(57)【要約】【課題】  半導体装置の層間絶縁膜や配線間絶縁膜、パッシベ−ション膜等に用いた場合に低誘電率化を実現することができ、かつ、機械的強度、耐熱性及び柔軟性に優れる有機無機複合体、有機無機複合体の製造方法及び半導体装置を提供する。【解決手段】下記一般式（１）に示す構造単位からなることを特徴とする有機無機複合体。【化１】2006324352.tif 000012式中、Ｍは金属又はケイ素、Ｘは−Ｏ−結合又はＯＨ、Ｒ１は炭素数１〜２０の炭素原子含有分子鎖基、Ｒ２はメチル基、エチル基、プロピル基又はフェニル基を表し、ｎ１及びｎ２は０、１又は２である。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）に示す構造単位からなることを特徴とする有機無機複合体。
【化１】
2006324352.tif 000009
式中、Ｍは金属又はケイ素、Ｘは−Ｏ−結合又はＯＨ、Ｒ１は炭素数１〜２０の炭素原子含有分子鎖基、Ｒ２はメチル基、エチル基、プロピル基又はフェニル基を表し、ｎ１及びｎ２は０、１又は２である。
【請求項２】
Ｍは、ケイ素であることを特徴とする請求項１記載の有機無機複合体。
【請求項３】
Ｒ１は、炭素数１〜２０の炭素原子含有分子鎖基であることを特徴とする請求項１又は２記載の有機無機複合体。
【請求項４】
数平均分子量が５００〜３０万であることを特徴とする請求項１、２又は３記載の有機無機複合体。
【請求項５】
複数の架橋性シリル基と前記架橋性シリル基に共有結合した炭素原子とを有する有機無機複合架橋性化合物及び有機溶媒の混合物からなる前駆体Ａと、触媒、有機物、水、界面活性剤及び有機溶媒の混合物からなる前駆体Ｂを調整する工程と、
前記前駆体Ａと前記前駆体Ｂとを混合することにより、前記架橋性シリル基を加水分解、縮合させる縮合工程とを有する
ことを特徴とする有機無機複合体の製造方法。
【請求項６】
前駆体Ａは、架橋性シリル基の数が異なる２種以上の有機無機複合架橋性化合物を含有することを特徴とする請求項５記載の有機無機複合体の製造方法。
【請求項７】
有機無機複合架橋性化合物は、下記一般式（２）に示す化合物であることを特徴とする請求項５又は６記載の有機無機複合体の製造方法。
【化２】
2006324352.tif 000010
式中、Ｍは金属又はケイ素、Ｒ１は炭素数１〜２０の炭素原子含有分子鎖基、Ｒ２はメチル基、エチル基、プロピル基又はフェニル基、Ｒ５はＣｌ、ＯＣＨ３、ＯＣ２Ｈ５、ＯＣ６Ｈ５、ＯＨ又はＯＣＯＣＨ３を表し、ｎ１及びｎ２は０、１又は２である。
【請求項８】
有機無機複合架橋性化合物は、下記一般式（３）に示す化合物であることを特徴とする請求項７記載の有機無機複合体の製造方法。
【化３】
2006324352.tif 000011
式中、Ｒ５はＯＣＨ３又はＯＣ２Ｈ５を表し、ｎ１及びｎ２は０、１又は２である。
【請求項９】
有機無機複合架橋性化合物は、数平均分子量が３００〜５１０であることを特徴とする請求項５、６、７又は８記載の有機無機複合体の製造方法。
【請求項１０】
触媒は、塩基性触媒であることを特徴とする請求項５、６、７、８又は９記載の有機無機複合体の製造方法。
【請求項１１】
有機物は、エーテル類であることを特徴とする請求項５、６、７、８、９又は１０記載の有機無機複合体の製造方法。
【請求項１２】
前駆体Ａ及び前駆体Ｂは、沸点が１００℃〜１３０℃の有機溶媒を含有することを特徴とする請求項５、６、７、８、９、１０又は１１記載の有機無機複合体の製造方法。
【請求項１３】
請求項１、２又は３記載の有機無機複合体を基体上に成膜する工程と、
成膜した前記有機無機複合体を焼成する工程とを有する
ことを特徴とする層間絶縁膜の形成方法。
【請求項１４】
