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 20
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 16
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 16
- 239000003377 acid catalyst Substances 0.000 description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 description 13
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 12
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 9
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 9
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 8
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 7
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 7
- 239000000047 product Substances 0.000 description 7
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 6
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 6
- LDMRLRNXHLPZJN-UHFFFAOYSA-N 3-propoxypropan-1-ol Chemical compound CCCOCCCO LDMRLRNXHLPZJN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 description 5
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 5
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 5
- 238000006482 condensation reaction Methods 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 5
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N dimethylselenoniopropionate Natural products CCC(O)=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 4
- -1 polysiloxane Polymers 0.000 description 4
- 150000005846 sugar alcohols Polymers 0.000 description 4
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- LFQCEHFDDXELDD-UHFFFAOYSA-N tetramethyl orthosilicate Chemical compound CO[Si](OC)(OC)OC LFQCEHFDDXELDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QQQSFSZALRVCSZ-UHFFFAOYSA-N triethoxysilane Chemical compound CCO[SiH](OCC)OCC QQQSFSZALRVCSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YUYCVXFAYWRXLS-UHFFFAOYSA-N trimethoxysilane Chemical compound CO[SiH](OC)OC YUYCVXFAYWRXLS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XNWFRZJHXBZDAG-UHFFFAOYSA-N 2-METHOXYETHANOL Chemical compound COCCO XNWFRZJHXBZDAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N Butyric acid Chemical compound CCCC(O)=O FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N Dimethoxyethane Chemical compound COCCOC XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 2
- XLLIQLLCWZCATF-UHFFFAOYSA-N ethylene glycol monomethyl ether acetate Natural products COCCOC(C)=O XLLIQLLCWZCATF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 2
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 2
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CATSNJVOTSVZJV-UHFFFAOYSA-N heptan-2-one Chemical compound CCCCCC(C)=O CATSNJVOTSVZJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 2
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 2
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 2
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 2
- BFXIKLCIZHOAAZ-UHFFFAOYSA-N methyltrimethoxysilane Chemical compound CO[Si](C)(OC)OC BFXIKLCIZHOAAZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N monopropylene glycol Natural products CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 2
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 2
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000019260 propionic acid Nutrition 0.000 description 2
- IUVKMZGDUIUOCP-BTNSXGMBSA-N quinbolone Chemical compound O([C@H]1CC[C@H]2[C@H]3[C@@H]([C@]4(C=CC(=O)C=C4CC3)C)CC[C@@]21C)C1=CCCC1 IUVKMZGDUIUOCP-BTNSXGMBSA-N 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 125000005372 silanol group Chemical group 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- UCSBCWBHZLSFGC-UHFFFAOYSA-N tributoxysilane Chemical compound CCCCO[SiH](OCCCC)OCCCC UCSBCWBHZLSFGC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OZWKZRFXJPGDFM-UHFFFAOYSA-N tripropoxysilane Chemical compound CCCO[SiH](OCCC)OCCC OZWKZRFXJPGDFM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 2
