CN1671772A - 有机硅氧烷 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种有机硅氧烷，包括至少80重量％的化学式1：[Y0.01－1.0SiO1.5－2] a [Z0.01－1.0SiO1.5－2] b [H0.01－1.0SiO1.5－2] c此处Y是芳基；Z是烯基；a是15－70％的化学式1；b是2－50％的化学式1；和c是20－80％的化学式1。本有机硅氧烷可以用作为陶瓷粘合剂，高温密封剂和纤维基质粘合剂。本组合物也适用于作为一种粘结促进剂，在与非微电子或微电子场合中其它材料结合时呈现良好粘结性。优选地是，本组合物用于微电子场合中作为蚀刻阻挡层(stops)、硬掩模(hardmasks)和绝缘体(dielectrics)。

Description

有机硅氧烷
相关申请的交叉参考
本申请是以下未决申请的继续部分：a)2000年6月30日提交的序号US No.09/609437的专利申请为2001年1月23日授权的US6,177,199的分案；b)2000年6月30日提交的序号US No.09/609499的专利申请为2001年4月17日授权的US 6,218,020的分案；c)2000年7月3提交的序号US No.09/610567的专利申请为2001年4月17日授权的US 6,218,497的分案；d)2000年6月30提交的序号US No.09/611528专利申请是2000年11月7日授权的US 6,143,855的分案；和e)2002年2月19日提交的序号US No.10/078919专利申请(要求保护2001年11月20日提交的US No.60/334169；2001年11月29日提交的序号US No.60/334172；和2001年12月3日提交的序号USNo.60/336662的未决临时专利申请的权益)，所有这些在此引以参考。
发明领域
本发明涉及各种半导体器件，尤其涉及其中低介电常数材料的半导体器件。
发明背景
为致力于提高半导体器件的性能和速度，半导体器件厂商们力求缩短互连接件的行距和间距，同时减少传输损失至最低和减少互连接件的电容偶联。减少电耗及降低电容的一种方法是减小绝缘材料或电介质的介电常数(也称为″k″)，使各互连接件隔开。低介电常数的绝缘体材料是尤其理想的，因为它们一般能快速传递信号、降低电容和导线间串扰，而且驱动集成电路所需电压较低。因此，随互连接件行距减小，要求绝缘材料的介电常数伴随降低，以适应未来半导体器件所需的高性能和高速度。例如，互连接件行距在0.13或0.10微米以下的器件，要求介电常数(k)＜3的绝缘材料。除介电常数低外，半导体器件厂商还在寻求具有承受半导体器件制造中热循环和处理步骤所需的机械和热稳定性的材料。
在典型的镶嵌(damascene)工艺中，在绝缘材料表面上蚀刻线条图案，和以这种方式形成沟槽，即构成水平结构，以容纳半导体器件内某一具体水平或层内的水平电接头，通过电镀、化学镀或溅射方法，对其充填铜。将铜淀积整个表面后，通过化学机械平整(CMP)步骤去掉多余的铜，并为后续处理步骤平整晶片。这种过程一般重复几次，以形成通道(vias)，即构成包含竖向电接点的竖向结构，连接半导体器件中至少两个金属水平或金属层之间的沟槽。
为进一步改善镶嵌过程，可将形成通道及线路的过程集成为单一过程，因此，称之为双镶嵌过程。在双镶嵌过程中，将通道介电层放在基片上，并接着对此通道介电层涂一层图案蚀刻阻挡层(etch stoplayer)，即一层控制蚀刻或脱除电介质的涂层，从而此蚀刻阻挡层中的空穴对应于待蚀刻入通道电介质中的通道位置。在下一步中，将线路电介质淀积在该蚀刻阻挡层上，接着对其涂布一层图案硬掩模层，限定线路的轨迹。通用的硬掩模层由氮化硅、氮氧化硅、二氧化硅或碳化硅制成。按以下步骤形成通道及线路轨迹，从而将线路沟槽蚀刻入线路电介质中，直至蚀刻剂达到蚀刻阻挡层。对于没有蚀刻阻挡层的位置，刻蚀过程继续进行穿越通道电介质，形成通道。如在镶嵌过程中的那样，用铜充填蚀刻后的通道及线路轨迹(在涂布Ta(N)屏蔽层及Cu-籽层(Cu-seed layer)之后)，和以CMP步骤结束双镶嵌过程。
电介质蚀刻难以控制达到今日对沟槽宽度0.13微米的要求。因此，在半导体器件构造中，蚀刻挡板起到关键作用。已知硬掩模和蚀刻挡板材料的一个缺点是其介电常数(k值)较高。例如，典型硬掩模和蚀刻挡板材料，包括SiN、SiON、SiO2和SiC，其介电常数高得不理想，至少约4.0，而且是通过化学汽相淀积(CVD)的方法涂布的。尽管J.J.Waeterloos等人在“集成化用于Cu/SILK树脂双镶嵌的低介电常数旋涂(spin-on)嵌入硬掩模”论文中(IEEE(电气电子工程师学会)2001年国际互连接件技术会议论文集，60-62页，(2001年6月4-6日))提出，低k旋涂有机硅氧烷薄膜可以替代前述已知的蚀刻挡板材料，以降低有效K值，但该文章报道说其有机硅氧烷薄膜k值为3.2，并未披露任何有关使用有机硅氧烷的细节。
US 4,626,556指出，有机倍半硅氧烷(organosilsesquioxane)需要有其上键合烷基和链烯基团的侧链和任选其上键合芳基和氢的侧链作为光刻胶材料的替代物。US 4,626,556并未指出其有机倍半硅氧烷可以起蚀刻挡板或硬掩模的作用。在以下对照例A中，我们制造了一种有机倍半硅氧烷，它需要最低量为US 4,626,556中至少50％的甲基，而且这种材料并不湿润已知介电材料，因此不适用作为蚀刻挡板。尽管US 4,626,556提出了其有机倍半硅氧烷薄膜介电常数低，但US4,626,556并未报告任何介电常数值。然而，如本领域技术人员已知的，硅烷醇会导致不理想的介电常数，而且US 4,626,556的有机倍半硅氧烷转换FTIR图表明有硅烷醇(3400-3700/cm)存在。此外，US 4,626,556在一组优选实施方案中提到有光激活的交联剂存在，如本领域技术人员已知的，这些材料介电常数高。此外，US 4,626,556指出，其侧链至少50％的是烷基，因为存在的烷基量越多，耐热性越好。US 4,626,556的实施例13和14指出，将其有机倍半硅氧烷涂在其中形成1微米薄膜的2英寸厚聚硅氧烷晶片上；接着在250℃下对此薄膜加热2小时，在350℃下加热1小时，然后在450℃加热30分钟，并对其进行热重分析，其中高到600℃也未观察到重量损失。但还不清楚该聚硅氧烷晶片的重量是否包括在所报导的“没有重量损失”中。当今的半导体厂商需要一种对单独而不在晶片上的薄膜的更严格TGA测试。这种现行的更严格TGA测试要求加热并保持200℃(重量损失表示该材料被干燥得如何充分)，430℃下保持90分钟(重量损失表示由低温烘烤至高温固化收缩的最坏情况)，和在450℃下加热(重量损失表示热稳定性)。因此，US 4,626,556的有机倍半硅氧烷没有当今半导体厂商所要求的润湿特性，低介电常数和热稳定性。
1999年，AlliedSignal股份有限公司，即现在HoneywellInternational Inc。(霍尼韦尔国际股份有限公司)介绍了包括约80％甲基和20％氢基团的有机硅氧烷HOSP产品。2001年7月5日公开的US专利公告2001/006848A1提出，AlliedSignal公司的HOSPTM产品适宜作为硬掩模。不幸地是，如以下对照例A报告所示，这种产品与有机电介质的湿润特性不合格。
共同受让美国专利US 5,973,095；6,020,410；6,043,330；6,177,143和6,287,477提出了有机氢化硅氧烷树脂(organohydridosilioxane resins)，其化学式为(H0.4-1.0SiO1.5-1.8)n(R0.4-1.0SiO1.5-1.8)m，此处R是烷基、芳基、和其混合物。也可参见共同受让美国专利US 6,015,457。不幸地是，如以下对照例B所报告的，经受现行严格TGA测试的包括50％苯基和50％氢的组合物，其重量损失达到每小时1.0％。
因此，半导体工业仍然有必要提供：a)介电常数较低的组合物；b)改善了诸如热稳定性、玻璃化转变温度(Tg)和硬度的机械性能的组合物；c)能够被溶剂化和旋涂至晶片或分层材料上的组合物；和d)足以起硬掩模或蚀刻挡板作用并能湿润介电材料的多用途组合物。
发明综述
为适应在本领域的需求，本发明提供一种有机硅氧烷，包括至少80重量％的化学式1：[Y0.01-1.0SiO1.5-2]a[Z0.01-1.0SiO1.5-2]b[H0.01-1.0SiO1.5-2]c，此处Y是芳基；Z是链烯基；a为化学式1的15-70％；b为化学式1的2-50％；和c为化学式1的20-80％。不同于类似US 4,626,556所提出的含烷基的材料，它不湿润已知的介电材料，本组合物却润湿介电材料，如以下我们的实施例所报告的，因此，可能有利于用作为蚀刻挡板。美国专利US 4,626,556提出，有机倍半硅氧烷需要有耐热性的烷基存在而不需要有芳基存在，与之相反，我们发现本组合物具有很好的热稳定性，需要有芳基存在，但不需要烷基存在，如由以下报告的TGA结果所证明的那样。本组合物也具有优选低于3.2的介电常数。本组合物的另一好处是其交联温度低。本组合物可含最多20重量％的其它单元，只要另外的单元不损坏本组合物的理想特性。
在另一实施方案中，本发明提供一种旋涂蚀刻挡板，包括化学式1的有机硅氧烷：[Y0.01-1.0SiO1.5-2]a[Z0.01-1.0SiO1.5-2]b[H0.01-1.0SiO1.5-2]c，此处，Y是芳基；Z是链烯基；a是化学式1的15-70％；b为化学式1的2-50％；和c为化学式1的20-80％并且基本没有硅烷醇，而且介电常数低于3.2。此蚀刻挡板有利润湿介电材料，具有良好的对介电材料的粘着性，具有良好的热稳定性和低的交联温度。
在另一实施方案中，本发明提供一种具有链烯基基团和热稳定性的有机硅氧烷。
附图简要描述
图1表明对于包括66％苯基和34％甲基的Honeywell Accuglass720有机硅氧烷的TGA数据；
图2表明对于具有80％甲基基团和20％氢的Honeywell HOSP的有机硅氧烷的TGA分析数据；
图3表明具有50％苯基基团和50％氢的有机硅氧烷的TGA数据；
图4表明本组合物的TGA数据；
图5表明本组合物FTIR数据。
发明详述
这里所用的词组“基本不含硅烷醇”排除了如US 4,626,556指出以FTIR硅烷醇峰所证明的硅烷醇的存在。
这里所用术语“有机硅氧烷”指的是含Si和碳的化合物，包括有机倍半硅氧烷，而不包括如US 4,626,556所指出的经光活化后的交联剂的存在。
这里所用词组“热稳定性”指的是在450℃下重量损失低于0.5％。
所考虑的聚合物包括围绕交替硅和氧原子的聚合物骨架。在上述化学式1中，优选地，Y是苯基、苄基、取代苯基、萘基、蒽基和菲基。在上述化学式1中，优选地，Z是乙烯基、取代乙烯基、乙烯基醚、丙烯酸酯、和甲基丙烯酸酯。在上述化学式1中，优选地，a为化学式1的30-70％和b为化学式1的10-40％。
构成本发明的聚合物，可以用或基本上不用未键合在骨架硅原子上的羟基或烷氧基。优选地，除上述骨架氧原子外，各硅原子仅被键合在如化学式1中所限定的氢原子及/或Y基团或Z基团上。通过仅将氢及/或Y和Z基团直接结合在聚合物中硅原子上的方法，避免不需要的链增长和交联。而且除其它之外，如果在本发明树脂中避免了不需要的链增长和交联，则与预先已知的有机硅氧烷树脂相比，会延长这些树脂溶液的储藏期限。此外，由于硅碳键不及硅氢键活泼，这里所述有机硅氧烷树脂溶液的储藏期限比预先已知氢化硅氧烷树脂的延长。优选地，本有机硅氧烷分子量在约1,000-100,000。
在一组优选实施方案中，被认为而未确认的是，该聚合物骨架构造是一种笼结构。因此，在给定笼构造的聚合树脂中，仅有极低水平或活性的末端部分。该聚合物骨架的笼构造也保证了溶液中不会出现不理想的链增长聚合，从而使储藏期限延长。该聚合物的各硅原子均键合至少三个氧原子。键合至聚合物骨架上的部分包括这里所述的氢和有机基团。
可用催化剂与一种双相溶剂系统制备本有机硅氧烷组合物。其原材料包括三氯硅烷和一种包括链烯基或芳基取代三氯硅烷的有机三氯硅烷的组合。三氯硅烷和有机三氯硅烷的相对比例决定聚合物中摩尔百分数的含碳取代基。作为一个实例，其方法如下。混合氢化三卤硅烷和有机取代三卤硅烷(如三氯硅烷和链烯基或芳基三氯硅烷)的溶液，构成一种混合物。合并该混合物与一种包括非极性溶剂的双相溶剂，和一种极性溶剂，以构成一种双相反应混合物。将一种固相催化剂添加至该硅烷/溶剂反应混合物中。使该硅烷反应，形成有机氢化硅氧烷。从该双相溶剂体系的有机部分中回收有机硅氧烷。另外还有一些步骤可包括洗涤回收的有机硅氧烷，除去所有未反应单体，分馏有机硅氧烷产物，从而按照分子量分级产物。
可以采用一种用作相转移催化剂的催化剂，诸如四丁基氯化铵和苄基三甲基氯化铵。将相转移催化剂引入到反应混合物中，使反应进行到所需的聚合度。
可以采用包括连续相非极性溶剂和极性溶剂的双相溶剂体系。非极性溶剂包括，但不局限于，所有适宜的烷基、链烯基或芳基化合物或任何或所有这些适宜化合物的混合物，在本上下文中“适宜的”的操作定义包括如下功能特征：1)溶解单体硅化合物、2)溶解树脂产品、3)树脂产物在溶剂中的稳定性和4)不想要的反应产物的不溶性。
所考虑的溶剂包括在任何在要求温度诸如临界温度下，是可挥发的适宜纯的有机、有机金属或无机分子或其混合物。该溶剂也可包括任何适宜的纯极性及非极性化合物或其混合物。在优选实施方案中，该溶剂包括水、乙醇、丙醇、丙酮、环氧乙烷、苯、甲苯、醚、环己酮、丁内酯、甲乙酮及苯甲醚。这里所用的术语“纯”指的是恒定组成的组分。例如，纯水是仅由H2O组成的。这里所用的术语“混合物”指的是组分不纯，包括盐水。这里所用的术语“极性″指的是在分子或化合物的某一点或沿分子或化合物产生不等电荷、部分电荷或自然电荷分布的分子或化合物的特征。这里所用的术语“非极性”指的是在分子或化合物的某一点或沿分子或化合物产生等电荷、部分电荷或自然电荷分布的分子或化合物的特征。特别优选的溶剂包括，但不局限于，戊烷、己烷、庚烷、环己烷、苯、甲苯、二甲苯、卤代溶剂如四氯化碳、及其混合物。
第二溶剂相是一种极性相、与有机、非极性溶剂相不混溶相，并包括水、醇、及醇与水的混合物。人们认为，醇增溶那些不溶于非极性相而且在基本水相中通常是不稳定的活性中间物。但是，存在的醇量不要高到显著溶解其分子量高于约400AMU(平均分子量单位)的产物聚合物。
适用于极性相中的醇及其它极性溶剂包括，但不局限于，水、甲醇、乙醇、异丙醇、丙三醇、二乙醚、四氢呋喃、二甘醇二甲醚、及其混合物。在一组实施方案中，极性溶剂包括水/醇混合物，其中水含量足以优先增溶不溶于醇的离子杂质，及/或阻止溶剂萃取那些不然可能会溶于醇中的产物化合物。极性溶剂相有利于保留盐酸(HCI)缩合产物和所有的金属盐或那些可能存在的其它离子污染物。由于所有的离子污染物都是保留在极性溶剂相中的，本发明的有机硅氧烷产品是高纯度的，而且基本上不含金属杂质。
在这里披露方法的另一实施方案中，固相催化剂及/或离子交换树脂，诸如Amberjet 4200或Amberlite I-6766离子交换树脂(两者均由Rohm和Hass公司提供，Philadelphia，Pennsylvania)，表面催化三卤代硅烷及有机三卤代硅烷单体聚合成本发明的组合物。Amberjet 4200是一种基于氯离子的碱性阴离子交换树脂。AmberliteI-6766也是一种碱性阴离子交换树脂。作为说明而非限制，人们认为，在催化剂表面上聚合物链传播的发生是通过单体的Si-Cl键水解成Si-OH，接着与另一Si-OH缩合，构成Si-O-Si键，从而延长了聚合物链。在其它一些实施方案中，聚合是用相转移催化剂诸如四丁基氯化铵催化的。
接着在大气条件下，经由本领域众所周知的任何过滤器件，过滤所得硅氧烷/溶剂溶液。一般优选的是采用孔径约1μm的过滤器件。典型过滤法利用孔径大小约0.1μm。
实用性：
本有机硅氧烷也可包括另外的组分，诸如粘结促进剂、消泡剂、清洁剂、阻燃剂、颜料、增塑剂、稳定剂、擦痕调节剂、及表面活性剂。
本有机硅氧烷可用作为陶瓷粘合剂，高温密封剂和纤维基质粘合剂。本组合物也可用于作为一种粘结促进剂，在与非微电子或微电子应用中的其它材料结合时，它呈现良好粘结性。在微电子应用中，本组合物可与常规及非如此常规的分层材料相结合，诸如纳孔电介质、笼基介电材料、抗反射涂料、光刻胶材料、保形介电材料、基片、渗透层、涂层、及其它分层或充填材料，用于构成分层堆叠、电子组件、或半导体。
优选地是，本组合物用于微电子场合中作为蚀刻挡板、硬掩模和电介质。采用溶液技术如喷雾、滚涂、浸渍、旋涂、淋涂、化学汽相淀积(CVD)、或铸塑，可形成本组合物薄层或薄膜，对于微电子学以旋涂是优选的。
对化学汽相淀积(CVD)，将该组合物放入CVD设备中，使之汽化和引至放有基片的淀积室中，进行涂布。通过加热该组合物至其汽化点以上，利用真空或上述组合的方法，可以实现汽化。一般，汽化是在大气压在温度50-300℃下或在真空在较低温度(接近室温)下完成。
有三种类型的CVD处理：常压CVD(APCVD)、低压CVD(LPCVD)及等离子增强CVD(PECVD)。这些方法每种都有其优点和缺点。APCVD器件以质量传递限制反应模式操作在约400℃温度下。在质量传递限制的淀积中，与其它方法相比，淀积室的温度控制并不太关键，因为传质过程仅略与温度相关。由于反应物到达速率正比于其体相气体浓度，保持邻近晶片的体相气体中反应物浓度均匀才是关键的。因此，要保证整个晶片上有均匀厚度的薄膜，必须将操作在质量传递限制状态下的反应器设计得对所有晶片表面都能供给均一通量的反应物。最广泛使用的APCVD反应器设计，采用水平放置晶片及在气流下移动晶片的方法，做到了均匀地供给反应物。
与APCVD反应器不同，LPCVD反应器操作为反应速率限制的模式。在反应速率限制条件下运行的过程中，过程的温度是一个重要参数。为保持整个反应器内均匀的淀积速率，反应器温度必须在整个反应器内及所有晶片表面上都是均匀的。在反应速率限制条件下，淀积物质到达表面的速率不像温度恒定那样关键。因此，不必把LPCVD反应器设计得对晶片表面所有位置都能供给恒定通量的反应物。
对于操作在低压下的LPCVD反应器，例如操作在中等真空(30-250Pa或0.25-2.0乇)及较高温度(550-600℃)下的反应器，淀积物质的扩散系数增大，超过常压下的扩散系数约1000倍以上。此增大的扩散系数又部分地因反应物必须扩散穿越增加不足其压力平方根倍的距离而有所抵消。但其净效果却是使对基片表面传递的反应物增加一个数量级以上，而副产物却远离基片表面。
LPCVD反应器被设计成两种主要结构：(a)水平管式反应器；及(b)竖流式恒温反应器。在VLSI(超大规模集成电路)处理中，水平管、热壁反应器是最广泛采用的LPCVD反应器。它们用于淀积聚-Si、氮化硅、及没有及有添加剂的SiO2薄膜。它们有这样广泛的适用性，主要是因为其优异的经济性、处理能力、均匀性及能够适应大直径的如150毫米晶片的能力。
竖流式等温LPCVD反应器进一步扩大了分布供气技术，使各晶片接受等同供给量的新鲜反应物。各晶片再被并排堆叠，但又处于带孔石英笼中。这些笼被定位于各个长的，带孔的，石英的反应气体注入器管道之下，每种反应气体有一管子。气体竖向流出注入器管，穿经笼孔，平行于晶片的表面进入笼以下的排出口，流出晶片。笼孔的尺寸、数目及位置用于控制至晶片表面的反应物气体流量。通过适当最佳化笼孔设计，可以对各晶片通过纵向邻近注入器管供给等量的新鲜反应物。因此，这种设计可避免尾端进料管式反应器的晶片至晶片的反应物枯竭效应(depletion effects)，不需陡然升温，构成高度均匀的淀积，而且据说颗粒污染少。
第三种主要CVD淀积方法是PECVD。这种方法不仅通过压力状况分类，而且也可通过其能量输入的方法分类。PECVD利用射频感应辉光放电(rf-induced glow discharge)传送能量至反应物气体中，使基片保持在比APCVD或LPCVD方法更低的温度，而不是单靠热能引发和维持化学反应。较低的基片温度是PECVD的主要优点，对其热稳定性不足以承受其它方法涂布的基片，可进行薄膜淀积。PECVD也可增强淀积速率超过利用热反应所达到的淀积速率。此外，PECVD还可构成具有独特组成和特性的薄膜。理想特性诸如良好粘着性、低pinpole密度，良好的步进有效区域(step coverage)，适宜的电特性和与精细线路图案传递过程的匹配性，促进了这些薄膜在VLSI中的应用。
PECVD法要求控制和最佳化淀积参数，包括射频(rf)功率密度、频率和负载周期。这种淀积过程是以复杂和相互依赖的方式取决于这些参数的，而且也取决于通常的气体组成、流率、温度和压力参数。此外，如同LPCVD法一样，PECVD法属于表面反应限制的，因此适宜的基片温度控制是保证均匀膜厚度所必需的。
CVD体系通常包括以下部分：气体源、供气管线、用于计量进入体系气体的质量流量调节器、反应室或反应器、对其上待淀积薄膜的晶片进行加热方法，和对于某些类型的体系，以其它方式加入附加能量的方法，和温度传感器。LPCVD和PECVD体系也包括用于建立负压和排出室内气体的泵。
用于本发明当前组合物的这些溶液中的适宜溶剂，包括在所需温度下汽化的所有适宜的纯有机、有机金属或无机的分子或其混合物。适宜溶剂包括非质子传递溶剂，例如环酮类如环戊酮、环己酮、环庚酮和环辛酮；环酰胺类如其中烷基有约1-4个碳原子的N-烷基吡咯烷酮；N-环己基吡咯烷酮和其混合物。这里可以使用各种不同的其它有机溶剂，以使可有效控制所得溶液的粘度作为涂料溶液。可采用各种促进措施帮助溶解，如搅拌及/或加热。其它适宜溶剂包括甲乙酮、甲基异丁基酮、二丁醚、环二甲基聚硅氧烷、丁内酯、γ-丁内酯、2-庚酮、乙基-3-乙氧基丙酸酯、聚乙二醇[二]甲醚、丙二醇单甲醚乙酸酯(PGMEA)、苯甲醚、和烃溶剂诸如均三甲苯、二甲苯、苯、和甲苯。优选的溶剂是环己酮。
一般，层厚度在0.001-15微米之间。对于微电子器件，层厚度一般小于2微米。加至该该组合物中的溶剂量至少约70重量％。
在与单集成电路(“IC”)芯片结合的互连接件中，当前组合物可以用于作为中间层介电质。集成电路芯片表面一般应有许多层的本组合物和多层金属导体。它可也包括在离散金属导体间的本组合物区，或集成电路同一层或水平中的导体区。
在应用本聚合物至IC中，利用常规如旋涂的湿涂法，将本组合物溶液涂至半导体晶片上；在特殊情况下，也可采用其它众所周知的涂布方法，诸如喷涂、淋涂，或浸涂。按旋涂方法，将按上述方法制备的有机硅氧烷树脂溶液分散于晶片上的中心处或中心附近。对于某些实施方案，在分散周期晶片应保持固定，而对于某些实施方案，晶片则是以比较低的速度转动或旋转，一般至少约200转/分(rpm)。任选在分散周期后可有一短暂休止期，然后再旋转，以下简称为密旋转(thickness spins)，一般在约500-3000rpm(转/分)之间，不过也可酌情使用其它转速。作为一种说明，将本组合物的环己酮溶液旋涂于其中有所制造的导电部分的基片上，然后热处理此涂后基片。本组合物可用于减缩金属(substractive metal)(诸如铝和铝/钨)处理和双镶嵌(诸如铜)处理中。本组合物一种示范配方的制备，采用的方法是，在大气条件下将本组合物溶解于环己酮溶剂中，严守清洁输送规定，以防止痕量金属污染任何常规有非金属衬里的设备。按总溶液重量计，所得溶液包括优选约0.02-50重量％的本组合物，约50-99.98重量％的溶剂，更优选约0.10-30重量％的本组合物和约70-99.9重量％的溶剂。
对本发明的使用说明如下。用数量约0.05-30重量％的本组合物构成本组合物的一种溶剂溶液。将本组合物涂在平面或地形表面上或基片上，可采用任何常规设备，优选用旋涂机，因为这里所用组合物具有控制得适合于涂布机的粘度。可采用任何适合将其暴露于大气环境中完全蒸发溶剂的方式，诸如旋涂期间简单风干，或在加热板或许多加热板上加热至最高350℃。这种基片其上可至少有一层本组合物。可通过炽热温度即300℃以上的加热板或加热炉，实现进一步固化。除加热炉或加热板固化外，也可通过将本组合物置于紫外辐射、微波辐射或电子束辐射之下的方法进行固化，如以下共同受让专利公告提出的：PCT/US96/08678、PCT/US00/28689(WO 01/29052)、PCT/US00/28738(WO 01/29141)、USP 6,042,994、6,080,526、6,177,143和6,235,353，在此对其整个引以参考。本组合物也可经紫外辐射、微波辐射或电子束辐射而获得某些理想的薄膜特性。
在将本组合物涂至地貌形电子基片之后，将此涂后结构升高温度至约50℃至最高约450℃范围进行热烘和固化过程，以聚合该涂层。优选固化温度至少约150℃。一般，优选在约350-425℃温度范围完成固化。固化可在常规固化室如电炉、加热板等中完成，一般固化在固化室内惰性(非氧化)气氛(氮)中完成。在实施本发明中，可以采用任何非氧化或还原气氛(如氩、氦、氢、和氮处理气体)。本组合物的一个优点在于，在如以下实施例所示的固化过程中其重量损失最小。
如早先所指出，本涂层可作为夹层处在其它有机或无机涂层之上或被覆盖，其它有机或无机涂层诸如其它电介质(SiO2)涂层、SiO2改性陶瓷氧化物层、含硅涂层、含硅碳涂层、含硅氮涂层、含硅氮碳涂层、金刚石状碳涂层、氮化钛涂层、氮化钽涂层、氮化钨涂层、铝涂层、铜涂层、钽涂层、有机硅氧烷涂层、有机硅玻璃涂层、和氟化硅玻璃涂层。这类多层涂层在USP 4,973,526中提出，在此对其引以参考。而且，如其详细指明的那样，按本方法制备的本组合物在所制造的电子或半导体基片上容易形成相邻导体路径之间的嵌入介电层。
包括本组合物薄膜的半导体器件一般均有一层靠近第一薄膜的第二薄膜。此第二薄膜可以为无机或有机的材料。优选的有机材料是芳烃或脂肪烃，更优选采用金刚烷或金刚烷基的材料。第二薄膜的有用材料的实例包括，但不局限于，在2000年6月2日公开的国际专利公告WO 00/31 183和我们的未决专利申请，其序列号为在2001年10月17日提交PCT/US01/22204、2001年12月31日提交的PCT/US01/50182、2001年12月31日提交的60/345374、2002年1月8日提交的60/347195、2002年5月30日提交的60/384,303、2002年1月15日提交的60/350187而2002年5月30日提交修改的10/160,773、2002年5月30日提交的10/158,548、和2002年5月30日提交的10/158,513，和共同受让美国专利6,126,733、5,115,082、5,986,045和6,143,855；和于2001 4月26日公布的共同受让国际专利公告WO 02/29052、和于2001年4月26日公布的WO01/29141中披露的那些。
本组合物介电常数优选小于3.2，更优选约2.5-3.2。
本组合物可用于理想全旋涂堆叠薄膜中，如Michael E.Thomas，“Spin-On Stacked Films for Low keff Dielectrics(低keff电介质旋涂堆叠薄膜)”， Solid State Technology(固态技术)(2001年7月)，这里对其整体引以参考。
分析试验方法：
介电常数：确定此介电常数采用的方法是，在固化层上涂布一层铝薄膜，然后在1兆赫下测量电容电压，和根据层厚计算k值。
收缩/膨胀率：测定处理前后薄膜厚度采用的方法是，确定薄膜收缩率或膨胀率。收缩率表示为原膜厚度的百分率％。若膜厚减小，收缩率为正值。实际厚度测定采用J.A.Woollam M-88光谱椭圆率计(spectroscopic ellipsometer)通过光学方法完成。用Cauchy模型计算Psi和Δ最佳拟合值(有关椭圆率测定法的具体细节，可参考H.G.Thompkins和William A.McGahan著“SpectroscopicEllipsometry and Reflectometry(光谱椭圆率测定和反射测定法”(John Wiley and Sons，Inc.，1999)一书)。
折射率：折射率测定采用J.A.Woollam M-88光谱椭圆率计与测量厚度一起完成。用Cauchy模型计算Psi和Δ最佳拟合值。除非另有注释，所报告的折射率都是在633nm波长下的(有关椭圆率测定细节可参考H.G.Thompkins和William A.McGahan著“SpectroscopicEllipsometry and Reflectometry(光谱椭圆率测定和反射测定法″)(John Wiley and Sons，Inc.，1999)一书)。
FTIR(傅里叶转换红外光谱)分析：用传输式Nicolet Magna 550FTIR分光计取得FTIR光谱图。取未涂基片为基片底谱图。用此基片为背景取薄膜光谱图。然后分析薄膜光谱图峰值位置和强度的变化。以吸光率模式报告结果。
等温重量分析(ITGA)重量损失：根据TA仪器公司2950热重分析仪(TGA)结合使用TA仪器公司的热分析控制器和相关软件，确定总重量损失。采用25-1000℃温度范围和加热速率0.1-100℃/分钟的Platine II热偶和标准加热炉。在TGA天平上(分辩率：0.1μg；精度：至±0.1％)称量少量样品(7-12毫克)和在铂盘上进行加热。在氮气条件下以吹扫速率100毫升/分钟加热样品(其中以60毫升/分钟通入加热炉和40毫升/分钟通入天平)。
带测试(tap test)：按照ASTM D3359-95给出的规则，进行带测试。按下述对栅极划线(scribed)分出介电层。通过下述方式对标记的栅极施行带测试：(1)将一片粘胶带，优选苏格兰牌#3m 600-1/2x1296放于该介电层上，用力下压使之充分接触；(2)然后按与该层表面呈180°角度方向迅速和均衡地拉起该带子。如果此层在晶片上保持完整无损，则认为此样品通过，或如果有部分或全部薄膜与带子一起被拉起来，则此样品被认为不合格。
微粒计数：在KLA 6420 Surfscan上进行薄膜微粒计数。采用一种其膜厚度与产品膜厚度匹配的氧化物配方。设定此配方最低粒径阈0.2微米。所报告的微粒总数是检测在此粒径阈以上的微粒总数。
烛光薄膜(Candela film)：用Candela OSA分析和在5000rpm下旋转晶片进行测定。以50微米轨迹间距(track spacing)和每轨迹16K数据点，用S-镜面(S-specular)采集方式获取数据。用肉眼检测所得图象的缺陷。不进行定量分析。
接触角：进行接触角测定，确定对本发明产品电介质溶液的接触角，以便构成Si晶片/电介质/本发明产品/电介质堆叠。采用ASCProducts公司的VCA 2500 Video Contact Angle System(VCA 2500影像接触角体系)进行这种测定。在测定准备中，对该晶片涂布第一介电层，然后涂布本发明产品层。为了测定，使一微滴的待淀积电介质的溶液与本发明产品表面接触。微滴体积被设定为0.8微升。按表面上形成微滴时的开始时间计捕获邻近3.5秒的图像。然后用接触角测定软件确定所取图像上的接触角。报告五次量测结果的平均值。
实施例：
对照例A：
用2002年1月15日提交的US No.60/350187共同受让未决专利申请的有机电介质，使具有60-80％含4个或4个以下碳原子的烷基和20-40％氢的有机倍半硅氧烷去湿，或仅有少许润湿。这种有机硅氧烷，按US 4,626,556说法，需要有最低量至少50％的甲基基团；与前述有机电介质的接触角在15-39°范围。这种有机硅氧烷也包括其中有约80％甲基基团和20％氢基团的Honeywell HOSP产品；HOST产品与前述有机电介质的接触角为35°。
对照例B：
图1表明包括有66％苯基和34％甲基的有机硅氧烷的HoneywellAccuglass720产品的TGA结果。程序是：(a)陡升温度至200℃并在200℃下保持15分钟，(b)接着陡升温度至430℃，并在430℃下保持90分钟，和(c)反复二次陡升温度从200℃至450℃并保持450℃30分钟。根据TGA，重量损失是每小时1.9％。
AlliedSignal Inc.公司的HOSPTM产品公告(日期11/98和2/99)提出，HOSPTM聚合物对550℃是热稳定的，Honeywell公司的“在Cu-嵌互连接件中HOSP的集成(Integration)″，IITC 2000指出，HOSP聚合物对＞450℃具有TDMS稳定性。但是，当我们对包括有80％甲基基团和20％氢基的有机硅氧烷的HOSP聚合物，进行通行更严格的TGA测试时，重量损失为每小时0.56％，如图2所示。
按共同受让US 5,973,095；6,020,410；6,043,330；6,177,143；和6,287,477所覆盖的内容，我们也制造了一种包括50％苯基基团和50％氢的有机硅氧烷。图3表明了这种产品的TGA(热重分析)结果。根据TGA，其重量损失是每小时1.0％。
实施例1-14：
对于实施例1和3，反应器加温至最多35℃。对反应器搅拌加入以下物质：甲苯(900毫升)，在水中10％的叔-BACl(24.0克)，去离子水(23.4克)和乙醇(8.0克)。在聚四氟乙烯瓶中，单独地通过添加苯基三氯硅烷(81.0克)、乙烯三氯硅烷(61.8克)和三氯硅烷(69.1克)制备一种硅烷混合物。对该混合物加入甲苯(100毫升)。用蠕动泵经1小时左右的时间，将此硅烷混合物加进反应器。按5分钟间隔检测温度。用甲苯清洗管线10分钟。一小时后取样进行气相分布色谱(GPC)分析，检测Mw(平均分子量)。Mw达到30,000之后，终止反应。用瓷漏斗与#1或#4号纸滤器过滤溶液。将此溶液输送进分液漏斗中并加入水(200毫升)和乙醇(50毫升)的混合物。均匀摇动漏斗混合物若干次。放出水层。在瓷漏斗中通过0.45微米Teflon或耐纶滤过器过滤该溶液。将此溶液送入蒸馏烧瓶中，加入甲苯(300克)。用Rotovap(旋转蒸发器)蒸出甲苯至约200克。加入环己酮(400克)并再次蒸馏降到约200克。重复以前步骤。将此溶液输送入聚四氟乙烯瓶中，加入环己酮至总量700克。用GPC检测最后Mw。
对于实施例2和4至14，重复上述步骤，不同的是起始单体和使用量如下表1。
表1
实施例 苯基，mole 苯基，gm   Vi，mole     Vi，gm SiH，mole     SiH，gm 甲基，mole 甲基，gm   苄基，mole  苄基，gm   乙醇，gm
    1     30     81.024     30     61.824     40     69.12     0   0     0   0
    2     0     0     15     30.912     50     86.4     0   0     35   101.248
    3     30     81.024     30     61.824     40     69.12     0   0     0   0     16
    4     30     81.024     30     61.824     25     43.2     15   28.608     0   0
    5     30     81.024     15     30.912     40     69.12     15   28.608     0   0
    6     0     0     30     61.824     40     69.12     0   0     30   86.784
    7     35     94.528     45     92.736     20     34.56
    8     30     81.024     55     113.344     15     25.92
    9     35     94.528     15     30.912     50     86.4
    10     35     94.528     15     30.912     50     86.4
    11     30     81.024     15     30.912     55     95.04
    12     30     81.024     40     82.432     30     51.84
    13     16     43.2128     48     98.9184     36     62.208
    14     28     75.6224     36     74.1888     36     62.208
分析结果示于下表2。在表2实施例2中，B意味着使用苄基代替苯基。
实施例1的TGA示于图4。程序是：(a)陡升温度至200℃并在200℃下保持15分钟，(b)然后陡升温度至430℃并在430℃下保持90分钟，和(c)反复二次陡升温度从200℃至450℃并保持450℃30分钟。不同于以上对照例B，本发明组合物有利地表明，按TGA其重量损失为每小时0.34％。
实施例1的FTIR示于图5。在各处理步骤之后确定FTIR，如图5所示。硅烷醇对SiO的比例表明，相对于存在的SiO，有少量硅烷醇存在。
与2002年1月15日提交的共同受让未决申请专利其序号为USNo.60/350187的有机电介质的接触角范围在10-15°。
表2
实施例 苯基/乙烯基/氢 [EtOH]/[Si] MW     收率 Rx时间 Si wt％(计算值) C wt％(计算值) C wt％(实际值) H wt％(计算值) H wt％(实际值)
    甲苯
    1 30/30/40     0
    2 35B/15V/50H     0.136
    3 30/30/40     0.27 18K     75％ 3h     33.5     34.4   37.39     3.3     3.24
    4 30/30/25/15M     0.136     64.60％     32.7     35.7     3.6
    5 30/15/40/15M     0.136 35.8k     61％ 18h     34.2     33     3.4
    6 30B/30/40     0.136 32k     53.60％ 20h     31.9     36.9     3.9
    7 35/45/20     0.136 8.5K     66.5％ 42h     30.7     39.4   38.61     3.6     3.69
    8 30/55/15     0.136 9.8K     81.0％ 46h     31.1     38.6   32.47     3.7     3.67
    9 35/15/50     0.136 29K     62.3％ 1.5h     33.5     34.5   35.38     3.2     3.19
    10 35/15/50     0 11k     53.2％ 21h     33.5     34.5     3.2
    11 30/15/55     0.136 22.5K     64.2％ 1.5h     35.1     31.6     3.1
    12 30/40/30     0.136 15.0K     65.8％ 23h     32.5     36.2   27.07     3.5     3.37
    13 16/48/36     0.136 48.2K     76.7％ 2.5h     36.1     29.7     3.3
    14 28/36/36     0.136 32.7K     70.5％ 21h     33.5     34.4     3.4
实施例 收缩率(-)/膨胀率(+) 折射率   脱气的k      Δk IR SiPh/SiO SiVi/SiO SiH/SiO FTIR1136/1058 ITGA(％/hr)
  在200°脱气2分钟   1436cm-1 1410cm-1     2248cm-1
    1     +15％ 1.4546   0.00392 0.00369     0.0382     1.19 0.337；.237
    2     +2.6％ 1.4834
    3     +4.2％ 1.4618   2.98   3.54％   0.00356 0.00264     0.0323     1.098 0.591；.411
    4   2.91   3.00％
    5     +4.05％ 1.46   2.91   2.50％   0.0379 0.00195     0.0371     1.258
    6     +1.54％ 1.4782   3.14   7.84％   Na 0.00135     0.027     0.993
    7     0％ 1.4715   0.00384 0.00232     0.01286     1.15 0.534：.405
    8     -3.10％ 1.4579   0.00302 0.00193     0.00803     1.01 0.395：.303
    9     +2.5％ 1.4713   0.00425 0.00149     0.04685     1.3 0.611：.407
    10     +27％ 1.473   2.93   3.61％   0.00438 0.0018     0.04133     1.2 0.541；.423
    11     +1.5％ 1.459   0.00334 0.00136     0.0488     1.06
    12     +3.2％ 1.4517   0.00361 0.0034     0.0024     1.154 0.472；.360
    13   0.00125 0.00441     0.0261     0.904
    14   0.00373 0.00462     0.028     1.094
实施例15-17：
这些实施例采用实施例1-3的组合物。旋转和烘烤这些组合物，烘后薄膜结果示于表3。
表3
实施例 起始材料   ％固粒   膜厚度()   折射率 旋转速度(rpm)    SVG厚度()
    15 实施例3   1.40％   249.24   1.486   2200     163.69
    16 实施例2   1.60％   245.42   1.489   3000     290.87
    17 实施例1   1.60％   244.49   1.490   3000     285.02
表见原文28页1行(打成竖表)
最后重均分子量在11,800，多分散度(polydispersity)6.3。溶液固含量在10.31重量％。
实施例18
将实施例1的溶液以旋转速度1000rpm旋涂成型在一高电阻率和一个低电阻率8″的聚硅氧烷晶片上。在150℃、200℃和350℃烘烤该晶片各一分钟。然后在400℃氮气流加热炉中固化此烘后薄膜1小时。固化后薄膜厚度为3776A°，折射率1.459。从烘后至固化后薄膜膨胀2.1％。在高电阻率晶片上测定薄膜FTIR表明，有SiH(2248cm-1和884cm-1)、Si-苯基(1432cm-1)、Si-乙烯基(1411cm-1)和SiC(1275cm-1)存在。测定了在1136cm-1的峰高(表明笼SiO结构)和在1058cm-1峰高(表明分支链SiO结构)。在1136cm-1和1058cm-1峰高度之间的比例为1.20。测定了在低电阻率晶片上的薄膜介电常数。介电常数为2.90。在加热板上200℃下加热该晶片2分钟驱除吸附水分之后，再次测定该薄膜的电容。加热之后电容减少1.4％。
实施例19
用环己酮稀释实施例1的10.31重量％溶液至1.6重量％。在8″晶片上以4种不同旋转速度旋转薄膜，然后在150℃/200℃/350℃烘烤各1分钟。烘后厚度在4000rpm下为219埃、在3000rpm下为250埃、在2000rpm下为302埃和在4000rpm下为421埃。
实施例20
用环己酮进一步稀释实施例19的1.60重量％溶液至四种不同浓度：1.00％、0.75％、0.50％、和0.25％。在不同旋转速度下的烘烤后厚度示于下表：
1000rpm 2000rpm 3000rpm 4000rpm
1.00wt％ 261 188 154 135
0.75wt％ 196 141 116 102
0.50wt％ 133 95 77 69
0.25wt％ 67 50 37 35
所有薄膜均显示了良好均匀性和湿润性。
实施例21
通过在120℃以下的温度下真空蒸发溶剂，获得由实施例1溶液的干后树脂粉末。将27.7880毫克的干后树脂在流动氮气下放入TGA中。用下述周期加热样品：
(1)以25℃/分钟的速率加热从30℃至200℃并在200℃下保持15分钟，
(2)以10℃/分钟速率加热从200℃至430℃并在430℃下保持90分钟，
(3)在10分钟内冷却至200℃，在200℃下保持10分钟，并在15分钟内加热至450℃，
(4)在450℃下保持30分钟，
(5)在10分钟内冷却至200℃，在200℃下保持10分钟，并在15分钟内加热至450℃，
(6)在450℃下保持30分钟，
(7)自由冷却至室温。
步骤(4)和步骤(6)的重量损失％分别为0.37％和0.25％。
实施例22
将环己酮加至以上实施例1的组合物中。将该溶液旋涂在一种有机高芳烃高温介电层的薄膜上。本发明层的目的在于用作为一种蚀刻挡板。在该蚀刻阻挡层上旋涂第二层同样的有机介电质层。使用下述蚀刻方法：20毫乇，1000瓦，120N2/30O2和40℃。此O2快速蚀刻该有机介电层。该有机介电层蚀刻速率为5540埃/分钟，而本发明层的蚀刻速率为241埃/分钟，因此起到一种蚀刻挡板作用。
实施例23
重复实施例1，但不同的是所用溶剂为丙二醇单甲醚乙酸酯(PGMEA)，其最后浓度10.77％。将其浓缩和再稀释至13.49％，并用0.1微米针筒式滤器过滤。将此组合物旋涂至晶片上。在150℃、200℃和350℃下烘烤该晶片各一分钟。然后，在400℃氮气流加热炉中固化此烘后薄膜1小时。薄膜结果示于下表，表中RI代表折射率。
  旋转条件   厚度(埃/烘后)   折射率(烘后)     厚度            折射率        模数(Modulus)(埃/固化后)         (烘后)           (Gpa)     硬度(Gpa)
  300rpm/20s   5653.20   1.483   5775.90   1.454   5.80+/-0.47   0.731+/-0.12
  150rpm/20s   5784.45   1.496   6087.67   1.457   4.81+/-0.34   0.45+/-0.087
实施例24
在铜双镶嵌处理中，形成致密堆叠电介质体系如下。将利用实施例1组合物的粘结促进剂层涂布至一种屏蔽(barrier)上。(粘结促进剂层的典型厚度为25-80埃，其均匀性为±5-10埃)。然后将一层Honeywell GX-3TM致密金刚烷介电材料涂至该粘结促进剂层上。然后再涂一层该粘结促进剂。接着涂一层硬掩模/CMP阻挡层。在3psi化学机械平整处理之后，实施例1和GX-3TM层界面完整无损，即无剥离。
用实施例1的组合物和丙二醇单甲醚乙酸酯溶剂代替环己酮也可能形成一层粘结促进剂层。
实施例25