請求項１、２又は３記載の有機無機複合体からなる層間絶縁膜を用いてなることを特徴とする半導体装置。
【請求項１５】
請求項１、２又は３記載の有機無機複合体からなるパッシベーション膜を用いてなることを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の層間絶縁膜や配線間絶縁膜、パッシベ−ション膜等に用いた場合に低誘電率化を実現することができ、かつ、機械的強度、耐熱性及び柔軟性に優れる有機無機複合体、有機無機複合体の製造方法及び半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータ等の電子機器の著しい進展に伴い、半導体装置の微細化による高速化、軽量小型化、低消費電力化への要求が高まっている。これらの要求に応えるため、近年ＵＬＳＩ（超大規模集積回路）での微細化、高集積化が進められており、実現手段の１つとして、マイクロプロセッサ等の配線多層化による高集積化が行われている。
【０００３】
配線多層化による高集積化を行う場合の最大の課題が層間絶縁膜の機能向上である。このような層間絶縁膜には、高絶縁性、配線間容量の低減、微細な配線スペースへの確実な成膜、表面の平坦化等の高機能が要求され、種々の検討がなされてきており、なかでも低誘電率化は大きな課題である。
【０００４】
また、半導体装置の表面を被覆保護する目的で形成されるパッシベ−ション膜についても、耐湿性等の機能が求められるとともに、パッベーション膜の上層にボンディングパッドが形成される場合や、再配列配線を形成するような場合には、パッベーション膜と下層配線との間の寄生容量が駆動速度低下の深刻な原因となるため、低誘電率化が求められている。
【０００５】
現在、層間絶縁膜や配線間絶縁膜、パッシベ−ション膜等に用いる絶縁材料としては、主として比誘電率ｋが約４．０の酸化ケイ素ＳｉＯ２が使用されているが、更なる低誘電率化を求めて、比誘電率ｋが約３．７のフッ素ドープ酸化ケイ素や、比誘電率ｋが２．０〜２．７の有機高分子材料等の新材料を用いることが検討されている。
しかしながら、近年、半導体装置の高速化・高集積化が一層進行しており、これらの材料を用いた場合であっても、所望の誘電率を得ることができず、更なる低誘電率化が課題となっていた。
【０００６】
一方、近年では、ガス中蒸発法を用いて成膜したケイ素超微粒子酸化膜（ＳｉＯｘ超微粒子膜）を低誘電率材料として用いることが検討されている。このようなＳｉＯｘ超微粒子膜は、ナノポーラス膜であり、比誘電率が１．８３という極めて低い誘電率を示すものも製造されている。
【０００７】
しかしながら、このようなナノポーラス膜としたＳｉＯｘ超微粒子膜では、吸湿性が高くなることから、使用環境下において比誘電率が増加するとともに、脆性となるために取り扱いが難しいという問題があった。また、成膜工程での工数が多く煩雑で、実用に供し得る程度のものではなかった。更に、高温下で膜形成を行う必要があることから、成膜時の熱により半導体装置の下地配線の劣化を生じたりするなどの問題もあった。
加えて、ＳｉＯｘ超微粒子膜は、空孔がランダムに開口した構造であるため、層間絶縁膜に使用すると、機械的強度が著しく低くなり、平坦化工程やパッケージング工程において、破損しやすく、半導体素子の信頼性低下の原因となっていた。
【０００８】
これらの問題に対して、特許文献１には、下記一般式（１）〜（３）に示すようなアルコキシシランを加水分解、縮重合させて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布液及びこれを用いたシリカ系被膜が開示されている。しかしながら、このようなシリカ系被膜では、単位体積あたりのケイ素−酸素結合が多くなるため、そのままでは低い誘電率が得られないという問題があった。また、犠牲物質として揮発性の有機物等を混入して膜の中に空孔を形成させようとしても均一な大きさの空孔が得られにくいという問題があった。