- LZDKZFUFMNSQCJ-UHFFFAOYSA-N 1,2-diethoxyethane Chemical compound CCOCCOCC LZDKZFUFMNSQCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VPBZZPOGZPKYKX-UHFFFAOYSA-N 1,2-diethoxypropane Chemical compound CCOCC(C)OCC VPBZZPOGZPKYKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LEEANUDEDHYDTG-UHFFFAOYSA-N 1,2-dimethoxypropane Chemical compound COCC(C)OC LEEANUDEDHYDTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PVMMVWNXKOSPRB-UHFFFAOYSA-N 1,2-dipropoxypropane Chemical compound CCCOCC(C)OCCC PVMMVWNXKOSPRB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GDXHBFHOEYVPED-UHFFFAOYSA-N 1-(2-butoxyethoxy)butane Chemical compound CCCCOCCOCCCC GDXHBFHOEYVPED-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QMGJMGFZLXYHCR-UHFFFAOYSA-N 1-(2-butoxypropoxy)butane Chemical compound CCCCOCC(C)OCCCC QMGJMGFZLXYHCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HQSLKNLISLWZQH-UHFFFAOYSA-N 1-(2-propoxyethoxy)propane Chemical compound CCCOCCOCCC HQSLKNLISLWZQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RWNUSVWFHDHRCJ-UHFFFAOYSA-N 1-butoxypropan-2-ol Chemical compound CCCCOCC(C)O RWNUSVWFHDHRCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JOLQKTGDSGKSKJ-UHFFFAOYSA-N 1-ethoxypropan-2-ol Chemical compound CCOCC(C)O JOLQKTGDSGKSKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LIPRQQHINVWJCH-UHFFFAOYSA-N 1-ethoxypropan-2-yl acetate Chemical compound CCOCC(C)OC(C)=O LIPRQQHINVWJCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ARXJGSRGQADJSQ-UHFFFAOYSA-N 1-methoxypropan-2-ol Chemical compound COCC(C)O ARXJGSRGQADJSQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- POAOYUHQDCAZBD-UHFFFAOYSA-N 2-butoxyethanol Chemical compound CCCCOCCO POAOYUHQDCAZBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZNQVEEAIQZEUHB-UHFFFAOYSA-N 2-ethoxyethanol Chemical compound CCOCCO ZNQVEEAIQZEUHB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SVONRAPFKPVNKG-UHFFFAOYSA-N 2-ethoxyethyl acetate Chemical compound CCOCCOC(C)=O SVONRAPFKPVNKG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YEYKMVJDLWJFOA-UHFFFAOYSA-N 2-propoxyethanol Chemical compound CCCOCCO YEYKMVJDLWJFOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- PBDYQPOAXBEPJI-UHFFFAOYSA-N CCCCO[SiH](OC)OC Chemical compound CCCCO[SiH](OC)OC PBDYQPOAXBEPJI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CEYKWTJRCMKNKX-UHFFFAOYSA-N CCCO[SiH](OCC)OCC Chemical compound CCCO[SiH](OCC)OCC CEYKWTJRCMKNKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UGJLGGUQXBCUIA-UHFFFAOYSA-N CCO[SiH](OC)OC Chemical compound CCO[SiH](OC)OC UGJLGGUQXBCUIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- GXVZLEWQJBFJRL-UHFFFAOYSA-N butoxy-ethoxy-propoxysilane Chemical compound CCCCO[SiH](OCC)OCCC GXVZLEWQJBFJRL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- ZMAPKOCENOWQRE-UHFFFAOYSA-N diethoxy(diethyl)silane Chemical compound CCO[Si](CC)(CC)OCC ZMAPKOCENOWQRE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZZNQQQWFKKTOSD-UHFFFAOYSA-N diethoxy(diphenyl)silane Chemical compound C=1C=CC=CC=1[Si](OCC)(OCC)C1=CC=CC=C1 ZZNQQQWFKKTOSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HZLIIKNXMLEWPA-UHFFFAOYSA-N diethoxy(dipropyl)silane Chemical compound CCC[Si](CCC)(OCC)OCC HZLIIKNXMLEWPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AWQTZFCYSLRFJO-UHFFFAOYSA-N diethoxy(methoxy)silane Chemical compound CCO[SiH](OC)OCC AWQTZFCYSLRFJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VSYLGGHSEIWGJV-UHFFFAOYSA-N diethyl(dimethoxy)silane Chemical compound CC[Si](CC)(OC)OC VSYLGGHSEIWGJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BZCJJERBERAQKQ-UHFFFAOYSA-N diethyl(dipropoxy)silane Chemical compound CCCO[Si](CC)(CC)OCCC BZCJJERBERAQKQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- JJQZDUKDJDQPMQ-UHFFFAOYSA-N dimethoxy(dimethyl)silane Chemical compound CO[Si](C)(C)OC JJQZDUKDJDQPMQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AHUXYBVKTIBBJW-UHFFFAOYSA-N dimethoxy(diphenyl)silane Chemical compound C=1C=CC=CC=1[Si](OC)(OC)C1=CC=CC=C1 AHUXYBVKTIBBJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RXBGEIGGCCSMHC-UHFFFAOYSA-N dimethoxy(propoxy)silane Chemical compound CCCO[SiH](OC)OC RXBGEIGGCCSMHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZIDTUTFKRRXWTK-UHFFFAOYSA-N dimethyl(dipropoxy)silane Chemical compound CCCO[Si](C)(C)OCCC ZIDTUTFKRRXWTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YYLGKUPAFFKGRQ-UHFFFAOYSA-N