JP3217528B2 - Method for forming silicate glass thin film - Google Patents
Method for forming silicate glass thin filmInfo
- Publication number
- JP3217528B2 JP3217528B2 JP05273593A JP5273593A JP3217528B2 JP 3217528 B2 JP3217528 B2 JP 3217528B2 JP 05273593 A JP05273593 A JP 05273593A JP 5273593 A JP5273593 A JP 5273593A JP 3217528 B2 JP3217528 B2 JP 3217528B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- silicate glass
- forming
- glass thin
- film
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Glass Melting And Manufacturing (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、半導体装置及びその
製造に際して用いられるケイ酸ガラス薄膜の形成方法に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and a method for forming a silicate glass thin film used for manufacturing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、半導体装置及びその製造工程で
は、ケイ酸ガラス薄膜(シリコン酸化膜)が、層間絶縁
膜や保護膜として用いられている。また、ケイ酸ガラス
は、ポリシリコンとのエッチング選択比を大きく取るこ
とができるため、ポリシリコンを用いたゲート電極等の
構造の微細加工においてエッチングマスクとしても用い
られる。エッチングマスクとしてのケイ酸ガラスは、通
常、フォトレジストを用いてパタ−ニングされる。2. Description of the Related Art Conventionally, in a semiconductor device and its manufacturing process, a silicate glass thin film (silicon oxide film) has been used as an interlayer insulating film and a protective film. Since silicate glass can have a large etching selectivity with polysilicon, it is also used as an etching mask in microfabrication of a structure such as a gate electrode using polysilicon. Silicate glass as an etching mask is usually patterned using a photoresist.
【0003】また、将来の配線材料として検討されてい
るタングステン(W)や銅(Cu)等を用いた配線加工
にもケイ酸ガラスをエッチングマスクとして用いること
ができる。Also, silicate glass can be used as an etching mask in wiring processing using tungsten (W), copper (Cu), or the like, which is being studied as a future wiring material.
【0004】従来、ケイ酸ガラス薄膜(SiO2 膜)を
初めとする絶縁膜の形成方法としては、例えば、塗布ガ
ラス(SOG)を用いる方法、CVD法、シリコ−ン樹
脂組成物を用いる方法がある。以下、上記各方法につい
て簡単に説明する。Conventionally, as a method of forming an insulating film such as a silicate glass thin film (SiO 2 film), for example, a method using coated glass (SOG), a CVD method, or a method using a silicone resin composition. is there. Hereinafter, each of the above methods will be briefly described.
【0005】SOGを用いる方法では、下地にスピンコ
−ティング法によりSOGの薄膜を形成し、その後、こ
の薄膜を700〜900℃程度の温度で熱処理してSi
O2化する。CVD法では、シリコン系原料ガスを用い
てSiO2 膜を形成する。CVD法では、通常650℃
程度の温度下でSiO2 膜を形成するが、原料ガス等を
選べば、450℃程度の温度下でSiO2 膜を形成する
こともできる。シリコ−ン樹脂組成物を用いた方法で
は、SOGと同様にスピンコ−ティングにより下地上に
シリコ−ン樹脂組成物の薄膜を形成し、形成した薄膜を
硬化させて絶縁膜を形成する。In the method using SOG, a thin film of SOG is formed on a base by a spin coating method, and then this thin film is heat-treated at a temperature of about 700 to 900 ° C.
To O 2 reduction. In the CVD method, an SiO 2 film is formed using a silicon-based source gas. In the CVD method, usually 650 ° C.
The SiO 2 film is formed at a temperature of about 450 ° C. However, if a raw material gas or the like is selected, the SiO 2 film can be formed at a temperature of about 450 ° C. In the method using the silicone resin composition, a thin film of the silicone resin composition is formed on a base by spin coating as in the case of SOG, and the formed thin film is cured to form an insulating film.
【0006】SOGを用いる方法およびCVD法では、
高温で処理する必要があるため、Al配線等がダメ−ジ
を受け易いという問題がある。一方、シリコ−ン樹脂組
成物を用いた方法は、SOGを用いる方法およびCVD
法と比べて低温で絶縁膜を形成することができ、また、
CVD法と比べてより厚い膜厚の絶縁膜を形成すること
ができる。In the method using SOG and the CVD method,
Since it is necessary to process at a high temperature, there is a problem that the Al wiring and the like are easily damaged. On the other hand, the method using the silicone resin composition includes a method using SOG and a method using CVD.
The insulating film can be formed at a lower temperature than the method,
An insulating film with a larger thickness can be formed as compared with the CVD method.
