KR100508902B1 - 유기실리케이트 중합체 및 이를 함유하는 절연막 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기계적 특성과 저유전 특성이 우수한 유기실리케이트 중합체에 관한 것으로, 특히 유기용매의 존재하에 또는 벌크 상태에서 실란화합물을 혼합한 후, 촉매 및 물을 가하여 pH 1 내지 6의 범위에서 가수분해 및 축합반응시키는 단계를 포함하는 유기실리케이트 중합체의 제조방법과 이 방법으로 제조되는 유기실리케이트 중합체가 도포되어 경화된 반도체 소자의 저유전 절연막, 및 이를 포함하는 반도체 소자에 관한 것이다.
본 발명에 따라 제조한 유기실리케이트 중합체는 열적 안정성 및 기계적 강도가 우수하여 금속 배선의 상호 간섭 현상을 현저히 저하시킬 수 있는 저유전 배선 층간 절연막으로 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 이를 절연막에 적용하면 얻어지는 막은 절연성이 우수하고, 도막의 균일성, 도막의 내크랙성, 도막의 표면강도가 모두 우수하다.

Description

유기실리케이트 중합체 및 이를 함유하는 절연막 {ORGANIC SILICATE POLYMER AND INSULATION FILM COMPRISING THE SAME}
본 발명은 기계적 특성과 저유전 특성이 우수한 유기실리케이트 중합체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기계적 특성과 저유전 특성이 우수한 유기실리케이트 중합체의 제조방법, 이 방법으로 제조되는 유기실리케이트 중합체가 도포되어 경화된 반도체 소자의 저유전 절연막, 및 이를 포함하는 반도체 소자에 관한 것이다.
최근 반도체 소자의 집적도가 증가하면서 소자 내부를 연결하는 도선의 선폭이 급속하게 줄어들고 있으며, 2003 년경에는 0.1 ㎛의 회로 선폭을 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 저유전 물질의 사용은 반도체 소자의 속도 증가뿐만 아니라, 소비전력을 낮출 수 있고, 금속 배선 사이의 상호 간섭(cross-talk) 현상을 현저히 감소시킬 수 있는 이점이 있다.
그 밖에 저유전 절연막에 요구되는 특성으로는 기계적 강도, 내열성 등을 들 수 있다. 특히, 다층 배선 공정에 있어서는 평탄화를 위해서 CMP 공정이 필수이고, 이때 절연막의 기계적 강도는 매우 중요하다.
저유전 상수를 갖는 유기 고분자는 폴리이미드 수지, 폴리 아릴렌 에테르 수지, 및 아로마틱 하이드로카본 수지 등이 알려져 있다. 이들 유기 고분자들은 대부분 유전상수가 3.2∼2.6으로, 일반적으로 유리 전이 온도가 낮고, SiO2에 비해 기계적 강도가 현저히 떨어지고 선팽창 계수가 높다는 문제점이 있다. 이같이 낮은 열적 안정성과 기계적 강도 및 높은 선팽창 계수를 가지는 유기 고분자는 소자 또는 배선판의 신뢰성을 저하시킬 수가 있다.
최근에는 유기 고분자보다 열적으로 안정한 알콕시실란계 화합물을 이용한 유기실리케이트 중합체 개발이 최근에 진행중이다. 미국특허 제 4,399,266호, 및 일본공개특허공보 제 2001-237240호는 유기 실란을 가수분해, 축합반응시킨 후 경화 공정을 통하여 유기 실리케이트 막을 형성하는 방법에 대하여 개시하고 있다. 상기 방법은 이러한 재료로 메틸 또는 수소 실세스 퀴옥산을 사용하는데, 이같은 폴리실록산 막은 450 ℃에서 열적으로 안정하나, SiO2에 비해 기계적 강도가 떨어진다는 문제점이 있다.
따라서, 저유전성을 유지하면서 열적 안정성이 우수할 뿐만 아니라, 동시에 기계적 강도가 우수한 유기실리케이트에 대한 연구가 더욱 요구되는 실정이다.
상기와 같은 문제점을 해결하고자, 본 발명은 열적 안정성 및 기계적 강도가 우수하여 금속 배선의 상호 간섭 현상을 현저히 저하시킬 수 있는 저유전 배선 층간 절연막으로 사용할 수 있는 저유전 물질을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 열적 안정성 및 기계적 물성이 우수하면서 동시에 저유전 특성이 우수한 유기실리케이트 고분자와 그의 제조방법, 이를 이용하는 반도체 소자의 절연막 형성용 조성물, 이 조성물을 적용한 절연막의 제조방법, 및 이로부터 제조되는 절연막을 포함하는 반도체 소자를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 유기실리케이트 중합체의 제조방법에 있어서,
a) 유기용매 존재하에 또는 벌크상태에서 실란 화합물을 혼합하는 단계; 및
b) 상기 혼합물에 촉매, 및 물을 가하고 pH 1 내지 6의 범위에서 가수분해
및 축합반응시키는 단계
를 포함하는 유기실리케이트 중합체의 제조방법을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 제조방법으로 제조되는 유기실리케이트 중합체가 도포되어 경화된 반도체 소자의 저유전 절연막, 및 이를 포함하는 반도체 소자를 제공한다.
이하에서 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명자들은 열적 안정성이 우수한 동시에 기계적 강도가 우수한 물질에 대하여 연구하던 중, 유기용매에 실란화합물을 혼합한 후, 촉매 및 물을 가하여 pH 1 내지 6의 범위에서 가수분해 및 축합반응시켜 유기실리케이트 중합체를 제조한 결과, 이를 적용한 절연막의 절연성이 우수하고, 도막의 균일성, 도막의 내크랙성, 도막의 표면강도가 우수함을 확인하고, 이를 토대로 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명은 실란화합물을 pH 1 내지 6의 범위에서 가수분해 및 축합하여 유기실리케이트 중합체를 제조하는 방법, 이 조성물을 도포하고 경화하여 제조되는 저유전 절연막, 및 상기 절연막을 포함하는 반도체 소자를 제공하는 것이다.
본 발명은 실란화합물을 유기용매 존재하 또는 벌크 상태에서 물과 촉매를 가하여 pH 1 내지 6의 범위에서 가수분해 및 축중합 반응시키는 방법으로 일정한 분자량의 유기실리케이트 중합체를 얻을 수 있다.
본 발명의 유기실리케이트 중합체 제조에 사용되는 상기 실란화합물는 큰 제한이 없다. 대표적으로는 실리콘, 탄소, 산소, 수소로 구성된 실란화합물을 사용할 수 있으며, 특히 하기 화학식 1, 화학식 2, 및 화학식 3으로 표시되는 실란화합물로부터 1 종 이상 선택되는 실란화합물을 사용하는 것이 바람직하다.
[화학식 1]
상기 화학식 1의 식에서,
R1은 각각 독립적으로 수소, 불소, 아릴, 비닐, 알릴, 또는 치환되지 않거나 불소로 치환된 직쇄 또는 분지쇄상의 탄소수 1 내지 4의 알킬이고,
R2는 각각 독립적으로 아세톡시, 하이드록시, 또는 직쇄 또는 분지쇄상의 탄소수 1 내지 4의 알콕시이고,
x는 0 내지 2의 정수이다.
[화학식 2]
상기 화학식 2의 식에서,
R3 및 R5는 각각 독립적으로 수소, 아릴, 비닐, 알릴, 또는 치환되지 않거나 불소로 치환된 직쇄 또는 분지쇄상의 탄소수 1 내지 4의 알킬이고,
R4 및 R6은 각각 독립적으로 아세톡시, 하이드록시, 또는 직쇄 또는 분지쇄상의 탄소수 1 내지 4의 알콕시이고,
M은 탄소수 1 내지 6의 알킬렌 또는 페닐렌이고,
y, 및 z는 각각 0 내지 2의 정수이다.
