[发明专利]绝缘膜形成用涂布液、使用该涂布液的绝缘膜及该涂布液中使用的化合物的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及构成半导体基板的元件分离区域、布线层间绝缘膜的绝缘膜形成用涂布液、使用该涂布液的绝缘膜及该涂布液中使用的化合物的制造方法，详细而言，涉及在水蒸气中的焙烧工序中的收缩小、不易发生二氧化硅覆膜的龟裂或与半导体基板的剥离的绝缘膜形成用涂布液、使用该涂布液的绝缘膜及该涂布液中使用的化合物的制造方法。

背景技术

二氧化硅覆膜由于在绝缘性、耐热性、耐磨性、耐蚀性的方面优异，因此作为半导体装置的绝缘膜被广泛地使用。随着半导体装置的微细化，期望埋入狭窄间隙的绝缘膜材料。半导体装置中使用的绝缘膜例如通过CVD(Chemical Vapor Deposition、化学蒸镀)法、涂布法来形成。CVD法虽然得到品质好的绝缘膜，但是由于生产率低、需要特殊的化学蒸镀装置，所以在运行成本上存在难点。另一方面，涂布法由于在成本和生产率的方面优异，因此以提高品质为目的研究了各种材料。

其中，聚硅氮烷是以Si-N键(也称为硅氮烷键)作为基本单元的高分子化合物，作为通过比较廉价的方法即涂布法在狭窄的间隙中也可以形成品质良好的二氧化硅系绝缘膜的材料而熟知。作为使用聚硅氮烷来制作绝缘膜的方法，可列举出通过(1)通过旋涂等将聚硅氮烷的二甲苯、二丁醚等溶液涂布于半导体基板等上的涂布工序，(2)将涂布了聚硅氮烷的半导体基板等加热至150℃左右使溶剂蒸发的干燥工序，和(3)通过将该半导体基板等在水蒸气中在230～900℃左右焙烧的焙烧工序的方法(例如，参照专利文献1、2)。

此外，分子中不具有有机基团的聚硅氮烷(以下，也称为“无机聚硅氮烷”)不是由-(SiH₂-NH)-表示的基本单元重复所构成的直线状聚合物，而是包含链状部分和环状部分的具有各种结构的聚合物的混合物。已知在无机聚硅氮烷分子中的硅原子上键合了1～3个氢原子，还已知着眼于无机聚硅氮烷的SiH₁基、SiH₂基、SiH₃基的比的现有技术。

例如，专利文献3中公开了通过一分子中的SiH₂基与SiH₃基之比为2.5～8.4、以元素比率计为Si∶N∶H＝50～70质量％∶20～34质量％∶5～9质量％的聚硅氮烷得到耐热性、耐磨性及耐化学药品性优异、同时表面硬度高的覆膜，可以适宜作为陶瓷成形体、特别是陶瓷成形烧结体用的粘结剂使用。

此外，专利文献4中公开了将以¹H-NMR谱的峰面积比中SiH₃基与SiH₁基、SiH₂基及SiH₃基的和之比为0.13～0.45、数均分子量为200～100000的聚硅氮烷作为必须成分的紫外线遮蔽玻璃的保护膜形成用组合物涂布到玻璃平面上的紫外线遮蔽层上，通过在干燥空气中加热而形成力学强度、化学稳定性优异的保护膜。

进而，专利文献5中公开了由将¹H-NMR谱的峰面积比中SiH₃与SiH₁基和SiH₂基的和之比调整至0.15～0.45的聚硅氮烷的不活性有机溶剂溶液形成的层间绝缘膜形成用涂布液，其保存稳定性及涂布特性优异，并且可以再现性良好地形成绝缘性高、致密且表面形状良好的覆膜。此外，可以通过将聚硅氮烷的一部分活性氢取代成三甲基硅烷基来进行调整，作为调整剂可例举出六甲基二硅氮烷。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平7-223867号公报

专利文献2：日本特开2001-308090号公报

专利文献3：日本特开平1-138108号公报

专利文献4：日本特开平5-311120号公报

专利文献5：日本特开平10-140087号公报

非专利文献

非专利文献1：“电子材料”工业调查会发行、1994年12月、p.50

发明内容

发明要解决的问题