JPH09283513A - Formation of insulating film - Google Patents
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- JPH09283513A JPH09283513A JP8666396A JP8666396A JPH09283513A JP H09283513 A JPH09283513 A JP H09283513A JP 8666396 A JP8666396 A JP 8666396A JP 8666396 A JP8666396 A JP 8666396A JP H09283513 A JPH09283513 A JP H09283513A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はたとえば半導体装置
の層間絶縁膜として用いられる低誘電率を有する絶縁膜
の形成方法に関し、特にその耐熱性を確保しながら膜厚
の面内均一性や微細な配線間スペースの埋め込み特性を
改善する方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of forming an insulating film having a low dielectric constant, which is used as an interlayer insulating film of a semiconductor device. The present invention relates to a method for improving the filling characteristics of a space between wirings.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年の半導体デバイス製造においては、
その高集積化，高機能化に伴い、基板上に層間絶縁膜を
介して配線膜を幾層にも積み上げる多層配線技術の採用
が必須となっている。多層配線を採用する場合、デザイ
ン・ルールの縮小と共に隣接配線同士あるいは上下配線
同士が接近してくると、比誘電率が約３．９と大きい従
来のＳｉＯｘ系層間絶縁膜では、配線間容量が大きくな
り過ぎる。そこで、特にデザイン・ルール０．２５μｍ
以降の世代では、比誘電率の低い層間絶縁膜（以下、低
誘電体膜と称する。）を用いて低電圧駆動，低消費電
力，高クロック周波数を実現することが検討されてい
る。2. Description of the Related Art In semiconductor device manufacturing in recent years,
Along with the higher integration and higher functionality, it is essential to employ a multi-layer wiring technology in which wiring films are stacked on the substrate through interlayer insulating films. When multi-layered wiring is adopted, when the design rule is reduced and adjacent wirings or upper and lower wirings come close to each other, the conventional inter-wiring capacitance of the conventional SiOx-based interlayer insulating film has a large relative dielectric constant of about 3.9. Grows too big. Therefore, especially design rule 0.25 μm
In the subsequent generations, it is considered to realize low voltage driving, low power consumption, and high clock frequency by using an interlayer insulating film having a low relative dielectric constant (hereinafter referred to as a low dielectric film).
【０００３】低誘電体膜としては、まずデザイン・ルー
ル０．３５〜０．２５μｍの世代向けとしてＳｉＯＦ膜
（比誘電率３．７〜３．２）が提案されているが、デザ
イン・ルール０．１８μｍの世代向けには比誘電率がさ
らに低い有機低誘電体膜が有望視されている。この有機
低誘電体膜としては、テトラフルオロエチレン誘導体
（比誘電率２．１〜１．９），フッ化ポリアリルエーテ
ル（同２．６），フッ化ポリパラキシリレン（同２．
４）等のフッ素系樹脂の他、有機ＳＯＧ（比誘電率３．
５〜３．０）、ポリイミド系樹脂膜（同３．５〜３．
０）、ベンゾシクロブテン系樹脂膜（同２．６）が代表
的である。これらの材料においては、側鎖に立体障害の
大きいアルキル基が結合されていることによる膜密度の
低下、および分子骨格に直鎖構造が含まれていることに
よるイオン分極の発生場所の局在化が、低誘電率化に寄
与している。As a low dielectric film, a SiOF film (relative permittivity 3.7 to 3.2) has been proposed for the generation of design rule 0.35 to 0.25 μm. For the 18 μm generation, an organic low-dielectric film having a lower relative dielectric constant is considered promising. As the organic low dielectric film, a tetrafluoroethylene derivative (relative permittivity of 2.1 to 1.9), a fluorinated polyallyl ether (2.6) and a fluorinated polyparaxylylene (2.
In addition to fluorine-based resins such as 4), organic SOG (relative permittivity 3.
5 to 3.0), a polyimide resin film (the same as 3.5 to 3.).
0) and a benzocyclobutene resin film (2.6) are typical. In these materials, the film density is reduced due to the bonding of alkyl groups with large steric hindrance to the side chain, and the localization of the site of ionic polarization due to the linear structure contained in the molecular skeleton. Contributes to lowering the dielectric constant.
【０００４】これらの有機低誘電体膜のいまひとつの重
要な特色は、半導体装置の構成材料として不可欠の耐熱
性を具備していることである。この耐熱性は、たとえば
有機ＳＯＧでは環状シロキサン骨格、ポリイミドではイ
ミド結合、ポリパラキシリレンにおいてはベンゼン環に
より付与されている。Another important feature of these organic low dielectric films is that they have heat resistance, which is indispensable as a constituent material of semiconductor devices. This heat resistance is imparted by, for example, a cyclic siloxane skeleton in organic SOG, an imide bond in polyimide, and a benzene ring in polyparaxylylene.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の有機
低誘電体膜が半導体基板上で耐熱性を発揮するために
は、成膜後にもその複雑な環状構造が維持されていなけ
ればならない。半導体基板上へ有機材料膜を成膜するた
めの一般的な方法としては、ＣＶＤ法とスピンコート法
がある。By the way, in order for the above-mentioned organic low-dielectric film to exhibit heat resistance on a semiconductor substrate, its complicated annular structure must be maintained even after film formation. As a general method for forming an organic material film on a semiconductor substrate, there are a CVD method and a spin coating method.
【０００６】ＣＶＤ法は、半導体装置の微細化や基板の
大口径化に伴って成膜工程にも高度な面内均一性が要求
されている近年の事情に照らすと有利な方法であり、実
際、フッ化ポリパラキシレンの成膜に利用されている。
しかし、有機高分子化合物のモノマーをＣＶＤ装置のチ
ャンバ内へ導入しているので、気相反応あるいは基板表
面反応だけで複雑な環状構造を構築し、十分に満足のゆ
くレベルで耐熱性を達成することは実際には困難であ
る。[0006] The CVD method is an advantageous method in view of the recent circumstances in which a high degree of in-plane uniformity is required also in the film forming process due to the miniaturization of semiconductor devices and the increase in the diameter of substrates. , Is used for film formation of fluorinated polyparaxylene.
However, since the monomer of the organic polymer compound is introduced into the chamber of the CVD apparatus, a complicated cyclic structure is constructed only by a gas phase reaction or a substrate surface reaction, and heat resistance is achieved at a sufficiently satisfactory level. Things are actually difficult.
【０００７】一方のスピンコート法は、液状組成物を基
板の中央部に一度に供給し、この基板を２０００〜５０
００ｒｐｍにて高速回転させることにより液状組成物を
基板上に均一に広げる方法であり、たとえばテトラフル
オロエチレン，フッ化ベンゾシクロブテン，フッ化ポリ
アリルエーテルの成膜に利用されている。この方法によ
れば、予め一般の化学合成法により完成された環状構造
を破壊することなく、基板上に液状組成物を塗布するこ
とができる。しかしながら、８インチあるいはそれ以上
に大口径化した近年の基板上では、単純に遠心力のみを
利用して面内均一性を確保することは困難である。ま
た、サブハーフミクロン・レベルの微細な配線間スペー
スにおけるボイドの発生も、顕著な問題となりつつあ
る。このボイドは、塗膜から溶媒が揮発する際に膜の体
積が減少するために生ずるものである。On the other hand, in the spin coating method, the liquid composition is supplied to the central portion of the substrate at one time, and the substrate is 2,000 to 50 times.
This is a method in which a liquid composition is uniformly spread on a substrate by rotating at a high speed of 00 rpm, and is used for forming a film of, for example, tetrafluoroethylene, fluorinated benzocyclobutene, and fluorinated polyallyl ether. According to this method, the liquid composition can be applied onto the substrate without destroying the ring-shaped structure completed in advance by a general chemical synthesis method. However, on a recent substrate having a large diameter of 8 inches or more, it is difficult to simply use the centrifugal force to ensure the in-plane uniformity. In addition, the occurrence of voids in the space between fine wirings of sub-half micron level is becoming a significant problem. The voids are generated because the volume of the film decreases as the solvent evaporates from the film.
【０００８】さらに、溶媒を揮発させるには基板加熱を
が要するが、このような有機低誘電体膜がＳｉＯｘ膜と
積層されるような場合には、熱処理により両膜に蓄積さ
れた応力の差により、該有機低誘電体膜にクラックや剥
離が生ずることがある。Further, it is necessary to heat the substrate in order to volatilize the solvent, but when such an organic low dielectric film is laminated with the SiOx film, a difference in stress accumulated in both films by heat treatment is required. As a result, cracks or peeling may occur in the organic low dielectric film.
【０００９】このように、従来の技術では優れた耐熱性
を有する有機低誘電体膜を大口径の基板上に均一に成膜
することは決して容易ではない。そこで本発明は、この
問題を解決し、低誘電率と耐熱性を確保しながら膜厚の
面内均一性や微細な配線間スペースの埋め込み特性を改
善することが可能な絶縁膜の形成方法を提供することを
目的とする。As described above, according to the conventional technique, it is not easy to uniformly form an organic low dielectric film having excellent heat resistance on a large-diameter substrate. Therefore, the present invention provides a method of forming an insulating film which solves this problem and can improve the in-plane uniformity of the film thickness and the filling property of a fine inter-wiring space while ensuring a low dielectric constant and heat resistance. The purpose is to provide.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに提案される本発明の絶縁膜の形成方法は、スピンコ
ート法に代表される液相プロセスの長所である分子構造
の保持と、ＣＶＤに代表される気相プロセスの長所であ
る面内均一性とを同時に達成するものである。すなわ
ち、耐熱性の発現に寄与する分子構造を有する高分子化
合物を溶媒に溶解させてなる液状組成物を該高分子化合
物のガラス転移温度より低い第１の温度域でミスト化す
る第１工程と、ミスト化された液状組成物を、その温度
を前記第１の温度域に維持しながら基板上へ輸送する第
２工程と、基板上に高分子化合物の被膜を形成する第３
工程とを有する。本明細書では以下、このような成膜の
方法または機構を「ミスト・デポジション」と称する。The method for forming an insulating film of the present invention, which is proposed to achieve the above-mentioned object, is to maintain a molecular structure, which is an advantage of a liquid phase process represented by a spin coating method, At the same time, the in-plane uniformity, which is an advantage of the vapor phase process represented by CVD, is achieved. That is, a first step of forming a liquid composition obtained by dissolving a polymer compound having a molecular structure contributing to the development of heat resistance in a solvent in a first temperature range lower than the glass transition temperature of the polymer compound, A second step of transporting the mistified liquid composition onto a substrate while maintaining the temperature in the first temperature range, and a third step of forming a polymer compound film on the substrate
And a process. In the present specification, such a film forming method or mechanism is hereinafter referred to as "mist deposition".
【００１１】ここで、最終的に形成される被膜は高分子
化合物のみから成るので、上記液状組成物中の溶媒を適
当な時点で除去する何らかのプロセスが必要である。か
かる溶媒の除去は、成膜と同時、あるいは成膜後のいず
れかで行う。成膜と同時に行うには、上記第３工程にお
ける基板の温度を上記高分子化合物のガラス転移温度以
上，熱分解温度未満の第２の温度域に維持し、成膜後に
行う場合には、上記第３工程を終了した後、基板の温度
を上記第２の温度域に昇温させる。なお、成膜後に行う
場合には、昇温に先だって不活性ガスのプラズマを照射
し、被膜を改質しても良い。Here, since the finally formed film is composed of only the polymer compound, some process for removing the solvent in the liquid composition at an appropriate time is required. Such removal of the solvent is performed either simultaneously with the film formation or after the film formation. In order to carry out simultaneously with the film formation, the temperature of the substrate in the third step is maintained in the second temperature range of not less than the glass transition temperature of the polymer compound and less than the thermal decomposition temperature. After completing the third step, the temperature of the substrate is raised to the second temperature range. In the case of performing after film formation, plasma of an inert gas may be irradiated before the temperature rise to modify the film.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】本発明の絶縁膜の形成方法では、
液体でありながら気体の様に広範囲かつ均一に基板上へ
供給できる物質の形態として、ミスト、すなわち分散質
が液体である様なエアロゾルを選択した。従来のスピン
コート法では、液状組成物を基板の中心部から遠心力に
より周辺部に広げるため、平坦化特性が基板上のパター
ンの粗密や形状に依存していたが、本発明ではミスト化
を行うことにより液状組成物が最初から基板の全面に向
けて供給されるので、このような問題は原理的に存在し
ない。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the method for forming an insulating film of the present invention,
Mist, that is, an aerosol in which the dispersoid is a liquid, was selected as a form of a substance that can be supplied to the substrate in a wide range and uniformly like a gas while being a liquid. In the conventional spin coating method, since the liquid composition is spread from the central portion of the substrate to the peripheral portion by centrifugal force, the flattening characteristic depends on the density and shape of the pattern on the substrate. Since the liquid composition is supplied to the entire surface of the substrate from the beginning by carrying out, such a problem does not exist in principle.
【００１３】液状組成物のミスト化は、超音波振動子を
用いれば比較的少ないエネルギーで行うことができ、高
分子化合物の環状構造を破壊する虞れが少ない。そこ
で、この超音波ミスト化装置を組み込んだ成膜システム
の構成例について、図１を参照しながら説明する。この
成膜システムは、平行平板型成膜装置１０と原料供給系
統とに大別される。前者の平行平板型成膜装置１０は、
成膜チャンバ１の内部にて、天井側のシャワーヘッド２
と、これに対面する形でウェハＷを載置する床面側のサ
セプタ３とが対向的に配されたものである。上記成膜チ
ャンバ１の内部空間は、その底面に開口される排気孔４
を通じて接続される真空排気系統（図示せず。）により
矢印Ａ方向に排気される一方で、上記シャワーヘッド２
を通じて後述のミストあるいはキャリヤ・ガスの供給を
受ける。上記サセプタ３には、ウェハＷを所望の温度に
加熱するためのヒータ５が内蔵されており、このヒータ
５は直流電源６（ＤＣ）に接続されている。The mist formation of the liquid composition can be carried out with relatively little energy by using an ultrasonic oscillator, and there is little risk of breaking the ring structure of the polymer compound. Therefore, a configuration example of a film forming system incorporating this ultrasonic mist forming device will be described with reference to FIG. This film forming system is roughly classified into a parallel plate type film forming apparatus 10 and a raw material supply system. The former parallel plate type film forming apparatus 10 is
Inside the deposition chamber 1, the shower head 2 on the ceiling side
And the susceptor 3 on the floor side on which the wafer W is placed so as to face it, are arranged to face each other. The inner space of the film forming chamber 1 has an exhaust hole 4 opened at the bottom surface thereof.
The shower head 2 is exhausted in the direction of arrow A by a vacuum exhaust system (not shown) connected through
Through which mist or carrier gas, which will be described later, is supplied. The susceptor 3 has a built-in heater 5 for heating the wafer W to a desired temperature, and the heater 5 is connected to a DC power supply 6 (DC).
【００１４】この平行平板型成膜装置１０の基本構成
は、図１から明らかなように、典型的なアノード・カッ
プル型の平行平板型プラズマＣＶＤ装置に準じている。
すなわち、上記シャワーヘッド２は上部電極、上記サセ
プタ３は下部電極として機能するものであり、シャワー
ヘッド２にはマッチング・ネットワーク７（Ｍ／Ｎ）を
介してＲＦ電源８が接続されている。ただし、本発明に
おける成膜機構はミスト・デポジションなので、プラズ
マ励起は成膜時には行われず、専ら膜改質等の後処理を
目的として成膜後に行われる。As is apparent from FIG. 1, the basic configuration of the parallel plate type film forming apparatus 10 conforms to a typical anode-coupled parallel plate type plasma CVD apparatus.
That is, the shower head 2 functions as an upper electrode and the susceptor 3 functions as a lower electrode, and the shower head 2 is connected to the RF power source 8 via the matching network 7 (M / N). However, since the film formation mechanism in the present invention is mist deposition, plasma excitation is not performed during film formation, but is performed after film formation exclusively for the purpose of post-treatment such as film modification.
【００１５】一方の原料供給系統は、キャリヤ・ガスを
貯蔵するガスボンベ１１、高分子化合物を溶媒に溶解し
てなる液状組成物を貯蔵する貯液タンク１２、この液状
組成物をミスト化させるための超音波ミスト化装置１３
を主たる構成要素とし、これらが配管で相互に接続され
ている。まず、上記ガスボンベ１１から導出される配管
は、途中で分岐され、バルブＶ１を介して貯液タンク１
２へ至る配管，バルブＶ２を介して超音波ミスト化装置
１３へ至る配管，バルブＶ３を介して平行平板型成膜装
置１０のシャワーヘッド２へ至る配管とされる。これら
各バルブＶ１，Ｖ２，Ｖ３の開閉操作を行うことによ
り、各々矢印Ｂ，Ｃ，Ｄ方向へキャリヤ・ガスの圧送ま
たは停止が制御されるようになされている。上記貯液タ
ンク１２からは、バルブＶ４を介して超音波ミスト化装
置１３に至る配管が導出され、ガスボンベ１１から供給
されるキャリヤ・ガスの圧力により押し出された液状組
成物を該超音波ミスト化装置１３に供給（矢印Ｅで表
示。）するようになされている。さらに、上記超音波ミ
スト化装置１３からは、バルブＶ５を介してシャワーヘ
ッド２へ至る配管が導出され、発生されたミストをガス
ボンベ１１から供給されるキャリヤ・ガスと混合した状
態で輸送し（矢印Ｆで表示。）、このシャワーヘッド２
から成膜チャンバ１内へミストが均一に放出（矢印Ｇで
表示。）するようになされている。One raw material supply system is a gas cylinder 11 for storing a carrier gas, a liquid storage tank 12 for storing a liquid composition prepared by dissolving a polymer compound in a solvent, and a mist for the liquid composition. Ultrasonic mist device 13
Is a main component, and these are connected to each other by piping. First, the pipe led out from the gas cylinder 11 is branched on the way, and the liquid storage tank 1 is opened via the valve V1.
2 to the ultrasonic mist forming apparatus 13 via the valve V2, and to the shower head 2 of the parallel plate type film forming apparatus 10 via the valve V3. By opening and closing these valves V1, V2 and V3, the carrier gas is controlled to be pumped or stopped in the directions of arrows B, C and D, respectively. From the liquid storage tank 12, a pipe leading to an ultrasonic mist forming device 13 is led out via a valve V4, and the liquid composition extruded by the pressure of the carrier gas supplied from the gas cylinder 11 is converted into the ultrasonic mist. It is adapted to be supplied to the device 13 (indicated by an arrow E). Further, a pipe leading to the shower head 2 is led out from the ultrasonic mist forming device 13 via a valve V5, and the generated mist is transported in a state of being mixed with a carrier gas supplied from the gas cylinder 11 (arrow). Shown with F.), this shower head 2
Mist is uniformly discharged into the film forming chamber 1 (indicated by an arrow G).
【００１６】なお、上記ガスボンベ１１からバルブＶ３
を介して直接シャワーヘッド２に至る配管は、キャリヤ
・ガスを用いて成膜チャンバ１内のパージを行ったり、
後述のアニール用の雰囲気を形成したり、あるいはキャ
リヤ・ガスのプラズマを励起させるために設けられてい
る。したがって、液体組成物の押し出しやミストの輸送
を行うキャリヤ・ガスとは別のガスを用いてパージ，雰
囲気調整，プラズマ励起を行いたい場合には、この配管
は別のガスボンベから導出されることになる。なお、液
状組成物のミスト化は、上述のような超音波ミスト化装
置を用いる以外の方法でも可能である。たとえば、液状
組成物が特に濃厚あるいは粘稠である場合は、送風口の
近傍に開口されたノズルから圧送により噴出された液状
組成物を板，網，プロペラ等の障害物に衝突させて微粒
化する様なミスト生成装置を用いることができる。From the gas cylinder 11 to the valve V3
The pipe directly reaching the shower head 2 via the gas is used for purging the inside of the film forming chamber 1 using a carrier gas,
It is provided to form an atmosphere for annealing described later or to excite a carrier gas plasma. Therefore, if it is desired to perform purging, atmosphere adjustment, and plasma excitation using a gas other than the carrier gas for extruding the liquid composition and transporting the mist, this pipe must be led from another gas cylinder. Become. The liquid composition can be formed into a mist by a method other than using the ultrasonic mist forming device as described above. For example, when the liquid composition is particularly thick or viscous, the liquid composition ejected by pressure feeding from a nozzle opened in the vicinity of the blower port is collided with an obstacle such as a plate, a net, or a propeller to be atomized. Such a mist generating device can be used.
【００１７】ところで、本発明で用いる液状組成物は高
分子化合物を溶媒に分散させたものであるから、ミスト
が基板面に到達するまでの間は溶媒の揮発による高分子
化合物の固化を防止しなければならない。溶媒の揮発
は、高分子化合物の分子のブラウン運動が始まるガラス
転移温度、あるいはこれよりわずかに高い温度にて活発
化する。このため、ミスト化がどのような方法で行われ
るにせよ、上記システム中、少なくともミストが基板上
へ到達するまでの領域は、高分子化合物のガラス転移温
度より低い第１の温度域に維持されている必要がある。
このときの温度は、通常は室温（２５℃）程度とするこ
とができる。By the way, since the liquid composition used in the present invention comprises a polymer compound dispersed in a solvent, it prevents solidification of the polymer compound due to volatilization of the solvent until the mist reaches the surface of the substrate. There must be. The volatilization of the solvent is activated at the glass transition temperature at which the Brownian motion of the molecule of the polymer compound starts or a temperature slightly higher than this. Therefore, no matter how the mist is formed, in the above system, at least the region until the mist reaches the substrate is maintained in the first temperature region lower than the glass transition temperature of the polymer compound. Need to be.
The temperature at this time can be usually about room temperature (25 ° C.).
【００１８】一方、上述のようにしてミストが生成さ
れ、これが基板上へ輸送された後は、溶媒を揮発させな
ければならない。本発明では、この溶媒の揮発を高分子
被膜の成膜と関連したどの段階で行わせるかにより、大
別して次のようなプロセスが可能である。 （ａ）高分子被膜の成膜と同時 （ｂ）高分子被膜の成膜終了後 （ｂ−１）基板加熱を行って揮発させる （ｂ−２）プラズマ処理を経てから、基板加熱を行って
揮発させる いずれの場合も、溶媒の揮発の大部分は基板（ウェハ）
加熱により行う。この基板加熱は、前述のヒータ５を用
いて行い、このときの温度は高分子化合物のガラス転移
温度以上，熱分解温度未満の第２の温度域とする。On the other hand, after the mist is generated as described above and is transported onto the substrate, the solvent has to be volatilized. According to the present invention, the following processes can be roughly classified according to at which stage the evaporation of the solvent is performed in connection with the film formation of the polymer film. (A) Simultaneously with polymer film formation (b) After completion of polymer film formation (b-1) Substrate heating to volatilize (b-2) After plasma treatment, substrate heating Volatilize In most cases, most of the solvent volatilizes is the substrate (wafer)
It is performed by heating. The heating of the substrate is performed by using the heater 5 described above, and the temperature at this time is set to the second temperature range which is equal to or higher than the glass transition temperature of the polymer compound and lower than the thermal decomposition temperature.
【００１９】ここで、上記プロセス（ａ）のごとく溶媒
の除去を成膜と同時に行う場合は、基板に到達したミス
ト粒子から順に溶媒が揮発して高分子化合物が硬化する
ごとく膜成長が進行するため、最終膜厚の大小に関わら
ず、ミスト・デポジションが終了した時点で既に膜には
溶媒が実質的に含まれていない。したがって、従来のス
ピンコート膜のような成膜後アニールは不要であり、ボ
イドの発生あるいはストレス変化によるクラックの発生
等の問題が原理的に生じない。また、スピンコートでは
液状組成物を基板の中心部から遠心力により周辺部に広
げるため、平坦化特性が基板上のパターンの粗密や形状
に依存していたが、本発明ではミスト化を行うことによ
り液状組成物が最初から基板の全面に向けて供給される
ので、このような問題も原理的に存在しない。しかも、
基板はガラス転移温度以上に加熱されているので、溶媒
が揮発する最中にも基板上でミスト粒子あるいはミスト
粒子同士の融合により形成された薄膜がフローすること
ができ、平坦化特性が向上する。Here, when the solvent is removed at the same time as the film formation as in the above process (a), the film growth proceeds as the solvent volatilizes sequentially from the mist particles reaching the substrate and the polymer compound is cured. Therefore, regardless of the size of the final film thickness, the solvent is not substantially contained in the film when the mist deposition is completed. Therefore, post-deposition annealing like the conventional spin coat film is unnecessary, and problems such as generation of voids and generation of cracks due to stress change do not occur in principle. Further, in the spin coating, since the liquid composition is spread from the central part of the substrate to the peripheral part by centrifugal force, the flattening characteristic depends on the density and shape of the pattern on the substrate, but in the present invention, mist formation is performed. Since the liquid composition is supplied to the entire surface of the substrate from the beginning, such a problem does not exist in principle. Moreover,
Since the substrate is heated above the glass transition temperature, the thin film formed by fusion of mist particles or mist particles can flow on the substrate even while the solvent is volatilized, and the planarization characteristics are improved. .
【００２０】一方、上記プロセス（ｂ）のごとく、溶媒
の除去を成膜後に行う場合には、（ｂ−１）のごとく基
板加熱だけを行うプロセスと、（ｂ−２）のごとくプラ
ズマ処理と基板加熱とを組み合わせるプロセスが可能で
ある。ただし、これらのプロセスでは、ミスト・デポジ
ションが終了した段階で均一性および平坦化特性は従来
より大幅に改善されているものの、膜に溶媒がまだ含ま
れているためにボイド発生やクラック発生の問題が完全
に回避されているわけではない。そこで、第２の温度域
への基板の昇温を前記第２の温度域内に少なくとも２段
階の到達温度を設定して段階的に行ったり、あるいは昇
温前に膜に不活性ガスのプラズマを照射することが有効
である。前者の段階的昇温には、溶媒の揮発速度を緩和
することで急激な膜の堆積変化を防止する効果がある。
また、後者のプラズマ照射には、イオン・スパッタ作用
による様々な効果が期待でき、一例として膜の高密度
化、膜表面にファンデルワールス力で結合している溶媒
の除去、膜表面の粗面化による上層側材料膜との密着性
の改善を行うことができる。On the other hand, when the solvent is removed after film formation as in the above process (b), a process of only heating the substrate as in (b-1) and a plasma treatment as in (b-2) are performed. A process that combines substrate heating is possible. However, in these processes, although the uniformity and the planarization characteristics are significantly improved at the stage when the mist deposition is completed, the film still contains the solvent, so that the generation of voids and cracks is not caused. The problem is not completely avoided. Therefore, the temperature of the substrate is raised to the second temperature range stepwise by setting at least two stages of the reached temperature within the second temperature range, or plasma of an inert gas is applied to the film before the temperature rise. Irradiating is effective. The former stepwise temperature increase has an effect of preventing a rapid film deposition change by relaxing the solvent volatilization rate.
In addition, the latter plasma irradiation can be expected to have various effects due to the ion-sputtering action, and examples thereof include densification of the film, removal of the solvent bound to the film surface by Van der Waals force, and rough surface of the film. It is possible to improve the adhesiveness with the upper layer side material film due to the increase in the ratio.
【００２１】[0021]
【実施例】以下、本発明の具体的な実施例について説明
する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described.
【００２２】実施例１ 本実施例では、上述のプロセス（ａ）にしたがい、基板
（ウェハ）を加熱しながら高分子被膜としてアモルファ
ス・テフロン膜を成膜した。このプロセスを図１と図
２、および図５ないし図７を参照しながら説明する。 Example 1 In this example, according to the above-mentioned process (a), an amorphous Teflon film was formed as a polymer film while heating a substrate (wafer). This process will be described with reference to FIGS. 1 and 2 and FIGS.
【００２３】本実施例ではまず、図１のガスボンベ１１
にＮ2 ガスを封入し、貯液タンク１２にはフルオロカー
ボン系溶媒（３Ｍ社製：商品名フロリナート）にアモル
ファス・ポリテトラフルオロエチレン（デュポン社製：
商品名テフロンＡＦ，以下、ａ−ＰＴＦＥと称する。）
を１０重量％の濃度に溶解した溶液を封入した。ここ
で、上記ａ−ＰＴＦＥの構造式は、次に示されるとおり
であり、ガラス転移温度は１６０℃，熱分解温度は４２
０℃である。In this embodiment, first, the gas cylinder 11 shown in FIG.
N 2 gas is sealed in the storage tank 12, and amorphous polytetrafluoroethylene (made by DuPont: 3M company: product name: Fluorinert) is used in the liquid storage tank 12 as a fluorocarbon solvent.
Product name Teflon AF, hereinafter referred to as a-PTFE. )
Was dissolved in a solution having a concentration of 10% by weight. Here, the structural formula of the a-PTFE is as shown below, the glass transition temperature is 160 ° C., and the thermal decomposition temperature is 42.
0 ° C.
【００２４】[0024]
【化１】 Embedded image
【００２５】この構造式において、−（ＣＦ2 −ＣＦ
2 ）n −の直鎖部分はイオン分極の発生部位を局在化さ
せる効果があり、ｎの値が大きくなるほど比誘電率εは
低下する。かかる長い直鎖構造は、架橋の進みやすいプ
ラズマＣＶＤでは作成することができず、したがってこ
の直鎖構造が利用できることは、液状組成物を用いるプ
ロセスの重要なメリットである。また、ポリエーテル環
は耐熱性の発現に寄与しており、ｍの値が大きくなるほ
ど比誘電率εは低下する。In this structural formula,-(CF 2 -CF
2 ) The n − straight-chain portion has the effect of localizing the site where ionic polarization occurs, and the relative permittivity ε decreases as the value of n increases. Such a long linear structure cannot be produced by plasma CVD, which facilitates cross-linking, and thus the availability of this linear structure is an important advantage of the process using a liquid composition. Further, the polyether ring contributes to the development of heat resistance, and the relative permittivity ε decreases as the value of m increases.
【００２６】ミスト・デポジションの条件は以下の通り
である。まず、図１中の一点鎖線で囲んだ領域Ｉを、第
１の温度域に維持した。ここでは、領域Ｉの温度を室温
（ここでは２５℃）とした。ミスト化装置１３では、振
動数１００ｋＨｚの超音波振動子を用い、エネルギー密
度１Ｗ／ｃｍ2 にて上記の液状組成物をミスト化させ
た。生成したミストは、流量１ＳＬＭ（＝１リットル／
分）で供給されるキャリヤ・ガスに乗せてシャワーヘッ
ド２へ輸送した。一方の平行平板型成膜装置１０につい
ては、成膜チャンバ１の内部を図示されない真空排気系
統により排気し、ウェハＷ近傍の圧力を約０．５気圧と
した。また、サセプタ３はヒータ５に通電することによ
り２００℃に加熱した。この加熱温度は、ａ−ＰＴＦＥ
のガラス転移温度（１６０℃）より高く、熱分解温度
（４２０℃）よりも低い。The conditions for mist deposition are as follows. First, the region I surrounded by the one-dot chain line in FIG. 1 was maintained in the first temperature region. Here, the temperature of the region I is room temperature (here, 25 ° C.). In the mist forming device 13, an ultrasonic vibrator having a frequency of 100 kHz was used, and the liquid composition was made into a mist at an energy density of 1 W / cm 2 . The generated mist has a flow rate of 1 SLM (= 1 liter /
Min) was carried on the carrier gas supplied to the shower head 2. Regarding the parallel plate type film forming apparatus 10, the inside of the film forming chamber 1 was evacuated by a vacuum evacuation system (not shown), and the pressure in the vicinity of the wafer W was set to about 0.5 atm. The susceptor 3 was heated to 200 ° C. by energizing the heater 5. This heating temperature is a-PTFE
Above the glass transition temperature (160 ° C) and below the thermal decomposition temperature (420 ° C).
【００２７】かかる成膜装置に搬入したウェハＷの構成
は、図５に示したとおりである。この状態を完成させる
までのプロセスは、概略以下の通りである。すなわちま
ず、Ｓｉ基板２１上にＳｉＯｘ膜２２をたとえば５００
ｎｍの膜厚に成膜し、Ａｌ−１％Ｓｉ薄膜のスパッタ成
膜，レジスト・パターニング，ドライエッチングの各工
程を経て配線パターン２３を形成した。ここで、上記Ｓ
ｉＯｘ膜２２は、たとえばＳｉＨ4 ／Ｏ2 混合ガスを用
いたＬＰＣＶＤ、あるいはＴＥＯＳ／Ｏ2 混合ガスを用
いたプラズマＣＶＤ等の、従来公知の方法により成膜す
る。また、上記配線パターン２３は０．２５μｍのライ
ン・アンド・スペース・パターンにしたがって形成され
ており、その厚さは約６００ｎｍである。かかる基体の
全面には、ＳｉＨ4 ／Ｏ2 混合ガスを用いたＬＰＣＶＤ
により膜厚約１００ｎｍの下層側ＳｉＯｘ膜２４を成膜
した。ただし、この膜厚は面積の広い平坦部上の値であ
り、図示されるような狭い配線間スペースでは１００ｎ
ｍよりも薄くなされている。The structure of the wafer W loaded into the film forming apparatus is as shown in FIG. The process for completing this state is as follows. That is, first, the SiOx film 22 is formed on the Si substrate 21, for example, 500 times.
A film having a thickness of nm was formed, and a wiring pattern 23 was formed through each step of sputter deposition of Al-1% Si thin film, resist patterning, and dry etching. Here, S
The iOx film 22 is formed by a conventionally known method such as LPCVD using a SiH 4 / O 2 mixed gas or plasma CVD using a TEOS / O 2 mixed gas. The wiring pattern 23 is formed according to a line-and-space pattern of 0.25 μm and has a thickness of about 600 nm. LPCVD using a SiH 4 / O 2 mixed gas is performed on the entire surface of the substrate.
A lower layer side SiOx film 24 having a film thickness of about 100 nm was formed by. However, this film thickness is a value on a flat portion having a large area, and is 100 n in a space between narrow wirings as shown in the drawing.
It is thinner than m.
【００２８】かかるウェハＷに対して上述のような条件
でミスト・デポジションを行った結果、図６に示される
ように、ほぼ平坦な高分子被膜２５が形成された。As a result of performing the mist deposition on the wafer W under the above conditions, a substantially flat polymer film 25 was formed as shown in FIG.
【００２９】続いて図２に示されるように、Ｖ１，Ｖ
２，Ｖ４，Ｖ５をいずれも閉じて成膜チャンバ１内への
ミスト供給を停止すると共に、バルブＶ３を開いてＮ2
ガスを供給した。このＮ2 ガスは、アニール雰囲気を形
成するためのガスである。成膜チャンバ１に接続される
排気系統（図示せず。）の排気能力は成膜時よりも低下
させ、成膜チャンバ１内をほぼ大気圧（１ａｔｍ）とし
た。なお、上記のミスト供給停止に際し、図２ではバル
ブＶ１，Ｖ２，Ｖ４，Ｖ５をすべて閉じているが、特に
危険や不都合が無ければバルブＶ５以外の開閉状態は任
意としても良い。この状態で、直流電源６をＯＮとして
ヒータ５に通電し、４００℃，３０分間のアニールを行
った。上記のアニールはプロセスの最高温度であり、こ
れを経ることにより後工程で行われる熱処理時の脱ガス
を防止することができる。このようにして形成された高
分子被膜２５は比誘電率ε＝１．９〜２．１の絶縁膜で
あり、ボイドやクラックを発生しておらず、膜厚の面内
均一性や微細な配線間スペースの埋め込み特性に優れて
いた。Subsequently, as shown in FIG. 2, V1, V
2, V4 and V5 are closed to stop the mist supply into the film forming chamber 1, and the valve V3 is opened to N 2
Gas was supplied. This N 2 gas is a gas for forming an annealing atmosphere. The exhaust capacity of an exhaust system (not shown) connected to the film forming chamber 1 was made lower than that at the time of film forming, and the inside of the film forming chamber 1 was set to approximately atmospheric pressure (1 atm). Note that when the mist supply is stopped, the valves V1, V2, V4, and V5 are all closed in FIG. 2, but the open / closed state other than the valve V5 may be arbitrary unless there is a particular danger or inconvenience. In this state, the DC power supply 6 was turned on, the heater 5 was energized, and annealing was performed at 400 ° C. for 30 minutes. The above-mentioned annealing is the maximum temperature of the process, and by passing this temperature, it is possible to prevent degassing during heat treatment performed in a later step. The polymer film 25 thus formed is an insulating film having a relative permittivity ε = 1.9 to 2.1, does not generate voids or cracks, and has in-plane uniformity of film thickness and fine film thickness. It was excellent in embedding the space between wires.
【００３０】この高分子被膜２５の上にはさらに、図７
に示されるような上層側ＳｉＯｘ膜２６を約５００ｎｍ
の厚さに成膜した。この上層側ＳｉＯｘ膜２６の成膜条
件は、下層側ＳｉＯＦ膜４と同じとすることができる。
このようにして、上記下層側ＳｉＯｘ膜２４，高分子被
膜２５，上層側ＳｉＯＦ膜２６の３層の膜からなる層間
絶縁膜２７を形成した。On the polymer film 25, as shown in FIG.
The upper side SiOx film 26 as shown in FIG.
Was formed to a thickness of The film forming conditions for the upper layer side SiOx film 26 can be the same as those for the lower layer side SiOF film 4.
In this way, the inter-layer insulation film 27 consisting of the three layers of the lower layer side SiOx film 24, the polymer film 25, and the upper layer side SiOF film 26 was formed.
【００３１】実施例２ 本実施例では、上述のプロセス（ｂ−１）にしたがい、
まずウェハ加熱を行わずにアモルファス・テフロン膜を
成膜した後、同じ成膜チャンバ内で２段階のアニールを
経ることによりこの膜から溶媒を除去した。このプロセ
スを図３および図２を参照しながら説明する。 Example 2 In this example, according to the above-mentioned process (b-1),
First, an amorphous Teflon film was formed without heating the wafer, and then the solvent was removed from the film by performing two-step annealing in the same film forming chamber. This process will be described with reference to FIGS.
【００３２】本実施例で用いるキャリヤ・ガスと液状組
成物は、実施例１で上述したものと同じである。ただ
し、本実施例ではまずウェハ加熱を行わない状態で高分
子被膜を成膜するため、図３に示されるように、二点鎖
線で囲んだ領域IIが室温（２５℃）に維持されることに
なる。この状態で前掲の図６に示されるような高分子被
膜２５を形成する。The carrier gas and liquid composition used in this example are the same as those described above in Example 1. However, in this embodiment, since the polymer film is first formed without heating the wafer, the region II surrounded by the chain double-dashed line should be kept at room temperature (25 ° C.) as shown in FIG. become. In this state, the polymer film 25 as shown in FIG. 6 is formed.
【００３３】続いて前掲の図２に示されるように、成膜
チャンバ１内へのミスト供給を停止すると共に、Ｎ2 ガ
スを供給した。この状態で、直流電源６をＯＮとしてヒ
ータ５によるウェハＷの加熱を行った。このときの加熱
は、２段階で行った。すなわち、まず第１段階としてウ
ェハＷの温度を３５℃／分の昇温速度で５分間かけて２
００℃まで上昇させ、この温度に５分間保持した。次
に、第２段階として４００℃，３０分間のアニールを行
った。かかる２段階アニールにより、高分子被膜２５か
ら溶媒が除去されたが、急激な体積変化やストレスの蓄
積が防止されるため、膜にボイドやクラックは発生しな
かった。Subsequently, as shown in FIG. 2 described above, the supply of mist into the film forming chamber 1 was stopped and the N 2 gas was supplied. In this state, the DC power supply 6 was turned on to heat the wafer W by the heater 5. The heating at this time was performed in two steps. That is, first, as the first step, the temperature of the wafer W is increased to 2 ° C. at a temperature rising rate of 35 ° C./minute for 5 minutes.
The temperature was raised to 00 ° C and kept at this temperature for 5 minutes. Next, as a second step, annealing was performed at 400 ° C. for 30 minutes. Although the solvent was removed from the polymer film 25 by the two-step annealing, abrupt volume change and accumulation of stress were prevented, so that no void or crack was generated in the film.
【００３４】実施例３ 本実施例では、上述のプロセス（ｂ−１）と（ｂ−２）
とを組み合わせ、まずウェハ加熱を行わずにアモルファ
ス・テフロン膜を成膜した後、Ｎ2 プラズマ照射と２段
階アニールとを経て溶媒を除去した。このプロセスを、
図３，図４および図２を参照しながら説明する。 Example 3 In this example, the processes (b-1) and (b-2) described above were performed.
First, an amorphous Teflon film was formed without heating the wafer, and then the solvent was removed through N 2 plasma irradiation and two-step annealing. This process
This will be described with reference to FIGS. 3, 4 and 2.
【００３５】本実施例ではまず、成膜システムを前掲の
図３に示した状態で使用することにより、高分子被膜２
５を成膜する。続いて、図４に示されるように、バルブ
Ｖ１，Ｖ２，Ｖ４，Ｖ５をいずれも閉じてミスト供給を
停止すると共に、バルブＶ３を開いて成膜チャンバ１内
へＮ2 ガスを供給し、また真空排気系統（図示せず。）
の排気能力を増大させた。ヒータ５には通電しないの
で、二点鎖線で囲んだ領域IIが室温（２５℃）に維持さ
れることになる。In this embodiment, first, the polymer coating 2 is used by using the film forming system in the state shown in FIG.
5 is formed. Subsequently, as shown in FIG. 4, the valves V1, V2, V4, and V5 are all closed to stop the mist supply, and the valve V3 is opened to supply the N 2 gas into the film forming chamber 1. Vacuum exhaust system (not shown)
The exhaust capacity of the. Since the heater 5 is not energized, the area II surrounded by the chain double-dashed line is maintained at room temperature (25 ° C.).
【００３６】ここで、シャワーヘッド２に接続されるＲ
Ｆ電源８をＯＮとし、アノードカップル型の容量結合方
式によるプラズマ放電を行い、高分子被膜２５に対して
Ｎ2プラズマ処理を施した。このときのプラズマ処理条
件は、たとえば Ｎ2 流量 ５００ＳＣＣＭ 圧力 ５０Ｐａ ＲＦパワー ２００Ｗ（１３．５６ＭＨｚ） 放電時間 ５分 とした。この処理により、高分子被膜２５が緻密化さ
れ、また表面が粗面化されると共に、膜表面に吸着され
ている溶媒が除去された。Here, R connected to the shower head 2
The F power source 8 was turned on, plasma discharge was performed by the anode coupling type capacitive coupling method, and the polymer film 25 was subjected to N 2 plasma treatment. The plasma processing conditions at this time were, for example, N 2 flow rate 500 SCCM pressure 50 Pa RF power 200 W (13.56 MHz) discharge time 5 minutes. By this treatment, the polymer film 25 was densified, the surface was roughened, and the solvent adsorbed on the film surface was removed.
【００３７】なお、上記のプラズマ照射時にはウェハＷ
温度が室温よりも上昇するが、第１の温度域を超えなけ
れば構わない。もし第１の温度域を超えそうな場合に
は、サセプタ３にたとえばプラズマ・エッチング装置で
公知の冷却系統を内蔵させておき、これを使用してウェ
ハＷの昇温を抑えるようにしても良い。During the above plasma irradiation, the wafer W is
Although the temperature rises above room temperature, it does not matter if it does not exceed the first temperature range. If the temperature is likely to exceed the first temperature range, the susceptor 3 may be provided with a known cooling system, for example, in a plasma etching apparatus, and this may be used to suppress the temperature rise of the wafer W. .
【００３８】続いて、成膜装置の状態を前掲の図２に示
される状態とし、実施例２で上述した２段階アニールを
行って、膜中の溶媒を除去した。本実施例においても、
ボイドやクラックの発生を防止しながら低誘電率で耐熱
性に優れる絶縁膜をウェハＷ上に均一に成膜することが
できた。Subsequently, the state of the film forming apparatus was set to the state shown in FIG. 2 above, and the two-step annealing described in Example 2 was performed to remove the solvent in the film. Also in this embodiment,
An insulating film having a low dielectric constant and excellent heat resistance could be uniformly formed on the wafer W while preventing generation of voids and cracks.
【００３９】以上、本発明を３例の実施例にもとづいて
説明したが、本発明はこれらの実施例に何ら限定される
ものではない。たとえば、上述の各実施例では高分子被
膜がａ−ＰＴＦＥである場合について説明したが、同様
のプロセスはパーフルオロシクロアルキル基を含むフッ
素系樹脂（旭硝子社製：商品名サイトップ），パーフル
オロビフェニル基を含むフッ素系樹脂（アライドシグナ
ル社製：商品名フレアー），有機ＳＯＧ，ポリイミド樹
脂を用いても可能である。さらに、本明細書では高分子
化合物が有機化合物である場合を中心に説明を行ってき
たが、本発明は無機ＳＯＧ膜についても同様に適用する
ことができる。成膜後に溶媒を揮発させるための基板加
熱は、前述のような抵抗加熱ではなく、ランプ加熱やレ
ーザ加熱により行うこともできる。さらに、膜改質のた
めの不活性ガスのプラズマとしては、上述のようなＮ2
プラズマの他、Ａｒガスその他の希ガスのプラズマを用
いることができる。The present invention has been described above based on the three embodiments, but the present invention is not limited to these embodiments. For example, although the case where the polymer film is a-PTFE has been described in each of the above-described examples, the same process is performed using a fluororesin containing a perfluorocycloalkyl group (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd .: trade name Cytop), perfluoro It is also possible to use a fluorine-based resin containing a biphenyl group (trade name: Flare, manufactured by Allied Signal Co.), organic SOG, and a polyimide resin. Furthermore, in the present specification, the description has been mainly given to the case where the polymer compound is an organic compound, but the present invention can be similarly applied to the inorganic SOG film. Substrate heating for volatilizing the solvent after film formation can be performed by lamp heating or laser heating instead of resistance heating as described above. Furthermore, as the plasma of the inert gas for modifying the film, N 2 as described above is used.
In addition to plasma, plasma of Ar gas or other rare gas can be used.
【００４０】この他、成膜システムの構成，サンプル・
ウェハの構成，デザイン・ルール，成膜条件，プラズマ
処理条件，アニール条件等の細部は適宜変更あるいは選
択が可能である。In addition to the above, the structure of the film forming system, the sample,
Details such as wafer configuration, design rules, film forming conditions, plasma processing conditions, and annealing conditions can be changed or selected as appropriate.
【００４１】[0041]
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明の絶縁膜の形成方法によれば、誘電率が低く耐熱性に
優れる絶縁膜を、大口径基板上へも優れた均一性と平坦
化特性をもって形成することが可能となる。本発明はか
かる絶縁膜の改良を通じて、半導体装置の高集積化，高
性能化，高信頼化に大きく貢献するものである。As is apparent from the above description, according to the method for forming an insulating film of the present invention, an insulating film having a low dielectric constant and excellent heat resistance can be formed on a large-diameter substrate with excellent uniformity. It becomes possible to form with flattening characteristics. The present invention greatly contributes to high integration, high performance, and high reliability of semiconductor devices by improving the insulating film.
【図１】本発明で用いられる成膜システムについて、ウ
ェハを加熱しながら高分子被膜を成膜する工程における
使用状態を示す模式的断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a use state in a step of forming a polymer film while heating a wafer in a film forming system used in the present invention.
【図２】本発明で用いられる成膜システムについて、ミ
スト供給を停止してウェハを加熱する工程における使用
状態を示す模式的断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a use state in a step of heating a wafer by stopping mist supply in the film forming system used in the present invention.
【図３】本発明で用いられる成膜システムについて、ウ
ェハを加熱せずに高分子被膜を成膜する工程における使
用状態を示す模式的断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a use state in a step of forming a polymer film on a film forming system used in the present invention without heating a wafer.
【図４】本発明で用いられる成膜システムについて、ミ
スト供給を停止して高分子被膜にプラズマ照射を行う工
程における使用状態を示す模式的断面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a use state in a step of stopping the mist supply and irradiating the polymer film with plasma in the film forming system used in the present invention.
【図５】本発明を半導体装置の層間絶縁膜の形成に適用
したプロセス例において、配線パターンを下層側ＳｉＯ
ｘ膜で被覆した状態を示す模式的断面図である。FIG. 5 is a view showing a process example in which the present invention is applied to the formation of an interlayer insulating film of a semiconductor device, in which a wiring pattern is formed on a lower layer side
It is a typical sectional view showing the state where it was covered with the x membrane.
【図６】図５の基体の表面を高分子被膜で略平坦化した
状態を示す模式的断面図である。6 is a schematic cross-sectional view showing a state in which the surface of the substrate of FIG. 5 is substantially flattened with a polymer coating.
【図７】図６の基体の表面をさらに上層側ＳｉＯｘ膜で
被覆して層間絶縁膜を完成させた状態を示す模式的断面
図である。FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a state in which the surface of the substrate of FIG. 6 is further covered with an upper layer side SiOx film to complete an interlayer insulating film.
１ 成膜チャンバ ２ シャワーヘッド ３ サセプタ
５ ヒータ ６ 直流電源 ８ ＲＦ電源 １０ 平
行平板型成膜装置 １１ ガスボンベ １２ 貯液タン
ク １３ 超音波ミスト化装置 Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ
４，Ｖ５ バルブ２１ Ｓｉ基板 ２２ ＳｉＯｘ膜
２３ 配線パターン ２４ 下層側ＳｉＯｘ膜 ２５
高分子被膜 ２６ 上層側ＳｉＯｘ膜 ２７ 層間絶縁
膜1 film forming chamber 2 shower head 3 susceptor 5 heater 6 direct current power supply 8 RF power supply 10 parallel plate type film forming device 11 gas cylinder 12 liquid storage tank 13 ultrasonic mist forming device V1, V2, V3, V
4, V5 valve 21 Si substrate 22 SiOx film
23 Wiring pattern 24 Lower layer side SiOx film 25
Polymer coating 26 Upper layer side SiOx film 27 Interlayer insulating film
Claims (6)
る高分子化合物を溶媒に溶解させてなる液状組成物を該
高分子化合物のガラス転移温度より低い第１の温度域で
ミスト化する第１工程と、 前記ミスト化された液状組成物を、その温度を前記第１
の温度域に維持しながら基板上へ輸送する第２工程と、 前記基板上に前記高分子化合物の被膜を形成する第３工
程とを有する絶縁膜の形成方法。1. A mist of a liquid composition obtained by dissolving a polymer compound having a molecular structure contributing to the development of heat resistance in a solvent in a first temperature range lower than the glass transition temperature of the polymer compound. 1 step, and the temperature of the misted liquid composition
A method of forming an insulating film, comprising: a second step of transporting the polymer compound onto a substrate while maintaining the temperature range of 3; and a third step of forming a film of the polymer compound on the substrate.
波振動子を用いて行う請求項１記載の絶縁膜の形成方
法。2. The method for forming an insulating film according to claim 1, wherein in the first step, the mist formation is performed using an ultrasonic vibrator.
子化合物のガラス転移温度以上，熱分解温度未満の第２
の温度域に維持する請求項１記載の絶縁膜の形成方法。3. In the third step, the substrate is subjected to a second temperature above the glass transition temperature of the polymer compound and below the thermal decomposition temperature.
The method of forming an insulating film according to claim 1, wherein the temperature is maintained in the temperature range.
した後、前記基板を前記高分子化合物のガラス転移温度
以上，熱分解温度未満の第２の温度域に昇温させる請求
項１記載の絶縁膜の形成方法。4. After the completion of the third step in the first temperature range, the temperature of the substrate is raised to a second temperature range of not less than the glass transition temperature of the polymer compound and less than the thermal decomposition temperature. 1. The method for forming an insulating film according to 1.
くとも２段階の到達温度を設定して段階的に行う請求項
４記載の絶縁膜の形成方法。5. The method for forming an insulating film according to claim 4, wherein the temperature rising is performed stepwise by setting at least two levels of ultimate temperature within the second temperature range.
る前に、前記高分子化合物の被膜に不活性ガスのプラズ
マを照射する請求項４記載の絶縁膜の形成方法。6. The method for forming an insulating film according to claim 4, wherein the film of the polymer compound is irradiated with plasma of an inert gas before the temperature of the substrate is raised to the second temperature range.
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|---|---|---|---|
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