[화학식 3]
상기 화학식 3의 식에서,
R7은 각각 독립적으로 수소, 불소, 아릴, 비닐, 알릴, 또는 치환되지 않거나 불소로 치환된 직쇄 또는 분지쇄상의 탄소수 1 내지 4의 알킬이고,
R8은 하이드록시, 또는 직쇄 또는 분지쇄 상의 탄소수 1 내지 4의 알콕시이고,
m, 및 n은 각각 3 내지 10의 정수이다.
본 발명의 유기실리케이트 중합체 제조에 사용되는 상기 화학식 1, 화학식 2, 및 화학식 3으로 표시되는 화합물로부터 1 종 이상 선택되는 실란화합물의 혼합 순서는 특정한 제한이 없으며, 전체 사용량을 처음부터 모두 혼합한 후 가수분해 및 축합반응을 하여도 좋고, 전체 사용량 중 일정량을 먼저 가수분해 및 축합반응시켜 일정 분자량으로 키운 후, 나머지 량을 첨가하여 추가로 반응시켜도 좋다.
본 발명의 유기실리케이트 중합체 제조에 사용되는 상기 유기용매는 산화된 실란화합물, 물, 및 촉매를 적절히 혼합하거나, 또는 상분리 상태에서 가수분해, 축합반응에 지장을 초래하지 않으면 큰 제한은 없다. 그 예로는, n-펜탄, i-펜탄, n-헥산, i-헥산, 2,2,4-트리메틸펜탄, 시클로 헥산, 또는 메틸시클로 헥산 등의 지방족 탄화 수소계 용매; 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 트리메틸 벤젠, 에틸 벤젠, 또는 메틸 에틸 벤젠 등의 방향족 탄화 수소계 용매; 메틸알콜, 에틸알콜, n-프로판올, i-프로판올, n-부탄올, i-부탄올, sec-부탄올, t-부탄올, 4-메틸-2-펜탄올, 시클로 헥사놀, 메틸시클로 헥사놀, 또는 글리세롤 등의 알코올계 용매; 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸-n-프로필케톤, 메틸-n-부틸케톤, 메틸-i-부틸케톤, 디에틸케톤, 시클로헥사논, 메틸시클로헥사논, 또는 아세틸아세톤 등의 케톤계 용매; 테트라하이드로퓨란, 2-메틸 테트라하이드로 퓨란, 에틸에테르, n-프로필에테르, i-프로필에테르, n-부틸에티르, 디글라임, 디옥신, 디메틸디옥신, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜-n-프로필에테르, 에틸렌글리콜 디메틸에테르, 에틸렌글리콜 디에틸에테르, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르, 프로필렌글리콜 모노에틸에테르, 프로필렌글리콜 모노프로필에테르, 프로필렌글리콜 디메틸에테르, 프로필렌글리콜 디에틸에테르, 또는 프로필렌글리콜 디프로필에테르 등의 에테르계 용매; 디에틸카보네이트, 메틸아세테이트, 에틸아세테이트, n-프로필아세테이트, i-프로필아세테이트, n-부틸아세테이트, 에틸락테이트, 에틸렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜 모노에틸아세테이트, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜 모노에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜 모노프로필에테르아세테이트, 에틸렌글리콜 디아세테이트, 또는 프로필렌글리콜 디아세테이트 등의 에스테르계 용매; 또는 N-메틸피롤리돈, 포름아마이드, N-메틸포름아마이드, N-에틸포름아마이드, N,N-디메틸포름아마이드, N,N-디에틸포름아마이드, N-메틸아세트아마이드, N-에틸아세트아마이드, N,N-디메틸아세트아마이드, 또는 N,N-디에틸아세트아마이드 등의 아마이드계 용매 등이 있다.
상기 가수분해 및 축합반응에 사용된 유기용매들은 반응 후 코팅성에 나쁜 영향을 주는 특정 용매, 물, 및 반응 부산물을 모두 또는 일정량 제거한 후 막형성에 사용할 수 있다. 또한 목적에 따라 반응 후 2차 유기용매를 일정량 첨가하여 막형성 유기용매로 사용하거나, 2차 유기용매 첨가 후 특정 유기용매, 물 및 반응 부산물을 제거한 후 막형성에 사용할 수 있다. 상기 유기용매들은 1 종 또는 2 종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명에서는 가수분해, 축합반응을 촉진시키기 위하여 촉매를 사용하는 것이 바람직하다. 가수분해, 축합반응에 사용되는 촉매는 산 촉매, 또는 염기 촉매를 사용할 수 있다. 상기 사용가능한 산촉매로는 큰 제한이 없으며, 예를 들면, 염산, 질산, 황산, 인산, 불산, 포름산, 아세트산, 프로피온산, 부탄산, 펜탄산, 헥산산, 모노클로로아세트산, 디클로로아세트산, 트리클로로아세트산, 트리플로로아세트산, 옥살산, 말론산, 술폰산, 프탈산, 푸마르산, 구연산, 말레산, 올레산, 메틸말론산, 아디프산, p-아미노벤조산, 또는 p-톤루엔술폰산 등이 있다.
본 발명에 사용되는 상기 촉매의 첨가량은 반응 조건에 따라 조절할 수 있으며, 본 발명의 바람직한 pH는 1 내지 12의 범위인 것이며, 기계적 강도의 현저한 증가를 위해서는 1 내지 6의 범위가 더욱 바람직하다.
본 발명에서는 실란화합물의 가수 분해를 위하여 물을 첨가한다. 실란화합물의 가수분해에 사용된 물의 양은 사용된 총 실란화합물의 실리콘 원자 1 몰당 1 몰 이상이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 1 내지 50 몰이며, 가장 바람직하게는 1.5 몰 이상인 것이다. 물이 1 몰 미만으로 첨가될 경우에는 충분히 가수분해 축합 반응이 일어나지 않고, 절연막의 기계적 물성을 저하시키는 문제점이 있다. 또한 물의 첨가 방법은 단속적 또는 연속적으로 첨가가 가능하며, 이때 촉매는 유기 용매 중에 미리 첨가해 있어도 좋고, 물을 첨가할 때 또는 물에 미리 용해 또는 분산시키고 있어도 좋다.
상기 가수분해 및 축합반응시 반응 온도는 0 내지 100 ℃인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 15 내지 80 ℃인 것이다. 이때 얻어지는 가수분해 축합물의 중량 평균 분자량은 폴리스틸렌 환산분자량으로 비교하여 500 이상이며, 절연막에 적용시에는 500 내지 1,000,000인 것이 바람직하다.
본 발명의 조성물의 전 고형분의 농도는 2 내지 60 중량%, 바람직하게는 5 내지 40 중량%가 절연막의 막 두께와 보전 안정성을 고려하여 적당하다. 여기에서 고형분 농도는 상기 유기용매의 종류 및 사용량에 의하여 조절이 가능하다.
본 발명의 절연막 형성용 조성물은 실리콘 웨이퍼, SiO2 웨이퍼, SiN 웨이퍼, 화합물 반도체 등의 기재에 도포함으로서 형성된다. 절연막의 형성 방법은 스핀코트법, 침지법, 롤 코트법, 스프레이법 등을 사용할 수 있으며, 이들의 방법을 사용하여 일정 두께의 막을 형성하는 것이 가능하다. 특히, 반도체 장치의 다층회로 층간 절연막을 제조할 경우에는 스핀 코트법을 사용하는 것이 좋다.
상기 막의 두께는 조성물의 점도와 스핀코우터의 회전 속도를 변화시켜 조절할 수 있으며, 통상적으로 반도체 장치의 다층회로구조의 층간 절연막으로 사용하는 경우에 있어서는 0.1 내지 2 ㎛인 것이 적당하다.
