JP2006324352A

JP2006324352A - Organic inorganic matter complex, manufacturing method thereof, and semiconductor device

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Publication number: JP2006324352A
Application number: JP2005144508A
Authority: JP
Inventors: Kunio Hirata; 国男平田; Shigeki Nomura; 茂樹野村
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2005-05-17
Filing date: 2005-05-17
Publication date: 2006-11-30

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an organic inorganic matter complex excellent in mechanical intensity, heat resistance, and pliability; and to provide a manufacturing method of an organic inorganic matter complex, and a semiconductor device, along with the capability of materializing low dielectric constant in the case of applying it to an interlayer insulating film of a semiconductor device, an interlayer wiring insulating film, a passivation film, or the like. <P>SOLUTION: The organic inorganic matter complex consists of a structure unit shown in a general formula (1). In the formula, M expresses metal or silicon, X expresses -O- bond or OH, R<SP>1</SP>expresses a molecule chain group containing carbon atom of carbon number 1-20, R<SP>2</SP>expresses a methyl group, an ethyl group, a propyl group, or a phenyl group, and n1 and n2 express 0, 1, or 2. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体装置の層間絶縁膜や配線間絶縁膜、パッシベ−ション膜等に用いた場合に低誘電率化を実現することができ、かつ、機械的強度、耐熱性及び柔軟性に優れる有機無機複合体、有機無機複合体の製造方法及び半導体装置に関する。 The present invention can realize a low dielectric constant when used for an interlayer insulating film, an inter-wiring insulating film, a passivation film, etc. of a semiconductor device, and is excellent in mechanical strength, heat resistance and flexibility. The present invention relates to an organic-inorganic composite, an organic-inorganic composite manufacturing method, and a semiconductor device.

コンピュータ等の電子機器の著しい進展に伴い、半導体装置の微細化による高速化、軽量小型化、低消費電力化への要求が高まっている。これらの要求に応えるため、近年ＵＬＳＩ（超大規模集積回路）での微細化、高集積化が進められており、実現手段の１つとして、マイクロプロセッサ等の配線多層化による高集積化が行われている。 With remarkable progress of electronic devices such as computers, there are increasing demands for higher speed, lighter weight, and lower power consumption by miniaturization of semiconductor devices. In order to meet these demands, miniaturization and high integration in ULSI (ultra-large scale integrated circuit) have been promoted in recent years, and as one of means for realization, high integration by multi-layer wiring of a microprocessor or the like has been performed. ing.

配線多層化による高集積化を行う場合の最大の課題が層間絶縁膜の機能向上である。このような層間絶縁膜には、高絶縁性、配線間容量の低減、微細な配線スペースへの確実な成膜、表面の平坦化等の高機能が要求され、種々の検討がなされてきており、なかでも低誘電率化は大きな課題である。 The greatest problem in the case of high integration by multilayer wiring is improvement of the function of the interlayer insulating film. Such an interlayer insulating film is required to have high functions such as high insulation, reduction of capacitance between wiring, reliable film formation in a fine wiring space, and flattening of the surface, and various studies have been made. In particular, lowering the dielectric constant is a major issue.

また、半導体装置の表面を被覆保護する目的で形成されるパッシベ−ション膜についても、耐湿性等の機能が求められるとともに、パッベーション膜の上層にボンディングパッドが形成される場合や、再配列配線を形成するような場合には、パッベーション膜と下層配線との間の寄生容量が駆動速度低下の深刻な原因となるため、低誘電率化が求められている。 Also, a passivation film formed for the purpose of covering and protecting the surface of a semiconductor device is required to have a function such as moisture resistance, and when a bonding pad is formed on the upper layer of the passivation film, or a rearranged wiring In the case of forming, a parasitic capacitance between the passivation film and the lower layer wiring causes a serious decrease in driving speed, so that a low dielectric constant is required.

現在、層間絶縁膜や配線間絶縁膜、パッシベ−ション膜等に用いる絶縁材料としては、主として比誘電率ｋが約４．０の酸化ケイ素ＳｉＯ_２が使用されているが、更なる低誘電率化を求めて、比誘電率ｋが約３．７のフッ素ドープ酸化ケイ素や、比誘電率ｋが２．０〜２．７の有機高分子材料等の新材料を用いることが検討されている。
しかしながら、近年、半導体装置の高速化・高集積化が一層進行しており、これらの材料を用いた場合であっても、所望の誘電率を得ることができず、更なる低誘電率化が課題となっていた。 At present, silicon oxide SiO ₂ having a relative dielectric constant k of about 4.0 is mainly used as an insulating material for an interlayer insulating film, an inter-wiring insulating film, a passivation film and the like. In view of this, it has been studied to use new materials such as fluorine-doped silicon oxide having a relative dielectric constant k of about 3.7 and organic polymer materials having a relative dielectric constant k of 2.0 to 2.7. .
However, in recent years, higher speed and higher integration of semiconductor devices have progressed, and even when these materials are used, a desired dielectric constant cannot be obtained, and a further reduction in dielectric constant can be achieved. It was an issue.

一方、近年では、ガス中蒸発法を用いて成膜したケイ素超微粒子酸化膜（ＳｉＯｘ超微粒子膜）を低誘電率材料として用いることが検討されている。このようなＳｉＯｘ超微粒子膜は、ナノポーラス膜であり、比誘電率が１．８３という極めて低い誘電率を示すものも製造されている。 On the other hand, in recent years, it has been studied to use a silicon ultrafine particle oxide film (SiOx ultrafine particle film) formed by a gas evaporation method as a low dielectric constant material. Such a SiOx ultrafine particle film is a nanoporous film, and a film having a very low dielectric constant of 1.83 has been manufactured.

しかしながら、このようなナノポーラス膜としたＳｉＯｘ超微粒子膜では、吸湿性が高くなることから、使用環境下において比誘電率が増加するとともに、脆性となるために取り扱いが難しいという問題があった。また、成膜工程での工数が多く煩雑で、実用に供し得る程度のものではなかった。更に、高温下で膜形成を行う必要があることから、成膜時の熱により半導体装置の下地配線の劣化を生じたりするなどの問題もあった。
加えて、ＳｉＯｘ超微粒子膜は、空孔がランダムに開口した構造であるため、層間絶縁膜に使用すると、機械的強度が著しく低くなり、平坦化工程やパッケージング工程において、破損しやすく、半導体素子の信頼性低下の原因となっていた。 However, the SiOx ultrafine particle film as such a nanoporous film has high hygroscopicity, and thus has a problem that it is difficult to handle because it increases in relative permittivity in a use environment and becomes brittle. In addition, the number of steps in the film forming process is complicated and not practical. Furthermore, since it is necessary to form a film at a high temperature, there has been a problem that the base wiring of the semiconductor device is deteriorated by heat at the time of film formation.
In addition, since the SiOx ultrafine particle film has a structure in which vacancies are randomly opened, when used for an interlayer insulating film, the mechanical strength is remarkably lowered, and the semiconductor is easily damaged in the flattening process and the packaging process. This was a cause of deterioration in the reliability of the element.

これらの問題に対して、特許文献１には、下記一般式（１）〜（３）に示すようなアルコキシシランを加水分解、縮重合させて得られるシロキサンオリゴマーを含むシリカ系被膜形成用布液及びこれを用いたシリカ系被膜が開示されている。しかしながら、このようなシリカ系被膜では、単位体積あたりのケイ素−酸素結合が多くなるため、そのままでは低い誘電率が得られないという問題があった。また、犠牲物質として揮発性の有機物等を混入して膜の中に空孔を形成させようとしても均一な大きさの空孔が得られにくいという問題があった。 In order to solve these problems, Patent Document 1 discloses a silica-based film-forming cloth liquid containing a siloxane oligomer obtained by hydrolyzing and polycondensing alkoxysilanes as shown in the following general formulas (1) to (3). And a silica-based coating using the same. However, such a silica-based film has a problem that a low dielectric constant cannot be obtained as it is because the number of silicon-oxygen bonds per unit volume increases. In addition, there is a problem that even when a volatile organic substance or the like is mixed as a sacrificial material to form vacancies in the film, it is difficult to obtain vacancies of a uniform size.

一方、半導体装置の層間絶縁膜、パッシベーション膜等として用いる場合、温度変化や、機械的衝撃に対する緩衝作用も重大な課題であり、柔軟性や可撓性が、半導体装置全体としての歩留まりに大きな影響を与えるものとなっている。
従って、層間絶縁膜や配線間絶縁膜、パッシベ−ション膜等に用いられる絶縁材料として、機械的強度、耐熱性及び柔軟性を有しつつ、誘電率の低いものが必要とされていた。 On the other hand, when used as an interlayer insulating film, passivation film, etc. of semiconductor devices, temperature change and buffering action against mechanical shock are also important issues, and flexibility and flexibility greatly affect the yield of the entire semiconductor device. It is to give.
Therefore, an insulating material used for an interlayer insulating film, an inter-wiring insulating film, a passivation film and the like has a low dielectric constant while having mechanical strength, heat resistance and flexibility.

特開２０００−４４８７４号公報JP 2000-44874 A

本発明は、上記現状に鑑み、半導体装置の層間絶縁膜や配線間絶縁膜、パッシベ−ション膜等に用いた場合に低誘電率化を実現することができ、かつ、機械的強度、耐熱性及び柔軟性に優れる有機無機複合体、有機無機複合体の製造方法及び半導体装置に関する。 In view of the above situation, the present invention can realize a low dielectric constant when used for an interlayer insulating film, an inter-wiring insulating film, a passivation film, etc. of a semiconductor device, and has mechanical strength and heat resistance. The present invention also relates to an organic-inorganic composite having excellent flexibility, a method for producing the organic-inorganic composite, and a semiconductor device.

本発明は、下記一般式（４）を有する構造単位を有する樹脂からなる有機無機複合体である。
以下に本発明を詳述する。 The present invention is an organic-inorganic composite comprising a resin having a structural unit having the following general formula (4).
The present invention is described in detail below.

式中、Ｍは金属又はケイ素、Ｘは−Ｏ−結合又はＯＨ、Ｒ^１は炭素数１〜２０の炭素原子含有分子鎖基、Ｒ^２はメチル基、エチル基、プロピル基又はフェニル基を表し、ｎ１及びｎ２は０、１又は２である。

In the formula, M represents a metal or silicon, X represents a —O— bond or OH, R ¹ represents a carbon atom-containing molecular chain group having 1 to 20 carbon atoms, R ² represents a methyl group, an ethyl group, a propyl group, or a phenyl group. , N1 and n2 are 0, 1 or 2.

本発明の有機無機複合体は、上記一般式（４）に示す構造単位からなるものである。
本発明の有機無機複合体は、上記一般式（４）に示す構造単位の両端にある金属−酸素結合の部分で架橋構造が形成されるため、半導体装置の絶縁材料として用いた場合に、炭素原子含有分子鎖基の鎖長に応じた空孔を安定して形成できるとともに、空孔がつぶれることなく必要な大きさの空孔を確保することができる。また、このような空孔が形成されることで、低誘電率化を実現できるとともに、柔軟性が向上することから、温度変化に際しても、機械的衝撃に対する緩衝作用が充分に大きく、信頼性の高い絶縁材料を提供することが可能となる。更に、充分な架橋密度を有することから、半導体装置の絶縁材料として用いた場合に、環境変化に対する大きな寸法変化が見られず、機械的強度の変化も少ないものとすることができるとともに、平坦性にも優れるものとすることができ、例えば、低圧力でも良好にＣＭＰ（ケミカルメカニカルポリッシング）を行うことができる。 The organic-inorganic composite of the present invention comprises a structural unit represented by the general formula (4).
In the organic-inorganic composite of the present invention, since a crosslinked structure is formed at the metal-oxygen bond portions at both ends of the structural unit represented by the general formula (4), when used as an insulating material of a semiconductor device, carbon It is possible to stably form vacancies according to the chain length of the atom-containing molecular chain group and to secure vacancies of a necessary size without collapsing the vacancies. In addition, the formation of such holes can realize a low dielectric constant and improve flexibility, so that the buffering action against mechanical shock is sufficiently large even in the case of temperature change, and the reliability is improved. It is possible to provide a high insulating material. Furthermore, since it has a sufficient crosslinking density, when used as an insulating material for a semiconductor device, a large dimensional change with respect to an environmental change is not observed, a change in mechanical strength can be reduced, and flatness can be achieved. For example, CMP (chemical mechanical polishing) can be performed satisfactorily even at a low pressure.

本発明の有機無機複合体は、Ｍに示す金属又はケイ素を有する。これにより、上記一般式（４）を有する構造単位の両端が金属／ケイ素−酸素の結合となり、強酸や高温高湿環境下でも安定なものとすることができる。
上記金属としては、例えば、アルミニウム、チタン、ジルコニウム等が挙げられる。
また、上記Ｍはケイ素であることが好ましい。上記Ｍをケイ素とすることで、更に安定なものとすることができる。また、半導体装置に用いた場合に悪影響を与えることがない。 The organic-inorganic composite of the present invention has a metal represented by M or silicon. Thereby, both ends of the structural unit having the general formula (4) become a metal / silicon-oxygen bond, and can be stable even in a strong acid or high-temperature and high-humidity environment.
Examples of the metal include aluminum, titanium, and zirconium.
The M is preferably silicon. When M is silicon, it can be made more stable. Further, there is no adverse effect when used in a semiconductor device.

本発明の有機無機複合体は、上記Ｍとして、ケイ素と、金属、リン、ホウ素等とを併用してもよい。なお、この場合、ケイ素の原子比率は、５０モル％以上であることが好ましい。 In the organic-inorganic composite of the present invention, as M, silicon may be used in combination with metal, phosphorus, boron or the like. In this case, the atomic ratio of silicon is preferably 50 mol% or more.

本発明の有機無機複合体は、上記Ｒ^１に示す炭素原子含有分子鎖基を有する。
これにより、本発明の有機無機複合体に、柔軟性、膜物性を付与することができる。
また、ヘテロ原子を有する場合と異なり、酸や熱等の影響を受けることなく、極めて安定な有機無機複合体とすることができる。
上記Ｒ^１に示す炭素原子含有分子鎖基の炭素原子含有分子鎖としては、特に限定されず、例えば、アルキレン鎖、芳香族含有鎖等が挙げられる。 Organic-inorganic composite of the present invention, having a carbon atom-containing molecular chain group represented by the above R ^1.
Thereby, a softness | flexibility and film | membrane physical property can be provided to the organic inorganic composite of this invention.
Moreover, unlike the case of having a hetero atom, it can be made into an extremely stable organic-inorganic composite without being affected by acid or heat.
The carbon atom-containing molecular chain of carbon atoms containing molecular chain group represented by the above R ^1, is not particularly limited, for example, an alkylene chain, an aromatic-containing chain or the like.

上記Ｒ^１は下記一般式（５）に示すものであることが好ましい。
上記Ｒ^１が、分岐鎖を有する場合には、架橋間を結ぶ結合が切断される可能性があるが、上記のように、Ｒ^１を直鎖状のポリメチレン鎖とすることで、種々の外的因子に対して安定なものとすることができ、かつ、炭化水素鎖の疎水性により、耐湿特性が向上して、優れた絶縁材料とすることができる。
また、直鎖状のポリメチレン鎖は、屈曲可能な構造であるため、適度の柔軟性を付与することが可能であり、緻密性等の調整も可能である。なお、本発明の有機無機複合体では、上記ポリメチレン鎖の分子長を調整することによって、柔軟性の程度を調整することが可能となる。 R ¹ is preferably the ^one represented by the following general formula (5).
When R ¹ has a branched chain, the bond between the bridges may be cut. However, as described above, by forming R ¹ as a linear polymethylene chain, In addition, the moisture resistance is improved by the hydrophobicity of the hydrocarbon chain, and an excellent insulating material can be obtained.
In addition, since the linear polymethylene chain has a bendable structure, it can be imparted with appropriate flexibility and can be adjusted in terms of denseness. In the organic-inorganic composite of the present invention, the degree of flexibility can be adjusted by adjusting the molecular length of the polymethylene chain.

本発明の有機無機複合体において、上記Ｒ^１は、炭素数の下限が１、上限が２０である。
２０を超えると、架橋が不充分となり、有機無機複合体の耐熱性及び機械的強度が低下する。好ましい下限は８である。 In the organic-inorganic composite of the present invention, R ¹ has a lower limit of 1 and an upper limit of 20 carbon atoms.
If it exceeds 20, crosslinking will be insufficient, and the heat resistance and mechanical strength of the organic-inorganic composite will be reduced. A preferred lower limit is 8.

また、本発明の有機無機複合体は、下記一般式（６）に示す構造単位を有することが好ましい。
下記一般式（６）に示す構造単位は、メチレンが８連鎖した構造体であるため、このような構成単位を有する有機無機複合体は、原料を容易に入手することができる。また、上記一般式（６）に示す構造単位の両末端にＳｉ−Ｏ架橋構造を有する有機無機複合体は、絶縁体の基本架橋構造体として極めて安定であり、かつ、有用なものとなる。 Moreover, it is preferable that the organic-inorganic composite of the present invention has a structural unit represented by the following general formula (6).
Since the structural unit represented by the following general formula (6) is a structure in which eight methylenes are linked, an organic-inorganic composite having such a structural unit can be easily obtained as a raw material. In addition, the organic-inorganic composite having the Si—O crosslinked structure at both ends of the structural unit represented by the general formula (6) is extremely stable and useful as a basic crosslinked structure of an insulator.

式中、Ｘは−Ｏ−結合又はＯＨを表し、ｎ１及びｎ２は０、１又は２である。

In the formula, X represents an -O- bond or OH, and n1 and n2 are 0, 1 or 2.

本発明の有機無機複合体は、構造の異なる上記一般式（４）に示す構造単位を混合して架橋したものであってもよい。例えば、ｎ１が０である構造単位と、ｎ２が１である構造単位とを混合して架橋したものを用いることにより、架橋密度等の調整が可能となり、その結果、膜の空隙構造、可撓性や柔軟性等を調整することが可能となる。
また、有機鎖長、置換基の種類等の異なる構造体を混合して架橋したものを用いることによっても物性の調整が可能となる。 The organic-inorganic composite of the present invention may be one obtained by mixing and crosslinking the structural units represented by the general formula (4) having different structures. For example, it is possible to adjust the crosslinking density and the like by mixing and crosslinking the structural unit in which n1 is 0 and the structural unit in which n2 is 1, and as a result, the void structure of the film, the flexibility It is possible to adjust properties and flexibility.
The physical properties can also be adjusted by using a cross-linked mixture of different structures such as organic chain lengths and types of substituents.

本発明の有機無機複合体の誘電率の好ましい上限は２．５である。２．５を超えると、半導体装置の絶縁材料として用いた場合に、微細化、高集積化を実現することができない。 A preferable upper limit of the dielectric constant of the organic-inorganic composite of the present invention is 2.5. If it exceeds 2.5, miniaturization and high integration cannot be realized when used as an insulating material for semiconductor devices.

本発明の有機無機複合体の数平均分子量の好ましい下限は５００、好ましい上限は３０万である。 The preferable lower limit of the number average molecular weight of the organic-inorganic composite of the present invention is 500, and the preferable upper limit is 300,000.

本発明の有機無機複合体は、例えば、複数の架橋性シリル基と前記架橋性シリル基に共有結合した炭素原子とを有する有機無機複合架橋性化合物及び有機溶媒の混合物からなる前駆体Ａと、触媒、有機物、水、界面活性剤及び有機溶媒の混合物からなる前駆体Ｂを調整する工程と、前記前駆体Ａと前記前駆体Ｂとを混合することにより、前記架橋性シリル基を加水分解、縮合させる縮合工程とを有する方法により製造することができる。このような有機無機複合体の製造方法もまた、本発明の１つである。 The organic-inorganic composite of the present invention includes, for example, a precursor A composed of a mixture of an organic-inorganic composite crosslinkable compound having a plurality of crosslinkable silyl groups and a carbon atom covalently bonded to the crosslinkable silyl group, and an organic solvent, A step of preparing a precursor B composed of a mixture of a catalyst, an organic substance, water, a surfactant and an organic solvent; and by mixing the precursor A and the precursor B, the crosslinkable silyl group is hydrolyzed. And a condensation step for condensation. Such a method for producing an organic-inorganic composite is also one aspect of the present invention.

本発明の有機無機複合体の製造方法では、まず、複数の架橋性シリル基と前記架橋性シリル基に共有結合した炭素原子とを有する有機無機複合架橋性化合物及び有機溶媒の混合物からなる前駆体Ａと、触媒、有機物、水、界面活性剤及び有機溶媒の混合物からなる前駆体Ｂを調整する工程を行う。 In the method for producing an organic / inorganic composite of the present invention, first, a precursor comprising a mixture of an organic / inorganic composite crosslinkable compound having a plurality of crosslinkable silyl groups and a carbon atom covalently bonded to the crosslinkable silyl group, and an organic solvent. A step of preparing a precursor B composed of a mixture of A and a catalyst, an organic substance, water, a surfactant and an organic solvent is performed.

上記前駆体Ａを調製する方法としては、例えば、上記有機無機複合架橋性化合物として１，８−ビス（ジエトキシメチルシリル）オクタンを、有機溶媒として、１−ブタノールを用い、これらを混合する方法を用いることができる。 As a method for preparing the precursor A, for example, 1,8-bis (diethoxymethylsilyl) octane is used as the organic-inorganic composite crosslinkable compound, 1-butanol is used as the organic solvent, and these are mixed. Can be used.

上記有機無機複合架橋性化合物は、複数の架橋性シリル基と前記架橋性シリル基に共有結合した炭素原子とを有するものであり、例えば、有機無機複合架橋性化合物は、下記一般式（７）に示す化合物であることが好ましい。 The organic-inorganic composite crosslinkable compound has a plurality of crosslinkable silyl groups and a carbon atom covalently bonded to the crosslinkable silyl group. For example, the organic-inorganic composite crosslinkable compound has the following general formula (7): It is preferable that it is a compound shown to these.

式中、Ｍは金属又はケイ素、Ｒ^１は炭素数１〜２０の炭素原子含有分子鎖基、Ｒ^２はメチル基、エチル基、プロピル基又はフェニル基、Ｒ^５はＣｌ、ＯＣＨ_３、ＯＣ_２Ｈ_５、ＯＣ_６Ｈ_５、ＯＨ又はＯＣＯＣＨ_３を表し、ｎ１及びｎ２は０、１又は２である。

In the formula, M is a metal or silicon, R ¹ is a carbon atom-containing molecular chain group having 1 to 20 carbon atoms, R ² is a methyl group, an ethyl group, a propyl group, or a phenyl group, R ⁵ is Cl, OCH ₃ , OC ₂ H ₅ , OC ₆ H ₅ , OH or OCOCH ₃ is represented, and n1 and n2 are 0, 1 or 2.

上記有機無機複合架橋性化合物では、上記Ｒ^１に示す炭素原子含有分子鎖基の炭素数が８〜２０であることが好ましい。また、上記Ｍはケイ素であることが好ましい。 In the organic-inorganic composite crosslinkable compound, the carbon atom-containing molecular chain group represented by R ¹ preferably has 8 to 20 carbon atoms. The M is preferably silicon.

上記有機無機複合架橋性化合物は、上記一般式（７）に示す化合物の中でも、更に、下記一般式（８）に示す化合物であることが好ましい。 Among the compounds represented by the general formula (7), the organic-inorganic composite crosslinkable compound is preferably a compound represented by the following general formula (8).

式中、Ｒ^５はＯＣＨ_３又はＯＣ_２Ｈ_５を表し、ｎ１及びｎ２は０、１又は２である。

In the formula, R ⁵ represents OCH ₃ or OC ₂ H ₅ , and n1 and n2 are 0, 1 or 2.

前駆体Ａは、架橋性シリル基の数が異なる２種以上の有機無機複合架橋性化合物を含有することが好ましい。このような有機無機複合体の組み合わせとしては、例えば、１，８−ビス（ジエトキシメチルシリル）オクタンと１，８−ビス（トリエトキシシリル）オクタンとの組み合わせ等が挙げられる。これにより、架橋密度等の調整が可能となり、その結果、膜の空隙構造、可撓性や柔軟性等を調整することが可能となる。 The precursor A preferably contains two or more organic-inorganic composite crosslinkable compounds having different numbers of crosslinkable silyl groups. Examples of such a combination of organic and inorganic composites include a combination of 1,8-bis (diethoxymethylsilyl) octane and 1,8-bis (triethoxysilyl) octane. This makes it possible to adjust the crosslinking density and the like, and as a result, it is possible to adjust the void structure, flexibility, flexibility, etc. of the film.

上記架橋性シリル基としては、加水分解性シリル基を挙げることができ、上記加水分解性シリル基としては、例えば、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、フェノキシ等のアルコキシ基が直接ケイ素原子に結合したアルコキシシリル基、塩素等のハロゲンがケイ素原子に結合したハロゲン化シリル基、更にアセトキシ基等のカルボキシシリル基等が挙げられる。更に、予め加水分解されたシラノール基、シラノレート基等を用いることができ、この場合には加水分解は不要であり、縮合反応のみを行えばよい。 Examples of the crosslinkable silyl group include a hydrolyzable silyl group. Examples of the hydrolyzable silyl group include an alkoxysilyl group in which an alkoxy group such as methoxy, ethoxy, propoxy, phenoxy or the like is directly bonded to a silicon atom. And a halogenated silyl group in which a halogen such as chlorine is bonded to a silicon atom, and a carboxysilyl group such as an acetoxy group. Furthermore, a silanol group, a silanolate group or the like that has been hydrolyzed in advance can be used. In this case, hydrolysis is unnecessary, and only a condensation reaction may be performed.

上記有機無機複合架橋性化合物は、数平均分子量の好ましい下限が３００、好ましい上限が５１０である。３００未満であると、架橋密度が高くなって絶縁膜中に充分な空孔を確保できなくなり誘電率が低くならないことがあり、５１０を超えると、架橋密度が低くなって絶縁膜の機械的強度が弱くなることがある。 The organic inorganic composite crosslinkable compound has a preferred lower limit of number average molecular weight of 300 and a preferred upper limit of 510. If it is less than 300, the crosslinking density becomes high and sufficient pores cannot be secured in the insulating film and the dielectric constant may not be lowered. If it exceeds 510, the crosslinking density becomes low and the mechanical strength of the insulating film is reduced. May become weaker.

上記前駆体Ｂを調製する方法としては、例えば、上記触媒としてテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド、上記有機物としてポリエチレングリコールモノメチルエーテル３５０、有機溶媒として、１−ブタノールを用い、これらを公知の界面活性剤及び水と混合する方法を用いることができる。 Examples of the method for preparing the precursor B include tetramethylammonium hydroxide as the catalyst, polyethylene glycol monomethyl ether 350 as the organic substance, and 1-butanol as the organic solvent. The method of mixing with can be used.

上記触媒としては、塩基性触媒が好ましく、具体的には例えば、アンモニア、水酸化ナトリウム、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド（ＴＭＡＨ）、テトラプロピルアンモニウムハイドロオキサイド等が挙げられる。 The catalyst is preferably a basic catalyst, and specific examples include ammonia, sodium hydroxide, tetramethylammonium hydroxide (TMAH), tetrapropylammonium hydroxide, and the like.

上記有機物としては、エーテル類が好ましく、具体的には例えば、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル３５０等が挙げられる。なお、上記有機物は、上記有機無機複合架橋性化合物との相溶性が良く、数平均分子量が同程度の物質が好ましい。 As the organic substance, ethers are preferable, and specific examples include polyethylene glycol monomethyl ether 350 and the like. The organic substance is preferably a substance having good compatibility with the organic-inorganic composite crosslinkable compound and having the same number average molecular weight.

上記界面活性剤としては、公知のものを用いることができる。また、上記前駆体Ｂは、上記水を添加することで、後の加水分解・縮合を効率的に行うことができる。 As the surfactant, a known one can be used. In addition, the precursor B can efficiently perform subsequent hydrolysis and condensation by adding the water.

上記前駆体Ａ及び前駆体Ｂに用いられる有機溶媒としては、例えば、１−ブタノール、ｉｓｏ−ブタノール等が挙げられる。
また、上記有機溶媒の沸点の好ましい下限は１００℃、好ましい上限は１３０℃である。
１００℃未満であると、スピンコートによる塗布時に放射状のスジが発生し、塗布膜の平坦性が損なわれることがある。１３０℃を超えると、前駆体の相溶性が悪くなり、均質な塗布膜が得られないことがある。 Examples of the organic solvent used for the precursor A and the precursor B include 1-butanol and iso-butanol.
Moreover, the preferable minimum of the boiling point of the said organic solvent is 100 degreeC, and a preferable upper limit is 130 degreeC.
When the temperature is lower than 100 ° C., radial streaks are generated during application by spin coating, and the flatness of the coating film may be impaired. When it exceeds 130 ° C., the compatibility of the precursor is deteriorated, and a uniform coating film may not be obtained.

本発明の有機無機複合体の製造方法では、次いで、前記前駆体Ａと前駆体Ｂとを混合することにより、前記架橋性シリル基を加水分解、縮合させる縮合工程を行う。これにより、例えば、Ｓｉ−Ｏからなる架橋体を形成され、有機無機複合体が作製される。 Next, in the method for producing an organic-inorganic composite of the present invention, the precursor A and the precursor B are mixed to perform a condensation step of hydrolyzing and condensing the crosslinkable silyl group. Thereby, for example, a crosslinked body made of Si—O is formed, and an organic-inorganic composite is produced.

このようにして得られた有機無機複合体を基体上に成膜する工程を行った後、成膜した前記有機無機複合体を焼成する工程を行うことにより、層間絶縁膜を形成することができる。
このような層間絶縁膜の形成方法もまた本発明の１つである。 An interlayer insulating film can be formed by performing a step of depositing the organic-inorganic composite thus obtained on a substrate and then performing a step of firing the formed organic-inorganic composite. .
Such a method for forming an interlayer insulating film is also one aspect of the present invention.

上記有機無機複合体を基体上に成膜する工程では、有機無機複合体を１００℃〜１２０℃の任意の温度でベークし、更に４００℃〜４２５℃の任意の温度でキュアすることにより、目的とする膜を得ることができる。本工程における加温方法としてはオーブンによる加圧加熱等、公知の方法が使用可能である。具体的には例えば、通常の熱源による加熱の他、遠赤外線加熱、電磁誘導加熱、マイクロ波加熱等を用いることができる。なお、加熱の際は、有機無機複合体を使用温度以上の高温で加熱することが好ましい。 In the step of forming the organic-inorganic composite on the substrate, the organic-inorganic composite is baked at an arbitrary temperature of 100 ° C. to 120 ° C. and further cured at an arbitrary temperature of 400 ° C. to 425 ° C. Can be obtained. As a heating method in this step, a known method such as pressure heating with an oven can be used. Specifically, for example, far-infrared heating, electromagnetic induction heating, microwave heating, or the like can be used in addition to heating with a normal heat source. In addition, in the case of a heating, it is preferable to heat an organic inorganic composite at high temperature beyond use temperature.

本発明の層間絶縁膜の形成方法では、必要に応じて、成膜された膜を水洗いしてもよい。その際用いる水としては、蒸留水、イオン交換水等金属イオンを含まないものが好ましい。
また、このようにして成膜された膜に、紫外線や電子線を照射し、更に架橋させるようにしてもよい。 In the method for forming an interlayer insulating film of the present invention, the formed film may be washed with water as necessary. As water used in that case, water containing no metal ions such as distilled water and ion-exchanged water is preferable.
Further, the film thus formed may be irradiated with ultraviolet rays or an electron beam to be further crosslinked.

このようにして形成された層間絶縁膜を、半導体基板又は半導体基板上に形成された第１の配線導体と、第２の配線導体との間に介在させることで、半導体装置とすることができる。このような半導体装置もまた本発明の１つである。
また、本発明の有機無機複合体からなるパッシベーション膜を用いてなる半導体装置もまた本発明の１つである。 By interposing the interlayer insulating film thus formed between the first wiring conductor formed on the semiconductor substrate or the semiconductor substrate and the second wiring conductor, a semiconductor device can be obtained. . Such a semiconductor device is also one aspect of the present invention.
Further, a semiconductor device using a passivation film made of the organic-inorganic composite of the present invention is also one aspect of the present invention.

本発明の半導体装置は、層間絶縁膜の誘電率の低減を図ることが可能となるため、層間容量の低減をはかり、高速駆動の半導体装置を提供することが可能となる。また、耐湿性も高いものとなる。更に、低温下での形成が可能であるため、下地に影響を与えることなく信頼性の高い膜を形成することが可能となる。 Since the semiconductor device of the present invention can reduce the dielectric constant of the interlayer insulating film, the interlayer capacitance can be reduced and a semiconductor device driven at high speed can be provided. Also, the moisture resistance is high. Furthermore, since it can be formed at a low temperature, a highly reliable film can be formed without affecting the base.

本発明によれば、半導体装置の層間絶縁膜や配線間絶縁膜、パッシベ−ション膜等に用いた場合に低誘電率化を実現することができ、かつ、機械的強度、耐熱性及び柔軟性に優れる有機無機複合体を提供することができる。 According to the present invention, when used for an interlayer insulating film, an inter-wiring insulating film, a passivation film, etc. of a semiconductor device, a low dielectric constant can be realized, and mechanical strength, heat resistance and flexibility can be realized. It is possible to provide an organic-inorganic composite that is excellent in resistance.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
本発明の第１の実施の形態として、本発明を層間絶縁膜として用いたＭＯＳＦＥＴを含む半導体集積回路を備えた半導体装置について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
As a first embodiment of the present invention, a semiconductor device including a semiconductor integrated circuit including a MOSFET using the present invention as an interlayer insulating film will be described.

図１は、本発明を用いた半導体装置の一例を模式的に示す断面図である。
この半導体装置は、図１に示すように、素子分離のための絶縁膜２を形成したシリコン基板１にＭＯＳＦＥＴ等の素子領域を形成するとともに、表面に多層配線を形成してなるもので、この層間絶縁膜７として、本発明の有機無機複合体を用いた低誘電率薄膜を使用することを特徴とするものである。 FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an example of a semiconductor device using the present invention.
As shown in FIG. 1, this semiconductor device has an element region such as a MOSFET formed on a silicon substrate 1 on which an insulating film 2 for element isolation is formed, and a multilayer wiring formed on the surface. As the interlayer insulating film 7, a low dielectric constant thin film using the organic-inorganic composite of the present invention is used.

この半導体装置は、シリコン基板１表面に形成されたゲート酸化膜３を介して形成されたゲート電極４と、低濃度不純物拡散領域５ａ、５ｂ，高濃度不純物拡散領域６ａ、６ｂからなるＬＤＤ構造のソース・ドレイン領域とで構成されたＭＯＳＦＥＴと、ソース・ドレイン領域の一方にコンタクトする第１層配線８と、本発明の低誘電率薄膜からなる層間絶縁膜に形成した、コンタクトホール９を介して形成された第２層配線１０とを具備してなるものである。なお、１１はこの半導体装置を被覆するように形成された膜である。 This semiconductor device has an LDD structure composed of a gate electrode 4 formed through a gate oxide film 3 formed on the surface of a silicon substrate 1, low concentration impurity diffusion regions 5a and 5b, and high concentration impurity diffusion regions 6a and 6b. Via a contact hole 9 formed in a MOSFET composed of a source / drain region, a first layer wiring 8 in contact with one of the source / drain regions, and an interlayer insulating film made of the low dielectric constant thin film of the present invention. The second-layer wiring 10 formed is provided. Reference numeral 11 denotes a film formed so as to cover the semiconductor device.

次に、このような半導体装置の製造方法について説明する。
図２（ａ）〜（ｅ）は、半導体装置の製造工程を模式的に示す断面図である。
まず、シリコン基板１表面にゲート酸化膜３を介してゲート電極４を形成する。そして、このゲート電極４をマスクとして不純物拡散を行いソース・ドレイン領域を構成する低濃度不純物拡散領域５ａ、５ｂを形成する（図２（ａ））。 Next, a method for manufacturing such a semiconductor device will be described.
2A to 2E are cross-sectional views schematically showing the manufacturing process of the semiconductor device.
First, the gate electrode 4 is formed on the surface of the silicon substrate 1 via the gate oxide film 3. Then, impurity diffusion is performed using the gate electrode 4 as a mask to form low-concentration impurity diffusion regions 5a and 5b constituting the source / drain regions (FIG. 2A).

続いて、ＣＶＤ法を用いて、この上層に酸化ケイ素膜を形成し、異方性エッチングを行い、ゲート電極の側壁にサイドウォール３ｓを形成する（図２（ｂ））。 Subsequently, a silicon oxide film is formed as an upper layer by CVD, and anisotropic etching is performed to form a sidewall 3s on the side wall of the gate electrode (FIG. 2B).

そして、サイドウォール３ｓの形成されたゲート電極４をマスクとして高濃度の不純物拡散を行い、高濃度不純物拡散領域６ａ、６ｂを形成し、ＬＤＤ構造のソース・ドレイン領域を形成する（図２（ｃ））。 Then, high-concentration impurity diffusion is performed using the gate electrode 4 with the sidewall 3s formed as a mask to form high-concentration impurity diffusion regions 6a and 6b, and source / drain regions having an LDD structure are formed (FIG. 2C). )).

次に、本発明の有機無機複合体被膜の形成方法を用いて、独立空孔構造の低誘電率薄膜である層間絶縁膜７を形成する（図２（ｄ））。 Next, using the method for forming an organic-inorganic composite film of the present invention, an interlayer insulating film 7 which is a low dielectric constant thin film having an independent pore structure is formed (FIG. 2D).

そして、低誘電率薄膜からなる層間絶縁膜７にフォトリソグラフィを用いてコンタクトホール９を形成した後、第２層配線１０を形成し（図２（ｅ））、層間絶縁膜７と同様の方法を用いて低誘電率薄膜からなる膜１１を形成する。 Then, a contact hole 9 is formed in the interlayer insulating film 7 made of a low dielectric constant thin film using photolithography, and then a second layer wiring 10 is formed (FIG. 2E), and the same method as the interlayer insulating film 7 is performed. Is used to form a film 11 made of a low dielectric constant thin film.

この方法によれば、優れた機械的強度を持ち、可撓性が高く、機械的強度の高い低誘電率薄膜を低温下で形成することができ、成膜時及び使用時において、膜自体のみならず、上層および下層の膜へのストレスを緩和する緩衝膜としても作用し、信頼性の高い半導体装置を提供することが可能となる。 According to this method, a low dielectric constant thin film having excellent mechanical strength, high flexibility, and high mechanical strength can be formed at a low temperature, and only the film itself can be formed at the time of film formation and use. In addition, it acts as a buffer film that relieves stress on the upper and lower layers, and a highly reliable semiconductor device can be provided.

なお、本実施形態では、半導体装置の層間絶縁膜への有機無機複合膜の適用例ついて説明したが、本発明は、シリコンデバイスのみならず、ＨＢＴ、半導体レーザなど化合物半導体を用いたデバイス、マイクロ波ＩＣなどの高周波デバイス、フィルムキャリア等を用いたマイクロ波伝送線路や多層プリント基板等にも適用可能である。 In this embodiment, the application example of the organic-inorganic composite film to the interlayer insulating film of the semiconductor device has been described. However, the present invention is not limited to a silicon device, but also a device using a compound semiconductor such as an HBT or a semiconductor laser, a micro The present invention can also be applied to a high-frequency device such as a wave IC, a microwave transmission line using a film carrier, a multilayer printed board, and the like.

また、本発明は、膜としてのみならずバルク体やテープ状体として形成し、半導体装置に貼着するものとして使用することもできる。 In addition, the present invention can be used not only as a film but also as a bulk body or a tape-like body and attached to a semiconductor device.

以下に本発明の実施例を挙げて更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

（実施例１）
１，７−オクタジエン（和光純薬社製）１１．０ｇと、ジエトキシメチルシラン（信越シリコン社製）２６．９ｇのトルエン溶液に、塩化白金酸（和光純薬社製）とジビニルテトラメチルジシロキサン（Ｇｅｌｅｓｔ社製）から調製したカルステッド触媒（Ｋａｒｓｔｅｄ：ＵＳＰ３７７５４５２）溶液０．０５ｍｍｏｌを混合し、３０℃の窒素雰囲気下で１昼夜攪拌した。得られた反応混合物を蒸留にて精製し、１，８−ビス（ジエトキシメチルシリル）オクタンを得た。なお、生成物の構造は１Ｈ−ＮＭＲ（Ｂｒｕｋｅｒ社製、核磁気共鳴分光機ＤＲＸ−３００）で確認した。
また、ジエトキシメチルシランの代わりにトリエトキシシランを用いた以外は同様な方法を用い、１，８−ビス（トリエトキシシリル）オクタンを得た。 Example 1
To a toluene solution of 11.0 g of 1,7-octadiene (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 26.9 g of diethoxymethylsilane (manufactured by Shin-Etsu Silicon Corporation), chloroplatinic acid (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and divinyltetramethyldi 0.05 mmol of a Karsted catalyst (Karsted: USP 3775452) solution prepared from siloxane (manufactured by Gelest) was mixed and stirred for one day in a nitrogen atmosphere at 30 ° C. The resulting reaction mixture was purified by distillation to obtain 1,8-bis (diethoxymethylsilyl) octane. The structure of the product was confirmed by 1H-NMR (manufactured by Bruker, nuclear magnetic resonance spectrometer DRX-300).
Further, 1,8-bis (triethoxysilyl) octane was obtained using the same method except that triethoxysilane was used instead of diethoxymethylsilane.

そして、１．８−ビス（ジエトキシメチルシリル）オクタン０．３５ｇと、１，８−ビス（トリエトキシシリル）オクタン０．１５ｇとを１−ブタノール２．０ｇに溶解し、前駆体Ａを調製した。 A precursor A is prepared by dissolving 0.35 g of 1.8-bis (diethoxymethylsilyl) octane and 0.15 g of 1,8-bis (triethoxysilyl) octane in 2.0 g of 1-butanol. did.

次いで、２５％のテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液を０．１４ｇ、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル３５０を０．１ｇ、及び、界面活性剤（Ｔｗｅｅｎ２０）を１−ブタノールで２倍に希釈した溶液を０．０５ｇを混合した混合物に１−ブタノール２．５ｇに加え、前駆体Ｂを調製した。
そして、前駆体Ａと前駆体Ｂとを室温で２２時間攪拌し、前駆体溶液を形成した。この前駆体溶液をスピンコート法（３０００ｒｐｍ、２０秒間）により半導体装置表面に塗布し、１２０℃にて１時間、更に窒素雰囲気下、４００℃で２時間焼成して、低誘電率薄膜を形成した。 Next, 0.14 g of 25% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution, 0.1 g of polyethylene glycol monomethyl ether 350, and 0.05 g of a solution obtained by diluting a surfactant (Tween 20) with 1-butanol twice. Precursor B was prepared by adding 2.5 g of 1-butanol to the mixed mixture.
And the precursor A and the precursor B were stirred at room temperature for 22 hours, and the precursor solution was formed. This precursor solution was applied to the surface of the semiconductor device by spin coating (3000 rpm, 20 seconds) and baked at 120 ° C. for 1 hour and further in a nitrogen atmosphere at 400 ° C. for 2 hours to form a low dielectric constant thin film. .

次いで、第２層配線１０を形成したのち、最後に同様の方法を用いて膜１１を形成することにより、半導体装置を作製した。 Next, after the second layer wiring 10 was formed, the semiconductor device was manufactured by finally forming the film 11 using the same method.

（比較例１）
ジエトキシジメチルシラン０．３５ｇとトリエトキシメチルシラン０．１５ｇとを１−ブタノール２．０ｇに溶解し、前駆体Ａを調製した。次いで、２５％のテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液を２．６４ｇ、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル３５０を０．１ｇ、及び、界面活性剤（Ｔｗｅｅｎ２０）を１−ブタノールで２倍に希釈した溶液を０．０５ｇを混合した混合物に１−ブタノール２．５ｇに加え、前駆体Ｂを調製した。 (Comparative Example 1)
Precursor A was prepared by dissolving 0.35 g of diethoxydimethylsilane and 0.15 g of triethoxymethylsilane in 2.0 g of 1-butanol. Next, 2.64 g of 25% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution, 0.1 g of polyethylene glycol monomethyl ether 350, and 0.05 g of a solution obtained by diluting a surfactant (Tween 20) with 1-butanol twice. Precursor B was prepared by adding 2.5 g of 1-butanol to the mixed mixture.

そして、前駆体Ａと前駆体Ｂとを室温で２２時間攪拌し、前駆体溶液を形成した。この前駆体溶液をスピンコート法（３０００ｒｐｍ、２０秒間）により半導体装置表面に塗布し、１２０℃にて１時間、更に窒素雰囲気下、４００℃で２時間焼成して、低誘電率薄膜を形成した。 And the precursor A and the precursor B were stirred at room temperature for 22 hours, and the precursor solution was formed. This precursor solution was applied to the surface of the semiconductor device by spin coating (3000 rpm, 20 seconds) and baked at 120 ° C. for 1 hour and further in a nitrogen atmosphere at 400 ° C. for 2 hours to form a low dielectric constant thin film. .

（評価）
実施例１及び比較例１で得られた半導体装置について、以下の評価方法で評価した。ただし、比較例１で得られた半導体装置では、ムラが多く均質な膜が得られなかったため、誘電率及びヤング率の測定を行わなかった。結果を表１に示した。 (Evaluation)
The semiconductor devices obtained in Example 1 and Comparative Example 1 were evaluated by the following evaluation methods. However, the semiconductor device obtained in Comparative Example 1 was not measured for dielectric constant and Young's modulus because a uniform film with many irregularities could not be obtained. The results are shown in Table 1.

（１）誘電率
インピーダンス測定器（ネットワークアナライザ・ヒューレットパッカード製、ＨＰ４１９５Ａ）を用い、半導体装置に形成された層間絶縁膜の周波数１００ｋＨｚでの誘電率を測定した。 (1) The dielectric constant at a frequency of 100 kHz of the interlayer insulating film formed on the semiconductor device was measured using a dielectric constant impedance measuring device (HP4195A, manufactured by Hewlett-Packard, a network analyzer).

（２）ヤング率
ナノインデンテータ（ＭＴＳＳｙｓｔｅｍＣｏｒｐ．社製、ＮａｎｏＩｎｄｅｎｔｅｒ）を用い、ヤング率を測定した。 (2) Young's modulus was measured using a nanoindentator (manufactured by MTS System Corp., Nano Indenter).

本発明によれば、半導体装置の層間絶縁膜や配線間絶縁膜、パッシベ−ション膜等に用いた場合に低誘電率化を実現することができ、かつ、機械的強度、耐熱性及び柔軟性に優れる有機無機複合体、有機無機複合体の製造方法及び半導体装置を提供できる。 According to the present invention, when used for an interlayer insulating film, an inter-wiring insulating film, a passivation film, etc. of a semiconductor device, a low dielectric constant can be realized, and mechanical strength, heat resistance and flexibility can be realized. An organic-inorganic composite, an organic-inorganic composite manufacturing method, and a semiconductor device can be provided.

本発明の実施の形態の半導体装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the semiconductor device of embodiment of this invention. 本発明の実施の形態の半導体装置の製造工程図である。It is a manufacturing process figure of the semiconductor device of an embodiment of the invention.

符号の説明Explanation of symbols

１シリコン基板
２絶縁膜
３ゲート酸化膜
４ゲート電極
５ａ、５ｂ低濃度不純物拡散領域（ソース・ドレイン領域）
６ａ、６ｂ高濃度不純物拡散領域（ソース・ドレイン領域）
７層間絶縁膜
８第１層配線
９コンタクトホール
１０第2層配線
１１膜 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Silicon substrate 2 Insulating film 3 Gate oxide film 4 Gate electrodes 5a and 5b Low concentration impurity diffusion region (source / drain region)
6a, 6b High concentration impurity diffusion region (source / drain region)
7 Interlayer insulating film 8 First layer wiring 9 Contact hole 10 Second layer wiring 11 Film

Claims

下記一般式（１）に示す構造単位からなることを特徴とする有機無機複合体。

式中、Ｍは金属又はケイ素、Ｘは−Ｏ−結合又はＯＨ、Ｒ^１は炭素数１〜２０の炭素原子含有分子鎖基、Ｒ^２はメチル基、エチル基、プロピル基又はフェニル基を表し、ｎ１及びｎ２は０、１又は２である。 An organic-inorganic composite comprising a structural unit represented by the following general formula (1).

Ｍは、ケイ素であることを特徴とする請求項１記載の有機無機複合体。 The organic-inorganic composite according to claim 1, wherein M is silicon.

Ｒ^１は、炭素数１〜２０の炭素原子含有分子鎖基であることを特徴とする請求項１又は２記載の有機無機複合体。 The organic-inorganic composite according to claim ¹ , wherein R ¹ is a carbon atom-containing molecular chain group having 1 to 20 carbon atoms.

数平均分子量が５００〜３０万であることを特徴とする請求項１、２又は３記載の有機無機複合体。 The organic-inorganic composite according to claim 1, wherein the number average molecular weight is 500 to 300,000.

複数の架橋性シリル基と前記架橋性シリル基に共有結合した炭素原子とを有する有機無機複合架橋性化合物及び有機溶媒の混合物からなる前駆体Ａと、触媒、有機物、水、界面活性剤及び有機溶媒の混合物からなる前駆体Ｂを調整する工程と、
前記前駆体Ａと前記前駆体Ｂとを混合することにより、前記架橋性シリル基を加水分解、縮合させる縮合工程とを有する
ことを特徴とする有機無機複合体の製造方法。 Precursor A composed of a mixture of an organic-inorganic composite crosslinkable compound and an organic solvent having a plurality of crosslinkable silyl groups and a carbon atom covalently bonded to the crosslinkable silyl group, and a catalyst, organic matter, water, surfactant and organic Preparing a precursor B comprising a mixture of solvents;
A method for producing an organic-inorganic composite comprising a condensation step of hydrolyzing and condensing the crosslinkable silyl group by mixing the precursor A and the precursor B.

前駆体Ａは、架橋性シリル基の数が異なる２種以上の有機無機複合架橋性化合物を含有することを特徴とする請求項５記載の有機無機複合体の製造方法。 6. The method for producing an organic-inorganic composite according to claim 5, wherein the precursor A contains two or more organic-inorganic composite crosslinkable compounds having different numbers of crosslinkable silyl groups.

有機無機複合架橋性化合物は、下記一般式（２）に示す化合物であることを特徴とする請求項５又は６記載の有機無機複合体の製造方法。

式中、Ｍは金属又はケイ素、Ｒ^１は炭素数１〜２０の炭素原子含有分子鎖基、Ｒ^２はメチル基、エチル基、プロピル基又はフェニル基、Ｒ^５はＣｌ、ＯＣＨ_３、ＯＣ_２Ｈ_５、ＯＣ_６Ｈ_５、ＯＨ又はＯＣＯＣＨ_３を表し、ｎ１及びｎ２は０、１又は２である。 The method for producing an organic-inorganic composite according to claim 5 or 6, wherein the organic-inorganic composite crosslinkable compound is a compound represented by the following general formula (2).

有機無機複合架橋性化合物は、下記一般式（３）に示す化合物であることを特徴とする請求項７記載の有機無機複合体の製造方法。

式中、Ｒ^５はＯＣＨ_３又はＯＣ_２Ｈ_５を表し、ｎ１及びｎ２は０、１又は２である。 The method for producing an organic-inorganic composite according to claim 7, wherein the organic-inorganic composite crosslinkable compound is a compound represented by the following general formula (3).

有機無機複合架橋性化合物は、数平均分子量が３００〜５１０であることを特徴とする請求項５、６、７又は８記載の有機無機複合体の製造方法。 9. The method for producing an organic-inorganic composite according to claim 5, 6, 7 or 8, wherein the organic-inorganic composite crosslinkable compound has a number average molecular weight of 300 to 510.

触媒は、塩基性触媒であることを特徴とする請求項５、６、７、８又は９記載の有機無機複合体の製造方法。 10. The method for producing an organic-inorganic composite according to claim 5, 6, 7, 8, or 9, wherein the catalyst is a basic catalyst.

有機物は、エーテル類であることを特徴とする請求項５、６、７、８、９又は１０記載の有機無機複合体の製造方法。 The method for producing an organic-inorganic composite according to claim 5, 6, 7, 8, 9, or 10, wherein the organic substance is an ether.

前駆体Ａ及び前駆体Ｂは、沸点が１００℃〜１３０℃の有機溶媒を含有することを特徴とする請求項５、６、７、８、９、１０又は１１記載の有機無機複合体の製造方法。 The precursor A and the precursor B contain an organic solvent having a boiling point of 100 ° C to 130 ° C, The production of an organic-inorganic composite according to claim 5, 6, 7, 8, 9, 10 or 11 Method.

請求項１、２又は３記載の有機無機複合体を基体上に成膜する工程と、
成膜した前記有機無機複合体を焼成する工程とを有する
ことを特徴とする層間絶縁膜の形成方法。 Forming an organic-inorganic composite according to claim 1, 2 or 3 on a substrate;
And a step of firing the formed organic-inorganic composite.

請求項１、２又は３記載の有機無機複合体からなる層間絶縁膜を用いてなることを特徴とする半導体装置。 A semiconductor device comprising an interlayer insulating film comprising the organic-inorganic composite according to claim 1, 2 or 3.

請求項１、２又は３記載の有機無機複合体からなるパッシベーション膜を用いてなることを特徴とする半導体装置。 A semiconductor device comprising a passivation film comprising the organic-inorganic composite according to claim 1, 2 or 3.