KR100658393B1 - 전자 빔 노광에 의해 변성되어서 저 유전율 및 저 수분 함유량을 가지는 나노포러스 실리카 유전체 막 - Google Patents

전자 빔 노광에 의해 변성되어서 저 유전율 및 저 수분 함유량을 가지는 나노포러스 실리카 유전체 막 Download PDF

Info

Publication number
KR100658393B1
KR100658393B1 KR1020007007967A KR20007007967A KR100658393B1 KR 100658393 B1 KR100658393 B1 KR 100658393B1 KR 1020007007967 A KR1020007007967 A KR 1020007007967A KR 20007007967 A KR20007007967 A KR 20007007967A KR 100658393 B1 KR100658393 B1 KR 100658393B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
composition
electron beam
substrate
alkoxysilane
nanoporous
Prior art date
Application number
KR1020007007967A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20010024873A (ko
Inventor
양징쥰
드레이지제임즈에스.
포레스터린
Original Assignee
얼라이드시그날 인코퍼레이티드
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 얼라이드시그날 인코퍼레이티드 filed Critical 얼라이드시그날 인코퍼레이티드
Publication of KR20010024873A publication Critical patent/KR20010024873A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100658393B1 publication Critical patent/KR100658393B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/2051—Exposure without an original mask, e.g. using a programmed deflection of a point source, by scanning, by drawing with a light beam, using an addressed light or corpuscular source
    • G03F7/2059—Exposure without an original mask, e.g. using a programmed deflection of a point source, by scanning, by drawing with a light beam, using an addressed light or corpuscular source using a scanning corpuscular radiation beam, e.g. an electron beam
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/06—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to radiation
    • B05D3/068—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to radiation using ionising radiations (gamma, X, electrons)
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D5/00—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures
    • B05D5/12—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures to obtain a coating with specific electrical properties
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/16—Coating processes; Apparatus therefor
    • G03F7/168—Finishing the coated layer, e.g. drying, baking, soaking
    • 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
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02296—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer
    • H01L21/02318—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer post-treatment
    • H01L21/02345—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer post-treatment treatment by exposure to radiation, e.g. visible light
    • H01L21/02351—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer post-treatment treatment by exposure to radiation, e.g. visible light treatment by exposure to corpuscular radiation, e.g. exposure to electrons, alpha-particles, protons or ions
    • 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
    • H01L21/04—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
    • H01L21/324—Thermal treatment for modifying the properties of semiconductor bodies, e.g. annealing, sintering
    • 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
    • H01L21/02205—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
    • H01L21/02211—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 being a silane, e.g. disilane, methylsilane or chlorosilane
    • 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)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)
  • Silicon Polymers (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Electron Beam Exposure (AREA)

Abstract

나노포러스 실리카 유전체 막 이 유기질 시약에 의해 선택적으로 소성 처리된 후에 전자 빔 노광 에 의해 변성된다. 기판 상의 막이 변성된 후에, 광 범위 전자 빔 노광 시스템내에 위치된다. 결과로 생성된 막은 경화된 막에 비해서 저 유전율 및 저 물 또는 실란올 함유량을 가지는 특징이 있다. 또한, 전자빔 경화된 막은 열 경화된 막에 비해서 고 기계적 강도를 가지며 화학적 용매 및 산소 플라즈마에 더 저항이 있다.
나노포러스, 유전율, 전자 빔, 실리카, 표면 변성 조성물

Description

전자 빔 노광에 의해 변성되어서 저 유전율 및 저 수분 함유량을 가지는 나노포러스 실리카 유전체 막{NANOPOROUS SILICA DIELECTRIC FILMS MODIFIED BY ELECTRON BEAM EXPOSURE AND HAVING LOW DIELECTRIC CONSTANT AND LOW WATER CONTENT}
본 발명은 나노포러스(nanoporous) 유전체 막 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 이런 막은 집적회로 생산에 유용하다.
관련 기술의 상세한 설명
대략 0.18μm 및 그 이하인 최소배선폭의 집적회로의 생산에서, 상호접속 RC지연, 전력 소비 및 크로스토크등의 문제는 모두 중요하다. 레벨간 유전체(ILD) 및 금속간 유전체(IMD) 응용분야를 위한 저 유전율(K) 물질의 통합은 이런 문제를 부분적으로 완화시키지만, 현재 사용되는 조밀한 실리카보다 크게 낮은 K를 가지는 물질 후보는 단점을 가지게 된다. 많은 유기 및 비유기 중합체는 2.2 내지 3.5 범위의 K를 가진다. 그러나, 이것은 낮은 열 안정성, 낮은 유리 천이 온도(T)를 포함한 열등한 기계적인 특성, 샘플 아웃 가스 및 장시간의 안정성 문제를 포함한 많은 문제를 겪는다.
다른 접근법은 1 내지 3의 범위의 벌크 샘플의 유전율을 가질 수 있는 나노포러스 실리카를 사용하는 것이었다. 나노포러스 실리카는 SOG's 및 CVD SiO2에서 사용되는 유사한 전구체(예를 들어, TEOS, 테트라에톡시실란)를 사용하며 세공(pore) 크기 및 세공 크기 배치를 주의 깊게 제어하는 능력 때문에 유용하다. 낮은 유전율을 가지는 것에 더해서, 나노포러스 실리카는 적어도 500˚C까지의 열 안정성, 작은 세공 크기(<<마이크로일렉트릭 특성), 반도체 산업에서 널리 쓰이는 전구체의 사용(예를 들어, TEOS), 광범위하게 유전율을 조정시키는 능력 및 종래의 SOG 프로세싱에 이용되는 유사 툴을 사용하는 침전물을 포함한 이점을 마이크로일렉트로닉스에 제공한다. 고 다공성은 관련 밀도 물질보다 더 낮은 유전율을 이끌어내며 추가적인 혼합물 및 공정 역시 수행된다. 물질의 문제점은 모든 세공이 회로의 최소배선폭보다 현저하게 더 작아야 할 필요성을 포함한다는 것이다. 밀도(또는 역으로 다공성)는 유전체의 중요한 특징을 제어하는 대표적인 나노포러스 실리카의 파라미터이다. 나노포러스 실리카의 특성은 극도의 100% 다공성인 에어 갭으로부터 0%의 다공성을 가지는 농후한 실리카까지 연속 스펙트럼 상에서 변화한다. 밀도가 증가함 따라, 유전율 및 기계적인 힘은 증가하며, 세공 크기는 감소한다. 이상적인 다공성 물질은 기계적인 강도와 유전율간에 조화를 이루어야 한다. 밀도는 세공 부피 또는 주어진 물질의 다공성에 의존한다.
나노포러스 유전성 실리카 코팅은 액체 알콜실란 전구체 조성물 및 용매의 혼합물을 스피닝 실리콘 웨이퍼 기판 상의 증착시켜서 기판을 코팅함으로써 형성될 수 있다. 코팅은 기판 상에 나노포러스 유전성 실리카 코팅을 형성하기 위해 전형적으로 중합되며, 응축되며 경화된다. 참조로서 포함된 EP 특허 출원 EP 0 775 669 A2는 막 두께를 통해서 균일한 밀도를 가지는 나노포러스 실리카 막을 생산하는 방법을 보여준다. 나노포러스 유전체를 생산하는 바람직한 방법은 졸-겔(sol-gel)테크닉을 사용해서이다. 여기서 액체내의 고체분자의 콜로이드같은 부유물질인 졸은 고체 분자의 성장 및 상호 결합에 의해 겔로 변화한다. 겔의 형성을 가속시키는 바람직한 방법은 알콕시실란 전구체를 수증기 및 염기성 증기에 노출시키는 것이다. 한가지 방법은 졸 내의 지속적인 반응을 통해서, 졸내의 하나 이상의 분자가 심지어 미세차원에 도달함으로써 졸을 통해서 실질적으로 확장하는 고체 네트워크를 형성하는 것이다. 겔 포인트라 불리는 이런 점에서, 겔이 된다고 불려진다. 이런 정의에 의해, 겔은 지속적인 액상을 밀폐시키는 지속적인 고체 스켈레톤을 포함하는 물질이다. 스켈레톤이 다공성이기 때문에, 여기서 사용된 용어 "겔"은 세공 유체를 밀폐시키는 오픈-세공 고체 구조를 의미한다.
나노포러스 실리카 막은 원론적으로 물질전체에 배치된 세공이 존재하는 실리카 및 산소로 구성된다. 세공 범위는 약 0.1nm 내지 약 100nm이다. 나노포러스 실리카막은 만약 실란올 기(Si-OH) 및 물이 막으로부터 배출되면 사용될 수 있다. 실란올 및 물은 전기장에서 고도의 분극성을 가지기 때문에 막의 유전율을 상승시킬 것이다. 실질적으로 실란올 및 물이 없는 나노포러스 막을 생산하기 위해서, 헥사메틸디실라잔 또는 메틸트리아세톡시실란같은 유기질 시약이 막의 세공에 선택적으로 도입될 수 있다. 이런 시약은 트리메탈틸실릴기를 형성하기 위해서 세공 표면에 실란올과 반응한다. 후자는 실란올기를 마스크하며 막소수성을 만들기 위해 제공된다. 트리메틸실릴기의 사용의 단점은 막이 더이상 순수한 SiO2가 아니라는 것이다. 탄소 및 수소 함유량은 약 10중량%까지 높아질 수 있다. 집적회로의 구조에서, 산화분위기에서 퇴화하지 않는 유전체 막 을 사용하는 것이 유리하다. IC제조는 절연층 표면상에서 포토레지스트를 제거하기 위해 고도로 플라즈마를 산화시키는 것에 의존한다. 더 나아가 산화 플라즈마는 CVD(화학적 증기 증착) SiO2 레이어를 나노포러스 실리카 상에 증착시키기위해 사용된다. 산화 플라즈마는 나노포러스 막으로부터 트리메틸실릴기를 쉽게 산화시키며, 이것을 물 및 실란올의 형성을 수행한다. 게다가, 산화 실리카 막은 IC제조환경으로 부터 물을 용이하게 흡수한다. 제조환경으로부터 물의 흡수 및/또는 산화의 결과로 물 및 실리카를 보유하는 것은 두가지 문제를 야기시킨다. 유전율의 중대한 증가 및 저 저항 금속 비아 경유 형성시의 어려움(유해물질 비아 문제).
이와 같이, 유전율≤2.5 이며, 저 레벨의 물을 포함하며, IC제조에 사용되는 화학 용매만큼 산소 플라즈마에 안정적인 나노포러스 실리카 막을 생산하는 것이 바람직하다. 이것은 본 발명에 따라서 달성될 수 있으며, 여기서 나노포러스 실리카 유전체 막은 유기질 시약에 의한 선택적인 소수성 취급 후에 전자빔(electron beam; E-빔) 노광에 의해 변성된다. 변성된 최종 결과의 막은 감소된 세공의 크기를 가지고 나노포러스 구조를 유지하며 초기에는 열적으로 경화된 막에 비해서 더 적은 물을 함유하고 있어서, 열적으로 경화된 막과 동일하거나 혹은 더 낮은 유전율을 가진다. 합성막은 전자빔 공정 이후에 감소된 탄소 및 수소의 양을 가지며 혹은 전혀 없다. 이 전자 빔 처리된 막은 IC제조등에 사용되는 산화 플라즈마 및 화학 용매에 영향을 받지 않는다. 산화 플라즈마 및 화학 용매에 대한 저항은 전자빔 야기된 밀도화에 의한 원인만큼 메틸기의 결핍으로부터 야기된다. 전자빔 공정없이, 산소 플라즈마는 물을 형성하는 트리메틸실릴기와 반응한다. 물은 막의 유전율을 상승시켜서 금속라인들 사이의 전류를 크게 부족하게 한다. 비록 그것이 유기질 표면 변성 시약을 가지고 막을 처리함으로써 이전에 소수성 나노프러스 막을 형성하기 위해 제안 되었지만 이런 막을 전자빔에 노광시키는 것의 잇점은 이전까지 공지되지 않았다. 이런 종래의 기술은 미국특허 제 5,494,858; 5,504,042; 5,523,615; and 5,470,802호, 및 Ramos등의 "Nanoporous Silica for Dielectric Constant Less Than 2, ULSI Meeting, Boston, MA, Oct. 1996; Ramos등의 "Nanoporous Silica for ULSI Applications", 1997 Dielectric For ULSI Multilevel Interconnection Conference(DUMIC),P.106; 및 Jin등의 "Porous Xerogel Films as Ultra-Low Permittivity Dielectrics for ULSI Interconncet Applicantions", ULSI Meeting, Boston MA, Oct. 1996.에 예시되어 있다.
발명의 개요
본 발명은 기판에 저 유전율 나노포러스 유전성 코팅을 형성하는 공정을 제공하며, 상기 공정은
a) 기판상에 나노포러스 유전성 중합체 조성물을 형성하는 단계,
b) 중합체 조성물과 표면 변성 조성물을 선택적으로 접촉시키는 단계,
c) 중합체 조성물의 세공으로부터 용매를 증발시키기 위해 중합체 조성물을 선택적으로 가열하는 단계;
d) 중합체 조성물을 전자빔 방사에 노광시키는 단계, 및
e) 노광된 중합체 조성물을 선택적으로 열적으로 어닐링하는 단계를 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 단계(a)는
ⅰ) 적어도 하나의 알콕시실란, 용매조성물 및 임의의 물을 용해시켜서 혼합물을 형성하며, 알콕시실란의 부분적인 가수분해 및 부분적인 응축을 야기시키는 단계;
ⅱ) 기판에 혼합물을 증착시키는 단계;
ⅲ) 혼합물을 수증기 및 염기성 증기에 노출시키는 단계; 및
ⅳ) 용매 조성물을 증발시키며 알콕시실란 조성물을 나노포러스 유전성 실리카 코팅에 경화시키는 단계로 구성된 공정에 의해 수행된다.
본 발명은
a) 반도체 기판상에 나노포러스 유전성 중합체 조성물을 형성하는 단계,
b) 중합체 조성물과 표면 변성 조성물을 선택적으로 접촉시키는 단계,
c) 중합체 조성물의 세공으로부터 용매를 증발시키기 위해 중합체 조성물을 선택적으로 가열하는 단계;
d) 중합체 조성물을 전자빔 방사에 노광시키는 단계, 및
e) 노광된 중합체 조성물을 선택적으로 열적으로 어닐링하는 단계를 포함하는 공정에 의해 생산된 반도체 디바이스를 추가로 제공한다.
도 1은 제 1 실시예에 따라 생산된 웨이퍼의 FTIR 스펙트럼을 도시한다.
본 발명에 따라서, 나노포러스 유전성 코팅은 우선 임의의 몇개의 방법에 의해 적절히 기판에 형성된다. 이것은 예를 들어, 참조로 포함된 미국 특허 출원 제09/046,474호(출원일 3/25/98); 제09/046,473호(출원일 3/25/98); 제09/054,262호 (출원일 4/3/98); 제09/111,082호 (출원일 7/7/98); 제09/111,081호 (출원일 7/7/98); 제09/156,220호 (출원일 9/18/98); 제09/111,084호(출원일 7/7/98); 제60/095,573호 (출원일 8/6/98); 제60/098,068호 (출원일 8/27/98); 제09/111,083호 (출원일 7/7/98); 제09/140,855호 (출원일 8/27/98); 제60/098,515호 (출원일 8/31/98); 및 제09/141,287호 (출원일 8/27/98)에 게시된다.
전형적인 기판은 집적회로 또는 기타 마이크로일렉트릭 디바이스로 처리되기에 적합한 것이다. 본 발명에 적합한 기판은 비-배타적으로 갈륨아세나이드(GaAs), 실리콘, 및 결정 실리콘, 폴리실리콘, 아모포스 실리콘, 에피택셜 실리콘 및 이산화실리콘(SiO2)과 그 혼합물을 포함하는 조성물같은 반도체 물질을 포함한다. 공지된 리소그래피 기술에 의해 형성된 금속, 산소, 질화물, 또는 산화 질화물같은 임의의 유형의 융기된 라인이 기판상에 있다. 실리카, 실리콘 질화물, 티타늄 질화물, 탄탈 질화물, 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리, 구리 합금, 탄탈, 텅스텐 및 실리콘 산화질화물등이 라인에 적합한 물질이다. 이런 라인은 집적회로에 도체 또는 절연체를 형성한다. 이들은 약 20 마이크로미터 이하, 정확하게는 1 마이크로 미터 이하, 더 정확하게는 약 0.05 내지 1 마이크로미터의 간격으로 서로 이격되어 있다.
기판상에 나노포러스 유전성 중합체 조성물을 형성하는 하나의 기술은 적어도 하나의 알콕시실란, 용매 조성물의 혼합물, 임의의 물, 및 염기성 또는 산성의 임의의 촉매로부터 반응을 형성하는 것이다. 물은 알콕시실란을 가수분해하는 매체를 제공하기 위해 포함된다. 바람직한 실시예에서, 용매 조성물은 상대적으로 높은 휘발성 조성물, 상대적으로 낮은 휘발성 용매 조성물, 또는 상대적으로 높은 휘발성 조성물 및 상대적으로 낮은 휘발성 용매 조성물 중의 하나를 포함한다.
이런 반응 산물은 바람직하게는 스핀 코팅에 의해 기판에 도포된다. 높은 휘발성 용매는 반응 산물의 증착 동안 및 직후에 증발된다. 반응 산물은 겔 층을 형성할 때까지 추가로 가수분해되어서 응축된다. 제 2 낮은 휘발성 용매는 온도가 상승함에 따라서 제거된다.
본 발명의 유용한 알콕시실란은:
Figure 112000015172819-pct00001
을 가진다.
여기서 R기의 적어도 2개는 각각 C1 내지 C4의 알콕시 기이며 나머지는 수소, 알킬, 페닐, 할로겐, 치환된 페닐로 구성된 기로부터 독립적으로 선택된다. 본 발명의 목적에서, 용어 알콕시는 가수 분해에 의해 실온 근처의 온도에서 실리콘으로부터 용이하게 쪼개질 수 있는 임의의 다른 유기질 기를 포함한다. R기는 에틸렌 글리콕시 또는 프로필렌 글리콕시 또는 유사한 그러나 바람직하게는 모두 4개의 R기가 메톡시, 에톡시, 프로폭시 또는 부톡시이다. 가장 바람직한 알콕시실란은 비배타적으로 테트라에톡시실란(TEOS) 및 테트라메톡시실란을 포함한다.
상대적으로 높은 휘발성 용매 조성물은 상온 이하에서, 바람직하게는 상대적으로 낮은 휘발성 용매 조성물의 그것보다 현저히 낮은 온도에서 증발하는 것이다. 상대적으로 높은 휘발성 용매 조성물은 바람직하게 120℃이하의 끓는 점을, 바람직하게는 약 100℃이하의 끓는 점을 가지고 있다. 적절하게 높은 휘발성 용매 조성물은 비 배타적으로 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 이소프로판올, n-부탄올 및 그 혼합물을 포함한다. 다른 성분과 양립가능한 다른 상대적으로 높은 휘발성 용매 조성물은 종래의 기술에 의해 용이하게 한정된다.
상대적으로 낮은 휘발성 용매 조성물은 상온 이상에서, 바람직하게는 상대적으로 높은 휘발성 용매 조성물의 그것보다 현저히 높은 온도에서 증발하는 것이다. 상대적으로 낮은 휘발성 용매 조성물은 바람직하게 175℃이상의 끓는 점을, 바람직하게는 약 200℃이상의 끓는 점을 가지고 있다. 적절하게 낮은 휘발성 용매 조성물은 비 배타적으로 알콜, 및 에틸렌 글리콜, 1,4-부틸렌 글리콜, 1,5-펜탄디올, 1,2,4-부탄트리올, 1,2,3-부탄트리올, 2-메틸-프로판트리올, 2-(히드록시 메틸)-1, 3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 2-메틸-1,3-프로판디올, 테트라에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 모노메틸 에테르, 글리세롤 및 그 혼합물같은 글리콜을 포함한 폴리올을, 포함한다. 다른 성분과 양립가능한 다른 상대적으로 낮은 휘발성 용매 조성물은 종래의 기술에 의해 용이하게 한정된다.
임의의 염기성 및 산성은 알콕시실란과 물 및 용매와의 반응을 촉진시킨다. 적절한 산성 및 질산은 예를들어 조건을 처리하는 공정하에 함성반응 산물로부터 증발하며 반응산물에 불순물을 넣지 않는 휘발성의 양립가능한 유기질 시약이다.
적절한 염기액은 비배타적으로 암모니아 및 끓는점이 약 200℃이하, 더 바람직하게는 100℃이하 가장 바람직하게는 25℃이하인 1차, 2차 및 3차 알킬 아민, 아릴 아민, 알콜아민 및 그 혼합물인 아민을 포함한다. 이상적인 아민은 알콜 아민, 알킬아민, 메틸아민, 모노에탄올 아민, 디에탄올 아민, 트리에탄올 아민, 디메틸 아민, 트리메틸 아민, n-부틸 아민, n-프로필 아민, 테트라메틸 암모늄, 히드록시드, 피페리딘, 2-메톡시에틸 아민, 모노-, 디- 또는 트리 에탄올 아민 및 모노-, 디- 또는 트리 이소프로판올 아민이다. 물 내의 프로톤을 수용하는 아민의 능력은 pKb=-logKb인 염기 상수 Kb로 측정된다. 바람직한 실시예에서, 염기의 pKb는 약 0 내지 약 9의 범위이며, 바람직하게는 약 2 내지 약 6, 더 바람직하게는 약 4 내지 5이다.
알콕실란 성분은 전체 혼합액 무게의 약 3% 내지 약 50%에서 바람직하게 나타난다. 더 바람직한 범위는 약 5% 내지 약 45%이며, 더 바람직하게는 약 10% 내지 약 40%이다.
용매는 전체 혼합액 무게의 약 10% 내지 약 90%에서 바람직하게 나타난다. 더 바람직한 범위는 약 15% 내지 약 80%이며, 더 바람직하게는 약 40% 내지 약 60%이다. 높고 낮은 휘발성 용매가 모두 제시될 때, 높은 휘발성 용매 부분은 전체 혼합액 무게의 약 20% 내지 약 90%에서 바람직하게 나타난다. 더 바람직한 범위는 약 30% 내지 약 70%이며, 더 바람직하게는 약 40% 내지 약 60%이다. 높은 및 낮은 휘발성 용매가 모두 제시될 때, 낮은 휘발성 용매 부분은 전체 혼합액 무게의 약 1% 내지 약 40%에서 바람직하게 나타난다. 더 바람직한 범위는 약 3% 내지 약 30%이며, 더 바람직하게는 약 5% 내지 약 20%이다.
물 대 실란의 몰비는 약 0 내지 약 50이다. 더 바람직한 범위는 약 0.1 내지 약 10이며, 더 바람직하게는 0.5 내지 약 1.5이다.
종래의 기술로 용이하게 한정될 수 있는 촉매의 양은 산성 또는 염기성이 제시된다. 바람직하게 산 대 실란의 비는 약 0 내지 약 0.2이며 더 바람직하게는 0.001 내지 0.05이며 더 바람직하게는 0.005 내지 0.02이다.
형성된 반응 산물은 바람직하게는 스핀 코팅에 의해 기판에 도포된다. 높은 휘발성 용매는 반응 산물의 침전 중 또는 직후에 기화한다. 더욱 휘발성인 용매는 막 수축을 초래하는 몇 초 또는 몇 분을 주기로 증발한다. 반응 산물은 겔 레이어를 형성할 때, 더 가수분해되어서 응축된다. 이 순간, 막은 실리카 전구체의 점성 액체이며, 휘발성이 적다. 미소하게 상승된 온도는 임의로 이 단계를 가속화 하기위해 사용된다. 어떤 온도는 약 20℃ 내지 약 80℃의 범위이며 바람직하게는 약 20 내지 약 50℃의 범위이며, 더 바람직하게는 약 20℃ 내지 약 35℃의 범위에 있다.
그리고 나서 코팅은 수증기 및 염기성 증기 모두에 바람직하게 노출된다(에이징 공정). 염기성 증기는 우선 수증기의 뒤를 따라서 사용되며 그렇지 않으면 수증기 및 염기성 증기가 모두 동시에 사용된다. 수증기는 알콕실란 알콕시기의 지속적인 가수분해를 야기시키며, 염기성 증기는 가수분해된 알콕시실란의 응축을 촉매시키며, 코팅 겔 및 궁극적으로는 겔의 점도를 증가시킬 때 까지 분자량을 증가시킨다. 코팅된 기판은 밀봉된 챔버에 위치되며 진공 상태가 된다. 바람직한 실시예에서, 진공 챔버의 압력은 0℃에서 약 0.001mm Hg(0.001 torr) 내지 0℃에서 0.1mm Hg(0.1torr) 이다. 그리고 코팅은 수증기 또는 염기성 증기에 노출된다. 본 발명의 목적에서, 염기성 증기는 기체의 염기를 포함한다. 바람직하게는 코팅된 기판은 우선 수증기에 노출되며 염기성 증기에 노출되지만, 그러나 대안의 실시예에서, 코팅된 기판은 우선 염기성 증기에 노출되며 그리고 나서 수증기에 노출된다. 두개의 노출 중의 첫번째는 챔버의 압력이 대기중보다 낮은 압력으로 남아있도록 수행된다. 두번째 노출은 대기압, 대기압보다 낮은 또는 대기압보다 높은 기압으로 수행된다.
바람직한 실시예에서, 웨이퍼가 밀봉된 에이징 챔버 및 진공 상태가된 챔버내에 위치된 후에, 밸브는 물저장통으로 오픈되어서 수증기는 챔버를 빠르게 채운다. 수증기의 부분적인 압력 PHZO는 밸브가 오픈되는 기간의 길이 및 액체 물 저장통이 유지되는 온도만큼 제어된다. 물의 낮은 증기압 때문에 물의 증가 후의 챔버의 압력은 주위보다 훨씬 낮아진다. 수증기의 증가동안에 발생하는 압력의 상승은 수증기의 부분 압력의 직접적인 측정치이다. 바람직한 실시예에서, 수증기가 노출된 후의 진공 챔버의 압력은 0℃에서 약 0.1mm Hg(0.1 torr) 내지 약 150mm Hg( 150torr)의 범위에 있고, 바람직하게는 0℃에서 약 1mm Hg(1torr) 내지 약 40mm Hg(40torr) 및 더욱 바람직하게는 0℃에서 약 5mm Hg(5torr) 내지 약 20mm Hg(20torr)이다. 바람직한 실시예에서, 노출 동안의 물의 온도의 범위는 약 10℃ 내지 약 60℃이며, 바람직하게는 약 15℃ 내지 약 50℃이며, 더 바람직 하게는 20℃ 내지 40℃이다. 바람직한 실시예에서, 물 노출 동안의 챔버의 온도의 범위는 약 10℃ 내지 약 50℃이며, 바람직하게는 약 15℃ 내지 약 40℃이며, 더 바람직 하게는 20℃ 내지 40℃이다.
바람직하게, 수증기가 우선 가해지며 그리고나서 염기성 증기가 챔버에 투여된다. 염기성 증기 투여 후의 챔버 압력은 대기압, 또는 그 이상 및 이하이다. 만약 압력이 대기압의 이상이면, 챔버는 전체 시스템 압력에 저항하도록 디자인 되어야한다. 물 및 염기성 증기를 더하는 순서가 역이 될 수 있지만 낮은 증기의 압력 때문에 염기성 증기 다음에 물을 더하는 것이 바람직하다. 바람직한 실시예에서, 염기성 증기의 노출 이 후의 진공 챔버의 압력은 0℃에서 약 100mm Hg(100torr) 내지 0℃에서 약 2000mm Hg(2000torr)의 범위에 있고, 바람직하게는 약 0℃에서 약 400mm Hg(400torr) 내지 0℃에서 약 1000mm Hg(1000torr) 및 더욱 바람직하게는 약 0℃에서 약 600mm Hg(600torr) 내지 0℃에서 800mm Hg(800torr)이다. 바람직한 실시예에서, 노출 동안의 염기액의 온도는 약 10℃ 내지 약 60℃이며, 바람직하게는 약 15℃ 내지 약 40℃이며, 더 바람직 하게는 약 20℃ 내지 약 30℃이다. 바람직한 실시예에서, 염기성 증기 노출 후의 챔버의 온도는 약 10℃ 내지 약 50℃이며, 바람직하게는 약 15℃ 내지 약 40℃이며, 더 바람직하게는 약 20℃ 내지 약 40℃이다.
염기성 증기에 사용하는 적절한 염기액은 암모니아 및 비배타적으로 약 200℃이하, 더 바람직하게는 100℃이하 가장 바람직하게는 25℃이하의 끓는점을 갖는 1차 2차 및 3차 알킬 아민, 아릴 아민, 알콜아민 및 이들의 혼합물등과 같은 아민을 포함한다. 이상적인 아민은 메틸아민, 디메틸 아민, 트리메틸 아민, n-부틸 아민, n-프로필 아민, 테트라메틸 암모늄 히드록시드, 피페리딘 및 2-메톡시에틸 아민이다. 더 바람직하게는 염기의 pKb는 약 0 내지 약 9의 범위이며, 바람직하게는 약 2 내지 약 6, 더 바람직하게는 약 4 내지 5이다.
바람직한 실시예에서, 수증기 대 염기성 증기의 몰 비는 약 1:3 내지 약 1:100이며, 바람직하게는 약 1:5 내지 약 1:50이며, 더 바람직 하게는 1:10 내지 1:30이다.
수증기는 알콕실란 알콕시기의 지속적인 가수분해를 야기시키며, 염기성 증기는 가수분해된 알콕시실란의 응축을 촉매시키며, 코팅 겔 및 궁극적으로는 겔의 점도를 증가시킬 때 까지 분자량을 증가시킨다. 그리고 나서 막은 더 낮은 휘발성 용매의 증발에 의해 종래의 방식으로 건조된다. 상승된 온도는 이 단계에서 코팅 겔을 건조시키기 위해 사용될 수 있다. 이런 온도는 약 20℃ 내지 약 450℃이며, 바람직하게는 약 50℃ 내지 약 350℃이며, 더 바람직 하게는 약 175℃ 내지 약 320℃이다.
염기성 증기 첨가 후 몇 초 내지 몇 분 정 도의 소망시간의 반응 후, 챔버의 압력은 대기압의 상태가 된다. 이것은 니트로겐 같은 불활성 가스를 가해서 챔버를 동작시키거나 염기성 증기/수증기 혼합물을 진공 상태로 만든 후에 불활성 가스를 다시 채움으로써 이루어진다.
그 결과 상대적으로 높은 다공성, 낮은 유전성인, 중합체 조성물을 포함하는 실리콘이 기판에 형성된다. 중합체 조성물을 포함한 실리콘은 바람직하게 약 1.1 내지 약 3.5이며, 더 바람직하게는 약 1.3 내지 약 3.0이며, 가장 바람직하게는 약 1.5 내지 약 2.5의 범위에 있는 유전율을 가진다. 실리카 조성물의 세공 사이즈는 약 1nm 내지 약 100nm이며, 더 바람직하게는 약 2nm 내지 약 30nm이며, 더 바람직 하게는 약 3nm 내지 약 20nm이다. 세공을 포함해서 조성물을 포함하는 실리콘의 밀도는 약 0.1 내지 약 1.9g/㎠이며, 더 바람직하게는 약 0.25 내지 약 1.6g/㎠이며, 더 바람직 하게는 약 0.4 내지 약 1.2g/㎠이다.
임의의 추가 단계에서, 기판의 나노포러스 유전체 막 은 표면 소성 조성물이 세공 구조에 침투하여 그것을 소성으로 만드는 주기의 시간 동안, 표면 변성 조성물의 유효량으로 반응한다. 표면 변성은 에이징 후에 수행되어야 하지만 건조 전후에 될 수도 있다. 표면 변성 조성물은 소성이며 친수성 세공 표면에 실란올 성분을 실릴화 하기에 적합하다. 바람직하게는 표면 변성제는 R3SiNHSiR3, RXSiCly, RXSi(OH)y, R3SiOSiR3, RXSi(OR)y, MPSi(OH)[4-P], RXSi(OCOCH3)y 및 그것의 혼합물로 구성된 기에서 선택된 화학식을 가지는 화합물이다. 여기서 y=4-x가 되도록, x 는 1 내지 3 범위의 정수이며, y는 1 내지 3 범위의 정수이고, p는 2 내지 3 범위의 정수이다; 각각의 R은 독립적으로 선택된 소성 유기질 부분이다; 각각의 M은 독립적으로 선택된 소성 유기질 부분이다; 및 R 및 M은 같거나 다를 수 있다. R 및 M기는 알킬, 알킬 및 그 혼합물로 구성된 유기질 부분의 기로부터 각각 독립적으로 바람직하게 선택될 수 있다. 알킬 부분은 치환되거나 치환되지 않으며, 직쇄 알킬, 분지 알킬, 환상 알킬 및 그것의 화합물로 구성된 기로부터 선택되며, 알킬 부분은 C1 내지 약 C18의 범위에 있다. 아릴 부분은 치환되거나 치환되지 않으며, C5 내지 약 C18의 크기의 범위에 있다. 바람직하게는 조성물을 소성화하는 것은 아세톡시트리메틸실란, 아세톡시실란, 디아세톡시디메틸실란, 메틸트리아세톡시실란, 페닐트리아세톡시실란, 디페닐트리아세톡시실란, 트리메틸에톡시실란, 트리메틸메톡시실란, 2-트리메틸실록시펜트-2-엔-4-온, n-(트리메틸실릴)아세트아미드, 2-(트리메틸실릴)아세트 산, n-(트리메틸실릴)이미다졸, 트리메틸실릴프로피올레이트, 트리메틸실릴(트리메틸실록시)-아세테이트, 노나메틸트리실라잔, 헥사메틸디실라잔, 헥사메틸디실록산, 트리메틸실란올, 트리에틸실란올, 트리페닐실란올, t-부틸디메틸실란올, 디페닐실라졸 또는 그 화합물을 포함한다. 가장 바람직하게는 조성물을 소성화하는 것은 헥사메틸디실라잔을 포함한다. 표면 변성제는 아세테이트같은 적절한 용매와 혼합되어서, 증기의 형태로 나노포러스 실리카 표면에 적용되어서 건조될 수 있다.
임의의 그러나 바람직한 단계에서, 처리된 웨이퍼는 막의 세공으로부터 용매를 증발시키는 충분한 시간 및 온도에서 가열된다. 이것은 예를 들어, 170℃ 내지 320℃에서 약 30초 내지 약 5분동안, 바람직하게는 1 내지 2분동안 열판의 열처리에 의해 수행될 수 있다.
본 발명에 참조로서 게시된 Livesay에 허여된 U.S. 특허 5,003,178에 설명된 발와 같이, 표면 변성제로 처리된 또는 그렇지 않은 나노포러스 막의 형성후에, 기판은 넓은 영역의 전자빔 노광 시스템의 챔버내에 위치된다. 전자빔 노광은 0℃에서 약 10-5 mm Hg( 10-5torr) 내지 0℃에서 약 102mm Hg(102 torr)의 범위의 진공에서 행해지며, 기판의 온도는 약 25℃ 내지 약 1050℃의 범위에 있다. 전자 에너지 및 선량은 각각 0.5 내지 약 30KeV 및 약 500 내지 100,000μC/㎠의 범위로 떨어진다. 나노포러스 유전체는 나노포러스 유전체 막 을 어닐링하기에 충분한 시간으로 균일한 광-범위 전자 빔 소스로 부터 전자 빔 방사를 받는다. 바람직한 노광은 약 25.8 제곱 센티미터(4제곱 인치) 내지 1651.6제곱 센티미터(256 제곱 인치)의 영역을 커버하는 전자빔으로 수행된다. 전자 빔 시스템 챔버의 기체 환경은 니트로겐, 아르곤, 산소, 또는 이런 가스의 임의의 혼합물이 될 수 있다. 히드로겐 또는 형성 가스 역시 분위기 가스로 사용될 수 있다. 임의의 단계로, 막은 전자빔 처리 이전에 열 어닐링된다. 이 어닐링공정은 약 1 내지 약 360분의 주기동안 기판을 약 200 내지 1050℃의 범위의 온도로 가열함으로써 성취될 수 있다. 어닐링공정은 오븐, 튜브로 또는 열판내에서 대기압으로 수행될 수 있다. 어닐링공정은 진공에서도 역시 행해질 수 있다. 이 열 어닐링은 표면의 교차 결합 및 밀도화를 야기시킨다.
전자빔 처리는 나노포러스 막의 전체 막 또는 단지 상부(예를들어, 상위 5 내지 75%)가 전자빔의 영향을 받는 방식으로 행해질 수 있다. 금속 상호 접속 비아는 산화 플라즈마쪽에 불활성으로 으로 된 나노포러스 막의 상부를 교차할 것이다.
하기의 제한 없는 발명은 본 발명을 예시화한다.
실시예 1
웨이퍼 및 유기종의 제거
4개의 웨이퍼가 테트라에톡시실란 나노포러스 실리카 전구체로 코팅된다. 결과적인 막은 수증기 및 암모니아 증기를 사용하여 에이징챔버내에서 에이징되고, 표면변형제인 메틸트리아세톡시실란(MTAS)의 처리가 뒤따른다. 다음, 막은 175℃에서 1분간, 320℃에서 1분간 가열된다. 상기 공정후에, 제 1 웨이퍼(열경화)는 67 l/min의 질소흐름을 갖는 대기압하에서 30분간 400℃로 수평로에서 열경화된다. 제 2 웨이퍼(E-빔 경화(1))는 4KeV의 에너지, 3000μC/cm2의 E-빔 선량, 350℃의 온도, 15mA의 전류, 및 질소분위기의 조건하에서 전자빔을 사용하여 경화된다. 제 3 웨이퍼(E-빔 경화(2))는 4KeV의 에너지, 6000μC/cm2의 E-빔 선량, 350℃의 온도, 15mA의 전류, 및 질소분위기의 조건하에서 전자빔을 사용하여 또한 경화된다. 제 4 웨이퍼(E-빔 경화(4))는 (제 1 웨이퍼와 동일한 방법으로) 먼저 열경화된 후, 제 3 웨이퍼와 동일한 조건하에서 E-빔 경화된다. 막 두께 및 굴절률은 J.A.Woollam Co., Inc. VASE
Figure 112003050674324-pct00002
스펙트로스코피 엘립소미터를 사용하여 측정된다. 막 응축률은 경화전후의 막두께 차이를 기초로하여 측정되고, 정규화된 수분함량은 FTIR 측정을 기초로 하여 계산된다. 표 1은 굴절률, 응축률, 및 정규화된 수분함량을 보여준다. 전자 빔 경화에서는, 막의 굴절률이 약간 증가했지만, 수분함량은 열경화된 웨이퍼보다 현저하게 낮아졌다. 도 1은 이들 웨이퍼에 대한 FTIR 스펙트럼을 도시하며, 전자 빔 경화에서는 대부분의 유기종이 막으로부터 제거되었음을 보여주고 있다.
실시예 2
세개의 웨이퍼가 실시예 1에서 사용된 것과 동일한 방법으로 준비된다. 한 웨이퍼는 400℃에서 30분간 열경화되었으며, 나머지 두개의 웨이퍼는 E-빔 경화-1이 1KeV의 에너지, 5000μC/cm2의 E-빔 선량, 350℃의 온도, 15mA의 전류, 및 질소분위기의 조건하에서, 그리고, E-빔 경화(2)가 2KeV의 에너지, 5000μC/cm2의 E-빔 선량, 350℃의 온도, 15mA의 전류, 및 질소분위기 조건하에서 전자 빔을 사용하여 경화된다. 열경화 또는 전자 빔 경화후, (지름이 1-3mm) 변동가능한 크기를 가진 알루미늄 도트가 종래의 금속 증착 툴을 사용하여 커패시터 구조를 형성하도록 코팅된 웨이퍼상단에 코팅된다. 측정된 유전율 데이터는 표 2에 표시되어 있다.
실시예 3
산소(O 2 )플라즈마 저항성의 향상
세개의 웨이퍼가 테트라에톡시실란 나노포러스 실리카 전구체로 코팅되고, 4분간 챔버내에서 에이징되고, 표면변형제인 헥사메틸디실라젠(HMDZ)에 의한 처리가 뒤따른다. 다음, 막은 175℃에서 1분간, 320℃에서 1분간 가열된다. 상기 공정후에, 제 1 웨이퍼(열경화)는 67 l/min의 질소흐름을 갖는 대기압하에서 30분간 400℃로 수평로에서 열경화된다. 제 2 웨이퍼(E-빔 경화(1))는 2KeV의 에너지, 5000μC/cm2의 E-빔 선량, 350℃의 온도, 10mA의 전류, 및 질소분위기의 조건하에서 전자빔을 사용하여 경화된다. 제 3 웨이퍼(E-빔 경화(2))는 3KeV의 에너지, 2500μC/cm2의 E-빔 선량, 350℃의 온도, 10mA의 전류, 및 질소분위기의 조건하에서 전자빔을 사용하여 또한 경화된다. 다음, 3개의 웨이퍼는 60초의 RF 시간, 4.5 slpm의 산소흐름, 0.45 slpm의 질소흐름, 램프 1에서 7초, 램프 2에서 45초, 램프 3에서 7초의 조건하에서 GaSonics Aura 1000 산소 플라즈마에 노출된다. 막 두께는 J.A.Woollam Co., Inc. VASE
Figure 112003050674324-pct00003
스펙트로스코피 엘립소미터를 사용하여 측정되었다.
표 3은 산소 플라즈마 노출 전후에서 얻어진 데이터인 측정된 막두께, 및 다음 공식: 두께 손실률(%)=100*(T1-T2)/T1, 여기서, T1, T2는 각각 산소 플라즈마 노출전후의 두께에 따라 계산된 두께손실률을 보여준다.
실시예 4
용매 저항성에서의 향상
HMDZ로 처리된 나노포러스 실리카 막 표면은 실시예 3에서 사용된 방법과 동일한 방법을 사용하여 준비된다. 한 웨이퍼는 400℃에서 30분간 열경화되고, 또다른 웨이퍼는 2KeV의 에너지, 5000μC/cm2의 E-빔 선량, 350℃의 온도, 10mA의 전류, 및 질소분위기의 조건하에서 전자빔을 사용하여 경화된다. 이실험에서 사용된 용매는 Ashland Chemical Co.으로부터 상업적으로 이용가능한 ACT-CMI, 아민계 용매이다. 용매테스트는 코팅된 웨이퍼를 다양한 시간(예를 들면, 이 경우에, 5,10,30,60분)동안 용매에 침지시킴으로써 수행된 다음, 이소프로필 알콜 린스, DI 워터 린스, 및 250℃의 온도에서 5분동안, 핫 플레이트상에서 가열된다. 다음, 막 두께는 J.A.Woollam Co., Inc. VASE
Figure 112003050674324-pct00004
스펙트로스코피 엘립소미터를 사용하여 측정되고, 사전테스트된 막 두께와 비교되었다. 표 4에 도시된 바와 같이, 열경화막에 대한 막 두께 손실률은 전자 빔 경화된 막보다 현저히 크며, 이러한 경향은 침지시간이 오래될 수록 더 심해진다.
다른 용매 저항성 테스트는 실시예 1에서 사용된 방법과 동일하게 준비된다. 한 웨이퍼는 400℃에서 30분간 열경화되고, 또다른 웨이퍼는 4KeV의 에너지, 6000μC/cm2의 E-빔 선량, 350℃의 온도, 15mA의 전류, 및 질소분위기의 조건하에서 전자빔을 사용하여 경화된다. 이실험에서 사용된 용매는 Ashland Chemical Co.으로부터 상업적으로 이용가능한 ACT-690이다. 용매테스트 과정은 이전 실시예에서와 실질적으로 동일하다. 후테스트된 막두께 또한 J.A.Woollam Co., Inc. VASE
Figure 112003050674324-pct00005
스펙트로스코피 엘립소미터를 사용하여 측정되고, 사전테스트된 막 두께와 비교된다. 표 5에 도시된 바와 같이, 열경화막에 대한 막 두께 손실률이 약 10분에서 시작되고, 막 두께의 반이 침지시간이 30분이 될 때, 제거되었다. 그러나, 전자 빔 경화된 막에 대하여, 막두께의 손실률은 30분 침지동안 단지 3%였다.
실시예 5
기계적인 강도의 향상
세개의 웨이퍼가 테트라에톡시실란 나노포러스 실리카 전구체로 코팅되었다. 결과적인 막은 수증기 및 암모니아 증기를 사용하여 에이징챔버에서 에이징된다. 다음, 표면변형시약인 MTAS로 처리된다. 한 웨이퍼는 400℃에서 30분간 열경화되고, 나머지 2개의 웨이퍼는 4KeV의 에너지, 3000μC/cm2의 E-빔 선량, 350℃의 온도, 15mA의 전류, 및 질소분위기의 E-빔경화-1; 및 4KeV의 에너지, 6000μC/cm2의 E-빔 선량, 350℃의 온도, 15mA의 전류, 및 질소분위기의 E-빔경화-2;의 조건하에서 e-빔을 사용하여 경화된다. 기계적인 강도 테스트는 Sebastion V 인스트루먼트를 사용한 종래의 스터드-풀 테스트 방법을 사용하여 수행된다. 각 웨이퍼에 대해, 약 15개의 샘플이 준비되어 테스트된다. 표 6은 3개의 웨이퍼 각각에 대한 스터드-풀 테스트 결과를 표시한다. 전자 빔 경화된 것은 적어도 약 50%정도 기계적 강도가 향상되었다.
열경화 및 e-빔 경화된 테트라에톡시실란 막에 대한 굴절률, 응축률, 및 정규화된 수분 함량
열경화 E-빔경화(1) E-빔경화(2) E-빔경화(3)
굴절률 1.158 1.167 1.160 1.168
응축률(%) 3.1 16.2 18.1 19.1
정규화된 수분함량(%) 100 56 48 37
수분 ID 경화방법 유전률
열경화 400℃에서 30분간 열경화 2.2
E-빔경화(1) E-빔경화: 1KeV, 5000μC/cm2, 350℃, 15mA 2.0
E-빔경화(2) E-빔경화: 2KeV, 5000μC/cm2, 350℃, 15mA 2.2
O2-플라즈마 노출 전후의 두께 및 두께 손실률
열경화 E-빔경화(1) E-빔경화(2)
O2플라즈마 전 두께 8823 6834 6975
O2플라즈마 후 두께 7280 6619 6892
두께 손실률 (%) 17.5 3.1 1.2



ACT-CMI 용매에서의 침지테스트후 열경화 및 e-빔 경화된 테트라에톡시실란 막에 대한 두께 손실률 비교
경화방법 용매테스트후의 두께 손실률(%)
ACT-CMI 용매에서의 침지시간
5분 10분 30분 60분
열 경화 4 10 17 35
E-빔 경화 0 0 3 6
ACT-690 용매에서의 침지후 열경화 및 e-빔 경화된 테트라에톡시실란 막에 대한 두께 손실률 비교
경화방법 용매테스트후의 두께 손실률(%)
ACT-690 용매에서의 침지시간
2분 5분 10분 30분
열 경화 0 0 3 46
E-빔 경화 0 0 0 3
열경화 및 e-빔 경화된 테트라에톡시실란막의 기계적강도에 대한 Stud-pull 테스트 결과
열 경화 E-빔 경화(1) E-빔 경화(2)
기계적 강도 (kpsi) 2.56 3.83 4.32
표준편차(%) 1.04 0.84 1.02

Claims (34)

  1. 기판상에 저 유전율 나노포러스 유전성 코팅을 형성하는 공정에 있어서,
    a) 기판상에 나노포러스 유전성 중합체 조성물을 형성하는 단계; 및
    b) 중합체 조성물을 전자빔 방사에 노광시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 전자 빔 노광은 0℃에서 약 10-5 mm Hg 내지 0℃에서 약 102mm Hg의 범위에 있는 진공상태에서, 그리고 약 25℃ 내지 약 1050℃의 기판 온도로 행해지는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 전자 빔 노광은 약 0.5 내지 약 30 KeV의 범위에 있는 에너지로 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 전자 빔 노광은 약 500 내지 100,000μC/㎠의 범위에 있는 전자 선량으로 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 전자 빔 노광은 균일한 광역(large-area) 전자 빔 소스로부터의 전자 빔 방사선의 광범위한 빔(wide, large beam)으로 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 전자 빔 노광은 약 25.8 제곱센티미터 내지 약 1651.6 제곱센티미터의 영역을 커버하는 균일한 광역 전자 빔 소스로부터의 전자 빔 방사선의 광범위한 빔으로 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 단계 (b) 이후에 노광된 폴리머 중합체를 열적으로 어닐링시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1 항의 방법에 따라 제조되는 것을 특징으로 하는 코팅된 기판.
  9. 제 1 항에 있어서, 단계(a)는
    ⅰ) 적어도 하나의 알콕시실란 및 용매조성물을 포함하는 알콕시실란 조성물을 기판의 표면에 증착시키는 단계; 및
    ⅱ) 알콕시실란 조성물을 나노포러스 유전성 실리카 코팅으로 경화시키는 단계;를 포함하는 공정에 의해서 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 염기성 촉매는 암모니아, 1차 알킬 아민, 2차 알킬 아민, 3차 알킬 아민, 아릴 아민, 알콜 아민 및 그 혼합물로 구성되는 기로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 9 항에 있어서, 알콕시실란은
    (화학식 1)
    Figure 112003050674324-pct00006
    인 화학식을 가지며, R기의 적어도 2개는 각각 C1 내지 C4의 알콕시 기이며, 나머지는, 만약에 있다면, 수소, 알킬, 페닐, 할로겐, 치환된 페닐로 구성된 기로부터 독립적으로 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 10 항에 있어서, 알콕시실란 조성물은 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 이소프로판올, n-부탄올, 에틸렌 글리콜, 1,4-부틸렌 글리콜, 1,5-펜탄디올, 1,2,4-부탄트리올, 1,2,3-부탄트리올, 2-메틸-프로판트리올, 2-(히드록시메틸)-1,3-프로판디올, 1,4,1,4-부탄디올, 2-메틸-1,3-프로판디올, 테트라에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 글리세롤, 및 그 혼합물로 구성된 기로부터 선택된 적어도 하나의 유기질 용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 1 항에 있어서, 기판은 실리콘 또는 갈륨 아세나이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 1 항에 있어서, 기판은 적어도 하나의 반도체 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 반도체 물질은 갈륨 아세나이드, 실리콘 및 크리스탈린 실리콘, 폴리실리콘, 아모포스 실리콘, 에피택셜 실리콘, 및 실리콘 다이옥시드, 및 그 혼합물과 같은 실리콘을 포함하는 조성물로 구성된 기로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 1 항에 있어서, 기판은 한 패턴의 라인을 그 표면에 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 16 항에 있어서, 라인은 금속, 산화물, 질화물 또는 옥시니트라이드로 이루어 진 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 1 항에 있어서, 나노포러스 유전성 코팅은 약 1.1 내지 3.5의 유전율을 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제 1 항에 있어서, 단계 (a) 이후에 중합체 조성물을 표면 변성 조성물과 접촉시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제 19 항에 있어서, 표면 변성 조성물은 R3SiNHSiR3, RXSiCly, RXSi(OH)y, R3SiOSiR3, RXSi(OR)y, MPSi(OH)[4-P], RXSi(OCOCH3)y 및 그 혼합물로 구성된 기에서 선택된 화학식을 가지는 화합물로 이루어 지고, y=4-x가 되도록 x 는 1 내지 3 범위의 정수이고, y는 1 내지 3 범위의 정수이며, p는 2 내지 3 범위의 정수이며; 각각의 R은 독립적으로 선택된 소성 유기질 부분이며; 각각의 M은 독립적으로 선택된 소성 유기질 부분이며; 및 R 및 M은 같거나 다를 수 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제 20 항에 있어서, 표면 변성 조성물은 아세톡시트리메틸실란, 아세톡시실란, 디아세톡시디메틸실란, 메틸트리아세톡시실란, 페닐트리아세톡시실란, 디페닐디아세톡시실란, 트리메틸에톡시실란, 트리메틸메톡시실란, 2-트리메틸실록시펜트-2-엔-4-온, n-(트리메틸실릴)아세트아미드, 2-(트리메틸실릴)아세트 산, n-(트리메틸실릴)이미다졸, 트리메틸실릴프로피올레이트, 트리메틸실릴 (트리메틸에틸실록시)-아세테이트, 노나메틸트리실라잔, 헥사메틸디실라잔, 헥사메틸디실록산, 트리메틸실란올, 트리에틸실란올, 트리페닐실란올, t-부틸디메틸실란올, 디페닐실란디올 및 그 화합물로 구성된 기로부터 선택된 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제 19 항에 있어서, 표면 변성 조성물은 헥사메틸디실라잔을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제 19 항에 있어서, 표면 변성 조성물은 메틸트리아세톡시실란을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 제 9 항의 방법에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 코팅된 기판.
  25. 제 1 항에 있어서, (a)단계는
    ⅰ) 적어도 하나의 알콕시실란, 및 용매 조성물을 혼합시켜서 혼합물을 형성하며, 알콕시실란의 부분적인 가수분해 및 부분적인 응축을 일으키는 단계;
    ⅱ) 기판에 혼합물을 증착시키는 단계; 및
    ⅲ) 혼합물을 수증기 및 염기성 증기에 노출시키는 단계를 포함하는 공정에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  26. 제 25 항의 방법에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 코팅된 기판.
  27. 삭제
  28. 제 11 항에 있어서, 각각의 R은 메톡시, 에톡시 또는 프로폭시인 것을 특징으로 하는 방법.
  29. 제 1 항에 있어서,
    기판상에 나노포러스 유전성 중합체 조성물을 형성하는 상기 단계 (a)의 후속 단계들로서,
    c) 중합체 조성물을 표면 변성 조성물과 접촉시키는 단계; 및
    d) 중합체 조성물의 세공으로부터 용매를 증발시키기 위해 중합체 조성물을 가열하는 단계;를 더 포함하고; 그리고,
    중합체 조성물을 전자빔 방사에 노광시키는 상기 단계 (b)의 후속 단계로서,
    e) 노광된 중합체 조성물을 열 어닐링시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  30. 제 9 항에 있어서, 알콕시실란 조성물은 물, 염기 또는 산 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  31. 제 25 항에 있어서, 상기 혼합물은 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  32. 제 25 항에 있어서, 후속 단계로서, 용매 조성물을 증발시키고 알콕시실란 조성물을 나노포러스 유전성 실리카 코팅으로 경화시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  33. 삭제
  34. 제 29 항에 있어서, 열 어닐링 시키는 단계는 기판을 약 1 내지 약 360분의 주기 동안 약 200 내지 약 1050℃의 범위에 있는 온도로 가열함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
KR1020007007967A 1998-01-20 1999-01-19 전자 빔 노광에 의해 변성되어서 저 유전율 및 저 수분 함유량을 가지는 나노포러스 실리카 유전체 막 KR100658393B1 (ko)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US7197898P 1998-01-20 1998-01-20
US7197798P 1998-01-20 1998-01-20
US60/071,978 1998-01-20
US60/071,977 1998-01-20
US09/227,734 1999-01-07
US09/227,734 US6042994A (en) 1998-01-20 1999-01-08 Nanoporous silica dielectric films modified by electron beam exposure and having low dielectric constant and low water content

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20010024873A KR20010024873A (ko) 2001-03-26
KR100658393B1 true KR100658393B1 (ko) 2006-12-15

Family

ID=27372001

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020007007967A KR100658393B1 (ko) 1998-01-20 1999-01-19 전자 빔 노광에 의해 변성되어서 저 유전율 및 저 수분 함유량을 가지는 나노포러스 실리카 유전체 막

Country Status (7)

Country Link
US (1) US6042994A (ko)
EP (1) EP1050075A1 (ko)
JP (1) JP2004500695A (ko)
KR (1) KR100658393B1 (ko)
AU (1) AU2327799A (ko)
MY (1) MY122204A (ko)
WO (1) WO1999036953A1 (ko)

Families Citing this family (53)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6413583B1 (en) * 1998-02-11 2002-07-02 Applied Materials, Inc. Formation of a liquid-like silica layer by reaction of an organosilicon compound and a hydroxyl forming compound
US6780461B2 (en) 1998-09-14 2004-08-24 Asml Holding N.V. Environment exchange control for material on a wafer surface
US6254936B1 (en) * 1998-09-14 2001-07-03 Silicon Valley Group, Inc. Environment exchange control for material on a wafer surface
US6800571B2 (en) * 1998-09-29 2004-10-05 Applied Materials Inc. CVD plasma assisted low dielectric constant films
US6361837B2 (en) 1999-01-15 2002-03-26 Advanced Micro Devices, Inc. Method and system for modifying and densifying a porous film
US6770572B1 (en) * 1999-01-26 2004-08-03 Alliedsignal Inc. Use of multifunctional si-based oligomer/polymer for the surface modification of nanoporous silica films
JP4408994B2 (ja) 1999-07-13 2010-02-03 Ａｚエレクトロニックマテリアルズ株式会社 低誘電率多孔質シリカ質膜、半導体装置およびコーティング組成物
US6171687B1 (en) * 1999-10-18 2001-01-09 Honeywell International Inc. Infiltrated nanoporous materials and methods of producing same
US6902771B2 (en) 2000-02-01 2005-06-07 Jsr Corporation Process for producing silica-based film, silica-based film, insulating film, and semiconductor device
US7049246B1 (en) * 2000-05-19 2006-05-23 Newport Fab, Llc Method for selective fabrication of high capacitance density areas in a low dielectric constant material
US6815371B2 (en) * 2000-06-08 2004-11-09 Honeywell International Inc. Edge bead removal for spin-on materials containing low volatility solvents using carbon dioxide cleaning
US6565920B1 (en) 2000-06-08 2003-05-20 Honeywell International Inc. Edge bead removal for spin-on materials containing low volatility solvents fusing carbon dioxide cleaning
US7029826B2 (en) * 2000-06-23 2006-04-18 Honeywell International Inc. Method to restore hydrophobicity in dielectric films and materials
WO2002004134A1 (en) * 2000-07-12 2002-01-17 Fsi International, Inc. Thermal processing system and methods for forming low-k dielectric films suitable for incorporation into microelectronic devices
US6838115B2 (en) * 2000-07-12 2005-01-04 Fsi International, Inc. Thermal processing system and methods for forming low-k dielectric films suitable for incorporation into microelectronic devices
JP4722269B2 (ja) * 2000-08-29 2011-07-13 Ａｚエレクトロニックマテリアルズ株式会社 低誘電率多孔質シリカ質膜、半導体装置およびコーティング組成物、ならびに低誘電率多孔質シリカ質膜の製造方法
KR20020051456A (ko) * 2000-12-22 2002-06-29 황 철 주 저온환경의 화학기상증착 방법
KR100881722B1 (ko) * 2001-01-19 2009-02-06 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 기판의 처리방법 및 기판의 처리장치
US7026053B2 (en) 2001-01-29 2006-04-11 Jsr Corporation Process for producing silica-based film, silica-based film, insulating film, and semiconductor device
US20030106487A1 (en) * 2001-12-10 2003-06-12 Wen-Chiang Huang Photonic crystals and method for producing same
DE10162443A1 (de) * 2001-12-19 2003-07-03 Bayer Ag Verfahren zur Herstellung von dielektrischen Schichten unter Verwendung multifunktioneller Carbosilane
US6998216B2 (en) * 2002-09-24 2006-02-14 Intel Corporation Mechanically robust interconnect for low-k dielectric material using post treatment
US7404990B2 (en) * 2002-11-14 2008-07-29 Air Products And Chemicals, Inc. Non-thermal process for forming porous low dielectric constant films
JP2007524754A (ja) 2003-01-22 2007-08-30 ハネウエル・インターナシヨナル・インコーポレーテツド 薄膜または薄層をイオン化蒸着する装置およびその方法
US7709371B2 (en) * 2003-01-25 2010-05-04 Honeywell International Inc. Repairing damage to low-k dielectric materials using silylating agents
US7915181B2 (en) * 2003-01-25 2011-03-29 Honeywell International Inc. Repair and restoration of damaged dielectric materials and films
US7098149B2 (en) * 2003-03-04 2006-08-29 Air Products And Chemicals, Inc. Mechanical enhancement of dense and porous organosilicate materials by UV exposure
TWI240959B (en) 2003-03-04 2005-10-01 Air Prod & Chem Mechanical enhancement of dense and porous organosilicate materials by UV exposure
US20050260420A1 (en) * 2003-04-01 2005-11-24 Collins Martha J Low dielectric materials and methods for making same
US7012268B2 (en) * 2003-05-21 2006-03-14 Asm Japan K.K. Gas-shield electron-beam gun for thin-film curing application
US8475666B2 (en) * 2004-09-15 2013-07-02 Honeywell International Inc. Method for making toughening agent materials
US7345000B2 (en) * 2003-10-10 2008-03-18 Tokyo Electron Limited Method and system for treating a dielectric film
WO2005068541A1 (ja) * 2004-01-16 2005-07-28 Jsr Corporation 有機シリカ系膜の形成方法、有機シリカ系膜、配線構造体、半導体装置、および膜形成用組成物
WO2005108469A1 (ja) * 2004-05-11 2005-11-17 Jsr Corporation 有機シリカ系膜の形成方法、有機シリカ系膜、配線構造体、半導体装置、および膜形成用組成物
JP5110239B2 (ja) * 2004-05-11 2012-12-26 Ｊｓｒ株式会社 有機シリカ系膜の形成方法、膜形成用組成物
US7075093B2 (en) 2004-05-12 2006-07-11 Gorski Richard M Parallel multi-electron beam lithography for IC fabrication with precise X-Y translation
EP1615260A3 (en) * 2004-07-09 2009-09-16 JSR Corporation Organic silicon-oxide-based film, composition and method for forming the same, and semiconductor device
US8901268B2 (en) * 2004-08-03 2014-12-02 Ahila Krishnamoorthy Compositions, layers and films for optoelectronic devices, methods of production and uses thereof
US7422776B2 (en) * 2004-08-24 2008-09-09 Applied Materials, Inc. Low temperature process to produce low-K dielectrics with low stress by plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD)
US7678712B2 (en) * 2005-03-22 2010-03-16 Honeywell International, Inc. Vapor phase treatment of dielectric materials
WO2007038381A2 (en) * 2005-09-23 2007-04-05 Soligie, Inc. Screen printing using nanoporous polymeric membranes and conductive inks
US20080173541A1 (en) * 2007-01-22 2008-07-24 Eal Lee Target designs and related methods for reduced eddy currents, increased resistance and resistivity, and enhanced cooling
US7500397B2 (en) * 2007-02-15 2009-03-10 Air Products And Chemicals, Inc. Activated chemical process for enhancing material properties of dielectric films
JP5154907B2 (ja) * 2007-06-29 2013-02-27 富士通株式会社 半導体装置の製造方法
US20090026924A1 (en) * 2007-07-23 2009-01-29 Leung Roger Y Methods of making low-refractive index and/or low-k organosilicate coatings
US8702919B2 (en) * 2007-08-13 2014-04-22 Honeywell International Inc. Target designs and related methods for coupled target assemblies, methods of production and uses thereof
US20090111925A1 (en) * 2007-10-31 2009-04-30 Burnham Kikue S Thermal interface materials, methods of production and uses thereof
WO2010009234A1 (en) 2008-07-16 2010-01-21 Wisconsin Alumni Research Foundation Metal substrates including metal oxide nanoporous thin films and methods of making the same
US8557877B2 (en) 2009-06-10 2013-10-15 Honeywell International Inc. Anti-reflective coatings for optically transparent substrates
KR101016378B1 (ko) * 2010-11-19 2011-02-18 (주)세풍전기 접지선의 누설전류 계측이 용이한 배전반
US8864898B2 (en) 2011-05-31 2014-10-21 Honeywell International Inc. Coating formulations for optical elements
US10613076B2 (en) * 2013-03-14 2020-04-07 The Trustees Of Boston University Optoelectronic control of solid-state nanopores
US10544329B2 (en) 2015-04-13 2020-01-28 Honeywell International Inc. Polysiloxane formulations and coatings for optoelectronic applications

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5496372A (en) * 1977-10-26 1979-07-30 Ibm Method of forming pattern
DE3015034C2 (de) * 1980-04-18 1982-04-08 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V., 8000 München Verfahren zur Herstellung von Mikrostrukturen auf festen Körpern
US5468595A (en) * 1993-01-29 1995-11-21 Electron Vision Corporation Method for three-dimensional control of solubility properties of resist layers
US5629353A (en) * 1995-05-22 1997-05-13 The Regents Of The University Of California Highly cross-linked nanoporous polymers
EP0775669B1 (en) * 1995-11-16 2001-05-02 Texas Instruments Incorporated Low volatility solvent-based precursors for nanoporous aerogels
US5609925A (en) * 1995-12-04 1997-03-11 Dow Corning Corporation Curing hydrogen silsesquioxane resin with an electron beam
US5805424A (en) * 1996-09-24 1998-09-08 Texas Instruments Incorporated Microelectronic assemblies including Z-axis conductive films
US6080526A (en) * 1997-03-24 2000-06-27 Alliedsignal Inc. Integration of low-k polymers into interlevel dielectrics using controlled electron-beam radiation
WO1998047177A1 (en) * 1997-04-17 1998-10-22 Alliedsignal Inc. Nanoporous dielectric films with graded density and process for making such films
US6503850B1 (en) * 1997-04-17 2003-01-07 Alliedsignal Inc. Process for producing nanoporous dielectric films at high pH

Also Published As

Publication number Publication date
KR20010024873A (ko) 2001-03-26
US6042994A (en) 2000-03-28
JP2004500695A (ja) 2004-01-08
AU2327799A (en) 1999-08-02
EP1050075A1 (en) 2000-11-08
WO1999036953A1 (en) 1999-07-22
MY122204A (en) 2006-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100658393B1 (ko) 전자 빔 노광에 의해 변성되어서 저 유전율 및 저 수분 함유량을 가지는 나노포러스 실리카 유전체 막
US6318124B1 (en) Nanoporous silica treated with siloxane polymers for ULSI applications
US6048804A (en) Process for producing nanoporous silica thin films
US6022812A (en) Vapor deposition routes to nanoporous silica
US6372666B1 (en) Process for producing dielectric thin films
EP0975548B1 (en) Process for producing nanoporous dielectric films at high ph
US6319855B1 (en) Deposition of nanoporous silic films using a closed cup coater
US20030062600A1 (en) Process for optimizing mechanical strength of nanoporous silica
KR20110021951A (ko) 다공성 물질의 제조 방법 및 그 방법으로 제조된 다공성 물질
US6399210B1 (en) Alkoxyhydridosiloxane resins
JP2001520805A (ja) 等級化された密度を有するナノポーラス誘電体フィルム及びそのようなフィルムの製造方法
US6670022B1 (en) Nanoporous dielectric films with graded density and process for making such films
US6455130B1 (en) Nanoporous dielectric films with graded density and process for making such films
TW466636B (en) Nanoporous silica dielectric films modified by electron beam exposure and having low dielectric constant and low water content
WO2003069672A1 (en) Nanoporous dielectric films with graded density and process for making such films

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121129

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131129

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141014

Year of fee payment: 9

LAPS Lapse due to unpaid annual fee