(57)【要約】【課題】低誘電率の絶縁膜の形成に有用で、得られる絶縁膜と配線やその他の部品との密着性が良好であり、半導体装置内の応力により絶縁膜が剥がれることがなく、しかも絶縁膜の吸湿性が大きくない被膜形成用塗布液を提供すること。【解決手段】被膜形成用塗布液が、分子の極性が小さくかつ分子量が大きい第１の被膜形成成分と、前記第１の被膜形成成分と比較して、分子の極性が大きくかつ分子量が小さい第２の被膜形成成分とを少なくとも含んでなるように構成する。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔性被膜の形成に用いられる塗布液であって、
分子の極性が小さくかつ分子量が大きい第１の被膜形成成分と、前記第１の被膜形成成分と比較して、分子の極性が大きくかつ分子量が小さい第２の被膜形成成分とを少なくとも含んでなることを特徴とする多孔性被膜形成用塗布液。
【請求項２】
全体にわたって微細な空隙を有し、かつ厚さ方向に空隙の分布密度かサイズかいずれか少なくとも一方を異ならせた多孔性の絶縁膜であって、請求項１に記載の多孔性被膜形成用塗布液から形成されたものであることを特徴とする絶縁膜。
【請求項３】
３．０未満の誘電率を有していることを特徴とする請求項２に記載の絶縁膜。
【請求項４】
全体にわたって微細な空隙を有し、かつ厚さ方向に空隙の分布密度かサイズかいずれか少なくとも一方を異ならせた多孔性の絶縁膜を製造する方法であって、請求項１に記載の多孔性被膜形成用塗布液を塗布する工程を含むことを特徴とする絶縁膜の製造方法。
【請求項５】
請求項２又は３に記載の絶縁膜を含んでなることを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被膜形成技術に関し、さらに詳しく述べると、例えばＩＣ、ＬＳＩ等の高集積度の半導体装置において半導体集積回路の絶縁被膜やその他の装置の絶縁被膜の形成に有用な、多孔性で低誘電率の被膜を形成するための塗布液に関する。また、本発明は、本発明の塗布液を使用して絶縁膜を製造する方法と、それによって形成される絶縁膜に関する。さらに、本発明は、本発明の絶縁膜を使用した、高速で信頼性の高い半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知の通り、ＬＳＩ等の半導体装置において、その多層配線層間には絶縁膜（通常、「層間絶縁膜」と呼ばれる）が積層されており、また、この絶縁膜の材料に、半導体装置の製造プロセスに耐え得る高い耐熱性、優れた膜強度、信号の高速化に必要な低い誘電率特性が求められている。そして、実際の半導体装置では、シリコーン系の材料が絶縁膜として用いられており、特に、スピンオングラス（ＳＯＧ）系の材料（誘電率＝３〜４）が、成膜が容易であるので、多くの分野で実用化されている。
【０００３】
近年、絶縁膜のさらなる低誘電率化が求められるようになり、誘電率が３．０を下回る材料からなる絶縁膜、例えば、フロロカーボン系膜、ゾル−ゲル法により形成される多孔性シリコーン膜などが検討されている。具体的には、例えば、テトラエチルオルソシリケート（ＴＥＯＳ）から形成された多孔質誘電材料層を含む半導体デバイスが提案されている（特許文献１及び２）。また、テトラエトキシシランからなる湿潤ゲル膜を超臨海乾燥法によって乾燥して形成された多孔質膜を含む半導体装置も提案されている（特許文献３）。
【０００４】
しかし、フロロカーボン系膜は、低い誘電率を示す絶縁膜の形成という点では有効であるけれども、配線やその他の部品との密着性が悪く、半導体装置内の応力により剥がれを生じてしまうという問題がある。
【０００５】
また、多孔性シリコーン膜のような多孔性膜にも、解決されるべき問題が依然として残されている。例えば、半導体装置の形成などの目的で金属薄膜やその他の薄膜、例えばＳｉＣ膜、ＳｉＮ膜、ＳｉＯ膜、ＳｉＯＣ膜などを多孔性膜の上に積層する場合、やはり密着性に問題がでることが多い。これは、多孔性膜の上層部分に極性の小さい分子が集まる性質があるためである。この問題を解決するためには一般に、多孔性膜の形成に極性の大きい成分を用いることができる。しかし、この方法では多孔性膜の吸湿性が大きくなり、誘電率の上昇や経時変化などの問題が新たに生じる。
【０００６】
【特許文献１】
特開平８−４６０４７号公報（特許請求の範囲、段落番号００１３）
【特許文献２】
特開平８−６４６８０号公報（特許請求の範囲、段落番号００１１）
【特許文献３】
特開平９−２１３７９７号公報（特許請求の範囲、段落番号００１７〜００２２、図１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のような従来の技術の問題点を解決することを目的とする。
【０００８】
本発明の目的は、まず、低誘電率の絶縁膜の形成に有用で、得られる絶縁膜と配線やその他の部品との密着性が良好であり、半導体装置内の応力により絶縁膜が剥がれることがなく、しかも絶縁膜の吸湿性が大きくない被膜形成用塗布液を提供することにある。
【０００９】
また、本発明の目的は、絶縁膜と配線やその他の部品との密着性が良好であり、半導体装置内の応力により絶縁膜が剥がれることがなく、しかも絶縁膜の吸湿性が大きくない低誘電率の絶縁膜を提供することにある。
【００１０】
さらに、本発明の目的は、このような優れた絶縁膜を確実にかつ簡単に製造できる方法を提供することにある。
【００１１】
さらにまた、本発明の目的は、上述のような優れた絶縁膜を備えた、高速で信頼性の高い半導体装置を提供することにある。
【００１２】
本発明の上記した目的やその他の目的は、以下の詳細な説明から容易に理解することができるであろう。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、多孔性の絶縁膜を形成する方法について鋭意研究の結果、従来の多孔性シリコーン膜のように膜表面の極性を大きくすることなく絶縁膜の密着性を改善することができ、吸湿性やその他の特性にも悪影響がでることがない被膜形成用塗布液やその有利な使用方法を見出した。すなわち、本発明方法では、以下に詳細に説明するように、塗布液に使用する多孔性膜形成成分の極性について、極性の大きい成分と極性の小さい成分を混在させることにより、多孔性膜の表層のみに大きい分子を配置する。これにより、１００ｎｍを超える厚さの膜を成膜する際にその膜の密着性を向上させることができる。加えて、この方法ではオープンポア（被膜表面における大きな空隙の露出）の発生を防ぐことができる。