【０００９】
【化１】
2006324352.tif 000002
【００１０】
一方、半導体装置の層間絶縁膜、パッシベーション膜等として用いる場合、温度変化や、機械的衝撃に対する緩衝作用も重大な課題であり、柔軟性や可撓性が、半導体装置全体としての歩留まりに大きな影響を与えるものとなっている。
従って、層間絶縁膜や配線間絶縁膜、パッシベ−ション膜等に用いられる絶縁材料として、機械的強度、耐熱性及び柔軟性を有しつつ、誘電率の低いものが必要とされていた。
【００１１】
【特許文献１】特開２０００−４４８７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上記現状に鑑み、半導体装置の層間絶縁膜や配線間絶縁膜、パッシベ−ション膜等に用いた場合に低誘電率化を実現することができ、かつ、機械的強度、耐熱性及び柔軟性に優れる有機無機複合体、有機無機複合体の製造方法及び半導体装置に関する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、下記一般式（４）を有する構造単位を有する樹脂からなる有機無機複合体である。
以下に本発明を詳述する。
【００１４】
【化２】
2006324352.tif 000003
式中、Ｍは金属又はケイ素、Ｘは−Ｏ−結合又はＯＨ、Ｒ１は炭素数１〜２０の炭素原子含有分子鎖基、Ｒ２はメチル基、エチル基、プロピル基又はフェニル基を表し、ｎ１及びｎ２は０、１又は２である。
【００１５】
本発明の有機無機複合体は、上記一般式（４）に示す構造単位からなるものである。
本発明の有機無機複合体は、上記一般式（４）に示す構造単位の両端にある金属−酸素結合の部分で架橋構造が形成されるため、半導体装置の絶縁材料として用いた場合に、炭素原子含有分子鎖基の鎖長に応じた空孔を安定して形成できるとともに、空孔がつぶれることなく必要な大きさの空孔を確保することができる。また、このような空孔が形成されることで、低誘電率化を実現できるとともに、柔軟性が向上することから、温度変化に際しても、機械的衝撃に対する緩衝作用が充分に大きく、信頼性の高い絶縁材料を提供することが可能となる。更に、充分な架橋密度を有することから、半導体装置の絶縁材料として用いた場合に、環境変化に対する大きな寸法変化が見られず、機械的強度の変化も少ないものとすることができるとともに、平坦性にも優れるものとすることができ、例えば、低圧力でも良好にＣＭＰ（ケミカルメカニカルポリッシング）を行うことができる。
【００１６】
本発明の有機無機複合体は、Ｍに示す金属又はケイ素を有する。これにより、上記一般式（４）を有する構造単位の両端が金属／ケイ素−酸素の結合となり、強酸や高温高湿環境下でも安定なものとすることができる。
上記金属としては、例えば、アルミニウム、チタン、ジルコニウム等が挙げられる。
また、上記Ｍはケイ素であることが好ましい。上記Ｍをケイ素とすることで、更に安定なものとすることができる。また、半導体装置に用いた場合に悪影響を与えることがない。
【００１７】
本発明の有機無機複合体は、上記Ｍとして、ケイ素と、金属、リン、ホウ素等とを併用してもよい。なお、この場合、ケイ素の原子比率は、５０モル％以上であることが好ましい。
【００１８】
本発明の有機無機複合体は、上記Ｒ１に示す炭素原子含有分子鎖基を有する。
これにより、本発明の有機無機複合体に、柔軟性、膜物性を付与することができる。
また、ヘテロ原子を有する場合と異なり、酸や熱等の影響を受けることなく、極めて安定な有機無機複合体とすることができる。
上記Ｒ１に示す炭素原子含有分子鎖基の炭素原子含有分子鎖としては、特に限定されず、例えば、アルキレン鎖、芳香族含有鎖等が挙げられる。
【００１９】
上記Ｒ１は下記一般式（５）に示すものであることが好ましい。
上記Ｒ１が、分岐鎖を有する場合には、架橋間を結ぶ結合が切断される可能性があるが、上記のように、Ｒ１を直鎖状のポリメチレン鎖とすることで、種々の外的因子に対して安定なものとすることができ、かつ、炭化水素鎖の疎水性により、耐湿特性が向上して、優れた絶縁材料とすることができる。
また、直鎖状のポリメチレン鎖は、屈曲可能な構造であるため、適度の柔軟性を付与することが可能であり、緻密性等の調整も可能である。なお、本発明の有機無機複合体では、上記ポリメチレン鎖の分子長を調整することによって、柔軟性の程度を調整することが可能となる。
【００２０】
【化３】
2006324352.tif 000004
【００２１】
本発明の有機無機複合体において、上記Ｒ１は、炭素数の下限が１、上限が２０である。
２０を超えると、架橋が不充分となり、有機無機複合体の耐熱性及び機械的強度が低下する。好ましい下限は８である。
【００２２】
また、本発明の有機無機複合体は、下記一般式（６）に示す構造単位を有することが好ましい。
下記一般式（６）に示す構造単位は、メチレンが８連鎖した構造体であるため、このような構成単位を有する有機無機複合体は、原料を容易に入手することができる。また、上記一般式（６）に示す構造単位の両末端にＳｉ−Ｏ架橋構造を有する有機無機複合体は、絶縁体の基本架橋構造体として極めて安定であり、かつ、有用なものとなる。
【００２３】
【化４】
2006324352.tif 000005
式中、Ｘは−Ｏ−結合又はＯＨを表し、ｎ１及びｎ２は０、１又は２である。
【００２４】
本発明の有機無機複合体は、構造の異なる上記一般式（４）に示す構造単位を混合して架橋したものであってもよい。例えば、ｎ１が０である構造単位と、ｎ２が１である構造単位とを混合して架橋したものを用いることにより、架橋密度等の調整が可能となり、その結果、膜の空隙構造、可撓性や柔軟性等を調整することが可能となる。
また、有機鎖長、置換基の種類等の異なる構造体を混合して架橋したものを用いることによっても物性の調整が可能となる。
【００２５】
本発明の有機無機複合体の誘電率の好ましい上限は２．５である。２．５を超えると、半導体装置の絶縁材料として用いた場合に、微細化、高集積化を実現することができない。
【００２６】
本発明の有機無機複合体の数平均分子量の好ましい下限は５００、好ましい上限は３０万である。
【００２７】
本発明の有機無機複合体は、例えば、複数の架橋性シリル基と前記架橋性シリル基に共有結合した炭素原子とを有する有機無機複合架橋性化合物及び有機溶媒の混合物からなる前駆体Ａと、触媒、有機物、水、界面活性剤及び有機溶媒の混合物からなる前駆体Ｂを調整する工程と、前記前駆体Ａと前記前駆体Ｂとを混合することにより、前記架橋性シリル基を加水分解、縮合させる縮合工程とを有する方法により製造することができる。このような有機無機複合体の製造方法もまた、本発明の１つである。
【００２８】
本発明の有機無機複合体の製造方法では、まず、複数の架橋性シリル基と前記架橋性シリル基に共有結合した炭素原子とを有する有機無機複合架橋性化合物及び有機溶媒の混合物からなる前駆体Ａと、触媒、有機物、水、界面活性剤及び有機溶媒の混合物からなる前駆体Ｂを調整する工程を行う。
【００２９】
上記前駆体Ａを調製する方法としては、例えば、上記有機無機複合架橋性化合物として１，８−ビス（ジエトキシメチルシリル）オクタンを、有機溶媒として、１−ブタノールを用い、これらを混合する方法を用いることができる。
【００３０】
上記有機無機複合架橋性化合物は、複数の架橋性シリル基と前記架橋性シリル基に共有結合した炭素原子とを有するものであり、例えば、有機無機複合架橋性化合物は、下記一般式（７）に示す化合物であることが好ましい。
【００３１】
【化５】
2006324352.tif 000006
式中、Ｍは金属又はケイ素、Ｒ１は炭素数１〜２０の炭素原子含有分子鎖基、Ｒ２はメチル基、エチル基、プロピル基又はフェニル基、Ｒ５はＣｌ、ＯＣＨ３、ＯＣ２Ｈ５、ＯＣ６Ｈ５、ＯＨ又はＯＣＯＣＨ３を表し、ｎ１及びｎ２は０、１又は２である。
【００３２】
上記有機無機複合架橋性化合物では、上記Ｒ１に示す炭素原子含有分子鎖基の炭素数が８〜２０であることが好ましい。また、上記Ｍはケイ素であることが好ましい。
【００３３】
上記有機無機複合架橋性化合物は、上記一般式（７）に示す化合物の中でも、更に、下記一般式（８）に示す化合物であることが好ましい。
【００３４】
【化６】
2006324352.tif 000007
式中、Ｒ５はＯＣＨ３又はＯＣ２Ｈ５を表し、ｎ１及びｎ２は０、１又は２である。
【００３５】
前駆体Ａは、架橋性シリル基の数が異なる２種以上の有機無機複合架橋性化合物を含有することが好ましい。このような有機無機複合体の組み合わせとしては、例えば、１，８−ビス（ジエトキシメチルシリル）オクタンと１，８−ビス（トリエトキシシリル）オクタンとの組み合わせ等が挙げられる。これにより、架橋密度等の調整が可能となり、その結果、膜の空隙構造、可撓性や柔軟性等を調整することが可能となる。
【００３６】
上記架橋性シリル基としては、加水分解性シリル基を挙げることができ、上記加水分解性シリル基としては、例えば、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、フェノキシ等のアルコキシ基が直接ケイ素原子に結合したアルコキシシリル基、塩素等のハロゲンがケイ素原子に結合したハロゲン化シリル基、更にアセトキシ基等のカルボキシシリル基等が挙げられる。更に、予め加水分解されたシラノール基、シラノレート基等を用いることができ、この場合には加水分解は不要であり、縮合反応のみを行えばよい。
【００３７】
上記有機無機複合架橋性化合物は、数平均分子量の好ましい下限が３００、好ましい上限が５１０である。３００未満であると、架橋密度が高くなって絶縁膜中に充分な空孔を確保できなくなり誘電率が低くならないことがあり、５１０を超えると、架橋密度が低くなって絶縁膜の機械的強度が弱くなることがある。
【００３８】
上記前駆体Ｂを調製する方法としては、例えば、上記触媒としてテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド、上記有機物としてポリエチレングリコールモノメチルエーテル３５０、有機溶媒として、１−ブタノールを用い、これらを公知の界面活性剤及び水と混合する方法を用いることができる。
【００３９】
上記触媒としては、塩基性触媒が好ましく、具体的には例えば、アンモニア、水酸化ナトリウム、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド（ＴＭＡＨ）、テトラプロピルアンモニウムハイドロオキサイド等が挙げられる。
【００４０】
上記有機物としては、エーテル類が好ましく、具体的には例えば、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル３５０等が挙げられる。なお、上記有機物は、上記有機無機複合架橋性化合物との相溶性が良く、数平均分子量が同程度の物質が好ましい。
【００４１】
上記界面活性剤としては、公知のものを用いることができる。また、上記前駆体Ｂは、上記水を添加することで、後の加水分解・縮合を効率的に行うことができる。
【００４２】
上記前駆体Ａ及び前駆体Ｂに用いられる有機溶媒としては、例えば、１−ブタノール、ｉｓｏ−ブタノール等が挙げられる。
また、上記有機溶媒の沸点の好ましい下限は１００℃、好ましい上限は１３０℃である。
１００℃未満であると、スピンコートによる塗布時に放射状のスジが発生し、塗布膜の平坦性が損なわれることがある。１３０℃を超えると、前駆体の相溶性が悪くなり、均質な塗布膜が得られないことがある。
【００４３】
本発明の有機無機複合体の製造方法では、次いで、前記前駆体Ａと前駆体Ｂとを混合することにより、前記架橋性シリル基を加水分解、縮合させる縮合工程を行う。これにより、例えば、Ｓｉ−Ｏからなる架橋体を形成され、有機無機複合体が作製される。
【００４４】
このようにして得られた有機無機複合体を基体上に成膜する工程を行った後、成膜した前記有機無機複合体を焼成する工程を行うことにより、層間絶縁膜を形成することができる。
このような層間絶縁膜の形成方法もまた本発明の１つである。
【００４５】
上記有機無機複合体を基体上に成膜する工程では、有機無機複合体を１００℃〜１２０℃の任意の温度でベークし、更に４００℃〜４２５℃の任意の温度でキュアすることにより、目的とする膜を得ることができる。本工程における加温方法としてはオーブンによる加圧加熱等、公知の方法が使用可能である。具体的には例えば、通常の熱源による加熱の他、遠赤外線加熱、電磁誘導加熱、マイクロ波加熱等を用いることができる。なお、加熱の際は、有機無機複合体を使用温度以上の高温で加熱することが好ましい。
【００４６】
本発明の層間絶縁膜の形成方法では、必要に応じて、成膜された膜を水洗いしてもよい。その際用いる水としては、蒸留水、イオン交換水等金属イオンを含まないものが好ましい。
また、このようにして成膜された膜に、紫外線や電子線を照射し、更に架橋させるようにしてもよい。
【００４７】
このようにして形成された層間絶縁膜を、半導体基板又は半導体基板上に形成された第１の配線導体と、第２の配線導体との間に介在させることで、半導体装置とすることができる。このような半導体装置もまた本発明の１つである。
また、本発明の有機無機複合体からなるパッシベーション膜を用いてなる半導体装置もまた本発明の１つである。
【００４８】
本発明の半導体装置は、層間絶縁膜の誘電率の低減を図ることが可能となるため、層間容量の低減をはかり、高速駆動の半導体装置を提供することが可能となる。また、耐湿性も高いものとなる。更に、低温下での形成が可能であるため、下地に影響を与えることなく信頼性の高い膜を形成することが可能となる。
【発明の効果】
【００４９】
本発明によれば、半導体装置の層間絶縁膜や配線間絶縁膜、パッシベ−ション膜等に用いた場合に低誘電率化を実現することができ、かつ、機械的強度、耐熱性及び柔軟性に優れる有機無機複合体を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
本発明の第１の実施の形態として、本発明を層間絶縁膜として用いたＭＯＳＦＥＴを含む半導体集積回路を備えた半導体装置について説明する。
【００５１】
図１は、本発明を用いた半導体装置の一例を模式的に示す断面図である。
この半導体装置は、図１に示すように、素子分離のための絶縁膜２を形成したシリコン基板１にＭＯＳＦＥＴ等の素子領域を形成するとともに、表面に多層配線を形成してなるもので、この層間絶縁膜７として、本発明の有機無機複合体を用いた低誘電率薄膜を使用することを特徴とするものである。
【００５２】