【0007】絶縁膜またはパッシベ−ション膜等の形成
に用いるシリコ−ン樹脂組成物として、例えば、文献
1:「特開昭60−108839号公報」には、オルガ
ノラダ−ポリシロキサンと不飽和基を有する感応性シラ
ンとの縮合物であるビスシリル化合物および光増感剤か
らなる感光性耐熱材料が開示されている。また、文献
2:「特開昭55−127023号公報」には、不飽和
基を有するオルガノシロキサンと有機過酸化物からなる
紫外線硬化性樹脂組成物が開示されている。また、文献
3:「特開昭62−215944号公報」には、アルキ
ルシルセスキオキサンと芳香族ビスアジドとの混合物か
らなる感光性耐熱組成物が開示されている。また、文献
4:「特開昭62−56956号公報」および文献5:
「特開昭60−96942号公報」には、耐熱性のシリ
コ−ン樹脂組成物が開示されている。As a silicone resin composition used for forming an insulating film or a passivation film, for example, Reference 1: Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-10839 discloses an organoladder polysiloxane and an unsaturated group. A photosensitive heat-resistant material comprising a bissilyl compound which is a condensate with a sensitive silane and a photosensitizer is disclosed. Reference 2: JP-A-55-127523 discloses an ultraviolet-curable resin composition comprising an organosiloxane having an unsaturated group and an organic peroxide. Reference 3: JP-A-62-215944 discloses a photosensitive heat-resistant composition comprising a mixture of an alkylsilsesquioxane and an aromatic bisazide. Reference 4: "JP-A-62-56956" and Reference 5:
JP-A-60-96942 discloses a heat-resistant silicone resin composition.
【0008】また、微細加工用レジストとして使用可能
な従来のシリコ−ン樹脂組成物として、例えば、文献
6:「特開昭61−144639号公報」には、シロキ
サンオリゴマ、キノンジアジド化合物およびフェノ−ル
樹脂からなる放射線感応性樹脂組成物が開示されてい
る。この放射線樹脂組成物は、凹凸のある被加工基板上
でのリソグラフィを微細かつ高精度に行うための多層レ
ジストプロセスに使用し得るものであった。また、文献
7:「特開昭63−16623号公報」および文献8:
「特開昭63−14432号公報」には、ポリラダ−オ
ルガノシロキサンを3層レジストの中間層とし、下層レ
ジストを酸素プラズマでエッチングする際のエッチング
マスクとして使用することが提案されている。Further, as a conventional silicone resin composition usable as a resist for fine processing, for example, reference 6: Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-144439 discloses a siloxane oligomer, a quinonediazide compound and a phenol. A radiation-sensitive resin composition comprising a resin is disclosed. This radiation resin composition could be used in a multi-layer resist process for performing lithography on a processed substrate having irregularities finely and with high precision. Reference 7: “JP-A-63-16623” and Reference 8:
Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 63-14432 proposes using polyladada-organosiloxane as an intermediate layer of a three-layer resist and using it as an etching mask when etching a lower resist with oxygen plasma.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た文献1〜5に記載のシリコ−ン樹脂組成物を硬化させ
て絶縁膜等を形成すると、硬化後のポリマの側鎖に有機
基が残存する。このため、この有機基が高温処理時に熱
分解して薄膜に損傷を与える可能性がある。However, when the silicone resin compositions described in the above-mentioned references 1 to 5 are cured to form an insulating film or the like, the organic groups remain on the side chains of the cured polymer. . Therefore, there is a possibility that the organic group is thermally decomposed during the high-temperature treatment and damages the thin film.
【0010】また、文献6〜8に開示のシリコ−ン樹脂
組成物を硬化させてレジストを形成すると、形成したレ
ジスト中に、シロキサンオリゴマ以外に、キノンジアジ
ド化合物やフェノ−ル樹脂を含んでしまうため、必然的
にケイ素(Si)含有率が低下する。このため、上述し
た各シリコ−ン樹脂組成物を硬化させた絶縁膜は、SO
GおよびCVD法を用いて形成した炭素成分を含まない
ケイ酸ガラス薄膜(SiO2 膜)に比べてプラズマ耐性
が劣る。Further, when a resist is formed by curing the silicone resin composition disclosed in References 6 to 8, a quinonediazide compound or a phenol resin other than the siloxane oligomer is contained in the formed resist. Inevitably, the silicon (Si) content decreases. Therefore, the insulating film obtained by curing each of the above-described silicone resin compositions is made of SO
The plasma resistance is inferior to a silicate glass thin film (SiO 2 film) containing no carbon component formed by using the G and CVD methods.
【0011】ところで、この出願に係る発明者は、文献
9:「特願平4−017588号」において、ポリシロ
キサンのSiの側鎖にアルコキシ基を結合させたシリコ
−ン樹脂と酸発生剤を含む放射線感応性樹脂組成物を提
案している。この樹脂組成物においては、下記の(3)
式に示すように、Siにt−ブトキシ基等のC−O結合
を有する官能基が結合している場合、このC−O結合が
酸によりこの結合が切断されて、ポリマから炭素成分が
除かれる。そこで、この出願に係る発明者は、試験、研
究を続けたところ、酸によりC−O結合が切断される反
応を利用して炭素成分を含まないケイ酸ガラス薄膜を形
成することができることを突き止めた。By the way, the inventor of the present application disclosed in Patent Document 9: “Japanese Patent Application No. 4-017588” that a silicone resin having an alkoxy group bonded to the Si side chain of polysiloxane and an acid generator. And a radiation-sensitive resin composition containing the same. In this resin composition, the following (3)
As shown in the formula, when a functional group having a CO bond such as a t-butoxy group is bonded to Si, the bond is cut by an acid to remove the carbon component from the polymer. I will Therefore, the inventors of the present application have continued testing and research and found that a silicate glass thin film containing no carbon component can be formed by utilizing a reaction in which a C—O bond is cut by an acid. Was.
【0012】従って、この発明の目的は、ケイ酸ガラス
薄膜またはパタ−ンニングされたケイ酸ガラス薄膜を容
易に形成する方法を提供することにある。Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for easily forming a silicate glass thin film or a patterned silicate glass thin film.
【0013】[0013]
【化2】 Embedded image
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】この目的の達成を図るた
め、この発明のケイ酸ガラス薄膜の形成方法によれば、
単量体単位毎にC−O−Si結合を有する、線状または
ラダ−状のポリ(シロキサン)からなるシリコ−ン樹脂
の薄膜を下地上に形成する工程と、薄膜の全面または選
択された一部分に対して陽イオンを照射する工程と、陽
イオンを照射した前記薄膜を加熱する工程とを含むこと
を特徴とする。In order to achieve this object, according to the method of forming a silicate glass thin film of the present invention,
Forming a linear or ladder-like poly (siloxane) silicon resin thin film having a C—O—Si bond for each monomer unit on the underlayer; The method includes a step of irradiating a part with cations and a step of heating the thin film irradiated with the cations.
【0015】また、単量体単位毎にC−O−Si結合を
有する、線状またはラダ−状のポリ(シロキサン)から
なるシリコ−ン樹脂の薄膜を下地上に形成する工程と、
前記薄膜を加熱しながら、前記薄膜の全面または選択さ
れた一部分に対して、陽イオンを照射する工程とを含む
ことを特徴とする。A step of forming a thin film of a silicone resin of linear or ladder-like poly (siloxane) having a C—O—Si bond for each monomer unit on an underlayer;
Irradiating the entire surface or a selected portion of the thin film with cations while heating the thin film.
【0016】また、好ましくは、線状のポリ(シロキサ
ン)は、下記の(1)式で表され、ラダ−状のポリ(シ
ロキサン)は、下記の(2)式で表され、(1)および
(2)式中の官能基Rは、水素、第3ブチル、1−フェ
ネチル、1−メチル−1−フェネチル、シクロヘキセン
−2−イルおよびt−ブトキシカルボニルの官能基群の
内から選ばれた少なくとも1種類以上の官能基であると
良い。Preferably, the linear poly (siloxane) is represented by the following formula (1), and the ladder poly (siloxane) is represented by the following formula (2): And the functional group R in the formula (2) is selected from the functional groups of hydrogen, tert-butyl, 1-phenethyl, 1-methyl-1-phenethyl, cyclohexen-2-yl and t-butoxycarbonyl. At least one or more functional groups are preferred.
【0017】[0017]
【化1】 Embedded image
【0018】尚、加熱温度は、60℃以上の温度が望ま
しい。加熱時間を短くすることができるからである。The heating temperature is desirably 60 ° C. or higher. This is because the heating time can be shortened.
【0019】[0019]
【作用】ポリ(シロキサン)にアルコキシ基のような官
能基が結合している場合には、官能基とポリ(シロキサ
ン)とを結合するC−O結合を酸によって切断すること
ができる。C−O結合を切断する酸は、所謂ルイス酸に
属するものであれば良いと考えられる。上述した文献9
において発明者が提案した技術においては、ルイス酸と
して、酸発生剤から発生する水素イオンの配位が引き金
となってC−O結合の切断が起こる。この様な切断を起
こす化学種としては、水素イオンを初めとする陽イオン
を用いることができる。When a functional group such as an alkoxy group is bonded to a poly (siloxane), the C—O bond connecting the functional group and the poly (siloxane) can be cleaved by an acid. It is considered that the acid that cleaves the C—O bond may be one that belongs to a so-called Lewis acid. Reference 9 mentioned above
In the technique proposed by the inventor, the coordination of hydrogen ions generated from the acid generator as a Lewis acid triggers the cleavage of the CO bond. As a chemical species that causes such cleavage, a cation such as a hydrogen ion can be used.
【0020】そこで、この発明では、下地上に形成した
シリコ−ン樹脂の薄膜(以下、樹脂膜とも称す)に陽イ
オンの直接打ち込みと、加熱処理とを行っているので、
C−O結合を切断する脱離反応が引き起こされる。酸発
生剤を使用せず陽イオンを直接樹脂膜に打ち込むので、
酸発生剤の分解物が炭素成分として薄膜中に残存しない
という利点がある。Therefore, in the present invention, a cation is directly implanted into a silicon resin thin film (hereinafter also referred to as a resin film) formed on a base, and heat treatment is performed.
An elimination reaction that cleaves the C—O bond is caused. Since cations are directly injected into the resin membrane without using an acid generator,
There is an advantage that a decomposition product of the acid generator does not remain in the thin film as a carbon component.
【0021】さらに、加熱処理を行いながら、樹脂膜に
陽イオンを打ち込めば、樹脂膜形成後1工程でケイ酸ガ
ラス薄膜を形成することができる。Further, by implanting cations into the resin film while performing the heat treatment, a silicate glass thin film can be formed in one step after the resin film is formed.
【0022】従って、シリコ−ン樹脂組成物の薄膜(樹
脂膜)全面に陽イオンを照射すれば、下地全面上にケイ
酸ガラス薄膜を形成することができ、また、樹脂膜に対
して選択的に陽イオンを照射すれば、パタ−ニングされ
たケイ酸ガラス薄膜を形成することができる。Therefore, by irradiating cations to the entire surface of the thin film (resin film) of the silicone resin composition, a silicate glass thin film can be formed on the entire surface of the underlayer and can be selectively formed with respect to the resin film. By irradiating the substrate with a cation, a patterned silicate glass thin film can be formed.
【0023】[0023]
【実施例】以下、この発明のケイ酸ガラス薄膜の形成方
法の実施例について説明する。以下の説明中で挙げる使
用材料およびその量、処理時間、処理温度、膜厚等の数
値的条件は、この発明の範囲内の好適例にすぎない。従
って、この発明は以下の実施例にのみ限定されるもので
はないことは明らかである。EXAMPLES Examples of the method for forming a silicate glass thin film according to the present invention will be described below. The materials used and the numerical conditions such as the amount thereof, the processing time, the processing temperature, the film thickness and the like mentioned in the following description are only preferred examples within the scope of the present invention. Therefore, it is clear that the present invention is not limited only to the following examples.
【0024】第1実施例 単量体単位毎にC−O−Si結合を有する、線状のポリ
(シロキサン)として、下記に示す(4)式に示すポリ
(シロキサン)からなるシリコ−ン樹脂1.0gをメチ
ルイソブチルケトン9.0mlに溶解し、これを0.2
μmのフィルタで濾過して樹脂溶液を調整した。この樹
脂溶液を下地としての3インチSi板に回転塗布し、8
0℃の温度下で1分間加熱(ベ−ク)を行って薄膜を形
成する。但し、1インチは約2.54cmである。FIRST EXAMPLE As a linear poly (siloxane) having a CO--Si bond for each monomer unit, a silicone resin comprising a poly (siloxane) represented by the following formula (4): 1.0 g was dissolved in 9.0 ml of methyl isobutyl ketone.
A resin solution was prepared by filtration through a μm filter. This resin solution was spin-coated on a 3-inch Si plate as a base,
Heating (baking) at a temperature of 0 ° C. for 1 minute forms a thin film. However, one inch is about 2.54 cm.
【0025】次に、得られたシリコ−ン樹脂の薄膜に対
して陽イオンを照射する。この実施例では、この薄膜が
形成されたSi基板を試料として水素イオンシャワ−装
置((株)ELIONIX製)内に装着し、加速電圧
0.3kV、イオン電流3.3mAの条件下で8分間こ
の薄膜に対して水素イオンを照射する。水素イオン照射
量は3.5×1016個/cm2 である。Next, cations are irradiated to the obtained silicon resin thin film. In this example, the Si substrate on which the thin film was formed was mounted as a sample in a hydrogen ion shower device (manufactured by ELIONIX Co., Ltd.) for 8 minutes under the conditions of an acceleration voltage of 0.3 kV and an ion current of 3.3 mA. This thin film is irradiated with hydrogen ions. The irradiation amount of hydrogen ions is 3.5 × 10 16 ions / cm 2 .
【0026】次に、水素イオン照射後、試料を水素イオ
ンシャワ−装置から取り出し、ホットプレ−トで140
℃で5分間べ−クを行ってケイ酸ガラス薄膜を形成す
る。Next, after irradiation with hydrogen ions, the sample was taken out of the hydrogen ion shower device, and heated at a hot plate.
Baking is performed at 5 ° C. for 5 minutes to form a silicate glass thin film.
【0027】第1実施例で形成したケイ酸ガラス薄膜を
IR分光で分析したところ、水素イオン照射前に有った
2960cm-1のC−H伸縮、1395、1965cm
-1のt−ブチルのC−C伸縮等の有機基由来の吸収が消
失していることが確認できた。このことから、この実施
例で形成したケイ酸ガラス薄膜は、完全な無機膜に変換
されていると考えられる。この様に、通常の半導体製造
工程で用いられる装置を使用して容易にケイ酸ガラス薄
膜を形成することができる。When the silicate glass thin film formed in the first embodiment was analyzed by IR spectroscopy, it was found that the C--H expansion and contraction at 2960 cm -1 before hydrogen ion irradiation, 1395, 1965 cm
It was confirmed that absorption derived from an organic group such as CC stretching of t-butyl- 1 disappeared. From this, it is considered that the silicate glass thin film formed in this example was converted into a complete inorganic film. In this manner, a silicate glass thin film can be easily formed using an apparatus used in a normal semiconductor manufacturing process.
【0028】[0028]
【化3】 Embedded image
【0029】第2実施例 第1実施例で調整した樹脂溶液と同じ樹脂溶液を3イン
チSi基板に回転塗布し、80℃の温度下で1分間べ−
クを行って薄膜を形成する。Second Embodiment The same resin solution as that prepared in the first embodiment is spin-coated on a 3-inch Si substrate and heated at a temperature of 80 ° C. for 1 minute.
To form a thin film.
【0030】次に、このべ−クした試料を水素イオンシ
ャワ−装置内に装着し、加速電圧3.0kV、イオン電
流12mAの条件下で4分間、形成した薄膜に対して水
素イオンを照射する。水素イオン照射量は2.8×10
17個/cm2 である。Next, the baked sample was set in a hydrogen ion shower, and the formed thin film was irradiated with hydrogen ions for 4 minutes under the conditions of an acceleration voltage of 3.0 kV and an ion current of 12 mA. . Hydrogen ion irradiation amount is 2.8 × 10
17 pieces / cm 2 .
【0031】次に、水素イオン照射後、試料を水素イオ
ンシャワ−装置から取り出し、ホットプレ−トで140
℃で5分間べ−クを行ってケイ酸ガラス薄膜を形成す
る。Next, after the irradiation with hydrogen ions, the sample was taken out of the hydrogen ion shower device, and heated at 140 ° C using a hot plate.
Baking is performed at 5 ° C. for 5 minutes to form a silicate glass thin film.
【0032】第2実施例で形成したケイ酸ガラス薄膜を
IR分光で分析したところ、水素イオン照射前にあった
2960cm-1のC−H伸縮、1395、1365cm
-1のt−ブチルのC−C伸縮等の有機基由来の吸収が消
失していることが確認できた。このことから、この実施
例で形成したケイ酸ガラス薄膜は、完全な無機膜に変換
されていると考えられる。When the silicate glass thin film formed in the second embodiment was analyzed by IR spectroscopy, it was found that it had a CH expansion and contraction of 2960 cm -1 , 1395 and 1365 cm before hydrogen ion irradiation.
It was confirmed that absorption derived from an organic group such as CC stretching of t-butyl- 1 disappeared. From this, it is considered that the silicate glass thin film formed in this example was converted into a complete inorganic film.
【0033】第3実施例 第1実施例で調整した樹脂溶液と同じ樹脂溶液を3イン
チSi基板に回転塗布し、80℃の温度下で1分間べ−
クを行って薄膜を形成する。Third Embodiment The same resin solution as that prepared in the first embodiment was spin-coated on a 3-inch Si substrate and heated at a temperature of 80 ° C. for 1 minute.
To form a thin film.
【0034】次に、このべ−クした試料を水素イオンシ
ャワ−装置内に装着し、加速電圧3.0kV、イオン電
流12mAの条件下で4分間、形成した薄膜に対して水
素イオンを照射する。水素イオン照射量は2.8×10
17個/cm2 である。Next, the baked sample is set in a hydrogen ion shower, and the formed thin film is irradiated with hydrogen ions for 4 minutes under the conditions of an acceleration voltage of 3.0 kV and an ion current of 12 mA. . Hydrogen ion irradiation amount is 2.8 × 10
17 pieces / cm 2 .
【0035】次に、水素イオン照射後、試料を水素イオ
ンシャワ−装置から取り出し、ホットプレ−トで60℃
で30分間べ−クを行ってケイ酸ガラス薄膜を形成す
る。Next, after irradiation with hydrogen ions, the sample was taken out of the hydrogen ion shower device and heated at 60 ° C. using a hot plate.
Bake for 30 minutes to form a silicate glass thin film.
【0036】第3実施例で形成したガラス薄膜をIR分
光で分析したところ、水素イオン照射前にあった296
0cm-1のC−H伸縮、1395、1365cm-1のt
−ブチルのC−C伸縮等の有機基由来の吸収が消失して
いることが確認できた。このことから、この実施例で形
成したケイ酸ガラス薄膜は、完全な無機膜に変換されて
いると考えられる。The glass thin film formed in the third embodiment was analyzed by IR spectroscopy.
C-H stretch of 0 cm -1, t of 1395,1365Cm -1
It was confirmed that absorption derived from an organic group such as CC stretching of -butyl disappeared. From this, it is considered that the silicate glass thin film formed in this example was converted into a complete inorganic film.
【0037】第4実施例 第1実施例で調整した樹脂溶液と同じ樹脂溶液を3イン
チSi基板に回転塗布し、80℃の温度下で1分間べ−
クを行って薄膜を形成する。Fourth Embodiment The same resin solution as that prepared in the first embodiment is spin-coated on a 3-inch Si substrate and heated at a temperature of 80 ° C. for one minute.
To form a thin film.
【0038】次に、このべ−クした試料を水素イオンシ
ャワ−装置内に装着し、加速電圧3.0kV、イオン電
流12mA、さらに、第4実施例では120℃の温度に
試料を加熱しながら、形成した薄膜に対して水素イオン
を4分間照射してケイ酸ガラス薄膜を形成する。水素イ
オン照射量は2.8×1017個/cm2 である。Next, the baked sample was set in a hydrogen ion shower, and the sample was heated to an accelerating voltage of 3.0 kV and an ion current of 12 mA. In the fourth embodiment, the sample was heated to a temperature of 120 ° C. Then, the formed thin film is irradiated with hydrogen ions for 4 minutes to form a silicate glass thin film. The irradiation amount of hydrogen ions is 2.8 × 10 17 / cm 2 .
【0039】第4実施例で形成したガラス薄膜をIR分
光で分析したところ、水素イオン照射前にあった296
0cm-1のC−H伸縮、1395、1365cm-1のt
−ブチルのC−C伸縮等の有機基由来の吸収が消失して
いることが確認できた。このことから、この実施例で形
成したケイ酸ガラス薄膜は、完全な無機膜に変換されて
いると考えられる。The glass thin film formed in the fourth embodiment was analyzed by IR spectroscopy.
C-H stretch of 0 cm -1, t of 1395,1365Cm -1
It was confirmed that absorption derived from an organic group such as CC stretching of -butyl disappeared. From this, it is considered that the silicate glass thin film formed in this example was converted into a complete inorganic film.
【0040】第5実施例 第1実施例で調整した樹脂溶液と同じ樹脂溶液を3イン
チSi基板に回転塗布し、80℃の温度下で1分間べ−
クを行って薄膜を形成する。Fifth Embodiment The same resin solution as that prepared in the first embodiment is spin-coated on a 3-inch Si substrate and heated at a temperature of 80 ° C. for one minute.
To form a thin film.
【0041】次に、第5実施例では、このベークを行っ
た試料を収束イオンビーム露光装置(セイコー電子
(株)製)内に装着し、加速電圧50kV、イオン電流
2mA、ビーム径0.063μmの条件下で、形成した
薄膜に対して、陽イオンとしてガリウムイオンを照射し
てテストパターンを描画した。Next, in the fifth embodiment, the baked sample was set in a focused ion beam exposure apparatus (manufactured by Seiko Electronics Co., Ltd.), and the acceleration voltage was 50 kV, the ion current was 2 mA, and the beam diameter was 0.063 μm. The test pattern was drawn by irradiating the formed thin film with gallium ions as cations under the conditions described in (1).
【0042】次に、テストパタ−ンを描画した試料を収
束イオンビ−ム露光装置内から取り出し、ホットプレ−
トで140℃で5分間べ−クを行う。次に、べ−クを行
った試料を酢酸イソアミルで30秒間現像した後、14
0℃で5分間べ−クを行ってケイ酸ガラス薄膜のパタ−
ンを形成する。Next, the sample on which the test pattern was drawn was taken out of the focused ion beam exposure apparatus, and the hot play was performed.
Bake at 140 ° C for 5 minutes. Next, the baked sample was developed with isoamyl acetate for 30 seconds.
Bake at 0 ° C for 5 minutes to pattern the silicate glass thin film.
To form
【0043】第5実施例で形成したケイ酸ガラス薄膜の
パタ−ンの10μm角のパッド状の部分を顕微IR分光
で分析したところ、水素イオン照射前にあった2960
cm-1のC−H伸縮、1395、1365cm-1のt−
ブチルのC−C伸縮等の有機基由来の吸収が消失してい
ることが確認できた。このことから、この実施例で形成
したケイ酸ガラス薄膜は、完全な無機膜に変換されてい
ると考えられる。The 10 μm square pad-shaped portion of the pattern of the silicate glass thin film formed in the fifth embodiment was analyzed by micro IR spectroscopy, and it was found that the portion was 2960 before hydrogen ion irradiation.
C-H stretching of cm -1, the 1395,1365cm -1 t-
It was confirmed that absorption derived from an organic group such as C—C stretching of butyl disappeared. From this, it is considered that the silicate glass thin film formed in this example was converted into a complete inorganic film.
【0044】また、パタ−ンの解像性をSEM測長装置
(日立製作所製S6100(商品名))を用いて調べた
ところ、120nm周期の60nmのラインアンドスペ
−スを解像していることが分かった。When the resolution of the pattern was examined using a SEM length measuring device (S6100 (trade name) manufactured by Hitachi, Ltd.), a line and space of 60 nm with a 120 nm cycle was resolved. I understood that.
【0045】上述した実施例では、陽イオンとして、水
素イオンおよびガリウムイオンを例に挙げて説明した
が、この発明では、他の陽イオンを用いても同様な効果
が期待できる。In the above-described embodiments, hydrogen ions and gallium ions have been described as examples of cations. However, in the present invention, similar effects can be expected by using other cations.
【0046】[0046]
【発明の効果】この発明のケイ酸ガラス薄膜の形成方法
によれば、シリコ−ン樹脂の薄膜から炭素成分を含まな
いケイ酸ガラス薄膜を容易に形成することができる。こ
のため、SOGおよびCVD法を用いる方法と比べて低
温でケイ酸ガラス薄膜を容易に形成することができる。According to the method for forming a silicate glass thin film of the present invention, a silicate glass thin film containing no carbon component can be easily formed from a silicon resin thin film. For this reason, a silicate glass thin film can be easily formed at low temperature compared with the method using SOG and CVD.
【0047】また、シリコ−ン樹脂の薄膜を形成後、加
熱処理を行いながら薄膜に陽イオンを打ち込めば、1工
程でケイ酸ガラス薄膜を形成することができる。If a cation is implanted into the thin film while performing a heat treatment after the formation of the silicon resin thin film, a silicate glass thin film can be formed in one step.
【0048】また、シリコ−ン樹脂の薄膜に照射する陽
イオンとして、例えば、水素イオンやガリウムイオンを
用いれば、通常の半導体製造工程で用いられる装置を使
用して容易にケイ酸ガラス薄膜を形成することができ
る。また、この発明の方法を、例えばLSI製造におい
て絶縁膜形成工程やパッシベ−ション膜形成工程に用い
れば、CVD法等を用いる場合に比べて低温下で配線パ
タ−ンを形成することができる。このため、配線に高温
によるダメ−ジを与える虞がないので、配線のマイグレ
−ションを防止できる。その結果、デバイスの信頼性を
向上させることができる。また、この発明の方法には、
収束イオンビ−ムを用いた極微細リソグラフィ技術を適
用できるため、量子効果デバイスの製作に用いて好適で
ある。Further, when hydrogen ions or gallium ions are used as cations for irradiating the silicon resin thin film, a silicate glass thin film can be easily formed by using an apparatus used in a usual semiconductor manufacturing process. can do. Also, when the method of the present invention is used in, for example, an insulating film forming step or a passivation film forming step in LSI manufacturing, a wiring pattern can be formed at a lower temperature than when using a CVD method or the like. For this reason, there is no possibility of damaging the wiring due to high temperature, so that migration of the wiring can be prevented. As a result, the reliability of the device can be improved. Also, the method of the present invention includes:
Since ultrafine lithography technology using a focused ion beam can be applied, it is suitable for use in manufacturing a quantum effect device.
Claims (4)
る、線状またはラダ−状のポリ(シロキサン)からなる
シリコ−ン樹脂の薄膜を下地上に形成する工程と、 前記薄膜の全面または選択された一部分に対して、陽イ
オンとして水素イオンまたはガリウムイオンを照射する
工程と、 前記陽イオンを照射した前記薄膜を加熱する工程とを含
むことを特徴とするケイ酸ガラス薄膜の形成方法。1. A step of forming a thin film of a linear or ladder-like poly (siloxane) silicone resin having a C—O—Si bond for each monomer unit on an underlayer; A step of irradiating hydrogen ions or gallium ions as cations to the entire surface or a selected part of the film, and a step of heating the thin film irradiated with the cations. Forming method.
る、線状またはラダ−状のポリ(シロキサン)からなる
シリコ−ン樹脂の薄膜を下地上に形成する工程と、 前記薄膜を加熱しながら、前記薄膜の全面または選択さ
れた一部分に対して、陽イオンを照射する工程とを含む
ことを特徴とするケイ酸ガラス薄膜の形成方法。2. A step of forming, on a base, a thin film of a linear or ladder-like poly (siloxane) silicone resin having a C—O—Si bond for each monomer unit, Irradiating cations to the entire surface or a selected portion of the thin film while heating the thin film.
薄膜の形成方法において、 前記線状のポリ(シロキサン)は、下記の(1)式で表
され、 前記ラダ−状のポリ(シロキサン)は、下記の(2)式
で表され、(1)および(2)式中の官能基Rは、水
素、第3ブチル、1−フェネチル、1−メチル−1−フ
ェネチル、シクロヘキセン−2−イルおよびt−ブトキ
シカルボニルの官能基群の内から選ばれた少なくとも1
種類以上の官能基であることを特徴とするケイ酸ガラス
薄膜の形成方法。 【化1】 3. The method for forming a silicate glass thin film according to claim 1, wherein the linear poly (siloxane) is represented by the following formula (1): ) Is represented by the following formula (2), wherein the functional group R in the formulas (1) and (2) is hydrogen, tert-butyl, 1-phenethyl, 1-methyl-1-phenethyl, cyclohexene-2-. At least one member selected from the group consisting of yl and t-butoxycarbonyl functional groups.
A method for forming a silicate glass thin film, wherein the silicate glass thin film has at least two kinds of functional groups. Embedded image
成方法において、 前記陽イオンを水素イオンまたはガリウムイオンとする
ことを特徴とするケイ酸ガラス薄膜の形成方法。4. The method for forming a silicate glass thin film according to claim 2, wherein the cation is a hydrogen ion or a gallium ion.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05273593A JP3217528B2 (en) | 1993-03-12 | 1993-03-12 | Method for forming silicate glass thin film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05273593A JP3217528B2 (en) | 1993-03-12 | 1993-03-12 | Method for forming silicate glass thin film |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06267937A JPH06267937A (en) | 1994-09-22 |
| JP3217528B2 true JP3217528B2 (en) | 2001-10-09 |
Family
ID=12923192
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05273593A Expired - Fee Related JP3217528B2 (en) | 1993-03-12 | 1993-03-12 | Method for forming silicate glass thin film |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3217528B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0964037A (en) * | 1995-08-23 | 1997-03-07 | Mitsubishi Electric Corp | Method for manufacturing semiconductor device |
-
1993
- 1993-03-12 JP JP05273593A patent/JP3217528B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06267937A (en) | 1994-09-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3276963B2 (en) | Method of forming dielectric film on substrate | |
| TW426915B (en) | Semiconductor device and method for the fabrication thereof | |
| EP0167854B1 (en) | Intermediate layer material of three-layer resist system and method of forming resist pattern | |
| US4600685A (en) | Patterning process using ladder-type organosiloxane resin and process for production of electronic devices utilizing said patterning process | |
| KR100562238B1 (en) | Patternable low dielectric constant materials and their use in ulsi interconnection | |
| US5348839A (en) | Photodelineable coatings from hydrogen silsesquioxane resin | |
| EP0778612A2 (en) | Method of curing hydrogen silsesquioxane resin by electron beam to convert it to a silica containing ceramic coating | |
| TW201533159A (en) | Resin composition, cured film and pattern cured film formed by the same, production method thereof and electronic component | |
| JPH04366958A (en) | Radiation sensitive resin composition | |
| JP2868672B2 (en) | Silicone resin composition and method for producing silicate glass thin film using the same | |
| JPH06148887A (en) | Photosensitive resin composition | |
| KR20000011599A (en) | Method for producing low dielectric coatings from hydrogen silsesquioxane resin | |
| GB2154330A (en) | Fabrication of semiconductor devices | |
| JP3217528B2 (en) | Method for forming silicate glass thin film | |
| JP2726363B2 (en) | Silicone resin and composition using the same | |
| TWI278915B (en) | Pattern forming method, lower layer film forming composition and manufacturing method of semiconductor device | |
| JPS62215944A (en) | Heat resistant photosensitive resin composition and formation of insulating layer | |
| JP2606321B2 (en) | Photosensitive heat-resistant resin composition and method for manufacturing semiconductor device | |
| JP2954442B2 (en) | Wiring pattern forming method | |
| JP4368472B2 (en) | Pattern forming method and semiconductor device manufacturing method using the same | |
| JPS6296942A (en) | Production of heat resistant resin pattern | |
| JPH04184444A (en) | Production of photosensitive heat resistant resin composition and semiconductor device | |
| JPH0870000A (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
| JP3354901B2 (en) | Method of forming fine pattern, semiconductor device and method of manufacturing semiconductor device | |
| JPS6180823A (en) | Manufacture of semiconductor device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20010724 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070803 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080803 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090803 Year of fee payment: 8 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090803 Year of fee payment: 8 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090803 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100803 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100803 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110803 Year of fee payment: 10 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |