JPH10102003A - 絶縁膜および絶縁膜形成用塗布液 - Google Patents
絶縁膜および絶縁膜形成用塗布液Info
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- JPH10102003A JPH10102003A JP26315596A JP26315596A JPH10102003A JP H10102003 A JPH10102003 A JP H10102003A JP 26315596 A JP26315596 A JP 26315596A JP 26315596 A JP26315596 A JP 26315596A JP H10102003 A JPH10102003 A JP H10102003A
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- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、金属配線上に直接形成可能な、絶
縁抵抗が高く比誘電率の低い、半導体装置用層間絶縁膜
を提供するものである。 【解決手段】 Ｍ−Ｏ−Ｍ結合（ＭはＢ，Ａｌ，Ｔｉ，
Ｇｅ，Ｙ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｔａの中から選ばれた少なくと
も１種類以上の元素）を有する無機ポリマー骨格中のＭ
の一部をＳｉ（Ｒ1)n −（Ｒ1 はアルキル基、ｎ＝１〜
３）で置換した絶縁膜とする。この絶縁膜はＳｉに結合
しているアルキル基のために低誘電率である。また、
Ｂ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｇｅ，Ｙ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｔａの中から
選ばれた少なくとも１種類以上の元素の金属アルコキシ
ドは反応性が高く、アルキルアルコキシシランの重縮合
反応を促進するので、形成された膜に残存するシラノー
ル基を著しく低減させ、高い絶縁性を確保できる。
縁抵抗が高く比誘電率の低い、半導体装置用層間絶縁膜
を提供するものである。 【解決手段】 Ｍ−Ｏ−Ｍ結合（ＭはＢ，Ａｌ，Ｔｉ，
Ｇｅ，Ｙ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｔａの中から選ばれた少なくと
も１種類以上の元素）を有する無機ポリマー骨格中のＭ
の一部をＳｉ（Ｒ1)n −（Ｒ1 はアルキル基、ｎ＝１〜
３）で置換した絶縁膜とする。この絶縁膜はＳｉに結合
しているアルキル基のために低誘電率である。また、
Ｂ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｇｅ，Ｙ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｔａの中から
選ばれた少なくとも１種類以上の元素の金属アルコキシ
ドは反応性が高く、アルキルアルコキシシランの重縮合
反応を促進するので、形成された膜に残存するシラノー
ル基を著しく低減させ、高い絶縁性を確保できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、絶縁膜および絶縁
膜形成用塗布液に関するものである。さらに詳しくいえ
ば、本発明はＬＳＩ素子の層間絶縁膜として用いられる
絶縁膜および絶縁膜形成用塗布液に関するものである。
膜形成用塗布液に関するものである。さらに詳しくいえ
ば、本発明はＬＳＩ素子の層間絶縁膜として用いられる
絶縁膜および絶縁膜形成用塗布液に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】集積回路の高集積化の進展はめざまし
く、ＤＲＡＭの集積密度は３年ごとに４倍の割合で増加
し、それに伴ってデバイスのデザインルールも微細化の
一途をたどり、クォータミクロンルール、集積規模にし
て２５６ＭｂのＤＲＡＭの開発が本格化しているのが現
状である。クォータミクロン以降のＬＳＩ素子では、多
層配線に関する高度な技術が必要になる。すなわち、配
線パターン上に成膜した絶縁膜は、配線形状を反映した
凹凸を有することになるが、このような段差があると、
さらにその絶縁膜上にリソグラフィで配線の微細なパタ
ーニングを行うとき、焦点が合わせきれないため精度が
落ちることになる。従って、層間絶縁膜により配線パタ
ーンの有無による段差をなくす平坦化技術が求められて
いる。
く、ＤＲＡＭの集積密度は３年ごとに４倍の割合で増加
し、それに伴ってデバイスのデザインルールも微細化の
一途をたどり、クォータミクロンルール、集積規模にし
て２５６ＭｂのＤＲＡＭの開発が本格化しているのが現
状である。クォータミクロン以降のＬＳＩ素子では、多
層配線に関する高度な技術が必要になる。すなわち、配
線パターン上に成膜した絶縁膜は、配線形状を反映した
凹凸を有することになるが、このような段差があると、
さらにその絶縁膜上にリソグラフィで配線の微細なパタ
ーニングを行うとき、焦点が合わせきれないため精度が
落ちることになる。従って、層間絶縁膜により配線パタ
ーンの有無による段差をなくす平坦化技術が求められて
いる。
【０００３】従来、このような基板上の段差をなくす層
間絶縁膜の形成技術として、ＳｉＯ 2 中に有機基を導入
した膜をスピンオングラス（ＳＯＧ）法により形成する
方法（特公平８−３０７４号公報）が知られていた。こ
の方法は、アルキル基またはフェニル基のついたアルコ
キシシランのみを加水分解することによって膜を作製す
るものである。一般にアルコキシシランは、加水分解さ
れてシラノール（−ＳｉＯＨ）基を生成し、シラノール
基同士の脱水反応で重合反応が進む。しかし、アルコキ
シシランは反応性が低く、ＳｉＯＨ基が膜中に残りやす
い。このため、アルキル基またはフェニル基のついたア
ルコキシシランのみを加水分解して得た塗布液から形成
したシリカ系被膜は絶縁性が悪いという問題があった。
また、膜中に存在するＯＨ基のために、金属配線が酸化
により劣化するのを防ぐため、Ａｌなどの配線パターン
を施した上にプラズマＣＶＤ法によりＳｉＯ2 膜を成膜
し、配線部を湿気などから遮断した上へＳＯＧ膜の塗布
を行う必要があった。
間絶縁膜の形成技術として、ＳｉＯ 2 中に有機基を導入
した膜をスピンオングラス（ＳＯＧ）法により形成する
方法（特公平８−３０７４号公報）が知られていた。こ
の方法は、アルキル基またはフェニル基のついたアルコ
キシシランのみを加水分解することによって膜を作製す
るものである。一般にアルコキシシランは、加水分解さ
れてシラノール（−ＳｉＯＨ）基を生成し、シラノール
基同士の脱水反応で重合反応が進む。しかし、アルコキ
シシランは反応性が低く、ＳｉＯＨ基が膜中に残りやす
い。このため、アルキル基またはフェニル基のついたア
ルコキシシランのみを加水分解して得た塗布液から形成
したシリカ系被膜は絶縁性が悪いという問題があった。
また、膜中に存在するＯＨ基のために、金属配線が酸化
により劣化するのを防ぐため、Ａｌなどの配線パターン
を施した上にプラズマＣＶＤ法によりＳｉＯ2 膜を成膜
し、配線部を湿気などから遮断した上へＳＯＧ膜の塗布
を行う必要があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、絶縁性に優
れ、誘電率が低く、Ａｌなどの金属配線上に直接形成で
きる絶縁膜およびその絶縁膜を形成するための塗布液を
提供するものである。
れ、誘電率が低く、Ａｌなどの金属配線上に直接形成で
きる絶縁膜およびその絶縁膜を形成するための塗布液を
提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記課題は、（１）Ｍ−
Ｏ−Ｍ結合（ＭはＢ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｇｅ，Ｙ，Ｚｒ，Ｎ
ｂ，Ｔａの中から選ばれた少なくとも１種類以上の元
素）を有する無機ポリマー骨格中のＭの一部をＳｉ（Ｒ
1)n −基（Ｒ1 はアルキル基、ｎ＝１〜３）で置換した
絶縁膜、（２）前記（１）の絶縁膜において、Ｓｉ（Ｒ
1)n −（ｎ＝１〜３）に対するＭのモル比が０．０５以
上０．７５以下であることを特徴とする絶縁膜、（３）
（Ａ）一般式Ｒ1 4-nＳｉ（ＯＲ2)n （Ｒ1 ，Ｒ2 はアル
キル基、ｎ＝１〜３）で表されるアルキルアルコキシシ
ラン化合物の加水分解生成物と、（Ｂ）Ｂ，Ａｌ，Ｔ
ｉ，Ｇｅ，Ｙ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｔａのアルコキシドのうち
の少なくとも１種の金属アルコキシドの加水分解生成物
とを含む絶縁膜形成用塗布液、（４）前記（３）の塗布
液において、（Ｂ）／（Ａ）のモル比が０．０５以上
０．７５以下であることを特徴とする絶縁膜形成用塗布
液、により達成される。また、本発明は、（５）前記
（１）および（２）記載の層間絶縁膜を有する半導体装
置をも提供する。
Ｏ−Ｍ結合（ＭはＢ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｇｅ，Ｙ，Ｚｒ，Ｎ
ｂ，Ｔａの中から選ばれた少なくとも１種類以上の元
素）を有する無機ポリマー骨格中のＭの一部をＳｉ（Ｒ
1)n −基（Ｒ1 はアルキル基、ｎ＝１〜３）で置換した
絶縁膜、（２）前記（１）の絶縁膜において、Ｓｉ（Ｒ
1)n −（ｎ＝１〜３）に対するＭのモル比が０．０５以
上０．７５以下であることを特徴とする絶縁膜、（３）
（Ａ）一般式Ｒ1 4-nＳｉ（ＯＲ2)n （Ｒ1 ，Ｒ2 はアル
キル基、ｎ＝１〜３）で表されるアルキルアルコキシシ
ラン化合物の加水分解生成物と、（Ｂ）Ｂ，Ａｌ，Ｔ
ｉ，Ｇｅ，Ｙ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｔａのアルコキシドのうち
の少なくとも１種の金属アルコキシドの加水分解生成物
とを含む絶縁膜形成用塗布液、（４）前記（３）の塗布
液において、（Ｂ）／（Ａ）のモル比が０．０５以上
０．７５以下であることを特徴とする絶縁膜形成用塗布
液、により達成される。また、本発明は、（５）前記
（１）および（２）記載の層間絶縁膜を有する半導体装
置をも提供する。
【０００６】
【発明の実施の形態】無機ポリマーとは、金属元素−酸
素−金属元素の結合を骨格として重合した高分子であ
る。本発明によれば、シリコンのアルコキシドに比べて
反応性の高い金属アルコキシドの加水分解生成物を含む
ことにより、ＳｉＯＨ基のＯＨを積極的に取り除くこと
ができるため、絶縁性を向上させることがでる。その理
由について詳しく述べると次のとおりである。
素−金属元素の結合を骨格として重合した高分子であ
る。本発明によれば、シリコンのアルコキシドに比べて
反応性の高い金属アルコキシドの加水分解生成物を含む
ことにより、ＳｉＯＨ基のＯＨを積極的に取り除くこと
ができるため、絶縁性を向上させることがでる。その理
由について詳しく述べると次のとおりである。
【０００７】各種の金属アルコキシドの反応性について
は、各金属アルコキシド中の金属に対する正のパーシャ
ルチャージδ（Ｍ）で説明される（Livage et al.,“So
l-Gel Chemistry of Transition Metal Oxides”, Prog
ress in Solid State Chemistry, 18 (1988) 259-342)
。これによるとδ（Ｍ）が高いほど反応性も高くなる
のであるが、その値は、例えばＺｒ（ＯＥｔ)4では＋
０．６５、Ｔｉ（ＯＥｔ)4では＋０．６３、Ｎｂ（ＯＥ
ｔ)5では０．５３、Ｔａ（ＯＥｔ)5では＋０．４９であ
りこれらの値はＳｉ（ＯＥｔ)4の＋０．３２に対して有
意に高い。この反応性は、金属の種類を反映したもので
あり、アルコキシ基が加水分解されてＯＨ基になっても
基本的には変わらないものと考えられる。従って、アル
キル基またはフェニル基のついたアルコキシシランのみ
を加水分解して得た塗布液においては、反応性の低いＳ
ｉＯＨ基が残りやすいが、アルコキシシランがＢ，Ａ
ｌ，Ｔｉ，Ｇｅ，Ｙ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｔａのアルコキシド
のうち少なくとも１種の金属アルコキシドと同時に存在
している場合、加水分解された金属アルコキシド中の金
属（Ｍ）についているＯＨ基は反応性が高いためＳｉＯ
Ｈ基と反応して、Ｓｉに結合しているＯＨ基をはずすの
で、膜中に残存するＯＨ基は著しく減少する。このとき
発生する水は熱処理により簡単に膜から除去できる。こ
うしてＳｉとＭの間にＳｉ−Ｏ−Ｍという結合を形成す
ることにより、膜中のＯＨ基を大幅に低減することがで
きるため、絶縁性の高い膜ができる。
は、各金属アルコキシド中の金属に対する正のパーシャ
ルチャージδ（Ｍ）で説明される（Livage et al.,“So
l-Gel Chemistry of Transition Metal Oxides”, Prog
ress in Solid State Chemistry, 18 (1988) 259-342)
。これによるとδ（Ｍ）が高いほど反応性も高くなる
のであるが、その値は、例えばＺｒ（ＯＥｔ)4では＋
０．６５、Ｔｉ（ＯＥｔ)4では＋０．６３、Ｎｂ（ＯＥ
ｔ)5では０．５３、Ｔａ（ＯＥｔ)5では＋０．４９であ
りこれらの値はＳｉ（ＯＥｔ)4の＋０．３２に対して有
意に高い。この反応性は、金属の種類を反映したもので
あり、アルコキシ基が加水分解されてＯＨ基になっても
基本的には変わらないものと考えられる。従って、アル
キル基またはフェニル基のついたアルコキシシランのみ
を加水分解して得た塗布液においては、反応性の低いＳ
ｉＯＨ基が残りやすいが、アルコキシシランがＢ，Ａ
ｌ，Ｔｉ，Ｇｅ，Ｙ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｔａのアルコキシド
のうち少なくとも１種の金属アルコキシドと同時に存在
している場合、加水分解された金属アルコキシド中の金
属（Ｍ）についているＯＨ基は反応性が高いためＳｉＯ
Ｈ基と反応して、Ｓｉに結合しているＯＨ基をはずすの
で、膜中に残存するＯＨ基は著しく減少する。このとき
発生する水は熱処理により簡単に膜から除去できる。こ
うしてＳｉとＭの間にＳｉ−Ｏ−Ｍという結合を形成す
ることにより、膜中のＯＨ基を大幅に低減することがで
きるため、絶縁性の高い膜ができる。
【０００８】本発明の絶縁膜において、−Ｓｉ（Ｒ1)n
−（ｎ＝１〜３）に対するＢ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｇｅ，Ｙ，
Ｚｒ，Ｎｂ，Ｔａの中から選ばれる少なくとも１種類以
上の元素（Ｍ）のモル比が０．０５未満の時、金属アル
コキシドによるＳｉＯＨ基のＯＨを取り除く効果が小さ
い。この比が０．７５を超えると絶縁膜の比誘電率が高
くなる上、アルキル基の割合が低下するため膜にクラッ
クが入りやすくなる。
−（ｎ＝１〜３）に対するＢ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｇｅ，Ｙ，
Ｚｒ，Ｎｂ，Ｔａの中から選ばれる少なくとも１種類以
上の元素（Ｍ）のモル比が０．０５未満の時、金属アル
コキシドによるＳｉＯＨ基のＯＨを取り除く効果が小さ
い。この比が０．７５を超えると絶縁膜の比誘電率が高
くなる上、アルキル基の割合が低下するため膜にクラッ
クが入りやすくなる。
【０００９】本発明で使用するアルコキシドは特に限定
しないが、例えば、メトキシド、エトキシド、プロポキ
シド、ブトキシド等が挙げられる。また、アルコキシ基
の一部をβ−ジケトン、β−ケトエステル、アルカノー
ルアミン、アルキルアルカノールアミン、有機酸等で置
換したアルコキシド誘導体も使用できる。本発明におけ
る金属アルコキシドの加水分解では、アルコキシドに対
して１０モル倍までの水を添加して加水分解する。この
際、無機酸、有機酸あるいはそれらの両方を触媒として
使用してもよい。添加する水は、アルコール等の有機溶
媒で希釈してもよい。１０モル倍以上の水を使用すると
すぐにゲル化するために、好ましくない。
しないが、例えば、メトキシド、エトキシド、プロポキ
シド、ブトキシド等が挙げられる。また、アルコキシ基
の一部をβ−ジケトン、β−ケトエステル、アルカノー
ルアミン、アルキルアルカノールアミン、有機酸等で置
換したアルコキシド誘導体も使用できる。本発明におけ
る金属アルコキシドの加水分解では、アルコキシドに対
して１０モル倍までの水を添加して加水分解する。この
際、無機酸、有機酸あるいはそれらの両方を触媒として
使用してもよい。添加する水は、アルコール等の有機溶
媒で希釈してもよい。１０モル倍以上の水を使用すると
すぐにゲル化するために、好ましくない。
【００１０】本発明で使用するアルキルアルコキシシラ
ンとしては、例えば、モノメチルトリメトキシシラン、
モノメチルトリエトキシシラン、モノメチルトリプロポ
キシシラン、モノメチルトリブトキシシラン、モノエチ
ルトリメトキシシラン、モノエチルトリエトキシシラ
ン、モノエチルトリプロポキシシラン、モノエチルトリ
ブトキシシラン、モノプロピルトリメトキシシラン、モ
ノプロピルトリエトキシシラン、モノプロピルトリプロ
ポキシシラン、モノプロピルトリブトキシシラン、ジメ
チルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジ
メチルジプロポキシシラン、ジメチルジブトキシシラ
ン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシ
ラン、ジエチルジプロポキシシラン、ジエチルジブトキ
シシラン、ジプロピルジメトキシシラン、ジプロピルジ
エトキシシラン、ジプロピルジプロポキシシラン、ジプ
ロピルジブトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、
トリメチルプロポキシシラン、トリエチルエトキシシラ
ン等が挙げられる。
ンとしては、例えば、モノメチルトリメトキシシラン、
モノメチルトリエトキシシラン、モノメチルトリプロポ
キシシラン、モノメチルトリブトキシシラン、モノエチ
ルトリメトキシシラン、モノエチルトリエトキシシラ
ン、モノエチルトリプロポキシシラン、モノエチルトリ
ブトキシシラン、モノプロピルトリメトキシシラン、モ
ノプロピルトリエトキシシラン、モノプロピルトリプロ
ポキシシラン、モノプロピルトリブトキシシラン、ジメ
チルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジ
メチルジプロポキシシラン、ジメチルジブトキシシラ
ン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシ
ラン、ジエチルジプロポキシシラン、ジエチルジブトキ
シシラン、ジプロピルジメトキシシラン、ジプロピルジ
エトキシシラン、ジプロピルジプロポキシシラン、ジプ
ロピルジブトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、
トリメチルプロポキシシラン、トリエチルエトキシシラ
ン等が挙げられる。
【００１１】本発明のアルキルアルコキシシランの加水
分解では、アルコキシ基に対して０．５〜１０．０モル
倍の水を添加する。この際、無機酸、有機酸あるいはそ
れらの両方を触媒として使用してもよい。添加する水
は、アルコール等の有機溶媒で希釈してもよい。０．５
モル倍未満の水では、重合度が低く、熱処理の際に揮発
するために塗布できない。一方、１０．０モル倍を超え
ると、すぐにゲル化して塗布できない。
分解では、アルコキシ基に対して０．５〜１０．０モル
倍の水を添加する。この際、無機酸、有機酸あるいはそ
れらの両方を触媒として使用してもよい。添加する水
は、アルコール等の有機溶媒で希釈してもよい。０．５
モル倍未満の水では、重合度が低く、熱処理の際に揮発
するために塗布できない。一方、１０．０モル倍を超え
ると、すぐにゲル化して塗布できない。
【００１２】加水分解においては、アルキルアルコキシ
シランおよびアルコキシドを均一に分散、溶解できる有
機溶媒が使用される。例えば、メタノール、エタノー
ル、プロパノール、ブタノール等の各種アルコール、ア
セトン、トルエン、キシレン等である。加水分解後、溶
媒、加水分解で生成したアルコール等を常圧あるいは減
圧下で留去して塗布してもよい。
シランおよびアルコキシドを均一に分散、溶解できる有
機溶媒が使用される。例えば、メタノール、エタノー
ル、プロパノール、ブタノール等の各種アルコール、ア
セトン、トルエン、キシレン等である。加水分解後、溶
媒、加水分解で生成したアルコール等を常圧あるいは減
圧下で留去して塗布してもよい。
【００１３】基板への塗布は、スプレーコート法、ディ
ップコート法、スピンコート法等で行われる。塗布後の
熱処理は、１００〜５００℃で行う。１００℃未満であ
ると、溶媒等が十分蒸発せず、固化できない。５００℃
を超えると、有機成分の分解が始まる。
ップコート法、スピンコート法等で行われる。塗布後の
熱処理は、１００〜５００℃で行う。１００℃未満であ
ると、溶媒等が十分蒸発せず、固化できない。５００℃
を超えると、有機成分の分解が始まる。
【００１４】本発明による絶縁膜は、半導体装置の絶縁
膜の他、電線の被覆など各種電子部品に応用することも
できる。
膜の他、電線の被覆など各種電子部品に応用することも
できる。
【００１５】
【実施例】本発明の絶縁膜を以下の実施例によって具体
的に説明する。ただし、本発明は、これらの実施例のみ
に限定されるものではない。表１に示した条件でゾルを
作製した。溶媒としてエトキシエタノールを用い、金属
アルコキシドはアセト酢酸エチルで化学改質してから使
用した。水のエトキシエタノール溶液を金属アルコキシ
ドおよびアルキルアルコキシシランを含む溶液に滴下し
て加水分解を行い塗布液を調製した。得られた塗布液を
スピンコータで成膜後、２００℃で熱処理した。作製し
た膜の比誘電率は周波数１MHz で測定した。絶縁抵抗
は、塗布液をシャーレに流し込んで厚さ約０．５mmのシ
ート状に成形し、２００℃で熱処理後、直流電圧５００
Ｖを印可して測定した。
的に説明する。ただし、本発明は、これらの実施例のみ
に限定されるものではない。表１に示した条件でゾルを
作製した。溶媒としてエトキシエタノールを用い、金属
アルコキシドはアセト酢酸エチルで化学改質してから使
用した。水のエトキシエタノール溶液を金属アルコキシ
ドおよびアルキルアルコキシシランを含む溶液に滴下し
て加水分解を行い塗布液を調製した。得られた塗布液を
スピンコータで成膜後、２００℃で熱処理した。作製し
た膜の比誘電率は周波数１MHz で測定した。絶縁抵抗
は、塗布液をシャーレに流し込んで厚さ約０．５mmのシ
ート状に成形し、２００℃で熱処理後、直流電圧５００
Ｖを印可して測定した。
【００１６】実施例１〜６では、絶縁抵抗が１×１０15
Ωcm以上、比誘電率が４．０以下のクラックのない良好
な絶縁膜が得られた。一方、金属アルコキシドのみを含
む場合（比較例７〜９）、比誘電率が高く、膜にクラッ
クが入った。クラックのため、絶縁抵抗の測定はできな
かた。また、アルキルアルコキシシランのみを含む場合
（比較例１０〜１１）、絶縁抵抗が１．５×１０15Ωcm
以下で低かった。
Ωcm以上、比誘電率が４．０以下のクラックのない良好
な絶縁膜が得られた。一方、金属アルコキシドのみを含
む場合（比較例７〜９）、比誘電率が高く、膜にクラッ
クが入った。クラックのため、絶縁抵抗の測定はできな
かた。また、アルキルアルコキシシランのみを含む場合
（比較例１０〜１１）、絶縁抵抗が１．５×１０15Ωcm
以下で低かった。
【００１７】
【表１】
【００１８】次に、本発明に関わる絶縁膜を用いた半導
体装置の実施例を図１により説明する。まず、シリコン
基板１１上に絶縁膜１２を形成し、絶縁膜１２上に配線
１３をパターニングする。次に、３０００rpm の回転数
でスピンコート法により本発明による絶縁膜を塗布し、
７０℃で５分、１５０℃で５分、３００℃で３０分の熱
処理を行う。得られる絶縁膜の厚みは約７０００Åであ
る。この絶縁膜の全面エッチバックを行って平坦化した
絶縁膜１４とし、この上にレジスト膜１５を塗布してそ
の後の処理を行う。一方、従来の層間絶縁膜を用いた半
導体装置は、図２に示すように、シリコン基板２１上に
絶縁膜２２を形成し、その上に配線２３をパターニング
し、プラズマＣＶＤ法でＳｉＯ2 膜２４を形成後、絶縁
膜２５の形成とエッチバックによる平坦化を行い、更に
プラズマＣＶＤ法でＳｉＯ2 膜２４′を形成してから、
レジスト膜２６を塗布する。本発明によれば、吸湿性が
なく絶縁性の高い絶縁膜が得られるため、図２に示す従
来の層間絶縁膜２５を用いた半導体装置に比較して、層
間絶縁膜に含まれる水分から素子を保護するためのプラ
ズマＣＶＤ法によるＳｉＯ2 膜２４，２４′の形成が不
要となるため、製造コストの大幅な低減が期待できる。
体装置の実施例を図１により説明する。まず、シリコン
基板１１上に絶縁膜１２を形成し、絶縁膜１２上に配線
１３をパターニングする。次に、３０００rpm の回転数
でスピンコート法により本発明による絶縁膜を塗布し、
７０℃で５分、１５０℃で５分、３００℃で３０分の熱
処理を行う。得られる絶縁膜の厚みは約７０００Åであ
る。この絶縁膜の全面エッチバックを行って平坦化した
絶縁膜１４とし、この上にレジスト膜１５を塗布してそ
の後の処理を行う。一方、従来の層間絶縁膜を用いた半
導体装置は、図２に示すように、シリコン基板２１上に
絶縁膜２２を形成し、その上に配線２３をパターニング
し、プラズマＣＶＤ法でＳｉＯ2 膜２４を形成後、絶縁
膜２５の形成とエッチバックによる平坦化を行い、更に
プラズマＣＶＤ法でＳｉＯ2 膜２４′を形成してから、
レジスト膜２６を塗布する。本発明によれば、吸湿性が
なく絶縁性の高い絶縁膜が得られるため、図２に示す従
来の層間絶縁膜２５を用いた半導体装置に比較して、層
間絶縁膜に含まれる水分から素子を保護するためのプラ
ズマＣＶＤ法によるＳｉＯ2 膜２４，２４′の形成が不
要となるため、製造コストの大幅な低減が期待できる。
【００１９】
【発明の効果】本発明の絶縁膜および絶縁膜形成用塗布
液によれば、絶縁抵抗が高く、しかも比誘電率が低い、
優れた絶縁膜をＡｌなどの金属配線上に直接形成するこ
とが可能である。さらに、この絶縁膜により製造プロセ
スを簡略化できるので、半導体装置製造のコストを低減
することができる。
液によれば、絶縁抵抗が高く、しかも比誘電率が低い、
優れた絶縁膜をＡｌなどの金属配線上に直接形成するこ
とが可能である。さらに、この絶縁膜により製造プロセ
スを簡略化できるので、半導体装置製造のコストを低減
することができる。
【図１】本発明の半導体装置の実施例を説明する図であ
る。
る。
【図２】従来の半導体装置を説明する図である。
１１，２１…シリコン基板 １２，２２…絶縁膜 １３，２３…配線 １４…本発明による絶縁膜 １５，２６…レジスト ２４…ＳｉＯ2 膜 ２５…従来の絶縁膜
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 21/768 Ｈ０１Ｌ 21/90 Ｓ
Claims (5)
- 【請求項１】 Ｍ−Ｏ−Ｍ結合（ＭはＢ，Ａｌ，Ｔｉ，
Ｇｅ，Ｙ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｔａの中から選ばれた少なくと
も１種類以上の元素）を有する無機ポリマー骨格中のＭ
の一部をＳｉ（Ｒ1)n −（Ｒ1 はアルキル基、ｎ＝１〜
３）で置換した絶縁膜。 - 【請求項２】 請求項１の絶縁膜において、Ｓｉ（Ｒ1)
n −（ｎ＝１〜３）に対するＭのモル比が０．０５以上
０．７５以下であることを特徴とする絶縁膜。 - 【請求項３】 （Ａ）一般式Ｒ1 4-nＳｉ（ＯＲ2)n （Ｒ
1 ，Ｒ2 はアルキル基、ｎ＝１〜３）で表されるアルキ
ルアルコキシシラン化合物の加水分解生成物と、（Ｂ）
Ｂ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｇｅ，Ｙ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｔａのアルコ
キシドのうちの少なくとも１種の金属アルコキシドの加
水分解生成物とを含む絶縁膜形成用塗布液。 - 【請求項４】 請求項３の塗布液において、（Ｂ）／
（Ａ）のモル比が０．０５以上０．７５以下であること
を特徴とする絶縁膜形成用塗布液。 - 【請求項５】 請求項１および２記載の絶縁膜を有する
半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26315596A JPH10102003A (ja) | 1996-10-03 | 1996-10-03 | 絶縁膜および絶縁膜形成用塗布液 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26315596A JPH10102003A (ja) | 1996-10-03 | 1996-10-03 | 絶縁膜および絶縁膜形成用塗布液 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10102003A true JPH10102003A (ja) | 1998-04-21 |
Family
ID=17385569
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26315596A Pending JPH10102003A (ja) | 1996-10-03 | 1996-10-03 | 絶縁膜および絶縁膜形成用塗布液 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10102003A (ja) |
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