dimethyldiethoxysilane Chemical compound CCO[Si](C)(C)OCC YYLGKUPAFFKGRQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AVBCBOQFOQZNFK-UHFFFAOYSA-N dipropoxy(dipropyl)silane Chemical compound CCCO[Si](CCC)(CCC)OCCC AVBCBOQFOQZNFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N disiloxane Chemical class [SiH3]O[SiH3] KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- DMSVKKSBEJFTSD-UHFFFAOYSA-N ethoxy(dipropoxy)silane Chemical compound CCCO[SiH](OCC)OCCC DMSVKKSBEJFTSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RWQNOYRFAXDFGX-UHFFFAOYSA-N ethoxy-methoxy-propoxysilane Chemical compound CCCO[SiH](OC)OCC RWQNOYRFAXDFGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BHXIWUJLHYHGSJ-UHFFFAOYSA-N ethyl 3-ethoxypropanoate Chemical compound CCOCCC(=O)OCC BHXIWUJLHYHGSJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SBRXLTRZCJVAPH-UHFFFAOYSA-N ethyl(trimethoxy)silane Chemical compound CC[Si](OC)(OC)OC SBRXLTRZCJVAPH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KUCGHDUQOVVQED-UHFFFAOYSA-N ethyl(tripropoxy)silane Chemical compound CCCO[Si](CC)(OCCC)OCCC KUCGHDUQOVVQED-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 1
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 1
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000001879 gelation Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- QBCNIGWTXULERZ-UHFFFAOYSA-N methoxy(dipropoxy)silane Chemical compound CCCO[SiH](OC)OCCC QBCNIGWTXULERZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BDJSOPWXYLFTNW-UHFFFAOYSA-N methyl 3-methoxypropanoate Chemical compound COCCC(=O)OC BDJSOPWXYLFTNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RJMRIDVWCWSWFR-UHFFFAOYSA-N methyl(tripropoxy)silane Chemical compound CCCO[Si](C)(OCCC)OCCC RJMRIDVWCWSWFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 1
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004445 quantitative analysis Methods 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- UQMOLLPKNHFRAC-UHFFFAOYSA-N tetrabutyl silicate Chemical compound CCCCO[Si](OCCCC)(OCCCC)OCCCC UQMOLLPKNHFRAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZQZCOBSUOFHDEE-UHFFFAOYSA-N tetrapropyl silicate Chemical compound CCCO[Si](OCCC)(OCCC)OCCC ZQZCOBSUOFHDEE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
- DENFJSAFJTVPJR-UHFFFAOYSA-N triethoxy(ethyl)silane Chemical compound CCO[Si](CC)(OCC)OCC DENFJSAFJTVPJR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CPUDPFPXCZDNGI-UHFFFAOYSA-N triethoxy(methyl)silane Chemical compound CCO[Si](C)(OCC)OCC CPUDPFPXCZDNGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JCVQKRGIASEUKR-UHFFFAOYSA-N triethoxy(phenyl)silane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)C1=CC=CC=C1 JCVQKRGIASEUKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NBXZNTLFQLUFES-UHFFFAOYSA-N triethoxy(propyl)silane Chemical compound CCC[Si](OCC)(OCC)OCC NBXZNTLFQLUFES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZNOCGWVLWPVKAO-UHFFFAOYSA-N trimethoxy(phenyl)silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)C1=CC=CC=C1 ZNOCGWVLWPVKAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HQYALQRYBUJWDH-UHFFFAOYSA-N trimethoxy(propyl)silane Chemical compound CCC[Si](OC)(OC)OC HQYALQRYBUJWDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L83/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L83/04—Polysiloxanes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
- H01L21/76801—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing
- H01L21/76802—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing by forming openings in dielectrics
- H01L21/76814—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing by forming openings in dielectrics post-treatment or after-treatment, e.g. cleaning or removal of oxides on underlying conductors
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L83/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L83/10—Block- or graft-copolymers containing polysiloxane sequences
- C08L83/12—Block- or graft-copolymers containing polysiloxane sequences containing polyether sequences
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
- H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
- H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
- H01L21/02118—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer carbon based polymeric organic or inorganic material, e.g. polyimides, poly cyclobutene or PVC
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
- H01L21/314—Inorganic layers
- H01L21/316—Inorganic layers composed of oxides or glassy oxides or oxide based glass
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
- H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
- H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
- H01L21/02123—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon
- H01L21/02126—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon the material containing Si, O, and at least one of H, N, C, F, or other non-metal elements, e.g. SiOC, SiOC:H or SiONC
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
- H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
- H01L21/02203—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates the layer being porous
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
- H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
- H01L21/02205—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates the layer being characterised by the precursor material for deposition
- H01L21/02208—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates the layer being characterised by the precursor material for deposition the precursor containing a compound comprising Si
- H01L21/02214—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates the layer being characterised by the precursor material for deposition the precursor containing a compound comprising Si the compound comprising silicon and oxygen
- H01L21/02216—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates the layer being characterised by the precursor material for deposition the precursor containing a compound comprising Si the compound comprising silicon and oxygen the compound being a molecule comprising at least one silicon-oxygen bond and the compound having hydrogen or an organic group attached to the silicon or oxygen, e.g. a siloxane
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
- H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
- H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
- H01L21/02282—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process liquid deposition, e.g. spin-coating, sol-gel techniques, spray coating
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
Description
シリカ系被膜については、種々の提案がなされている(下記、特許文献1〜4)。
これに対して、SOG被膜は、SOG溶液を塗布して、前記リフロー温度よりも低い温度で焼成することによって表面が平坦な被膜を形成することができ、その被膜表面の平坦性も優れている。
具体的には、SOG被膜を貫通してコンタクトホールを形成した後、コンタクトホール内をフッ化水素酸で洗浄すると、コンタクトホールの内壁をなすSOG被膜が基板に対して水平方向にエッチングされる、いわゆるサイドエッチングが生じるという問題がある。このようなサイドエッチングは、SOG被膜の底部、すなわち被膜の厚さ方向における基板側の部分で生じ易い。
本明細書では、便宜上、該被膜形成成分を、Si−R(Rは、炭素原子数1〜4のアルキル基またはフェニル基を表す。アルキル基は直鎖または分岐のいずれでもよい。)で表される結合を有する有機系の被膜形成成分と、該Si−Rで表される結合を有しない無機系の被膜形成成分とに分けて説明する。
有機系の被膜形成成分としては、具体的に、下記一般式(I)で表されるケイ素化合物(1)および下記一般式(II)で表されるケイ素化合物(2)からなる群より選ばれる1種以上を、有機溶媒中、酸触媒存在下で加水分解処理して得られる反応生成物が挙げられる。なお、アルキル基は直鎖または分岐のいずれでもよい。
特に、R1がメチル基である化合物は、安価で入手しやすく、形成される被膜の緻密性が高いのでより好ましい。
特に、R3がメチル基である化合物は、安価で入手しやすく、形成される被膜の緻密性が高いのでより好ましい。
無機系の被膜形成成分としては、具体的に、下記一般式(III)で表されるケイ素化合物(3)および下記一般式(IV)で表されるケイ素化合物(4)からなる群より選ばれる1種以上を、有機溶媒中、酸触媒存在下で加水分解処理して得られる反応生成物が挙げられる。無機系の被膜形成成分を構成するケイ素化合物としては、Si−Rで表される結合を有しないケイ素化合物のみが用いられる。なお、アルキル基は直鎖または分岐のいずれでもよい。
ケイ素化合物(4)の好ましい例としては、トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、トリプロポキシシラン、トリブトキシシラン、ジエトキシモノメトキシシラン、モノメトキシジプロポキシシラン、ジブトキシモノメトキシシラン、エトキシメトキシプロポキシシラン、モノエトキシジメトキシシラン、モノエトキシジプロポキシシラン、ブトキシエトキシプロポキシシラン、ジメトキシモノプロポキシシラン、ジエトキシモノプロポキシシラン、モノブトキシジメトキシシランなどを挙げることができる。これらの中で実用上好ましい化合物は、トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、トリプロポキシシラン、トリブトキシシランなどのトリアルコキシシランであり、中でも特にトリメトキシシラン、トリエトキシシランが好ましい。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
これらの中でも、特に、一価アルコール、ケトン、グリコール系の多価アルコールおよび多価アルコール誘導体や、アルコキシカルボン酸エステルを用いると、シリカ系被膜形成用材料の塗布性を向上させるうえで好ましい。
