JP2000272915A - シリカ系被膜形成用塗布液、シリカ系被膜の製造法、シリカ系被膜及び半導体装置 - Google Patents
シリカ系被膜形成用塗布液、シリカ系被膜の製造法、シリカ系被膜及び半導体装置Info
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- JP2000272915A JP2000272915A JP11078799A JP7879999A JP2000272915A JP 2000272915 A JP2000272915 A JP 2000272915A JP 11078799 A JP11078799 A JP 11078799A JP 7879999 A JP7879999 A JP 7879999A JP 2000272915 A JP2000272915 A JP 2000272915A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 成膜性が良好で低誘電率であるシリカ系被膜
を製造できるシリカ系被膜形成用塗布液、シリカ系被膜
の製造法およびシリカ系被膜を有する信頼性の高い半導
体装置を提供する。 【解決手段】 （Ａ）一般式（Ｉ） （式中Ｒ1は、炭素数１〜６のアルキル基又は炭素数６
〜１０のアリール基を示し、複数個のＲ1は同一でも異
なっていてもよく、Ｒ2は、炭素数１〜１０のアルキル
基を示し、複数個のＲ2は同一でも異なっていてもよ
く、ｎは０〜２の整数である）で表されるアルコキシシ
ラン化合物の加水分解縮重合して製造された分子量１
０，０００以上のポリマを２０重量％以上含有するポリ
シロキサン及び（Ｂ）溶媒を含有してなるシリカ系被膜
形成用塗布液、このシリカ系被膜形成用塗布液を基板上
に塗布し、５０〜３５０℃で乾燥した後、窒素雰囲気下
２００〜６００℃で加熱硬化させてなるシリカ系被膜の
製造法、およびこのシリカ系被膜を有する半導体装置。
を製造できるシリカ系被膜形成用塗布液、シリカ系被膜
の製造法およびシリカ系被膜を有する信頼性の高い半導
体装置を提供する。 【解決手段】 （Ａ）一般式（Ｉ） （式中Ｒ1は、炭素数１〜６のアルキル基又は炭素数６
〜１０のアリール基を示し、複数個のＲ1は同一でも異
なっていてもよく、Ｒ2は、炭素数１〜１０のアルキル
基を示し、複数個のＲ2は同一でも異なっていてもよ
く、ｎは０〜２の整数である）で表されるアルコキシシ
ラン化合物の加水分解縮重合して製造された分子量１
０，０００以上のポリマを２０重量％以上含有するポリ
シロキサン及び（Ｂ）溶媒を含有してなるシリカ系被膜
形成用塗布液、このシリカ系被膜形成用塗布液を基板上
に塗布し、５０〜３５０℃で乾燥した後、窒素雰囲気下
２００〜６００℃で加熱硬化させてなるシリカ系被膜の
製造法、およびこのシリカ系被膜を有する半導体装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、シリカ系被膜形成
用塗布液、シリカ系被膜の製造法、シリカ系被膜及び半
導体装置に関し、更に詳しくは成膜性の良好なシリカ系
被膜形成用塗布液、これを用いるシリカ系被膜の製造
法、シリカ系被膜及び半導体装置に関する。
用塗布液、シリカ系被膜の製造法、シリカ系被膜及び半
導体装置に関し、更に詳しくは成膜性の良好なシリカ系
被膜形成用塗布液、これを用いるシリカ系被膜の製造
法、シリカ系被膜及び半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体素子の層
間絶縁の方法として、パターン形成された配線層を有す
る基板上に真空蒸着、ＣＶＤ等の気相成長法によりＳｉ
Ｏ2、ＳｉＮ等からなる１層目の層間絶縁膜を形成し、
２層目にＳＯＧ（Spin on Glass）液（オルガノシロキ
サンのオリゴマー液からなる）を回転塗布し、その後熱
処理する事によりオルガノシロキサン系被膜を形成す
る。次に１層目と同様の方法により３層目の層間絶縁膜
を形成する３層層間膜によるＳＯＧ平坦化プロセスが広
く用いられている。
間絶縁の方法として、パターン形成された配線層を有す
る基板上に真空蒸着、ＣＶＤ等の気相成長法によりＳｉ
Ｏ2、ＳｉＮ等からなる１層目の層間絶縁膜を形成し、
２層目にＳＯＧ（Spin on Glass）液（オルガノシロキ
サンのオリゴマー液からなる）を回転塗布し、その後熱
処理する事によりオルガノシロキサン系被膜を形成す
る。次に１層目と同様の方法により３層目の層間絶縁膜
を形成する３層層間膜によるＳＯＧ平坦化プロセスが広
く用いられている。
【０００３】近年ＩＣ、ＬＳＩ等の高速化が進展してい
く中で層間膜材料では誘電率の低減が提案されている
が、良好な成膜性を有し、充分な低誘電率の層間膜を形
成しうるオルガノシロキサンオリゴマーは、未だ得られ
ていないのが現状である。
く中で層間膜材料では誘電率の低減が提案されている
が、良好な成膜性を有し、充分な低誘電率の層間膜を形
成しうるオルガノシロキサンオリゴマーは、未だ得られ
ていないのが現状である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】請求項１記載の発明
は、成膜性が良好で低誘電率であるシリカ系被膜を製造