この半導体装置は、シリコン基板１表面に形成されたゲート酸化膜３を介して形成されたゲート電極４と、低濃度不純物拡散領域５ａ、５ｂ，高濃度不純物拡散領域６ａ、６ｂからなるＬＤＤ構造のソース・ドレイン領域とで構成されたＭＯＳＦＥＴと、ソース・ドレイン領域の一方にコンタクトする第１層配線８と、本発明の低誘電率薄膜からなる層間絶縁膜に形成した、コンタクトホール９を介して形成された第２層配線１０とを具備してなるものである。なお、１１はこの半導体装置を被覆するように形成された膜である。
【００５３】
次に、このような半導体装置の製造方法について説明する。
図２（ａ）〜（ｅ）は、半導体装置の製造工程を模式的に示す断面図である。
まず、シリコン基板１表面にゲート酸化膜３を介してゲート電極４を形成する。そして、このゲート電極４をマスクとして不純物拡散を行いソース・ドレイン領域を構成する低濃度不純物拡散領域５ａ、５ｂを形成する（図２（ａ））。
【００５４】
続いて、ＣＶＤ法を用いて、この上層に酸化ケイ素膜を形成し、異方性エッチングを行い、ゲート電極の側壁にサイドウォール３ｓを形成する（図２（ｂ））。
【００５５】
そして、サイドウォール３ｓの形成されたゲート電極４をマスクとして高濃度の不純物拡散を行い、高濃度不純物拡散領域６ａ、６ｂを形成し、ＬＤＤ構造のソース・ドレイン領域を形成する（図２（ｃ））。
【００５６】
次に、本発明の有機無機複合体被膜の形成方法を用いて、独立空孔構造の低誘電率薄膜である層間絶縁膜７を形成する（図２（ｄ））。
【００５７】
そして、低誘電率薄膜からなる層間絶縁膜７にフォトリソグラフィを用いてコンタクトホール９を形成した後、第２層配線１０を形成し（図２（ｅ））、層間絶縁膜７と同様の方法を用いて低誘電率薄膜からなる膜１１を形成する。
【００５８】
この方法によれば、優れた機械的強度を持ち、可撓性が高く、機械的強度の高い低誘電率薄膜を低温下で形成することができ、成膜時及び使用時において、膜自体のみならず、上層および下層の膜へのストレスを緩和する緩衝膜としても作用し、信頼性の高い半導体装置を提供することが可能となる。
【００５９】
なお、本実施形態では、半導体装置の層間絶縁膜への有機無機複合膜の適用例ついて説明したが、本発明は、シリコンデバイスのみならず、ＨＢＴ、半導体レーザなど化合物半導体を用いたデバイス、マイクロ波ＩＣなどの高周波デバイス、フィルムキャリア等を用いたマイクロ波伝送線路や多層プリント基板等にも適用可能である。
【００６０】
また、本発明は、膜としてのみならずバルク体やテープ状体として形成し、半導体装置に貼着するものとして使用することもできる。
【実施例】
【００６１】
以下に本発明の実施例を挙げて更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
【００６２】
（実施例１）
１，７−オクタジエン（和光純薬社製）１１．０ｇと、ジエトキシメチルシラン（信越シリコン社製）２６．９ｇのトルエン溶液に、塩化白金酸（和光純薬社製）とジビニルテトラメチルジシロキサン（Ｇｅｌｅｓｔ社製）から調製したカルステッド触媒（Ｋａｒｓｔｅｄ：ＵＳＰ３７７５４５２）溶液０．０５ｍｍｏｌを混合し、３０℃の窒素雰囲気下で１昼夜攪拌した。得られた反応混合物を蒸留にて精製し、１，８−ビス（ジエトキシメチルシリル）オクタンを得た。なお、生成物の構造は１Ｈ−ＮＭＲ（Ｂｒｕｋｅｒ社製、核磁気共鳴分光機ＤＲＸ−３００）で確認した。
また、ジエトキシメチルシランの代わりにトリエトキシシランを用いた以外は同様な方法を用い、１，８−ビス（トリエトキシシリル）オクタンを得た。
【００６３】
そして、１．８−ビス（ジエトキシメチルシリル）オクタン０．３５ｇと、１，８−ビス（トリエトキシシリル）オクタン０．１５ｇとを１−ブタノール２．０ｇに溶解し、前駆体Ａを調製した。
【００６４】
