CN104620326A - 用于形成氧化硅类绝缘层的组成物、用于形成氧化硅类绝缘层的组成物的制备方法、氧化硅类绝缘层及氧化硅类绝缘层的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于形成氧化硅类绝缘层的组成物，其包括氢化聚硅氮烷或氢化聚硅氧氮烷，且具有浓度为1,200ppm或小于1,200ppm的环状化合物，所述环状化合物的重量平均分子量为400或小于400。所述用于形成氧化硅类绝缘层的组成物可减小氧化硅类绝缘层形成期间的厚度分布，由此减少在半导体制造制程期间的化学机械抛光(CMP)制程之后在层中的缺陷。

Description

用于形成氧化硅类绝缘层的组成物、用于形成氧化硅类绝缘层的组成物的制备方法、氧化硅类绝缘层及氧化硅类绝缘层的制造方法
技术领域
本发明涉及一种用于氧化硅类绝缘层的组成物及其制造方法，以及一种使用所述组成物的氧化硅类绝缘层及其制造方法。
背景技术
随着半导体技术日益发展，存在关于形成具有改良的效能且整合更小的半导体芯片的高度整合且更快的半导体存储器单元的持续研究。特定言之，在此等半导体存储器单元当中，可使用例如动态随机存取存储器(dynamicrandom access memory：DRAM)。
动态随机存取存储器能够自由输入及输出资讯，且可实现较大容量。动态随机存取存储器可包含例如多个包含一个金属氧化半导体晶体管(MOStransistor)及一个电容器(capacitor)的单位晶胞。电容器可包含两个电极及安置于其间的介电层。电容器取决于例如介电常数、介电层的厚度、电极的面积以及其类似物而可具有各种容量。
随着半导体芯片的尺寸减小，其中的电容器的尺寸亦可减小。然而，更小的电容器需要足够储存容量。电容器可藉由例如增加垂直区域而非减小水平区域以增大总主动区域来实现更大容量。当以此方式形成电容器时，可使用用于氧化硅类绝缘层的组成物填充模具及其上的间隙(gap)以形成氧化硅类绝缘层，以便有效形成与较小水平区域相比相对较高的电极。
发明内容
欲解决的问题
本发明的一个实施例提供一种用于氧化硅类绝缘层的组成物，其可形成具有极佳厚度均一性的氧化硅类绝缘层。
本发明的另一实施例提供一种用于氧化硅类绝缘层的组成物的制造方法，所述组成物可形成具有极佳厚度均一性的氧化硅类绝缘层。
本发明的又一实施例提供一种具有极佳厚度均一性的氧化硅类绝缘层。
本发明的另一实施例提供一种具有极佳厚度均一性的氧化硅类绝缘层的制造方法。
解决问题的手段
本发明的一个实施例提供一种用于氧化硅类绝缘层的组成物，其包含氢化聚硅氮烷或氢化聚硅氧氮烷，其中重量平均分子量400以下的环状化合物的浓度小于或等于1200ppm。
环状化合物可选自环状氢化硅氮烷、环状氢化硅氧氮烷以及其混合物。
具体而言，环状化合物可为具有以下化学式1a至1f的结构的化合物。
[化学式1a至1f]
氢化聚硅氮烷或氢化聚硅氧氮烷可具有1,000至7,000的重量平均分子量。
氢化聚硅氮烷或氢化聚硅氧氮烷的含量可在0.1至50重量％范围内。
本发明的另一实施例提供一种用于氧化硅类绝缘层的组成物的制造方法，所述方法包含：共氨解(coammonolysis)卤硅烷化合物以制备包含氢化聚硅氮烷或氢化聚硅氧氮烷的溶液；以及在60至110℃下用芳族烃或醚的溶剂替代所述溶液的溶剂。
本发明的又一个实施例提供一种使用包含氢化聚硅氧氮烷的用于氧化硅类绝缘层的组成物制造的氧化硅类绝缘层。
氧化硅类绝缘层可具有小于或等于120nm的厚度分布范围。
本发明的另一实施例提供一种氧化硅类绝缘层的制造方法，所述方法包含：在基板上涂覆上述用于氧化硅类绝缘层的组成物；干燥涂覆有用于氧化硅类绝缘层的组成物的基板；以及在包含大于或等于200℃的水蒸气的气氛下固化所得物。
将详细描述本发明的其他实施例。
发明效果
用于氧化硅类绝缘层的组成物对可影响绝缘层的厚度均一性的低分子量环状化合物的含量进行控制，且因此可形成具有极佳厚度均一性的氧化硅类绝缘层，且由此可减少产生在半导体制造制程期间的化学机械抛光(chemicalmechanical polishing；CMP)之后的膜缺陷。
具体实施方式
在下文中，详细描述本发明的实施例。然而，此等实施例仅为例示性的且不限制本发明。
根据本发明的一个实施例的用于氧化硅类绝缘层的组成物包含氢化聚硅氮烷或氢化聚硅氧氮烷，其中重量平均分子量400以下的环状化合物的浓度为1200ppm以下，较佳为1000ppm以下。
当氧化硅类绝缘层是藉由在图案晶圆上涂覆包含氢化聚硅氮烷或氢化聚硅氧氮烷的用于氧化硅类绝缘层的组成物且随后对其进行烘烤而形成时，由于聚合物的流动，绝缘层的厚度可取决于图案晶圆的位置而不同。当将用于氧化硅类绝缘层的组成物中的低分子量环状化合物(诸如环状氢化硅氮烷、环状氢化硅氧氮烷以及其类似物)控制在所述范围内时，可改良厚度均一性。
环状化合物可选自重量平均分子量400以下的环状氢化硅氮烷、环状氢化硅氧氮烷以及其混合物，且更明确而言可选自重量平均分子量400以下的单环氢化硅氮烷、双环氢化硅氮烷、单环氢化硅氧氮烷、双环氢化硅氧氮烷以及其混合物。氢化硅氮烷及氢化硅氧氮烷中的至少一个氢原子可经SiH3或NH2取代。
具体而言，环状化合物可为具有以下化学式1a至1f的结构的化合物。
[化学式1a至1f]
氢化聚硅氮烷或氢化聚硅氧氮烷可具有1,000至7,000的重量平均分子量(Mw)。在所述范围内，当对包含氢化聚硅氧氮烷或氢化聚硅氮烷的用于氧化硅类绝缘层的组成物进行热处理时，蒸发组分可减少且50nm以下的细微间隙可经密集填充。
氢化聚硅氮烷或氢化聚硅氧氮烷的含量可在0.1至50重量％范围内。在所述范围内，可维持适当粘度，且当包含氢化聚硅氮烷或氢化聚硅氧氮烷的用于氧化硅类绝缘层的组成物填充间隙时，氧化硅类绝缘层可以平滑且均一的无空隙(void)方式形成。
用于氧化硅类绝缘层的组成物可进一步包含热酸产生剂(thermal acidgenerator；TAG)。
热酸产生剂可为改良氢化聚硅氮烷或氢化聚硅氧氮烷的显影性质的添加剂。热酸产生剂可使氢化聚硅氮烷在相对较低温度下显影。
若热酸产生剂藉由加热产生酸(H+)，则其可包含任何化合物而无具体限制。特定言之，其可包含在90℃以上活化、产生足量酸且具有较低挥发性的化合物。此类热酸产生剂可例如选自硝基苯甲基甲苯磺酸盐、硝基苯甲基苯磺酸盐、苯酚磺酸盐以及其组合。
按用于氧化硅类绝缘层的组成物的总量计，可以包含约0.01至25重量％的量的热酸产生剂。在所述范围内，氢化聚硅氮烷或氢化聚硅氧氮烷可在相对较低温度下显影，且同时具有改良的涂布特性。
用于氧化硅类绝缘层的组成物可进一步包含表面活性剂。
表面活性剂可选自(例如)：聚氧化乙烯烷基醚，诸如聚氧化乙烯月桂醚、聚氧化乙烯硬脂醚、聚氧化乙烯鲸蜡醚、聚氧化乙烯油烯醚以及其类似物；聚氧化乙烯烷基丙烯基醚，诸如聚氧化乙烯壬基酚醚及其类似物；聚氧化乙烯·聚氧化丙烯嵌段共聚物；聚氧化乙烯去水山梨糖醇脂肪酸酯，诸如去水山梨糖醇单月桂酸酯、去水山梨糖醇单棕榈酸酯、去水山梨糖醇单硬脂酸酯、去水山梨糖醇单油酸酯、聚氧化乙烯去水山梨糖醇单硬脂酸酯、聚氧化乙烯去水山梨糖醇三油酸酯、聚氧化乙烯去水山梨糖醇三硬脂酸酯以及其类似物；伊夫妥EF301、EF303、EF352的氟类表面活性剂(托化工产品株式会社)，麦格菲斯F171、F173(大日本油墨化学株式会社)，弗洛拉FC430、FC431(住友)，朝日防护AG710，舍弗隆S-382、SC101、SC102、SC103、SC104、SC105、SC106(朝日玻璃株式会社)以及其类似物；其他硅酮类表面活性剂，诸如有机硅氧烷聚合物KP341(信越化学株式会社)以及其类似物。
按用于氧化硅类绝缘层的组成物的总量计，可以包含约0.001至10重量％的量的表面活性剂。在所述范围内，溶液的分散度及层的均一厚度及其填充特性同时得到改良。
用于氧化硅类绝缘层的组成物可为溶液，其中氢化聚硅氮烷及/或氢化聚硅氧氮烷以及其他组分溶解于溶剂中。
溶剂可不受特定限制只要其能够溶解组分即可，且其可包含(例如)：醇，诸如甲醇、乙醇以及其类似物；醚，诸如二氯乙醚、二正丁醚、二异戊醚、甲基苯基醚、四氢呋喃以及其类似物；二醇醚，诸如乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚以及其类似物；赛路苏乙酸酯，诸如甲基赛路苏乙酸酯、乙基赛路苏乙酸酯、二乙基赛路苏乙酸酯以及其类似物；卡必醇，诸如甲基乙基卡必醇、二乙基卡必醇、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇甲基乙基醚、二乙二醇二乙醚以及其类似物；丙二醇烷基醚乙酸酯，诸如丙二醇甲醚乙酸酯、丙二醇丙醚乙酸酯以及其类似物；芳族烃，诸如甲苯、二甲苯以及其类似物；酮，诸如甲基乙基酮、环己酮、4-羟基-4-甲基-2-戊酮、甲基正丙基酮、甲基正丁基酮、甲基正戊基酮、2-庚酮以及其类似物；饱和脂族单羧酸烷基酯，诸如乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯以及其类似物；乳酸酯，诸如乳酸甲酯、乳酸乙酯以及其类似物；乙酸氧基烷基酯，诸如乙酸氧基甲酯、乙酸氧基乙酯、乙酸氧基丁酯以及其类似物；烷氧基乙酸烷基酯，诸如甲氧基乙酸甲酯、甲氧基乙酸乙酯、甲氧基乙酸丁酯、乙氧基乙酸甲酯、乙氧基乙酸乙酯以及其类似物；3-氧基丙酸烷基酯，诸如3-氧基丙酸甲酯、3-氧基丙酸乙酯以及其类似物；3-烷氧基丙酸烷基酯，诸如3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯以及其类似物；2-氧基丙酸烷基酯，诸如2-氧基丙酸甲酯、2-氧基丙酸乙酯、2-氧基丙酸丙酯以及其类似物；2-烷氧基丙酸烷基酯，诸如2-甲氧基丙酸甲酯、2-甲氧基丙酸乙酯、2-乙氧基丙酸乙酯、2-乙氧基丙酸甲酯以及其类似物；2-氧基-2-甲基丙酸酯，诸如2-氧基-2-甲基丙酸甲酯、2-氧基-2-甲基丙酸乙酯以及其类似物；烷氧基-2-甲基丙酸烷基酯的2-单氧基单羧酸烷基酯，诸如2-甲氧基-2-甲基丙酸甲酯、2-乙氧基-2-甲基丙酸乙酯以及其类似物；酯，诸如2-羟基丙酸乙酯、2-羟基-2-甲基丙酸乙酯、羟基乙酸乙酯、2-羟基-3-甲基丁酸甲酯以及其类似物；酮酸酯，诸如丙酮酸乙酯以及其类似物；以及其类似物。此外，可添加具有较高沸点的溶剂，诸如N-甲基甲酰胺、N，N-二甲基甲酰胺、N-甲基甲酰苯胺、N-甲基乙酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯啶酮、二甲亚砜、苯甲基乙基醚、二己醚、乙酰丙酮、异佛酮、己酸、辛酸、1-辛醇、1-壬醇、苯甲醇、乙酸苯甲酯、苯甲酸乙酯、乙二酸二乙酯、顺丁烯二酸二乙酯、γ-丁内酯、碳酸伸乙酯、碳酸伸丙酯、苯基赛路苏乙酸酯以及其类似物。其中，可选择至少一种选自二乙二醇单甲醚、二乙二醇二乙醚、乙基-3-乙氧基丙酸酯、甲基-3-甲氧基丙酸酯、环戊酮、环己酮、丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇二甲醚乙酸酯、1-甲氧基-2-丙醇、乳酸乙酯、环戊酮以及羟基乙酸乙基的溶剂。
在一个实施例中，溶剂可较佳为至少一种具有较高沸点的溶剂。在此情况下，当间隙被填充时，溶剂可防止间隙内部空隙的产生且亦可减缓挥发，且因此提高膜平坦度。
按用于氧化硅类绝缘层的组成物的总重量计，可以包含余量的溶剂。
根据本发明的一个实施例的用于氧化硅类绝缘层的组成物可藉由如下方法制造：共氨解(coammonolysis)卤硅烷化合物以制备包含氢化聚硅氮烷或氢化聚硅氧氮烷的溶液；以及在60至110℃下用芳族烃或醚的溶剂替代所述溶液的溶剂。
在下文中，对各步骤进行描述，且首先，将卤硅烷化合物与溶剂混合，且共氨解(coammonolysis)卤硅烷化合物以制备包含氢化聚硅氮烷或氢化聚硅氧氮烷的溶液。
藉由使用卤硅烷化合物的共氨解制备氢化聚硅氮烷或氢化聚硅氧氮烷可根据通常所使用的方法进行。
当制备氢化聚硅氮烷时，溶剂为无水吡啶，且当制备氢化聚硅氧氮烷时，溶剂为无水吡啶及纯水。
卤硅烷可为具有由以下化学式2表示的结构的化合物。
[化学式2]
X1-(SiY1Y2)n-X2
在以上化学式2中，X1及X2各自独立为卤素，Y1及Y2各自独立为氢或卤素，X1、X2、Y1以及Y2为相同或不同的，且n大于或等于2。
具体而言，卤硅烷化合物可为(例如)二氯硅烷、三氯硅烷、四氯硅烷以及其混合物。
藉由共氨解反应合成的氢化聚硅氮烷或氢化聚硅氧氮烷可以溶液中的固体形式获得。
随后，在60至110℃下用芳族烃(诸如二甲苯及其类似物)或醚(诸如二丁醚及其类似物)的溶剂替代所述溶液的溶剂。
溶液中的重量平均分子量小于或等于400的环状化合物(诸如环状氢化硅氮烷及环状氢化硅氧氮烷)可经由在所述温度范围内的替代制程而移除。
环状化合物与上述相同，且因此所产生的用于氧化硅类绝缘层的组成物具有小于或等于1200ppm的环状化合物浓度。
根据所述方法制造的用于氧化硅类绝缘层的组成物可藉由控制可造成厚度非均一性的环状化合物的浓度来形成具有均一厚度范围的氧化硅类绝缘层。因此，其尤其适用于形成需要较高电学特征的装置(诸如半导体、液晶以及其类似物)的绝缘层。
根据本发明的另一实施例的氧化硅类绝缘层可使用根据一个实施例的上述用于氧化硅类绝缘层的组成物来制造，且所制造的氧化硅类绝缘层具有小于或等于120nm的厚度分布范围。
氧化硅类绝缘层的制造方法不受特定限制，且可使用通常所熟知的制造方法。
举例而言，在装置基板(诸如半导体、液晶以及其类似物)上涂覆上述用于氧化硅类绝缘层的组成物，且干燥所述组成物，且随后在包含大于或等于200℃的水蒸气的气氛下固化所述组成物以形成氧化硅类绝缘层。
实例说明
以下实例更详细地说明本发明。然而，当然本发明不受此等实例限制。
比较实例1
用干燥氮气内部替代配备有搅拌器及温度控制器的2L反应器。随后，将1,500g无水吡啶注入反应器中，且使反应器保温在5℃。随后，持续2小时将140g二氯硅烷缓慢注入反应器中，且持续4小时将85g氨缓慢注入其中，同时搅拌反应器。随后，藉由持续120分钟将干燥氮气注入反应器中来移除保留在反应器中的氨。因此，在干燥氮气气氛下用1μm四氟乙烯(铁氟龙)过滤器过滤所得白色浆料相产物。随后，将1,000g无水二甲苯添加至1,000g的经过滤溶液中，使用旋转式蒸发器重复三次用二甲苯替代吡啶且将其固体浓度调节成20％，且使用具有0.1μm孔径的铁氟龙过滤器，获得包含氢化聚硅氮烷的溶液。将250g无水吡啶添加至所得包含氢化聚硅氮烷的溶液中，且在100℃下聚合以具有4,000的重量平均分子量。当完成聚合时，使用旋转式蒸发器在30℃下重复三次用二丁醚替代溶剂且将其固体浓度调节成20％，且使用0.1μm铁氟龙过滤器过滤所得物。
最终获得的氢化聚硅氮烷溶液的GC/MS分析结果显示，溶液以1,800ppm的浓度包含具有较低分子量的环状氢化硅氮烷，且图案晶圆上的厚度为200nm。
比较实例2
用干燥氮气内部替代具有搅拌器及温度控制器的2L反应器。随后，将1,500g无水吡啶注入反应器中，且使反应器保持在5℃。随后，持续2小时将140g二氯硅烷缓慢注入反应器中，且持续4小时将85g氨缓慢注入其中，同时搅拌反应器。随后，持续120分钟将干燥氮气注入反应器中以移除保留于其中的氨。在干燥氮气气氛下用1μm铁氟龙过滤器过滤所得白色浆料相的产物。随后，将1,000g无水二甲苯添加至1,000g经过滤溶液中，藉由使用旋转式蒸发器重复三次将混合物的溶剂自吡啶替代为二甲苯，以将其固体浓度调节成20％，且随后藉由使用0.1μm铁氟龙过滤器过滤，获得包含氢化聚硅氮烷的溶液。将250g无水吡啶添加至所得包含氢化聚硅氮烷的溶液中，从而在100℃下进行聚合反应且制备具有4,000的重量平均分子量的化合物。
