[發明專利]半導體用密封組合物、半導體裝置及半導體裝置的制造方法

有效

• 申請號: 201080003315.1
• 申請日: 2010-05-28
• 公開（公告）號: CN102224577A
• 公開（公告）日: 2011-10-19
• 發明（設計）人: 小野升子;高村一夫
• 申請（專利權）人: 三井化學株式會社
• 主分類號: H01L21/312
• 分類號: H01L21/312;C09K3/10;H01L21/768;H01L23/522
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 鐘晶;於毓楨

技術領域

本發明涉及一種半導體用密封組合物、半導體裝置及半導體裝置的制造方法。

背景技術

在向微細化發展的半導體裝置的領域中，作為半導體的層間絕緣層，正在研究各種具有多孔結構的低介電常數的材料(以下有時稱為“low-k材料”)。

此種具有多孔結構的半導體層間絕緣層中，若為了使介電常數進一步下降而增大孔隙率，則作為配線材料而埋入的銅等金屬成分容易進入至半導體層間絕緣層中的細孔中，有時介電常數上升，或產生泄漏電流。

另一方面，例如日本特表2009-503879號公報中公開了如下技術：在使用多孔低介電常數材料的半導體裝置的制造方法中，在蝕刻后的濕式清洗中使用膠束狀的表面活性劑，由此來將通過蝕刻而形成的槽的側壁面的細孔加以密封。

另外，例如國際公開第09/012184號小冊子中公開了如下技術：當low-k材料具有疏水性的表面時，對該表面賦予聚乙烯醇系親水親油性聚合物，由此來控制材料的親水性、疏水性。

進而，例如于日本特開2006-352042號公報中，公開了一種含有陽離子性聚合物及表面活性劑的半導體研磨用組合物。

發明內容

發明要解決的課題

然而，日本特表2009-503879號公報所記載的技術中，有時并非膠束構造的表面活性劑會進入至槽的側壁面的細孔中，相對介電常數上升。另外，有時層間絕緣層與配線材料的密接性由于膠束而下降。

另外，國際公開第09/012184號小冊子所記載的技術中，由于聚乙烯醇系親水親油性聚合物間的氫鍵而容易形成體積大的層，有時會發生由此而引起的相對介電常數的上升、或層間絕緣層與配線材料的密接性的下降。

本發明的課題在于提供一種可形成薄的樹脂層、可抑制金屬成分向多孔的層間絕緣層中擴散、且與配線材料的密接性優異的半導體用密封組合物，以及使用該半導體用密封組合物的半導體裝置及其制造方法。

解決課題的手段

本發明者們進行了潛心研究，結果發現，含有特定樹脂的半導體用密封組合物能夠解決上述課題，從而完成了發明。

即，本發明的第1方案為一種半導體用密封組合物，其含有具有2個以上的陽離子性官能團的重均分子量為2000～100000的樹脂，以元素基準計鈉及鉀的含量分別為10重量ppb以下，且通過動態光散射法而測定的體積平均粒徑為10nm以下。

優選所述樹脂的陽離子性官能團當量為43～430。

另外，優選所述陽離子性官能團為選自伯氨基及仲氨基中的至少一種，更優選上述樹脂為聚乙烯亞胺(polyethylene?imine)或聚乙烯亞胺衍生物。

另外，本發明的第2方案為一種半導體裝置的制造方法，包括密封組合物賦予工序，該工序為：使上述半導體用密封組合物與形成于基板上的層間絕緣層接觸。

上述層間絕緣層優選的是含有多孔二氧化硅，且于其表面具有源自上述多孔二氧化硅的硅醇殘基。

上述半導體裝置的制造方法更優選的是進一步包括于上述層間絕緣層中形成10nm～32nm寬的凹狀的槽的工序，且上述密封組合物賦予工序為對上述凹狀的槽的側面的層間絕緣層賦予上述半導體用密封組合物的工序。

另外，本發明的第3方案為一種半導體裝置，包括依序配置有下述層的構造：多孔的層間絕緣層、含有具有陽離子性官能團的重均分子量為2000～100000的樹脂且厚度為0.3nm～5nm的樹脂層、以及由銅構成的層。優選在上述樹脂層與上述由銅構成的層之間進一步配置有銅阻擋層。

發明的效果

根據本發明，可提供一種可形成薄的樹脂層、可抑制金屬成分向多孔的層間絕緣層中擴散、且與配線材料的密接性優異的半導體用密封組合物，以及使用該半導體用密封組合物的半導體裝置及其制造方法。

具體實施方式

<半導體用密封組合物>

本發明的半導體用密封組合物例如用于形成將多孔的層間絕緣層上所形成的細孔加以被覆的樹脂層，含有具有2個以上的陽離子性官能團的重均分子量為2000～100000的樹脂的至少一種，以元素基準計鈉及鉀的含量分別為10重量ppb以下，且通過動態光散射法而測定的體積平均粒徑為10nm以下。