できるシリカ系被膜形成用塗布液を提供するものであ
る。請求項２記載の発明は、成膜性が良好で低誘電率で
あるシリカ系被膜を簡便に歩留まりよく製造できるシリ
カ系被膜の製造法を提供するものである。請求項３に記
載の発明は、膜の均一性が良好でかつ低誘電率であるシ
リカ系被膜を提供するものである。請求項４に記載の発
明は、膜の均一性が良好でかつ低誘電率であるシリカ系
被膜を有する信頼性の高い半導体装置を提供するもので
ある。
は、成膜性が良好で低誘電率であるシリカ系被膜を製造
できるシリカ系被膜形成用塗布液を提供するものであ
る。請求項２記載の発明は、成膜性が良好で低誘電率で
あるシリカ系被膜を簡便に歩留まりよく製造できるシリ
カ系被膜の製造法を提供するものである。請求項３に記
載の発明は、膜の均一性が良好でかつ低誘電率であるシ
リカ系被膜を提供するものである。請求項４に記載の発
明は、膜の均一性が良好でかつ低誘電率であるシリカ系
被膜を有する信頼性の高い半導体装置を提供するもので
ある。
【０００５】
【発明が解決するための手段】本発明は、（Ａ）一般式
（Ｉ）
（Ｉ）
【化２】 （式中Ｒ1は、炭素数１〜６のアルキル基又は炭素数６
〜１０のアリール基を示し、複数個のＲ1は同一でも異
なっていてもよく、Ｒ2は、炭素数１〜１０のアルキル
基を示し、複数個のＲ2は同一でも異なっていてもよ
く、ｎは０〜２の整数である）で表されるアルコキシシ
ラン化合物の加水分解縮重合して製造された分子量１
０，０００以上のポリマを２０重量％以上含有するポリ
シロキサン及び（Ｂ）溶媒を含有してなるシリカ系被膜
形成用塗布液に関する。
〜１０のアリール基を示し、複数個のＲ1は同一でも異
なっていてもよく、Ｒ2は、炭素数１〜１０のアルキル
基を示し、複数個のＲ2は同一でも異なっていてもよ
く、ｎは０〜２の整数である）で表されるアルコキシシ
ラン化合物の加水分解縮重合して製造された分子量１
０，０００以上のポリマを２０重量％以上含有するポリ
シロキサン及び（Ｂ）溶媒を含有してなるシリカ系被膜
形成用塗布液に関する。
【０００６】また、本発明は、前記のシリカ系被膜形成
用塗布液を基板上に塗布し、５０〜３５０℃で乾燥した
後、窒素雰囲気下２００〜６００℃で加熱硬化させてな
るシリカ系被膜の製造法に関する。また、本発明は、前
記の製造法により得られたシリカ系被膜に関する。ま
た、本発明は、前記のシリカ系被膜を有する半導体装置
に関する。
用塗布液を基板上に塗布し、５０〜３５０℃で乾燥した
後、窒素雰囲気下２００〜６００℃で加熱硬化させてな
るシリカ系被膜の製造法に関する。また、本発明は、前
記の製造法により得られたシリカ系被膜に関する。ま
た、本発明は、前記のシリカ系被膜を有する半導体装置
に関する。
【０００７】
【発明の実施の実態】一般式（Ｉ）において炭素数１〜
６のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル
基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、sec
−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソアミル
基、ヘキシル基等が挙げられ、炭素数１〜１０のアルキ
ル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル
基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、sec−ブチル基、t
ert−ブチル基、ペンチル基、イソアミル基、ヘキシル
基、ヘプチル基、オクチル基、２−エチルヘキシル基、
ノニル基、デシル基、ノルボルニル基、ボルニル基等が
挙げられる。炭素数１〜１０のアリール基としては、例
えば、フェニル基、ナフチル基等が挙げられ、これらは
炭素数１〜３のアルキル基、炭素数１〜３のアルコキシ
基で置換されていてもよい。
６のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル
基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、sec
−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソアミル
基、ヘキシル基等が挙げられ、炭素数１〜１０のアルキ
ル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル
基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、sec−ブチル基、t
ert−ブチル基、ペンチル基、イソアミル基、ヘキシル
基、ヘプチル基、オクチル基、２−エチルヘキシル基、
ノニル基、デシル基、ノルボルニル基、ボルニル基等が
挙げられる。炭素数１〜１０のアリール基としては、例
えば、フェニル基、ナフチル基等が挙げられ、これらは
炭素数１〜３のアルキル基、炭素数１〜３のアルコキシ
基で置換されていてもよい。
【０００８】本発明における一般式（Ｉ）で表されるア
ルコキシシランとしては、例えば、
ルコキシシランとしては、例えば、
【化３】 等のテトラアルコキシシラン、
【化４】 等のモノオルガノトリアルコキシシラン、
【化５】 等のジオルガノジアルコキシシランなど挙げられ、これ
らは単独で又は２種以上を組み合わせて用いられる。
らは単独で又は２種以上を組み合わせて用いられる。
【０００９】本発明で用いられる前記一般式（Ｉ）で表
されるアルコキシシラン化合物として、テトラアルコキ
シシラン、モノオルガノトリアルコキシシラン、ジオル
ガノジアルコキシシランを組み合わせて使用する場合、
その配合比に制限はないが、良質でかつ低誘電率なシリ
カ系被膜を形成するためにジオルガノジアルコキシシラ
ンは使用するアルコキシシラン化合物総量に対し５０モ
ル％以下とすることが好ましく、かつテトラアルコキシ
シランは使用するアルコキシシラン化合物総量に対して
５０モル％以下とすることが好ましい。
されるアルコキシシラン化合物として、テトラアルコキ
シシラン、モノオルガノトリアルコキシシラン、ジオル
ガノジアルコキシシランを組み合わせて使用する場合、
その配合比に制限はないが、良質でかつ低誘電率なシリ
カ系被膜を形成するためにジオルガノジアルコキシシラ
ンは使用するアルコキシシラン化合物総量に対し５０モ
ル％以下とすることが好ましく、かつテトラアルコキシ
シランは使用するアルコキシシラン化合物総量に対して
５０モル％以下とすることが好ましい。
【００１０】本発明における（Ｂ）溶媒としては、有機
溶剤が挙げられる。有機溶剤としては、メタノール、エ
タノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール系
溶剤、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブ
チル等の酢酸エステル系溶剤、アセトン、メチルエチル
ケトン、メチルイソブチルケトン、アセトフェノン等の
ケトン系溶剤、エチレングリコールモノメチルアセテー
ト、エチレングリコールジアセテート等のグリコールア
セテート系溶剤、グリコールエーテル系溶剤等が挙げら
れ、これらは単独で又は２種以上を組み合わせて用いら
れる。（Ｂ）溶媒の使用量は、シリカ系被膜形成用塗布
液中の（Ａ）ポリシロキサンの濃度が１５〜５０重量％
となるような量とすることが好ましい。
溶剤が挙げられる。有機溶剤としては、メタノール、エ
タノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール系
溶剤、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブ
チル等の酢酸エステル系溶剤、アセトン、メチルエチル
ケトン、メチルイソブチルケトン、アセトフェノン等の
ケトン系溶剤、エチレングリコールモノメチルアセテー
ト、エチレングリコールジアセテート等のグリコールア
セテート系溶剤、グリコールエーテル系溶剤等が挙げら
れ、これらは単独で又は２種以上を組み合わせて用いら
れる。（Ｂ）溶媒の使用量は、シリカ系被膜形成用塗布
液中の（Ａ）ポリシロキサンの濃度が１５〜５０重量％
となるような量とすることが好ましい。
【００１１】本発明における（Ａ）ポリシロキサンは分
子量１０，０００以上のポリマを２０重量％以上有して
いる必要があり、３０〜５０重量％有していることが好
ましい。２０重量％未満であると低誘電率化が不充分と
なる。また、５０重量％を超えると合成が困難となる傾
向や取り扱い性、成膜性等が低下する傾向がある。ここ
で、「分子量が１０，０００以上のポリマを２０重量％
以上有する」とは、ポリシロキサンをゲルパーミエーシ
ョンクロマトグラフ法で測定し、横軸を保持時間、縦軸
を示差屈折による強度としてグラフを描き、標準ポリス
チレンを用いて別途作成した検量線から分子量１０，０
００に対応する保持時間ｔを算出し、前記グラフを保持
時間ｔを通る縦軸に平行な直線Ｌで２分割した時、高分
子量領域（グラフの曲線と横軸と直線Ｌで囲まれる部
分）の面積Ｓ1＋低分子量領域（グラフの曲線と横軸と
直線Ｌで囲まれる部分）の面積Ｓ2について〔Ｓ1／(Ｓ1
＋Ｓ2)〕×１００の計算値が２０以上であることを意味
する。また、（Ａ）ポリシロキサンの数平均分子量（ゲ
ルパーミエーションクロマトグラフ法で測定し、標準ポ
リスチレン換算した値）は、１，３００〜１０，０００
であることが、易合成性、取り扱い性、成膜性等の点か
ら好ましい。
子量１０，０００以上のポリマを２０重量％以上有して
いる必要があり、３０〜５０重量％有していることが好
ましい。２０重量％未満であると低誘電率化が不充分と
なる。また、５０重量％を超えると合成が困難となる傾
向や取り扱い性、成膜性等が低下する傾向がある。ここ
で、「分子量が１０，０００以上のポリマを２０重量％
以上有する」とは、ポリシロキサンをゲルパーミエーシ
ョンクロマトグラフ法で測定し、横軸を保持時間、縦軸
を示差屈折による強度としてグラフを描き、標準ポリス
チレンを用いて別途作成した検量線から分子量１０，０
００に対応する保持時間ｔを算出し、前記グラフを保持
時間ｔを通る縦軸に平行な直線Ｌで２分割した時、高分
子量領域（グラフの曲線と横軸と直線Ｌで囲まれる部
分）の面積Ｓ1＋低分子量領域（グラフの曲線と横軸と
直線Ｌで囲まれる部分）の面積Ｓ2について〔Ｓ1／(Ｓ1
＋Ｓ2)〕×１００の計算値が２０以上であることを意味
する。また、（Ａ）ポリシロキサンの数平均分子量（ゲ
ルパーミエーションクロマトグラフ法で測定し、標準ポ
リスチレン換算した値）は、１，３００〜１０，０００
であることが、易合成性、取り扱い性、成膜性等の点か
ら好ましい。
【００１２】本発明における（Ａ）ポリシロキサン、例
えば、一般式（Ｉ）で表されるアルコキシシラン化合物
を反応副生成物であるアルコール成分を除去しながら加
水分解縮重合して製造することができる。この反応に際
して、重合を促進するために触媒として、蟻酸、マレイ
ン酸、フマル酸、酢酸等の有機酸及び塩酸、燐酸、硝
酸、ホウ酸、硫酸等の無機酸を用いることが好ましい。
この触媒は、原料となるアルコキシシラン化合物の量に
応じて適当量で用いられるが、一般式（Ｉ）で表される
アルコキシシラン化合物１モルに対して０．００１〜１
モルの範囲とすることが好ましい。この量が多すぎる場
合所望しないゲル化を促進する傾向があり、少なすぎる
場合、重合反応の促進効果が不充分となる傾向がある。
この反応に際して、溶媒を存在させることができ、その
ような溶媒としては有機溶剤が好ましいが、溶媒量は、
一般式（Ｉ）で表されるアルコキシシラン化合物１００
モル％に対して０〜４００モル％とすることが好まし
い。
えば、一般式（Ｉ）で表されるアルコキシシラン化合物
を反応副生成物であるアルコール成分を除去しながら加
水分解縮重合して製造することができる。この反応に際
して、重合を促進するために触媒として、蟻酸、マレイ
ン酸、フマル酸、酢酸等の有機酸及び塩酸、燐酸、硝
酸、ホウ酸、硫酸等の無機酸を用いることが好ましい。
この触媒は、原料となるアルコキシシラン化合物の量に
応じて適当量で用いられるが、一般式（Ｉ）で表される
アルコキシシラン化合物１モルに対して０．００１〜１
モルの範囲とすることが好ましい。この量が多すぎる場
合所望しないゲル化を促進する傾向があり、少なすぎる
場合、重合反応の促進効果が不充分となる傾向がある。
この反応に際して、溶媒を存在させることができ、その
ような溶媒としては有機溶剤が好ましいが、溶媒量は、
一般式（Ｉ）で表されるアルコキシシラン化合物１００
モル％に対して０〜４００モル％とすることが好まし
い。
【００１３】また、副成するアルコールを除去する方法
としては、反応器の加熱、反応液表面への不活性ガスの
フロー等が挙げられる。加熱温度はアルコール成分が揮
発する温度にすればよく、５０〜１５０℃にすることが
好ましい。アルコール成分を強制的に排出する観点か
ら、反応液表面に対して不活性ガスを吹き付けることが
好ましい。この不活性ガスとしては、窒素、アルゴン、
ヘリウムなどが好ましく、吹き付けるガスの流量は、１
００〜５００ml/minであることが好ましい。ガスの流量
が少なすぎるとアルコール成分の排出が不充分となり反
応が進まず未反応のアルコキシ基やヒドロキシ基が残る
おそれがあり、ガスの流量が多すぎると反応が急激に進
行し、ゲル化を促進し、成膜性が良好なシリカ系被膜が
得られない傾向がある。
としては、反応器の加熱、反応液表面への不活性ガスの
フロー等が挙げられる。加熱温度はアルコール成分が揮
発する温度にすればよく、５０〜１５０℃にすることが
好ましい。アルコール成分を強制的に排出する観点か
ら、反応液表面に対して不活性ガスを吹き付けることが
好ましい。この不活性ガスとしては、窒素、アルゴン、
ヘリウムなどが好ましく、吹き付けるガスの流量は、１
００〜５００ml/minであることが好ましい。ガスの流量
が少なすぎるとアルコール成分の排出が不充分となり反
応が進まず未反応のアルコキシ基やヒドロキシ基が残る
おそれがあり、ガスの流量が多すぎると反応が急激に進
行し、ゲル化を促進し、成膜性が良好なシリカ系被膜が
得られない傾向がある。
【００１４】また、反応に際して、一般式（Ｉ）で表さ
れるアルコキシシラン化合物の加水分解のために反応系
に水を存在させるが、この水の量が少なすぎる場合や多
すぎる場合には成膜性が悪くなる傾向や保存安定性が低
下する傾向があるので、水の量は、一般式（Ｉ）で表さ
れるアルコキシシラン化合物１００モル％に対して５０
〜４００モル％の範囲とすることが好ましい。
れるアルコキシシラン化合物の加水分解のために反応系
に水を存在させるが、この水の量が少なすぎる場合や多
すぎる場合には成膜性が悪くなる傾向や保存安定性が低
下する傾向があるので、水の量は、一般式（Ｉ）で表さ
れるアルコキシシラン化合物１００モル％に対して５０
〜４００モル％の範囲とすることが好ましい。
【００１５】以上のようにして得られる加水分解縮重合
生成物のポリシロキサは、必要に応じて前記溶媒に溶解
して固型分濃度１〜５０重量％、好ましくは３〜３０重
量％となるように希釈した後、シリカ系被膜形成用塗布
液として使用される。このようにして得られたシリカ系
被膜形成用塗布液をシリコンウエハー、回路の形成され
たシリコンウエハー等の基板上に、浸漬法、回転塗布法
等の方法で塗布した後、５０〜３５０℃、好ましくは１
００℃〜２５０℃で乾燥し、ついで、窒素雰囲気下２０
０〜６００℃、好ましくは３５０℃〜４５０℃で焼成す
ることにより厚さ０．１〜２μｍ程度のシリカ系被膜を
製造することができる。
生成物のポリシロキサは、必要に応じて前記溶媒に溶解
して固型分濃度１〜５０重量％、好ましくは３〜３０重
量％となるように希釈した後、シリカ系被膜形成用塗布
液として使用される。このようにして得られたシリカ系
被膜形成用塗布液をシリコンウエハー、回路の形成され
たシリコンウエハー等の基板上に、浸漬法、回転塗布法
等の方法で塗布した後、５０〜３５０℃、好ましくは１
００℃〜２５０℃で乾燥し、ついで、窒素雰囲気下２０
０〜６００℃、好ましくは３５０℃〜４５０℃で焼成す
ることにより厚さ０．１〜２μｍ程度のシリカ系被膜を
製造することができる。
【００１６】このシリカ系被膜を配線層間膜（層間絶縁
膜）として半導体装置を得ることができる。半導体装置
の製造工程を図面を用いて説明すると次の通りである。
図１は、多層配線構造の半導体装置の製造工程図であ
る。図１において、回路の形成されたシリコンウエハー
等の半導体基板１は、回路素子の所定部分を除いてシリ
コン酸化膜等の保護膜２で被覆され、露出した回路素子
上に第１導体層３が形成されている。この半導体基板上
に前述したシリカ系被膜塗布液がスピナー法などで塗布
され、熱処理による溶媒の除去及び焼成によるポリシロ
キサン膜からなる層間絶縁膜４が形成される（工程
（ａ））。
膜）として半導体装置を得ることができる。半導体装置
の製造工程を図面を用いて説明すると次の通りである。
図１は、多層配線構造の半導体装置の製造工程図であ
る。図１において、回路の形成されたシリコンウエハー
等の半導体基板１は、回路素子の所定部分を除いてシリ
コン酸化膜等の保護膜２で被覆され、露出した回路素子
上に第１導体層３が形成されている。この半導体基板上
に前述したシリカ系被膜塗布液がスピナー法などで塗布
され、熱処理による溶媒の除去及び焼成によるポリシロ
キサン膜からなる層間絶縁膜４が形成される（工程
（ａ））。
【００１７】次に、塩化ゴム系又はフェノールノボラッ
ク系等の感光性樹脂層５が前記層間絶縁膜４上にスピナ
ー法によって形成され、公知の写真食刻技術によって所
定部分の層間絶縁膜４が露出するように窓６Ａが設けら
れる（工程（ｂ））。
ク系等の感光性樹脂層５が前記層間絶縁膜４上にスピナ
ー法によって形成され、公知の写真食刻技術によって所
定部分の層間絶縁膜４が露出するように窓６Ａが設けら
れる（工程（ｂ））。
【００１８】窓６Ａの層間絶縁膜４は、四フッ化炭素等
のフッ素系ガスを用いるドライエッチング手段（例え
ば、四フッ化炭素等のフッ素系ガスを用いる方法）によ
って選択的にエッチングされ、窓６Ｂが開けられる。次
いで窓６Ｂから露出した第１導体層３を腐食することな
く感光樹脂層５のみを腐食するようなエッチング溶液を
用いて感光樹脂層５が完全に除去される（工程
（ｃ））。
のフッ素系ガスを用いるドライエッチング手段（例え
ば、四フッ化炭素等のフッ素系ガスを用いる方法）によ
って選択的にエッチングされ、窓６Ｂが開けられる。次
いで窓６Ｂから露出した第１導体層３を腐食することな
く感光樹脂層５のみを腐食するようなエッチング溶液を
用いて感光樹脂層５が完全に除去される（工程
（ｃ））。
【００１９】さらに、公知の金属膜形成法及び写真食刻
技術を用いて第２導体層７を形成させ、第１導体層３と
の電気的接続が完全に行われる（工程（ｄ））。
技術を用いて第２導体層７を形成させ、第１導体層３と
の電気的接続が完全に行われる（工程（ｄ））。
【００２０】３層以上の多層配線構造体を形成する場合
は、上記工程を繰り返して行い各層を形成する。すなわ
ち導体層の上に絶縁層となる層間絶縁膜を形成する工程
（ａ）、この被覆の所定の場所を選択的に除去し窓を開
口する工程（ｂ）、下部に存する導体層の所定部分と接
続された上部の導体を形成する工程（ｃ）、（ｄ）を繰
り返す事になる。
は、上記工程を繰り返して行い各層を形成する。すなわ
ち導体層の上に絶縁層となる層間絶縁膜を形成する工程
（ａ）、この被覆の所定の場所を選択的に除去し窓を開
口する工程（ｂ）、下部に存する導体層の所定部分と接
続された上部の導体を形成する工程（ｃ）、（ｄ）を繰
り返す事になる。
【００２１】また、このようにして作製される多層配線
構造体の表面には、ポリイミド樹脂などの有機材料又
は、窒化ケイ素などの無機材料からなる表面保護層が形
成される。表面保護層には場合により所定部分に上記窓
４Ａ、４Ｂと同様の窓を開けてもよい。半導体装置全体
は、通常エポキシ樹脂などの封止材により封止される。
構造体の表面には、ポリイミド樹脂などの有機材料又
は、窒化ケイ素などの無機材料からなる表面保護層が形
成される。表面保護層には場合により所定部分に上記窓
４Ａ、４Ｂと同様の窓を開けてもよい。半導体装置全体
は、通常エポキシ樹脂などの封止材により封止される。
【００２２】
【実施例】以下、本発明を実施例により説明する。 実施例１ メチルトリメトキシシラン２２．７ｇ（０．１６７モ
ル）をメタノール８．０ｇ（０．２５モル）に溶解し氷
冷した。この溶液に６規定塩酸２．９８mlに水１．０４
ml（０．０５７モル）を加えた塩酸溶液を一気に投入し
た。投入後、氷浴を取り外して反応器を７０℃に加熱し
た。また、副生するメタノールを選択的に除去するため
反応溶液表面にＮ2ガスを３６０ml／分の割合で吹き付
けた。この状態で３時間反応させた。ポリシロキサン樹
脂を樹脂濃度１５重量％になるようにイソプロパノール
に溶解し、シリカ系被膜形成用塗布液を作製した。得ら
れたポリマーの数平均分子量は３，２００で、分子量が
１０，０００以上の成分の含有量は３２重量％であっ
た。
ル）をメタノール８．０ｇ（０．２５モル）に溶解し氷
冷した。この溶液に６規定塩酸２．９８mlに水１．０４
ml（０．０５７モル）を加えた塩酸溶液を一気に投入し
た。投入後、氷浴を取り外して反応器を７０℃に加熱し
た。また、副生するメタノールを選択的に除去するため
反応溶液表面にＮ2ガスを３６０ml／分の割合で吹き付
けた。この状態で３時間反応させた。ポリシロキサン樹
脂を樹脂濃度１５重量％になるようにイソプロパノール
に溶解し、シリカ系被膜形成用塗布液を作製した。得ら
れたポリマーの数平均分子量は３，２００で、分子量が
１０，０００以上の成分の含有量は３２重量％であっ
た。
【００２３】このようにして得られたシリカ系被膜形成
用塗布液をスピナーを用いて２０００rpmでシリコンウ
エハー上に回転塗布し、次に石英炉の中に入れ、窒素中
３０℃／分の昇温温度で室温から４５０℃まで昇温し、
昇温後同温度で３０分焼成したところ無色透明でクラッ
クのないシリカ系被膜が得られた。該被膜の膜厚を測定
したところ０．４μｍであった。この被膜上にアルミニ
ウム被膜を１μｍの厚さにスパッタ法で形成し、この試
料の誘電率をＬＦインピーダンスメータを用いて周波数
１kHz〜１００kHzで測定したところ、２．５であった。
用塗布液をスピナーを用いて２０００rpmでシリコンウ
エハー上に回転塗布し、次に石英炉の中に入れ、窒素中
３０℃／分の昇温温度で室温から４５０℃まで昇温し、
昇温後同温度で３０分焼成したところ無色透明でクラッ
クのないシリカ系被膜が得られた。該被膜の膜厚を測定
したところ０．４μｍであった。この被膜上にアルミニ
ウム被膜を１μｍの厚さにスパッタ法で形成し、この試
料の誘電率をＬＦインピーダンスメータを用いて周波数
１kHz〜１００kHzで測定したところ、２．５であった。
【００２４】実施例２ テトラメトキシシラン８．４７ｇ（０．０５５６モ
ル）、メチルトリメトキシシラン７．５８ｇ（０．０５
５６モル）、ジメチルジメトキシシラン６．６９ｇ
（０．０５５６モル）をメタノール８．０ｇ（０．２５
モル）に溶解し氷冷した。この溶液に６規定塩酸２．９
８mlに水を１．００ml（０．０５５６モル）を加えた塩
酸溶液を一気に投入した。投入後、氷浴を取り外して反
応器を７０℃に加熱した。また、副製するメタノールを
選択的に除去するため反応溶液表面にＮ2ガスを４００m
l／分の割合で吹き付けた。この状態で３時間反応させ
た。製造されたポリシロキサン樹脂を樹脂濃度１５重量
％になるように酢酸プロピルに溶解し、シリカ系被膜形
成用塗布液を作製した。得られたポリマーの分子量を測
定したところ、数平均分子量が４，２００となり、分子
量が１０，０００以上の成分の含有量は４２重量％であ
った。
ル）、メチルトリメトキシシラン７．５８ｇ（０．０５
５６モル）、ジメチルジメトキシシラン６．６９ｇ
（０．０５５６モル）をメタノール８．０ｇ（０．２５
モル）に溶解し氷冷した。この溶液に６規定塩酸２．９
８mlに水を１．００ml（０．０５５６モル）を加えた塩
酸溶液を一気に投入した。投入後、氷浴を取り外して反
応器を７０℃に加熱した。また、副製するメタノールを
選択的に除去するため反応溶液表面にＮ2ガスを４００m
l／分の割合で吹き付けた。この状態で３時間反応させ
た。製造されたポリシロキサン樹脂を樹脂濃度１５重量
％になるように酢酸プロピルに溶解し、シリカ系被膜形
成用塗布液を作製した。得られたポリマーの分子量を測
定したところ、数平均分子量が４，２００となり、分子
量が１０，０００以上の成分の含有量は４２重量％であ
った。
【００２５】このようにして得られたシリカ系被膜形成
用塗布液をスピナーを用いて２０００rpmでシリコンウ
エハー上に回転塗布し、次に石英炉の中に入れ、窒素中
３０℃／分の昇温温度で室温から４５０℃まで昇温し、
昇温後同温度で３０分焼成したところ無色透明でクラッ
クのないシリカ系被膜が得られた。該被膜の膜厚を測定
したところ０．５μｍであった。この被膜上にアルミニ
ウム被膜を１μｍの厚さにスパッタ法で形成し、この試
料の誘電率をＬＦインピーダンスメータを用いて周波数
１kHz〜１００kHzで測定したところ、２．５であった。
用塗布液をスピナーを用いて２０００rpmでシリコンウ
エハー上に回転塗布し、次に石英炉の中に入れ、窒素中
３０℃／分の昇温温度で室温から４５０℃まで昇温し、
昇温後同温度で３０分焼成したところ無色透明でクラッ
クのないシリカ系被膜が得られた。該被膜の膜厚を測定
したところ０．５μｍであった。この被膜上にアルミニ
ウム被膜を１μｍの厚さにスパッタ法で形成し、この試
料の誘電率をＬＦインピーダンスメータを用いて周波数
１kHz〜１００kHzで測定したところ、２．５であった。
【００２６】比較例１ メチルトリメトキシシラン１３３ｇ（０．９７４モル）
をイソプロパノール２６３ｇに溶解し、この溶液に燐酸
２．０２ｇを水５１．５ｇ（２．８６モル）に溶解した
溶液を、撹はん下で３０分かけて滴下した。滴下終了後
５時間撹はんした後、ポリシロキサン溶液を得た。この
時の分子量はポリスチレン換算、数平均分子量で１，２
００であり、分子量が１０，０００以上の成分の含有量
は１６重量％であった。
をイソプロパノール２６３ｇに溶解し、この溶液に燐酸
２．０２ｇを水５１．５ｇ（２．８６モル）に溶解した
溶液を、撹はん下で３０分かけて滴下した。滴下終了後
５時間撹はんした後、ポリシロキサン溶液を得た。この
時の分子量はポリスチレン換算、数平均分子量で１，２
００であり、分子量が１０，０００以上の成分の含有量
は１６重量％であった。
【００２７】このようにして得られたシリカ系被膜形成
用塗布液をスピナーを用いて２０００rpmでシリコンウ
エハー上に回転塗布し、次に石英炉の中に入れ、窒素中
３０℃／分の昇温温度で室温から４５０℃まで昇温し、
昇温後同温度で３０分焼成したところ無色透明でクラッ
クのないシリカ系被膜が得られた。該被膜の膜厚を測定
したところ０．４μｍであった。この被膜上にアルミニ
ウム被膜を１μｍの厚さにスパッタ法で形成し、この試
料の誘電率をＬＦインピーダンスメータを用いて周波数
１kHz〜１００kHzで測定したところ、２．８であった。
用塗布液をスピナーを用いて２０００rpmでシリコンウ
エハー上に回転塗布し、次に石英炉の中に入れ、窒素中
３０℃／分の昇温温度で室温から４５０℃まで昇温し、
昇温後同温度で３０分焼成したところ無色透明でクラッ
クのないシリカ系被膜が得られた。該被膜の膜厚を測定
したところ０．４μｍであった。この被膜上にアルミニ
ウム被膜を１μｍの厚さにスパッタ法で形成し、この試
料の誘電率をＬＦインピーダンスメータを用いて周波数
１kHz〜１００kHzで測定したところ、２．８であった。
【００２８】比較例２ テトラメトキシシラン２９．５ｇ（０．１９４モル）、
メチルトリメトキシシラン２６．４ｇ（０．１９４モ
ル）、ジメチルジメトキシシラン２３．３ｇ（０．１９
４モル）を酢酸プロピル１９２ｇに溶解し、この溶液に
マレイン酸０．３３１ｇ（２．８５×１０-3モル）ｇを
水３１．４ｇ（１．７５モル）に溶解した溶液を、撹は
ん下で３０分かけて滴下した。滴下終了後５時間撹はん
した後、ポリシロキサン溶液を得た。この時の分子量は
ポリスチレン換算、数平均分子量で９００であり、分子
量が１０，０００以上の成分の含有量は２重量％であっ
た。
メチルトリメトキシシラン２６．４ｇ（０．１９４モ
ル）、ジメチルジメトキシシラン２３．３ｇ（０．１９
４モル）を酢酸プロピル１９２ｇに溶解し、この溶液に
マレイン酸０．３３１ｇ（２．８５×１０-3モル）ｇを
水３１．４ｇ（１．７５モル）に溶解した溶液を、撹は
ん下で３０分かけて滴下した。滴下終了後５時間撹はん
した後、ポリシロキサン溶液を得た。この時の分子量は
ポリスチレン換算、数平均分子量で９００であり、分子
量が１０，０００以上の成分の含有量は２重量％であっ
た。
【００２９】このようにして得られたシリカ系被膜形成
用塗布液をスピナーを用いて２０００rpmでシリコンウ
エハー上に回転塗布し、次に石英炉の中に入れ、窒素中
３０℃／分の昇温温度で室温から４５０℃まで昇温し、
昇温後同温度で３０分焼成したところ無色透明でクラッ
クのないシリカ系被膜が得られた。該被膜の膜厚を測定
したところ０．２μｍであった。この被膜上にアルミニ
ウム被膜を１μｍの厚さにスパッタ法で形成し、この試
料の誘電率をＬＦインピーダンスメータを用いて周波数
１kHz〜１００kHzで測定したところ、２．８であった。
用塗布液をスピナーを用いて２０００rpmでシリコンウ
エハー上に回転塗布し、次に石英炉の中に入れ、窒素中
３０℃／分の昇温温度で室温から４５０℃まで昇温し、
昇温後同温度で３０分焼成したところ無色透明でクラッ
クのないシリカ系被膜が得られた。該被膜の膜厚を測定
したところ０．２μｍであった。この被膜上にアルミニ
ウム被膜を１μｍの厚さにスパッタ法で形成し、この試
料の誘電率をＬＦインピーダンスメータを用いて周波数
１kHz〜１００kHzで測定したところ、２．８であった。
【００３０】
【発明の効果】請求項１記載のシリカ系被膜形成用塗布
液は、成膜性が良好で低誘電率であるシリカ系被膜を製
造できるものである。請求項２記載のシリカ系被膜の製
造法は、成膜性が良好で低誘電率であるシリカ系被膜を
簡便に歩留まりよく製造できるものである。請求項３に
記載のシリカ系被膜は、膜の均一性が良好でかつ低誘電
率なものである。請求項４に記載の半導体装置は、膜の
均一性が良好でかつ低誘電率であるシリカ系被膜を有す
る信頼性の高いものである。
液は、成膜性が良好で低誘電率であるシリカ系被膜を製
造できるものである。請求項２記載のシリカ系被膜の製
造法は、成膜性が良好で低誘電率であるシリカ系被膜を
簡便に歩留まりよく製造できるものである。請求項３に
記載のシリカ系被膜は、膜の均一性が良好でかつ低誘電
率なものである。請求項４に記載の半導体装置は、膜の
均一性が良好でかつ低誘電率であるシリカ系被膜を有す
る信頼性の高いものである。
【図１】本発明の半導体装置の製造工程の一例を示す工
程図である。
程図である。
１ 基板 ２ 保護膜 ３ 第１導体層 ４ 層間絶縁膜 ５ 感光性樹脂層 ６Ａ、６Ｂ 窓 ７ 第２導体層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野部 茂 茨城県日立市東町四丁目13番１号 日立化 成工業株式会社山崎工場内 (72)発明者 阿部 芳首 千葉県野田市山崎1411−６ Ｆターム(参考） 4G072 AA25 FF09 GG02 HH30 MM01 QQ09 RR05 UU01 4J038 DL031 JA19 JA33 JA56 JA57 KA06 MA14 NA01 NA17 NA24 PA19 PB09 5F033 QQ11 QQ37 RR06 RR22 RR23 RR25 SS22 XX24 5F058 BA02 BA20 BC02 BF46 BJ02
Claims (4)
- 【請求項１】 （Ａ）一般式（Ｉ） 【化１】 （式中Ｒ1は、炭素数１〜６のアルキル基又は炭素数６
〜１０のアリール基を示し、複数個のＲ1は同一でも異
なっていてもよく、Ｒ2は、炭素数１〜１０のアルキル
基を示し、複数個のＲ2は同一でも異なっていてもよ
く、ｎは０〜２の整数である）で表されるアルコキシシ
ラン化合物の加水分解縮重合して製造された分子量１
０，０００以上のポリマを２０重量％以上含有するポリ
シロキサン及び（Ｂ）溶媒を含有してなるシリカ系被膜
形成用塗布液。 - 【請求項２】 請求項１記載のシリカ系被膜形成用塗布
液を基板上に塗布し、５０〜３５０℃で乾燥した後、窒
素雰囲気下２００〜６００℃で加熱硬化させてなるシリ
カ系被膜の製造法。 - 【請求項３】 請求項２記載の製造法により得られたシ
リカ系被膜。 - 【請求項４】 請求項３記載のシリカ系被膜を有する半
導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11078799A JP2000272915A (ja) | 1999-03-24 | 1999-03-24 | シリカ系被膜形成用塗布液、シリカ系被膜の製造法、シリカ系被膜及び半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11078799A JP2000272915A (ja) | 1999-03-24 | 1999-03-24 | シリカ系被膜形成用塗布液、シリカ系被膜の製造法、シリカ系被膜及び半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000272915A true JP2000272915A (ja) | 2000-10-03 |
Family
ID=13671921
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11078799A Pending JP2000272915A (ja) | 1999-03-24 | 1999-03-24 | シリカ系被膜形成用塗布液、シリカ系被膜の製造法、シリカ系被膜及び半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000272915A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0848416A (ja) * | 1994-08-03 | 1996-02-20 | Shinko Electric Co Ltd | 短剱状物品の整送装置 |
| JP2006213908A (ja) * | 2004-12-21 | 2006-08-17 | Hitachi Chem Co Ltd | シリカ系被膜形成用組成物、シリカ系被膜の形成方法、シリカ系被膜、及び、電子部品 |
| JPWO2006068181A1 (ja) * | 2004-12-21 | 2008-06-12 | 日立化成工業株式会社 | 被膜、シリカ系被膜及びその形成方法、シリカ系被膜形成用組成物、並びに電子部品 |
| JP2015108087A (ja) * | 2013-12-05 | 2015-06-11 | 東京応化工業株式会社 | シリカ系被膜形成用組成物及びこれを用いたシリカ系被膜の製造方法 |
-
1999
- 1999-03-24 JP JP11078799A patent/JP2000272915A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0848416A (ja) * | 1994-08-03 | 1996-02-20 | Shinko Electric Co Ltd | 短剱状物品の整送装置 |
| JP2006213908A (ja) * | 2004-12-21 | 2006-08-17 | Hitachi Chem Co Ltd | シリカ系被膜形成用組成物、シリカ系被膜の形成方法、シリカ系被膜、及び、電子部品 |
| JPWO2006068181A1 (ja) * | 2004-12-21 | 2008-06-12 | 日立化成工業株式会社 | 被膜、シリカ系被膜及びその形成方法、シリカ系被膜形成用組成物、並びに電子部品 |
| JP2015108087A (ja) * | 2013-12-05 | 2015-06-11 | 東京応化工業株式会社 | シリカ系被膜形成用組成物及びこれを用いたシリカ系被膜の製造方法 |
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