KR100419069B1 - 유기실리케이트 중합체 및 이를 함유하는 저유전 절연막 - Google Patents
유기실리케이트 중합체 및 이를 함유하는 저유전 절연막 Download PDFInfo
- Publication number
- KR100419069B1 KR100419069B1 KR10-2001-0035341A KR20010035341A KR100419069B1 KR 100419069 B1 KR100419069 B1 KR 100419069B1 KR 20010035341 A KR20010035341 A KR 20010035341A KR 100419069 B1 KR100419069 B1 KR 100419069B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- formula
- carbon atoms
- straight
- substituted
- unsubstituted
- Prior art date
Links
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 43
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 13
- 238000009413 insulation Methods 0.000 title abstract description 7
- -1 silane compound Chemical class 0.000 claims abstract description 34
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 33
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims abstract description 30
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 27
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 claims abstract description 27
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims abstract description 24
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 claims abstract description 24
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 23
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 22
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims abstract description 19
- 125000003903 2-propenyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])=C([H])[H] 0.000 claims abstract description 18
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims abstract description 18
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 claims abstract description 18
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 claims abstract description 18
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 claims abstract description 13
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 claims abstract 15
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 35
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 claims description 17
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 claims description 17
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 12
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 10
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 claims description 10
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 10
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 7
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 4
- 239000000412 dendrimer Substances 0.000 claims description 4
- 229920000736 dendritic polymer Polymers 0.000 claims description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical group [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 claims description 3
- 239000008119 colloidal silica Substances 0.000 claims description 3
- 150000001282 organosilanes Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 3
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 13
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract description 12
- 239000010408 film Substances 0.000 description 62
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 15
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 13
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 13
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 8
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000006482 condensation reaction Methods 0.000 description 7
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 description 6
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Malonic acid Chemical compound OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- RWRDLPDLKQPQOW-UHFFFAOYSA-N Pyrrolidine Chemical compound C1CCNC1 RWRDLPDLKQPQOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N Triethylamine Chemical compound CCN(CC)CC ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000013522 chelant Substances 0.000 description 3
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 238000005227 gel permeation chromatography Methods 0.000 description 3
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- BFXIKLCIZHOAAZ-UHFFFAOYSA-N methyltrimethoxysilane Chemical compound CO[Si](C)(OC)OC BFXIKLCIZHOAAZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 3
- 239000012044 organic layer Substances 0.000 description 3
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 3
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- FYGHSUNMUKGBRK-UHFFFAOYSA-N 1,2,3-trimethylbenzene Chemical compound CC1=CC=CC(C)=C1C FYGHSUNMUKGBRK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AFABGHUZZDYHJO-UHFFFAOYSA-N 2-Methylpentane Chemical compound CCCC(C)C AFABGHUZZDYHJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N Dimethoxyethane Chemical compound COCCOC XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YNQLUTRBYVCPMQ-UHFFFAOYSA-N Ethylbenzene Chemical compound CCC1=CC=CC=C1 YNQLUTRBYVCPMQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZHNUHDYFZUAESO-UHFFFAOYSA-N Formamide Chemical compound NC=O ZHNUHDYFZUAESO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-N Fumaric acid Chemical compound OC(=O)\C=C\C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-N 0.000 description 2
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ATHHXGZTWNVVOU-UHFFFAOYSA-N N-methylformamide Chemical compound CNC=O ATHHXGZTWNVVOU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N Pentane Chemical compound CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GLUUGHFHXGJENI-UHFFFAOYSA-N Piperazine Chemical compound C1CNCCN1 GLUUGHFHXGJENI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical compound C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DKGAVHZHDRPRBM-UHFFFAOYSA-N Tert-Butanol Chemical compound CC(C)(C)O DKGAVHZHDRPRBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 239000003377 acid catalyst Substances 0.000 description 2
- 150000001338 aliphatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- BTANRVKWQNVYAZ-UHFFFAOYSA-N butan-2-ol Chemical compound CCC(C)O BTANRVKWQNVYAZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N diethanolamine Chemical compound OCCNCCO ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229940043237 diethanolamine Drugs 0.000 description 2
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N dimethylselenoniopropionate Natural products CCC(O)=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 2
- LZCLXQDLBQLTDK-UHFFFAOYSA-N ethyl 2-hydroxypropanoate Chemical compound CCOC(=O)C(C)O LZCLXQDLBQLTDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLLIQLLCWZCATF-UHFFFAOYSA-N ethylene glycol monomethyl ether acetate Natural products COCCOC(C)=O XLLIQLLCWZCATF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 2
- FFUAGWLWBBFQJT-UHFFFAOYSA-N hexamethyldisilazane Chemical compound C[Si](C)(C)N[Si](C)(C)C FFUAGWLWBBFQJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 2
- UAEPNZWRGJTJPN-UHFFFAOYSA-N methylcyclohexane Chemical compound CC1CCCCC1 UAEPNZWRGJTJPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000655 nuclear magnetic resonance spectrum Methods 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 150000004756 silanes Chemical class 0.000 description 2
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 2
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N trans-butenedioic acid Natural products OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GETQZCLCWQTVFV-UHFFFAOYSA-N trimethylamine Chemical compound CN(C)C GETQZCLCWQTVFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LZDKZFUFMNSQCJ-UHFFFAOYSA-N 1,2-diethoxyethane Chemical compound CCOCCOCC LZDKZFUFMNSQCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LEEANUDEDHYDTG-UHFFFAOYSA-N 1,2-dimethoxypropane Chemical compound COCC(C)OC LEEANUDEDHYDTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HYFLWBNQFMXCPA-UHFFFAOYSA-N 1-ethyl-2-methylbenzene Chemical compound CCC1=CC=CC=C1C HYFLWBNQFMXCPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ARXJGSRGQADJSQ-UHFFFAOYSA-N 1-methoxypropan-2-ol Chemical compound COCC(C)O ARXJGSRGQADJSQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HGUFODBRKLSHSI-UHFFFAOYSA-N 2,3,7,8-tetrachloro-dibenzo-p-dioxin Chemical compound O1C2=CC(Cl)=C(Cl)C=C2OC2=C1C=C(Cl)C(Cl)=C2 HGUFODBRKLSHSI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XWERKWVETTXNQX-UHFFFAOYSA-N 2,3-dimethyl-1,4-dioxine Chemical compound CC1=C(C)OC=CO1 XWERKWVETTXNQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XNWFRZJHXBZDAG-UHFFFAOYSA-N 2-METHOXYETHANOL Chemical compound COCCO XNWFRZJHXBZDAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LBLYYCQCTBFVLH-UHFFFAOYSA-N 2-Methylbenzenesulfonic acid Chemical compound CC1=CC=CC=C1S(O)(=O)=O LBLYYCQCTBFVLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JTXMVXSTHSMVQF-UHFFFAOYSA-N 2-acetyloxyethyl acetate Chemical compound CC(=O)OCCOC(C)=O JTXMVXSTHSMVQF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JWUJQDFVADABEY-UHFFFAOYSA-N 2-methyltetrahydrofuran Chemical compound CC1CCCO1 JWUJQDFVADABEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WADSJYLPJPTMLN-UHFFFAOYSA-N 3-(cycloundecen-1-yl)-1,2-diazacycloundec-2-ene Chemical compound C1CCCCCCCCC=C1C1=NNCCCCCCCC1 WADSJYLPJPTMLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MQWCXKGKQLNYQG-UHFFFAOYSA-N 4-methylcyclohexan-1-ol Chemical compound CC1CCC(O)CC1 MQWCXKGKQLNYQG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N C60 fullerene Chemical compound C12=C3C(C4=C56)=C7C8=C5C5=C9C%10=C6C6=C4C1=C1C4=C6C6=C%10C%10=C9C9=C%11C5=C8C5=C8C7=C3C3=C7C2=C1C1=C2C4=C6C4=C%10C6=C9C9=C%11C5=C5C8=C3C3=C7C1=C1C2=C4C6=C2C9=C5C3=C12 XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N Cyclohexane Chemical compound C1CCCCC1 XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N Diethyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OCC OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZAFNJMIOTHYJRJ-UHFFFAOYSA-N Diisopropyl ether Chemical compound CC(C)OC(C)C ZAFNJMIOTHYJRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NHTMVDHEPJAVLT-UHFFFAOYSA-N Isooctane Chemical compound CC(C)CC(C)(C)C NHTMVDHEPJAVLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NTIZESTWPVYFNL-UHFFFAOYSA-N Methyl isobutyl ketone Chemical compound CC(C)CC(C)=O NTIZESTWPVYFNL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UIHCLUNTQKBZGK-UHFFFAOYSA-N Methyl isobutyl ketone Natural products CCC(C)C(C)=O UIHCLUNTQKBZGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylacetamide Chemical compound CN(C)C(C)=O FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M Propionate Chemical compound CCC([O-])=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N Triethanolamine Chemical compound OCCN(CCO)CCO GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N acetic acid trimethyl ester Natural products COC(C)=O KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000005456 alcohol based solvent Substances 0.000 description 1
- QQQCWVDPMPFUGF-ZDUSSCGKSA-N alpinetin Chemical compound C1([C@H]2OC=3C=C(O)C=C(C=3C(=O)C2)OC)=CC=CC=C1 QQQCWVDPMPFUGF-ZDUSSCGKSA-N 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000008064 anhydrides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- SRSXLGNVWSONIS-UHFFFAOYSA-N benzenesulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)C1=CC=CC=C1 SRSXLGNVWSONIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940092714 benzenesulfonic acid Drugs 0.000 description 1
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- OEYIOHPDSNJKLS-UHFFFAOYSA-N choline Chemical compound C[N+](C)(C)CCO OEYIOHPDSNJKLS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960001231 choline Drugs 0.000 description 1
- 239000007859 condensation product Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- HPXRVTGHNJAIIH-UHFFFAOYSA-N cyclohexanol Chemical compound OC1CCCCC1 HPXRVTGHNJAIIH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SBZXBUIDTXKZTM-UHFFFAOYSA-N diglyme Chemical compound COCCOCCOC SBZXBUIDTXKZTM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 239000003759 ester based solvent Substances 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- NKSJNEHGWDZZQF-UHFFFAOYSA-N ethenyl(trimethoxy)silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)C=C NKSJNEHGWDZZQF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004210 ether based solvent Substances 0.000 description 1
- 229940116333 ethyl lactate Drugs 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229910003472 fullerene Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001530 fumaric acid Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 229920000592 inorganic polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- QWTDNUCVQCZILF-UHFFFAOYSA-N iso-pentane Natural products CCC(C)C QWTDNUCVQCZILF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZXEKIIBDNHEJCQ-UHFFFAOYSA-N isobutanol Chemical compound CC(C)CO ZXEKIIBDNHEJCQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IQPQWNKOIGAROB-UHFFFAOYSA-N isocyanate group Chemical group [N-]=C=O IQPQWNKOIGAROB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZFSLODLOARCGLH-UHFFFAOYSA-N isocyanuric acid Chemical compound OC1=NC(O)=NC(O)=N1 ZFSLODLOARCGLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N maleic acid Chemical compound OC(=O)\C=C/C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N 0.000 description 1
- 239000011976 maleic acid Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- GYNNXHKOJHMOHS-UHFFFAOYSA-N methyl-cycloheptane Natural products CC1CCCCCC1 GYNNXHKOJHMOHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AJFDBNQQDYLMJN-UHFFFAOYSA-N n,n-diethylacetamide Chemical compound CCN(CC)C(C)=O AJFDBNQQDYLMJN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KERBAAIBDHEFDD-UHFFFAOYSA-N n-ethylformamide Chemical compound CCNC=O KERBAAIBDHEFDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- BCCOBQSFUDVTJQ-UHFFFAOYSA-N octafluorocyclobutane Chemical compound FC1(F)C(F)(F)C(F)(F)C1(F)F BCCOBQSFUDVTJQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019407 octafluorocyclobutane Nutrition 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 150000002902 organometallic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 1
- 238000012858 packaging process Methods 0.000 description 1
- HAMKTYUJQJZOMY-UHFFFAOYSA-N piperidine;1h-pyrrole Chemical compound C=1C=CNC=1.C1CCNCC1 HAMKTYUJQJZOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000412 polyarylene Polymers 0.000 description 1
- 238000012643 polycondensation polymerization Methods 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 239000009719 polyimide resin Substances 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 235000019260 propionic acid Nutrition 0.000 description 1
- LLHKCFNBLRBOGN-UHFFFAOYSA-N propylene glycol methyl ether acetate Chemical compound COCC(C)OC(C)=O LLHKCFNBLRBOGN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N pyridine Natural products COC1=CC=CN=C1 UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IUVKMZGDUIUOCP-BTNSXGMBSA-N quinbolone Chemical compound O([C@H]1CC[C@H]2[C@H]3[C@@H]([C@]4(C=CC(=O)C=C4CC3)C)CC[C@@]21C)C1=CCCC1 IUVKMZGDUIUOCP-BTNSXGMBSA-N 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000006884 silylation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 150000003457 sulfones Chemical group 0.000 description 1
- 150000003462 sulfoxides Chemical group 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LFQCEHFDDXELDD-UHFFFAOYSA-N tetramethyl orthosilicate Chemical compound CO[Si](OC)(OC)OC LFQCEHFDDXELDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003568 thioethers Chemical group 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- LFRDHGNFBLIJIY-UHFFFAOYSA-N trimethoxy(prop-2-enyl)silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CC=C LFRDHGNFBLIJIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G77/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
- C08G77/02—Polysilicates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G77/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
- C08G77/04—Polysiloxanes
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
- Silicon Polymers (AREA)
Abstract
본 발명은 열적으로 안정한 동시에 성막성이 양호하고, 기계적 특성과 유전 특성이 우수한 저유전 유기실리케이트 중합체에 관한 것으로, a) 1 종 이상의 하기 화학식 1로 표시되는 유기 실란 올리고머; 및 b) 1 종 이상의 하기 화학식 2로 표시되는 실란 화합물의 가수분해 축합물인 유기실리케이트 중합체, 및 이의 제조방법과 이를 이용하는 반도체 소자의 절연막 형성용 조성물, 및 이를 적용한 절연막, 및 그의 제조방법을 제공한다.
[화학식 1]
상기 화학식 1의 식에서, R1은 수소, 아릴, 비닐, 알릴, 또는 치환되지 않거나 불소로 치환된 직쇄 또는 분지쇄상의 탄소수 1 내지 4의 알킬이고, R2는이고, n, 및 m은 각각 0 내지 10의 정수이고, 상기 R2의 R3는 수소, 아릴, 비닐, 알릴 또는 치환되지 않거나 불소로 치환된 직쇄 또는 분지쇄상의 탄소수 1 내지 4의 알킬이고, R4는 염소, 아세톡시, 하이드록시 또는 치환되지 않거나 불소로 치환된 직쇄 또는 분지쇄상의 탄소수 1 내지 4의 알콕시이고, p는 0 내지 2의 정수이고, a는 1 내지 6의 정수이며,
[화학식 2]
상기 화학식 2의 식에서, R5는 수소, 아릴, 비닐, 알릴, 또는 치환되지 않거나 불소로 치환된 직쇄 또는 분지쇄상의 탄소수 1 내지 4의 알킬이고, R6은 염소, 아세톡시, 하이드록시, 또는 직쇄 또는 분지쇄상의 탄소수 1 내지 4의 알콕시이고, q는 0 내지 3의 정수이다.
본 발명의 유기실리케이트 중합체는 이를 절연막에 적용하면 얻어지는 막은 절연성이 우수하고, 도막의 균일성, 도막의 기계적 물성이 모두 우수하다.
Description
본 발명은 유기실리케이트 중합체에 관한 것으로, 특히 열적으로 안정한 동시에 성막성이 양호하고, 기계적 특성과 유전 특성이 우수한 저유전 유기실리케이트 중합체, 및 이의 제조방법과 이를 이용하는 반도체 소자의 절연막 형성용 조성물, 및 이를 적용한 절연막, 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
최근 반도체 소자의 집적도가 증가하면서 소자 내부를 연결하는 도선의 선폭이 급속하게 줄어들고 있으며, 2003년경에는 0.1 ㎛의 회로 선 폭을 이용한 고밀도의 소자가 개발될 것으로 예상된다. 일반적으로 반도체 소자의 속도는 트랜지스터의 스위칭 속도와 시그널(signal)의 전달 속도에 비례하고, 시그널의 전달 속도는 배선물질의 저항과 층간 절연막의 정전용량의 곱으로 표시되는 RC 지연(delay)에 의하여 결정된다. 반도체 소자의 집적도가 높아지면 소자내부를 연결하는 금속선간의 폭이 좁아지고, 굵기는 가늘어짐과 동시에 길이는 기하급수적으로 증가하여, 고밀도 칩상의 속도는 스위칭 속도보다는 고밀도 칩상의, RC 지연에 의하여 결정된다. 따라서 고속의 칩을 제조하기 위해서는 저항이 작은 도체와 유전율이 낮은 절연물질을 사용하여야 한다. 또한 저 유전 물질의 사용은 반도체 소자의 속도 증가 뿐만 아니라, 소비전력을 낮출 수 있고, 금속 배선 간의 상호 간섭(cross-talk) 현상을 현저히 감소시킬 수 있는 이점이 있다.
최근 IBM에서 종래의 알루미늄 배선을 사용하지 않고, 전기 전도도가 높은 구리 배선을 사용하여 30 % 이상의 성능 향상을 보인 반도체 시제품을 출시한 바 있다. 반면에 저유전 물질을 적용한 반도체 소자는 적절한 소재 개발의 미비로 아직 시제품이 출시되어 있지 않은 상태이다.
종래의 IC, LSI 등의 반도체 소자의 층간 절연 재료는 유전상수가 4.0인 SiO2가 대부분이며, 저유전 물질로 플로린이 도핑된 실리케이트(F-SiO2)가 일부 소자에 적용되고 있다. 그러나 F-SiO2의 경우 플로린의 함량이 6 % 이상일 경우 열적으로 불안정한 상태가 되어 이 방법으로는 유전상수를 3.5 이하로 낮추기 어려운 문제점이 있다. 최근에 이러한 문제점을 해결하기 위하여 극성이 낮고 열적으로 안정한 여러 가지 유기 및 무기 고분자들이 제시되고 있다.
저유전 상수를 갖는 유기 고분자는 플로린을 함유하거나 또는 함유하지 않은 폴리 이미드 수지, 폴리 아릴렌 에테르 수지, 및 퍼플로로 사이클로 부탄 함유 수지 등이 알려져 있다. 이들 유기 고분자들은 대부분 유전상수가 3.0 이하이지만 일반적으로 유리 전이 온도가 낮아서 고온에서의 탄성률이 현저히 떨어지고 선팽창 계수가 매우 높은 문제점이 있다. 또한 플로린을 함유한 유기 고분자는 이러한 물성들이 더욱 저하된다. 반도체 제조 공정 및 패키징 공정은 공정 중에 200 내지450 ℃의 높은 온도까지 올라갈 수 있다. 그러므로 이와 같이 낮은 열적 안정성과 탄성률 및 높은 선팽창 계수를 가지는 유기 고분자는 소자 또는 배선판의 신뢰성을 저하시킬 수가 있다.
상기에서 설명한 유기 고분자의 열적 안정성 문제를 해결하기 위하여 솔-젤(sol-gel) 공정을 이용한 유기실리케이트 고분자 개발이 최근에 진행중이다. 이 방법은 유기 실란을 가수분해, 축합반응 후 경화 공정을 통하여 유기 실리케이트 막을 형성하는 방법이다. 이러한 방법으로 제조되는 수소 또는 메틸 실세스 퀴옥산은 3.0 이하의 낮은 유전 상수를 갖고 450 ℃에서 열적으로 안정하다. 그러나 상기 유기실리케이트 고분자는 경화 공정 중에 발생하는 수축 응력이 매우 커서 1 ㎛ 이상의 두께에서 크랙이 발생하고, 수소 또는 알킬기 도입으로 인하여 기계적 강도가 현저히 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 고려하여, 반도체 소자의 고속화와 소비 전력량 감소가 가능하며, 금속 배선의 상호 간섭 현상을 현저히 줄일 수 있는 초저유전 배선 층간 절연막으로 사용될 수 있는 저유전 물질을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 성막 특성이 양호하고, 기계적 특성 및 유전 특성이 우수한 실리카계 중합체와 그의 제조방법, 및 이 중합체를 함유하는 절연막, 및 그의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 유기 실리케이트 중합체에 있어서,
a) 1 종 이상의 하기 화학식 1로 표시되는 유기 실란 올리고머; 및
b) 1 종 이상의 하기 화학식 2로 표시되는 실란 화합물
의 가수분해 축합물인 유기실리케이트 중합체를 제공한다:
[화학식 1]
상기 화학식 1의 식에서,
R1은 수소, 아릴, 비닐, 알릴, 또는 치환되지 않거나 불소로 치환된 직쇄 또는 분지쇄상의 탄소수 1 내지 4의 알킬이고,
R2는이고,
n, 및 m은 각각 0 내지 10의 정수이고,
상기 R2의 R3는 수소, 아릴, 비닐, 알릴 또는 치환되지 않거나 불소로 치환된 직쇄 또는 분지쇄상의 탄소수 1 내지 4의 알킬이고,
R4는 염소, 아세톡시, 하이드록시 또는 치환되지 않거나 불소로 치환된 직쇄 또는 분지쇄상의 탄소수 1 내지 4의 알콕시이고,
p는 0 내지 2의 정수이고, a는 1 내지 6의 정수이다.
[화학식 2]
상기 화학식 2의 식에서,
R5는 수소, 아릴, 비닐, 알릴, 또는 치환되지 않거나 불소로 치환된 직쇄 또는 분지쇄상의 탄소수 1 내지 4의 알킬이고,
R6은 염소, 아세톡시, 하이드록시, 또는 직쇄 또는 분지쇄상의 탄소수 1 내지 4의 알콕시이고,
q는 0 내지 3의 정수이다.
또한 본 발명은 유기실리케이트 중합체의 제조방법에 있어서,
a) 유기용매에
ⅰ) 1 종 이상의 상기 화학식 1로 표시되는 유기 실란 올리고머; 및
ⅱ) 1 종 이상의 상기 화학식 2로 표시되는 실란 화합물
을 혼합하는 단계;
b) 상기 혼합물에 촉매, 및 물을 가하고 가수분해 및 축합반응을 시키는
단계
를 포함하는 유기실리케이트 중합체의 제조방법을 제공한다.
또한 본 발명은 반도체 소자의 절연막 형성용 조성물에 있어서,
a) ⅰ) 1 종 이상의 상기 화학식 1로 표시되는 유기 실란 올리고머; 및
ⅱ) 1 종 이상의 상기 화학식 2로 표시되는 실란 화합물
의 가수분해 축합물인 유기실리케이트 중합체; 및
b) 유기 용매
를 포함하는 절연막 형성용 조성물을 제공한다.
상기 절연막 형성용 조성물은
c) 유기 분자, 유기폴리머, 유기 덴드리머, 콜로이드상 실리카, 에어로졸, 지오로졸, 및 계면활성제로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택되는 첨가제를 목적에 맞추어 더욱 포함할 수 있다.
또한 본 발명은 반도체 소자의 절연막의 제조방법에 있어서,
a) ⅰ) ㄱ) 1 종 이상의 하기 화학식 1로 표시되는 유기 실란 올리고머; 및
ㄴ) 1 종 이상의 하기 화학식 2로 표시되는 실란 화합물
의 가수분해 축합물인 유기실리케이트 중합체; 및
ⅱ) 유기 용매
를 포함하는 절연막 형성용 조성물 용액을 제공하는 단계:
b) 상기 a)단계의 용액을 반도체 소자의 기재에 도포하여 절연막을 형성시
키는 단계;
c) 상기 b)단계에서 형성되는 절연막을 건조, 및 소성하는 단계; 및
d) 필요시 상기 절연막을 표면 처리하는 단계
를 포함하는 절연막의 제조방법을 제공한다.
이하에서 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명은 유기 실리케이트 중합체로 화학식 1로 표시되는 유기 실란 올리고머, 및 화학식 2로 표시되는 실란화합물을 일정 비율로 혼합하여 제조되는 가수분해 축합물 및 이의 제조방법, 이를 함유하는 절연막 형성용 조성물 및 이 조성물로 제조되는 공중합 유기실리케이트 고분자 층간 절연막 및 그의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 유기실리케이트 중합체는 절연막에 적용되면 기계적 물성이 우수하고, 도막의 균일성, 및 유전율 특성이 우수하다.
본 발명의 유기실리케이트 중합체의 구성성분인 상기 화학식 1 및 화학식 2의 화합물의 조성 비율에는 큰 제한이 없으나, 화학식 1의 유기실란 올리고머를 전체 조성물에 대하여 5 내지 90 중량%를 사용하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 5 내지 60 중량%이다.
상기 유기실리케이트 중합체를 제조함에 있어서, 상기 화학식 2로 표기된 화합물 중에서 q가 2 또는 3인 화합물을 사용하는 경우에는 총 실란화합물에 대하여 70 중량% 미만, 바람직하게는 40 중량% 미만을 사용하는 것이 바람직하다. 그 이상 사용할 경우에는 막강도의 저하를 가져올 수 있다.
상기 화학식 1 및 화학식 2의 화합물을 포함하는 혼합물은 용매의 존재 하에서 물과 촉매를 첨가하고 가수분해 및 축합 반응을 시켜서 일정한 분자량의 유기 실리케이트 고분자로 얻게되고, 이로부터 절연막 형성용 조성물을 제조한다. 상기 화학식 1 및 화학식 2의 화합물의 혼합 순서에는 특정한 제한이 없으며, 전체 사용량을 처음부터 모두 혼합한 후 가수분해 축합 반응을 하여도 좋고, 화학식 1 및 2 의 화합물을 전체 사용량 중 일정량 먼저 가수 분해 축합 반응시켜 일정 분자량으로 키우고 나머지를 후 첨가하여 더욱 반응시켜도 좋다.
본 발명의 중합 또는 절연막 형성용 조성물에 사용된 용매는, 예를 들면 n-펜탄, i-펜탄, n-헥산, i-헥산, 2,2,4-트리메틸펜탄, 시클로 헥산, 메틸시클로 헥산 등의 지방족 탄화 수소계 용매; 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 트리메틸 벤젠, 에틸 벤젠, 메틸 에틸 벤젠 등의 방향족 탄화 수소계 용매; 메틸알콜, 에틸알콜, n-프로판올, i-프로판올, n-부탄올, i-부탄올, sec-부탄올, t-부탄올, 시클로 헥사놀, 메틸사이클로 헥사놀, 글리세롤 등의 알코올계 용매; 테트라하이드로퓨란, 2-메틸 테트라하이드로 퓨란, 에틸에테르, n-프로필에테르, 이소프로필에테르, 디글라임, 디옥신, 디메틸 디옥신, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜 디메틸에테르, 에틸렌글리콜디에틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜 디메틸 에테르 등의 에테르계 용매; 디에틸카보네이트, 메틸아세테이트, 에틸아세테이트, 에틸락테이트, 에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜디아세테이트 등의 에스테르계 용매; N-메틸피롤리돈, 포름아마이드, N-메틸포름아마이드, N-에틸포름아마이드, N,N-디메틸아세트아마이드, N,N-디에틸아세트아마이드 등의 아마이드계 용매 등이 있다.
가수분해 및 축합반응에 사용된 용매들은 반응 후 모두 제거하여 유기실리케이트 고분자 오일 또는 분말을 얻고, 다시 이 유기실리케이트 고분자를 막 형성용 유기 용매에 녹여 사용하거나, 또는 가수분해 및 축합반응에 사용된 유기 용매 중 코팅성에 나쁜 영향을 주는 특정 용매를 일정량 제거한 후 직접 막형성에 사용할 수 있다. 상기 유기 용매들은 1 종 또는 2 종 이상 혼합하여 사용하는 것이 가능하다.
본 발명에서는 가수 분해 축합반응을 촉진시키기 위하여 촉매를 사용하는 것이 바람직하다. 가수분해 축합반응에 사용되는 촉매는 산 촉매, 염기 촉매, 금속킬레이트화합물 등이 가능하다. 예를 들면, 산촉매는 염산, 질산, 황산, 인산, 포름산, 벤젠술폰산, 톨루엔술폰산, 아세트산, 옥살산, 말론산, 말레산, 푸마르산, 구연산, 프로피온산 등이 가능하고, 염기촉매는 암모니아, 수산화나트륨, 수산화칼슘, 수산화칼륨, 트리메틸아민, 트리에틸아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 디메틸 에틸알콜 아민, 모노메틸 디에탄올 아민디아자비시클로운데센, 피리딘,피롤피페리딘, 콜린, 피롤리딘, 피페라진 등이 가능하다. 금속킬레이트 화합물은 알루미늄, 티탄, 지르코늄, 주석, 탄타륨, 플라티늄 등의 금속으로 이루어진 유기금속 화합물을 들 수 있다. 상기 산, 염기 및 금속킬레이트 화합물은 단독 또는 조합하여 사용할 수 있다. 또한 2 종 이상을 단계적으로 사용하는 것도 가능하다.
이러한 촉매의 첨가량은 사용된 총 실란화합물 1 몰에 대하여 0.0001 내지 1 몰을 사용하고, 바람직하게는 0.5 몰 이하를 사용한다. 촉매의 양이 실란화합물 1 몰당 1 몰 이상일 경우에는 반응 속도가 매우 빨라 분자량 조절이 어렵고, 쉽게 겔이 발생할 우려가 있다.
본 발명에서는 실란화합물의 가수 분해를 위하여 물을 첨가한다. 실란화합물의 가수분해에 적합한 물의 양은 사용된 총 실란화합물의 실리콘 원자 1 몰당 0.1 내지 20 몰이 적당하고, 바람직하기로는 1 내지 10 몰이 적당하다. 물의 첨가 방법은 단속적 또는 연속적으로 첨가가 가능하다. 이때 촉매는 유기 용매 중에 미리 첨가해 있어도 좋고, 수 첨가시 용해 또는 분산시키고 있어도 좋다. 이때 반응 온도는 0 내지 100 ℃에서 반응시키고, 15 내지 80 ℃에서 반응시키는 것이 더욱 바람직하다. 이때 얻어지는 가수분해 축합물의 중량 평균 분자량은 500 내지 1,000,000이고, 바람직하게는 1000 내지 1,000,000 이다.
본 발명에서 얻어지는 막형성용 조성물에는 절연막의 밀도를 더욱 낮추기 위하여 유기분자, 유기폴리머, 덴드리머를 일정량 첨가해도 좋다. 유기물의 종류에는 큰 제한은 없으며, 200 내지 450 ℃에서 열분해가 가능한 물질로, 예를 들면 알리파틱 하이드로 카본, 아로마틱 하이드로카본, 에테르 관능기 분자, 에스테르 관능기 분자, 안하이드라이드 관능기 분자, 카보네이드 관능기 분자, 아크릴 관능기 분자, 사이오 에테르 관능기 분자, 아이소시아네이트 관능기 분자, 아이소 시아누레이트 관능기 분자, 설폰 관능기 분자, 및 설폭사이드 관능기 분자 등으로 구성된 유기분자 또는 고분자 등이 가능하다. 위의 유기분자 또는 유기 고분자는 유기 실리케이트와 반응할 수 있는 알콕시 실란 관능기를 분자 말단 또는 분자내에 함유하여도 좋다. 유기폴리머, 덴드리머는 유기실리케이트 중합체 제조 후 막형성 조성물에 첨가하여 사용하거나 유기실리케이트 중합체 제조시 첨가 할 수 있다.
본 발명에서 얻어지는 막형성용 조성물에는 그 밖의 첨가제로 콜로이드 상태의 실리카, 에어로졸, 지오로졸, 계면활성제 등의 성분을 그 목적에 맞게 일정량 첨가해도 좋다.
본 발명의 조성물의 전 고형분의 농도는 2 내지 60 중량%, 바람직하게는 5 내지 40 중량%가 절연막의 막 두께와 보전 안정성을 고려하여 적당하다. 여기에서고형분 농도는 상기 유기용매의 사용량에 의하여 조절이 가능하다.
본 발명의 절연막 형성용 조성물은 실리콘 웨이퍼, SiO2웨이퍼, SiN 웨이퍼, 화합물 반도체 등의 기재에 도포함으로써 절연막을 형성한다. 절연막의 형성 방법은 스핀코트법, 침지법, 롤 코트법, 스프레이법 등을 사용할 수 있으며, 이들의 방법을 사용하여 일정 두께의 막을 형성하는 것이 가능하다. 그 중에서도 반도체 장치의 다층회로 층간 절연막 제조가 목적일 경우에는 스핀 코트법이 적합하다.
막의 두께는 조성물의 점도와 스핀코터의 회전 속도를 변화시켜 조절할 수 있으며, 통상적으로 반도체 장치의 다층회로구조의 층간 절연막으로 사용하는 경우에 있어서는 0.5 내지 2 ㎛ 이 적당하다.
코팅 후에는 건조공정과 소성(경화)공정을 거쳐 3차원 구조의 유기실리케이트 고분자 절연막을 형성할 수 있다. 통상적으로 건조온도와 소성온도는 각각 30 내지 300 ℃와 300 내지 600 ℃에서 실시하는 것이고, 특히 소성온도는 350 내지 500 ℃에서 실시하는 것이 바람직하다. 소성온도가 600 ℃ 이상인 경우에는 유기실리케이트 고분자의 열정안정성이 떨어지고, 반면에 300 ℃ 이하일 경우에는, 유리실리케이트 고분자의 축중합이 완전히 일어나지 않아, 막의 강도가 저하되고, 잔류관능기의 존재로 인하여 유전 특성이 저하될 가능성이 있다.
건조공정과 소성공정은 연속적으로 일정한 속도로 승온시키면서 할 수 있고 또한, 단속적으로 실시할 수 있다. 단속적으로 실시할 경우, 건조 및 소성 공정을 각각 1 분 내지 5 시간 동안 수행하는 것이 적당하다. 가열방법은 핫플레이트, 오븐, 퍼니스 등을 사용하는 것이 가능하고, 가열분위기는 질소, 아르곤, 헬륨 등과 같은 불활성 기체분위기에서, 산소함유 기체(예를 들면 공기 등) 분위기 같은 산소분위기, 진공상태 또는 암모니아 및 수소를 함유하는 기체 분위기 하에서 수행하는 것이 가능하다. 상기 가열방법은 건조공정과 소성공정이 모두 같은 가열방법으로 실시하여도 좋고, 각각 다른 방법으로 실시하는 것도 가능하다.
건조공정과 소성공정을 거친 후 필요에 따라 절연막 내부의 하이드록시기 양을 최소화하기 위하여 표면처리를 한다. 표면처리 방법은 일반적으로 알려진 헥사메틸디실라잔, 알킬클로로실란, 알킬알콕시실란, 알킬아세톡시실란과 같은 실릴화 화합물 사용하거나 또는 수소와 같은 환원 분위기 또는 플러린 함유 가스하에서 소성하여 표면처리가 가능하다. 절연막의 실릴화 처리 방법은 실릴화 화합물 또는 용매에 희석한 실릴화 화합물에 침지 또는 스핀 코팅시키거나, 실릴화 화합물의 증기 분위기에서 실시하는 것이 가능하고, 실릴화 처리 후, 절연막을 100 내지 400 ℃에 가열하는 것이 바람직하다.
이처럼 하여 얻어지는 막은 절연성이 우수하고, 도막의 균일성, 유전율 특성, 도막의 내크랙성, 도막의 표면 강도가 모두 우수하기 때문에, LSI, 시스템 LSI, DRAM, SDRAM, RDRAM, D-RDRAM 등의 반도체 소자용 층간 절연막, 반도체 소자의 표면 코팅막 등의 보호막, 다층배선 기판의 층간 절연막, 액정표시 소자용의 보호막이나 절연 방지막 등의 용도로 사용하기에 좋다.
이하의 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 단, 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이지 이들만으로 한정하는 것이 아니다.
