JP2009514189A - 低いk誘電性フィルムの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
[(RaXbSiO1.5)m(RcYdSiO)n]
(式中、
a、bは0〜1であり、c、dは1であり、m+nは3以上であり、a+bは1であり、n、mは1以上であり、
Rは水素原子またはアルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、シクロアルキニル、アリールまたはヘテロアリール基であり、それぞれ置換されているかまたは置換されてなく、
Xはオキシ、ヒドロキシル、アルコキシ、カルボキシル、シリル、シリルオキシ、ハロゲン、エポキシ。エステル、フルオロアルキル、イソシアネート、アクリレート、メタクリレート、ニトリル、アミノまたはホスフィン基であり、またはタイプXの少なくとも1つの前記基を有するタイプRの置換基であり、
Yはヒドロキシル、アルコキシまたはタイプO−SiZ1Z2Z3の置換基であり、Z1、Z2およびZ3はフルオロアルキル、アルコキシ、シリルオキシ、エポキシ、エステル、アクリレート、メタクリレートまたはニトリル基であり、またはタイプRの置換基であり、同じかまたは異なり、
タイプRの置換基が同じかまたは異なるだけでなく、タイプXおよびYの置換基もそれぞれ同じかまたは異なり、タイプYの置換基として少なくとも1個のヒドロキシル基を有する)の不完全に縮合した多面体のオリゴマーシルセスキオキサンをフィルムの製造のために使用することからなる。
[(RaXbSiO1.5)m(RcYdSiO)n]
(式中、
a、bは0〜1であり、c、dは1であり、m+nは3以上であり、a+bは1であり、n、mは1以上であり、
Rは水素原子またはアルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、シクロアルキニル、アリールまたはヘテロアリール基であり、それぞれ置換されているかまたは置換されてなく、
Xはオキシ、ヒドロキシル、アルコキシ、カルボキシル、シリル、シリルオキシ、ハロゲン、エポキシ。エステル、フルオロアルキル、イソシアネート、アクリレート、メタクリレート、ニトリル、アミノまたはホスフィン基であり、またはタイプXの少なくとも1つの前記基を有するタイプRの置換基であり、
Yはヒドロキシル、アルコキシまたはタイプO−SiZ1Z2Z3の置換基であり、Z1、Z2およびZ3はフルオロアルキル、アルコキシ、シリルオキシ、エポキシ、エステル、アクリレート、メタクリレートまたはニトリル基であり、またはタイプRの置換基であり、同じかまたは異なり、
タイプRの置換基が同じかまたは異なるだけでなく、タイプXおよびYの置換基もそれぞれ同じかまたは異なり、タイプYの置換基として少なくとも1個のヒドロキシル基を有する)の不完全に縮合した多面体のオリゴマーシルセスキオキサンをフィルムの製造のために使用することにより特徴付けられる。
[(RaSiO1.5)m(RcYdSiO)n]
(式中、
a、c、dは1であり、m+nは3以上であり、n、mは1以上であり、
Rは水素原子またはアルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、シクロアルキニル、アリールまたはヘテロアリール基であり、それぞれ置換されているかまたは置換されてなく、
Yはヒドロキシル、アルコキシまたはタイプO−SiZ1Z2Z3の置換基であり、Z1、Z2およびZ3はフルオロアルキル、アルコキシ、シリルオキシ、エポキシ、エステル、アクリレート、メタクリレートまたはニトリル基であり、またはタイプRの置換基であり、同じかまたは異なり、
タイプRの置換基が同じかまたは異なるだけでなく、タイプYの置換基もそれぞれ同じかまたは異なり、タイプYの置換基として少なくとも1個のヒドロキシル基を有する)の不完全に縮合した多面体のオリゴマーシルセスキオキサンを使用する。
テトラエトキシシランの予備加水分解のために、テトラエトキシシランと水を1:2のモル比で(テトラエトキシシラン50gおよび水8.65g)、pH2で反応させ、前記pHは塩酸の添加により調節する。この反応のために、反応混合物を室温で、透明な溶液が形成されるまで約1日間攪拌する。
不完全に縮合した多面体のオリゴマーシルセスキオキサン20質量%を1−メトキシ−2−プロパノールに溶解する。引き続きヘキサデカン10質量%をこの溶液に添加する。他の工程で工程1からの予備加水分解生成物を室温で不完全に縮合した多面体のオリゴマーシルセスキオキサンの溶液に添加し、テトラエトキシシランと不完全に縮合した多面体のオリゴマーシルセスキオキサンのモル比は2:1である。
工程2からの出発物質混合物それぞれ0.5mlをスピンコーティングにより表面積6.45cm2を有する支持体に1200rpmの速度で2分経過して回転させて堆積する。引き続き被覆した支持体を最初に室温で乾燥し、その後450℃で空気雰囲気で1時間経過して焼成する。
例3.1および3.2により製造した低いk誘電性フィルムは良好な透明性および湿りを示す。例3.3により製造した低いk誘電性フィルムは厚さ550nmを有する。被膜を焼成した後に、層厚さ100〜500nmを有する金電極を物理的蒸着によりその上に堆積する。引き続き精密LCRメーターHP4284Aを使用して室温での周波数の関数としてアドミッタンスを測定する。880kHzの周波数でk値は2.3である。
Claims (12)
- 半導体または電気回路での低いk誘電性フィルムの製造方法において、前記方法は、一般式
[(RaXbSiO1.5)m(RcYdSiO)n]
(式中、
a、bは0〜1であり、c、dは1であり、m+nは3以上であり、a+bは1であり、n、mは1以上であり、
Rは水素原子またはアルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、シクロアルキニル、アリールまたはヘテロアリール基であり、それぞれ置換されているかまたは置換されてなく、
Xはオキシ、ヒドロキシル、アルコキシ、カルボキシル、シリル、シリルオキシ、ハロゲン、エポキシ。エステル、フルオロアルキル、イソシアネート、アクリレート、メタクリレート、ニトリル、アミノまたはホスフィン基であり、またはタイプXの少なくとも1つの前記基を有するタイプRの置換基であり、
Yはヒドロキシル、アルコキシまたはタイプO−SiZ1Z2Z3の置換基であり、Z1、Z2およびZ3はフルオロアルキル、アルコキシ、シリルオキシ、エポキシ、エステル、アクリレート、メタクリレートまたはニトリル基であり、またはタイプRの置換基であり、同じかまたは異なり、
タイプRの置換基が同じかまたは異なるだけでなく、タイプXおよびYの置換基もそれぞれ同じかまたは異なり、タイプYの置換基として少なくとも1個のヒドロキシル基を有する)の不完全に縮合した多面体のオリゴマーシルセスキオキサンをフィルムの製造のために使用することを特徴とする、低いk誘電性フィルムの製造方法。 - 一般式
[(RaSiO1.5)m(RcYdSiO)n]
(式中、
a、c、dは1であり、m+nは3以上であり、n、mは1以上であり、
Rは水素原子またはアルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、シクロアルキニル、アリールまたはヘテロアリール基であり、それぞれ置換されているかまたは置換されてなく、
Yはヒドロキシル、アルコキシまたはタイプO−SiZ1Z2Z3の置換基であり、Z1、Z2およびZ3はフルオロアルキル、アルコキシ、シリルオキシ、エポキシ、エステル、アクリレート、メタクリレートまたはニトリル基であり、またはタイプRの置換基であり、同じかまたは異なり、
タイプRの置換基が同じかまたは異なるだけでなく、タイプYの置換基もそれぞれ同じかまたは異なり、タイプYの置換基として少なくとも1個のヒドロキシル基を有する)の不完全に縮合した多面体のオリゴマーシルセスキオキサンを使用する請求項1記載の方法。 - タイプYの置換基として3個以下のヒドロキシル基を有する不完全に縮合した多面体のオリゴマーシルセスキオキサンを使用する請求項1または2記載の方法。
- 不完全に縮合した多面体のオリゴマーシルセスキオキサンをアルコキシシランと反応させる請求項1から4までのいずれか1項記載の方法。
- 不完全に縮合した多面体のオリゴマーシルセスキオキサンをテトラアルコキシシランと反応させる請求項5記載の方法。
- 不完全に縮合した多面体のオリゴマーシルセスキオキサンと加水分解縮合できる同時反応物質のモル比が1:10〜10:1である請求項1から6までのいずれか1項記載の方法。
- 不完全に縮合した多面体のオリゴマーシルセスキオキサンと加水分解縮合できる同時反応物質のモル比が2:1である請求項7記載の方法。
- 湿式化学被覆法により低いk誘電性フィルムを製造する請求項1から8までのいずれか1項記載の方法。
- スピンコーティングおよび引き続く焼成により低いk誘電性フィルムを製造する請求項9記載の方法。
- 請求項1から10までのいずれか1項記載の方法により製造される低いk誘電性フィルム。
- 880kHzの周波数で測定した2.3以下のk値を有する請求項11記載の低いk誘電性フィルム。
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