JP2000150510A - 複合多孔質絶縁膜およびその形成方法、ならびに電子装置およびその製造方法 - Google Patents
複合多孔質絶縁膜およびその形成方法、ならびに電子装置およびその製造方法Info
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- JP2000150510A JP2000150510A JP10315106A JP31510698A JP2000150510A JP 2000150510 A JP2000150510 A JP 2000150510A JP 10315106 A JP10315106 A JP 10315106A JP 31510698 A JP31510698 A JP 31510698A JP 2000150510 A JP2000150510 A JP 2000150510A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 低誘電率の多孔質絶縁膜の機械的強度を向上
し、これを用いた半導体装置等の電子装置の信頼性を高
める。 【解決手段】 多孔質絶縁膜として、シリコンと他種金
属との複合酸化膜あるいは複合酸化窒化膜からなる複合
多孔質絶縁膜４を採用する。
し、これを用いた半導体装置等の電子装置の信頼性を高
める。 【解決手段】 多孔質絶縁膜として、シリコンと他種金
属との複合酸化膜あるいは複合酸化窒化膜からなる複合
多孔質絶縁膜４を採用する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は複合多孔質絶縁膜お
よびその形成方法、ならびに電子装置およびその製造方
法に関し、さらに詳しくは、膜内部に微細な空孔を有す
る複合多孔質絶縁膜の機械的強度を向上した複合多孔質
絶縁膜およびその形成方法、ならびに電子装置およびそ
の製造方法に関する。
よびその形成方法、ならびに電子装置およびその製造方
法に関し、さらに詳しくは、膜内部に微細な空孔を有す
る複合多孔質絶縁膜の機械的強度を向上した複合多孔質
絶縁膜およびその形成方法、ならびに電子装置およびそ
の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＵＬＳＩ(Ultra Large Scale Integrate
d Circuits) 等の半導体装置の高集積度化が進展するに
伴い、配線幅および配線ピッチの微細化が必要となって
いる。また同時に、特に高速ロジック系の半導体装置を
はじめとする高集積度半導体装置の低消費電力化、動作
速度の高速化等の要求に応えるためには、低誘電率の層
間絶縁膜材料の選択が要素技術の１つとして重要性を増
している。これは、半導体装置以外にも、高周波あるい
はデジタル信号を処理する各種微細電子装置においても
同様に重要な問題である。
d Circuits) 等の半導体装置の高集積度化が進展するに
伴い、配線幅および配線ピッチの微細化が必要となって
いる。また同時に、特に高速ロジック系の半導体装置を
はじめとする高集積度半導体装置の低消費電力化、動作
速度の高速化等の要求に応えるためには、低誘電率の層
間絶縁膜材料の選択が要素技術の１つとして重要性を増
している。これは、半導体装置以外にも、高周波あるい
はデジタル信号を処理する各種微細電子装置においても
同様に重要な問題である。
【０００３】従来より半導体装置等の層間絶縁膜に採用
されてきた絶縁膜材料は、ＳｉＯ2（比誘電率４）、Ｓ
ｉＯＮ（比誘電率４〜６）やＳｉ3 Ｎ4 （比誘電率６）
等の無機系材料が主体であった。高集積度半導体装置の
配線間容量の低減方法として、例えば特開昭６３−７６
５０号公報に開示されているように、これら一般的な無
機系材料よりも低誘電率の材料による層間絶縁膜の採用
が有効である。この低誘電率材料としては、フッ素原子
を含む酸化シリコン系絶縁膜（以下ＳｉＯＦと記す）等
の無機系絶縁膜材料と、炭素原子を含む有機系絶縁膜材
料が代表的である。
されてきた絶縁膜材料は、ＳｉＯ2（比誘電率４）、Ｓ
ｉＯＮ（比誘電率４〜６）やＳｉ3 Ｎ4 （比誘電率６）
等の無機系材料が主体であった。高集積度半導体装置の
配線間容量の低減方法として、例えば特開昭６３−７６
５０号公報に開示されているように、これら一般的な無
機系材料よりも低誘電率の材料による層間絶縁膜の採用
が有効である。この低誘電率材料としては、フッ素原子
を含む酸化シリコン系絶縁膜（以下ＳｉＯＦと記す）等
の無機系絶縁膜材料と、炭素原子を含む有機系絶縁膜材
料が代表的である。
【０００４】ＳｉＯＦは、ＳｉＯ2 を構成するＳｉ−Ｏ
−Ｓｉ結合をＦ原子により終端することで、その密度が
低下すること、およびＳｉ−Ｆ結合やＯ−Ｆ結合の分極
率が小さいこと等により、ＳｉＯ2 より低誘電率が達成
される。このＳｉＯＦはその成膜やエッチングのプロセ
スが従来のＳｉＯ2 に類似したものであるので、現用の
製造装置でも容易に採用できる。また無機系材料である
ので耐熱性にも優れる。
−Ｓｉ結合をＦ原子により終端することで、その密度が
低下すること、およびＳｉ−Ｆ結合やＯ−Ｆ結合の分極
率が小さいこと等により、ＳｉＯ2 より低誘電率が達成
される。このＳｉＯＦはその成膜やエッチングのプロセ
スが従来のＳｉＯ2 に類似したものであるので、現用の
製造装置でも容易に採用できる。また無機系材料である
ので耐熱性にも優れる。
【０００５】ＳｉＯＦの成膜方法は、ＴＥＯＳ (Tetra
Ethyl Ortho Silicate) をシリコンソースガスとし、こ
れにフッ素源ガスを添加した混合ガスによるＣＶＤ (Ch
emical Vapor Deposition)法が用いられる。フッ素源ガ
スとしてＣ2 Ｆ6 を用いる方法（第２５回ＳＳＤＭ予稿
集，ｐ．１６１（１９９３））、ＮＦ3 を用いる方法
（第４０回応用物理学関係連合講演会（１９９３年春季
年会）講演予稿集，ｐ．４９５、講演番号１ａ−ＺＶ−
９）等が報告されている。しかしこれらの方法は、Ｓｉ
ＯＦ中のフッ素の含有量が増加するにしたがって膜質が
劣化し、これにともない吸湿性が著しく劣化することも
報告されている。
Ethyl Ortho Silicate) をシリコンソースガスとし、こ
れにフッ素源ガスを添加した混合ガスによるＣＶＤ (Ch
emical Vapor Deposition)法が用いられる。フッ素源ガ
スとしてＣ2 Ｆ6 を用いる方法（第２５回ＳＳＤＭ予稿
集，ｐ．１６１（１９９３））、ＮＦ3 を用いる方法
（第４０回応用物理学関係連合講演会（１９９３年春季
年会）講演予稿集，ｐ．４９５、講演番号１ａ−ＺＶ−
９）等が報告されている。しかしこれらの方法は、Ｓｉ
ＯＦ中のフッ素の含有量が増加するにしたがって膜質が
劣化し、これにともない吸湿性が著しく劣化することも
報告されている。
【０００６】膜質の安定化のため、シリコンおよびフッ
素を共に含むガスとしてＳｉＦ4 を採用し、ＳｉＦ4 ／
Ｏ2 混合ガスを用い、これを高密度プラズマにより解離
して成膜するプラズマＣＶＤ法（第４０回応用物理学関
係連合講演会（１９９３年春季年会）講演予稿集，ｐ．
７５２、講演番号３１ｐ−ＺＶ−１）も提案されてい
る。この方法により得られるＳｉＯＦは、下地の被処理
基板が高アスペクト比の段差を有していても、埋め込み
特性に優れる。
素を共に含むガスとしてＳｉＦ4 を採用し、ＳｉＦ4 ／
Ｏ2 混合ガスを用い、これを高密度プラズマにより解離
して成膜するプラズマＣＶＤ法（第４０回応用物理学関
係連合講演会（１９９３年春季年会）講演予稿集，ｐ．
７５２、講演番号３１ｐ−ＺＶ−１）も提案されてい
る。この方法により得られるＳｉＯＦは、下地の被処理
基板が高アスペクト比の段差を有していても、埋め込み
特性に優れる。
【０００７】ＳｉＦ4 ／Ｏ2 混合ガスの高密度プラズマ
ＣＶＤ法によるＳｉＯＦは、フッ素が低濃度の領域で
は、一般的な平行平板型プラズマＣＶＤ法によるＳｉＯ
Ｆに比較して高い膜質安定性が確保される。しかしなが
ら、高濃度のフッ素を含有するＳｉＯＦは、Ｓｉ−Ｆ結
合やＯ−Ｆ結合の他にＳｉ＝Ｆ2 結合が発生し、吸湿性
が高まる問題が発生する。ＳｉＯＦ中の水分量が増大す
ると、コンタクトプラグの形成工程等において金属層の
埋め込み特性等が低下する。したがって、この方法によ
り成膜されるＳｉＯＦの比誘電率は、吸湿性の点から
３．８程度が限界と報告されている。
ＣＶＤ法によるＳｉＯＦは、フッ素が低濃度の領域で
は、一般的な平行平板型プラズマＣＶＤ法によるＳｉＯ
Ｆに比較して高い膜質安定性が確保される。しかしなが
ら、高濃度のフッ素を含有するＳｉＯＦは、Ｓｉ−Ｆ結
合やＯ−Ｆ結合の他にＳｉ＝Ｆ2 結合が発生し、吸湿性
が高まる問題が発生する。ＳｉＯＦ中の水分量が増大す
ると、コンタクトプラグの形成工程等において金属層の
埋め込み特性等が低下する。したがって、この方法によ
り成膜されるＳｉＯＦの比誘電率は、吸湿性の点から
３．８程度が限界と報告されている。
【０００８】そこで、さらなる低誘電率化のために有機
樹脂系絶縁膜が提案されている。有機樹脂系絶縁膜の成
膜方法として、例えばダイマ（二量体）の原料ガスの熱
分解反応と熱重合反応を併用して、フッ素を含むパラキ
シリレン樹脂を気相成長させる方法が提案されている
（VLSI/ULSI Multilevel Interconnection Conference
p.207 (1996)) 。この方法により得られる有機樹脂系絶
縁膜は、比誘電率が２．３程度の低誘電率が得られる。
しかしながら、熱分解反応および熱重合反応を併用した
気相成長方法は、特殊な原料化合物を必要とし、また気
相成長装置も特殊な構造が必要であり、汎用性に乏し
い。
樹脂系絶縁膜が提案されている。有機樹脂系絶縁膜の成
膜方法として、例えばダイマ（二量体）の原料ガスの熱
分解反応と熱重合反応を併用して、フッ素を含むパラキ
シリレン樹脂を気相成長させる方法が提案されている
（VLSI/ULSI Multilevel Interconnection Conference
p.207 (1996)) 。この方法により得られる有機樹脂系絶
縁膜は、比誘電率が２．３程度の低誘電率が得られる。
しかしながら、熱分解反応および熱重合反応を併用した
気相成長方法は、特殊な原料化合物を必要とし、また気
相成長装置も特殊な構造が必要であり、汎用性に乏し
い。
【０００９】有機樹脂系絶縁膜の他の形成方法として、
予め合成した有機樹脂を溶媒に溶解し、塗布法により成
膜する方法がある。この方法は簡便であり、通常のスピ
ンコータ等により成膜できる。また、有機樹脂の選択に
より、比較的低い比誘電率の絶縁膜を形成することもで
きる。しかしながら、有機樹脂の合成時に同時に形成さ
れた低分子量成分の混入や、残留溶媒の影響を完全に防
止することは困難である。特に半導体装置の層間絶縁膜
に適用すると、層間接続の Metallization工程におい
て、耐熱性の不足により低分子量成分の揮発や熱分解、
あるいは残留溶媒等によるアウトガスが発生し、コンタ
クトプラグ形状やコンタクト抵抗が悪化する。
予め合成した有機樹脂を溶媒に溶解し、塗布法により成
膜する方法がある。この方法は簡便であり、通常のスピ
ンコータ等により成膜できる。また、有機樹脂の選択に
より、比較的低い比誘電率の絶縁膜を形成することもで
きる。しかしながら、有機樹脂の合成時に同時に形成さ
れた低分子量成分の混入や、残留溶媒の影響を完全に防
止することは困難である。特に半導体装置の層間絶縁膜
に適用すると、層間接続の Metallization工程におい
て、耐熱性の不足により低分子量成分の揮発や熱分解、
あるいは残留溶媒等によるアウトガスが発生し、コンタ
クトプラグ形状やコンタクト抵抗が悪化する。
【００１０】以上述べたような、材料の選択による絶縁
膜の低誘電率化の方法の他に、絶縁膜の構造により低誘
電率を達成する試みがある。絶縁膜中にミクロなポア
（空孔）を導入した多孔質絶縁膜がこれであり、多孔質
酸化シリコンが知られている。
膜の低誘電率化の方法の他に、絶縁膜の構造により低誘
電率を達成する試みがある。絶縁膜中にミクロなポア
（空孔）を導入した多孔質絶縁膜がこれであり、多孔質
酸化シリコンが知られている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】多孔質絶縁膜は多孔質
であるので比表面積が大きく、このため雰囲気の影響を
受けやすい。具体的には大気中の水分等を吸着し、この
ため、本来は低い比誘電率が上昇する。また層間絶縁膜
等に採用した場合、ここに接続孔を開口し、コンタクト
プラグを埋め込む工程 (Interconnection)での熱処理に
おいてアウトガスが発生し、埋め込み不良やコンタクト
抵抗の上昇が発生する。
であるので比表面積が大きく、このため雰囲気の影響を
受けやすい。具体的には大気中の水分等を吸着し、この
ため、本来は低い比誘電率が上昇する。また層間絶縁膜
等に採用した場合、ここに接続孔を開口し、コンタクト
プラグを埋め込む工程 (Interconnection)での熱処理に
おいてアウトガスが発生し、埋め込み不良やコンタクト
抵抗の上昇が発生する。
【００１２】このため、多孔質絶縁膜を実用化するに際
しては、吸湿性改善のため疎水化処理することがおこな
われる。その一例として、多孔質絶縁膜表面をシリコー
ン化合物により疏水化処理する方法を、本発明者は特願
平１０−２４０７５７号明細書として提案した。この方
法は、多孔質絶縁膜をシリコーン化合物を溶解した乾燥
非水溶媒中で還流処理するものであり、この方法によ
り、多孔質絶縁膜の吸水性の問題は解決された。
しては、吸湿性改善のため疎水化処理することがおこな
われる。その一例として、多孔質絶縁膜表面をシリコー
ン化合物により疏水化処理する方法を、本発明者は特願
平１０−２４０７５７号明細書として提案した。この方
法は、多孔質絶縁膜をシリコーン化合物を溶解した乾燥
非水溶媒中で還流処理するものであり、この方法によ
り、多孔質絶縁膜の吸水性の問題は解決された。
【００１３】しかしながら、多孔質絶縁膜は機械的強度
が低いという、もう一つの問題点を残している。すなわ
ち、その膜中に微細空孔を有するために、半導体装置等
の電子装置の層間絶縁膜として適用した場合には、後工
程での化学的機械研磨（ＣＭＰ： Chemical Mechanical
Polishing )やボンディング工程等の機械的歪みを伴う
工程で、充分な応力を加えることができず、またクラッ
ク等を発生する虞があった。
が低いという、もう一つの問題点を残している。すなわ
ち、その膜中に微細空孔を有するために、半導体装置等
の電子装置の層間絶縁膜として適用した場合には、後工
程での化学的機械研磨（ＣＭＰ： Chemical Mechanical
Polishing )やボンディング工程等の機械的歪みを伴う
工程で、充分な応力を加えることができず、またクラッ
ク等を発生する虞があった。
【００１４】本発明はこのような従来技術の問題点に鑑
みてなされたものである。すなわち本発明は、機械的強
度が向上した複合多孔質絶縁膜およびその形成方法、な
らびにこれを用いた信頼性の高い高集積度の半導体装置
等の電子装置およびその製造方法を提供することを課題
とする。
みてなされたものである。すなわち本発明は、機械的強
度が向上した複合多孔質絶縁膜およびその形成方法、な
らびにこれを用いた信頼性の高い高集積度の半導体装置
等の電子装置およびその製造方法を提供することを課題
とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上述した課題を達成する
ため、本発明者は多孔質絶縁膜の材料に着目し、従来か
らの酸化シリコンに他の金属元素を加えた複合酸化物あ
るいは複合酸化窒化物がこの目的に沿うものであるとの
結論を得るに至り、本発明を完成した。
ため、本発明者は多孔質絶縁膜の材料に着目し、従来か
らの酸化シリコンに他の金属元素を加えた複合酸化物あ
るいは複合酸化窒化物がこの目的に沿うものであるとの
結論を得るに至り、本発明を完成した。
【００１６】すなわち、本発明の複合多孔質絶縁膜の形
成方法は、基体上に有機シリコーン化合物および有機金
属化合物を含む複合ゲル被膜を形成する工程と、この複
合ゲル被膜に熱処理を施す工程とを具備することを特徴
とする。
成方法は、基体上に有機シリコーン化合物および有機金
属化合物を含む複合ゲル被膜を形成する工程と、この複
合ゲル被膜に熱処理を施す工程とを具備することを特徴
とする。
【００１７】この複合ゲル被膜は、さらに塩基性反応促
進剤を含むことが望ましい。塩基性反応促進剤として
は、ＮＨ3 ，Ｎ2 Ｈ4 等の無機塩基、メチルアミン等の
有機塩基化合物が例示され、熱処理工程において揮発除
去されるものが望ましい。
進剤を含むことが望ましい。塩基性反応促進剤として
は、ＮＨ3 ，Ｎ2 Ｈ4 等の無機塩基、メチルアミン等の
有機塩基化合物が例示され、熱処理工程において揮発除
去されるものが望ましい。
【００１８】有機シリコーン化合物としては、テトラエ
トキシシラン、トリエトキシシラン、テトラメトキシシ
ラン、トリメトキシシラン等のＳｉアルコキシド等が例
示される。有機金属化合物としては、代表的にはＡｌ，
Ｚｒ，Ｔｉ，Ｙ，ＨｆおよびＴａのうちのいずれか少な
くとも１種のアルコキシドであることが望ましい。
トキシシラン、トリエトキシシラン、テトラメトキシシ
ラン、トリメトキシシラン等のＳｉアルコキシド等が例
示される。有機金属化合物としては、代表的にはＡｌ，
Ｚｒ，Ｔｉ，Ｙ，ＨｆおよびＴａのうちのいずれか少な
くとも１種のアルコキシドであることが望ましい。
【００１９】本発明の複合多孔質絶縁膜は、上述した複
合多孔質絶縁膜の形成方法により形成されたものである
ことを特徴とする。
合多孔質絶縁膜の形成方法により形成されたものである
ことを特徴とする。
【００２０】すなわち、本発明の複合多孔質絶縁膜は、
Ｓｉと、代表的にはＡｌ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｙ，Ｈｆおよび
Ｔａのうちのいずれか少なくとも１種の金属との複合酸
化物あるいは複合酸化窒化物を含むことを特徴とする。
これらは、ＳｉＡｌＯ，ＳｉＡｌＯＮ，ＳｉＺｒＯ，Ｓ
ｉＺｒＯＮ，ＳｉＴｉＯ，ＳｉＴｉＯＮ，ＳｉＹＯ，Ｓ
ｉＹＯＮ，ＳｉＨｆＯ，ＳｉＨｆＯＮ，ＳｉＴａＯある
いはＳｉＴａＯＮの形で表される化合物である。
Ｓｉと、代表的にはＡｌ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｙ，Ｈｆおよび
Ｔａのうちのいずれか少なくとも１種の金属との複合酸
化物あるいは複合酸化窒化物を含むことを特徴とする。
これらは、ＳｉＡｌＯ，ＳｉＡｌＯＮ，ＳｉＺｒＯ，Ｓ
ｉＺｒＯＮ，ＳｉＴｉＯ，ＳｉＴｉＯＮ，ＳｉＹＯ，Ｓ
ｉＹＯＮ，ＳｉＨｆＯ，ＳｉＨｆＯＮ，ＳｉＴａＯある
いはＳｉＴａＯＮの形で表される化合物である。
【００２１】つぎに本発明の電子装置の製造方法は、上
述した複合多孔質絶縁膜の形成方法を、製造工程中に具
備することを特徴とする。
述した複合多孔質絶縁膜の形成方法を、製造工程中に具
備することを特徴とする。
【００２２】さらに本発明の電子装置は、上述した複合
多孔質絶縁膜の形成方法により形成された複合多孔質絶
縁膜を、層間絶縁膜として具備することを特徴とする。
多孔質絶縁膜の形成方法により形成された複合多孔質絶
縁膜を、層間絶縁膜として具備することを特徴とする。
【００２３】〔作用〕従来より多孔質絶縁膜の材料とし
て用いられている酸化シリコンの曲げ強度は１２ｋｇｆ
／ｍｍ2 程度であるが、例えばアルミニウムの化合物で
ある酸化アルミニウムの曲げ強度は１００ｋｇｆ／ｍｍ
2 と著しく高く、また窒化アルミニウムでも２５ｋｇｆ
／ｍｍ2 と２倍以上の強度を有する。Ｚｒ，Ｔｉ，Ｙ，
ＨｆおよびＴａの化合物も同様の傾向を示す。
て用いられている酸化シリコンの曲げ強度は１２ｋｇｆ
／ｍｍ2 程度であるが、例えばアルミニウムの化合物で
ある酸化アルミニウムの曲げ強度は１００ｋｇｆ／ｍｍ
2 と著しく高く、また窒化アルミニウムでも２５ｋｇｆ
／ｍｍ2 と２倍以上の強度を有する。Ｚｒ，Ｔｉ，Ｙ，
ＨｆおよびＴａの化合物も同様の傾向を示す。
【００２４】したがって、これら金属との複合酸化物あ
るいは複合酸化窒化物により複合多孔質絶縁膜とするこ
とにより、機械的強度を向上することが可能である。
るいは複合酸化窒化物により複合多孔質絶縁膜とするこ
とにより、機械的強度を向上することが可能である。
【００２５】複合多孔質絶縁膜中の微細空孔の空孔率あ
るいはその径は、塩基性反応促進剤の量および種類なら
びにその添加時期等を選ぶことにより制御することがで
きる。すなわち、多孔質絶縁膜の比誘電率を制御するこ
とができる。したがって、比較的比誘電率が大きい窒化
物を含む、酸窒化物系の複合多孔質絶縁膜においても、
低誘電率化を図ることが可能である。
るいはその径は、塩基性反応促進剤の量および種類なら
びにその添加時期等を選ぶことにより制御することがで
きる。すなわち、多孔質絶縁膜の比誘電率を制御するこ
とができる。したがって、比較的比誘電率が大きい窒化
物を含む、酸窒化物系の複合多孔質絶縁膜においても、
低誘電率化を図ることが可能である。
【００２６】本発明の複合多孔質絶縁膜は、成膜後その
表面を疏水化処理して耐湿性を高めても良い。疏水化処
理は、シリコーン化合物を含む乾燥非水溶媒中で還流処
理する方法が好ましく採用される。シリコーン化合物と
しては、ヘキサメチレンジエトキシシラン、トリフェニ
ルエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチ
ルジエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチ
ルトリエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、
トリメチルメトキシシランあるいはトリエチルメトキシ
シラン等を用いることができる。
表面を疏水化処理して耐湿性を高めても良い。疏水化処
理は、シリコーン化合物を含む乾燥非水溶媒中で還流処
理する方法が好ましく採用される。シリコーン化合物と
しては、ヘキサメチレンジエトキシシラン、トリフェニ
ルエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチ
ルジエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチ
ルトリエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、
トリメチルメトキシシランあるいはトリエチルメトキシ
シラン等を用いることができる。
【００２７】本発明の多孔質絶縁膜は、複合ゲル被膜の
回転塗布機および熱処理装置により、容易に形成するこ
とができる。
回転塗布機および熱処理装置により、容易に形成するこ
とができる。
【００２８】
【００２９】以下電子装置の一例として半導体装置を採
りあげ、その層間絶縁膜の形成工程に本発明を適用した
例について、図１を参照して説明する。
りあげ、その層間絶縁膜の形成工程に本発明を適用した
例について、図１を参照して説明する。
【００３０】図１は本発明を適用した半導体装置の一例
の要部を示す概略断面図である。すなわち、シリコン等
の半導体基体１上に下層層間絶縁膜２および配線層３が
形成され、この配線層３による段差が発生している。こ
れらの構造体の上に、複合多孔質絶縁膜４および無機絶
縁膜５からなる層間絶縁膜が形成され、その表面は平坦
化されている。この複合多孔質絶縁膜４および無機絶縁
膜５には、配線層３に臨む接続孔６が開口され、この接
続孔６内にはバリアメタル層７および金属層８からなる
コンタクトプラグが埋め込まれている。このバリアメタ
ル層７はＴｉ、Ｔａ、Ｚｒ等の高融点金属あるいはこれ
らの窒化物等の単層あるいは積層が採用される。また金
属層８はＷ、ＡｌあるいはＣｕから形成される。なお図
１に示した半導体装置は本発明に関連する要部のみを示
してあり、半導体基体１に形成されたトランジスタ等の
素子や、コンタクトプラグ上に形成される上層配線層等
はいずれも図示を省略している。
の要部を示す概略断面図である。すなわち、シリコン等
の半導体基体１上に下層層間絶縁膜２および配線層３が
形成され、この配線層３による段差が発生している。こ
れらの構造体の上に、複合多孔質絶縁膜４および無機絶
縁膜５からなる層間絶縁膜が形成され、その表面は平坦
化されている。この複合多孔質絶縁膜４および無機絶縁
膜５には、配線層３に臨む接続孔６が開口され、この接
続孔６内にはバリアメタル層７および金属層８からなる
コンタクトプラグが埋め込まれている。このバリアメタ
ル層７はＴｉ、Ｔａ、Ｚｒ等の高融点金属あるいはこれ
らの窒化物等の単層あるいは積層が採用される。また金
属層８はＷ、ＡｌあるいはＣｕから形成される。なお図
１に示した半導体装置は本発明に関連する要部のみを示
してあり、半導体基体１に形成されたトランジスタ等の
素子や、コンタクトプラグ上に形成される上層配線層等
はいずれも図示を省略している。
【００３１】図１に示した半導体装置の特徴部分は複合
多孔質絶縁膜４である。この複合多孔質絶縁膜４は、従
来の酸化シリコンによる多孔質絶縁膜に比較してその機
械的強度が向上しているので、ＣＭＰ工程やボンデイン
グ工程における変形やクラック等が発生する虞がない。
また微細空孔の空孔率の選択により低誘電率化されてお
り、配線間容量が低減されている。
多孔質絶縁膜４である。この複合多孔質絶縁膜４は、従
来の酸化シリコンによる多孔質絶縁膜に比較してその機
械的強度が向上しているので、ＣＭＰ工程やボンデイン
グ工程における変形やクラック等が発生する虞がない。
また微細空孔の空孔率の選択により低誘電率化されてお
り、配線間容量が低減されている。
【００３２】なお本発明の電子装置の一例の半導体装置
は図１の構造に限定されず、複合多孔質絶縁膜を直接半
導体基板上に形成した例や、平坦な複合多孔質絶縁膜上
にバリアメタル層を下層とする金属配線層を形成する構
造例等、各種変更が可能である。また電子装置として
も、半導体装置の他に、薄膜磁気ヘッド、磁気抵抗効果
型ヘッド、薄膜インダクタ、薄膜コイル、マイクロマシ
ン等の各種電子装置、特に高周波信号やデジタル信号を
扱う各種電子装置に好適に適用することができる。
は図１の構造に限定されず、複合多孔質絶縁膜を直接半
導体基板上に形成した例や、平坦な複合多孔質絶縁膜上
にバリアメタル層を下層とする金属配線層を形成する構
造例等、各種変更が可能である。また電子装置として
も、半導体装置の他に、薄膜磁気ヘッド、磁気抵抗効果
型ヘッド、薄膜インダクタ、薄膜コイル、マイクロマシ
ン等の各種電子装置、特に高周波信号やデジタル信号を
扱う各種電子装置に好適に適用することができる。
【００３３】以下、本発明の電子装置の製造方法の一例
として、図１に示した半導体装置の製造方法を更に詳し
く図２を参照して説明する。
として、図１に示した半導体装置の製造方法を更に詳し
く図２を参照して説明する。
【００３４】〔実施形態例１〕本実施形態例は、複合多
孔質絶縁膜としてシリコンおよびチタンの複合酸化物を
採用した例である。
孔質絶縁膜としてシリコンおよびチタンの複合酸化物を
採用した例である。
【００３５】図２（ａ）： 本実施形態例で採用した基
体は、シリコン等の半導体基体１上にＳｉＯ2 等からな
る下層層間絶縁膜２およびＡｌ系金属等からなるライン
アンドスペースパターン状の配線層３が形成されたもの
である。基体表面はこの配線層３による溝や段差を有す
る。
体は、シリコン等の半導体基体１上にＳｉＯ2 等からな
る下層層間絶縁膜２およびＡｌ系金属等からなるライン
アンドスペースパターン状の配線層３が形成されたもの
である。基体表面はこの配線層３による溝や段差を有す
る。
【００３６】図２（ｂ）： この基体上に、シリコンお
よびチタンのアルコキシド化合物のゾルを次のスピンコ
ーティング条件により塗布し、複合多孔質ゲル被膜を形
成した。 塗布液組成 テトラエトキシシラン／エタノール溶液（濃度１０％） テトライソプロポキシチタン／ＩＰＡ溶液（濃度５％） アンモニア水（濃度２％） 回転数 ３０００ＲＰＭ
よびチタンのアルコキシド化合物のゾルを次のスピンコ
ーティング条件により塗布し、複合多孔質ゲル被膜を形
成した。 塗布液組成 テトラエトキシシラン／エタノール溶液（濃度１０％） テトライソプロポキシチタン／ＩＰＡ溶液（濃度５％） アンモニア水（濃度２％） 回転数 ３０００ＲＰＭ
【００３７】ついでこの多孔質ゲル被膜に焼成を施し、
複合多孔質絶縁膜４を形成した。焼成条件はつぎに示す
２段階法によった。 第１段熱処理 １５０℃ １０分 第２段熱処理 ４００℃ ６０分 複合多孔質絶縁膜４の厚さは、配線層３の表面で例えば
０．５μｍ形成される厚さとする。配線層３間のスペー
スには、スピンコーティングの成膜特性のために浅い凹
部が形成される。
複合多孔質絶縁膜４を形成した。焼成条件はつぎに示す
２段階法によった。 第１段熱処理 １５０℃ １０分 第２段熱処理 ４００℃ ６０分 複合多孔質絶縁膜４の厚さは、配線層３の表面で例えば
０．５μｍ形成される厚さとする。配線層３間のスペー
スには、スピンコーティングの成膜特性のために浅い凹
部が形成される。
【００３８】図２（ｃ）： ついでプラズマＣＶＤ(Che
mical Vapor Deposition) 法等で酸化シリコンからなる
無機絶縁膜５を例えば０．８μｍ程度成膜し、ＣＭＰ法
により無機絶縁膜５表面を平坦化する。本実施形態例に
おいては、複合多孔質絶縁膜４の機械的強度が高まって
いるので、ＣＭＰ加工時の応力や衝撃印加の際にも複合
多孔質絶縁膜４や無機絶縁膜の変形やクラック発生は回
避される。
mical Vapor Deposition) 法等で酸化シリコンからなる
無機絶縁膜５を例えば０．８μｍ程度成膜し、ＣＭＰ法
により無機絶縁膜５表面を平坦化する。本実施形態例に
おいては、複合多孔質絶縁膜４の機械的強度が高まって
いるので、ＣＭＰ加工時の応力や衝撃印加の際にも複合
多孔質絶縁膜４や無機絶縁膜の変形やクラック発生は回
避される。
【００３９】図２（ｄ）： 配線層３に臨む接続孔６を
反応性イオンエッチングにより開口する。接続孔６底部
に露出する配線層３表面をクリーニング後、直ちにＴｉ
やＴｉＮ等の単層あるいは積層からなるバリアメタル層
７を反応性スパッタリングにより７０ｎｍの厚さに成膜
する。つづけて、Ｗからなる金属層８を８００ｎｍの厚
さにブランケットＣＶＤ法により形成し、この後ＣＭＰ
法により平坦化研磨し、接続孔６内にバリアメタル層７
および金属層８からなるコンタクトプラグを埋め込む。
この埋め込み工程は、全面エッチバックによってもよ
い。また金属層８の材料はＣｕやＡｌ等の材料であって
もよい。
反応性イオンエッチングにより開口する。接続孔６底部
に露出する配線層３表面をクリーニング後、直ちにＴｉ
やＴｉＮ等の単層あるいは積層からなるバリアメタル層
７を反応性スパッタリングにより７０ｎｍの厚さに成膜
する。つづけて、Ｗからなる金属層８を８００ｎｍの厚
さにブランケットＣＶＤ法により形成し、この後ＣＭＰ
法により平坦化研磨し、接続孔６内にバリアメタル層７
および金属層８からなるコンタクトプラグを埋め込む。
この埋め込み工程は、全面エッチバックによってもよ
い。また金属層８の材料はＣｕやＡｌ等の材料であって
もよい。
【００４０】本実施形態例により、無機絶縁膜５および
ＳｉＯ2 とＴｉＯ2 からなる複合多孔質絶縁膜４からな
る層間絶縁膜に変形やクラックが発生しなかった良品の
歩留りは１００％であった。これに対し、複合多孔質絶
縁膜４に換えて、酸化シリコン単体からなる多孔質絶縁
膜を採用した他は、全く同様にして製造した試料の歩留
りは１５％であった。
ＳｉＯ2 とＴｉＯ2 からなる複合多孔質絶縁膜４からな
る層間絶縁膜に変形やクラックが発生しなかった良品の
歩留りは１００％であった。これに対し、複合多孔質絶
縁膜４に換えて、酸化シリコン単体からなる多孔質絶縁
膜を採用した他は、全く同様にして製造した試料の歩留
りは１５％であった。
【００４１】〔実施形態例２〕本実施形態例は、複合多
孔質絶縁膜としてシリコンとアルミニウムの複合酸化物
を採用した他は、前実施形態例１に準拠するものであ
る。したがって、実施形態例１との相違部分のみを重点
的に説明する。図１（ａ）に示す被処理基体は前実施形
態例１と同様の構成である。
孔質絶縁膜としてシリコンとアルミニウムの複合酸化物
を採用した他は、前実施形態例１に準拠するものであ
る。したがって、実施形態例１との相違部分のみを重点
的に説明する。図１（ａ）に示す被処理基体は前実施形
態例１と同様の構成である。
【００４２】図２（ｂ）： この被処理基板上に、シリ
コンおよびアルミニウムのアルコキシド化合物のゾルを
次のスピンコーティング条件により塗布し、複合多孔質
ゲル皮膜を形成した。 塗布液組成 テトラエトキシシラン／エタノール溶液（濃度１０％） トリイソプロポキシアルミニウム／ＩＰＡ溶液（濃度５
％） アンモニア水（濃度２％） 回転数 ３０００ＲＰＭ
コンおよびアルミニウムのアルコキシド化合物のゾルを
次のスピンコーティング条件により塗布し、複合多孔質
ゲル皮膜を形成した。 塗布液組成 テトラエトキシシラン／エタノール溶液（濃度１０％） トリイソプロポキシアルミニウム／ＩＰＡ溶液（濃度５
％） アンモニア水（濃度２％） 回転数 ３０００ＲＰＭ
【００４３】ついでこの多孔質ゲル被膜に焼成を施し、
複合多孔質絶縁膜４を形成した。焼成条件はつぎに示す
２段階法によった。 第１段熱処理 １５０℃ １０分 第２段熱処理 ４００℃ ６０分 複合多孔質絶縁膜４の厚さは、配線層３の表面で例えば
０．５μｍ形成される厚さとする。配線層３間のスペー
スには、スピンコーティングの成膜特性のために浅い凹
部が形成される。
複合多孔質絶縁膜４を形成した。焼成条件はつぎに示す
２段階法によった。 第１段熱処理 １５０℃ １０分 第２段熱処理 ４００℃ ６０分 複合多孔質絶縁膜４の厚さは、配線層３の表面で例えば
０．５μｍ形成される厚さとする。配線層３間のスペー
スには、スピンコーティングの成膜特性のために浅い凹
部が形成される。
【００４４】図２（ｃ）〜（ｄ）に示す工程は前実施形
態例１と同様であるので重複する説明を省略する。
態例１と同様であるので重複する説明を省略する。
【００４５】本実施形態例によっても、無機絶縁膜５、
およびＳｉＯ2 とＡｌ2 Ｏ3 からなる複合多孔質絶縁膜
４からなる層間絶縁膜に、変形やクラックが発生しなか
った良品の歩留りは１００％であった。これに対し、複
合多孔質絶縁膜４に換えて酸化シリコンからなる多孔質
絶縁膜を採用した他は、全く同様にして製造した試料の
歩留りは同じく１５％であった。
およびＳｉＯ2 とＡｌ2 Ｏ3 からなる複合多孔質絶縁膜
４からなる層間絶縁膜に、変形やクラックが発生しなか
った良品の歩留りは１００％であった。これに対し、複
合多孔質絶縁膜４に換えて酸化シリコンからなる多孔質
絶縁膜を採用した他は、全く同様にして製造した試料の
歩留りは同じく１５％であった。
【００４６】〔実施形態例３〕本実施形態例は、複合多
孔質絶縁膜としてシリコンとチタンの複合酸化窒化物を
採用した他は、前実施形態例１に準拠するものである。
したがって、ここでも実施形態例１との相違部分のみを
重点的に説明する。図１（ａ）に示す被処理基体は、こ
れも前実施形態例１と同様の構成である。
孔質絶縁膜としてシリコンとチタンの複合酸化窒化物を
採用した他は、前実施形態例１に準拠するものである。
したがって、ここでも実施形態例１との相違部分のみを
重点的に説明する。図１（ａ）に示す被処理基体は、こ
れも前実施形態例１と同様の構成である。
【００４７】図２（ｂ）： この被処理基板上に、シリ
コンのアルコキシド化合物およびチタンアミノ化合物の
ゾルを次のスピンコーティング条件により塗布し、複合
多孔質ゲル被膜を形成した。 塗布液組成 テトラエトキシシラン／エタノール溶液（濃度１０％） テトラジメチルアミノチタン／ＩＰＡ溶液（濃度５％） メチルアミン水溶液（濃度２％） 回転数 ３０００ＲＰＭ ＩＰＡはイソプロピルアルコールの略である。
コンのアルコキシド化合物およびチタンアミノ化合物の
ゾルを次のスピンコーティング条件により塗布し、複合
多孔質ゲル被膜を形成した。 塗布液組成 テトラエトキシシラン／エタノール溶液（濃度１０％） テトラジメチルアミノチタン／ＩＰＡ溶液（濃度５％） メチルアミン水溶液（濃度２％） 回転数 ３０００ＲＰＭ ＩＰＡはイソプロピルアルコールの略である。
【００４８】ついでこの多孔質ゲル被膜を焼成し、複合
多孔質絶縁膜４を形成した。焼成条件はつぎに示す２段
階法によった。 第１段熱処理 １５０℃ １０分 第２段熱処理 ４００℃ ６０分 多孔質絶縁膜４の厚さは、配線層３の表面で例えば０．
５μｍ形成される厚さとする。配線層３間のスペースに
は、スピンコーティングの成膜特性のために浅い凹部が
形成される。
多孔質絶縁膜４を形成した。焼成条件はつぎに示す２段
階法によった。 第１段熱処理 １５０℃ １０分 第２段熱処理 ４００℃ ６０分 多孔質絶縁膜４の厚さは、配線層３の表面で例えば０．
５μｍ形成される厚さとする。配線層３間のスペースに
は、スピンコーティングの成膜特性のために浅い凹部が
形成される。
【００４９】図２（ｃ）〜（ｄ）に示す工程は前実施形
態例１と同様であるので重複する説明を省略する。
態例１と同様であるので重複する説明を省略する。
【００５０】本実施形態例によっても、無機絶縁膜５、
およびＳｉＯ2 とＡｌＮからなる複合多孔質絶縁膜４か
らなる層間絶縁膜に、変形やクラックが発生しなかった
良品の歩留りは１００％であった。これに対し、複合多
孔質絶縁膜４に換えて酸化シリコン単体からなる多孔質
絶縁膜を採用した他は、全く同様にして製造した試料の
歩留りは１５％であった。
およびＳｉＯ2 とＡｌＮからなる複合多孔質絶縁膜４か
らなる層間絶縁膜に、変形やクラックが発生しなかった
良品の歩留りは１００％であった。これに対し、複合多
孔質絶縁膜４に換えて酸化シリコン単体からなる多孔質
絶縁膜を採用した他は、全く同様にして製造した試料の
歩留りは１５％であった。
【００５１】〔実施形態例４〕本発明の複合多孔質絶縁
膜は、成膜後その表面を疏水化処理することにより耐湿
性を向上することができる。その一例として、シリコー
ン化合物を乾燥非水溶媒中で還流処理する工程を説明す
る。
膜は、成膜後その表面を疏水化処理することにより耐湿
性を向上することができる。その一例として、シリコー
ン化合物を乾燥非水溶媒中で還流処理する工程を説明す
る。
【００５２】まず複合多孔質絶縁膜の表面処理に採用す
る還流装置の一例を、図３に示す概略断面図を参照して
説明する。図３に示す還流装置は、処理槽１０と還流塔
２０とに大別される。処理槽１０は実質的に密封された
閉鎖内部空間を有し、処理液体を導入する第１の導入管
１４および第２の導入管１５が接続され、その内部には
被処理基体１１を載置するステージ１２がある。第１の
導入管１４から注入されたキシレン等の非水溶媒１６は
ヒータ１３により加熱され、その沸点に達する。非水溶
媒１６の蒸気は処理槽１０の上部空間を満たす。この蒸
気は非水溶媒および水分等が共沸して発生したものであ
る。なお第２の導入管１５はシリコーン化合物を導入す
る配管である。
る還流装置の一例を、図３に示す概略断面図を参照して
説明する。図３に示す還流装置は、処理槽１０と還流塔
２０とに大別される。処理槽１０は実質的に密封された
閉鎖内部空間を有し、処理液体を導入する第１の導入管
１４および第２の導入管１５が接続され、その内部には
被処理基体１１を載置するステージ１２がある。第１の
導入管１４から注入されたキシレン等の非水溶媒１６は
ヒータ１３により加熱され、その沸点に達する。非水溶
媒１６の蒸気は処理槽１０の上部空間を満たす。この蒸
気は非水溶媒および水分等が共沸して発生したものであ
る。なお第２の導入管１５はシリコーン化合物を導入す
る配管である。
【００５３】還流塔２０は、その上部にチラー２２から
の循環冷媒等により冷却される冷却部２１と、下部に水
分を排出するドレン２４を有し、処理槽１０とは蒸気還
流管２５および液体還流管２６により連結されている。
かかる構成により、処理槽１０の上部空間から導入され
る蒸気は、蒸気還流管２５から還流塔２０に導入され、
冷却部２１で液化する。液化した非水溶媒および水分は
還流塔２０下部に落下し、水分２３は最下部に溜まる。
低比重の非水溶媒１６は水分２３の上部に溜まるととも
に、液体還流管２６より処理槽１０に還流する。
の循環冷媒等により冷却される冷却部２１と、下部に水
分を排出するドレン２４を有し、処理槽１０とは蒸気還
流管２５および液体還流管２６により連結されている。
かかる構成により、処理槽１０の上部空間から導入され
る蒸気は、蒸気還流管２５から還流塔２０に導入され、
冷却部２１で液化する。液化した非水溶媒および水分は
還流塔２０下部に落下し、水分２３は最下部に溜まる。
低比重の非水溶媒１６は水分２３の上部に溜まるととも
に、液体還流管２６より処理槽１０に還流する。
【００５４】以上の還流装置は基本的な構成であり、種
々の変更が可能である。例えば被処理基体１１は枚葉式
の他にバッチ式で載置してよく、不図示のキャリア等に
載置して処理槽１０内に搬入してもよい。また冷却部２
１をペルチェ素子で冷却すれば、装置全体の小型化に寄
与する。
々の変更が可能である。例えば被処理基体１１は枚葉式
の他にバッチ式で載置してよく、不図示のキャリア等に
載置して処理槽１０内に搬入してもよい。また冷却部２
１をペルチェ素子で冷却すれば、装置全体の小型化に寄
与する。
【００５５】図２（ｂ）に示す、複合多孔質絶縁膜４を
形成した被処理基体を図３の還流装置のステージ１２上
にセッティングし、第１の導入管１４からｏ−キシレン
（ｂｐ＝１４４℃）を処理槽１０内に導入する。非水溶
媒１６としてのｏ−キシレンの液面は、被処理基体１１
の表面が充分に隠れる程度とする。なお非水溶媒として
はｏ−キシレンの他にｍ−，ｐ−キシレンや、鎖状ある
いは環状の炭化水素であって、親水基を持たない化合
物、すなわち水と相溶性のない化合物が選ばれる。また
その沸点は、１００℃以上、２００℃程度以下が取り扱
いの点で好ましい。つぎにヒータ１３によりｏ−キシレ
ンを沸点まで加熱し、還流を開始する。この還流によ
り、被処理基体１１の吸着水はｏ−キシレンとともに共
沸し、共沸蒸気は蒸気還流管２５から還流塔２０に達す
る。共沸蒸気はここで冷却部２１により液化し、還流塔
２０下部に滴下する。このとき、ｏ−キシレンと相溶し
ない水は分離し、比重の差により還流塔２０の最下部に
水分２３となって溜まる。一方、ｏ−キシレンは還流塔
２０下部ではあるが水分２３の上に溜まり、液体還流管
２６より処理槽１０に還流する。この還流ｏ−キシレン
は水分を含まない乾燥非水溶媒である。
形成した被処理基体を図３の還流装置のステージ１２上
にセッティングし、第１の導入管１４からｏ−キシレン
（ｂｐ＝１４４℃）を処理槽１０内に導入する。非水溶
媒１６としてのｏ−キシレンの液面は、被処理基体１１
の表面が充分に隠れる程度とする。なお非水溶媒として
はｏ−キシレンの他にｍ−，ｐ−キシレンや、鎖状ある
いは環状の炭化水素であって、親水基を持たない化合
物、すなわち水と相溶性のない化合物が選ばれる。また
その沸点は、１００℃以上、２００℃程度以下が取り扱
いの点で好ましい。つぎにヒータ１３によりｏ−キシレ
ンを沸点まで加熱し、還流を開始する。この還流によ
り、被処理基体１１の吸着水はｏ−キシレンとともに共
沸し、共沸蒸気は蒸気還流管２５から還流塔２０に達す
る。共沸蒸気はここで冷却部２１により液化し、還流塔
２０下部に滴下する。このとき、ｏ−キシレンと相溶し
ない水は分離し、比重の差により還流塔２０の最下部に
水分２３となって溜まる。一方、ｏ−キシレンは還流塔
２０下部ではあるが水分２３の上に溜まり、液体還流管
２６より処理槽１０に還流する。この還流ｏ−キシレン
は水分を含まない乾燥非水溶媒である。
【００５６】還流操作を６０分程度継続し、被処理基体
１１の吸着水をほぼ完全に脱離する。還流塔２０最下部
の水分２３は、ドレン２４より適宜排出する。この吸着
水除去は重要な工程であり、被処理基体１１に吸着水が
残留している場合には、次の表面処理層の形成工程にお
いて、ヘキサメチレンジエトキシシラン等のシリコーン
化合物が溶液中で反応生成物を形成するため、表面処理
層が安定して形成できない。
１１の吸着水をほぼ完全に脱離する。還流塔２０最下部
の水分２３は、ドレン２４より適宜排出する。この吸着
水除去は重要な工程であり、被処理基体１１に吸着水が
残留している場合には、次の表面処理層の形成工程にお
いて、ヘキサメチレンジエトキシシラン等のシリコーン
化合物が溶液中で反応生成物を形成するため、表面処理
層が安定して形成できない。
【００５７】この後、ただちに表面処理層の形成工程に
入る。還流塔２０最下部の水分２３をドレン２４より最
終的に排出後、シリコーン化合物としてヘキサメチレン
ジエトキシシランを第２の導入管１５から非水溶媒１６
中に添加する。ヘキサメチレンジエトキシシランの添加
量は、ｏ−キシレンの１重量％程度とする。ｏ−キシレ
ンの沸点温度での還流を継続することにより、複合多孔
質絶縁膜４の表面に疏水性の表面処理層（薄いので不図
示）が形成される。
入る。還流塔２０最下部の水分２３をドレン２４より最
終的に排出後、シリコーン化合物としてヘキサメチレン
ジエトキシシランを第２の導入管１５から非水溶媒１６
中に添加する。ヘキサメチレンジエトキシシランの添加
量は、ｏ−キシレンの１重量％程度とする。ｏ−キシレ
ンの沸点温度での還流を継続することにより、複合多孔
質絶縁膜４の表面に疏水性の表面処理層（薄いので不図
示）が形成される。
【００５８】なお、表面処理は図２（ｄ）に示す接続孔
６の開口後に、接続孔６の側面の露出した複合多孔質絶
縁膜４の表面に施してもよい。かかる表面処理の採用に
より、複合多孔質絶縁膜４の機械的強度の向上ととも
に、耐湿性を向上することができる。
６の開口後に、接続孔６の側面の露出した複合多孔質絶
縁膜４の表面に施してもよい。かかる表面処理の採用に
より、複合多孔質絶縁膜４の機械的強度の向上ととも
に、耐湿性を向上することができる。
【００５９】以上、本発明を４例の実施形態例により説
明したが、複合多孔質絶縁膜を構成する複合酸化物ある
いは複合酸化窒化物の種類は、前述したもののうちから
適宜変更が可能である。また本発明は半導体装置の層間
絶縁膜の他に、パシベーション膜へ適用してもよい。
明したが、複合多孔質絶縁膜を構成する複合酸化物ある
いは複合酸化窒化物の種類は、前述したもののうちから
適宜変更が可能である。また本発明は半導体装置の層間
絶縁膜の他に、パシベーション膜へ適用してもよい。
【００６０】さらに半導体装置の他に、薄膜磁気ヘッ
ド、磁気抵抗効果型ヘッド、薄膜インダクタ、薄膜コイ
ル、マイクロマシン等の各種電子装置、特に高周波帯域
で使用される各種電子装置に特に好適に適用し、その性
能や信頼性を高めることができる。
ド、磁気抵抗効果型ヘッド、薄膜インダクタ、薄膜コイ
ル、マイクロマシン等の各種電子装置、特に高周波帯域
で使用される各種電子装置に特に好適に適用し、その性
能や信頼性を高めることができる。
【００６１】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の複合多孔質絶縁膜の形成方法によれば、その機械的強
度を向上し、後工程での変形やクラックが防止される。
したがって、かかる高強度の多孔質絶縁膜を採用するこ
とにより、低誘電率膜としての複合多孔質絶縁膜を採用
した各種電子装置の信頼性を高めることができる。本発
明の複合多孔質絶縁膜は、特殊な原料や複雑な製造装置
等を用いることなく簡便な方法で形成することができ
る。
の複合多孔質絶縁膜の形成方法によれば、その機械的強
度を向上し、後工程での変形やクラックが防止される。
したがって、かかる高強度の多孔質絶縁膜を採用するこ
とにより、低誘電率膜としての複合多孔質絶縁膜を採用
した各種電子装置の信頼性を高めることができる。本発
明の複合多孔質絶縁膜は、特殊な原料や複雑な製造装置
等を用いることなく簡便な方法で形成することができ
る。
【００６２】また本発明の電子装置およびその製造方法
によれば、このような複合多孔質絶縁膜およびその形成
方法を適用することにより、ＣＭＰやボンディング等の
後工程における層間絶縁膜のクラックや変形が防止さ
れ、製造歩留りが向上し、電子装置の性能および信頼性
を高めることができる。
によれば、このような複合多孔質絶縁膜およびその形成
方法を適用することにより、ＣＭＰやボンディング等の
後工程における層間絶縁膜のクラックや変形が防止さ
れ、製造歩留りが向上し、電子装置の性能および信頼性
を高めることができる。
【図１】本発明の複合多孔質絶縁膜を採用した電子装置
の一例の、半導体装置の要部概略断面図である。
の一例の、半導体装置の要部概略断面図である。
【図２】本発明の複合多孔質絶縁膜の形成方法を、電子
装置の一例として半導体装置の製造方法に適用した工程
の概略断面図である。
装置の一例として半導体装置の製造方法に適用した工程
の概略断面図である。
【図３】複合多孔質絶縁膜の表面処理方法に適用する還
流装置の一例の概略断面図である。
流装置の一例の概略断面図である。
１…半導体基体、２…下層層間絶縁膜、３…配線層、４
…複合多孔質絶縁膜、５…無機絶縁膜、６…接続孔、７
…バリアメタル層、８…金属層１０…処理槽、１１…被
処理基体、１２…ステージ、１３…ヒータ、１４…第１
の導入管、１５…第２の導入管、１６…非水溶媒、２０
…還流塔、２１…冷却部、２２…チラー、２３…水分、
２４…ドレン、２５…蒸気還流管、２６…液体還流管
…複合多孔質絶縁膜、５…無機絶縁膜、６…接続孔、７
…バリアメタル層、８…金属層１０…処理槽、１１…被
処理基体、１２…ステージ、１３…ヒータ、１４…第１
の導入管、１５…第２の導入管、１６…非水溶媒、２０
…還流塔、２１…冷却部、２２…チラー、２３…水分、
２４…ドレン、２５…蒸気還流管、２６…液体還流管
フロントページの続き Ｆターム(参考） 5F033 JJ08 JJ11 JJ17 JJ18 JJ19 JJ21 JJ32 JJ33 KK09 NN06 NN07 PP06 PP16 QQ09 QQ13 QQ31 QQ37 QQ48 QQ74 QQ84 QQ92 RR03 RR04 RR07 RR29 SS15 SS22 TT02 VV08 VV13 XX17 XX25 5F058 BA20 BB05 BB06 BB10 BC01 BC02 BC03 BC07 BC09 BF27 BF31 BF41 BF46 BF51 BF52 BF54 BG03 BH01 BH20 BJ01 BJ02 BJ03
Claims (8)
- 【請求項１】 基体上に有機シリコーン化合物および有
機金属化合物を含む複合ゲル被膜を形成する工程と、 前記複合ゲル被膜に熱処理を施す工程とを具備すること
を特徴とする複合多孔質絶縁膜の形成方法。 - 【請求項２】 前記複合ゲル被膜は、さらに塩基性反応
促進剤を含むことを特徴とする請求項１記載の複合多孔
質絶縁膜の形成方法。 - 【請求項３】 前記有機金属化合物は、Ａｌ，Ｚｒ，Ｔ
ｉ，Ｙ，ＨｆおよびＴａのうちのいずれか少なくとも１
種の化合物であることを特徴とする請求項１記載の複合
多孔質絶縁膜の形成方法。 - 【請求項４】 請求項１記載の複合多孔質絶縁膜の形成
方法により形成されたことを特徴とする複合多孔質絶縁
膜。 - 【請求項５】 前記複合多孔質絶縁膜は、 Ｓｉと、Ａｌ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｙ，ＨｆおよびＴａのうち
のいずれか少なくとも１種の金属との複合酸化物を含む
ことを特徴とする請求項４記載の複合多孔質絶縁膜。 - 【請求項６】 前記複合多孔質絶縁膜は、 Ｓｉと、Ａｌ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｙ，ＨｆおよびＴａのうち
のいずれか少なくとも１種の金属との複合酸化窒化物を
含むことを特徴とする請求項４記載の複合多孔質絶縁
膜。 - 【請求項７】 請求項１記載の複合多孔質絶縁膜の形成
方法を、製造工程中に具備することを特徴とする電子装
置の製造方法。 - 【請求項８】 請求項１記載の複合多孔質絶縁膜の形成
方法により形成された複合多孔質絶縁膜を、層間絶縁膜
として具備することを特徴とする電子装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10315106A JP2000150510A (ja) | 1998-11-05 | 1998-11-05 | 複合多孔質絶縁膜およびその形成方法、ならびに電子装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10315106A JP2000150510A (ja) | 1998-11-05 | 1998-11-05 | 複合多孔質絶縁膜およびその形成方法、ならびに電子装置およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000150510A true JP2000150510A (ja) | 2000-05-30 |
Family
ID=18061500
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10315106A Pending JP2000150510A (ja) | 1998-11-05 | 1998-11-05 | 複合多孔質絶縁膜およびその形成方法、ならびに電子装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000150510A (ja) |
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-
1998
- 1998-11-05 JP JP10315106A patent/JP2000150510A/ja active Pending
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