次いで、２５％のテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液を０．１４ｇ、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル３５０を０．１ｇ、及び、界面活性剤（Ｔｗｅｅｎ２０）を１−ブタノールで２倍に希釈した溶液を０．０５ｇを混合した混合物に１−ブタノール２．５ｇに加え、前駆体Ｂを調製した。
そして、前駆体Ａと前駆体Ｂとを室温で２２時間攪拌し、前駆体溶液を形成した。この前駆体溶液をスピンコート法（３０００ｒｐｍ、２０秒間）により半導体装置表面に塗布し、１２０℃にて１時間、更に窒素雰囲気下、４００℃で２時間焼成して、低誘電率薄膜を形成した。
【００６５】
次いで、第２層配線１０を形成したのち、最後に同様の方法を用いて膜１１を形成することにより、半導体装置を作製した。
【００６６】
（比較例１）
ジエトキシジメチルシラン０．３５ｇとトリエトキシメチルシラン０．１５ｇとを１−ブタノール２．０ｇに溶解し、前駆体Ａを調製した。次いで、２５％のテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液を２．６４ｇ、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル３５０を０．１ｇ、及び、界面活性剤（Ｔｗｅｅｎ２０）を１−ブタノールで２倍に希釈した溶液を０．０５ｇを混合した混合物に１−ブタノール２．５ｇに加え、前駆体Ｂを調製した。
【００６７】
そして、前駆体Ａと前駆体Ｂとを室温で２２時間攪拌し、前駆体溶液を形成した。この前駆体溶液をスピンコート法（３０００ｒｐｍ、２０秒間）により半導体装置表面に塗布し、１２０℃にて１時間、更に窒素雰囲気下、４００℃で２時間焼成して、低誘電率薄膜を形成した。
【００６８】
（評価）
実施例１及び比較例１で得られた半導体装置について、以下の評価方法で評価した。ただし、比較例１で得られた半導体装置では、ムラが多く均質な膜が得られなかったため、誘電率及びヤング率の測定を行わなかった。結果を表１に示した。
【００６９】
（１）誘電率
インピーダンス測定器（ネットワークアナライザ・ヒューレットパッカード製、ＨＰ４１９５Ａ）を用い、半導体装置に形成された層間絶縁膜の周波数１００ｋＨｚでの誘電率を測定した。
【００７０】
（２）ヤング率
ナノインデンテータ（ＭＴＳ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｃｏｒｐ．社製、Ｎａｎｏ  Ｉｎｄｅｎｔｅｒ）を用い、ヤング率を測定した。
【００７１】
【表１】
2006324352.tif 000008
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明によれば、半導体装置の層間絶縁膜や配線間絶縁膜、パッシベ−ション膜等に用いた場合に低誘電率化を実現することができ、かつ、機械的強度、耐熱性及び柔軟性に優れる有機無機複合体、有機無機複合体の製造方法及び半導体装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の実施の形態の半導体装置を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態の半導体装置の製造工程図である。
【符号の説明】
【００７４】
１  シリコン基板
２  絶縁膜
３  ゲート酸化膜
４  ゲート電極
５ａ、５ｂ  低濃度不純物拡散領域（ソース・ドレイン領域）
６ａ、６ｂ  高濃度不純物拡散領域（ソース・ドレイン領域）
７  層間絶縁膜
８  第１層配線
９  コンタクトホール
１０  第2層配線
１１  膜
【図１】
2006324352.tif 000013
【図２】
2006324352.tif 000014