【００１４】
本発明は、その１つの面において、多孔性被膜の形成に用いられる塗布液であって、
分子の極性が小さくかつ分子量が大きい第１の被膜形成成分と、前記第１の被膜形成成分と比較して、分子の極性が大きくかつ分子量が小さい第２の被膜形成成分とを少なくとも含んでなることを特徴とする多孔性被膜形成用塗布液にある。
【００１５】
また、本発明は、そのもう１つの面において、全体にわたって微細な空隙を有し、かつ厚さ方向に空隙の分布密度かサイズかいずれか少なくとも一方を異ならせた多孔性の絶縁膜であって、本発明の多孔性被膜形成用塗布液から形成されたものであることを特徴とする多孔性絶縁膜にある。
【００１６】
さらに、本発明は、そのもう１つの面において、全体にわたって微細な空隙を有し、かつ厚さ方向に空隙の分布密度かサイズかいずれか少なくとも一方を異ならせた多孔性の絶縁膜を製造する方法であって、本発明の多孔性被膜形成用塗布液を塗布する工程を含むことを特徴とする絶縁膜の製造方法にある。
【００１７】
さらにまた、本発明は、そのもう１つの面において、本発明の絶縁膜を含んでなることを特徴とする半導体装置にある。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明による多孔性被膜形成用塗布液、多孔性絶縁膜、その製造方法及び半導体装置は、それぞれ、いろいろな形態で有利に実施することができる。なお、それぞれの発明は、以下に記載する形態に限定されるわけではない。
【００１９】
第１に、本発明は、多孔性被膜の形成に用いられる塗布液にある。この塗布液とそれによる多孔性被膜、典型的には絶縁膜の形成方法は、極性が小さい分子と極性が大きい分子を混合した溶液を基板や配線層などの下地層（以下、総称的に「基板」という）上に塗布した場合、極性が小さい分子が表面側に、大きい分子は基板側に集まるという性質に着目したものである。すなわち、図１（Ａ）に示すように、基板（図示せず）の上に極性が小さい分子ｐと極性が大きい分子Ｐの混合物からなる塗布液を所定の膜厚で塗布して成膜した場合、得られた被膜では、図１（Ｂ）に示すように、極性が小さい分子ｐが表面側に集中するからである。なお、これと似たような性質は、特開平７−１９９４６８号公報に記載の感光性組成物でも着目されているが、この公開公報は、化学増幅型レジストにおいて相分離を起こすことなく解像性を高めるため、分子の極性が小さくアルカリ溶解速度が遅い成分と、分子の極性が大きくアルカリ溶解速度が速い分子とを組み合わせて使用することを教示しているだけである。
【００２０】
本発明による被膜形成用塗布液は、図１に示した性質を利用し、極性が小さくかつ分子量が大きい分子（すなわち、第１の被膜形成成分）と、極性が大きくかつ分子量が小さい分子（すなわち、第２に被膜形成成分）の少なくとも２種類の成分を１つの塗布液に混在させ、得られる低誘電率の被膜（絶縁膜）において、その被膜の表層部分に大きい分子を集めることを特徴としている。
【００２１】
本発明のこの成膜方法の原理は、図２に模式的に示す通りである。すなわち、図２（Ａ）に示すように、基板（図示せず）の上に、分子の極性が小さくかつ分子量が大きい第１の被膜形成成分ｐＭと、第１の被膜形成成分ｐＭと比較して、分子の極性が大きくかつ分子量が小さい第２の被膜形成成分Ｐｍの混合物からなる塗布液を所定の膜厚で塗布して成膜した場合、得られた被膜（絶縁膜）では、図２（Ｂ）に示すように、分子の極性が小さくかつ分子量が大きい第１の被膜形成成分ｐＭを被膜の表層部分に集中して分布させることができる。第１の被膜形成成分ｐＭ及び第２の被膜形成成分Ｐｍは、好ましいことに、得られる被膜においてそれぞれ微粒子の形で形成される。また、この成膜に際して、被膜の形成のために焼成、光照射、プラズマ照射等の後処理が行われるので、第１の被膜形成成分ｐＭに由来する微粒子の粒径のほうが第２の被膜形成成分Ｐｍに由来する微粒子の粒径よりも大であり、したがって、ｐＭ微粒子のほうが、緻密に分布せしめられたＰｍ微粒子よりも粗く分布せしめられており、粒子間の空隙のサイズも大である。
【００２２】
引き続いて、図２（Ｂ）に示したような多孔性絶縁膜の上にさらに、金属やその他の材料の薄膜（第２の被膜）を形成する。薄膜材料としては、銅、アルミニウムなどの配線層形成材料や、ＳｉＣ、ＳｉＮ、ＳｉＯ、ＳｉＯＣなどのセラミック材料がある。例えば多孔性被膜の上に金属材料からなる第２の被膜を成膜する場合、図３に模式的に示すように、粗大なｐＭ微粒子からなる表層部分Ｌ１とその下方の緻密なＰｍ微粒子からなる下層部分Ｌ２とをもって構成される多孔性絶縁膜Ｌに金属材料の微粒子Ｍが所定の膜厚で堆積される。この場合、多孔性絶縁膜Ｌの表層部分Ｌ１のみにおいてやや大きめの細孔が生じているので、その細孔部分に、金属微粒子Ｍが侵入し、いわゆるミキシングが発生する。
【００２３】
図示のように小極性大分子量微粒子ｐＭと金属微粒子Ｍとによってミキシング層が形成されるので、アンカー効果が生まれ、多孔性絶縁膜Ｌとその上の金属やその他の材料からなる第２の被膜との密着性は飛躍的に向上する。ここで、第２の被膜の形成方法は、特に限定されるものではなく、例えば、スピンコート法、ＣＶＤ法、蒸着法、スパッタ法などの常用の成膜法を任意に使用することができる。
【００２４】
一般的には、上記のようなミキシングの発生は、膜特性が変化するため歓迎されない。しかし、本発明によれば、ミキシングの深さおよび膜特性の変化量を小極性大分子量微粒子ｐＭと大極性小分子量微粒子Ｐｍの混合比率の調整によって任意にコントロールできるので、問題ない。また、多孔性被膜において、その表層部分に大きめの細孔が生じるが、表面分子の極性が小さいこと、細孔が大きい部分は膜表面のみであることから、吸湿による誘電率上昇は発生しにくい。
【００２５】
