半导体装置及其制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种介电常数低并且机械强度大的绝缘膜。由含有二氧化硅衍生物与表面活性剂的前体溶液形成周期性的自聚体。之后，将表面活性剂通过完全热分解除去，从而形成具备含有以与基板表面平行的方式取向的层状或圆柱状的空孔的周期性多孔结构的无机绝缘膜。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种；特别涉及一种低介电常数的无机电介质膜。
技术介绍
在半导体装置的高速化、低消耗电力化方面，层间绝缘膜的低介电常数化是重要课题。因此，便有以低介电常数化为目的的各种研发。在以往的半导体装置中，针对层间绝缘膜的低介电常数化，提出有下述方法(1)在无机绝缘膜的二氧化硅膜中，添加氟。(2)形成低介电常数的有机绝缘材料作为母体材料。(3)刻意形成多孔性(porous)膜。但是，在(1)的方法的情况下，因为绝缘膜的耐热性恶化，因此仅能依元素比添加极少数％。所以，将产生介电常数仅能比以往的二氧化硅层间绝缘膜降低10％至15％的问题。此外，在(2)的方法的情况下，因为属于有机材料，因此耐湿性会比以往的二氧化硅层间绝缘膜更差，而导致半导体器件可靠性降低的问题。此外，在(3)的方法的情况下，因为多孔性结构属于随机式，因此层间绝缘膜的机械强度将明显的降低，在封装时将容易破损，而成为半导体器件可靠性降低的原因之一。此外，多孔性结构未封闭的情况较多。若多孔性结构未封闭的话，层间绝缘膜的耐湿性将明显的降低，而成为半导体器件可靠性降低的原因之一。此外，随着半导体装置的细微化与高集成化，不仅本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置，其特征在于，含有形成于基板表面上，且空孔率５０％以上的无机绝缘膜。

【技术特征摘要】
JP 2001-6-29 198964/2001;JP 2001-6-29 198965/2001;1.一种半导体装置，其特征在于，含有形成于基板表面上，且空孔率50％以上的无机绝缘膜。2.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述无机绝缘膜形成于基板表面上，且空孔具备取向性。3.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，含有形成于基板表面上，且具有二种以上周期多孔结构的无机绝缘膜。4.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述无机绝缘膜重复排列有周期性排列有圆柱状空孔的第一多孔结构区；在与垂直于基板表面的方向，周期性排列有层状空孔的第二多孔结构区。5.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述无机绝缘膜在基板表面上平行重复叠层周期性排列有圆柱状空孔的第一多孔结构区层；以及与基板表面平行地周期性排列有层状空孔的第二多孔结构区层。6.如权利要求1～5中任一项所述的半导体装置，其特征在于，所述无机绝缘膜是夹持于半导体基板或在半导体基板上形成的第一层布线导体，与在其上层形成的第二层布线导体之间的层间绝缘膜。7.如权利要求6所述的半导体装置，其特征在于，所述层间绝缘膜由形成于所述第一层布线导体上，且具有接触到所述第一层布线导体的接触孔的第一层间绝缘膜；以及填充于所述第一层间绝缘膜上形成的第二层布线导体的布线间区域的第二层间绝缘膜所构成，所述第一层间绝缘膜由周期性排列有层状空孔的第二多孔结构区构成。8.如权利要求6所述的半导体装置，其特征在于，所述层间绝缘膜由形成于所述第一层布线导体上，且具有接触到所述第一层布线导体的接触孔的第一层间绝缘膜；以及填充于所述第一层间绝缘膜上形成的第二层布线导体的布线间区域的第二层间绝缘膜构成，所述第一层间绝缘膜由周期性排列有层状空孔的第二多孔结构区构成，而所述第二层间绝缘膜由周期性排列有圆柱状空孔的第一多孔结构区构成。9.如权利要求4所述的半导体装置，其特征在于，所述层间绝缘膜由形成于所述第一层布线导体上，且具有接触到该第一层布线导体的接触孔的第一层间绝缘膜；以及填充于该第一层间绝缘膜上形成的第二层布线导体的布线间区域的第二层间绝缘膜构成，所述第一层间绝缘膜由以平行于该基板表面的方式周期性排列有层状空孔的第二多孔结构区构成，而所述第二层间绝缘膜由以大致垂直于所述基板表面的方式形成的周期性排列有层状空孔的第三多孔结构区构成。10.一种半导体装置的制造方法，包括有产生含有二氧化硅衍生物与表面活性剂，且具有如周期性排列空孔的第一组成比的第一前体溶液的工序；产生含有二氧化硅衍生物与表面活性剂，且具有如周期性排列空孔的第二组成比的第二前体溶液的工序；将该第一与第二前体溶液予以升温，并开始交联反应的预交联工序；使在所述预交联工序中开始交联反应的所述第一与第二前体溶液，接触到基板表面上的接触工序；以及将经接触过所述第一与第二前体溶液的基板进行烧结，并分解去除所述表面活性剂的工序；由此而形成绝缘膜。11.一种半导体装置的制造方法，包括有产生含有二氧化硅衍生物与表面活性剂，且具有如周期性排列空孔的第一组成比的第一前体溶液的工序；产生含有二氧化硅衍生物与表面活性剂，且具有如周期性排列空孔的第二组成比的第二前体溶液的工序；使所述第一与第二前体溶液接触到基板表面的接触工序；将接触过所述第一与第二前体溶液的基板，予以加热并开始交联反应的预交联工序；以及将该基板进行烧结，并分解去除所述表面活性剂的工序；由此而形成绝缘膜。12.如权利要求10或11所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，该接触工序是将基板依次重复浸渍于所述第一与第二前体溶液中的工序。13.如权利要求10或11所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述接触工序包括有将基板浸渍于所述第一前体溶液中，然后再以所需速度拉起的工序；以及将基板浸渍于该第二前体溶液中，然后再以所需速度拉起的工序。14.如权利要求10或11所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，该接触工序是将所述第一与第二前体溶液，依次重复涂布于基板上的工序。15.如权利要求10或11所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，该接触工序是将所述第一与第二前体溶液点滴于基板上，并旋转所述基板的旋转涂布工序。16.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述无机绝缘膜具有形成于基板表面上，且含有以平行于所述基板表面的方式取向的圆柱状空孔的周期性多孔结构。17.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述无机绝缘膜包含有多个形成于基板表面上，并具有以平行于所述基板表面的方式单一方向取向的圆柱状空孔的周期性多孔结构区，相邻的各多孔结构区取向于互相不同的方向上。18.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述无机绝缘膜具有形成于基板表面上，且以平行于所述基板表面的方式周期性地单一方向取向层状空孔的周期性多孔结构区。19.一种半导体装置的制造方法，包括产生含有二氧化硅衍生物与表面活性剂的前体溶液的工序；使所述前体溶液接触到基板表面的接...

【专利技术属性】
技术研发人员：奥良彰，西山宪和，上山惟一，
申请(专利权)人：罗姆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]