2種以上のケイ素化合物を併用する場合、それらの混合物を加水分解する方法と、それぞれを別個に加水分解した後に混合する方法とがある。本発明のシリカ系被膜形成材料はいずれの方法でも調製できるが、混合後に加水分解をする前者の方法が、製造工程が少なくて効率が良いし、またシリカ系被膜の均一性が高く好ましい。ここでは、混合後に加水分解を行う方法について説明する。
有機溶剤の使用量は、シリカ系被膜形成用材料の調製に用いられるケイ素化合物の1モルに対し、10〜30モル倍量の割合で用いるのが好ましい。
ケイ素化合物溶液には、水および酸触媒を別個に添加してもよく、添加する水の一部または全部と酸触媒とを混合してなる酸触媒水溶液を添加してもよい。
ここでの加水分解処理は、溶液中のケイ素化合物を完全に加水分解させてもよく、部分的に加水分解させてもよい。加水分解の程度、すなわち加水分解度は水の添加量により調整することができる。
水の添加量が少なすぎると加水分解度が低くなり、被膜形成時の脱ガスが多くなるので好ましくない。水の添加量が多すぎるとシリカ系被膜形成用材料がゲル化を起こしやすく保存安定性が悪くなるので好ましくない。したがって、シリカ系被膜形成用材料の調製に使用するケイ素化合物の合計量1モルに対して、2〜12倍モル、より好ましくは4〜8倍モルの割合の水を加えるのが望ましい。
酸触媒の添加量は、添加後のケイ素化合物溶液における酸の濃度が、1〜1000ppm、好ましくは、5〜500ppmの範囲内となるように設定することが好ましい。
特に、被膜形成成分として、Si−R結合を有する有機系の被膜形成成分を含む場合、前記水分含有量のより好ましい範囲は1〜30質量%、特には5〜28質量%が好ましく、更に好ましくは12〜25質量%である。また、被膜形成成分がSi−R結合を有しない無機系の被膜形成成分からなる場合、前記水分含有量のより好ましい範囲は3〜20質量%、特には5〜18質量%、更に好ましくは7〜15質量%である。
シリカ系被膜形成用材料のガスクロマトグラフィ測定において決定される水分含有量を上記範囲の下限値以上とすることにより、フッ化水素酸によるウェットエッチング耐性を効果的に向上させることができる。これはおそらく、水分の作用で被膜中において加水分解反応が進行することにより、残存するアルコキシル基が減少し、被膜が緻密になることによるものと考えられる。また当該水分含有量が上記範囲の下限値以上であると、塗膜の基板面内における膜厚均一性(ユニフォーミティ)が向上する効果も得られる。一方、該水分含有量が上記範囲の上限値を超えるとシリカ系被膜形成用材料の保存安定性が悪くなる、当該材料を冷凍保管する場合に当該材料が凍結する恐れがある、固形分濃度を高くした場合に塗布性が劣化する傾向がある、等々の現象を生じる恐れがあるので好ましくない。
すなわち本発明において定義する水分含有量とは、本発明の材料をガスクロマトグラフィ測定にかけた時に検出される全成分中に含有する水分の割合であり、当該材料中の溶媒成分中における水分の含有量にほぼ等しいものとなる。
当該ガスクロマトグラフィとしては、水分の検出ができるものであれば特に限定はないが、例えば以下の測定条件にて測定することができる。
装置:日立263−80(製品名;日立製作所社製)
カラム:ステンレス製カラム(内径3mm、全長2m)に粉末充填材としてポラパックQ(製品名;WATERS社製;メッシュMESH50−80使用)使用
サンプル量:1マイクロリットル
ヘリウム流量:27ml/min
サンプル投入時温度:250℃
サンプル投入後、80℃で2分間保持し、昇温速度:20℃/minにて235℃まで昇温し、当該温度で11分間保持することで測定。
検出器:熱伝導度検出器
または、前記ケイ素化合物の加水分解処理を終えた溶液中から、一旦水分を除去した後、新たに水を添加する方法によって、前記シリカ系被膜形成用材料における前記水分含有量を上記の好ましい範囲内に調整することができる。
または、前記ケイ素化合物の加水分解処理を終えた溶液に水を添加する方法によっても、前記シリカ系被膜形成用材料における前記水分含有量を上記の好ましい範囲内に調整することができる。
この固形分中のSi含有量は、例えば当該シリカ系被膜形成用材料を所定量基板上に塗布し、乾燥させた後、500℃の加熱処理を施して、得られたSiO2の質量を測定し、この質量から計算されるSiの含有量と、塗布した材料の質量とからもとめることができる。
シリカ系被膜形成用材料の固形分中におけるSi含有量が上記範囲よりも少ないと、ある程度の膜厚を確保することが困難になり、上記範囲より多いと、保存安定性が劣化する傾向にある。
シリカ系被膜形成用材料中の固形分中におけるSi含有量は、該シリカ系被膜形成用材料の調製時におけるケイ素化合物の使用量によって制御できる。
シリカ系被膜形成用材料が、有機系の被膜形成成分を含む場合、好ましい焼成温度は350〜750℃、より好ましくは400〜700℃である。焼成温度がこの範囲より低いと有機溶剤の除去や脱水縮合反応が不十分になりやすく、高いとケイ素に結合したアルキル基が分解しやすくなる。また、好ましい焼成時間は短すぎると有機溶剤の除去や脱水縮合反応が不十分になりやすく、長すぎるとスループットが落ちるので20〜120分間程度が好ましく、より好ましくは30〜60分間程度である。
シリカ系被膜形成用材料が、無機系の被膜形成成分からなる場合、好ましい焼成温度は250〜1100℃、より好ましくは300〜900℃である。焼成温度がこの範囲より低いと有機溶剤の除去や脱水縮合反応が不十分になりやすく、高いと下層に設けられた他の材料にダメージを与える可能性がある。また、好ましい焼成時間は短すぎると有機溶剤の除去や脱水縮合反応が不十分になりやすく、長すぎるとスループットが落ちるので20〜120分間程度が好ましく、より好ましくは30〜60分間程度である。
また、本発明のシリカ系被膜形成用材料を用いて形成されたシリカ系被膜は、加熱による脱ガスが低減されるので、ガスの揮散による膜収縮が抑制され、シュリンク率が低下する。また、膜収縮に伴うクラックの発生および隣接している層との密着性低下等の現象が抑えられる。これは残存するアルコキシル基が少ないことによるものと考えられる。また本発明のシリカ系被膜形成用材料は、被膜の基板面内における膜厚均一性が向上するので、例えば層間絶縁膜、平坦化膜としてのシリカ系被膜を形成するのに好適である。
さらに、本発明のシリカ系被膜形成用材料を用いることにより、シリカ系被膜の硬度を向上させることができる。これは、残存するアルコキシル基の減少により、膜が緻密化されたことによるものと考えられる。
テトラメトキシシラン230.2gを、エチレングリコールモノメチルエーテル(MC)560gに溶解させてケイ素化合物溶液を得た。これに純水218.2gと硝酸300マイクロリットルを加えて撹拌した後、室温にて5日間静置し、その後エバポレーターにて蒸留を行った。蒸留後の残留物30gに対してMC6.4gを加え、SiO2換算固形分濃度9.86質量%のシリカ系被膜形成用材料を得た。
得られたシリカ系被膜形成用材料をガスクロマトグラフィで測定したところ、水分含有量は0.6質量%であった。
装置:日立263−80(製品名;日立製作所社製)
カラム:ステンレス製カラム(内径3mm、全長2m)に粉末充填材としてポラパックQ(製品名;WATERS社製;メッシュMESH50−80使用)使用
サンプル量:1マイクロリットル
ヘリウム流量:27ml/min
サンプル投入時温度:250℃
サンプル投入後、80℃で2分間保持し、昇温速度:20℃/minにて235℃まで昇温し、当該温度で11分間保持することで測定。
検出器:熱伝導度検出器
実施例1において、蒸留後の残留物30gに加えたMC6.4gの代わりに、蒸留水0.24g、MC6.16g(計6.4g)を加えた以外は実施例1と同様にして、SiO2換算固形分濃度9.86質量%のシリカ系被膜形成用材料を得た。
上記実施例1と同様にして、シリカ系被膜形成用材料のガスクロマトグラフィ測定において決定される水分含有量を測定した結果、1.4質量%であった。
実施例1において、蒸留後の残留物30gに加えたMC6.4gの代わりに、蒸留水1.22g、MC5.18g(計6.4g)を加えた以外は実施例1と同様にして、SiO2換算固形分濃度9.86質量%のシリカ系被膜形成用材料を得た。
上記実施例1と同様にして、シリカ系被膜形成用材料のガスクロマトグラフィ測定において決定される水分含有量を測定した結果、3.8質量%であった。
実施例1において、蒸留後の残留物30gに加えたMC6.4gの代わりに、蒸留水2.76g、MC3.64g(計6.4g)を加えた以外は実施例1と同様にして、SiO2換算固形分濃度9.86質量%のシリカ系被膜形成用材料を得た。
上記実施例1と同様にして、シリカ系被膜形成用材料のガスクロマトグラフィ測定において決定される水分含有量を測定した結果、7.3質量%であった。
実施例1において、蒸留後の残留物30gに加えたMC6.4gの代わりに、蒸留水4.47g、MC1.93g(計6.4g)を加えた以外は実施例1と同様にして、SiO2換算固形分濃度9.86質量%のシリカ系被膜形成用材料を得た。
上記実施例1と同様にして、シリカ系被膜形成用材料のガスクロマトグラフィ測定において決定される水分含有量を測定した結果、11.4質量%であった。
実施例1において、蒸留後の残留物30gに加えたMC6.4gの代わりに、蒸留水6.4gを加えた以外は実施例1と同様にして、SiO2換算固形分濃度9.86質量%のシリカ系被膜形成用材料を得た。
上記実施例1と同様にして、シリカ系被膜形成用材料のガスクロマトグラフィ測定において決定される水分含有量を測定した結果、15.4質量%であった。
メチルトリメトキシシラン272.4g、テトラメトキシシラン101.5gを、プロピレングリコールモノプロピルエーテル(PGP)114.1gに溶解させてケイ素化合物溶液を得た。これに純水312gと硝酸96.6マイクロリットルを加えて撹拌した後、室温にて5日間静置し、その後エバポレーターにて蒸留を行った。蒸留後の残留物に対してPGPを加え、SiO2換算固形分濃度7質量%のシリカ系被膜形成用材料を得た。
得られたシリカ系被膜形成用材料をガスクロマトグラフィで測定したところ水分含有量は0質量%であった。
比較例1において、蒸留後の残留物に水分含有量が4質量%となるように蒸留水を加え、更にPGPを加えて、SiO2換算固形分濃度7質量%のシリカ系被膜形成用材料を得た。
実施例7と同様にして水分含有量が8質量%、SiO2換算固形分濃度7質量%のシリカ系被膜形成用材料を得た。
(実施例9:有機系の被膜形成成分)
実施例7と同様にして水分含有量が12質量%、SiO2換算固形分濃度7質量%のシリカ系被膜形成用材料を得た。
(実施例10:有機系の被膜形成成分)
実施例7と同様にして水分含有量が16質量%、SiO2換算固形分濃度7質量%のシリカ系被膜形成用材料を得た。
(実施例11:有機系の被膜形成成分)
実施例7と同様にして水分含有量が20質量%、SiO2換算固形分濃度7質量%のシリカ系被膜形成用材料を得た。
(実施例12:有機系の被膜形成成分)
実施例7と同様にして水分含有量が30質量%、SiO2換算固形分濃度7質量%のシリカ系被膜形成用材料を得た。
上記実施例1〜6で得られたシリカ系被膜形成用材料を用いて基板上にシリカ系被膜を形成した。
すなわち、上記実施例1〜6で得られたシリカ系被膜形成用材料を、6インチシリコン基板上に、スピンナー法(塗布装置「TR−6132U」(製品名;東京応化工業(株)社製)使用)により、乾燥膜厚が約210〜250nmになるように回転数を適宜調整して塗膜を形成した。
次いで、形成した塗膜を80℃で1分間乾燥させた後、150℃で1分間乾燥させ、さらに200℃で1分間乾燥させた。
続いて、縦型焼成炉内にて、窒素雰囲気中、400℃で30分間焼成して膜厚約180〜220nmのシリカ系被膜を形成した。
上記比較例1および実施例7〜12で得られたシリカ系被膜形成用材料を用いて基板上にシリカ系被膜を形成した。
すなわち、上記比較例1および実施例7〜12で得られたシリカ系被膜形成用材料を、6インチシリコン基板上に、スピンナー法(塗布装置「TR−6132U」(製品名;東京応化工業(株)社製)使用)により、乾燥膜厚が約200〜230nmになるように回転数を適宜調整して塗膜を形成した。
次いで、形成した塗膜を80℃で1分間乾燥させた後、150℃で1分間乾燥させ、さらに200℃で1分間乾燥させた。
続いて、縦型焼成炉内にて、窒素雰囲気中、700℃で30分間焼成して膜厚約190〜220nmのシリカ系被膜を形成した。
シリカ系被膜の形成1で得られたシリカ系被膜について、以下の方法で(1)ウェットエッチングレート、(2)基板面内面内均一性、(3)レンジの評価を行った。それらの結果をそれぞれ図1〜3に示す。
(1)ウェットエッチングレート(Wet Etching Rate)
シリカ系被膜が形成された基板を0.25質量%フッ化水素酸水溶液(25℃)に3分間浸漬し、浸漬後の膜厚と浸漬前の膜厚との差からウェットエッチングレート(nm/min)を算出した。
なお、実施例1で得られたシリカ系被膜形成用材料を用いて形成したシリカ系被膜付基板については、当該被膜のエッチングレートが著しく高いため、フッ化水素酸水溶液の浸漬時間を30秒間にして行った。
図1の結果から明らかな通り、水分含有量(Water content)が1.4〜15.4質量%において、ウェットエッチングレートが低くなる効果が得られ、グラフ上、特に7〜15質量%の範囲が良好な結果となった。
シリカ系被膜の形成1で得られたシリカ系被膜が形成された基板上の任意の9点を選択し、当該9点についてエリプソメータによる膜厚を測定した。その結果、下記式で表される値(膜厚均一性)を求め、その結果をプロットし図2に示した。
膜厚均一性=(「MAX」−「MIN」)/(2×「Ave」)
(上記式中、「MAX」は当該9点の内、最も厚い膜厚(nm)を表し、「MIN」は当該9点の内、最も薄い膜厚(nm)を表し、「Ave」は当該9点の膜厚の平均値(nm)を表す。)
図2の結果から明らかな通り、水分含有量が多くなるに従って均一性は向上し、グラフ上、特に7〜15質量%の範囲が良好な結果となった。
シリカ系被膜の形成1で得られたシリカ系被膜が形成された基板上の任意の9点を選択し、当該9点についてエリプソメータによる膜厚を測定した。その結果、下記式で表される値(レンジ)を求め、その結果をプロットし図3に示した。
レンジ=「MAX」−「MIN」
(上記式中、「MAX」は当該9点の内、最も厚い膜厚(nm)を表し、「MIN」は当該9点の内、最も薄い膜厚(nm)を表す。)
図3の結果から明らかな通り、水分含有量が多くなるに従ってレンジは減少し、グラフ上、特に7〜15質量%の範囲が良好な結果となった。
シリカ系被膜の形成2で得られたシリカ系被膜について、以下の方法で(4)ウェットエッチングレートの評価を行った。その結果を図4に示す。
(4)ウェットエッチングレート(Wet etch rate)
シリカ系被膜が形成された基板を0.5質量%フッ化水素酸水溶液(25℃)に20分間浸漬し、浸漬後の膜厚と浸漬前の膜厚との差から浸漬時間(Wet etch time)が0〜20分の間におけるウェットエッチングレート1(nm/min)を算出した。
続いて同様にして、40分間浸漬した場合の膜厚、60分間浸漬した場合の膜厚をそれぞれ求めて、浸漬時間が0〜40分の間におけるウェットエッチングレート2(nm/min)、浸漬時間が0〜60分の間におけるウェットエッチングレート3(nm/min)をそれぞれ算出した。
当該水分含有量が0%,4%,8%,12%,16%,20%,および30%の場合それぞれについて、ウェットエッチングレート1〜3をプロットした結果を図4に示した。
図4の結果から明らかな通り、水分含有量が0質量%の場合においては、ウェットエッチングレートが高く、エッチングされやすい被膜であることが明らかとなった。
また、水分含有量が8〜20質量%において、ウェットエッチングレートが著しく低くなる効果が得られた。当該グラフ上、特に5〜28質量%、更には12〜25質量%の範囲が最も良好な結果となることが予想される。
Claims (2)
- 前記固形分中におけるSiの含有量が5〜20質量%であることを特徴とする請求項1記載のシリコン基板又は金属配線パターンが設けられたシリコン基板被覆用シリカ系被膜形成用材料の製造方法。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003412380A JP5128044B2 (ja) | 2003-12-10 | 2003-12-10 | シリコン基板又は金属配線パターンが設けられたシリコン基板被覆用シリカ系被膜形成用材料の製造方法 |
US11/000,735 US7235500B2 (en) | 2003-12-10 | 2004-12-01 | Material for forming silica based film |
DE102004058042A DE102004058042B4 (de) | 2003-12-10 | 2004-12-01 | Material zur Bildung von Filmen auf Basis von Siliziumdioxid und dessen Verwendung |
TW093137222A TWI293972B (en) | 2003-12-10 | 2004-12-02 | Material for forming silica based film |
KR1020040102832A KR100615876B1 (ko) | 2003-12-10 | 2004-12-08 | 실리카 기재 필름 형성용 재료 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003412380A JP5128044B2 (ja) | 2003-12-10 | 2003-12-10 | シリコン基板又は金属配線パターンが設けられたシリコン基板被覆用シリカ系被膜形成用材料の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005171067A JP2005171067A (ja) | 2005-06-30 |
JP5128044B2 true JP5128044B2 (ja) | 2013-01-23 |
Family
ID=34675027
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003412380A Expired - Lifetime JP5128044B2 (ja) | 2003-12-10 | 2003-12-10 | シリコン基板又は金属配線パターンが設けられたシリコン基板被覆用シリカ系被膜形成用材料の製造方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7235500B2 (ja) |
JP (1) | JP5128044B2 (ja) |
KR (1) | KR100615876B1 (ja) |
DE (1) | DE102004058042B4 (ja) |
TW (1) | TWI293972B (ja) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI439494B (zh) * | 2007-02-27 | 2014-06-01 | Braggone Oy | 產生有機矽氧烷聚合物的方法 |
US8734903B2 (en) | 2011-09-19 | 2014-05-27 | Pilkington Group Limited | Process for forming a silica coating on a glass substrate |
US10020185B2 (en) | 2014-10-07 | 2018-07-10 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Composition for forming silica layer, silica layer, and electronic device |
KR101837971B1 (ko) | 2014-12-19 | 2018-03-13 | 삼성에스디아이 주식회사 | 실리카계 막 형성용 조성물, 실리카계 막, 및 전자 디바이스 |
KR101833800B1 (ko) | 2014-12-19 | 2018-03-02 | 삼성에스디아이 주식회사 | 실리카계 막 형성용 조성물, 실리카계 막의 제조방법 및 상기 실리카계 막을 포함하는 전자 소자 |
KR20170014946A (ko) | 2015-07-31 | 2017-02-08 | 삼성에스디아이 주식회사 | 실리카 막 형성용 조성물, 실리카 막의 제조방법 및 실리카 막 |
JP6795884B2 (ja) | 2015-11-10 | 2020-12-02 | 東京応化工業株式会社 | 液体を被精製物とする精製方法、ケイ素化合物含有液を被精製物とする精製方法、シリル化剤薬液、膜形成用材料又は拡散剤組成物の製造方法、フィルターメディア、及び、フィルターデバイス |
Family Cites Families (34)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3450672A (en) * | 1967-01-12 | 1969-06-17 | Gen Electric | Organosilsesquioxanes and a method for making them |
GB1253274A (en) * | 1969-02-11 | 1971-11-10 | Monsanto Chemicals | Production of alkyl silicates by electrolysis |
JPH083074B2 (ja) * | 1986-11-18 | 1996-01-17 | 東京応化工業株式会社 | シリカ系被膜形成用塗布液 |
JP3245919B2 (ja) * | 1991-01-29 | 2002-01-15 | 住友化学工業株式会社 | 絶縁被膜形成用塗布液 |
JP2967944B2 (ja) * | 1991-02-01 | 1999-10-25 | 触媒化成工業株式会社 | 透明被膜形成用塗布液、被膜付基材および液晶表示セル |
JP3095866B2 (ja) * | 1992-03-18 | 2000-10-10 | 富士通株式会社 | 半導体装置及びその製造方法 |
JP2739902B2 (ja) | 1993-09-30 | 1998-04-15 | 東京応化工業株式会社 | 酸化ケイ素系被膜形成用塗布液 |
EP0686680A4 (en) | 1993-12-27 | 1996-07-24 | Kawasaki Steel Co | INSULATING FILM FOR SEMICONDUCTOR DEVICES, COATING FLUID USED TO FORM THE FILM, AND PROCESS FOR PRODUCING SAID FILM |
US5840821A (en) * | 1994-03-11 | 1998-11-24 | Kawasaki Steel Corporation | Coating solution and method for preparing the coating solution, method for forming insulating films for semiconductor devices, and method for evaluating the coating solution |
US5518950A (en) | 1994-09-02 | 1996-05-21 | Advanced Micro Devices, Inc. | Spin-on-glass filled trench isolation method for semiconductor circuits |
WO1996033243A1 (fr) * | 1995-04-21 | 1996-10-24 | Matsushita Electric Works, Ltd. | Composition de resine de revetement |
JP3182107B2 (ja) * | 1996-12-13 | 2001-07-03 | 松下電工株式会社 | 機能性塗装品とその製造方法および用途 |
JP3635443B2 (ja) * | 1997-05-12 | 2005-04-06 | 東京応化工業株式会社 | SiO2被膜の形成方法 |
WO2004074355A1 (ja) * | 1997-05-28 | 2004-09-02 | Noriko Yamada | 低誘電率材料、 その製造および使用 |
US6737118B2 (en) * | 1997-05-28 | 2004-05-18 | Nippon Steel Corporation | Low dielectric constant materials and their production and use |
US6140150A (en) * | 1997-05-28 | 2000-10-31 | Texas Instruments Incorporated | Plastic encapsulation for integrated circuits having plated copper top surface level interconnect |
US6090448A (en) * | 1997-10-31 | 2000-07-18 | Alliedsignal Inc. | Polyol-based precursors for producing nanoporous silica thin films |
KR19990039100A (ko) * | 1997-11-10 | 1999-06-05 | 윤종용 | Sog를 이용한 반도체 장치의 절연막 제조방법 |
JPH11209695A (ja) * | 1998-01-27 | 1999-08-03 | Jsr Corp | コーティング用組成物および硬化体 |
FR2787100B1 (fr) * | 1998-12-15 | 2001-03-09 | Essilor Int | Procede de preparation d'un sol organosilicie et materiaux obtenus a partir d'un tel sol |
JP3228714B2 (ja) * | 1999-01-13 | 2001-11-12 | 東京応化工業株式会社 | シリカ系被膜及びその製造方法 |
JP2000340651A (ja) | 1999-05-28 | 2000-12-08 | Hitachi Chem Co Ltd | 低誘電率膜の製造法 |
US6410151B1 (en) * | 1999-09-29 | 2002-06-25 | Jsr Corporation | Composition for film formation, method of film formation, and insulating film |
JP3973335B2 (ja) | 2000-01-27 | 2007-09-12 | 東京応化工業株式会社 | 被膜形成方法 |
JP4631119B2 (ja) * | 2000-01-28 | 2011-02-16 | Jsr株式会社 | 疎水化コロイダルシリカの製造方法 |
TW524883B (en) * | 2000-05-22 | 2003-03-21 | Jsr Corp | Composition for film formation, process for producing composition for film formation, method of film formation, and silica-based film |
KR100364026B1 (ko) * | 2001-02-22 | 2002-12-11 | 삼성전자 주식회사 | 층간 절연막 형성방법 |
