As the feature of a semiconductor chip becomes smaller and the devices become faster, there is a need to improve the interlevel dielectric system so that it will not be the limiting factor in the overall performance of the circuit. This tends to be accomplished by reducing the dielectric constant. Our new low dielectric constant spin-on-glass was designed on the concept of maintaining thermal stability at high temperatures and introducing a fluorin containing compound that lowing the dielectric constant. The spin-on-glass A is consists of tetraethylorthosilicate, dimethyldiethoxysilane and (3,3,3-trifluoropropyl)trimethoxysilane and then the spin-on-glass B is consists of tetraethylorthosilicate, dimethyldiethoxysilane and trimethoxy-1H,1H,2H,2H-tridecafluorooctylsilane. The thickness was measured by α-step and the characterization of SOG was performed by using TGA, FT-IR and DEA. Beside this, the etching rate was measured by using RIE-80 and planarizability was characterized by use of SEM. The introducing of fluorinated trimethoxysilane contributed to lowering the dielectric constant of SOG and we obtained ε of 2.1.
We affirmed that the new SOGs have a low dielectric constant as well as a thermal stability at a high temperature and it is achievable of thickness over 1.0㎛ with a good planarization property.
반도체 집의 집적도가 커지고 전기적 신호의 전달 속도가 빨라짐에 따라 회로의 전체적 성능을 저하시키는 요인이 되지 않도록 층간 절연체 시스템개선이 요구되게 되었으며 이러한 요구들은 유전 상수값을 저하시킴으로써 충족되어지고 있다. 본 연구에서 개발된 저유전율 스핀-온-글라스는 고온에서 열적 안정성을 유지하면서 유전 상수 값을 저하시키는 불소를 함유하는 성분을 도입하는 기본 개념하에서 연구 되었다. 스핀-온-글라스 A는 tetraethylorthosilicate, dimethyldiethoxysilane과 (3,3,3-trifluoropropyl)trimethoxysilane으로 구성되어 있고 스핀-온-글라스 B는 tetraethylorthosilicate, dimethyldiethoxysilane과 trimethoxy-1H,1H,2H,2H-tridecafluorooctylsilane으로 구성되어 있다. SOG의 두께는 α-step을 사용하여 측정하였고 TGA, FT-IR 그리고 DEA를 사용하여 특성분석을 하였다 이 외에 RIE-80을 사용하여 에칭율을 측정하였고 SEM을 사용하여 평탄화 특성을 관찰하였다. 불소를 함유하고 있는 trimethoxysilane의 도입은 SOG의 유전 상수 저하에 기여하였고 2.1의 유전 상수 값을 얻을 수 있었다.
이와 같은 결과에 의하여 본 연구에서 개발한 새로운 SOG는 고온에서 열적으로 안정할 뿐만 아니라 저 유전 상수 값을 갖고 있으며 탁월한 평탄화 특성을 유지하면서 1.0㎛ 이상의 두께를 얻을 수 있다는 것을 알 수 있게 되었다.