在铜双镶嵌处理中，形成多孔堆叠电介质体系如下。将利用实施例1组合物的粘结促进剂层涂至一种屏蔽(barrier)上。然后，将一层Honeywell GX-3PTM多孔金刚烷基介电材料涂至该粘结促进剂层上。接着涂一层利用实施例1组合物的嵌入蚀刻挡板。(嵌入蚀刻阻挡层典型厚度为250埃，其均匀性为±10埃)。然后，将一层HoneywellGX-3PTM多孔金刚烷基介电材料涂至该嵌入蚀刻阻挡层上。接着涂一层利用实施例1组合物的硬掩模/CMP挡板。(硬掩模/CMP阻挡层的典型厚度是500埃，其均匀性为±10埃)。
也可能利用实施例1的组合物和丙二醇单甲醚乙酸酯(PGMEA)溶剂代替环己酮形成一层蚀刻阻挡层。也可能利用实施例1的组合物和丙二醇单甲醚乙酸酯(PGMEA)溶剂代替环己酮形成一层硬掩模/CMP阻挡层。
实施例26
将一层Honeywell GX-3TM致密金刚烷基介电材料涂至Si-基片上；该涂后层的厚度4000埃。接着涂一层实施例1的组合物；此涂后层的厚度为2400埃。此结构通过了带测试。
实施例27
将一层Honeywell NANOGLASS多孔二氧化硅介电材料涂至基片片；该涂后层的厚度为3000埃。接着，涂布一层实施例1的组合物；此涂后层的厚度为2400埃。此结构通过了带测试。
实施例28
实施例1的组合物的玻璃转变温度高于500℃。

Claims (54)

1.一有机硅氧烷，包括至少80重量％的化学式1：[Y0.01-1.0SiO1.5-2]a[Z0.01-1.0SiO1.5-2]b[H0.01-1.0SiO1.5-2]c，此处Y是芳基；Z是链烯基；a为化学式1的15-70％；b为化学式1的2-50％；和c为化学式1的20-80％。
2.按照权利要求1的有机硅氧烷，其中所述Y选自苯基、苄基、取代苯基、萘基、蒽基和菲基。
3.按照权利要求1的有机硅氧烷，其中所述Z选自乙烯基、取代乙烯基、乙烯基醚、丙烯酸酯、和甲基丙烯酸酯。
4.一种包括按照权利要求1所述有机硅氧烷的粘结促进剂。
5.一种包括按照权利要求4所述粘结促进剂的薄膜。
6.一种旋涂组合物，包括按照权利要求1所述的有机硅氧烷。
7.一种化学汽相淀积前体，包括按照权利要求1的所述有机硅氧烷。
8.一种包括按照权利要求6所述旋涂组合物的薄膜。
9.一种包括按照权利要求7所述化学汽相淀积前体的薄膜。
10.一种包括按照权利要求6所述旋涂组合物的电介质。
11.一种包括按照权利要求6所述旋涂组合物的硬掩模。
12.按照权利要求11的硬掩模，另外包括溶剂。
13.按照权利要求12的硬掩模，其中所述溶剂是环己酮或丙二醇甲醚乙酸酯。
14.一种化学机械平整挡板，包括按照权利要求6所述的旋涂组合物。
15.按照权利要求14的化学机械平整挡板，另外包括溶剂。
16.按照权利要求15的化学机械平整挡板，其中所述溶剂是环己酮或丙二醇单甲醚乙酸酯。
17.一种包括按照权利要求6所述旋涂组合物的蚀刻挡板。
18.按照权利要求17的蚀刻挡板，另外包括溶剂。
19.按照权利要求18的蚀刻挡板，其中所述溶剂是环己酮或丙二醇甲醚乙酸酯。
20.一种包括按照权利要求8所述薄膜和另外包括邻近于所述第一薄膜的第二薄膜的半导体器件。
21.按照权利要求20的半导体器件，其中所述第二薄膜是一种无机材料。
22.按照权利要求20的半导体器件，其中所述第二薄膜是一种有机材料。
23.按照权利要求22的半导体器件，其中所述有机材料包括芳烃或脂肪烃。
24.按照权利要求22的半导体器件，其中所述有机材料包括金刚烷或金刚烷基材料。
25.按照权利要求20的半导体器件，其介电常数在3.2以下。
26.一种旋涂蚀刻挡板，包括有机硅氧烷的化学式1：[Y0.01-1.0SiO1.5-2]a[Z0.01-1.0SiO1.5-2]b[H0.01-1.0SiO1.5-2]c，此处Y是芳基；Z是链烯基；a为化学式1的15-70％；b为化学式1的2-50％和c为化学式1的20-80％，基本无硅烷醇，和介电常数为3.2以下。
27.按照权利要求26的旋涂蚀刻挡板，其中所述旋涂蚀刻挡板包括至少80重量％的所述有机硅氧烷。
28.按照权利要求26的旋涂蚀刻挡板，其中所述Y选自苯基、苄基、取代苯基、萘基、蒽基和菲基。
29.按照权利要求28的旋涂蚀刻挡板，其中所述Y选自苯基及苄基。
30.按照权利要求26的旋涂蚀刻挡板，其中所述Z选自乙烯基、取代乙烯基、乙烯基醚、丙烯酸酯、和甲基丙烯酸酯。
31.按照权利要求26的旋涂蚀刻挡板，其中所述介电常数小于或等于约3.2。
32.一种具有链烯基基团及热稳定性的有机硅氧烷。
33.按照权利要求32的有机硅氧烷，其中所述有机硅氧烷包括至少80重量％的化学式1：[Y0.5-1SiO1.5-2]a[Z0.5-1SiO1.5-2]b[H0.5-1SiO1.5-2]c，此处Y是芳基；Z是链烯基；a为化学式1的15-70％；b为化学式1的2-50％；和c为化学式1的20-80％。
34.按照权利要求33的有机硅氧烷，其中所述Y选自苯基、苄基、取代苯基、萘基、蒽基和菲基。
35.按照权利要求33的有机硅氧烷，其中所述Z选自乙烯基、取代乙烯基、乙烯基醚、丙烯酸酯、和甲基丙烯酸酯。
36.一种包括按照权利要求33所述有机硅氧烷的粘结促进剂。
37.一种包括按照权利要求36所述粘结促进剂的薄膜。
38.一种包括按照权利要求33所述有机硅氧烷的旋涂组合物。
39.一种包括按照权利要求33所述有机硅氧烷的化学汽相淀积前体。
40.一种包括按照权利要求38所述旋涂组合物的薄膜。
41.一种包括按照权利要求39所述化学汽相淀积前体的薄膜。
42.一种包括按照权利要求38所述旋涂组合物的电介质。
43.一种包括按照权利要求38所述旋涂组合物的硬掩模。
44.一种包括按照权利要求38所述旋涂组合物的化学机械平整挡板。
45.一种包括按照权利要求38所述旋涂组合物的蚀刻挡板。
46.一种包括按照权利要求40所述薄膜及另外包括邻近于所述第一薄膜的第二薄膜的半导体器件。
47.按照权利要求46的半导体器件，其中所述第二薄膜是一种无机材料。
48.按照权利要求46的半导体器件，其中所述第二薄膜是一种有机材料。
49.按照权利要求48的半导体器件，其中所述有机材料包括芳烃或脂肪烃。
50.按照权利要求48的半导体器件，其中所述有机材料包括金刚烷或金刚烷基材料。
51.按照权利要求46的半导体器件，其介电常数在3.2以下。
52.一种包括如下步骤的形成薄膜的方法：在基片上淀积一种至少80重量％的化学式1：[Y0.01-1.0SiO1.5-2]a[Z0.01-1.0SiO1.5-2]b[H0.01-1.0SiO1.5-2]c的组合物，此处Y是芳基；Z是链烯基；a为化学式1的15-70％；b为化学式1的2-50％；和c为化学式1的20-80％。
53.按照权利要求52的方法，其中所述淀积包括化学汽相淀积。
54.按照权利要求52的方法，另外包括对所述淀积组合物进行热能、微波辐射、紫外辐射、或电子束辐射的处理。
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