JP2002285086A (ja) * | 2001-03-26 | 2002-10-03 | Jsr Corp | 膜形成用組成物、膜の形成方法およびシリカ系膜 |
US6509423B1 (en) * | 2001-08-21 | 2003-01-21 | Dow Corning Corporation | Silicone composition and cured silicone product |
JP4110796B2 (ja) | 2002-02-27 | 2008-07-02 | 日立化成工業株式会社 | シリカ系被膜形成用組成物、シリカ系被膜の製造方法及び電子部品 |
JP2003292626A (ja) | 2002-03-29 | 2003-10-15 | Jsr Corp | 絶縁膜形成用塗布液 |
JP3631236B2 (ja) * | 2002-07-12 | 2005-03-23 | 東京応化工業株式会社 | シリカ系有機被膜の製造方法 |
US6770584B2 (en) * | 2002-08-16 | 2004-08-03 | The Boeing Company | Hybrid aerogel rigid ceramic fiber insulation and method of producing same |
JP4409515B2 (ja) * | 2003-04-09 | 2010-02-03 | エルジー・ケム・リミテッド | 絶縁膜形成用コーティング組成物、その組成物を使用した低誘電絶縁膜の製造方法、その組成物より製造される半導体素子用低誘電絶縁膜およびその絶縁膜からなる半導体素子 |
-
2003
- 2003-12-10 JP JP2003412380A patent/JP5128044B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2004
- 2004-12-01 DE DE102004058042A patent/DE102004058042B4/de active Active
- 2004-12-01 US US11/000,735 patent/US7235500B2/en active Active
- 2004-12-02 TW TW093137222A patent/TWI293972B/zh active
- 2004-12-08 KR KR1020040102832A patent/KR100615876B1/ko active IP Right Grant
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102004058042A1 (de) | 2005-07-28 |
US7235500B2 (en) | 2007-06-26 |
KR100615876B1 (ko) | 2006-08-25 |
TW200526720A (en) | 2005-08-16 |
KR20050056872A (ko) | 2005-06-16 |
DE102004058042B4 (de) | 2010-12-02 |
JP2005171067A (ja) | 2005-06-30 |
TWI293972B (en) | 2008-03-01 |
US20050136692A1 (en) | 2005-06-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3631236B2 (ja) | シリカ系有機被膜の製造方法 | |
US8124239B2 (en) | Silica film forming material, silica film and method of manufacturing the same, multilayer wiring structure and method of manufacturing the same, and semiconductor device and method of manufacturing the same | |
JP2739902B2 (ja) | 酸化ケイ素系被膜形成用塗布液 | |
JP5529912B2 (ja) | シャロートレンチアイソレーション膜のためのアミノシラン | |
EP2437283B1 (en) | Method for forming trench isolation structure | |
JP4409515B2 (ja) | 絶縁膜形成用コーティング組成物、その組成物を使用した低誘電絶縁膜の製造方法、その組成物より製造される半導体素子用低誘電絶縁膜およびその絶縁膜からなる半導体素子 | |
JPH09137121A (ja) | シリカ系被膜形成用塗布液及びその製造方法 | |
JP5128044B2 (ja) | シリコン基板又は金属配線パターンが設けられたシリコン基板被覆用シリカ系被膜形成用材料の製造方法 | |
JP2000077410A (ja) | 多層配線構造の形成方法 | |
JP2007254678A (ja) | シリカ系被膜形成用組成物およびシリカ系被膜 | |
JP4079383B2 (ja) | シリカ系被膜形成用塗布液 | |
JP3973335B2 (ja) | 被膜形成方法 | |
JP2004096085A (ja) | シリカ系有機被膜およびこれを備えた基材 | |
JP4257141B2 (ja) | 多孔質膜形成用組成物、多孔質膜の製造方法、多孔質膜、層間絶縁膜、及び半導体装置 | |
JPH06181201A (ja) | 半導体装置の絶縁膜およびその絶縁膜形成用塗布液 | |
JP2851871B2 (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
JP2007254677A (ja) | シリカ系被膜形成用組成物およびシリカ系被膜 | |
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 | |
KR100632163B1 (ko) | 실리카계 내세정성 가공피막의 형성방법, 및 이 방법에의해 얻어지는 실리카계 내세정성 가공피막 | |
JPH10316934A (ja) | シリカ被膜形成用塗布液 | |
JP2004006890A (ja) | 多層配線構造の形成方法 | |
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 | |
JP4611701B2 (ja) | シリカ系被膜形成用塗布液 | |
JP4183656B2 (ja) | シリカ系エッチングストッパー膜形成用塗布液、シリカ系エッチングストッパー膜および半導体多層配線形成方法 | |
JP2011079987A (ja) | 塗布型シリカ系被膜形成用組成物、この塗布型シリカ系被膜形成用組成物を用いたシリカ系被膜、及びそれを用いた半導体装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060407 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20091203 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100105 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100204 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20100205 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20100824 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20101029 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20101029 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20101108 |
|
A912 | Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20101126 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20120426 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120925 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20120926 |
|
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: 20121031 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 5128044 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151109 Year of fee payment: 3 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |