JPH09176574A - 酸化物被膜形成用塗布液並びに酸化物被膜及び半導体装置の製造法 - Google Patents

酸化物被膜形成用塗布液並びに酸化物被膜及び半導体装置の製造法

Info

Publication number
JPH09176574A
JPH09176574A JP33832795A JP33832795A JPH09176574A JP H09176574 A JPH09176574 A JP H09176574A JP 33832795 A JP33832795 A JP 33832795A JP 33832795 A JP33832795 A JP 33832795A JP H09176574 A JPH09176574 A JP H09176574A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
oxide film
coating liquid
semiconductor device
coating film
coating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP33832795A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroyuki Morishima
浩之 森嶋
Yasuhiro Yamamoto
靖浩 山本
Shigeru Nobe
茂 野部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Resonac Corp
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Chemical Co Ltd filed Critical Hitachi Chemical Co Ltd
Priority to JP33832795A priority Critical patent/JPH09176574A/ja
Publication of JPH09176574A publication Critical patent/JPH09176574A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Silicon Polymers (AREA)
  • Chemical Treatment Of Metals (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 塗布均一性に優れ、熱的に安定な酸化物被膜
を形成することができる酸化物被膜形成用塗布液、均一
で熱的に安定な酸化物被膜の製造法及び均一で熱的に安
定な酸化物被膜を有する半導体装置の製造法を提供す
る。 【解決手段】 (A)一般式(I) 【化1】 (式中Rは、炭素数1〜4のアルキル基、R′は炭素数
1〜3のアルキル基、mは0、1または2を意味する)
で表されるアルコキシシラン化合物を溶媒の存在下に加
水分解及び縮重合させ、加水分解によって生成する1価
アルコールを除去してなる酸化物被膜形成用塗布液、こ
の塗布液を、基体表面上に塗布後、50〜200℃で乾
燥し、ついで300〜1000℃で焼成することを特徴
とする酸化物被膜の製造法及びこの塗布液を、半導体素
子表面上に塗布後、50〜200℃で乾燥し、ついで3
00〜1000℃で焼成して酸化物被膜を形成すること
を特徴とする半導体装置の製造法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、酸化物被膜形成用
塗布液並びに酸化物被膜及び半導体装置の製造法に関す
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、酸化物被膜を形成する方法がよく用いら
れている。テトラエトキシシラン等の4官能シランを用
いる方法が最も多く知られているが、4官能シランのみ
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
三次元架橋構造が非常に密になり剛直になるため、膜厚
が厚くなるとクラックが発生するという問題がある。こ
の問題を解決するために2官能、3官能シランを共加水
分解する方法が特開昭57−191219号公報等に示
されている。
【0003】これらの方法は一般にゾル−ゲル法と呼ば
れ、アルコキシシラン(アルコキシ基の炭素数1〜3)
を出発原料として溶媒の存在下に水と触媒を用いて調整
された被膜形成用塗布液をIC、LSI等の基板にスピ
ンコートした後、450℃程度の熱処理を施して酸化物
被膜を形成するものである。しかし、これらの方法で調
整された塗布液には、スピンコート時に膜厚の均一性が
低下し、その後の半導体製造工程で加工性が劣るという
欠点がある。
【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、塗布均一性に優れ、熱的に安定な酸化物被膜を形成
することができる酸化物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、より塗布均一性に
優れた酸化物被膜形成用塗布液を提供するものである。
請求項3に記載の発明は、均一で熱的に安定な酸化物被
膜の製造法を提供するものである。請求項4に記載の発
明は、均一で熱的に安定な酸化物被膜を有する半導体装
置の製造法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)
【化2】 (式中Rは、炭素数1〜4のアルキル基、R′は炭素数
1〜3のアルキル基、mは0、1または2を意味する)
で表されるアルコキシシラン化合物を溶媒の存在下に加
水分解及び縮重合させ、加水分解によって生成する1価
アルコールを除去してなる酸化物被膜形成用塗布液に関
する。本発明は、また、上記の酸化物被膜形成用塗布液
において、溶媒の沸点が加水分解で生成する1価アルコ
ールの沸点より30℃以上高いものである酸化物被膜形
成用塗布液に関する。
【0006】さらに、本発明は、これらの塗布液を、基
体表面上に塗布後、50〜200℃で乾燥し、ついで3
00〜1000℃で焼成することを特徴とする酸化物被
膜の製造法に関する。本発明は、また、これらの塗布液
を、半導体素子表面上に塗布後、50〜200℃で乾燥
し、ついで300〜1000℃で焼成して酸化物被膜を
形成することを特徴とする半導体装置の製造方法に関す
る。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明に用いられるアルコキシシ
ラン化合物は、前記一般式(I)で表されるものである
が、具体的には
【化3】 等のテトラアルコキシシラン、
【化4】 等のモノアルキルトリアセトキシシラン、
【化5】 等のジアルキルジアセトキシシランが挙げられ、これら
は1種または2種以上が用いられる。
【0008】本発明に用いられる前記アルコキシシラン
化合物の割合に特に制限は無いが、得られる酸化物被膜
の耐クラック性を改善するためには、テトラアルコキシ
シラン化合物が50〜80モル%、トリアルコキシシラ
ン化合物が10〜20モル%ジアルコキシシラン化合物
が10〜40モル%の範囲が好ましい。
【0009】本発明に用いられる溶媒としては、酢酸イ
ソプロピル、酢酸イソブチル等の酢酸エステル系、エチ
レングリコールモノメチルアセテート、エチレングリコ
ールジアセテート等のグリコールアセテート系溶媒、
N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホル
ムアミド、N−メチル−2−ピロリドン等のアミド系溶
媒、グリコールエーテル系溶媒など種々の溶媒が挙げら
れこれらは1種または2種以上が用いられる。溶媒の沸
点は、塗布して得られる膜厚さにムラがないという観点
から、100℃以上であることが好ましく、さらに、加
水分解で生成する1価アルコールの沸点より30℃以上
高いものがこのアルコールを蒸留除去しやすくなるので
好ましい。
【0010】本発明における加水分解及び縮重合には、
触媒としては、塩酸、硫酸、燐酸、硼酸、フッ酸、硝酸
等の無機酸、シュウ酸、マレイン酸、スルホン酸、ギ酸
等の有機酸を用いることが好ましい。触媒は、前記アル
コキシシラン化合物1モルに対して、0.0001〜
0.01モル%が好ましい。また、加水分解に際し、水
が存在する必要があるが、前記アルコキシシラン化合物
中のアルコキシ基1当量に対して、0.5〜2モル使用
することが好ましい。
【0011】本発明の酸化物被膜形成用塗布液は、前記
の溶媒の存在下で、アルコキシシラン化合物を水と触媒
を用いて加水分解、縮重合させ、減圧下で100℃以下
の温度で加水分解によって生成する1価のアルコールを
除去し塗布液の溶媒を均一性を保つことにより、従来の
アルコキシシラン化合物及びこれらと金属アルコキシド
化合物を加水分解及び縮合させて得られる塗布液と比較
して、塗布膜厚の均一性が極めて良好となる。1価アル
コールの除去は、加熱又は減圧下の加熱による蒸留によ
り除去することができる。
【0012】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、該塗布液をガラス、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体上に、浸漬法、回転塗布法等の方
法で塗布した後、通常50〜200℃、好ましくは10
0〜150℃で乾燥し、ついで通常300〜1000
℃、好ましくは300〜450℃で焼成する。形成され
る酸化物皮膜の膜厚は、0.2〜0.5μmであること
が好ましい。酸化物被膜が形成されてもよい半導体装置
としては、アルミニウム配線が形成されたシリコンウェ
ハー等があり、その配線は多層配線構造になっていても
よい。
【0013】
【作用】シリコン、アルミニウム等の基体上でクラック
が発生しない酸化物被膜をアルコキシシラン化合物を含
む酸化物被膜形成用塗布液を用いて形成するためには、
(1)焼成時の硬化収縮歪を小さし、(2)膜の熱膨張
係数を基体の値に近づけるという条件を満たす塗布液を
用いることが必要であるが、このような塗布液は、塗布
液の製造時に加水分解によって生成する低沸点の1価の
アルコールを除去することにより溶媒の均一性を保つこ
とにより得られる。
【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)4 152.0g及びCH3Si(OCH3)
3 136.0gをプロピレングリコールモノプロピル
エーテル900gに溶解し、この溶液に硝酸2.0gを
溶解させた水63.0gを添加し室温で10時間、加水
分解、縮合を行った後、2mmHgの減圧に制御された蒸留
装置で20℃で2時間処理を行い、加水分解で生成した
メチルアルコールを塗布液中から除去した。この反応物
溶液のメチルアルコール残存量をガスクロマトグラフ
(日立263−50型)で測定した結果、反応物溶液中
に0.1重量%以下であった。得られた塗布液の加熱残
分15重量%であった。
【0015】ここで調整された塗布液をスピナーを用い
て2000rpmで6インチのシリコンウエハー上に塗布
した後、150℃と250℃に制御されたホットプレー
ト上で各1分間乾燥し、ついで電気炉中400℃で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。ウエハー上に形成された酸化物被膜の膜厚を干
渉膜厚計(大日本スクリーン製ラムダエース)で10点
測定したところ0.50±0.01μmであった。また
前記溶液を、厚さ1.0μm、ライン&スペース幅0.
5〜5.0μmのアルミウム配線が形成されたシリコン
ウエハー上に前記と同様な条件で成膜し、ウエハー周辺
部のパターンの形成されている部分の膜厚を上記同様に
測定したところ、膜厚は0.50±0.02μmであっ
た。
【0016】比較例1 Si(OC2H5)4 264.0gをエチルアルコール6
00gに溶解し、この溶液にマレイン酸4.0gを溶解
させた水80gを添加し、加水分解、縮合を行い反応物
溶液を作成した。ここで調整された塗布液をスピナーを
用いて2000rpmで6インチのシリコンウエハー上に
塗布した後、150℃と250℃に制御されたホットプ
レート上で各1分間乾燥し、ついで電気炉中400℃で
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。ウエハー上に形成された酸化物被膜の膜厚
を干渉膜厚計(大日本スクリーン製ラムダエース)で1
0点測定したところ0.45±0.50μmであった。
【0017】また前記溶液を、厚さ1.0μm、ライン
&スペース幅0.5−5.0μmのアルミ配線が形成さ
れたシリコンウエハー上に前記と同様な条件で成膜し、
ウエハー周辺部のパターンの形成されている部分の膜厚
を上記同様に測定したところ、膜厚は0.45±0.7
5μmであった。
【0018】比較例2 Si(OCH3) 152.0g及びCH3Si(OCH3)
136.0gをプロピレングリコールモノプロピルエ
ーテル600gに溶解し、この溶液にマレイン酸2.0
gを溶解させた水63.0gを添加し、加水分解、縮合
を行い反応物溶液を作成した。
【0019】ここで調整された塗布液をスピナーを用い
て2000rpmで6インチのシリコンウエハー上に塗布
した後、150℃と250℃に制御されたホットプレー
ト上で各1分間乾燥し、ついで電気炉中400℃で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。ウエハー上に形成された酸化物被膜の膜厚を干
渉膜厚計(大日本スクリーン製ラムダエース)で10点
測定したところ0.47±0.01μmであった。また
前記溶液を、厚さ1.0μm、ライン&スペース幅0.
5〜5.0μmのアルミ配線が形成されたシリコンウエ
ハー上に前記と同様な条件で成膜し、ウエハー周辺部の
パターンの形成されている部分の膜厚を上記同様に測定
したところ、膜厚は0.47±0.20μmであった。
【0020】
【発明の効果】請求項1における酸化物被膜形成用塗布
液は、塗布均一性に優れる。この塗布液は、電子部品、
特に半導体の多層配線における層間断差の被膜、磁気バ
ブルメモリー等の素子表面平坦化等に有効である。請求
項2における酸化物被膜形成用塗布液は、一層塗布均一
性に優れる。請求項3における酸化物皮膜の製造法によ
り、1.5μm程度の厚さにしても均一でクラックの発
生が無い皮膜が得られる。請求項4における半導体装置
の製造法により、上記の優れた半価物被膜を有する半導
体装置を製造することができる。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)一般式(I) 【化1】 (式中Rは、炭素数1〜4のアルキル基、R′は炭素数
    1〜3のアルキル基、mは0、1または2を意味する)
    で表されるアルコキシシラン化合物を溶媒の存在下に加
    水分解及び縮重合させ、加水分解によって生成する1価
    アルコールを除去してなる酸化物被膜形成用塗布液。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の溶媒の沸点が加水分解で
    生成する1価アルコールの沸点より30℃以上高いもの
    である酸化物被膜形成用塗布液。
  3. 【請求項3】 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300〜10
    00℃で焼成することを特徴とする酸化物被膜の製造
    法。
  4. 【請求項4】 請求項1記載の塗布液を、半導体素子表
    面上に塗布後、50〜200℃で乾燥し、ついで300
    〜1000℃で焼成して酸化物被膜を形成することを特
    徴とする半導体装置の製造法。
JP33832795A 1995-12-26 1995-12-26 酸化物被膜形成用塗布液並びに酸化物被膜及び半導体装置の製造法 Pending JPH09176574A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP33832795A JPH09176574A (ja) 1995-12-26 1995-12-26 酸化物被膜形成用塗布液並びに酸化物被膜及び半導体装置の製造法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP33832795A JPH09176574A (ja) 1995-12-26 1995-12-26 酸化物被膜形成用塗布液並びに酸化物被膜及び半導体装置の製造法

Related Child Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005296996A Division JP2006104479A (ja) 2005-10-11 2005-10-11 酸化物被膜形成用塗布液並びに酸化物被膜及び半導体装置の製造法
JP2005296995A Division JP2006104478A (ja) 2005-10-11 2005-10-11 酸化物被膜形成用塗布液並びに酸化物被膜及び半導体装置の製造法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH09176574A true JPH09176574A (ja) 1997-07-08

Family

ID=18317107

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP33832795A Pending JPH09176574A (ja) 1995-12-26 1995-12-26 酸化物被膜形成用塗布液並びに酸化物被膜及び半導体装置の製造法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH09176574A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008003624A (ja) * 1999-04-12 2008-01-10 Jsr Corp レジスト下層膜用組成物
JP2008170984A (ja) * 1999-04-12 2008-07-24 Jsr Corp レジスト下層膜用組成物

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008003624A (ja) * 1999-04-12 2008-01-10 Jsr Corp レジスト下層膜用組成物
JP2008170984A (ja) * 1999-04-12 2008-07-24 Jsr Corp レジスト下層膜用組成物

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2739902B2 (ja) 酸化ケイ素系被膜形成用塗布液
JPH09137121A (ja) シリカ系被膜形成用塗布液及びその製造方法
JP3330643B2 (ja) シリカ系被膜形成用塗布液および被膜付基材
JPH0559154B2 (ja)
JPH0410418A (ja) 半導体装置
JPS6346095B2 (ja)
JP3241823B2 (ja) シリカ系被膜形成用塗布液および被膜付基材
JPH11340219A (ja) シリカ系被膜及びその形成方法
JP3139230B2 (ja) シリカ系被膜形成用塗布液および被膜付基材
JP3208040B2 (ja) シリカ系被膜形成用塗布液および被膜付基材
JPH06293879A (ja) 酸化物被膜形成用塗布液および酸化物被膜の製造法
JP3228714B2 (ja) シリカ系被膜及びその製造方法
JPH07173434A (ja) 酸化物被膜形成用塗布液および酸化物被膜の製造法
JP2000336312A (ja) シリカ系被膜形成用塗布液、シリカ系被膜の製造法及び半導体装置
JPH05214296A (ja) 酸化物被膜形成用塗布液および酸化物被膜の製造法
JP2001262062A (ja) シリカ系被膜形成用塗布液、シリカ系被膜の製造法、シリカ系被膜、これを用いた半導体素子及び多層配線板
JPH06172709A (ja) 酸化物被膜形成用塗布液および酸化物被膜の製造法
JPH1112540A (ja) 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
JPH1112542A (ja) 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
JPH0673339A (ja) 酸化物被膜形成用塗布液および酸化物被膜の製造法
KR100422916B1 (ko) 유기실리케이트 중합체 및 이를 함유하는 저유전 절연막
JPH10226767A (ja) シリカ被膜形成用塗布液
JP2004266068A (ja) 多孔質シリカ系薄膜の製造方法
JP2006104479A (ja) 酸化物被膜形成用塗布液並びに酸化物被膜及び半導体装置の製造法
JPH1129743A (ja) シリカ系被膜形成用塗布液、その製造法及びシリカ系被膜

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Effective date: 20050809

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02