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有机硅酸盐聚合体和含有该有机硅酸盐聚合体的绝缘膜

摘要

本发明涉及一种形成用于半导体器件的低电介绝缘膜的组合物,特别涉及一种有机硅酸盐聚合体,所述的有机硅酸盐聚合体通过如下制备:混合在它的两个端用硅烷化合物封端的可热分解的有机硅烷化合物、普通硅烷化合物或者硅烷低聚物,然后加入水和催化剂以进行水解和缩合,而且本发明涉及一种含有该有机硅酸盐聚合体的用于半导体器件绝缘膜的涂层组合物,用于半导体器件绝缘膜的涂层组合物还含有成孔有机物质,本发明涉及通过涂敷该组合物并固化制备半导体器件绝缘膜的方法,及含有通过该方法制备的低电介绝缘膜的半导体器件。根据本发明制备的一种具有优异的热稳定性和机械强度的有机硅酸盐聚合体;一种含有该有机硅酸盐聚合体的形成绝缘膜的组合物可用于低电介配线的中间层绝缘膜,其可提供高速半导体、减少功率消耗并显著地减少金属配线之间的相互干扰;通过将组合物施加到绝缘膜上得到的薄膜具有优异的涂覆性能,可阻止相分离,可容易地控制微孔,因为在固化过程中有机物质热分解形成孔,而且它具有优异的绝缘性能和显著降低的薄膜密度。

著录项

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2011-09-07

    未缴年费专利权终止 IPC(主分类):C08G77/06 授权公告日:20070718 终止日期:20100627 申请日:20030627

    专利权的终止

  • 2007-07-18

    授权

    授权

  • 2005-10-26

    实质审查的生效

    实质审查的生效

  • 2005-08-31

    公开

    公开

说明书

发明背景

(a)发明领域

本发明涉及具有优异涂层、机械和介电性质的有机硅酸盐聚合体,更具体的说,本发明涉及一种制备具有优异涂层、机械和介电性质的有机硅酸盐聚合体的方法,及根据上述方法制备的有机硅酸盐聚合体,一种用于其中涂敷和固化上述有机硅酸盐聚合体的半导体器件的介质绝缘膜,及含有该绝缘膜的半导体器件。

(b)相关技术的描述

最近,互连器件内部部件的线宽度因为半导体器件集成的增强而迅速减少,预计在2003年左右开发出使用0.1μm线路线宽度的高密度器件。

通常,半导体器件的速度与晶体管的开关速度和信号的传输速度成正比,信号的传输速度由布线材料电阻和中间层绝缘膜电容的乘积代表的RC延迟所确定。随半导体器件集成的增加,互连器件内部部件的线宽度呈几何级数变窄、其厚度呈几何级数变薄及其长度呈几何级数增加,因此高密度芯片的速度由RC延迟而非开关速度确定。因此,为了制造高速芯片,应该使用低电阻和低电介绝缘材料的导体。另外,使用低电介材料可增加半导体器件的速度、减少功率消耗和显著减少金属配线之间的相互干扰。

最近,IBM已经销售一种试验性半导体产品,该产品使用具有高电导率的铜配线代替铝配线,因此显示出20%或以上的性能改善。然而,由于适当材料开发的不够,难以使利用低电介材料、特别是介电常数为2.5或更少的低电介材料的半导体器件商业化。

用于半导体比如IC、LSI等最常规的中间层绝缘材料是介电常数为4.0的SiO2,低电介掺杂氟的硅酸酯(F-SiO2)应用到一些器件中。然而,如果氟含量为6%或更多,F-SiO2变得热不稳定,因此很难使介电常数降低到低于3.5。最近,为了解决该问题,已经提出了不同的具有低极性而且热稳定的有机物和无机聚合物。

因为有机聚合物具有低电介常数,聚亚芳基醚类树脂和芳烃树脂等是已知的。大多数这样的有机聚合物的介电常数为3.2~2.6,因此与SiO2相比,它们具有低的玻璃化转变温度,此外它们也具有较低的机械性能和高的线性膨胀系数。这样的低热稳定性和弹性及高线性膨胀系数的有机聚合物可使器件的可靠性劣化。

最近,为了解决该有机聚合物的热稳定性问题,正在开发使用烷氧基硅烷化合物的有机硅酸盐聚合体。该方法是水解和缩合有机硅烷,然后经过固化过程形式有机硅酸盐薄膜。作为有机硅烷,在450℃下甲基或者氢的倍半硅氧烷是热稳定的。然而,聚倍半硅氧烷具有相对高的为2.7或更大的介电常数,及机械性能不够。

尽管它们有许多的问题,但工业上使用介电常数为2.5~3.0的有机聚合物、有机硅酸盐聚合体等,研究将来需要的介电常数为2.5或更小的超低电介材料正在进行中。作为介电常数为2.5或更小的超低电介材料,已经提出含氟树脂和多孔的薄膜等,但是具有足够的性能用于LSI中间层绝缘膜的材料还没有开发出来。尽管含氟树脂的低电介常数大约为2.0,但它的热分解温度是400℃或更低,不足以耐得住当前半导体加工工艺的温度。因此,其中孔中包含有介电常数为2.5~3.0低电介材料的多孔薄膜引起了注意。作为形成多孔薄膜的常规方法,U.S.5,700,844已经公开了一种形成多孔薄膜的方法,包括分散聚合体前体和聚合体颗粒、固化该聚合体前体,然后在高温下加热以除去该聚合体颗粒。然而,该方法使用形成孔的聚合体颗粒,因此难以形成一些纳米级的小的孔。另外,已经提出一种制备多孔超介电质的制备方法,包括分散有机硅酸盐聚合体和热可分解的聚合体,在特定的温度下固化该有机硅酸盐以使相分离,在高温下加热以除去有机聚合物。依据这种方法,相分离度由有机硅酸盐聚合体和有机聚合物的羟基官能团的相互作用确定,但是因为有机硅酸盐聚合体官能团由于在干燥和固化过程中的缩合迅速减少,很难控制相分离,更严重的是,可能形成不透明薄膜。

U.S.6,126,733已经使用高沸点溶剂代替形成孔的有机聚合物。依据这种方法,高沸点溶剂在固化过程中被相分离为纳米大小,在第二固化过程中高沸点溶剂被蒸发。然而,该方法存在的问题是难以控制在胶凝和成膜过程中高沸点溶剂的相分离。

发明内容

本发明的发明中考虑了所述的先有技术中的问题,本发明的一个目的是提供一种用于低电介配线中间层绝缘膜的低电介材料,所述的材料可提供高速的半导体器件、减少功率消耗并显著地减少金属配线之间的相互干扰。

本发明的另外的目的是提供一种含有上述低电介材料的有机硅酸盐,及制备该有机硅酸盐聚合体的方法,及一种使用该有机硅酸盐聚合体的可容易形成孔的用于形成半导体器件绝缘膜的涂层组合物。

本发明另外的目的是提供一种使用上述可容易形成孔并具有优异涂覆性能的涂层组合物制备低电介绝缘膜的方法,一种含有可容易控制微孔并具有优异绝缘性能和显著减少薄膜密度的低电介绝缘膜的半导体器件。

为了实现这些目的,本发明提供一种制备有机硅酸盐聚合体的方法,其包括如下步骤:混合可热分解的在其两端用硅烷封端的有机硅烷化合物、硅烷化合物或者硅烷低聚物,向其中加入水和催化剂以进行水解和缩合。

本发明此外也提供一种根据上述方法制备的有机硅酸盐聚合体。

此外本发明也提供一种用于形成半导体器件低电介绝缘膜的、含有根据上述方法制备的有机硅酸盐聚合体的涂层组合物,和一种其中涂敷和固化上述涂层组合物的半导体低电介绝缘膜。

更具体的,本发明提供一种形成半导体器件绝缘膜的涂层组合物,包含:a)有机硅酸盐聚合体,含有

i)可热分解的在它的两个端用硅烷化合物封端的有机硅烷化合物,和

ii)硅烷化合物或者硅烷低聚物,

和b)有机溶剂。

此外本发明提供一种制备半导体器件低电介绝缘膜的方法,所述的方法包含如下步骤:

a)提供形成绝缘膜的涂层组合物溶液,所述的涂层组合物含有

i)有机硅酸盐聚合体,含有可热分解的在它的两个端用硅烷化合物封端的有机硅烷化合物,及硅烷化合物或者硅烷低聚物,和

ii)有机溶剂;

b)在半导体器件的基材上涂敷a)溶液以形成绝缘膜;和

c)干燥和固化b)涂敷的绝缘膜,

及提供一种含有根据上述方法制备的低电介绝缘膜的半导体器件。

优选实施方式的详细描述

现在更详细地说明本发明。

本发明发明人在制备能够容易控制涂覆性能和微孔的低密度绝缘膜方法的过程中,制备了一种含有有机硅酸盐聚合体的形成绝缘膜的组合物,所述的有机硅酸盐聚合体是这样得到的:在有机溶剂中混合可热分解的在它的两个端用硅烷化合物封端的有机硅烷、硅烷化合物或者硅烷低聚物,然后加入水和催化剂以进行水解和缩合。因此,确认低电介薄膜可通过抑制在固化过程中由于有机物质的热分解导致的相分离和形成孔从而可有效地制备,而且这样制备的绝缘膜具有容易可控制的孔、优异的绝缘性能和显著降低的薄膜密度。本发明就是基于上述的新发现。

通常,在使用成孔材料形成纳米孔的方法中,相分离度由基体树脂和成孔材料之间的相容性确定。然而,有机硅酸盐聚合体中官能团数量由于在干燥和固化过程中的缩合而减少,基体环境变化从而难以精确控制微环境,可能发生相分离使涂覆性能劣化。根据本发明,可热分解的在它的两个端用硅烷化合物封端的有机硅烷化合物和硅烷化合物或者硅烷低聚物进行水解和缩合以改善相容性,热分解该有机物质以在固化过程中形成孔,因此可有效地制备低电介绝缘膜。

用于本发明的成孔方法,使用含有由以下方程式1代表的可热分解的在它的两个端用硅烷化合物封端的有机硅烷化合物的有机硅酸盐聚合体。

[方程式1]可热分解的有机物质

共价结合到硅原子的有机物质选自在450℃真空或者惰性气体气氛下能够热分解的那些,优选在400℃能够热分解的那些。如果该可热分解有机物质在一端用硅烷化合物封端,取决于有机物质的种类相容性可能劣化,如果有机物质和硅烷化合物之间化学键太多,相容性是优异的但是不能有效地降低介电常数。

制备含有可热分解的在它的两个端用硅烷化合物封端的有机硅烷化合物的有机硅酸盐的方法没有特别地限制,该聚合体可以通过水解和缩合在它的两个端用硅烷化合物封端的而且在450℃或更低温度下可分解的有机硅烷化合物、硅烷化合物或者硅烷低聚物进行制备。

可热分解有机硅烷化合物优选由以下化学式1表示。

[化学式1]

R1p-R23-pSi-L-SiR3qR43-q

其中,

R1和R3独立地为氢、氟、芳基、乙烯基、烯丙基或者取代或者未取代的线性的或者支链C1-4烷基;

R2和R4独立地为乙酰氧基、羟基或者线性的或者支链C1-4烷氧基;

L,是一种在450℃或更低温度下可热分解的有机物质,为由醚、酯、酸酐、碳酸酯、氨基甲酸酯、丙烯酸酯、环氧基树脂、异氰酸酯或者酰胺化合物组成的有机低聚物或者聚合体;和

p和q分别为0~2的整数。

该有机物质的分子量没有特别地限制,但是如果太低,孔尺寸减少,很难有效地降低介电常数,如果过高,相容性和反应性劣化,孔尺寸增加。有机物质的分子量可能受其分子构象种类的影响,重量平均分子量优选为300~100,000,更优选为1000~100,000。

用于水解和缩合的在它的两个端用硅烷化合物封端的可热分解的有机硅烷化合物、和硅烷化合物或者硅烷低聚物,是由硅、碳、氧和氢组成的硅烷化合物。例如,使用选自由以下化学式2、化学式3或者化学式4表示的化合物。

[化学式2]

SiR5xR64-x

其中,

R5独立地为氢、氟、芳基、乙烯基、烯丙基或者取代或者未取代的线性的或者支链C1-4烷基;

R6独立地为乙酰氧基、羟基或者线性的或者支链C1-4烷氧基;

x是0~2的整数。

[化学式3]

R7yR83-ySi-M-SiR9zR103-z

其中,

R7和R8独立地为氢、氟、芳基、乙烯基、烯丙基或者取代或者未取代的线性的或者支链C1-4烷基;

R8和R10独立地为乙酰氧基、羟基或者线性的或者支链C1-4烷氧基;

M是C1-6亚烷基或者亚苯基;和

y和z分别为0~2的整数。

[化学式4]

其中,R11独立地为氢、氟、芳基、乙烯基、烯丙基或者取代或者未取代的线性的或者支链C1-4烷基;

R12为羟基或者线性的或者支链C1-4烷氧基;和

m和n分别为3~10的整数。

根据本发明,具有特定分子量的有机硅酸盐聚合体可以,在有机溶剂存在下或者在填充条件下,加入水和催化剂之后,通过水解和缩合上述化学式1表示的可热分解的在它的两个端用硅烷化合物封端的有机硅烷化合物、选自上述化学式2、3或者4表示的化合物的硅烷化合物或者硅烷低聚物进行制备。

对于用于制备有机硅酸盐聚合体的化学式1、2、3和4的硅烷化合物的加料顺序不特别地限制。混合总量以进行水解和缩合;或者混合特定的量以水解和缩合为特定的分子量,然后加入余量进一步反应。

有机溶剂不特别地限制,只要其与硅烷化合物、水和催化剂可适当地混合,而且不使水解和缩合困难。例子包括脂族烃溶剂比如n-戊烷、i-戊烷、n-己烷、i-己烷、2,2,4-三甲基戊烷、环己烷或者甲基环己烷等;芳烃溶剂比如苯、甲苯、二甲苯三甲基苯、乙基苯或者甲乙苯等;醇溶剂比如甲醇、乙醇、n-丙醇、i-丙醇、n-丁醇、i-丁醇、仲丁醇、叔丁醇、4-甲基-2-戊醇、环己醇、甲基环己醇或者甘油等;酮溶剂比如丙酮、甲乙酮、甲基-丙基酮、甲基-n-丁基酮、甲基-i-丁基酮、二乙酮、环己酮、甲基环己酮或者乙酰丙酮等;醚溶剂比如四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、乙醚、n-丙基醚、i-丙基醚、n-丁基醚、二甘醇二甲醚、二恶英、乙二醇二乙醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、丙二醇单丙醚、丙二醇二甲基醚、丙二醇二乙醚或者丙二醇二丙醚等;酯溶剂比如碳酸二乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸异丙酯、乙酸正丁酯、乳酸乙酯、乙二醇单甲醚乙酸酯、乙基乙二醇单乙基醋酸酯、丙二醇单甲基醚醋酸酯、丙二醇单乙基醚醋酸酯、丙二醇单丙基醚醋酸酯、乙二醇乙酰乙酸酯或者丙二醇二乙酸酯等;和酰胺溶剂比如N-甲基吡咯烷酮、甲酰胺、N-甲基甲酰胺、N-乙基甲酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二乙基甲酰胺、N-甲基乙酰胺、N-乙基乙酰胺、N,N-二乙基甲酰胺、N-甲基乙酰胺、N-乙基乙酰胺、N,N-二甲基乙酰胺或者N,N-二乙基乙酰胺等。

用于水解和缩合的有机溶剂,去除对涂覆性能、水和副产物产生不利影响的特定的有机溶剂之后,可用于形成薄膜。另外,根据它的应用,可在有机溶剂中加入第二有机溶剂,结合溶剂可用于形成薄膜的;或者加入第二有机溶剂,除去特定的有机溶剂、水和副产物,然后结合溶剂用于形成薄膜。

本发明优选使用催化剂以促进水解和缩合。用于水解和缩合的催化剂是一种酸催化剂或者一种碱催化剂。酸催化剂没有特别地限制,例子包括盐酸、硝酸、硫酸、磷酸、氢氟酸、蚁酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、一氯醋酸、二氯乙酸、三氯乙酸、三氟乙酸、草酸、丙二酸、磺酸、酞酸、富马酸、柠檬酸、马来酸、油酸、甲基丙二酸、己二酸、对氨基苯甲酸和对甲苯磺酸等。碱催化剂没有特别地限制,但是在形成的绝缘膜用于半导体器件的情况下,合适地碱催化剂其不能包含对半导体器件产生不利影响的金属离子,比如钠、钾等,优选使用氨水或者有机胺。

有机胺没有特别地限制,例子包括甲胺、乙胺、丙胺、N,N-二甲胺、三甲胺、N,N-二乙胺、N,N-二丙胺、三丙胺、氢氧化四甲铵、氢氧化四乙铵、甲基氨基甲胺、甲基氨基乙胺、乙基氨基乙胺、乙基氨基乙基、甲基醇胺、乙基醇胺、丙醇胺、N-甲基甲基醇胺、N-乙基甲基醇胺、N-甲基乙基醇胺、N-乙基乙基醇胺、N,N-二甲基甲基醇胺、N,N-二乙基甲基醇胺、N-甲基二甲醇胺、N-乙基二甲醇胺、N-甲基二乙醇胺、N-乙基二乙醇胺、甲氧基甲基胺、乙氧基甲基胺、苯胺、二氮二环十一碳烯、吡啶、吡咯、哌啶、氯、吡咯烷、哌嗪等。

另外,在使用无机碱的情况下,在水解和缩合后要从组合物中完全除去金属离子,组合物用于涂层组合物。酸催化剂或碱催化剂可以单独使用或组合使用。

根据反应条件控制催化剂的加入量,优选每1摩尔硅烷化合物使用0.00001~2摩尔催化剂。如果每摩尔硅烷化合物使用超过2摩尔量的催化剂,甚至在低浓度下反应速度非常快,因而很难控制分子量,而且容易产生凝胶。

在本发明中,使用酸催化剂或者碱催化剂反应物逐渐地被水解和缩合。作为例子,可使用酸然后使用碱使反应物水解和缩合;或者使用碱然后使用酸使它们水解和缩合。另外,分别使用酸催化剂和碱催化剂进行独立的反应,混合缩合产物。

在本发明中,加入水以水解硅烷化合物。水解硅烷化合物使用的水量优选为每1摩尔硅烷化合物的硅原子为1摩尔或更多,更优选1~50摩尔,最优选为1.5摩尔或更多。如果水的加入量小于1摩尔,水解和缩合不够,得到的绝缘膜的机械性能可能变差。另外,水可间歇地或者连续地加入,催化剂可预先加入在有机溶剂中,或者与水同时加入,或者可以预先溶解或者分散在水中。