코팅 후에는 건조공정과 소성(경화)공정을 거쳐 3차원 구조의 유기실리케이트 고분자 절연막을 형성하고, 소성공정을 통하여 유기실리케이트 막을 더욱 경화시킬 수 있다. 건조공정은 통상적으로 프리베이크(pre-bake) 공정과 소프트베이크(soft-bake) 공정을 포함하는 것을 의미한다. 프리베이크 공정 중에 사용한 유기 용매를 서서히 증발시키고, 소프트베이크 공정 중에 관능기의 일정량을 가교시킨 다음, 소성공정 중 잔류 관능기를 최종적으로 반응시킨다. 상기 건조는 30 내지 200 ℃의 온도에서, 소성은 200 ℃ 이상의 온도에서 실시하는 것이 좋으며, 특히 소성온도는 200 내지 500 ℃의 온도에서 실시하는 것이 바람직하다.
건조공정과 소성공정은 연속적으로 일정한 속도로 승온시키면서 할 수 있고 또한, 단속적으로 실시할 수도 있다. 단속적으로 실시할 경우, 건조 및 소성 공정을 각각 1 분 내지 5 시간 동안 수행하는 것이 적당하다. 이때 가열방법은 핫플레이트, 오븐, 퍼니스 등을 사용할 수 있고, 가열 분위기는 질소, 아르곤, 헬륨 등과 같은 불활성 기체분위기, 산소함유 기체(예를 들면, 공기 등) 등과 같은 산소 분위기, 또는 진공상태 또는 암모니아 및 수소를 함유하는 기체 분위기 하에서 수행할 수 있다. 상기 가열방법은 건조공정과 소성공정이 모두 같은 가열방법으로 행하여도 좋고, 각각 다른 방법으로 행하는 것도 가능하다.
건조공정과 소성공정을 거친 후 필요에 따라 절연막 내부의 하이드록시기 양을 최소화하기 위하여 표면처리를 할 수 있다. 표면처리 방법은 일반적으로 알려진 헥사메틸디실라잔, 알킬알콕시실란, 또는 알킬아세톡시실란 등과 같은 실릴화 화합물 사용하거나, 또는 수소와 같은 환원 분위기 또는 플루오린 함유 가스 하에서 소성하면 표면처리가 가능하다. 절연막의 실릴화 처리 방법은 실릴화 화합물 또는 용매에 희석한 실릴화 화합물에 침지 또는 스핀 코팅시키거나, 실릴화 화합물의 증기 분위기에서 행하는 것이 가능하고, 실릴화 처리 후, 절연막을 100 내지 400 ℃에 가열하는 것이 바람직하다.
이처럼 하여 얻어지는 막은 절연성이 우수하고, 도막의 균일성, 도막의 내크랙성, 도막의 표면 강도가 모두 우수하기 때문에, LSI, 시스템 LSI, DRAM, SDRAM, RDRAM, D-RDRAM 등의 반도체 소자용 층간 절연막, 반도체 소자 표면 코팅막 등의 보호막, 다층배선 기판의 층간 절연막, 액정표시 소자용의 보호막, 절연 방지막 등의 용도로 사용하기에 좋다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
실시예 1
(유기실리케이트 중합체 제조)
유기용매인 테트라하이드로퓨란(THF) 60 mL에 메틸트리메톡시 실란 30.0 g, 및 테트라메톡시 실란 13.4 g을 넣은 후, 질소하에서 0.01 N 농도의 질산 수용액 37 g을 천천히 첨가하였다. 이를 30 분간 실온에서 반응시킨 후, 온도를 서서히 올려 가열환류시켜 20 시간 동안 반응시켰다. 반응완료 후, 반응 용액을 디에틸에테르 용매로 희석시키고, 물로 pH가 중성이 될 때까지 3∼10 회 정도 씻어주었다. 얻어진 유기층에 남아 있는 물은 황산 마그네슘을 넣어 완전히 제거한 후, 유기층의 용매를 진공오븐에서 완전히 제거하고, 고체상의 생성물을 수득하였다.
실시예 2
유기용매인 테트라하이드로퓨란 60 mL에 메틸트리메톡시 실란 30.0 g, 및 테트라메톡시 실란 13.4 g을 넣은 후, 질소하에서 0.0001 N 농도의 질산 수용액 37 g을 천천히 첨가하였다. 이를 30 분간 실온에서 반응시킨 후, 온도를 서서히 올려 가열환류시켜 밤샘 반응시켰다. 반응완료 후, 반응 용액을 디에틸에테르 용매로 희석시키고, 물로 pH가 중성이 될 때까지 3∼10 회 정도 씻어주었다. 얻어진 유기층에 남아 있는 물은 황산 마그네슘을 넣어 완전히 제거한 후, 유기층의 용매를 진공오븐에서 완전히 제거하고, 고체상의 생성물을 수득하였다.
비교예 1
유기용매인 테트라하이드로퓨란 60 mL에 메틸트리메톡시 실란 30.0 g, 및 테트라메톡시 실란 13.4 g을 넣은 후, 질소하에서 0.3 N 농도의 질산 수용액 37 g을 천천히 첨가하였다. 이를 30 분간 실온에서 반응시킨 후, 온도를 서서히 올려 가열환류시켜 밤샘 반응시켰다. 반응완료 후, 반응 용액을 디에틸에테르 용매로 희석시키고, 물로 pH가 중성이 될 때까지 3∼10 회 정도 씻어주었다. 얻어진 유기층에 남아 있는 물은 황산 마그네슘을 넣어 완전히 제거한 후, 유기층의 용매를 진공오븐에서 완전히 제거하고, 고체상의 생성물을 수득하였다.
비교예 2
유기용매인 테트라하이드로퓨란 60 mL에 메틸트리메톡시 실란 30.0 g, 및 테트라메톡시 실란 13.4 g을 넣은 후, 질소하에서 물 37 g을 천천히 첨가하였다. 이를 30 분간 실온에서 반응시킨 후, 온도를 서서히 올려 가열환류시켜 밤샘 반응시켰다. 반응완료 후, 반응 용액을 디에틸에테르 용매로 희석시키고, 물로 pH가 중성이 될 때까지 3∼10 회 정도 씻어주었다. 얻어진 유기층에 남아 있는 물은 황산 마그네슘을 넣어 완전히 제거한 후, 유기층의 용매를 진공오븐에서 완전히 제거하고, 고체상의 생성물을 수득하였다.
실험예. 절연막의 물성평가
(절연막의 제조)
상기 실시예 1 또는 2, 및 비교예 1 또는 2에서 수득한 유기실리케이트 중합체를 프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트 용매에 녹였다. 이때 고형분의 양은 스핀 코팅 후 필름의 두께가 0.8∼1.0 ㎛가 되도록 조절하였다. 실리콘웨이퍼 위에 스핀 코팅하여 박막을 얻고, 핫 플레이트에 2 분간 건조시킨 후, 질소 분위기하에서 430 ℃의 온도까지 올린 후, 1 시간 동안 경화하여 절연막을 제조하였다.
상기와 같이 제조한 절연막의 기계적 강도와 유전율을 하기와 같은 방법으로 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 비교예 2의 경우, 코팅 용매에 대한 용해도가 나빠 깨끗한 필름을 얻을 수가 없어서 물성을 측정할 수 없었다.
ㄱ) 기계적 물성 - 실리콘 웨이퍼 위에 절연막을 스핀 코팅으로 입히고 경화
한 후, 나노인덴터를 이용하여 측정하였다.
ㄴ) 유전율 - MIS(metal insulator semiconductor) 방식에 의해 실리콘 웨이
퍼 위에 절연막을 스핀 코팅으로 입히고 경화한 후, 절연막 위에 A1을
증착한 다음 1 ㎒에서 측정하였다.
실시예 1 실시예 2 비교예 1 비교예 2
촉매를 녹인 물의 pH 2.1 4.0 0.5 6.9
기계적 강도 (㎬) 10.2 11.8 7.9 -
유전율 2.83 2.88 2.80 -
상기 표 1을 통하여, 본 발명에 따라 제조한 실시예 1 또는 2의 절연막은 비교예의 절연막과 비교하여 유전율이 우수하고, 동시에 기계적 강도가 우수함을 확인할 수 있었다.
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따라 제조한 유기실리케이트 중합체는 유전 특성 및 기계적 강도가 우수하여 금속 배선의 상호 간섭 현상을 현저히 저하시킬 수 있는 저유전 배선 층간 절연막으로 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 이를 절연막에 적용하면 얻어지는 막은 절연성이 우수하고, 도막의 균일성, 도막의 내크랙성, 도막의 표면강도가 모두 우수하다.

Claims (3)

  1. 유기실리케이트 중합체의 제조방법에 있어서,
    a) 유기용매 존재하에 또는 벌크상태에서 실란 화합물을 혼합하는 단계; 및
    b) 상기 혼합물에 질산, 황산, 인산, 불산, 포름산, 아세트산, 프로피온산, 부탄산, 펜탄산, 헥산산, 모노클로로아세트산, 디클로로아세트산, 트리클로로아세트산, 트리플로로아세트산, 옥살산, 말론산, 술폰산, 프탈산, 푸마르산, 구연산, 말레산, 올레산, 메틸말론산, 아디프산, p-아미노벤조산, 또는 p-톤루엔술폰산 중에서 선택되는 산촉매, 및 물을 가하고 pH 1 내지 6의 범위에서 가수분해
    및 축합반응시키는 단계
    를 포함하는 유기실리케이트 중합체의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 실란화합물이 실리콘, 산소, 탄소, 수소로 구성된 실란화합물인 유기실리케이트 중합체의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 실란화합물이 하기 화학식 1, 화학식 2, 및 화학식 3으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것인 유기실리케이트 중합체의 제조방법:
    [화학식 1]
    상기 화학식 1의 식에서,
    R1은 각각 독립적으로 수소, 불소, 아릴, 비닐, 알릴, 또는 치환되지 않거나 불소로 치환된 직쇄 또는 분지쇄상의 탄소수 1 내지 4의 알킬이고,
    R2는 각각 독립적으로 아세톡시, 하이드록시, 또는 직쇄 또는 분지쇄상의 탄소수 1 내지 4의 알콕시이고,
    x는 0 내지 2의 정수이며,
    [화학식 2]
    상기 화학식 2의 식에서,
    R3 및 R5는 각각 독립적으로 수소, 아릴, 비닐, 알릴, 또는 치환되지 않거나 불소로 치환된 직쇄 또는 분지쇄상의 탄소수 1 내지 4의 알킬이고,
    R4 및 R6은 각각 독립적으로 아세톡시, 하이드록시, 또는 직쇄 또는 분지쇄상의 탄소수 1 내지 4의 알콕시이고,
    M은 탄소수 1 내지 6의 알킬렌 또는 페닐렌이고,
    y, 및 z는 각각 0 내지 2의 정수이며,
    [화학식 3]
    상기 화학식 3의 식에서,
    R7은 각각 독립적으로 수소, 불소, 아릴, 비닐, 알릴, 또는 치환되지 않거나 불소로 치환된 직쇄 또는 분지쇄상의 탄소수 1 내지 4의 알킬이고,
    R8은 하이드록시, 또는 직쇄 또는 분지쇄 상의 탄소수 1 내지 4의 알콕시이고,
    m, 및 n은 각각 3 내지 10의 정수이다.
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