[실시예]
실시예 1
(유기실리케이트 축합물의 제조)
완전히 건조시킨 반응용기에 비닐 트리메톡시 실란 12.5 g, 및 플라티늄 촉매 50 ㎕를 넣고 실온에서 15 분 동안 먼저 반응시킨 후, 테트라메틸 시클로실란 5.0 ㎖를 넣고 50 ℃의 질소 분위기 하에서 10 시간 동안 반응시켰다. 남아 있는 반응물은 진공 하에서 완전히 제거한 뒤 NMR 스펙트럼을 통해 반응이 완전히 진행되었음을 확인하였다.
다른 용기에 상기 생성물 2.67 ㎖, 메틸트리메톡시 실란 13.8 ㎖, 및 테트라하이드로퓨란 30 ㎖를 넣고 질소 분위기 하에서 물 5.9 ㎖, 및 5.0 M의 하이드로 클로린산 1.0 ㎖을 천천히 첨가하면서 교반시켰다. 이들을 30 분간 실온에서 반응시킨 후, 온도를 60 ℃까지 서서히 올리고 가열환류시켜서 밤새(overnight) 반응시켰다.
반응 후 에테르 용매로 희석하고 물로 pH가 중성이 될 때까지 씻어주었다. 얻어진 유기층의 용매를 진공오븐에서 완전히 제거하여 파우더 상태의 생성물을 얻었다.
(절연막 제조)
상기에서 얻어진 파우더 300 ㎎을 메틸이소부틸 케톤에 녹여 전체 용액이 1.5 g이 되도록 하였다. 얻어진 용액은 필터를 통하여 불순물을 제거한 후 스핀 코팅하여 박막을 얻고, 질소 분위기 하에서 건조 공정 및 경화 공정을 거쳐 절연막을 제조하였다.
실시예 2
(유기실리케이트 축합물의 제조)
완전히 건조시킨 반응용기에 알릴 트리메톡시 실란 14.6 g, 및 플라티늄 촉매 50 ㎕를 넣고 실온에서 15 분 동안 먼저 반응시킨 후, 테트라메틸 시클로실란 5.0 ㎖를 넣고 50 ℃의 질소 분위기 하에서 10 시간 동안 반응시켰다. 남아 있는 반응물은 진공 하에서 완전히 제거한 뒤 NMR 스펙트럼을 통해 반응이 완전히 진행되었음을 확인하였다.
다른 용기에 상기 생성물 2.67 ㎖, 테트라메메톡시 실란 2.5 ㎖, 메틸트리메톡시 실란 11 ㎖, 및 테트라하이드로퓨란 30 ㎖를 넣고 질소분위기 하에서 물 5.9 ㎖, 및 5.0 M의 하이드로 클로린산 1.0 ㎖를 천천히 첨가하면서 교반시켰다. 이들을 30 분간 실온에서 반응시킨 후, 온도를 60 ℃까지 서서히 올리고 가열환류시켜서 밤새(overnight) 반응시켰다.
반응 후 에테르 용매로 희석하고 물로 pH가 중성이 될 때까지 씻어주었다. 얻어진 유기층의 용매를 진공오븐에서 완전히 제거하여 파우더 상태의 생성물을 얻었다.
(절연막 제조)
상기에서 얻어진 파우더는 실시예 1의 방법과 같은 방법으로 건조 및 경화 공정을 거처 절연막을 제조하였다.
비교예 1
15 ㎖의 테트라하이드로퓨란 용매에 메틸트리메톡시 실란 7.5 ㎖와 4.05 ㎖의 증류수를 섞은 후, 질소 하에서 2 N 농도의 하이드로클로린산 0.80 ㎖를 천천히 첨가하면서 교반시켰다.
이들을 30 분간 실온에서 반응시킨 후, 온도를 60 ℃까지 서서히 올리고 가열환류시켜서 밤새(overnight) 반응시켰다.
반응 후 에테르 용매로 희석하고 물로 pH가 중성이 될 때까지 씻어주었다. 얻어진 유기층의 용매를 진공오븐에서 완전히 제거하여서 파우더 상태의 생성물을 얻었다.
(절연막 제조)
상기에서 얻어진 파우더는 실시예 1의 방법과 같은 방법으로 건조 및 경화 공정을 거처 절연막을 제조하였다.
(물성 측정)
상기 실시예 1, 2, 및 비교예 1에서 제조된 유기실리케이트 고분자의 분자량(질량평균 분자량; Mw)은 젤 투과 크로마토그래피법(GPC; Gel Permeation Chromatography)으로 폴리스티렌을 표준으로 하여서 상대 분자량 값을 얻었다.
또한 각각의 박막의 기계적 물성은 2 x 2 인치 Si 웨이퍼(wafer)에 스핀 코팅한 다음, N2 조건 하에 430 ℃에서 1 시간 동안 경화시킨 후 측정하였다.
또한 각각의 도막의 유전특성은 MIM(metal/insulator/semiconductor) 소자를 Si 웨이퍼 위에 제작하고 HP사의 LCR 미터를 이용하여 1 Mhz에서 측정하였다.
또한 각각의 내크랙성 여부는 1 ㎛ 두께의 박막을 제작하여 크랙 발생여부를관찰하였다.
상기 각각의 실험 결과는 하기 표 1에 나타내었다.
| 구 분 | 실시예 1 | 실시예 2 | 비교예 1 |
| 분자량(Mw) | 22000 | 8860 | 10100 |
| 유전상수 | 2.51 | 2.56 | 2.68 |
| 크랙속도(crak velocity) | 2.8e-12 | 3.4e-12 | 8.3e-9 |
상기 표 1에서 알 수 있듯이, 본 발명에 의하여 제조되는 유기실리케이트 고분자로 박막을 제조한 경우 유전 특성이 우수하고, 내크랙성이 향상됨을 알 수 있다.
본 발명의 유기실리케이트 중합체는 이를 절연막에 적용하면 얻어지는 막은 절연성이 우수하고, 도막의 균일성, 유전율 특성, 도막의 기계적 특성이 모두 우수하다.
Claims (14)
- 유기 실리케이트 중합체에 있어서,a) 1 종 이상의 하기 화학식 1로 표시되는 유기 실란 올리고머; 및b) 1 종 이상의 하기 화학식 2로 표시되는 실란 화합물의 가수분해 축합물인 유기실리케이트 중합체:[화학식 1]상기 화학식 1의 식에서,R1은 수소, 아릴, 비닐, 알릴, 또는 치환되지 않거나 불소로 치환된 직쇄 또는 분지쇄상의 탄소수 1 내지 4의 알킬이고,R2는이고,n, 및 m은 각각 0 내지 10의 정수이고,상기 R2의 R3는 수소, 아릴, 비닐, 알릴 또는 치환되지 않거나 불소로 치환된 직쇄 또는 분지쇄상의 탄소수 1 내지 4의 알킬이고,R4는 염소, 아세톡시, 하이드록시 또는 치환되지 않거나 불소로 치환된 직쇄 또는 분지쇄상의 탄소수 1 내지 4의 알콕시이고,p는 0 내지 2의 정수이고, a는 1 내지 6의 정수이며,[화학식 2]상기 화학식 2의 식에서,R5는 수소, 아릴, 비닐, 알릴, 또는 치환되지 않거나 불소로 치환된 직쇄 또는 분지쇄상의 탄소수 1 내지 4의 알킬이고,R6은 염소, 아세톡시, 하이드록시, 또는 직쇄 또는 분지쇄상의 탄소수 1 내지 4의 알콕시이고,q는 0 내지 3의 정수이다.
- 제 1 항에 있어서,상기 화학식 1의 유기 실란 올리고머의 함유량이 5 내지 90 중량%인 유기실리케이트 중합체.
- 제 1 항에 있어서,상기 중합체의 중량 평균 분자량이 500 내지 1,000,000인 유기실리케이트 중합체.
- 유기실리케이트 중합체의 제조방법에 있어서,a) 유기용매에ⅰ) 1 종 이상의 하기 화학식 1로 표시되는 유기 실란 올리고머; 및ⅱ) 1 종 이상의 하기 화학식 2로 표시되는 실란 화합물을 혼합하는 단계;b) 상기 혼합물에 촉매, 및 물을 가하고 가수분해 및 축합반응을 시키는단계를 포함하는 유기실리케이트 중합체의 제조방법:[화학식 1]상기 화학식 1의 식에서,R1은 수소, 아릴, 비닐, 알릴, 또는 치환되지 않거나 불소로 치환된 직쇄 또는 분지쇄상의 탄소수 1 내지 4의 알킬이고,R2는이고,n, 및 m은 각각 0 내지 10의 정수이고,상기 R2의 R3는 수소, 아릴, 비닐, 알릴 또는 치환되지 않거나 불소로 치환된 직쇄 또는 분지쇄상의 탄소수 1 내지 4의 알킬이고,R4는 염소, 아세톡시, 하이드록시 또는 치환되지 않거나 불소로 치환된 직쇄 또는 분지쇄상의 탄소수 1 내지 4의 알콕시이고,p는 0 내지 2의 정수이고, a는 1 내지 6의 정수이며,[화학식 2]상기 화학식 2의 식에서,R5는 수소, 아릴, 비닐, 알릴, 또는 치환되지 않거나 불소로 치환된 직쇄 또는 분지쇄상의 탄소수 1 내지 4의 알킬이고,R6은 염소, 아세톡시, 하이드록시, 또는 직쇄 또는 분지쇄상의 탄소수 1 내지 4의 알콕시이고,q는 0 내지 3의 정수이다.
- 제 4 항에 있어서,상기 a)단계의 혼합물은 화학식 1의 유기 실란 올리고머의 함유량이 5 내지 90 중량%인 유기실리케이트 중합체의 제조방법.
- 제 4 항에 있어서,상기 b)단계의 촉매가 축중합되는 총 실란 화합물 1 몰에 대하여 0.0001 내지 1 몰이 가해지는 유기실리케이트 중합체의 제조방법.
- 제 4 항에 있어서,상기 b)단계의 물이 축중합되는 총 실란 화합물의 실리콘 원자 1 몰에 대하여 0.1 내지 20 몰이 가해지는 유기실리케이트 중합체의 제조방법.
- 반도체 소자의 절연막 형성용 조성물에 있어서,a) ⅰ) 1 종 이상의 하기 화학식 1로 표시되는 유기 실란 올리고머; 및ⅱ) 1 종 이상의 하기 화학식 2로 표시되는 실란 화합물의 가수분해 축합물인 유기실리케이트 중합체; 및b) 유기 용매를 포함하는 절연막 형성용 조성물:[화학식 1]상기 화학식 1의 식에서,R1은 수소, 아릴, 비닐, 알릴, 또는 치환되지 않거나 불소로 치환된 직쇄 또는 분지쇄상의 탄소수 1 내지 4의 알킬이고,R2는이고,n, 및 m은 각각 0 내지 10의 정수이고,상기 R2의 R3는 수소, 아릴, 비닐, 알릴 또는 치환되지 않거나 불소로 치환된 직쇄 또는 분지쇄상의 탄소수 1 내지 4의 알킬이고,R4는 염소, 아세톡시, 하이드록시 또는 치환되지 않거나 불소로 치환된 직쇄또는 분지쇄상의 탄소수 1 내지 4의 알콕시이고,p는 0 내지 2의 정수이고, a는 1 내지 6의 정수이며,[화학식 2]상기 화학식 2의 식에서,R5는 수소, 아릴, 비닐, 알릴, 또는 치환되지 않거나 불소로 치환된 직쇄 또는 분지쇄상의 탄소수 1 내지 4의 알킬이고,R6은 염소, 아세톡시, 하이드록시, 또는 직쇄 또는 분지쇄상의 탄소수 1 내지 4의 알콕시이고,q는 0 내지 3의 정수이다.
- 제 8 항에 있어서,상기 조성물이c) 유기분자, 유기폴리머, 유기덴드리머, 콜로이드상 실리카, 에어로졸, 지오로졸, 및 계면활성제로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택되는 첨가제를 더욱 포함하는 반도체 소자의 절연막 형성용 조성물.
- 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,상기 조성물은 고형분 농도가 2 내지 60 중량%인 반도체 소자의 절연막 형성용 조성물.
- 반도체 소자의 절연막의 제조방법에 있어서,a) ⅰ) ㄱ) 1 종 이상의 하기 화학식 1로 표시되는 유기 실란 올리고머; 및ㄴ) 1 종 이상의 하기 화학식 2로 표시되는 실란 화합물의 가수분해 축합물인 유기실리케이트 중합체; 및ⅱ) 유기 용매를 포함하는 절연막 형성용 조성물 용액을 제공하는 단계:b) 상기 a)단계의 용액을 반도체 소자의 기재에 도포하여 절연막을 형성시키는 단계; 및c) 상기 b)단계에서 형성되는 절연막을 건조, 및 소성하는 단계를 포함하는 절연막의 제조방법:[화학식 1]상기 화학식 1의 식에서,R1은 수소, 아릴, 비닐, 알릴, 또는 치환되지 않거나 불소로 치환된 직쇄 또는 분지쇄상의 탄소수 1 내지 4의 알킬이고,R2는이고,n, 및 m은 각각 0 내지 10의 정수이고,상기 R2의 R3는 수소, 아릴, 비닐, 알릴 또는 치환되지 않거나 불소로 치환된 직쇄 또는 분지쇄상의 탄소수 1 내지 4의 알킬이고,R4는 염소, 아세톡시, 하이드록시 또는 치환되지 않거나 불소로 치환된 직쇄 또는 분지쇄상의 탄소수 1 내지 4의 알콕시이고,p는 0 내지 2의 정수이고, a는 1 내지 6의 정수이며,[화학식 2]상기 화학식 2의 식에서,R5는 수소, 아릴, 비닐, 알릴, 또는 치환되지 않거나 불소로 치환된 직쇄 또는 분지쇄상의 탄소수 1 내지 4의 알킬이고,R6은 염소, 아세톡시, 하이드록시, 또는 직쇄 또는 분지쇄상의 탄소수 1 내지 4의 알콕시이고,q는 0 내지 3의 정수이다.
- 제 11 항에 있어서,상기 b)단계의 건조는 30 내지 300 ℃의 온도에서 실시되고, 소성은 300 내지 600 ℃의 온도에서 실시되는 절연막의 제조방법.
- 제 11 항 기재의 방법으로 제조되는 반도체 소자의 절연막.
- 제 11 항 기재의 방법으로 제조되는 절연막을 포함하는 반도체 소자.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-2001-0035341A KR100419069B1 (ko) | 2001-06-21 | 2001-06-21 | 유기실리케이트 중합체 및 이를 함유하는 저유전 절연막 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-2001-0035341A KR100419069B1 (ko) | 2001-06-21 | 2001-06-21 | 유기실리케이트 중합체 및 이를 함유하는 저유전 절연막 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20020097415A KR20020097415A (ko) | 2002-12-31 |
| KR100419069B1 true KR100419069B1 (ko) | 2004-02-19 |
Family
ID=27710308
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR10-2001-0035341A KR100419069B1 (ko) | 2001-06-21 | 2001-06-21 | 유기실리케이트 중합체 및 이를 함유하는 저유전 절연막 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100419069B1 (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100488347B1 (ko) * | 2002-10-31 | 2005-05-10 | 삼성전자주식회사 | 실록산계 수지 및 이를 이용한 반도체 층간 절연막의형성방법 |
| KR100554327B1 (ko) * | 2001-09-14 | 2006-02-24 | 삼성전자주식회사 | 실록산계 수지 및 이를 이용한 반도체 층간 절연막의 형성방법 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100422916B1 (ko) * | 2001-06-26 | 2004-03-12 | 주식회사 엘지화학 | 유기실리케이트 중합체 및 이를 함유하는 저유전 절연막 |
| KR100450257B1 (ko) * | 2001-10-12 | 2004-09-30 | 주식회사 엘지화학 | 유기실리케이트 중합체 및 이를 함유하는 저유전 절연막 |
| KR100508901B1 (ko) * | 2002-04-18 | 2005-08-17 | 주식회사 엘지화학 | 유기실리케이트 중합체 및 이를 함유하는 절연막 |
| KR100645682B1 (ko) | 2003-04-17 | 2006-11-13 | 주식회사 엘지화학 | 유기실록산 수지 및 이를 이용한 절연막 |
| KR101872684B1 (ko) * | 2014-04-08 | 2018-06-29 | (주)필스톤 | 고방열 및 고내전압 절연코팅제 조성물 및 그의 제조방법 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5294353A (en) * | 1976-02-04 | 1977-08-08 | Kansai Paint Co Ltd | Production of silica-resin composite |
| KR880002916A (ko) * | 1986-08-27 | 1988-05-12 | 마이클 비. 키한 | 가교성 유기실리콘 중합체 및 이의 제법 |
| JPS63304028A (ja) * | 1987-06-03 | 1988-12-12 | Shin Etsu Chem Co Ltd | オルガノポリシロキサンの製造方法 |
| KR930006076A (ko) * | 1991-09-24 | 1993-04-20 | 스티븐 에이치. 마르코위츠 | 유기실리콘 중합체 |
| JPH07286043A (ja) * | 1994-04-15 | 1995-10-31 | Shin Etsu Chem Co Ltd | オルガノポリシロキサンの製造方法 |
| EP0844283A1 (en) * | 1996-11-20 | 1998-05-27 | Japan Synthetic Rubber Co., Ltd. | Curable resin composition and cured products |
| US6068884A (en) * | 1998-04-28 | 2000-05-30 | Silcon Valley Group Thermal Systems, Llc | Method of making low κ dielectric inorganic/organic hybrid films |
| KR20020021864A (ko) * | 2000-09-18 | 2002-03-23 | 노기호 | 유기실리케이트 중합체의 제조방법 |
-
2001
- 2001-06-21 KR KR10-2001-0035341A patent/KR100419069B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5294353A (en) * | 1976-02-04 | 1977-08-08 | Kansai Paint Co Ltd | Production of silica-resin composite |
| KR880002916A (ko) * | 1986-08-27 | 1988-05-12 | 마이클 비. 키한 | 가교성 유기실리콘 중합체 및 이의 제법 |
| JPS63304028A (ja) * | 1987-06-03 | 1988-12-12 | Shin Etsu Chem Co Ltd | オルガノポリシロキサンの製造方法 |
| KR930006076A (ko) * | 1991-09-24 | 1993-04-20 | 스티븐 에이치. 마르코위츠 | 유기실리콘 중합체 |
| JPH07286043A (ja) * | 1994-04-15 | 1995-10-31 | Shin Etsu Chem Co Ltd | オルガノポリシロキサンの製造方法 |
| EP0844283A1 (en) * | 1996-11-20 | 1998-05-27 | Japan Synthetic Rubber Co., Ltd. | Curable resin composition and cured products |
| US6068884A (en) * | 1998-04-28 | 2000-05-30 | Silcon Valley Group Thermal Systems, Llc | Method of making low κ dielectric inorganic/organic hybrid films |
| KR20020021864A (ko) * | 2000-09-18 | 2002-03-23 | 노기호 | 유기실리케이트 중합체의 제조방법 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100554327B1 (ko) * | 2001-09-14 | 2006-02-24 | 삼성전자주식회사 | 실록산계 수지 및 이를 이용한 반도체 층간 절연막의 형성방법 |
| KR100488347B1 (ko) * | 2002-10-31 | 2005-05-10 | 삼성전자주식회사 | 실록산계 수지 및 이를 이용한 반도체 층간 절연막의형성방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20020097415A (ko) | 2002-12-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7238627B2 (en) | Organosilicate polymer and insulating film therefrom | |
| KR100515583B1 (ko) | 유기실리케이트 중합체 및 이를 함유하는 절연막 | |
| JP2004509191A (ja) | 有機シリケート重合体の製造方法 | |
| US7834119B2 (en) | Organic silicate polymer and insulation film comprising the same | |
| KR100645682B1 (ko) | 유기실록산 수지 및 이를 이용한 절연막 | |
| KR100419069B1 (ko) | 유기실리케이트 중합체 및 이를 함유하는 저유전 절연막 | |
| KR100405312B1 (ko) | 유기실리케이트 중합체 및 이를 함유하는 저유전 절연막 | |
| KR100422916B1 (ko) | 유기실리케이트 중합체 및 이를 함유하는 저유전 절연막 | |
| KR100508901B1 (ko) | 유기실리케이트 중합체 및 이를 함유하는 절연막 | |
| KR100508903B1 (ko) | 저유전 절연막 형성용 조성물 및 절연막 제조 방법 | |
| KR100450257B1 (ko) | 유기실리케이트 중합체 및 이를 함유하는 저유전 절연막 | |
| KR100440488B1 (ko) | 반도체의 절연막 형성용 유기실리케이트 고분자 및 이를포함하는 저유전 절연막 | |
| KR100515584B1 (ko) | 유기실리케이트 중합체 및 이를 함유하는 절연막 | |
| KR100508902B1 (ko) | 유기실리케이트 중합체 및 이를 함유하는 절연막 | |
| KR100553203B1 (ko) | 유기실록산 수지 및 이를 함유한 막 | |
| US20040126595A1 (en) | Nanopore forming material for forming insulating film for semiconductors and low dielectric insulating film comprising the same | |
| KR100508900B1 (ko) | 유기실리케이트 중합체 및 이를 함유하는 절연막 | |
| KR100490853B1 (ko) | 반도체의 절연막 형성용 나노 기공 형성 물질 및 이를포함하는 저유전 절연막 | |
| KR20040018710A (ko) | 유기실리케이트 중합체의 제조방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130111 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140103 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150119 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160128 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170202 Year of fee payment: 14 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180116 Year of fee payment: 15 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190116 Year of fee payment: 16 |