当完成聚合时，藉由在50℃下使用旋转式蒸发器重复三次用二丁醚替代溶剂以将其固体浓度调节成20％，且藉由使用0.1μm铁氟龙过滤器来过滤所得物。
最终获得的氢化聚硅氮烷溶液的GC/MS分析结果显示，溶液以1,500ppm的浓度包含具有较低分子量的环状氢化硅氮烷，且图案晶圆上的厚度为190nm。
比较实例3
用干燥氮气内部替代具有搅拌器及温度控制器的2L反应器。随后，将1,500g无水吡啶注入反应器中，将2g纯水添加至其中，且使混合物保温在5℃。持续2小时将140g二氯硅烷缓慢注入反应器中，且持续4小时将85g氨缓慢注入其中，同时搅拌反应器。随后，持续120分钟将干燥氮气注入反应器中以移除保留于其中的氨。因此，藉由在干燥氮气气氛下使用1μm铁氟龙过滤器来过滤所得白色浆料相的产物。随后，将1,000g无水二甲苯添加至1,000g经过滤溶液中，藉由使用旋转式蒸发器重复三次将混合物的溶剂自吡啶替代为二甲苯，以将其固体浓度调节成20％，且藉由使用具有0.1μm孔径的铁氟龙过滤器来过滤所得物，获得包含氢化聚硅氧氮烷的溶液。随后，将250g无水吡啶添加至所得包含氢化聚硅氧氮烷的溶液中，从而在100℃下进行聚合反应，以制备具有4,000的重量平均分子量的化合物。
当完成聚合时，藉由使用旋转式蒸发器在30℃下重复三次用二丁醚替代溶剂，以将其固体浓度调节成20％，且藉由使用0.1μm铁氟龙过滤器来过滤所得物。
最终获得的氢化聚硅氧氮烷溶液的GC/MS分析结果显示，溶液以1,700ppm的浓度包含具有较低分子量的环状氢化硅氧氮烷，且图案晶圆上的厚度为170nm。
比较实例4
用干燥氮气内部替代具有搅拌器及温度控制器的2L反应器。随后，将1,500g无水吡啶注入反应器中，将2g纯水添加至其中，且使混合物保温在5℃。随后，持续2小时将140g二氯硅烷缓慢注入反应器中，且持续4小时将85g氨注入其中，同时搅拌反应器。随后，持续120分钟将干燥氮气注入反应器中以移除保留于其中的氨。因此，藉由在干燥氮气气氛下使用1μm铁氟龙过滤器来过滤所得白色浆料相的产物。随后，将1,000g无水二甲苯添加至1,000g经过滤溶液中，藉由使用旋转式蒸发器重复三次将混合物的溶剂自吡啶替代为二甲苯以将其固体浓度调节成20％，且藉由使用0.1μm铁氟龙过滤器来过滤所得物，获得包含氢化聚硅氧氮烷的溶液。随后，将250g无水吡啶添加至包含氢化聚硅氧氮烷的溶液中，且使混合物在100℃聚合以制备具有4,000的重量平均分子量的化合物。
当完成聚合时，藉由在50℃下使用旋转式蒸发器重复三次用二丁醚替代溶剂以将其固体浓度调节成20％，且藉由使用0.1μm铁氟龙过滤器过滤所得物。
最终获得的氢化聚硅氧氮烷溶液的GC/MS分析结果显示，溶液以1,400ppm的浓度包含具有较低分子量的环状氢化硅氧氮烷，且图案晶圆上的厚度为160nm。
实例1
用干燥氮气内部替代具有搅拌器及温度控制器的2L反应器。随后，将1,500g无水吡啶注入反应器中，且使反应器保温在5℃。随后，持续2小时将140g二氯硅烷缓慢注入反应器中，且持续4小时将85g氨缓慢注入其中，同时搅拌反应器。随后，藉由持续120分钟将干燥氮气注入反应器中来移除保留在反应器中的氨。藉由在干燥氮气气氛下使用1μm铁氟龙过滤器来过滤所得白色浆料的产物。随后，将1,000g无水二甲苯添加至1,000g经过滤溶液中，藉由使用旋转式蒸发器重复三次将混合物中的溶剂自吡啶替代为二甲苯，以将其固体浓度调节成20％，且随后藉由使用具有0.1μm孔径的铁氟龙过滤器来过滤所得物，获得包含氢化聚硅氮烷的溶液。随后，将250g无水吡啶添加至所得包含氢化聚硅氮烷的溶液中，且使混合物在100℃下聚合以具有4,000的重量平均分子量。当完成聚合时，藉由使用旋转式蒸发器在60℃下重复三次用二丁醚替代其中的溶剂，以将其固体浓度调节成20％，且藉由使用0.1μm铁氟龙过滤器来过滤所得物。
最终获得的氢化聚硅氮烷溶液的GC/MS分析结果显示，以1,200ppm的浓度包含具有较低分子量的环状氢化硅氮烷，且图案晶圆上的厚度为120nm。
实例2
用干燥氮气内部替代配备有搅拌器及温度控制器的2L反应器。随后，将1,500g无水吡啶注入反应器中，且使反应器保温在5℃。随后，持续2小时将140g二氯硅烷缓慢注入反应器中，且持续4小时将85g氨注入反应器中，同时搅拌反应器。随后，持续120分钟将干燥氮气注入反应器中以移除保留在反应器中的氨。藉由在干燥氮气气氛下使用1μm铁氟龙过滤器来过滤所得白色浆料相的产物。随后，将1,000g无水二甲苯添加至1,000g经过滤溶液中，藉由使用旋转式蒸发器重复三次将其中的溶剂自吡啶替代为二甲苯，以将其固体浓度调节成20％，且藉由使用0.1μm铁氟龙过滤器过滤所得物，获得包含氢化聚硅氮烷的溶液。随后，将250g无水吡啶添加至包含氢化聚硅氮烷的溶液中，且使混合物在100℃下聚合以具有4,000的重量平均分子量。
当完成聚合时，藉由使用旋转式蒸发器在70℃下重复三次用二丁醚替代其中的溶剂，以将其固体浓度调节成20％，且使用0.1μm铁氟龙过滤器过滤所得物。
最终获得的氢化聚硅氮烷溶液的GC/MS分析结果显示，以1,000ppm的浓度包含具有较低分子量的环状氢化硅氮烷，且图案晶圆上的厚度为90nm。
实例3
用干燥氮气内部替代配备有搅拌器及温度控制器的2L反应器。随后，将1,500g无水吡啶注入反应器中，且随后使反应器保温在5℃。随后，持续2小时将140g二氯硅烷缓慢注入反应器中，且持续4小时将85g氨缓慢注入反应器中。随后，持续120分钟将干燥氮气注入反应器中以移除保留于其中的氨。藉由在干燥氮气气氛下使用1μm铁氟龙过滤器来过滤所得白色浆料相的产物。随后，将1,000g无水二甲苯添加至1,000g经过滤溶液中，藉由使用旋转式蒸发器重复三次将混合物中的溶剂自吡啶替代为二甲苯，以将其固体浓度调节成20％，且藉由使用具有0.1μm孔径的铁氟龙过滤器来过滤所得物，获得包含氢化聚硅氮烷的溶液。随后，将250g无水吡啶添加至包含氢化聚硅氮烷的溶液中，且使混合物在100℃下聚合以具有4,000的重量平均分子量。
当完成聚合时，藉由使用旋转式蒸发器在90℃下重复三次用二丁醚替代其中的溶剂以将其固体浓度调节成20％，且藉由使用0.1μm铁氟龙过滤器来过滤所得物。
最终获得的氢化聚硅氮烷溶液的GC/MS分析结果显示，以700ppm的浓度包含具有较低分子量的环状氢化硅氮烷，且图案晶圆上的厚度为50nm。
实例4
用干燥氮气内部替代具有搅拌器及温度控制器的2L反应器。随后，将1,500g无水吡啶注入反应器中，且使反应器保温在5℃。随后，持续2小时将140g二氯硅烷缓慢注入反应器中，且持续4小时将85g氨缓慢注入反应器中，同时搅拌反应器。随后，持续120分钟将干燥氮气注入反应器中以移除保留在反应器中的氨。藉由在干燥氮气气氛下使用1μm铁氟龙过滤器来过滤所得白色浆料相的产物。随后，将1,000g无水二甲苯添加至1,000g经过滤溶液中，且藉由使用旋转式蒸发器重复三次将其中的溶剂自吡啶替代为二甲苯，以将其固体浓度调节成20％，且藉由使用具有0.1μm孔径的铁氟龙过滤器来过滤所得物，获得包含氢化聚硅氮烷的溶液。随后，将250g无水吡啶添加至包含氢化聚硅氮烷的溶液中，且使混合物在100℃下聚合以具有4,000的重量平均分子量。
当完成聚合时，藉由使用旋转式蒸发器在110℃下重复三次用二丁醚替代其中的溶剂，以将其固体浓度调节成20％，且使用0.1μm铁氟龙过滤器过滤所得物。
最终获得的氢化聚硅氮烷溶液的GC/MS分析结果显示，以400ppm的浓度包含具有较低分子量的环状氢化硅氮烷，且图案晶圆上的厚度为40nm。
实例5
用干燥氮气内部替代具有搅拌器及温度控制器的2L反应器。随后，将1,500g无水吡啶注入反应器中，将2g纯水添加至其中，且使反应器保温在5℃。持续2小时将140g二氯硅烷缓慢注入反应器中，且持续4小时将85g氨缓慢注入其中，同时搅拌反应器。随后，持续120分钟将干燥氮气注入反应器中以移除保留在反应器中的氨。藉由在干燥氮气气氛下使用1μm铁氟龙过滤器来过滤所得白色浆料相的产物。在将1,000g无水二甲苯添加至1,000g经过滤溶液中后，藉由使用旋转式蒸发器重复三次将其中的溶剂自吡啶替代为二甲苯，以将其固体浓度调节成20％，且藉由使用0.1μm铁氟龙过滤器来过滤所得物，获得包含氢化聚硅氧氮烷的溶液。随后，将250g无水吡啶添加至包含氢化聚硅氧氮烷的溶液中，且使混合物在100℃下聚合以具有4,000的重量平均分子量。
当完成聚合时，藉由使用旋转式蒸发器在60℃下重复三次用二丁醚替代溶剂，以将其固体浓度调节成20％，且藉由使用0.1μm铁氟龙过滤器来过滤所得物。
最终获得的氢化聚硅氧氮烷溶液的GC/MS分析结果显示，以1,200ppm的浓度包含具有较低分子量的环状氢化硅氧氮烷，且图案晶圆上的厚度为110nm。
实例6
用干燥氮气内部替代具有搅拌器及温度控制器的2L反应器。随后，将1,500g无水吡啶注入反应器中，将2g纯水添加至其中，且使反应器保温在5℃。持续2小时将140g二氯硅烷缓慢注入反应器中，且持续4小时将85g氨缓慢注入其中，同时搅拌搅拌器。随后，持续120分钟将干燥氮气注入反应器中以移除保留于其中的氨。藉由在干燥氮气气氛下使用1μm铁氟龙过滤器来过滤所得白色浆料相的产物。随后，将1,000g无水二甲苯添加至1,000g经过滤溶液中，藉由使用旋转式蒸发器重复三次将其中的溶剂自吡啶替代为二甲苯，以将其固体浓度调节成20％，且藉由使用具有0.1μm孔径的铁氟龙过滤器来过滤所得物，获得包含氢化聚硅氧氮烷的溶液。将250g无水吡啶添加至包含氢化聚硅氧氮烷的溶液中，且使混合物在100℃下聚合以具有4,000的重量平均分子量。
当完成聚合时，在70℃下重复三次用二丁醚替代溶剂，以将其固体浓度调节成20％，且藉由使用0.1μm铁氟龙过滤器来过滤所得物。
最终获得的氢化聚硅氧氮烷溶液的GC/MS分析结果显示，以900ppm的浓度包含具有较低分子量的环状氢化硅氧氮烷，且图案晶圆上的厚度为70nm。
实例7
用干燥氮气内部替代具有搅拌器及温度控制器的2L反应器。随后，将1,500g无水吡啶注入反应器中，将2g纯水添加至其中，且使混合物保温在5℃。随后，持续2小时将140g二氯硅烷缓慢注入反应器中，且持续4小时将85g氨注入其中，同时搅拌反应器。随后，持续120分钟将干燥氮气注入反应器中以移除保留于其中的氨。藉由在干燥氮气气氛下使用1μm铁氟龙过滤器来过滤所得白色浆料相的产物。随后，将1,000g无水二甲苯添加至1,000g经过滤溶液中，藉由使用旋转式蒸发器重复三次将其中的溶剂自吡啶替代为二甲苯，以将其固体浓度调节成20％，且藉由使用具有0.1μm孔径的铁氟龙过滤器来过滤所得物，获得包含氢化聚硅氧氮烷的溶液。随后，将250g无水吡啶添加至所得包含氢化聚硅氧氮烷的溶液中，且使混合物在100℃下聚合以具有4,000的重量平均分子量。
当完成聚合时，藉由使用旋转式蒸发器在90℃下重复三次用二丁醚替代溶剂，以将其固体浓度调节成20％，且藉由使用0.1μm铁氟龙过滤器来过滤所得物。
最终获得的氢化聚硅氧氮烷溶液的GC/MS分析结果显示，以700ppm的浓度包含具有较低分子量的环状氢化硅氧氮烷，且图案晶圆上的厚度为40nm。
实例8
用干燥氮气内部替代具有搅拌器及温度控制器的2L反应器。随后，将1,500g无水吡啶注入反应器中，将2g纯水添加至其中，且使混合物保温在5℃。随后，持续2小时将140g二氯硅烷注入反应器中，且持续4小时将85g氨注入其中，同时搅拌反应器。随后，持续120分钟将干燥氮气注入反应器中以移除保留于其中的氨。藉由在干燥氮气气氛下使用1μm铁氟龙过滤器来过滤所得白色浆料相产物。随后，将1,000g无水二甲苯添加至1,000g经过滤溶液中，藉由使用旋转式蒸发器重复三次将混合物的溶剂自吡啶替代为二甲苯，以将其固体浓度调节成20％，且藉由使用0.1μm铁氟龙过滤器来过滤所得物，获得包含氢化聚硅氧氮烷的溶液。随后，将250g无水吡啶添加至所得包含氢化聚硅氧氮烷的溶液中，且使混合物在100℃下聚合以具有4,000的重量平均分子量。
