DE19834265A1 - Verfahren zur Herstellung von Aerogelen und Anlage zur Herstellung von Aerogelschichten auf Substraten oder aus Aerogelen bestehenden Produkten - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Aerogelen und Anlage zur Herstellung von Aerogelschichten auf Substraten oder aus Aerogelen bestehenden Produkten

Info

Publication number
DE19834265A1
DE19834265A1 DE19834265A DE19834265A DE19834265A1 DE 19834265 A1 DE19834265 A1 DE 19834265A1 DE 19834265 A DE19834265 A DE 19834265A DE 19834265 A DE19834265 A DE 19834265A DE 19834265 A1 DE19834265 A1 DE 19834265A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
solvent
module
temperature
butanol
gelling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19834265A
Other languages
English (en)
Inventor
Thomas Gesner
Stefan E Schulz
Thoralf Winkler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE19834265A priority Critical patent/DE19834265A1/de
Priority to JP2000562303A priority patent/JP4458674B2/ja
Priority to DE59901318T priority patent/DE59901318D1/de
Priority to US09/762,003 priority patent/US6656527B1/en
Priority to PCT/EP1999/005538 priority patent/WO2000006491A1/de
Priority to EP99938392A priority patent/EP1113988B1/de
Priority to KR1020017001301A priority patent/KR100607214B1/ko
Priority to AU52905/99A priority patent/AU5290599A/en
Publication of DE19834265A1 publication Critical patent/DE19834265A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/113—Silicon oxides; Hydrates thereof
    • C01B33/12—Silica; Hydrates thereof, e.g. lepidoic silicic acid
    • C01B33/14—Colloidal silica, e.g. dispersions, gels, sols
    • C01B33/157—After-treatment of gels
    • C01B33/158—Purification; Drying; Dehydrating
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
    • H01L21/02123—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon
    • H01L21/02126—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon the material containing Si, O, and at least one of H, N, C, F, or other non-metal elements, e.g. SiOC, SiOC:H or SiONC
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/113—Silicon oxides; Hydrates thereof
    • C01B33/12—Silica; Hydrates thereof, e.g. lepidoic silicic acid
    • C01B33/14—Colloidal silica, e.g. dispersions, gels, sols
    • C01B33/157—After-treatment of gels
    • C01B33/158—Purification; Drying; Dehydrating
    • C01B33/1585—Dehydration into aerogels
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02203—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates the layer being porous
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02205—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates the layer being characterised by the precursor material for deposition
    • H01L21/02208—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates the layer being characterised by the precursor material for deposition the precursor containing a compound comprising Si
    • H01L21/02214—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates the layer being characterised by the precursor material for deposition the precursor containing a compound comprising Si the compound comprising silicon and oxygen
    • H01L21/02216—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates the layer being characterised by the precursor material for deposition the precursor containing a compound comprising Si the compound comprising silicon and oxygen the compound being a molecule comprising at least one silicon-oxygen bond and the compound having hydrogen or an organic group attached to the silicon or oxygen, e.g. a siloxane
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
    • H01L21/02282—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process liquid deposition, e.g. spin-coating, sol-gel techniques, spray coating
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/314—Inorganic layers
    • H01L21/316—Inorganic layers composed of oxides or glassy oxides or oxide based glass
    • H01L21/31695—Deposition of porous oxides or porous glassy oxides or oxide based porous glass

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)
  • Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
  • Colloid Chemistry (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Aerogelen und eine zugehörige Anlage zur Herstellung von Aerogelschichten auf Substraten oder aus Aerogelen bestehenden Produkten. Die Herstellung der Aerogele erfolgt aus durch Hydrolyse und Polykondensation bei gleichzeitiger Vergelung erzeugten anorganischen und organischen Hydrogelen unter Anwendung mindestens eines Katalysators und nachfolgender Trocknung des erzeugten Hydrogels. Erfindungsgemäß wird ein Precursor hergestellt aus DOLLAR A - mindestens einer Ausgangssubstanz in Form von Metallalkoxiden, Boraten, Aluminaten, Silicaten, Kieselsäureester oder Kombinationen dieser Materialien, DOLLAR A - einem bei 0 bis 90 DEG C sublimierendem Lösungsmittel und DOLLAR A - Wasser DOLLAR A hergestellt. Die Trocknung des Hydrogels erfolgt durch Sublimierung des Lösungsmittels, vorzugsweise bei Raumtemperatur. Die Anlage besteht aus einem Mischmodul (1) zur Herstellung des Precursors, einem Abscheidemodul (2) zur Erzeugung der Aerogelschicht oder dem Einbringen der Mischung in eine Form, einem Vergelungsmodul (3), in dem die vollständige Vergelung und Alterung des Hydrogels erfolgt, einem Trocknungsmodul (4) in dem Sublimierung des Lösungsmittels erfolgt und bedarfsweise einem Nachbehandlungsmodul (5).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Aerogelen und eine zugehörige Anlage zur Herstellung von Aerogelschichten auf Substraten oder aus Aerogelen bestehenden Produkten nach den Oberbegriffen des 1. und 11. Patentanspruchs. Aerogele sind hochporöse Materialien aus Silizium- oder Metalloxiden, die sich durch besonders niedrige Dichten von 70 bis 300 Kilogramm pro Kubikmeter bei extrem hohen inneren Oberflächen von bis zu 1000 Quadratmeter pro Gramm auszeichnen (s. DE 39 24 244 A1). Sie werden durch Hydrolyse und Polykondensation eines z. B. Metalloxides hergestellt, was in der Literatur als Sol-Gel- Prozeß bezeichnet wird (siehe C. J. Brinkner, G. W. Scherer: Sol-Gel-Science, Academie Press Inc., San Diego, 1990). Allgemein können Aerogele als "Gel mit Luft als Dispersionsmittel" (WO 96/2290042) bezeichnet werden.
Ein bekanntes Verfahren zur Herstellung von SiO2 - Aerogel wird in "S. S. Kistler: J. Phys. Chem., 36 (1932), S. 52-64" beschrieben. Dabei wird als Precursor Wasserglas und Säure eingesetzt (HCl; H2SO4). Das Auswaschen der Alkaliionen erfolgt mit Wasser und die Substitution des Wassers durch Alkohol zum Beispiel Ethanol oder Methanol. Anschließend erfolgt im Autoklaven die Trocknung bei einem Druck von größer 71 bar und einer Temperatur von größerer 100 Grad Celsius. Es wird weiterhin vorgesehen, den Alkohol durch CO2 zu ersetzten und anschließend eine überkritische Trocknung im Autoklaven bei einem Druck von größer 71 bar und einer Temperatur von größer 31 Grad Celsius durchzuführen. Dieses Verfahren ist sehr teuer, denn es benötigt in jedem Fall einen Hochdruckprozeß (Druck größer 71 bar). Der zu verwendende Autoklav ist in der Großchemie bekannt, jedoch nicht für Werkstücke mit einer größeren Kantenlänge als 5 bis 6 cm verwendbar. Desweiteren werden für dieses Verfahren erheblich Arbeitsschutzmaßnahmen benötigt. Die verwendeten Ausgangsstoffe (Wasserglas) können außerdem nicht in der Mikroelektronik verwendet werden. Es ist weiterhin bekannt Aerogel durch Gefrier­ trocknung herzustellen (WO 90/20623). Es erfolgt eine Unterkühlung des Gels bis das Lösungsmittel in festen Zustand ist. Dies erfordert Temperaturen sehr viel kleiner als Null, zum Beispiel bei Verwendung von Ethanol bis Minus 132°C und bei Methanol von minus 97,7 Grad Celsius erreicht werden. Anschließend erfolgt eine Sublimation.
Nachteilig ist die Unterkühlung des Gels, bis das Lösungsmittel fest ist, da dies nur sehr aufwendig möglich ist.
Nach EP 0 171 722 A2 ist ein Verfahren zu Herstellung von Aerogel durch Trocknung von anorganischen und organischen Hydrogelen bekannt, bei welchem das Gel aus CO2 getrocknet wird. Dabei wird das wässrige Medium des Gels vorzugsweise bei Raumtemperatur durch mit Wasser mischbare Ketone oder Alkohole oder Methanol ausgetauscht, z. B. in einer Durchflußapparatur. Dies kann bei Raumtemperatur oder höheren Temperaturen bis 100 Grad Celsius gegebenenfalls unter Druck geschehen. Der Austausch wird so lange durchgeführt, bis der Wassergehalt der organischen Phase unterhalb von 0,2 Prozent vorzugsweise, unterhalb von 0,1 Prozent liegt. Anschließend wird in einer Durchfluß- Druckapparatur die organische Phase durch flüssiges CO2 ausgetauscht.
Nachteilig ist der erhöhte Aufwand beim Austausch des Wassers durch flüssiges CO2 und die anschließende Trocknung im Autoklaven. Nachteilig bei den bekannten Verfahren ist weiterhin, daß durch thermische Beanspruchung des Gels dessen Netzwerkstruktur beschädigt werden kann. Es ist derzeitig ebenfalls nicht möglich, Endprodukte beliebiger Größe herzustellen.
Ein Verfahren zur Herstellung von Aerogelen, die auch in der Mikroelektronik Anwendung finden sollen, wird in EP 0 775 669 A2 beschrieben. Es wird ein Precursor aus TEOS, Wasser und Multisolvent (Lösungsmittelgemisch aus einem Polyol und Ethanol) eingesetzt. Nach der Spin-On Abscheidung des Gels auf dem Wafer erfolgt die Verdampfung des Ethanols. Durch Zugabe des Katalysators aus der Gasphase erfolgt die Vergelung, die Entstehung eines nassen SiO2-Netzwerkes und die anschließende Trocknung des Gels durch die Verdampfung des Polyols. Durch die Reaktion zwischen Glycerol und TEOS ist die Lager- und Transportzeit des Precursors stark eingeschränkt. Die Zugabe des Katalysators aus der Gasphase führt zu einem vertikalen Diffussionsgradienten in der Aerogelschicht, wodurch es zu inhomogenen Schichteigenschaften in vertikaler Richtung kommen kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein einfaches und kostengünstiges Verfahren zur Herstellung von Aerogelen mit homogenen Eigenschaften und eine zugehörige Anlage zur Herstellung von Aerogelschichten auf Substraten oder aus Aerogelen bestehenden Produkten zu entwickeln, mit dem eine minimale Beanspruchung des Gels erfolgt und welches eine beliebige Abmessung des Endproduktes ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des 1. und 11. Patentanspruches gelöst.
Das Verfahren zur Herstellung der Aerogele erfolgt bekannter Weise aus durch Hydrolyse und Polykondensation bei gleichzeitiger Vergelung erzeugten anorganischen und organischen Hydrogelen unter Anwendung mindestens eines Katalysators, sowie durch nachfolgende Trocknung des Hydrogels.
Erfindungsgemäß wird erstmalig ein Precursor aus
  • - mindestens einer Ausgangssubstanz in Form von Metallalkoxiden, Boraten, Aluminaten, Silicaten, Kieselsäureester oder Kombinationen dieser Materialien
  • - einem bei 0 bis 90°C sublimierendem Lösungsmittel und
  • - Wasser
hergestellt.
Als Lösungsmittel finden dabei vorzugsweise einwertige Alkohole Anwendung. Nach der Herstellung des Precursors erfolgt die Vergelung und Alterung und anschließend die Trocknung des Hydrogels durch Sublimation des Lösungsmittels. Als besonders günstig hat sich die Anwendung von tertiär-Butanol (t-Butanol) als Lösungsmittel erwiesen, da dies bei einer Temperatur von 10 bis 20°C und einem Druck ≦ 0,05 bar sublimiert und mit diesem auch eine sehr dauerhafte Haltbarkeit des erzeugten Precursors gewährleistet wird.
Das Lösungsmittel muß somit nicht ausgetauscht werden und die Trocknung kann mit einfachen technischen Mitteln erfolgen.
Im Einzelnen werden folgende Verfahrensschritte durchgeführt:
  • - mischen von t-Butanol mit mindestens einer der Ausgangssubstanzen und Wasser,
  • - Zugabe mindestens eines Katalysators zur Beschleunigung der Hydrolyse und der Polykondensation,
  • - Vergelung und Alterung bei einer Temperatur von 30 bis 80°C über 6 Minuten bis 7 Tagen unter einer gesättigten Atmosphäre des im Precursors enthaltenen Lösungsmittels,
  • - Trocknung des Hydrogels bei Raumtemperatur durch Sublimation des Lösungsmittels bei einem Druck ≦ 0,05 bar,
  • - bedarfsweise Nachbehandlung bei einer Temperatur in der Größenordnung von 200-800 Grad Celsius über ca. 0.5-3 Stunden zur vollständigen Entfernung noch vorhandener Wasserrückstände, bei Unterdruck oder bei inerter Gasatmosphäre wobei
  • - vor oder während des Vergelens eine Formgebung entsprechend des zu erzeugenden Endprodukts erfolgt, d. h. Abscheidung einer Schicht auf einem Substrat oder Befüllen einer Form, welche bedarfsweise die Konturen des herzustellenden Endprodukts aufweisen kann.
Die Anlage zur Herstellung von Aerogelschichten auf Substraten oder zur Herstellung von aus Aerogelen bestehenden Produkten besteht bei Anwendung von t-Butanol im Wesentlichen aus folgenden Komponenten:
  • - mindestens ein Mischmodul zum Mischen und Vorvergelen des Precursors,
  • - mindestens ein Abscheidemodul in Form einer hermetisch abschließbaren Prozeßkammer, in dem bei ca. 30°C bis 80°C eine gesättigte Atmosphäre des im Precursors enthaltenen Lösungsmittels herrscht und mit Mitteln, die dazu geeignet sind, die in 1 erzeugte fließ- oder formfähige Mischung
  • - auf das Substrat aufzubringen und/oder
  • - in eine Form einzubringen,
  • - mindestens ein Vergelungsmodul, in dem eine gesättigte Atmosphäre des im Precursors enthaltenen Lösungsmittels (t-Butanol) herrscht, und mit dem eine erste Temperaturstufe von ca. 30°C bis 80°C zur vollständige Vergelung des Hydrogels und eine zweite Temperaturstufe von ca. 10°C bis 20°C zur Verfestigung des sich im Hydrogel befindlichen Lösungsmittels einstellbar ist,
  • - mindestens ein Trocknungsmodul mit einer im Bereich von 10-30°C einstellbaren Temperatur und einem Druck ≦ 0,05 bar, zur Trocknung des Hydrogels durch Sublimierung des t-Butanols, bedarfsweise mindestens ein Nachbehandlungsmodul, mit einer max. einstellbaren Temperatur von 300 bis 800°C sowie mit einem einstellbaren Unterdruck oder inerter Gasatmosphäre zur Entfernung von beispielsweise, eventuellen Wasserrückständen aus dem Aerogel.
Neben der Abkühlung des Lösungsmittels im Vergelungsmodul kann dafür auch ein gesondertes Modul zur Temperatursenkung des Lösungsmittel bis dieses fest ist vorgesehen sein in dem auch eine gesättigte Atmosphäre des Lösungsmittels vorhanden sein muß.
Bei Verwendung anderer Lösungsmittel sind die Temperatur- und Druckverhältnisse der einzelnen Module den Eigenschaften des jeweiligen Lösungsmittel anzupassen. Dabei müssen:
  • - zum Mischen, Abscheiden (Formen) und Vergelen Druck und Temperaturen im Misch-, Abscheide- und Vergelungsmodul so über den Werten des Tripelpunktes des Lösungsmittels liegen, so daß ein flüssiger Agregatzustand vorliegt,
  • - zur Erzielung des festen Agregatzustandes des Lösungsmittels die Temperatur oder Druck und Temperatur im Vergelungsmodul (oder einem separatem Modul) zur Temperaturverringerung so verringert werden, daß das Lösungsmittel fest ist und
  • - zum Sublimieren Druck oder Druck und Temperatur im Trocknungsmodul so verringert werden, daß das Lösungsmittel sofort vom festen in den gasförmigen Zustand übergeht.
Durch die Anwendung von bei Raumtemperatur sublimierendem t-Butanol als Lösungsmittel ist kein Austausch des Lösungsmittels mehr erforderlich. Die thermische Beanspruchung des Gels wird auf ein Minimum beschränkt und es werden homogene Schichteigenschaften erzielt. Die günstigen Prozeßparameter wirken kostensenkend.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1: Blockschaltbild der Anlage
Fig. 2: Prinzipdarstellung eines Abscheide- und Vergelungsmoduls
Fig. 3: Schichtdickenverteilung auf Silizumwafern
Fig. 4: Druck-Temperatur-Zustandsdiagramm
Fig. 5: Schaltzeitverbesserung bei Einsatz von Aerogelen im Vergleich zu SiO2 als Intermetalldielektrikum.
Bei der Herstellung der Aerogele haben sich folgende Verfahrensschritte und Bedingungen bei Verwendung von TEOS aus Ausgangssubstanz und t-Butanol als Lösungsmittel als vorteilhaft erwiesen:
  • - Mischen von 21,37 g t-Butanol mit 21,37 ml TEOS bei 30 bis 80°C,
  • - Zugabe von 10,37 ml Wasser bei 30 bis 80°C,
  • - Zugabe eines ersten Katalysators in Form von 0,6 ml NH4OH zur Einstellung eines pH-Wertes < 10 dieser Mischung, wodurch die Hydrolyse beschleunigt wird und bevorzugt abläuft,
  • - die Einstellung eines pH-Wertes < 2,0 durch Zugabe eines zweiten Katalysators in Form von 1,7 ml HCl, wodurch die Polykondensation beschleunigt wird und bevorzugt abläuft,
  • - Vorvergelen bei ca. 30°C über 5 Tage,
  • - Abscheiden bei ca. 30°C mittels Spin-On Technik, zur Erzeugung von Schichten auf Substraten,
  • - Vergelung und Alterung bei 30°C über 5 Tage,
  • - Abkühlung des Hydrogels auf ca. 15°C,
  • - Trocknung des Hydrogels durch Sublimation des t- Butanols bei ca. 15°C und einem Druck 0,05 bar über ca. eine Stunde,
  • - Nachbehandlung bei einer Temperatur in der Größenordnung von 200°C bis 800°C für 0,5 bis 3 Stunden im Unterdruck oder bei inerter Gasatmosphäre.
Mit diesen technologischen Parametern wurden folgende Eigenschaften einer auf einen Siliziumwafer aufgebrachten Schicht erzielt:
  • - relative Dielektrizitätskonstante εr < 1,7,
  • - Innere Fläche Ai 500 m2/g,
  • - Oberflächenrauhigkeit - Rauhtiefe Ra < 8 nm über eine Fläche von (200 µm)2,
  • - Brechungsindex ca. 1,12-1,15.
Die Prozeßzeiten konnten durch die nachfolgenden Parameter weiter verringert werden:
  • - Mischung von 67,4 g t-Butanol mit 34,5 ml TEOS, bei ca. 32°C,
  • - Zumengung von 20,8 ml Wasser, bei ca. 32°C,
  • - Zusetzung eines Katalysators in Form von 0,3 ml einer 40%igen Flußsäure zur Beschleunigung von Hydrolyse und Polykondensation, bei ca. 32 bis 50°C,
  • - Vorvergelen bei ca. 32°C über ca. 90 Minuten,
  • - Abscheiden mittels Spin-On-Technik zur Erzeugung dünner Schichten auf Substraten, bei gleicher Temperatur,
  • - Vergelung und Alterung bei ca. 32°C über ca. 90 Minuten,
  • - Abkühlung auf ca. 15°C,
  • - Trocknung durch Sublimierung des t-Butanols bei ca. 15°C und einem Druck von < 0,05 bar über 0,5 Stunden,
  • - Nachbehandlung bei einer Temperatur in der Größen­ ordnung von 200°C bis 800°C im Unterdruck oder bei inerter Gasatmosphäre.
Mit diesen technologischen Parametern wurden folgende Eigenschaften einer auf einen Siliziumwafer aufgebrachten Schicht erzielt:
  • - Porösität - 66% Luft und 34% Feststoff,
  • - chemische Zusammensetzung Si : O : H = 1 : 2 : 0.28
  • - Porengröße < 10 nm,
  • - Schichtdickenbereich 200 bis 600 nm,
  • - Brechungsindex < 1, 2.
Der mögliche Aufbau einer erfindungsgemäßen Anlage ist in der Fig. 1 als Blockschaltbild dargestellt.
Die Anlage kann aus folgenden Komponenten bestehen:
  • - einer Mischmodul 1
  • - einem Abscheidemodul 2
  • - einem Vergelungsmodul 3,
  • - einer Trocknungsmodul 4,
  • - (optional) einem Nachbehandlungsmodul 5.
Bei Verwendung von t-Butanol als Lösungsmittel und TEOS als Ausgangssubstanz erfolgt im Mischmodul 1 das Mischen und Vorvergelen des Precursors aus t-Butanol, TEOS und Wasser unter Zugabe mindestens eines Katalysators bei einer Temperatur 30-80°C, bei welcher das Lösungsmittel t-Butanol flüssig ist. Diese hier erzeugte Mischung wird dem Abscheidemodul 2 zugeführt, z. B. Über ein Dispensersystem wird die vorvergelte Mischung aufgetragen.
In dem Abscheidemodul 2 in Form einer hermetisch abschließbaren Prozeßkammer sind beispielsweise für das Aufbringen einer Schicht auf einen Wafer ein drehbarer Waferchuck zur Aufnahme des Wafers und eine Vorrichtung zum Aufbringen der vorvergelten Mischung auf den Wafer angeordnet. Das Auftragen erfolgt mittels Spin-On-Technik. Es herrscht bei 30-80°C eine gesättigte t-Butanol- Atmosphäre. Der Waferchuck sollte eine im Bereich bis 5000 U-1 einstellbare Drehzahl mit einer hohen Drehzahlkonstanz aufweisen. Vorteilhaft haben sich Drehzahlen im Bereich von 1000 bis 1500 U-1 erwiesen. Der Innenraum des Abscheidemoduls 2 sollte flußsäurebeständig sein. Zur Erzeugung der Atmosphäre des im Precursors enthaltenen Lösungsmittels weist das Abscheidemodul 2 einen Lösungsmittelverdampfer 9 (s. Fig. 2) oder ein Lösungsmittelreservoir auf. Eine weitere nicht dargestellte Ausführungsvariante besteht in der Zuführung des gasförmigen Lösungsmittels über eine vorzugsweise beheizte Leitung.
Im Vergelungsmodul 3, in dem ebenfalls eine gesättigte t- Butanol-Atmosphäre bei einer Temperatur von zuerst 30-80°C herrscht, erfolgt die vollständige Vergelung. Durch Absenken der Temperatur auf 10-20°C wird das Lösungsmittel t-Butanol in den festen Aggregatzustand überführt. Auch der Innenraum des Vergelungsmoduls 3 sollte flußsäurebeständig sein.
Die Trocknung durch Sublimierung des t-Butanols bei Raumtemperatur erfolgt in der Trocknungsmodul 4. Sie weist eine im Bereich von 10-30°C einstellbare Temperatur und einen Druck ≦ 0,05 bar auf.
Es wird bedarfsweise ein Nachbehandlungsmodul vorgesehen, in dem eine Temperatur von 200 bis 500°C bei Vakuum oder Inertgasatmosphäre einstellbar ist, und in welchem noch vorhandenes Wasser entfernt wird.
Neben dieser getrennten Ausführung aller Module ist es auch möglich, Module zusammenzufassen. So kann beispielsweise gem. Fig. 2 das Abscheide- und Vergelungsmodul 2, 3 nicht räumlich voneinander getrennt sondern als ein Modul ausgebildet sein, in dem sowohl die Abscheidung als auch die vollständige Vergelung und Abkühlung erfolgt. Das Mischmodul 1 ist über dieser Einheit aus Abscheide- und Vergelungsmodul 2, 3 angeordnet. In dessen Innenraum befindet sich der Waferchuck 6 mit dem Wafer 7 und über diesem die Vorrichtung 8 zum Aufbringen der Schicht auf den Wafer 7. Da gleiche Temperaturen und Atmosphären beim Abscheiden und Vergelen einzuhalten sind kann diese Zusammenlegung vorteilhaft sein. Im Modul 2, 3 befindet sich weiterhin im Bodenbereich ein Lösungsmittelverdampfer 9 zur Realisierung eines Durchlaufbetriebes sind sich gegenüberliegend zur Beschickung und Entnahme des Wafers Türen 10.1 und 10.2 vorgesehen.
Es ist weiterhin gem. einer nicht dargestellten Variante möglich, auch das Trocknungsmodul mit in das Abscheide- und Vergelungsmodul zu integrieren. Diese Einheit muß dann auch dazu geeignet sein, die für die Trocknung erforderlichen Parameter einzustellen, d. h. den Druck auf ≦ 0,05 bar zu senken. Es ist weiterhin möglich, die Abkühlung des Hydrogels nicht im Abscheidemodul sondern in einem seperaten Abkühlungsmodul durchzuführen, in dem die Atmosphäre des im Precursor enthaltenen Lösungsmittels herrscht und die Temperatur soweit gesenkt werden kann, bis das Lösungsmittel fest ist. Wird aus diesem Abkühlungsmodul bei dieser Temperatur die Lösungmittelatmosphäre entfernt und ein Unterdruck erzeugt, bei welchem das Lösungsmittel sublimiert, kann darin auch das Trocknen und Altern des Hydrogels erfolgen.
Die Schichtdickenverteilung (Schichtdicke in nm) von drei Aerogelschichten auf 100 mm Siliziumwafern, gemessen an 5 Positionen, zeigt Fig. 3. Aus diesem Diagramm ist deutlich zu entnehmen, daß eine sehr homogene Aerogelschichtdicke bei der Verwendung von l-Butanol und TEOS unter Einhaltung der vorgenannt beschriebenen Prozeßparameter erzielt wird.
Ein Druck-Temperatur-Zustandsdiagramm ist in Fig. 4 dargestellt. Es sind die Zustandsänderungen eingezeichnet, die das Lösungsmittel, z. B. t-Butanol während des gesamten Herstellungsprozesses vollführt, für t-Butanol liegt dabei der Tripelpunkt bei einem Druck pt = 0,053 bar und einer Temperatur Tt = 24,96°C. Beim Mischen befindet sich das t- Butanol bei ca. 30 bis 80°C in einem flüssigen Aggregatzustand. Nach der vollständigen Vergelung wird die Temperatur auf 10-20°C verringert und das t-Butanol dadurch in den festen Aggregatzustand überführt. Durch Verringerung des Druckes auf ≦ 0,05 bar erfolgt die Sublimierung des t- Butanols (Übergang aus dem festen in den gasförmigen Aggregatzustand). Neben t-Butanol können auch andere Lösungsmittel eingesetzt werden, die gleiche oder ähnliche Eigenschaften aufweisen. Die Lage des Tripelpunktes kann dabei auch von den vorgenannt angegebenen Werten abweichen, d. h. höher oder niedriger liegen. Wichtig ist dabei jedoch, immer, daß der flüssige Aggregatzustand, die Erstarrung und Sublimierung durch Verringerung des Druckes im Temperaturbereich von 0 bis 90°C erfolgen. Da t-Butanol die Eigenschaft aufweist, in etwa bei Raumtemperatur und einem Druck ≦ 0,05 bar zu Sublimieren und bei Temperaturen die nur wenig darüber liegen bereits flüssig wird, ist dessen Verwendung besonders vorteilhaft, da die Prozeßkosten im Vergleich zu herkömmlichen Herstellungsverfahren wesentlich reduziert werden können.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, auf Wafern erstmalig homogene Aerogelschichten aufzubringen. Insbesondere durch die Anwendung von aus TEOS hergestellten Siliziumoxid-Aerogelschichten auf Siliziumwafern ergeben sich die nachfolgend aufgeführten wesentlichen Vorteile im Vergleich zu herkömmlichen Dielektrika aus SiO2, hergestellt mittels chemischer Gasphasenabscheidung oder Dielektrika auf Polymerbasis.
  • - niedrige relative Dielektrizitätskonstante (εr ≦ 2)
  • - Verringerung unerwünschter parasitärer Kapazitäten in Metallisierungssystemen integrierter Schaltkreise
  • - Verringerung des Übersprechens (cross talk) dicht benachbarter Leitbahnen
  • - Verringerung der Signallaufzeiten
  • - Temperaturbeständigkeit bis 700°C.
Ein Diagramm der prozentualen Schaltzeitverbesserung bei Einsatz von Siliziumoxid-Aerogelen als Intermetall­ dielektrikum in Aluminiummetallisierungen integrierter Schaltkreise ist im Vergleich zu SiO2 ist in Fig. 5 dargestellt. Dabei wurden folgende Randbedingungen angesetzt:
  • - relative Dielektrizitätskonstante des Aerogels 1,7; des SiO2 3,9;
  • - spezifischer Widerstand Aluminium 3,7 µΩcm,
  • - Designwerte 0,18 µm (CMOS-Technologie),
  • - Treiberwiderstand 50Ω,
  • - Lastkapazität 5fF.
Aufgrund der Eigenschaften der Aerogele können diese in vielfältigen Anwendungsgebieten eingesetzt werden, in denen Stoffe mit großen inneren Oberflächen von Vorteil sind. Diese sind z. B.
  • - Gassensoren,
  • - Speicherung von Katalysatoren (z. B. für Mikroreaktoren),
  • - Wärmeisolationen,
  • - Hintergrundbeleuchtung für LCD-Bildschirme,
  • - Beschichtung großer Flächen z. B. Glasflächen, für die Herstellung von Wärmeschutzgläsern.
Insbesondere die Anwendung von Aerogelen in den beiden letztgenannten Einsatzfällen wird erstmalig durch die Erfindung möglich, da mit dieser auch große Flächen mit homogenen Aerogelschichten versehen werden können.
Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß durch das erfindungsgemäße Verfahren und die Anlage die Möglichkeiten zur Herstellung flächen- bzw. volumenmäßig großer Schichten und Produkte aus Aerogelen revolutioniert werden.

Claims (18)

1. Verfahren zur Herstellung von Aerogelen aus durch Hydrolyse und Polykondensation bei gleichzeitiger Vergelung erzeugten anorganischen und organischen Hydrogelen unter Anwendung mindestens eines Katalysators und nachfolgender Trocknung des erzeugten Gels, dadurch gekennzeichnet, daß ein Precursor aus
  • 1. mindestens einer Ausgangssubstanz in Form von Metallalkoxiden, Boraten, Aluminaten, Silicaten, Kieselsäureester oder Kombinationen dieser Materialien,
  • 2. einem bei 0 bis 90°C sublimierendem Lösungsmittel und
  • 3. Wasser
hergestellt wird und daß die Trocknung des Gels durch Sublimierung des Lösungsmittels erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als sublimierende Lösungsmittel einwertige Alkohole Anwendung finden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein bei Temperaturen von 10 bis 30°C sublimierendes Lösungsmittel Anwendung findet.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche von 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein bei Raumtemperatur von 10 bis 20°C und einem Druck von ≦ 0,05 bar sublimierendes Lösungsmittel in Form von tertiär-Butanol (t-Butanol) eingesetzt wird, welches sich bei atmosphärischem Luftdruck und einer Temperatur < 25°C im flüssigen Aggregatzustand befindet.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche von 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß folgende Verfahrensschritte erfolgen:
  • 1. Herstellen des Precursors durch Mischen des sich im flüssigen Aggregatzustand befindlichen Lösungs­ mittels mit mindestens einer der Ausgangssubstanzen und Wasser bei einer Temperatur von 10 bis 90°C,
  • 2. Zugabe mindestens eines Katalysators zur Beschleunigung der Hydrolyse und der Polykonden­ sation,
  • 3. Vergelen und Altern bei einer Temperatur im Bereich von 10 bis 90°C, bei welcher sich das Lösungsmittel im flüssigen Aggregatzustand befindet, über 6 Minuten bis 7 Tage unter einer gesättigten Atmosphäre des im Precursor verwendeten Lösungsmittels, bis die Vergelung abgeschlossen ist,
  • 4. bedarfsweise Unterbrechung der Vergelung zum Zwecke der Formgebung,
  • 5. Abkühlung auf eine Temperatur im Bereich von 0 bis 90°C, bei welcher das Lösungsmittel in den festen Aggregatzustand übergeht.
  • 6. Trocknung des Gels bei einer Temperatur, die unterhalb der Tripelpunkttemperatur (Tp) liegt, und einem Druck, welcher die Sublimierung des Lösungsmittels gewährleisten,
  • 7. bedarfsweise Nachbehandlung bei einer Temperatur von 200 bis 800°C über 0,5 bis 3 Stunden zur vollständigen Entfernung noch vorhandener Wasserrück­ stände, im Unterdruck oder bei inerter Gasatmosphäre.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche von 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von t-Butanol als Lösungsmittel
  • 1. das Mischen, Vergelen und Altern bei einer Temperatur von 30 bis 80°C erfolgt, bei welcher sich das t- Butanol im flüssigen Aggregatzustand befindet,
  • 2. daß nach vollständiger Vergelung eine Abkühlung auf 10 bis 20°C erfolgt, bei welcher sich das t-Butanol im festen Aggregatzustand befindet,
  • 3. und daß die Trocknung bei 10 bis 20°C und einem Druck von ≦ 0,05 bar erfolgt, bei welchem die Sublimierung des t-Butanols stattfindet.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche von 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß vor oder während des Vergelens eine Formgebung entsprechend des zu erzeugenden Endprodukts erfolgt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche von 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von TEOS als Ausgangssubstanz folgende Verfahrensschritte erfolgen:
  • 1. Mischung von 21,37 g t-Butanol mit 21,37 ml TEOS bei 30 bis 80°C,
  • 2. Zugabe von 10,37 ml Wasser bei 30 bis 80°C,
  • 3. Zugabe eines ersten Katalysators in Form von 0,6 ml NH4OH zur Einstellung eines pH-Wertes < 10 dieser Mischung, wodurch die Hydrolyse beschleunigt wird und bevorzugt abläuft, bei 30 bis 80°C,
  • 4. nachfolgend Einstellung eines pH-Wertes < 2,0 durch Zugabe eines zweiten Katalysators in Form von 1,7 ml HCl, wodurch die Polykondensation beschleunigt wird und bevorzugt abläuft, bei 30 bis 80°C,
  • 5. Vorvergelen bei 30°C über 5 Tage,
  • 6. Abscheiden mittels Spin-On Technik bei 30°C, zur Erzeugung dünner Schichten,
  • 7. Vergelung und Alterung bei 30°C über 5 Tage,
  • 8. Abkühlung auf ca. 15°C,
  • 9. Trocknung des Hydrogels durch Sublimierung des t- Butanols bei ca. 15°C und 0,05 bar über ca. eine Stunde,
  • 10. bedarfsweise Nachbehandlung bei einer Temperatur in der Größenordnung von 200 bis 800°C für 0,5 bis 3 Stunden im Unterdruck oder bei inerter Gasatmosphäre.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche von 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von TEOS als Ausgangssubstanz folgende Verfahrensschritte erfolgen:
  • 1. Mischung von 67,4 g t-Butanol mit 34,5 ml TEOS bei ca. 32°C,
  • 2. Zumengung von 20,8 ml Wasser bei ca. 32°C,
  • 3. Zugabe eines Katalysators in Form von 0,3 ml einer 40%igen Flußsäure zur Beschleunigung von Hydrolyse und Polykondensation, bei ca. 32 bis 50°C,
  • 4. Vorvergelen bei ca. 32°C über ca. 90 Minuten, Abscheiden mittels Spin-On Technik zur Erzeugung dünner Schichten, bei gleicher Temperatur,
  • 5. Vergelung und Alterung bei ca. 32°C über ca. 90 Minuten,
  • 6. Abkühlung auf ca. 15°C,
  • 7. Trocknung durch Sublimimierung des t-Butanols bei ca. 15°C und einem Druck von 0,05 bar über 0,5 Stunden,
  • 8. bedarfsweise Nachbehandlung bei einer Temperatur in der Größenordnung von 200 bis 800°C im Unterdruck oder bei inerter Gasatmosphäre.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche von 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß deionisiertes Wasser Anwendung findet.
11. Anlage zur Herstellung von Aeroglschichten auf Substraten oder aus Aerogelen bestehenden Produkten, dadurch gekennzeichnet, daß
  • 1. mindestens ein Mischmodul (1) zum Mischen und Vorvergelen des Precursors vorgesehen ist, in dem eine Temperatur im Bereich von ca. 10 bis 90°C erzeugt werden kann, bei welcher das Lösungsmittel flüssig ist,
  • 2. mindestens ein Abscheidemodul (2) vorgesehen ist, in dem bei einer Temperatur im Bereich von ca. 10 bis 90°C, bei welcher das Lösungsmittel flüssig ist, eine gesättigte Atmosphäre des im Precursor verwendeten Lösungsmittels herrscht und welches Mittel aufweist, die dazu geeignet sind, die in (1) erzeugte fließ- oder formfähige Mischung
    • 1. als Schicht auf das Substrat aufzubringen und/oder
    • 2. in eine Form einzubringen,
  • 3. mindestens ein die Vergelung beendender Vergelungsmodul (3) vorgesehen ist, in dem eine gesättigte Atmosphäre des im Precursor verwendeten Lösungsmittels herrscht und mit dem eine erste Temperaturstufe von ca. 10 bis 90°C, zur vollständigen Vergelung des Hydrogels und eine zweite Temperaturstufe von ca. 0 bis 90°C zur Verfestigung des sich im Hydrogel befindlichen Lösungsmittels einstellbar ist,
  • 4. mindestens eine Trocknungsmodul (4) vorgesehen ist, mit einer im Bereich von 0 bis 90°C einstellbaren Temperatur und einem die Sublimation des Lösungsmittels gewährleistendem Druck.
12. Anlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel des Abscheidemoduls (2) zum Aufbringen der im Mischmodul (1) erzeugten fließfähigen Mischung auf das Substrat oder in die Form im wesentlichen als Dispensersystem, bestehend aus einer Pumpe und einer Dosiereinrichtung, ausgebildet sind.
13. Anlage nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Abscheidemodul (2) bei Verwendung eines Substrates in Form eines Wafers einen diesen aufnehmenden Waferchuck (6) aufweist.
14. Anlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Waferchuck eine bis 5000 U-1 einstellbare Drehzahl mit einer hohen Drehzahlkonstanz aufweist.
15. Anlage nach einem der Ansprüche von 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum des Abscheidemoduls (2) und/oder des Vergelungsmoduls (3) flußsäure­ beständig ist.
16. Anlage nach einem der Ansprüche von 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Abscheidemodul (2) und das Vergelungsmodul (3) einen Lösungsmittelverdampfer, ein Lösungsmittelreservoir oder eine Zuführung für gasförmigen Lösungsmittel aufweisen.
17. Anlage nach einem der Ansprüche von 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß Abscheidemodul (2) und Vergelungs­ modul (3) oder Vergelungsmodul (3) und Trocknungsmodul (4) oder Abscheidemodul (2), Vergelungsmodul (3) und Trocknungsmodul (4) als ein Modul zusammengefaßt sind, mit dem alle erforderlichen Parameter einstellbar sind.
18. Anlage nach einem der Ansprüche von 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß ihr bedarfsweise ein Nachbe­ handlungsmodul (5) mit einer max. einstellbaren Temperatur von 300 bis 800°C sowie mit einem einstellbaren Unterdruck oder inerter Gasatmosphäre zugeordnet ist.
DE19834265A 1998-07-30 1998-07-30 Verfahren zur Herstellung von Aerogelen und Anlage zur Herstellung von Aerogelschichten auf Substraten oder aus Aerogelen bestehenden Produkten Withdrawn DE19834265A1 (de)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19834265A DE19834265A1 (de) 1998-07-30 1998-07-30 Verfahren zur Herstellung von Aerogelen und Anlage zur Herstellung von Aerogelschichten auf Substraten oder aus Aerogelen bestehenden Produkten
JP2000562303A JP4458674B2 (ja) 1998-07-30 1999-07-30 エアロゲルの製造法と装置
DE59901318T DE59901318D1 (de) 1998-07-30 1999-07-30 Verfahren und anlage zur herstellung von aerogelen
US09/762,003 US6656527B1 (en) 1998-07-30 1999-07-30 Method and device for producing aerogels
PCT/EP1999/005538 WO2000006491A1 (de) 1998-07-30 1999-07-30 Verfahren und anlage zur herstellung von aerogelen
EP99938392A EP1113988B1 (de) 1998-07-30 1999-07-30 Verfahren und anlage zur herstellung von aerogelen
KR1020017001301A KR100607214B1 (ko) 1998-07-30 1999-07-30 에어로겔 제조용 방법 및 장치
AU52905/99A AU5290599A (en) 1998-07-30 1999-07-30 Method and device for producing aerogels

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19834265A DE19834265A1 (de) 1998-07-30 1998-07-30 Verfahren zur Herstellung von Aerogelen und Anlage zur Herstellung von Aerogelschichten auf Substraten oder aus Aerogelen bestehenden Produkten

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE19834265A1 true DE19834265A1 (de) 2000-02-17

Family

ID=7875780

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19834265A Withdrawn DE19834265A1 (de) 1998-07-30 1998-07-30 Verfahren zur Herstellung von Aerogelen und Anlage zur Herstellung von Aerogelschichten auf Substraten oder aus Aerogelen bestehenden Produkten
DE59901318T Expired - Fee Related DE59901318D1 (de) 1998-07-30 1999-07-30 Verfahren und anlage zur herstellung von aerogelen

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE59901318T Expired - Fee Related DE59901318D1 (de) 1998-07-30 1999-07-30 Verfahren und anlage zur herstellung von aerogelen

Country Status (7)

Country Link
US (1) US6656527B1 (de)
EP (1) EP1113988B1 (de)
JP (1) JP4458674B2 (de)
KR (1) KR100607214B1 (de)
AU (1) AU5290599A (de)
DE (2) DE19834265A1 (de)
WO (1) WO2000006491A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020064551A1 (de) 2018-09-27 2020-04-02 Thyssenkrupp Steel Europe Ag Hoch belastbares thermisches isolationsmaterial mit guter umformbarkeit und ausgezeichneter körperschalldämpfung
EP4333177A2 (de) 2022-09-01 2024-03-06 ThyssenKrupp Steel Europe AG Batteriekastendeckel aus thermisch isolierendem stahlsandwichmaterial

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1094506A3 (de) 1999-10-18 2004-03-03 Applied Materials, Inc. Schutzschicht für Filme mit besonders kleiner Dielektrizitätskonstante
WO2001075957A1 (fr) * 2000-04-03 2001-10-11 Ulvac, Inc. Procede de preparation d'un film poreux sog
IT1318617B1 (it) * 2000-07-10 2003-08-27 Novara Technology Srl Processo sol-gel per la produzione di geli secchi di grandidimensioni e vetri derivati.
JP3570515B2 (ja) * 2002-10-15 2004-09-29 セイコーエプソン株式会社 多孔質絶縁膜の形成方法および装置並びにその形成方法を用いて製造した電子デバイス
US9469739B2 (en) 2005-04-07 2016-10-18 Aspen Aerogels, Inc. Microporous polyolefin-based aerogels
US9476123B2 (en) 2005-05-31 2016-10-25 Aspen Aerogels, Inc. Solvent management methods for gel production
US20070014979A1 (en) 2005-07-15 2007-01-18 Aspen Aerogels, Inc. Secured Aerogel Composites and Methods of Manufacture Thereof
JP5250900B2 (ja) * 2005-07-19 2013-07-31 株式会社ダイナックス アルキルシロキサンエアロゲルの製造方法、並びに、アルキルシロキサンエアロゲル、その製造装置およびそれを含むパネルの製造方法
WO2007140293A2 (en) 2006-05-25 2007-12-06 Aspen Aerogels, Inc. Aerogel compositions with enhanced performance
KR100840603B1 (ko) 2007-01-11 2008-06-23 한국생산기술연구원 영구적 소수성을 갖는 에어로겔의 제조 방법 및 이로부터제조된 에어로겔
US8952119B2 (en) 2010-11-18 2015-02-10 Aspen Aerogels, Inc. Organically modified hybrid aerogels
US8906973B2 (en) 2010-11-30 2014-12-09 Aspen Aerogels, Inc. Modified hybrid silica aerogels
US9133280B2 (en) 2011-06-30 2015-09-15 Aspen Aerogels, Inc. Sulfur-containing organic-inorganic hybrid gel compositions and aerogels
US9218989B2 (en) * 2011-09-23 2015-12-22 Raytheon Company Aerogel dielectric layer
SI24001A (sl) 2012-02-10 2013-08-30 Aerogel Card D.O.O. Kriogena naprava za transport in skladiščenje utekočinjenih plinov
US9302247B2 (en) 2012-04-28 2016-04-05 Aspen Aerogels, Inc. Aerogel sorbents
US11053369B2 (en) 2012-08-10 2021-07-06 Aspen Aerogels, Inc. Segmented flexible gel composites and rigid panels manufactured therefrom
AU2014275508B2 (en) 2013-03-08 2017-02-02 Aspen Aerogels, Inc. Aerogel insulation panels and manufacturing thereof
FR3007025B1 (fr) 2013-06-14 2015-06-19 Enersens Materiaux composites isolants comprenant un aerogel inorganique et une mousse de melamine
US9434831B2 (en) 2013-11-04 2016-09-06 Aspen Aerogels, Inc. Benzimidazole based aerogel materials
CN103769016A (zh) * 2013-12-31 2014-05-07 浙江工业大学 一种疏水性SiO2-TiO2复合气凝胶的常压制备方法
US11380953B2 (en) 2014-06-23 2022-07-05 Aspen Aerogels, Inc. Thin aerogel materials
BR112017006480B1 (pt) * 2014-10-03 2022-10-11 Aspen Aerogels, Inc. Compósito em aerogel reforçado e método para preparar um compósito em aerogel reforçado
JP6920580B2 (ja) * 2017-02-28 2021-08-18 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 断熱窓とその製造方法
CN109721755A (zh) * 2017-10-27 2019-05-07 南京纳世新材料有限责任公司 一种制备气凝胶膜材的方法及其反应装置
EP3801868A1 (de) 2018-05-31 2021-04-14 Aspen Aerogels Inc. Glasfaserverstärkte aerogelzusammensetzungen
KR102604537B1 (ko) * 2018-12-14 2023-11-22 주식회사 엘지화학 에어로겔 블랭킷의 제조방법

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3203903A (en) * 1960-06-27 1965-08-31 Shell Oil Co Process for preparing physically strong aerogels
DE4032077A1 (de) * 1989-10-13 1991-04-18 Toyo Engineering Corp Anlage fuer chargenbetrieb
US5190957A (en) * 1989-11-13 1993-03-02 Merrell Dow Pharmaceuticals Inc. Treatment of multi-drug resistant tumors with quinolyl-and isoquinolyloxazole-2-ones
DE4308200A1 (en) * 1992-03-19 1993-09-23 Hitachi Ltd Multistorey arrangement - is used for chemical plant reducing space requirements and maintaining ease of access for maintenance
WO1994026406A1 (de) * 1993-05-18 1994-11-24 Hoechst Aktiengesellschaft Verfahren zur unterkritischen trocknung von aerogelen
WO1995017347A1 (en) * 1993-12-23 1995-06-29 Ppg Industries, Inc. Silica aerogel produced under subcritical conditions
EP0775669A2 (de) * 1995-11-16 1997-05-28 Texas Instruments Incorporated Wenig flüchtiges Lösungsmittel enthaltender Vorläufer für nanoporöses Aerogel
US5674642A (en) * 1995-06-02 1997-10-07 Regents Of The University Of Minnesota High capacity high rate materials

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0497966B1 (de) * 1990-08-23 1997-10-29 THE REGENTS OF THE UNIVERSITY OF CALIFORNIA as represented by Lawrence Livermore National Laboratory Verfahren zur herstellung von metalloxidaerogelen mit dichte weniger als 0,02 g/cm3

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3203903A (en) * 1960-06-27 1965-08-31 Shell Oil Co Process for preparing physically strong aerogels
DE4032077A1 (de) * 1989-10-13 1991-04-18 Toyo Engineering Corp Anlage fuer chargenbetrieb
US5190957A (en) * 1989-11-13 1993-03-02 Merrell Dow Pharmaceuticals Inc. Treatment of multi-drug resistant tumors with quinolyl-and isoquinolyloxazole-2-ones
DE4308200A1 (en) * 1992-03-19 1993-09-23 Hitachi Ltd Multistorey arrangement - is used for chemical plant reducing space requirements and maintaining ease of access for maintenance
WO1994026406A1 (de) * 1993-05-18 1994-11-24 Hoechst Aktiengesellschaft Verfahren zur unterkritischen trocknung von aerogelen
WO1995017347A1 (en) * 1993-12-23 1995-06-29 Ppg Industries, Inc. Silica aerogel produced under subcritical conditions
US5674642A (en) * 1995-06-02 1997-10-07 Regents Of The University Of Minnesota High capacity high rate materials
EP0775669A2 (de) * 1995-11-16 1997-05-28 Texas Instruments Incorporated Wenig flüchtiges Lösungsmittel enthaltender Vorläufer für nanoporöses Aerogel

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP 56-41 821 A. In: Patents Abstracts of Japan, Vol. 5(1981) No. 98(C-60) *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020064551A1 (de) 2018-09-27 2020-04-02 Thyssenkrupp Steel Europe Ag Hoch belastbares thermisches isolationsmaterial mit guter umformbarkeit und ausgezeichneter körperschalldämpfung
EP4333177A2 (de) 2022-09-01 2024-03-06 ThyssenKrupp Steel Europe AG Batteriekastendeckel aus thermisch isolierendem stahlsandwichmaterial
DE102022122137A1 (de) 2022-09-01 2024-03-07 Thyssenkrupp Steel Europe Ag Batteriekastendeckel aus thermisch isolierendem Stahlsandwichmaterial

Also Published As

Publication number Publication date
WO2000006491A1 (de) 2000-02-10
AU5290599A (en) 2000-02-21
KR20010074790A (ko) 2001-08-09
KR100607214B1 (ko) 2006-08-01
JP4458674B2 (ja) 2010-04-28
EP1113988A1 (de) 2001-07-11
DE59901318D1 (de) 2002-05-29
US6656527B1 (en) 2003-12-02
JP2002521302A (ja) 2002-07-16
EP1113988B1 (de) 2002-04-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19834265A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Aerogelen und Anlage zur Herstellung von Aerogelschichten auf Substraten oder aus Aerogelen bestehenden Produkten
EP1789370B1 (de) Beschichtetes bauteil aus quarzglas sowie verfahren zur herstellung des bauteils
EP2069244B1 (de) SiO2-SCHLICKER FÜR DIE HERSTELLUNG VON QUARZGLAS SOWIE VERWENDUNG DES SCHLICKERS
EP3000790B2 (de) Verfahren für die Herstellung von Bauteilen aus synthetischem Quarzglas aus SiO2-Granulat
DE2733354C2 (de) Verfahren zur Herstellung eines Keramikprodukts mit mindestens 80 Vol.-% eines einphasigen Siliciumaluminiumoxynitrids
EP2751302B1 (de) Siliziumnitridhaltige trennschicht hoher härte
EP2878584B1 (de) Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Bauteils aus Quarzglas oder Quarzgut
DE69311184T2 (de) Halbleitervorrichtung samt Herstellungsverfahren
EP2173673B1 (de) Verfahren zur herstellung eines verbundkörpers aus einem basiskörper aus opakem quarzglas und einer dichten versiegelungsschicht
DE69008892T2 (de) Verfahren zur Herstellung von Kieselsäure mit einem niedrigen Silanolgehalt.
DE112004002023B4 (de) Film mit niedrieger Dielektrizitätskonstante und Verfahren zur Herstellung desselben sowie elektronische Komponente mit dem Film
DE10342042A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Si3N4 beschichteten SiO2-Formkörpers
EP3428132B1 (de) Quarzglasbauteil mit hoher thermischer stabilität, halbzeug dafür und verfahren zur herstellung desselben
DE69620587T2 (de) Herstellung eines glasüberzogenen artikels und produkt
EP1516864A2 (de) Verfahren für die Herstellung eines Gussteils aus einem Kompositwerkstoff sowie Gussteil aus keramischen oder glasigem Kompositwerkstoff
EP0775672B1 (de) Verfahren zur Herstellung eines flachen, glasartigen oder keramischen Formkörpers mit strukturierter Oberfläche
EP2145862B1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Quarzglastiegels
EP3173386B1 (de) Verfahren zur herstellung eines verbundkörpers aus hochkieselsäurehaltigem werkstoff
DE10053832A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer SiC-Vorform mit hohem Volumengehalt
EP3106432B1 (de) Verfahren zum herstellen von graphen
WO2007014823A2 (de) SiO2-FORMKÖRPER AUS ZWEI SCHICHTEN, VERFAHREN ZU IHRER HERSTELLUNG UND VERWENDUNG
DE102008062155B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines verfestigten, einsatzbereiten keramischen Sinterkörpers, Sinterkörper und Verwendung einer keramischen Masse
DE112014002622T5 (de) Feingusskern, Verfahren zur Herstellung eines Feingusskerns, und Feingussformwerkzeug
EP2982780B1 (de) Verfahren zur herstellung eines siliziumblocks, zur verfahrensdurchführung geeignete kokille aus quarzglas oder quarzgut sowie verfahren für deren herstellung
DE112020005871T5 (de) Verfahren zur Herstellung von Materialien auf Basis von BSCCO

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8130 Withdrawal