水解和缩合的反应温度优选为0~100℃,更优选为15~80℃。得到的水解-缩合产物的重量平均分子量以聚苯乙烯换算的分子量为500或更大,在用于绝缘膜的情况下,优选为500~1,000,000。

为了进一步减少得到绝缘膜的密度,本发明的涂层组合物可进一步包含成孔材料。所述的成孔材料在200~450℃下可热分解,选自线性的有机分子或者聚合物、交联的有机聚合物、多支链有机分子或者聚合物或者树枝状聚合物等,为了使绝缘膜中特定大小的孔分布均一,优选与包含于硅烷化合物中的可热分解有机物质具有相容性。包含的成孔材料量优选为涂层组合物的1~60wt%,更优选为2~40wt%。

根据其用途,用于形成绝缘膜的本发明涂层组合物可进一步包含添加剂比如胶态二氧化硅、表面活性剂等。

考虑绝缘膜的膜厚度和储藏稳定性,本发明的组合物含有的总固相含量为2~60wt%,优选为5~40wt%。通过控制有机溶剂的种类和量从而控制固相含量。

本发明的组合物涂敷在基材比如硅片、SiO2晶片、SiN晶片、半导体等上以形成绝缘膜。绝缘膜可通过浸没法、滚动涂敷方法、喷涂法等形成,使用这些方法可形成具有特定厚度的薄膜。特别的,在要形成多层线路半导体器件的中间层绝缘膜情况下,优选的方法是自旋涂敷。

通过改变组合物的粘度和自旋涂敷的转速可控制薄膜的厚度,通常,在用于多层线路的半导体器件的中间层绝缘膜情况下,0.1~2μm是适当的。

涂敷之后,通过干燥和烘烤(固化)方法形成三维的有机硅酸盐聚合体绝缘膜,有机硅酸盐薄膜可以进一步经过烘烤方法进行固化。干燥过程通常包括预烘焙和温和的烘焙方法。在预烘焙过程中,使用的有机溶剂逐渐地蒸发,在温和的烘焙过程中,一些官能团进行交联,然后在烘烤过程中,残余的官能团最终进行反应。干燥过程优选在30~200℃下进行,烘烤过程优选在200℃或更高、更优选200~500℃温度下进行。

在进行干燥和烘烤过程的同时,可以连续地以一定的速度升高温度,或者间歇地进行。在间歇地进行情况下,干燥和烘烤优选分别进行1分钟~5小时。加热可以在惰性气体气氛下比如氮、氩、氦等、在氧气氛下比如含氧气体(例如空气)、在真空或者含氨或者氢的气氛下使用加热板、烘箱、加热炉等进行。干燥和烘烤过程可以使用相同或者不同的加热方法。

在干燥和烘烤过程之后,如果需要的话,为了使绝缘膜中羟基量减至最少,可进行表面处理。这样的表面处理可以使用硅烷化的化合物比如六甲基二硅烷、烷基烷氧烃硅烷或者烷基乙酰氧基硅烷等;或者在还原气氛比如氢、或者含氟气氛下烘烤。绝缘膜的硅烷化可以通过在硅烷化的化合物或者溶剂烯释的硅烷化的化合物中浸没或者旋涂薄膜进行,或者在硅烷化的化合物蒸气气氛中进行。硅烷化之后,优选绝缘膜在100~400℃下加热。

这样得到的薄膜具有优异的绝缘性能、均匀性、抗裂性和表面强度,因此它适合用于半导体器件比如LSI、系统LSI、DRAM、SDRAM、RDRAM、D-RDRAM等的中间层绝缘膜,适合用于保护薄膜比如半导体器件的表面层薄膜、多层配线基材的中间层绝缘膜、液晶显示器的保护薄膜、绝缘防护薄膜等。

参考以下实施例说明本发明,但是这些实施例是用于说明本发明,本发明不局限于它们。

实施例

实施例1

250mL圆底烧瓶中,16g甲基三甲氧基硅烷和7.16g四甲氧基硅烷溶解在24g丙二醇甲醚乙酸酯中,然后其中溶解514mg丙二酸的19.46g蒸馏水加入其中,同时用搅拌器搅拌。反应器的温度升高到60℃,反应溶液反应3小时。然后将温度降低到室温,加入2.08g蒸馏水和其中溶解有4.26g二甲基二甲氧基甲硅烷基丙基聚环氧丙烷的6.4g丙二醇甲醚乙酸酯。然后,将溶液温度升高到60℃,反应溶液反应20小时,然后将溶液的温度降低到室温。70g的丙二醇甲基醚乙酸酯加入其中,从反应溶液中蒸发70g的含有甲醇的溶剂,以得到形成绝缘膜的涂层组合物。

实施例2

通过与实施例1相同的方法得到形成的涂层组合物,不同之处在于使用双三甲氧基甲硅烷基丙基(聚环氧乙烷-b-聚环氧丙烷-b-聚环氧乙烷)代替双甲基二甲氧基甲硅烷基丙基聚环氧丙烷。

实施例3

通过与实施例1相同的方法得到形成绝缘膜的涂层组合物,不同之处在于还加入3.72g的蒸馏水和其中溶解有7.60g的双甲基二甲氧基甲硅烷基丙基聚环氧丙烷的11.4g的丙二醇甲基醚醋酸溶液,溶液的温度升高到60℃,反应溶液反应20小时,然后向其中加入80g的丙二醇甲醚乙酸酯,从反应溶液中蒸发80g含有甲醇的溶剂。

对比实施例1

通过与实施例1相同的方法得到形成绝缘膜的涂层组合物,不同之处在于不使用二甲基二甲氧基甲硅烷基丙基聚环氧丙烷。

对比实施例2

通过与实施例1相同的方法得到形成绝缘膜的涂层组合物,不同之处在于使用丙二醇代替双甲基二甲氧基甲硅烷基丙基聚环氧丙烷。

(制备绝缘膜)

将实施例1~3和对比例1和2中制备的形成绝缘膜的涂层组合物溶液分别自旋涂敷在硅片上得到薄膜,在氮气氛下在250℃下固化薄膜1小时、在430℃下1小时以制备每一个绝缘膜。

通过FTIR确认制备的绝缘膜中有机分子的消失,用光学显微镜和电子显微镜观察固化条件,用椭圆偏光法测定折射率的变化。结果显示于以下表1。

[表1]

  实施例1  实施例2  实施例3  对比实施例     1 对比实施例     2 绝缘膜的状 况  没有相分离  的透明膜  没有相分离  的透明膜  没有相分离  的透明膜  透明膜 差的涂覆性 能(梳状图 样外观) 折射率(n)  1.295  1.297  1.225  1.385     - 介电常数  2.18  2.21  1.89  2.85     - 弹性模量 (GPa)  3.5  3.4  1.8  8.2     -                          折射率(n):在632.8nm下测量                          介电常数:通过MIS方法测定

如表1所示,根据实施例1~3制备的本发明的绝缘膜是没有相分离的透明膜,与对比实施例1的绝缘膜相比,显示出显著低的折射率,表明它们形成了低密度的薄膜。另外,根据本发明施加用硅烷化合物封端的有机分子的实施例1的绝缘膜,与对比实施例2的绝缘膜相比显示出优异的涂覆性能。

根据本发明制备的有机硅酸盐聚合体具有优异的热稳定性和机械强度。含有所述的有机硅酸盐聚合体的制备绝缘膜的组合物可用作介电配线的中间层绝缘膜,可提供高速度的半导体器件、减少功率消耗及显著地减少相互干扰。另外,通过将形成绝缘膜的组合物施加到绝缘膜上得到的薄膜具有优异的涂覆性能,它可阻止相分离,它可以容易地控制微孔,因为在固化过程中有机物质热分解形成孔,而且它具有优异的绝缘性能显著降低的密度。

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