当完成聚合时，在110℃重复三次用二丁醚替代溶剂，以将其固体浓度调节成20％，且藉由使用0.1μm铁氟龙过滤器来过滤所得物。
最终获得的氢化聚硅氧氮烷溶液的GC/MS分析结果显示，以300ppm的浓度包含具有较低分子量的环状氢化硅氧氮烷，且图案晶圆上的厚度为40nm。
量测根据比较实例1至4及实例1至8的含氢化聚硅氮烷或氢化聚硅氧氮烷的溶液的氢化聚硅氮烷或氢化聚硅氧氮烷的重量平均分子量、环状氢化硅氮烷或氢化硅氧氮烷的量以及其所形成的晶圆的厚度。
使用以下分析方法及评价设备。
-环状氢化硅氮烷及环状氢化硅氧氮烷的含量：
注射器(injector)：7683系列(Series)(安捷伦技术公司(Agilent技术公司))
量测条件：入口温度(inlettemp.)：280℃，分流比(split ratio)＝40∶1，注射量：1μL
烘箱：6890N(安捷伦技术公司)
条件：管柱(column)：DB-5HT，管柱流速(column flow)：1mL/min，
烘箱温度程式：40℃(3分钟)-10℃/min→280℃(10分钟)
MSD：5973N(安捷伦技术公司)
条件：MS表面温度(interface temp.)：280℃
-重量平均分子量：
由沃特斯公司(Waters)制造的GPC；HPLC泵(pump)1515，RI侦测器(Detector)2414
由昭和(Shodex)制造的管柱；KF801、KF802、KF803
-晶圆厚度范围
K-旋转8(K-spin 8)涂布机(coater)，1,500rpm，21点(point)量测
-厚度量测装置：光学厚度量测装置()
结果提供于下表1中。
(表1)
如表1中所示，根据实例1至8的具有较低环状化合物浓度的含聚硅氧氮烷或聚硅氮烷的溶液与根据比较实例1至3的溶液相比具有急剧减小的厚度。
尽管已结合目前视为实用例示性实施例的内容来描述本发明，但应理解本发明不限于所揭示的实施例，而相反地，本发明意欲涵盖包含在所附权利要求的精神及范畴内的各种修改和等效配置。

Claims (9)

1.一种用于氧化硅类绝缘层的组成物，其特征在于，包括：
氢化聚硅氮烷或氢化聚硅氧氮烷，
其中重量平均分子量400以下的环状化合物的浓度小于或等于1200ppm。
2.根据权利要求1所述的用于氧化硅类绝缘层的组成物，其中所述环状化合物是选自环状氢化硅氮烷、环状氢化硅氧氮烷以及其混合物。
3.根据权利要求1项所述的用于氧化硅类绝缘层的组成物，其中所述环状化合物为具有以下化学式1a至1f的结构的化合物：
[化学式1a至1f]
4.根据权利要求1所述的用于氧化硅类绝缘层的组成物，其中所述氢化聚硅氮烷或所述氢化聚硅氧氮烷具有1,000至7,000的重量平均分子量。
5.根据权利要求1所述的用于氧化硅类绝缘层的组成物，其中所述氢化聚硅氮烷或所述氢化聚硅氧氮烷的含量在0.1至50重量％范围内。
6.一种用于氧化硅类绝缘层的组成物的制造方法，其特征在于，包括：
共氨解(coammonolysis)卤硅烷化合物以制备包括氢化聚硅氮烷或氢化聚硅氧氮烷的溶液；以及
在60至110℃下用芳族烃或醚的溶剂替代所述溶液的溶剂。
7.一种氧化硅类绝缘层，其是藉由使用如权利要求1至5中的任一项所述的包括所述氢化聚硅氧氮烷的用于氧化硅类绝缘层的组成物制造。
8.根据权利要求7所述的氧化硅类绝缘层，其中所述氧化硅类绝缘层具有小于或等于120nm的厚度分布范围。
9.一种氧化硅类绝缘层的制造方法，其特征在于，包括：
在基板上涂覆上述如权利要求1至5中的任一项所述的用于氧化硅类绝缘层的组成物；
干燥涂覆有所述用于氧化硅类绝缘层的组成物的所述基板；以及
在包括大于或等于200℃的水蒸气的气氛下固化所得物。
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