ところで、得られる多孔性被膜において、その表層部分のみを緻密で滑らかな膜とすることにより、オープンポアや表面荒れを解決し、密着性を向上することが可能である。しかし、この方法の場合、多孔性被膜上に形成する第２の被膜の膜厚は一般的に１００ｎｍ未満の薄膜であることが必要であり、１００ｎｍを上回った場合には、密着性の向上を期待できない。すなわち、１００ｎｍ未満の薄い膜では、
１．ミキシングによって、第２の被膜の膜厚が極端に薄くなる。
２．多孔性被膜の表面の凹凸（大きい分子の集合に由来する）が、第２の被膜の表面に転写される。
などの不都合が発生し、好ましくない場合が多い。
【００２６】
これに対して、本発明の多孔性被膜の場合、その上に形成される第２の被膜は、１００ｎｍを超えるような膜厚が適用可能であり、一般的には１５０〜５００ｎｍ程度の場合に特に有効と考えられる。しかし、これは膜厚のみで一義的に決めるよりも、求める膜特性などから総合的に判断すべきである。
【００２７】
極性のコントロールにはいろいろな方法が考えられるが、本発明の実施の場合、第１及び第２の被膜形成成分として、それぞれ、有機シリコーン化合物を使用することが推奨される。すなわち、好ましくは、得られる多孔性被膜において、互いに粒径を異にする有機シリコーン化合物の微粒子が含まれる。また、その際、第１の被膜形成成分を構成する有機シリコーン化合物の微粒子の粒径は、第２の被膜形成成分を構成する有機シリコーン化合物の微粒子の粒径よりも大であることが好ましい。
【００２８】
本発明の実施において有利に使用することのできる有機シリコーン化合物は、次式（Ｉ）により表されるアルコキシシランの加水分解による生成物である。
【００２９】
ＸｎＳｉ（ＯＲ）４−ｎ              …（Ｉ）
上式において、Ｘは、水素原子、フッ素原子、炭素数１〜８のアルキル基、例えばメチル基、エチル基、ブチル基等、フッ素置換アルキル基、アリール基、ビニル基などである。また、Ｒは、水素原子、炭素数１〜８のアルキル基、アリール基、ビニル基などである。そして、ｎは、０〜３の任意の整数である。また、このようにアルコキシシランを加水分解して得られる有機シリコーン化合物を使用する場合、残存するアルコキシ基及びそれが加水分解してできた水酸基の量を調整するのがよい。
【００３０】
さらに、第１の被膜形成成分を構成する有機シリコーン化合物の分子において、その分子の全置換基中に占める残存アルコキシ基と水酸基の比率をＡ％とし、かつ第２の被膜形成成分を構成する有機シリコーン化合物の分子において、その分子の全置換基中に占める残存アルコキシ基と水酸基の比率をＢ％とした場合、比率の差（Ｂ−Ａ）が１０％以上であることが好ましい。例えば、極性が小さい有機シリコーン化合物の残存アルコキシ基と水酸基の合計量の比率が３０％であるとすると、極性が大きい有機シリコーン化合物の残存アルコキシ基と水酸基の合計量の比率は、４０％もしくはそれ以上であるといった具合である。
【００３１】
極性が小さく分子量が大きいほうの有機シリコーン化合物の含有量があまりに大きいと、深いオープンポアが発生し、ミキシング層が厚くなりすぎる、ポアからの脱ガスにより密着性が低下するなどのトラブルが発生する恐れがある。よって、極性が小さい有機シリコーン化合物が、有機シリコーン化合物の全量を基準にして３０％以下であることが好ましい。
【００３２】
本発明の実施において、膜表面の分子が大きい部分とバルクの分子が小さい部分で細孔径の大きさに充分な差を作ることは、前記のようなミキシング層の厚さのコントロールにとって重要である。そのためには、極性が小さい有機シリコーン化合物の重量平均分子量が、極性が大きい有機シリコーン化合物の重量平均分子量の１／４以下であることが望ましい。
【００３３】
本発明の被膜形成用塗布液は、通常、上記した第１及び第２の被膜形成成分を少なくとも含み、さらに加えて、第３、第４等の追加の被膜形成成分を必要に応じて有していてもよい。
【００３４】
これらの被膜形成成分は、塗布液の形成のために溶媒に溶解もしくは分散させて使用するのが一般的である。塗布液の形成に好適な溶媒は、以下に列挙するものに限定されるわけではないけれども、トルエン、キシレン、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノンなどを包含する。これらの溶媒は、単独で使用してもよく、２種以上を混合して使用してもよい。
【００３５】
被膜形成成分は、上記したような溶媒にいろいろな濃度で溶解もしくは分散させて使用することができる。被膜形成成分の適当な溶解もしくは分散濃度は、一般的に約１〜５０重量％であり、好ましくは約５〜２５重量％の範囲である。被膜形成成分の量が少なすぎると、所望の膜厚が得られず、多いと塗りムラが生じる。
【００３６】
被膜形成用塗布液は、必要に応じて、被膜形成成分、溶媒以外の成分を追加的に有していてもよい。追加の成分として、例えば、バインダ、界面活性剤などを挙げることができる。例えばバインダは、有機シリコーン化合物の分子どうしを焼成処理などによって結合させる場合に結合助剤として有用である。適当なバインダの例として、以下に列挙するものに限定されるわけではないけれども、テトラエトキシシラン、テトライソプロポキシシラン等の有機ケイ素化合物、オクチル酸錫、オクチル酸アルミニウム等のカルボン酸金属塩、ポリシラザン、その他を挙げることができる。また、カチオン系、アニオン系、ノニオン系等の界面活性剤は、微粒子の凝集を防ぐのに好適である。
【００３７】
多孔性被膜形成用塗布液は、成膜のため、基板の上に所定の膜厚で塗布する。適当な塗布法としては、以下に列挙するものに限定されるわけではないけれども、例えばスピンコート法、ディップコート法、バーコート法などの常用の塗布法を使用することができる。
【００３８】
次いで、形成された塗膜を後処理して目的とする多孔性被膜を得る。本発明では、この後処理工程として焼成工程を有利に使用することができる。焼成工程は、通常、塗布液を基板上に塗布した後、形成された塗膜を所定の温度まで加熱することによって有利に実施することができる。焼成工程は、例えば、次のようにして実施することができる。
【００３９】
まず、所定の組成で調製した被膜形成用塗布液をスピンコート法により基板上に塗布し、約１２０〜３５０℃の温度で約５〜１０分間にわたって加熱し、溶媒を乾燥する。ここで、溶媒乾燥の温度が１２０℃未満では溶媒乾燥が不十分であり、３５０℃以上では酸化によって性能が変化する恐れがある。次いで、基板を不活性雰囲気（例えば、酸素濃度１００ｐｐｍ以下の窒素ガス）に移し、約３５０〜４５０℃の温度で約３０分間もしくはそれ以上にわたって熱処理する。ここで、溶媒乾燥後の熱処理は、酸化分解を抑制するために上述のように不活性ガス中で行うことが必須であり、また、熱処理温度が３５０℃未満では配線を形成する際に膜からの脱ガス（膜中に残存したガスの逃出）が懸念され、４５０℃を超えるとクラックなどが生じる恐れがある。
【００４０】
本発明では、焼成工程以外の方法も後処理に使用することができる。例えば、塗布液を塗布した後、形成された塗膜に、紫外線、赤外線、電子線、Ｘ線、レーザなどの光を照射してもよい。これらの光の照射によって、微粒子の収縮を促進させ、空隙形成を行うことができるからである。光の使い分けも重要である。いずれの光も重合促進作用を具えているけれども、例えば、塗膜の表面から反応を生じさせて目的とする多孔性被膜を形成する場合には、紫外線を照射するのが好ましい。紫外線には、塗膜表面のキュア（硬化）を促進し、オープンポアを抑制する作用もあるからである。また、急速昇降温制御を行う場合には赤外線照射による加熱が好ましい。さらに、反応速度を精密に制御したい場合には、電子線照射が好ましい。なお、このような光照射の場合に、光照射量やその他の照射条件は、所望とする結果に応じて任意に変更することができる。
【００４１】
また、プラズマ処理も後処理として好適である。例えば、塗布液を塗布した後、形成された塗膜に、酸素プラズマ、アンモニアプラズマ、フッ化炭素プラズマなどを照射することができる。これらのプラズマの照射によって、微粒子の収縮を促進させ、空隙形成を行うことができるからである。また、被膜表面の疎水佳処理を兼ねたい場合には、酸素プラズマの照射が好ましい。なお、このようなプラズマ照射の場合に、プラズマ照射量やその他の照射条件は、所望とする結果に応じて任意に変更することができる。
【００４２】
本発明に従い被膜形成用塗布液から上述の方法によって形成される多孔性被膜は、好ましくは、全体にわたって細孔、すなわち、微細な空隙を有し、かつ厚さ方向に空隙の分布密度及び（又は）サイズを異にする多孔性の絶縁膜である。本発明の多孔性の絶縁膜は、半導体装置やその他の装置で有利に使用することができるけれども、特に半導体装置において、配線層間の層間絶縁膜として有利に使用することができる。
【００４３】
本発明の絶縁膜では、好ましいことに、当該絶縁膜を厚さ方向に見て、第１の被膜形成成分を構成する有機シリコーン化合物が、当該絶縁膜の実質的に上方の領域を占有し、表層部分を構成している。表層部分は、通常、絶縁膜の全厚の３０％以下である。表層部分の厚さは、なるべく小さくなるように設計するのが好ましい。絶縁膜において表層部分が厚くなりすぎると、そこにおいて空隙部分が占める割合が増加し、第２の被膜の形成において表面凹凸の発生等の問題が発生し得るからである。
【００４４】
また、絶縁膜は、好ましいことに、３．０未満の誘電率を有している。絶縁膜の誘電率は、さらに好ましくは、約２．０〜２．５の範囲であり、最も好ましくは、２．２〜２．３程度である。このような低い誘電率が得られるので、本発明の絶縁膜を半導体装置において使用した場合、信号の高速化を容易に達成することができる。
【００４５】
さらに、絶縁膜の厚さは、広い範囲で変更することができるけれども、好ましいことに、１００ｎｍ以上の比較的に大きな厚さでも、従来の技術では達成することが難しいとされた高い密着性を実現しつつ、満足し得る低誘電率やその他の特性を実現することができる。
【００４６】
本発明は、また、本発明の多孔性絶縁膜を含む各種の半導体装置にある。好ましくは、多孔性絶縁膜は、基板と、その上に交互に積層して形成された複数の絶縁層及び複数の配線層とを含む半導体装置において、絶縁層の少なくとも一つとして有利に使用することができる。この半導体装置では、このように本発明による低誘電率の絶縁膜を取り入れることで、配線遅延を顕著に低下することができる。
【００４７】
また、本発明の半導体装置においては、配線層を任意の金属配線材料から有利に形成することができる。例えば、配線層を形成する金属配線の材料を、アルミニウム及びアルミニウムを主体とした合金または銅及び銅を主体とした合金から選ぶことができる。さらに、これらの配線層において、チタン又はチタンを主体とした合金、あるいはタンタル又はタンタルを主体とした合金をバリアメタルとして用いてもよい。
【００４８】
図４は、本発明による半導体装置の好ましい１実施形態を示したものである。図示の半導体装置１０の場合、その内部に本発明の低誘電率絶縁膜が１層（参照番号７）だけ取り込まれている。
【００４９】
図４を参照すると、半導体装置１０は、トランジスタ層（図示せず）を上面にそなえたシリコン基板１からなる。シリコン基板１の上には、ＳｉＮ拡散防止膜２、ＳｉＯＣ層間絶縁膜３、そしてＳｉＯ２膜４が順次積層されており、さらに、これらの層の加工によって形成されたＣｕビア６も設けられている。Ｃｕビア６の周囲には、ＴａＮ膜５がバリアメタルとして形成されている。
【００５０】
ＳｉＯ２膜４の上には、本発明による低誘電率絶縁膜７がシロキサン樹脂から形成されている。また、この低誘電率絶縁膜７の上には、ＳｉＯＣ膜８、そしてＳｉＯ２膜９が順次積層されている。さらに、これらの層の加工によって形成されたＣｕ埋め込み配線層１６も設けられている。Ｃｕ埋め込み配線層１６の周囲には、ＴａＮ膜１３が形成されている。
【００５１】
この半導体装置では、本発明の低誘電率絶縁膜を取り込んでいるので、吸湿による誘電率の低下などを引き起こすことなく各種の特性を安定に維持することができる。また、配線形成工程におけるＣＭＰ（化学機械研磨）などの力学的ストレスや、半導体装置製造工程における焼成などの熱ストレスをうけても、ここで使用されている絶縁膜は良好な密着性を有しているので、剥れなどの不都合が発生しにくく、デバイス特性及び信頼性をより向上することができる。
【００５２】
図７は、本発明による半導体装置のもう１つの好ましい実施形態を示したものである。図示の半導体装置２０の場合、その内部に本発明の低誘電率絶縁膜が２層（参照番号２４及び３１）取り込まれている。
【００５３】
図７を参照すると、半導体装置２０は、トランジスタ層（図示せず）を上面にそなえたシリコン基板２１からなる。シリコン基板２１の上には、ＳｉＯ２膜２２、ＳｉＮ拡散防止膜２３、そして本発明による低誘電率絶縁膜２４が順次積層されている。低誘電率絶縁膜２４は、シロキサン樹脂から形成されている。また、ＳｉＯ２膜２２の上にはＳｉＮ拡散防止膜２３を介してＣｕ埋め込み配線層２７が、ＴａＮ膜２６を介した溝に形成されている。
【００５４】
低誘電率絶縁膜２４の上にはさらに、ＳｉＮ、ＳｉＣ及び水素化シリコンカーバイド（ＳｉＣ：Ｈ）のいずれかからなる密度の高い絶縁膜２９が、ＳｉＮ膜２５の上のＴａＮ膜２８とＳｉＮ膜３０とに挟まれて形成されている。また、配線接続部３４が、Ｃｕ埋め込み配線層２７及び３５と接するように形成されている。配線接続部３４は、例えば、ＳｉＯ２、ＳｉＯＣ、ＳｉＯＦ、ＳｉＯＮ、ＳｉＣＯＮ、ＳｉＣＮ、有機系絶縁材料などから形成することができる。なお、Ｃｕ埋め込み配線層３５も、ＴａＮ膜３３を介して溝に内部に形成されている。さらに、Ｃｕ埋め込み配線層２７及び３５は、それぞれ、ＣＭＰによって平坦化され、本発明による低誘電率絶縁膜２４及び３１によって側面が絶縁されている。低誘電率絶縁膜３１は、低誘電率絶縁膜２４と同様にシロキサン樹脂から形成されており、かつＳｉＮ膜３０とＳｉＮ膜３２とによって挟まれている。
【００５５】
この半導体装置でも、本発明の低誘電率絶縁膜を取り込んでいるので、先に図４を参照して説明した半導体装置と同様の作用効果を得ることができる。
【００５６】
【実施例】
引き続いて、本発明をその実施例を参照して説明する。なお、本発明は、これらの実施例によって限定されるものでないことは言うまでもない。
合成例１
３９．６ｇのメチルイソブチルケトンに２０．８ｇ（０．１モル）のテトラエトキシシランを溶解させた。１６．２ｇ（０．９モル）の、濃度４００ｐｐｍの硝酸水を１０分間で滴下し、滴下終了後に２時間の熟成反応を行わせた。テトラエトキシシランが共重合し、球状シロキサン樹脂が生成された。
【００５７】
次いで、１１．８ｇ（０．１モル）のトリメチルエトキシシランを１０分間で滴下し、滴下終了後に２時間の熟成反応を行わせ、先に合成した球状シロキサン樹脂の残存エトキシ基又は水酸基をシリル化した。
【００５８】
引き続いて、５ｇの硝酸マグネシウムを添加し、過剰の水分を除去した。ロータリエバポレータを用い、反応溶液を除去し、さらに１，４−ジオキサンを使用して凍結乾燥を行った。
【００５９】
得られた生成物の分子量をＧＰＣによって測定したところ、重量平均分子量は約７５，０００であった。また、ＩＲ，ＮＭＲを用いて置換基の量を調べたところ、おおよそメチル基が８０％、エトキシ基が１５％、水酸基が５％であり、エトキシ基と水酸基の合計量の比率が２０％であることがわかった。この有機シリコーン化合物を、極性が小さく分子量が大きい第１に被膜形成成分として使用することにした。
合成例２
３９．６ｇのメチルイソブチルケトンに２０．８ｇ（０．１モル）のテトラエトキシシランを溶解させた。５．４ｇ（０．３モル）の、濃度４００ｐｐｍの硝酸水を１０分間で滴下し、滴下終了後に０．５時間の熟成反応を行わせた。テトラエトキシシランが共重合し、球状シロキサン樹脂が生成された。
【００６０】
続いてトリメチルエトキシシラン５．９ｇ（０．０５モル）を１０分間で滴下し、滴下終了後０．５時間の熟成反応を行い、先に合成した球状シロキサン樹脂の残存エトキシ基、または水酸基をシリル化した。
【００６１】
次いで、５ｇの硝酸マグネシウムを添加し、過剰の水分を除去した。ロータリエバポレータを用い、反応溶液を除去し、さらに１，４−ジオキサンを使用して凍結乾燥を行った。
【００６２】
得られた生成物の分子量をＧＰＣによって測定したところ、重量平均分子量は約１０，０００であった。また、ＩＲ，ＮＭＲを用いて置換基の量を調べたところ、おおよそメチル基が６０％、エトキシ基が３０％、水酸基が１０％であり、エトキシ基と水酸基の合計量の比率が４０％であることがわかった。この有機シリコーン化合物を、極性が大きく分子量が小さい第２の被膜形成成分として使用することにした。
実施例１
前記合成例１で調製した１ｇの有機シリコーン化合物と前記合成例２で調製した９ｇの有機シリコーン化合物をメチルイソブチルケトンに溶解させ、固形分濃度１７．５重量％の塗布溶液（ａ）を得た。また、比較のために、前記合成例１で調製した１０ｇの有機シリコーン化合物をメチルイソブチルケトンに溶解させて固形分濃度１７．５重量％の塗布溶液（ｂ）を得、かつ前記合成例２で調製した１０ｇの有機シリコーン化合物をメチルイソブチルケトンに溶解させて固形分濃度１７．５重量％の塗布溶液（ｃ）を得た。
【００６３】
次いで、上記のようにして調製した塗布溶液（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）を使用して、次のような手順で低誘電率被膜を作製した。
【００６４】
それぞれの塗布溶液をシリコンウエハの表面にスピンコートした。スピンコータの回転数は３０００ｒｐｍであり、塗布時間は２０秒であった。スピンコート後、塗布溶液の溶媒を２００℃で蒸発させた。次いで、それぞれの塗布溶液から形成された塗膜を酸素濃度１００ｐｐｍ以下の窒素雰囲気中で、４００℃で３０分間にわたって熱処理した。この熱処理により、シロキサン樹脂が架橋し、低誘電率被膜（膜厚：約２００ｎｍ）が形成された。
【００６５】
それぞれの低誘電率被膜の誘電率を成膜直後に測定したところ、
塗布溶液（ａ）の誘電率                  …２．３
塗布溶液（ｂ）の誘電率                  …２．２７
塗布溶液（ｃ）の誘電率                  …２．３
であり、大差がなかった。
【００６６】
次いで、それぞれの低誘電率被膜の誘電率を５時間経過したところで再び測定したところ、塗布溶液（ａ）の被膜の比誘電率は２．３と変化なかったのに対し、塗布溶液（ｂ）の被膜の比誘電率は２．５まで、また、塗布溶液（ｃ）の被膜の比誘電率は２．８まで、それぞれ上昇した。塗布溶液（ｂ）の被膜は分子量の大きい分子のみで構成されているのでオープンポアがあり、これが吸湿を示し、誘電率上昇の原因となったと考えられる。また、塗布溶液（ｃ）の被膜は分子量の小さい分子のみで構成されているのでオープンポアはないが、極性が高いため、同様に吸湿して誘電率上昇を招いたものと考えられる。
【００６７】
さらに続けて、塗布溶液（ａ）の低誘電率被膜と比較的誘電率上昇が小さかった塗布溶液（ｂ）の低誘電率被膜の上に、それぞれ、ＣＶＤ法を用いて厚さ２００ｎｍのＳｉＯＣ膜を形成した。成膜状態を目視により観察したところ、塗布溶液（ａ）の被膜については良好に薄膜形成でき、薄膜被覆性に優れていることが確認できたのに対し、塗布溶液（ｂ）の被膜の場合、ミキシング層が低誘電率被膜の最下部、すなわち、基板付近にまで及んでしまった。また、オープンポアからの脱ガスが原因になったものと考察されるが、ＳｉＯＣ膜の密着不良も認められた。さらに、塗布溶液（ａ）の被膜の場合、依然として低誘電率を示し、誘電率が安定に維持されていることも確認できた。
実施例２
本例では、図４に示した半導体装置を図５及び図６に順を追って示す手順に従って製造した。
【００６８】
まず、図５（Ａ）に示すように、トランジスタ層（図示せず）を上面に具えたシリコン基板１の上にＳｉＮ拡散防止膜２を常用の成膜方法で形成した。
【００６９】
次いで、図５（Ｂ）に示すように、ＳｉＮ拡散防止膜２の全面に、厚さが例えば１μｍのＳｉＯＣ膜３を堆積させて層間絶縁膜とした後、後のＣＭＰ工程において研磨ストッパーとなるＳｉＯ２膜４を、例えば、１００ｎｍの厚さに堆積させた。
【００７０】
引き続いて、ソース・ドレイン領域に達するビアホールを形成した後、スパッタ法を用いて全面に、厚さが例えば５０ｎｍのＴａＮ膜５を堆積させてバリアメタルとした。次いで、同じくスパッタ法によってＣｕを厚く堆積させた後、ＣＭＰ法によってＳｉＯ２膜４が露出するまで研磨することによって、Ｃｕ充填ビア６を形成した。
【００７１】
次いで、図５（Ｃ）に示すように、前記実施例１で使用したものに同じ低誘電率被膜形成用塗布溶液（ａ）をスピーンコータによって塗布し、乾燥工程及び架橋工程を順次行った。例えば、厚さ２００ｎｍの有機絶縁膜（低誘電率被膜）７が形成された。次いで、有機絶縁膜７の上にＳｉＯＣ膜８を、例えば２５０ｎｍの厚さに堆積させた。有機絶縁膜７とＳｉＯＣ膜８との密着性は極めて良好であった。さらに、ＳｉＯＣ膜８の上にＣＭＰ犠牲膜としてＳｉＯ２膜９を積層した。
【００７２】
有機絶縁膜７の形成が完了した後、図示しないが、ＳｉＯ２膜９の上にレジストを塗布し、さらに後の工程で形成するビア孔にあわせてパターニングした。得られたレジストパターンをマスクとして使用して、ＣＦ４＋ＣＨＦ３を用いた反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を実施した。図５（Ｄ）に示すように、ＳｉＯ２膜９、ＳｉＯＣ膜８、そして有機絶縁膜７が順次選択的にエッチングされ、Ｃｕ充填ビア６に達するビア孔１１が形成された。ビア孔１１の形成後、不要となったレジストパターンをＯ２−ＲＩＥで除去した。
【００７３】
次いで、図示しないが、先の工程で形成されたビア孔１１にノボラック樹脂を埋め込み、再びＳｉＯ２膜９の上にレジストを塗布し、さらに後の工程で形成する配線層用溝にあわせてパターニングした。得られたレジストパターンをマスクとして使用して、ＣＦ４＋ＣＨＦ３を用いたＲＩＥを実施した。図６（Ｅ）に示すように、ＳｉＯ２膜９、そしてＳｉＯＣ膜８が順次選択的にエッチングされ、有機絶縁膜７に達する配線層用溝１２が形成された。配線層用溝１２の形成後、不要となったレジストパターン及びノボラック樹脂をＯ２−ＲＩＥで除去した。
【００７４】
次いで、図６（Ｆ）に示すように、処理途中のシリコン基板１の上面全体に、それぞれスパッタ法を用いて、例えば、厚さ５０ｎｍのＴａＮ膜１３及び厚さ５０ｎｍのＣｕシード層１４を順次堆積させた。
【００７５】
引き続いて、Ｃｕシード層１４をめっきベース層として銅（Ｃｕ）の電解めっきを行った。図６（Ｇ）に示すように、配線層形成用溝及びビア孔のそれぞれにＣｕめっき層１５が埋め込まれた。
【００７６】
次いで、再びＣＭＰ法によって、停止線ＣのところまでＣｕめっき層１５、Ｃｕシード層１４及びＴａＮ膜１３を順次研磨して除去した。下地のＳｉＯ２膜９が露出し、Ｃｕめっき層１５とＣｕシード層１４とが一体になったＣｕ埋込配線層１６をそなえた半導体装置１０（図４を参照）が完成した。
【００７７】
本例で上記のようにして完成された半導体装置では、本発明の低誘電率被膜を取り込んでいるため、吸湿による誘電率の低下などがないまま安定な性能を維持することができ、また、配線形成過程におけるＣＭＰなどの力学的ストレスや、半導体装置製造工程における焼成などの熱ストレスをうけても、良好な密着性の故に膜の剥れなどが発生しにくく、デバイス特性及び信頼性をより向上することができる。
【００７８】
また、本例においては先ビア式のデュアルダマシン法を用いたが、後ビア式、またシングルダマシン法においても半導体装置を好適に製造することができる。
【００７９】
さらに、図４の半導体装置１０は、本発明の説明のために、簡単な構造を有している。上記のような絶縁膜の形成工程、配線層用溝及びビアホールの形成工程、Ｃｕ埋込配線層の形成工程を必要回数だけ繰り返すことによって、多層配線構造を有するより複雑な構造の半導体装置が得られることが理解されるであろう。もちろん、本例と同様な手法によって、図７に示した半導体装置も容易に製造することができる。
比較例１
前記実施例１に記載の手法を繰り返したが、本例では、比較のため、塗布溶液（ａ）に代えて、極性が小さく分子量が大きい有機シリコーン化合物が多すぎる塗布溶液（ｄ）を使用した。
【００８０】
前記合成例１で調製した５ｇの有機シリコーン化合物と前記合成例２で調製した５ｇの有機シリコーン化合物をメチルイソブチルケトンに溶解させ、固形分濃度１７．５重量％の塗布溶液（ｄ）を得た。この塗布溶液の場合、極性が小さく分子量が大きい有機シリコーン化合物の占める割合は、有機シリコーン化合物の全量を基準にして５０重量％であった。
【００８１】
次いで、得られた塗布溶液（ｄ）を使用して、前記実施例１に記載の手順で低誘電率被膜を作製した。形成された低誘電率被膜（膜厚：約２００ｎｍ）の誘電率を成膜直後に測定したところ、２．２８であり、前記実施例１で作製した塗布溶液（ａ）の誘電率：２．３と大差がなかった。
【００８２】
次いで、同じ低誘電率被膜の誘電率を５時間経過したところで再び測定したところ、塗布溶液（ａ）の被膜の比誘電率は２．３と変化なかったのに対し、塗布溶液（ｄ）の被膜の比誘電率は２．８２まで上昇した。塗布溶液（ｄ）の被膜は分子量の大きい分子で構成されて部分が多いため、オープンポアの発生を抑制できず、これが吸湿を示し、誘電率上昇の原因となったと考えられる。
比較例２
前記実施例１に記載の手法を繰り返したが、本例では、比較のため、塗布溶液（ａ）に代えて、極性が大きく分子量が小さい有機シリコーン化合物が多すぎる塗布溶液（ｅ）を使用した。
【００８３】
前記合成例２に記載の手順に従って、極性が大きく分子量が小さい第２の被膜形成成分（有機シリコーン化合物）を調製した。この有機シリコーン化合物の場合、重量平均分子量は約４０，０００であり、また、おおよそメチル基が６０％、エトキシ基が３０％、水酸基が１０％であり、エトキシ基と水酸基の合計量の比率が４０％であった。
【００８４】
次いで、前記合成例１で調製した１ｇの有機シリコーン化合物と上記のようにして調製した９ｇの有機シリコーン化合物をメチルイソブチルケトンに溶解させ、固形分濃度１７．５重量％の塗布溶液（ｅ）を得た。この塗布溶液の場合、極性が大きく分子量が小さい有機シリコーン化合物の占める割合は、有機シリコーン化合物の全量を基準にして５０重量％であった。
【００８５】
次いで、得られた塗布溶液（ｅ）を使用して、前記実施例１に記載の手順で低誘電率被膜を作製した。形成された低誘電率被膜（膜厚：約２００ｎｍ）の誘電率を成膜直後に測定したところ、２．２であり、前記実施例１で作製した塗布溶液（ａ）の誘電率：２．３と大差がなかった。
【００８６】
次いで、同じ低誘電率被膜の誘電率を５時間経過したところで再び測定したところ、塗布溶液（ａ）の被膜の比誘電率は２．３と変化なかったのに対し、塗布溶液（ｅ）の被膜の比誘電率は３．０まで上昇した。塗布溶液（ｅ）の被膜は分子量の小さい分子で構成されて部分が多いため、オープンポアの発生はないが、極性が高いため、これが吸湿を示し、誘電率上昇の原因となったと考えられる。比較例３
前記実施例１に記載の手法を繰り返したが、本例では、比較のため、塗布溶液（ａ）に代えて、極性が小さく分子量が大きい有機シリコーン化合物における残存エトキシ基＋水酸基の比率Ｂと、極性が大きく分子量が小さい有機シリコーン化合物における残存エトキシ基＋水酸基の比率Ａとの差（Ｂ−Ａ）が１０％よりも小さい塗布溶液（ｆ）を使用した。
【００８７】
前記合成例２に記載の手順に従って、極性が大きく分子量が小さい第２の被膜形成成分（有機シリコーン化合物）を調製した。この有機シリコーン化合物の場合、重量平均分子量は約１２，０００であり、また、おおよそメチル基が７５％、エトキシ基が１０％、水酸基が１５％であり、エトキシ基と水酸基の合計量の比率が２５％であった。
【００８８】
次いで、前記合成例１で調製した１ｇの有機シリコーン化合物と上記のようにして調製した９ｇの有機シリコーン化合物をメチルイソブチルケトンに溶解させ、固形分濃度１７．５重量％の塗布溶液（ｆ）を得た。この塗布溶液の場合、極性が大きく分子量が小さい有機シリコーン化合物の占める割合は、有機シリコーン化合物の全量を基準にして５０重量％であった。
【００８９】
次いで、得られた塗布溶液（ｆ）を使用して、前記実施例１に記載の手順で低誘電率被膜を作製した。形成された低誘電率被膜（膜厚：約２００ｎｍ）の誘電率を成膜直後に測定したところ、２．２７であり、前記実施例１で作製した塗布溶液（ａ）の誘電率：２．３と大差がなかった。
【００９０】
次いで、同じ低誘電率被膜の誘電率を５時間経過したところで再び測定したところ、塗布溶液（ａ）の被膜の比誘電率は２．３と変化なかったのに対し、塗布溶液（ｆ）の被膜の比誘電率は２．８まで上昇した。
【００９１】
さらに続けて、塗布溶液（ｆ）の低誘電率被膜の上にＣＶＤ法を用いて厚さ２００ｎｍのＳｉＯＣ膜を形成した。成膜状態を目視により観察したところ、塗布溶液（ａ）の被膜については良好に薄膜形成でき、薄膜被覆性に優れていることが確認できたのに対し、塗布溶液（ｆ）の被膜の場合、ミキシング層が低誘電率被膜の最下部、すなわち、基板付近にまで及んでしまった。また、オープンポアからの脱ガスが原因になったものと考察されるが、ＳｉＯＣ膜の密着不良も認められた。
【００９２】
以上、本発明を特にその好ましい実施の形態及び実施例を参照して説明した。最後に、本発明のさらなる理解のために本発明の好ましい態様を整理すると、以下に付記する通りである。
【００９３】
（付記１）多孔性被膜の形成に用いられる塗布液であって、
分子の極性が小さくかつ分子量が大きい第１の被膜形成成分と、前記第１の被膜形成成分と比較して、分子の極性が大きくかつ分子量が小さい第２の被膜形成成分とを少なくとも含んでなることを特徴とする多孔性被膜形成用塗布液。
【００９４】
（付記２）前記第１及び第２の被膜形成成分が、それぞれ、有機シリコーン化合物の微粒子であることを特徴とする付記１に記載の多孔性被膜形成用塗布液。
【００９５】
（付記３）前記第１の被膜形成成分を構成する有機シリコーン化合物の微粒子の粒径が、前記第２の被膜形成成分を構成する有機シリコーン化合物の微粒子の粒径よりも大であることを特徴とする付記２に記載の多孔性被膜形成用塗布液。
【００９６】
（付記４）前記有機シリコーン化合物が、次式（Ｉ）により表されるアルコキシシラン：
ＸｎＳｉ（ＯＲ）４−ｎ              …（Ｉ）
（上式において、Ｘは、水素原子、フッ素原子、炭素数１〜８のアルキル基、フッ素置換アルキル基、アリール基又はビニル基を表し、Ｒは、水素原子、炭素数１〜８のアルキル基、アリール基又はビニル基を表し、そしてｎは０〜３の整数である）の加水分解生成物であることを特徴とする付記２又は３に記載の多孔性被膜形成用塗布液。
【００９７】
（付記５）前記第１の被膜形成成分を構成する有機シリコーン化合物の分子において、その分子の全置換基中に占める残存アルコキシ基と水酸基の比率をＡ％とし、かつ前記第２の被膜形成成分を構成する有機シリコーン化合物の分子において、その分子の全置換基中に占める残存アルコキシ基と水酸基の比率をＢ％とした場合、比率の差（Ｂ−Ａ）が１０％以上であることを特徴とする付記２〜４のいずれか１項に記載の多孔性被膜形成用塗布液。
【００９８】
（付記６）前記第１の被膜形成成分を構成する有機シリコーン化合物が、当該塗布液に含まれる有機シリコーン化合物の全量を基準にして３０％以下であることを特徴とする付記２〜５のいずれか１項に記載の多孔性被膜形成用塗布液。
【００９９】
（付記７）前記第２の被膜形成成分を構成する有機シリコーン化合物の重量平均分子量が、前記第１の被膜形成成分を構成する有機シリコーン化合物の重量平均分子量の１／４以下であることを特徴とする付記２〜６のいずれか１項に記載の多孔性被膜形成用塗布液。
【０１００】
（付記８）当該塗布液から形成された被膜を厚さ方向に見て、前記第１の被膜形成成分を構成する有機シリコーン化合物が、当該被膜の実質的に上方の領域を占有していることを特徴とする付記２〜７のいずれか１項に記載の多孔性被膜形成用塗布液。
【０１０１】
（付記９）３．０未満の誘電率を有する絶縁膜の形成に使用されることを特徴とする付記１〜８のいずれか１項に記載の多孔性被膜形成用塗布液。
【０１０２】
（付記１０）前記絶縁膜が、層間絶縁膜であることを特徴とする付記９に記載の多孔性被膜形成用塗布液。
【０１０３】
（付記１１）全体にわたって微細な空隙を有し、かつ厚さ方向に空隙の分布密度かサイズかいずれか少なくとも一方を異ならせた多孔性の絶縁膜であって、付記１〜７のいずれか１項に記載の多孔性被膜形成用塗布液から形成されたものであることを特徴とする絶縁膜。
【０１０４】
（付記１２）３．０未満の誘電率を有していることを特徴とする付記１１に記載の絶縁膜。
【０１０５】
（付記１３）１００ｎｍ以上の厚さを有していることを特徴とする付記１１又は１２に記載の絶縁膜。
【０１０６】
（付記１４）当該絶縁膜を厚さ方向に見て、前記第１の被膜形成成分を構成する有機シリコーン化合物が、当該絶縁膜の実質的に上方の領域を占有していることを特徴とする付記１１〜１３のいずれか１項に記載の絶縁膜。
【０１０７】
（付記１５）全体にわたって微細な空隙を有し、かつ厚さ方向に空隙の分布密度かサイズかいずれか少なくとも一方を異ならせた多孔性の絶縁膜を製造する方法であって、付記１〜７のいずれか１項に記載の多孔性被膜形成用塗布液を塗布する工程を含むことを特徴とする絶縁膜の製造方法。
【０１０８】
（付記１６）前記塗布液を、乾燥後の絶縁膜の厚さが１００ｎｍ以上となる量で塗布することを特徴とする付記１５に記載の絶縁膜の製造方法。
【０１０９】
（付記１７）前記絶縁膜の誘電率が３．０未満であることを特徴とする付記１５又は１６に記載の絶縁膜の製造方法。
【０１１０】
（付記１８）前記塗布液を塗布した後、形成された塗膜を所定の温度で焼成する工程をさらに含むことを特徴とする付記１５〜１７のいずれか１項に記載の絶縁膜の製造方法。
【０１１１】
（付記１９）前記塗布液を塗布した後、形成された塗膜に、紫外線、赤外線、電子線、Ｘ線又はレーザを照射する工程をさらに含むことを特徴とする付記１５〜１７のいずれか１項に記載の絶縁膜の製造方法。
【０１１２】
（付記２０）前記塗布液を塗布した後、形成された塗膜に、酸素プラズマ、アンモニアプラズマ及びフッ化炭素プラズマからなる群から選択されたプラズマを照射する工程をさらに含むことを特徴とする付記１５〜１７のいずれか１項に記載の絶縁膜の製造方法。
【０１１３】
（付記２１）付記１１〜１４のいずれか１項に記載の絶縁膜を含んでなることを特徴とする半導体装置。
【０１１４】
（付記２２）基板と、その上に交互に積層して形成された複数の絶縁層及び複数の配線層とを含み、当該絶縁層の少なくとも一つが、付記１１〜１４のいずれか１項に記載の絶縁膜であることを特徴とする付記２１に記載の半導体装置。
【０１１５】
【発明の効果】
以上に詳細に説明したように、本発明によれば、低誘電率の絶縁膜の形成に有用で、得られる絶縁膜と配線やその他の部品との密着性が良好であり、半導体装置内の応力により絶縁膜が剥がれることがなく、しかも絶縁膜の吸湿性が大きくない被膜形成用塗布液を提供することができる。
【０１１６】
また、本発明によれば、絶縁膜と配線やその他の部品との密着性が良好であり、半導体装置内の応力により絶縁膜が剥がれることがなく、しかも絶縁膜の吸湿性が大きくない低誘電率の絶縁膜を提供することができる。また、この絶縁膜は、低誘電率であるばかりでなく、誘電率が安定であり、かつ良好な薄膜被覆性を兼ね備えている。
【０１１７】
さらに、本発明によれば、上述のような優れた絶縁膜を確実にかつ簡単に製造できる方法を提供することができる。
【０１１８】
さらにまた、本発明によれば、上述のような優れた絶縁膜を備えた半導体装置を提供することができる。この半導体装置は、上記のような低誘電率被膜を組み込んだことによって、低誘電率被膜の誘電率の低下に伴って信号伝播速度の遅延を軽減できるので、高速でかつ高信頼性の半導体装置の提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による多孔性被膜の形成方法の原理を示した断面図である。
【図２】本発明による多孔性被膜の形成方法を模式的に示した断面図である。
【図３】本発明による層間絶縁膜の形成方法を模式的に示した断面図である。
【図４】本発明による半導体装置の好ましい１実施形態を示した断面図である。
【図５】図４に示した半導体装置の好ましい製造方法の前半を順に示した断面図である。
【図６】図４に示した半導体装置の好ましい製造方法の後半を順に示した断面図である。
【図７】本発明による半導体装置のもう１つの好ましい実施形態を示した断面図である。
【符号の説明】
１…シリコン基板
２…ＳｉＮ拡散防止膜
３…ＳｉＯＣ膜
４…ＳｉＯ２膜
７…低誘電率絶縁膜
１０…半導体装置
１３…ＴａＮ膜
１６…Ｃｕ埋め込み配線層
２０…半導体装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004238470.tif 000008