JPH1112540A - シリカ系被膜形成用塗布液、シリカ系被膜及びそれを用いた半導体装置 - Google Patents
シリカ系被膜形成用塗布液、シリカ系被膜及びそれを用いた半導体装置Info
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- JPH1112540A JPH1112540A JP16734697A JP16734697A JPH1112540A JP H1112540 A JPH1112540 A JP H1112540A JP 16734697 A JP16734697 A JP 16734697A JP 16734697 A JP16734697 A JP 16734697A JP H1112540 A JPH1112540 A JP H1112540A
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- silica
- film
- coating film
- based coating
- coating
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 成膜性が良好でかつ低誘電率であるシリカ系
被膜を製造することができるシリカ系被膜形成用塗布
液、シリカ系被膜及びこのシリカ系被膜を層間絶縁膜と
して有する半導体装置を提供する。 【解決手段】 （Ａ）一般式（Ｉ） で表されるテトラアルコキシシラン、（Ｂ）一般式（I
I） で表されるエチルトリアルコキシシラン及び（Ｃ）一般
式（III） （ただし、上記３式中、Ｒは炭素数１〜４のアルキル基
を示し、Ｒは同一でも異なっていてもよい）で表される
ジメチルジアルコキシシランとを溶媒中に水及び触媒の
存在下に加水分解及び縮重合した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塗布液、この塗布液
を、基体表面上に塗布後、５０〜２００℃で乾燥し、つ
いで３００〜５００℃で焼成してなるシリカ系被膜並び
にこのシリカ系被膜を層間絶縁膜とした半導体装置。
被膜を製造することができるシリカ系被膜形成用塗布
液、シリカ系被膜及びこのシリカ系被膜を層間絶縁膜と
して有する半導体装置を提供する。 【解決手段】 （Ａ）一般式（Ｉ） で表されるテトラアルコキシシラン、（Ｂ）一般式（I
I） で表されるエチルトリアルコキシシラン及び（Ｃ）一般
式（III） （ただし、上記３式中、Ｒは炭素数１〜４のアルキル基
を示し、Ｒは同一でも異なっていてもよい）で表される
ジメチルジアルコキシシランとを溶媒中に水及び触媒の
存在下に加水分解及び縮重合した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塗布液、この塗布液
を、基体表面上に塗布後、５０〜２００℃で乾燥し、つ
いで３００〜５００℃で焼成してなるシリカ系被膜並び
にこのシリカ系被膜を層間絶縁膜とした半導体装置。
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、シリカ系被膜及びそれを用いた半導体装置に
関する。
用塗布液、シリカ系被膜及びそれを用いた半導体装置に
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、シラノール化合物の加水分解・縮
合物を焼成し、シリカ系被膜を形成する方法がよく用い
られている。なかでも、テトラエトキシシラン等の４官
能シラン化合物を用いる方法が最も多く知られている
が、４官能シラン化合物のみを用いる方法では、焼成し
てシリカ系被膜を形成する際に発生する収縮応力が大き
いために、膜厚が厚くなるとクラックが発生するのと被
膜の吸湿性が高いために誘電率が高いという間題があ
る。
間絶縁の方法として、シラノール化合物の加水分解・縮
合物を焼成し、シリカ系被膜を形成する方法がよく用い
られている。なかでも、テトラエトキシシラン等の４官
能シラン化合物を用いる方法が最も多く知られている
が、４官能シラン化合物のみを用いる方法では、焼成し
てシリカ系被膜を形成する際に発生する収縮応力が大き
いために、膜厚が厚くなるとクラックが発生するのと被
膜の吸湿性が高いために誘電率が高いという間題があ
る。
【０００３】一方、ヒドロポリシラザンを用いたシリカ
系被膜の形成法（特開平４−３４１７０５号公報、特開
平５−１０５４８６号公報）も提案されているが５００
℃程度の熱処理では膜の吸水性が大きく、ＣＶＤ等で形
成されるシリカ膜と比較して誘電率が高いこと等の問題
がある。
系被膜の形成法（特開平４−３４１７０５号公報、特開
平５−１０５４８６号公報）も提案されているが５００
℃程度の熱処理では膜の吸水性が大きく、ＣＶＤ等で形
成されるシリカ膜と比較して誘電率が高いこと等の問題
がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】請求項１に記載の発明
は、前記従来技術の欠点を除去し、成膜性が良好でかつ
低誘電率であるシリカ系被膜を製造することができるシ
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に記載の発明は、成膜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３に記載の
発明は、成膜性が良好でかつ低誘電率であるシリカ系被
膜を層間絶縁膜として有する半導体装置を提供するもの
である。
は、前記従来技術の欠点を除去し、成膜性が良好でかつ
低誘電率であるシリカ系被膜を製造することができるシ
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に記載の発明は、成膜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３に記載の
発明は、成膜性が良好でかつ低誘電率であるシリカ系被
膜を層間絶縁膜として有する半導体装置を提供するもの
である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、（Ａ）一般式
（Ｉ）
（Ｉ）
【化４】 （ただし、式中、Ｒは炭素数１〜４のアルキル基を示
し、４個のＲは同一でも異なっていてもよい）で表され
るテトラアルコキシシラン、（Ｂ）一般式（II）
し、４個のＲは同一でも異なっていてもよい）で表され
るテトラアルコキシシラン、（Ｂ）一般式（II）
【化５】 （ただし、式中、Ｒは炭素数１〜４のアルキル基を示
し、３個のＲは同一でも異なっていてもよい）で表され
るエチルトリアルコキシシラン及び（Ｃ）一般式（II
I）
し、３個のＲは同一でも異なっていてもよい）で表され
るエチルトリアルコキシシラン及び（Ｃ）一般式（II
I）
【化６】 （ただし、式中、Ｒは炭素数１〜４のアルキル基を示
し、２個のＲは同一でも異なっていてもよい）で表され
るジメチルジアルコキシシランとを溶媒中に水及び触媒
の存在下に加水分解及び縮重合した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塗布液に関する。
し、２個のＲは同一でも異なっていてもよい）で表され
るジメチルジアルコキシシランとを溶媒中に水及び触媒
の存在下に加水分解及び縮重合した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塗布液に関する。
【０００６】本発明は、また、このシリカ系被膜形成用
塗布液を、基体表面上に塗布後、５０〜２００℃で乾燥
し、ついで３００〜５００℃で焼成してなるシリカ系被
膜に関する。本発明は、また、このシリカ系被膜を層間
絶縁膜とした半導体装置に関する。
塗布液を、基体表面上に塗布後、５０〜２００℃で乾燥
し、ついで３００〜５００℃で焼成してなるシリカ系被
膜に関する。本発明は、また、このシリカ系被膜を層間
絶縁膜とした半導体装置に関する。
【０００７】
【発明の実施の態様】本発明に用いられる一般式（Ｉ）
で表わされるテトラアルコキシンランは、具体的には
で表わされるテトラアルコキシンランは、具体的には
【化７】 などがある。
【０００８】また、本発明に用いられる一般式（II）で
表されるエチルトリアルコキシシランは、具体的には
表されるエチルトリアルコキシシランは、具体的には
【化８】 などがある。
【０００９】更に、本発明に用いられる一般式（III）
で表わされるジメチルジアルコキシシランは、具体的に
は
で表わされるジメチルジアルコキシシランは、具体的に
は
【化９】 などがある。
【００１０】これら３種の混合比は、テトラアルコキシ
シラン１モルに対してエチルトリアルコキシシラン０．
５〜２．０モル、ジメチルジアルコキンシランが０．２
〜１．０モルの範囲が好ましい。
シラン１モルに対してエチルトリアルコキシシラン０．
５〜２．０モル、ジメチルジアルコキンシランが０．２
〜１．０モルの範囲が好ましい。
【００１１】また、加水分解・縮重合反応に用いられる
触媒としては、酸触媒、塩基性触煤のいずれでも良く、
具体的にはリン酸、硝酸、硫酸、マレイン酸、フマル
酸、ギ酸、酢酸などの酸触媒或いはアンモニアなどの塩
基性触媒が挙げられる、またこれらの添加量は、前記３
種のアルコキシシランの総量１モルに対して０．１〜
０．００１モルの範囲が好ましい。添加する水の量とし
ては、前記３種のアルコキシシランの総量１モルに対し
て０．１〜０．００１モルの範囲が、好ましく、特に
０．５〜１．５モルの範囲であることが好ましい。
触媒としては、酸触媒、塩基性触煤のいずれでも良く、
具体的にはリン酸、硝酸、硫酸、マレイン酸、フマル
酸、ギ酸、酢酸などの酸触媒或いはアンモニアなどの塩
基性触媒が挙げられる、またこれらの添加量は、前記３
種のアルコキシシランの総量１モルに対して０．１〜
０．００１モルの範囲が好ましい。添加する水の量とし
ては、前記３種のアルコキシシランの総量１モルに対し
て０．１〜０．００１モルの範囲が、好ましく、特に
０．５〜１．５モルの範囲であることが好ましい。
【００１２】本発明に用いられる溶媒としては、アルコ
ール、ケトン、グリコールエーテル、酢酸ユステル類な
どが挙げられ１種或いは２種以上を組み合わせて用いて
もよい。
ール、ケトン、グリコールエーテル、酢酸ユステル類な
どが挙げられ１種或いは２種以上を組み合わせて用いて
もよい。
【００１３】次に、このようにして得られた塗布液を用
いて酸化物被膜を形成するには、該塗布液をガうス、セ
ラミックス、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伺ｈに、浸積法、回転塗布法等の方
法で塗布した後、好ましくは５０〜２００℃、より好ま
しくは１００〜１５０℃で乾燥し、ついで、好ましくは
３００〜５００℃で焼成する。このような方法により、
本発明シリカ系被膜形成用塗布液を用いて形成したシリ
カ系被膜は、成膜性も良好で、しかも誘電率も低くな
る。このシリカ系被膜を配線層間膜（絶縁層間膜）とし
て半導体素子を得ることができる。
いて酸化物被膜を形成するには、該塗布液をガうス、セ
ラミックス、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伺ｈに、浸積法、回転塗布法等の方
法で塗布した後、好ましくは５０〜２００℃、より好ま
しくは１００〜１５０℃で乾燥し、ついで、好ましくは
３００〜５００℃で焼成する。このような方法により、
本発明シリカ系被膜形成用塗布液を用いて形成したシリ
カ系被膜は、成膜性も良好で、しかも誘電率も低くな
る。このシリカ系被膜を配線層間膜（絶縁層間膜）とし
て半導体素子を得ることができる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明を実施例により詳しく説明す
る。 実施例１ Ｓｉ(ＯＣＨ3)4 ５０ｇ、 Ｃ2Ｈ5Ｓｉ(ＯＣＨ3)3 ５０ｇ及び (ＣＨ3)2Ｓｉ(ＯＣＨ3)2 ４０ｇ をイソピロピルアルコール４００ｇに溶解し、これに水
６３ｇと硝酸１．０ｇの混合液を１時間で滴下した後、
更に室温下で２４時間反応させシリカ膜形成用塗布液を
調整した。この反応物溶液をスピナーを用いて２０００
rpmでシリコンウエハー上に塗布した後、１５０℃に制
御されたホットプレート上で１分間乾燥し、ついで電気
炉で４５０℃で大気中１時間焼成したところ、無色透明
でクラックのない被膜が得られた。この被膜の膜厚を測
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１０Hzから１００００Hzで測定したところ、２．６
であった。
る。 実施例１ Ｓｉ(ＯＣＨ3)4 ５０ｇ、 Ｃ2Ｈ5Ｓｉ(ＯＣＨ3)3 ５０ｇ及び (ＣＨ3)2Ｓｉ(ＯＣＨ3)2 ４０ｇ をイソピロピルアルコール４００ｇに溶解し、これに水
６３ｇと硝酸１．０ｇの混合液を１時間で滴下した後、
更に室温下で２４時間反応させシリカ膜形成用塗布液を
調整した。この反応物溶液をスピナーを用いて２０００
rpmでシリコンウエハー上に塗布した後、１５０℃に制
御されたホットプレート上で１分間乾燥し、ついで電気
炉で４５０℃で大気中１時間焼成したところ、無色透明
でクラックのない被膜が得られた。この被膜の膜厚を測
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１０Hzから１００００Hzで測定したところ、２．６
であった。
【００１５】比較例１ Ｓｉ(ＯＣＨ3)4 ５０ｇ、 ＣＨ3Ｓｉ(ＯＣＨ3)3 ５０ｇ及び (ＣＨ3)2Ｓｉ(ＯＣＨ3)2 ４０ｇ をイソプロピルアルコール４００ｇに溶解し、これに水
６３ｇと硝酸１．０ｇの混合液を１時間で滴下した後、
更に室温下で２４時間反応させシリカ膜形成用塗布液を
調整した。この反応物溶液をスピナーを用いて２０００
rpmでシリコンウエハー上に塗布した後、１５０℃に制
御されたホットプレート上で１分間乾燥し、ついで電気
炉で４５０℃で大安中１時間焼成したところ、無色透明
でクラックのない被膜が得られた。該被膜の膜厚を濁定
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
１０Hzから１００００Hzで測定したところ、３．０であ
った。
６３ｇと硝酸１．０ｇの混合液を１時間で滴下した後、
更に室温下で２４時間反応させシリカ膜形成用塗布液を
調整した。この反応物溶液をスピナーを用いて２０００
rpmでシリコンウエハー上に塗布した後、１５０℃に制
御されたホットプレート上で１分間乾燥し、ついで電気
炉で４５０℃で大安中１時間焼成したところ、無色透明
でクラックのない被膜が得られた。該被膜の膜厚を濁定
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
１０Hzから１００００Hzで測定したところ、３．０であ
った。
【００１６】
【発明の効果】請求項１におけるシリカ被膜形成用塗布
液は成膜性に優れ、これを用いて基体表面上に形成した
誘電率の低い酸化物被膜（シリカ被膜）を形成すること
ができる。請求項２におけるシリカ被膜は誘電率が低
い。請求項３における半導体装置は誘電率の低い層間絶
縁膜を有する。
液は成膜性に優れ、これを用いて基体表面上に形成した
誘電率の低い酸化物被膜（シリカ被膜）を形成すること
ができる。請求項２におけるシリカ被膜は誘電率が低
い。請求項３における半導体装置は誘電率の低い層間絶
縁膜を有する。
フロントページの続き (72)発明者 成田 武憲 茨城県日立市東町四丁目13番１号 日立化 成工業株式会社半導体・液晶材料事業部開 発センタ内 (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 成工業株式会社半導体・液晶材料事業部開 発センタ内
Claims (3)
- 【請求項１】 （Ａ）一般式（Ｉ） 【化１】 （ただし、式中、Ｒは炭素数１〜４のアルキル基を示
し、４個のＲは同一でも異なっていてもよい）で表され
るテトラアルコキシシラン、（Ｂ）一般式（II） 【化２】 （ただし、式中、Ｒは炭素数１〜４のアルキル基を示
し、３個のＲは同一でも異なっていてもよい）で表され
るエチルトリアルコキシシラン及び（Ｃ）一般式（II
I） 【化３】 （ただし、式中、Ｒは炭素数１〜４のアルキル基を示
し、２個のＲは同一でも異なっていてもよい）で表され
るジメチルジアルコキシシランとを溶媒中に水及び触媒
の存在下に加水分解及び縮重合した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塗布液。 - 【請求項２】 請求項１記載の塗布液を、基体表面上に
塗布後、５０〜２００℃で乾燥し、ついで３００〜５０
０℃で焼成してなるシリカ系被膜。 - 【請求項３】 請求項３記載のシリカ系被膜を層間絶縁
膜とした半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16734697A JPH1112540A (ja) | 1997-06-24 | 1997-06-24 | シリカ系被膜形成用塗布液、シリカ系被膜及びそれを用いた半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16734697A JPH1112540A (ja) | 1997-06-24 | 1997-06-24 | シリカ系被膜形成用塗布液、シリカ系被膜及びそれを用いた半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1112540A true JPH1112540A (ja) | 1999-01-19 |
Family
ID=15848034
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16734697A Pending JPH1112540A (ja) | 1997-06-24 | 1997-06-24 | シリカ系被膜形成用塗布液、シリカ系被膜及びそれを用いた半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1112540A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001164186A (ja) * | 1999-09-29 | 2001-06-19 | Jsr Corp | 膜形成用組成物、膜の形成方法および絶縁膜 |
-
1997
- 1997-06-24 JP JP16734697A patent/JPH1112540A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001164186A (ja) * | 1999-09-29 | 2001-06-19 | Jsr Corp | 膜形成用組成物、膜の形成方法および絶縁膜 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040531 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20060816 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060824 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20061214 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |