KR20020025992A - Ｕｌｓｉ 적용에 사용되는 실록산 중합체로 처리된나노다공성 실리카 - Google Patents

Ｕｌｓｉ 적용에 사용되는 실록산 중합체로 처리된나노다공성 실리카 Download PDF

Info

Publication number
KR20020025992A
KR20020025992A KR1020027002392A KR20027002392A KR20020025992A KR 20020025992 A KR20020025992 A KR 20020025992A KR 1020027002392 A KR1020027002392 A KR 1020027002392A KR 20027002392 A KR20027002392 A KR 20027002392A KR 20020025992 A KR20020025992 A KR 20020025992A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
film
nanoporous silica
dielectric film
silica dielectric
sio
Prior art date
Application number
KR1020027002392A
Other languages
English (en)
Inventor
루러포드니콜
라모스테라사
유뷰정
캐츠산니스론
드라쥐제임스
Original Assignee
크리스 로저 에이치
알라이드시그날 인코포레이티드
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 크리스 로저 에이치, 알라이드시그날 인코포레이티드 filed Critical 크리스 로저 에이치
Publication of KR20020025992A publication Critical patent/KR20020025992A/ko

Links

Classifications

    • 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
    • H01L21/02109—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
    • 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
    • H01L21/02225—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
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02296—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer
    • H01L21/02318—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer post-treatment
    • H01L21/02337—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer post-treatment treatment by exposure to a gas or vapour
    • 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
    • H01L21/02296—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer
    • H01L21/02318—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer post-treatment
    • H01L21/02343—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer post-treatment treatment by exposure to a liquid
    • 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
    • H01L21/02296—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer
    • H01L21/02318—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer post-treatment
    • H01L21/02362—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer post-treatment formation of intermediate layers, e.g. capping layers or diffusion barriers
    • 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
    • H01L21/3105—After-treatment
    • H01L21/31051—Planarisation of the insulating layers
    • 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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S65/00—Glass manufacturing
    • Y10S65/11—Encapsulating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Abstract

표면-코팅된 나노다공성 실리카 유전 필름은 기판상에 나노다공성 실리카 유전코팅을 형성하는 단계 및 형성된 나노다공성 실리카 유전필름을 상기 나노다공성 실리카 유전 코팅에 층을 형성하기에 효과적인 조건하에서 중합체 전구체를 포함하는 코팅 조성물로 코팅하는 단계를 포함하는 방법으로 제조된다.

Description

ＵＬＳＩ 적용에 사용되는 실록산 중합체로 처리된 나노다공성 실리카{Nanoporous Silica Treated With Siloxane Polymers For ULSI Application}
집적회로 형태의 크기가 0.25㎛이하로 근접됨에 따라, RC 지연, 적력 소비 및 신호 누화(signal cross-talk)과 관련된 문제를 해결하기 몹시 어렵게 되어가고 있다. ILD(interlevel dielectirc) 및 IMD(intermetal dielectric)적용에 저유전 상수 물질을 삽입(integration)함으로써 이러한 문제를 해결하는데 도움이 될 것으로 여겨진다.
나노미터-스케일 공극 구조를 통해 공기를 도입한 결과, 유전상수가 1인 유전 상수가 낮은 물질은 비교적 낮은 유전상수("k")로 제조된다. 나노다공성 실리카는 예를들어, 테트라메톡시실란("TMOS") 및/또는 테트라에톡시실란("TEOS")과 같은 유기-치완된 실란을 포함하는 현재 스핀-온-글래스("SOG") 및 화학증착("CDV") 실리카 SiO2에 사용되는 것과 유사한 전구체를 사용함으로 관심의 대상이 되고 있다.
나노다공성 실리카는 또한 공극 크기를 조절할 수 있으며, 따라서 결과물인 필름 물질의 밀도, 물질의 강도 및 유전상수를 조절할 수 있음으로 또한 관심의 대상이 되고 있다. 낮은 k 뿐만아니라, 나노다공성 실리카는 다음과 같은 잇점을 제공한다. 1)900℃에서의 열안정성, 2)실질적으로 작은 공극 크기, (즉, 적어도 집적회로의 초소형 형태보다 크기가 작은), 3) 상기한 바와 같이, 반도체에 광범위하게 사용되는 실리카 및 TEOS와 같은 물질로 제조됨, 4) 광범위한 범위에서 나노실리카의 유전상수를 "미세조절(tune)"함 및 5) 통상의 SOG공정에 사용되는 것과 비슷한 도구를 사용하여 다노 다공성 필름을 침적할 수 있음.
나노다공성 실리카 필름은 여러가지 방법으로 종래 제조되어 왔다. 예를들어, 나노다공성 실리카 필름은 예를들어, 스핀 증착(deposition), 딥-코팅, 분사 증착 및/또는 이들의 결합을 포함하는 통상의 방법으로 집적회로 제조에 적합한 기판, 예를들어 실리콘 웨이퍼에 증착하는 용매와 실리카 전구체로된 혼합물을 사용하여 제조되어 왔다. 기판은 그 표면이 임의로 상승된 라인(lines)을 작으며, 바람직하게는 그 표면에 편입된 혹은 그 표면에 전자원소 및/또는 전자 전도 통로(pathway)를 갖는다. 스핀된 필름(spun film)이 산 또는 염기 촉매 그리고 부가적인 물로 전형적으로 반응이 촉진되어 중합/겔("노화")되며 건조시 많이 수축되지 않도록 필름에 충분한 강도가 부여된다.
상기 제조된 나노다공성 필름의 내부 공극은 어떠한 다음 종류 혹은 이들모두의 결합으로 종결되는 실리콘 원자로 형성된다; 실라놀(SiOH), 실록산(SiOSi), 알콕시(SiOR)(단, R은 이로써 한정하는 것은 아니지만, 메틸, 에틸, 이소프로필 혹은 페닐기이다) 혹은 알킬실란(SiR) (단, R은 상기 정의한 바와 같다.). 나노다공성 실리카의 내부표면이 많은 퍼센트의 실라놀로 피복되는 경우, 내부표면은 친수성이며, 대기중의 물을 상당한 양으로 흡수할 수 있다. 후속공정전에 필름에서 탈기한다 하더라도, 극성 실라놀의 존재는 유전상수 및 유전손실에 약영향을 미친다. 이와 같은 제한을 극복하고 나노다공성 실리카의 내부 공극 표면의 친수성을 감소시키기 위해 종래 사용되던 방법으로는 내부 표면 실라놀과 예를들어, 클로로실란 혹은 디실라잔을 포함하는 표면개질제를 반응시키는 것을 포함한다. 액상 혹은 기상으로 행하여질 수 있는 이러한 반응은 대개 소수성이고 대체되는 실라놀기보다 극성이 적은 (SiO)4-xSiRx(식중 x는 1-3의 정수) 표면을 형성한다.
그러나, 상기한 표면 개질방법은 극성화가 봉쇄되고 후속 공정단계 및 반응물에 의해 너무 쉽게 산화될 수 있는 상기한 트리메틸실릴기 및/또는 유기 및 소수성 부분을 갖는 친수성 실라놀기가 곡극 표면에 실란올을 남긴다. 예를들어, IC기기의 가공은 전형적으로 상기한 부정적인 결과를 나타내는 절연 필름과 접하는 산화 플라즈마를 필요로한다. 다른 이와 같은 산화 가공 공정은 작업 피스상에 SiO2 하드 마스크 필름(hard mask film)을 화학 증기 증착("CVD")하는 것이다. 하드 마스트의 증착도중, 상기 나노다공성 실리카 필름은 산화될 수 있으며 원하는 유전상수 및 다른 전기적 특성이 손실된다.
나노다공성 실리카와 관련된 다른 문제는 기계적 강도가 낮다는 것이다. 이러한 물질의 낮은 질량 밀도는 직접적으로 비-발포(non-foamed) 실리카 필름과 관련된 모듈러스 및 경도와 같은 기계적 특성의 약화를 초래한다. 화학 기계적 평탄화 및 전도성 금속 필름의 증착과 같은 여러가지 IC 가공단계는 나노다공성 실리카 등에 상당한 스트레스(stress)를 가하여, 이로 인하여 나노다공성 실리카 필름내에 발생하는 균열과 같은 기계적 손상이 초래될 수 있다.
보다 강한 나노다공성 실리카 유전 필름을 제공하기 위한 내재되는 문제들은 특정한 화학 조성물에 대하여 적어도 유전상수(굴절율 또는 밀도), 고정된 밀도를 고려하여 이해될 수 있다. 어떠한 고정된 밀도에서, 나노다공성 실리카의 강도는 부착된 표면기 보다 필름 골격내의 대부분을 차치하는 고형분획을 갖도록 함으로써 극대화된다.
따라서, 일견지에 있어서, 구조를 이루는 원소에서 필름 질량을 많게 유지하고 비구조 질량, 예를들어, 나노미터 스케일 공극의 표면을 최소화함으로써 상기 나노다공성 실리카에 대한, 강도와 유전상수(물질의 밀도에 비례) 특성이 균형되도록 할 수 있다.
따라서, 이러한 모든 이유로 인하여, 상기한 이 기술분야에서의 문제점을 최소화하고, 상기한 바람직한 모든 특성을 갖는 집적회로를 생산하기에 적합한 나노다공성 필름을 생산하기 위한 방법 및 조성물이 이 기술분야에서 요구된다.
본 발명은 저유전 상수 나노다공성 실리카 필름 및 집적회로 생산에 사용하기에 적합한 기판에 상기 필름을 형성하는 방법에 관한 것이다.
상기한 문제를 해소하고 다른 개선된 사항을 제공하고자, 본 발명은 종래 얻어지는 것보다 현저하게 원하는 범위의 유전상수를 갖거나, 혹은 같은 유전상수에서 보다 큰 강도를 갖으며, 이와 동시에 상기 종래 방법에서의 결점을 방지되고, 임의로 또한, 개선된 수소성 필름 표면이 제공되는 저유전 상수 나노다공성 실리카 필름의 제조에 효과적인 새로운 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 방법에서 상기와 같은 목적은 중합체 전구체의 부가적인 층, 예를들어, 실리콘-기초 중합체 전구체를 형성된 나노다공성 실리카 유전필름에 적용함으로써 달성된다. 광범위하게, 실록산 타입의 스핀-온-글래스 전구체 혹은 다른 적합한 Si-기초 전구체가 나노다공성 실리카 필름상에 코팅되어 공극 표면을 코팅 및/또는 공극을 부분적으로 채운다.
예를들어, 실록산 타입의 전구체가 사용되는 경우, Si-R 기(예를들어, R은 H 혹은 유기, 예를들어, C1-C4 알킬 혹은 임의의 아릴)를 포함하는 화학식을 갖는다. 대체적으로, 1%정도로 적은 혹은 100%정도로 많은 Si원자가 R기를 갖을 수 있다. 임의로, 상기 스핀-온-글래스 전구체 혹은 다른 적합한 Si-기초 중합체 전구체는 공극 표면에서 실라놀기와 반응하는 반응기(Si-OH 혹은 Si-OEt)를 갖도록 선택된다. 새로운 Si-O-Si 결합이 이 반응결과 형성될 수 있다. 상기 R기는 수수성이며, 따라서 공극은 수소성으로 된다.
중합체 필름의 코팅은 상기한 가공공정, 예를들어, CVD SiO2 필름의 증착에 의해 산화되는 나노다공성 유전 필름을 보호한다. 실리화된 필름 표면에서 적은 비율의 유기부분, 적은 질량이 공극 표면과 관련되며 따라서, 이에 따라 필름 밀도가 감소된다. 그 결과, 필름의 기계적 강도는 보유되면서, 유전상수가 이롭게 감소된다.
따라서, 본 발명은 나노다공성 유전필름 혹은 상기 기판에 코팅을 형성하는 새로운 방법을 제공하는 것이다. 따라서, 본 발명은 기판상에 나노다공성 실리카 유전코팅을 형성하는 단계, 그 후, 형성된 나노다공성 실리카 유전필름을 상기 나노다공성 실리카 유전 코팅에 층을 형성하기에 효과적인 조건하에서 중합체 전구체를 포함하는 코팅 조성물로 코팅하는 단계를 포함하여 제조되는 표면-코팅된 나노다공성 실리카 유전 필름을 제공하는 것이다.
나노다공성 실리카 유전 필름은 이 기술분야에 알려진 어떠한 방법을 포함하는 어떠한 적합한 방법으로 제조될 수 있다. 예를들어, 하부의 나노다공성 유전필름은 예를들어, 알콕시실란, 알킬알콕시실란, 실세스퀴녹산, 하이드로젠실록산, 하이드로유기실록산, 하이드로젠실세스퀴녹산, 아세톡시실란, 할로겐화된 실란 및 이들의 배합을 포함하는 최소 하나의 화합물을 포함하는 스핀-온-글래스 물질로 제조될 수 있다.
코팅 조성물은 어떠한 적합한 중합체 전구체, 예를들어, 저유기 실록산, 고유기 실록산, 하이드리도유기실록산, 폴리(아릴렌 에테르), 플루오르화된 폴리(아릴렌) 에테르, 폴리이미드, 폴리카르보실란 및 이들의 배합과 같은 실리콘-기초 중합체 전구체일 수 있다.
본 발명은 나아가, 본 발명의 방법으로 유전 처리된, 즉, 대기/환경 수분 존재하에 개선된 강도 및 개선된 수소성 및 적합한 유저상수를 제공하도록 중합체 전구체로 표면 코팅된, 최소 하나의 표면-코팅된 나노다공성 실리카를 포함하는 집적회로, 집적회로기기등을 제공한다.
본 발명은 나아가, 이 기술분야에 알려져 있는 어떠한 적합한 방법을 사용하여 기판상에 나노다공성 실리카 유전코팅을 형성한 후, 형성된 나노다공성 실리카 유전필름을 상기 나노다공성 실리카 유전 코팅에 중합체 층을 형성하기에 효과적인 조건하에서 중합체 전구체를 포함하는 코팅 조성물로 코팅하여 상기 개선된 나노다공성 실리카 유전 필름을 제조하는 방법을 제공한다.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
이 기술분야에 알려져 있는 기판상에 나노다공성 실리카 필름을 제조하는 여러가지 방법은 상기 "기술분야"에 기재되어 있다. 이와 같은 기판은 나노다공성 필름이 수신되는 표면상에 임의로 상승된 라인을 갖으며, 바람직하게는 집적회로, 예를들어, 나노다공성 필름하에, 필름 상부에 및/또는 인접하여 임의의 전자 원소 및 전도성 통로를 위치되는 집적회로 형성에 접합한 것이다. 더욱이, 나노다공성 필름 을 제조하기 위해 일반적으로 알려진 이러한 방법의 변형 및 개선된 방법은 1998, 3, 25일자로 출원된 미국특허출원 09/046,475 및 09/046,473; 1998, 4,3일자로 출원된 미국특허출원 09/054,262; 및 1998, 4, 6일자로 출원된 미국특허출원 09/055,244 및 09/055,516에 개시되어 있다. 더욱이, 1999, 4, 14일자로 출원된 미국특허출원 09/291,510은 예를들어, 형성된 필름을 가열하는 동안 필름 성분의 열퇴화에 의한 나노다공성 유전 필름을 형성하는 부가적인 개선된 방법을 기술하고 있다.
"SiO2"작용기에 대하여 특히 달리 언급하지 않는한, 사용된 용어 "실리카", 예를들어, 유전필름과 관련하여 본 명세서에서 사용된 용어 "실리카"는 유기 혹은 무기 글래스 베이스(glass base) 물질, 예를들어, 어떠한 적합한 실리콘-기초 물질로 부터 본 발명의 방법으로 제조된 유전 필름을 칭하는 것이다. 더욱이, 본 명세서에서 단수로 사용된 용어는 이로써 한정하는 것은 아니며, 적합한 경우, 또한,복수의 형태를 포함하는 것이다. 예를들어, 본 발명의 예시적인 공정은 "필름"을 적용 및 제조하는 것으로 기술하나 이는 필요에 따라, 예시된 및 청구범위에 기재된 방법으로 다중 필름을 제조할 수 있는 것으로 이해된다. 더욱이, 본 명세서에서 사용된 용어 "제(agent)" 혹은 "제들(agent)"은 달리 언급하지 않는한, "반응물(reagent)" 혹은 "반응물들(reagents)"과의 동의어로 이해된다.
본 발명에 사용되는 기판에 형성되는 나노다공성 실리카 필름은 일반적으로 다공성 약 50%이상, 그리고 예를들어, 공극크기는 약 1-100㎚, 보다 바람직하게는 약 2-30㎚, 가장 바람직하게는 약 3-20㎚의 범위이다. 공극을 포함하는 조성물을 포함하는 실리콘의 밀도는 약 0.1-1.9 g/㎤, 보다 바람직하게는 약 0.25-1.6 g/㎤, 그리고 가장 바람직하게는 약 0.4-1.2 g/㎤ 범위이다. 본 발명의 보호 Si-기초 중합체 코팅은 개선된 소수성 및 기계적 강도를 제공한다. 따라서, 본 발명의 표면 보호 나노다공성 유전필름은 또한 다음의 부가적으로 측정되는 특성을 나타낸다; 퓨리에 변환 적외선 스펙트로스코피로 측정되는 2150㎝-1에서의 Si-H 결합, 범위 약 1.5-6 kpsi의 스터드 인장강도(stud pull strength) 및 예를들어, 전자 마이크로스코피로 확인되는 공극구조의 개방 유지.
바람직하게, 본 발명의 방법으로 제조된 나노다공성 실리카 필름은 약 3미만의 수분에 안정한 유전상수를 갖는다. 보다 바람직하게, 본 발명의 나노다공성 실리카 필름은 약 1.1-3.0, 보다 바람직하게는 약 1.3-3.0, 그리고 가장 바람직하게는 약 1.5-2.5의 유전 상수 범위를 갖는다. 나아가, 본 발명에 따라 제조된 나노다공성 실리카 필름은 주위 온도에서 소수성이며; 바람직하게, 약 0.1-3 미크롱 범위의 두께를 갖으며; 바람직하게는 집적회로 제조에 적합한 플레인(블랭크)(plain(blank)) 혹은 패턴형성된 기판에 침작(depositon)된다.
기판상에의 나노다공성 유전 필름 형성
본 발명에 의한 방법의 제 1단계에서 예를들어, 1998, 4, 3일자로 출원된 미국특허출원 09/054,262 및 1998, 7, 7일자로 출원된 미국특허출원 09/111,083에 기재되어 있는 바와 같이, 최소 하나의 알콕시실란, 용매 조성물, 임의의 물 및 임의의 촉매량의 산 또는 염기로된 반응 생성물을 형성한다.
물은 상기 알콕시실란의 가수분해 매질을 제공하도록 포함된다. 바람직하게 상기 용매 조성물은 최소 하나의 비교적 고휘발성인 용매와 최소 하나의 비교적 저휘발성인 용매를 포함한다. 상기 반응 생성물은 기판상에 적용되며, 고휘발성 용매는 반응산물의 침적(deposition)중에 그리고 직후에 휘발된다. 상기 반응산물은 가수분해되고 겔 층을 형성할 때까지 농축된후, 경화, 일반적으로 열을 적용하여 경화된다.
전구체
스핀-온-글래스(SOG)로 사용하기에 적합한 어떠한 물질은 이 기술분야에 알려진 방법에 의해 나노다공성 실리카 유전 필름의 제조에 사용될 수 있다. 이 기술분야에 알려진 SOG류의 화합물로는 단지 그 예로서, 알콕시실란, 알킬알콕시실란, 실세스퀴녹산, 하이드로젠실록산, 하이드로유기실록산, 하이드로젼실세스퀴녹산, 아세톡시실란, 할로겐화된 실란뿐만아니라 이들의 유도체 및 배합을 포함한다.
바람직한 예로서, 유용한 알콕시실란으로는 이로써 한정하는 것은 아니지만, 하기 화학식 1의 것들을 포함한다.
[화학식 1]
식 1 에서, 최소 2개의 R기는 독립적으로 C1-C4알콕시기이며, 만약 있다면, 나머지는 수소, 알킬, 페닐, 할로겐, 치환된 페닐로 구성되는 그룹으로 부터 독립적으로 선택된다. 알콕시로는 가수분해에 의해 거의 실온의 온도에서 실리콘으로 부터 쉽게 떨어져 나올 수 있는 어떠한 다른 유기기를 포함한다. R기는 에틸렌 글리콕시 혹은 프로필렌 글리콕시등일수 있으나, 바람직하게는 4개의 R기 모두가 메톡시, 에톡시, 프로폭시 혹은 부톡시이다. 가장 바람직한 알콕시실란으로는 이로써 한정하는 것은 아니지만, 테트라에톡시실란(TEOS) 및 테트라메톡시실란을 포함한다.
기판에 적용되는 액체 전구체 용액의 알콕시실란 성분은 바람직하게 전체 혼합물에 약 3-50중량%의 양으로 존재한다. 보다 바람직한 범위는 약 5-45중량%이며, 가장 바람직하게는 약 10-40중량%이다. 물 대 실란의 몰비는 바람직하게는 약 0-50이다, 보다 바람직한 범위는 약 0.1-10이고 가장 바람직하게는 약 0.5-1.5이다.
실리카 전구체는 가수분해된 후 실리카를 형성하도록 축합(condense)될 수 있는 4개의 기를 갖는 테트라에톡시실란, 테트라프로폭시실란, 테트라이소프로폭시실란, 테트라(메톡시에톡시)실란, 테트라(메톡시에톡시에톡시)실란과 같은 알콕시실란, 메틸트리에톡시실란과 같은 알킬알콕시실란, 페닐트리에톡시실란과 같은 아릴알콕시실란 및 필름에 SiH 작용성을 부여하는 트리에톡시실란과 같은 전구체중 어떠한 것 혹은 이들의 배합일 수 있다.
테트라키스(메톡시에톡시에톡시)실란, 테트라키스(에톡시에톡시)실란, 테트라키스(부톡시에톡시에톡시)실란, 테트라키스(2-에틸톡시)실란, 테트라키스(메톡시에톡시)실란 및 테트라키스(메톡시프로폭시)실란이 또한 임의로 사용될 수 있다.
부가적으로, 부분 가수분해된, 축합된 혹은 중합된 이들 종류의 유도체가 나노다공성 유전 필름제조에 임의로 사용될 수 있다. 본 발명에 사용되는 다른 전구체로는 열 혹은 광분해 교차결합될 수 있는 전구체를 포함한다. 일반적으로, 상기전구체는 실온에서 기체, 액체 혹은 고체일 수 있다.
용매
실리카 전구체 조성물은 임의로 용매 조성물, 물 및/또는 촉매량의 산을 임의로 포함할 수 있다. 물은 알콕시실란이 가수분해되는 매질을 제공한다. 바람직하게 상기 용매 조성물은 비교적 고휘발성인 용매와 비교적 저휘발성인 용매를 포함할 수 있다. 비교적 고휘발성인 용매는 끓는점이 약 120℃이하, 바람직하게는 약 100℃이하인 용매이다. 비교적 고휘발성인 용매는 약 120℃이하, 바람직하게는 약 100℃이하의 끓는점을 갖으며, 예를들면, 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 이소프로판올, n-부탄올 및 이들의 혼합물 뿐만 아니라, 이 기술분야의 기술자에 의해 용이하게 의도될 수 있는 다른 용매들을 포함한다.
비교적 저휘발성인 용매 조성물은 상기 비교적 고휘발성인 용매의 끓는점 보다 높은 온도, 바람직하게는 현저하게 높은 온도, 예를들어, 약 175℃이상, 보다 바람직하게는 약 200℃이상의 온도에서 휘발하는 용매이며, 예를들어, 에틸렌 글리콜, 1,4-부틸렌 글리콜, 1,5-펜탄디올, 1,2,4-부탄트리올, 1,2,3-부탄트리올, 2-메틸-1,3-프로판디올, 테트라에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 슬리세롤 및 이들의 혼합물 뿐만 아니라 이 기술분야의 기술자에 의해 용이하게 의도될 수 있는 다른 용매들을 포함한다.
용매성분은 바람직하게 전체 혼합물에 약 20-90중량%의 양으로 존재한다. 보다 바람직한 범위는 약 30-70중량%이며, 가장 바람직하게는 약 40-60중량%이다. 고휘발성 및 저휘발성 용매가 모두 존재하는 경우, 고휘발성 용매성분은 바람직하게전체 혼합물의 약 20-90중량%의 양으로 존재한다. 보다 바람직한 범위는 약 30-70중량%이며, 가장 바람직하게는 약 40-60중량%이다. 고휘발성 및 저휘발성 용매가 모두 존재하는 경우, 저휘발성 용매성분은 바람직하게 전체 혼합물의 약 1-40중량%의 양으로 존재한다. 보다 바람직한 범위는 약 3-30중량%이며, 가장 바람직하게는 약 5-20중량%이다.
촉매
임의의 산 촉매가 알콕시실란과 비교적 고휘발성인 용매, 비교적 저휘발성이 용매 및 물의 반응을 촉진한다. 적합한 산은 질산과 휘발성의 혼화가능한 유기산, 즉, 공정 작업조건에서 결과물인 반응산물로 부터 휘발되는 그리고 반응생성물에 불순물로 작용하지 않는 유기산이다.
산은 이 기술분야의 기술자에 의해 용이하게 결정될 수 있는 촉매양으로 존재한다. 바람직하게, 산 대 실란의 몰비는 약 0-0.2, 보다 바람직하게는 약 0.01-005 그리고 가장 바람직하게는 약 0.005-0.02이다.
기판
조성물을 포함하는 상기 알콕시실란은 그 후, 기판 표면에 유전 필름을 형성하도록 스피닝(spinning), 디핑(dipping) 혹은 브러싱(brushing)을 포함하는 이 기술분야에 알려져 있는 어떠한 적합한 방법으로 기판에 코팅된다. 전형적인 기판은 집적 회로 혹은 다른 마이크로전자기기로 가공되기에 적합한 기판들이며, 웨이퍼 형태인 것이다. 본 발명의 적합한 기판은 이로써 한정하는 것은 아니나, 갈륨 아세나이드(GaAs), 실리콘 및 결정성 실리콘, 폴리실리콘, 무정형 실리콘, 에피텍셀(epitaxial) 실리콘 및 이산화실리콘(SiO2) 및 이들의 혼합물과 같은 실리콘을 함유하는 조성물과 같은 반도체 물질을 포함한다. 상기 기판은 임의로 그 표면에 선 패턴을 갖는다. 이 선(line)은, 존재하는 경우, 전형적으로 잘 알려져있는 리소그래피법으로 형성되며 금속, 산화물, 질화물 혹은 옥시질화물로 구성될 수 있다. 선에 적합한 물질로는 실리카, 실리콘 니트라이드(silicon nitride), 티타늄 니트라이드, 탄탈륨 니트라이드, 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리, 구리합금, 탄탈륨, 텅스텐 및 실리콘 옥시니트라이드를 포함한다. 이들 선은 집적회로의 전도체 및 절연체를 형성한다. 이들은 전형적으로 서로 약 20㎛이하, 바람직하게는 1㎛이하, 그리고 보다 바람직하게는 약 0.05-1㎛의 거리를 두고 가까이 떨어져서 위치한다.
필름의 노화(Aging) 혹은 겔화(Gelling)
적용된 필름을 겔화하는데 사용되는 일 방법은 코팅된 기판 웨이퍼를 빨리 진공으로 탈기되는 밀봉된 챔버내에 놓는 것이다. 바람직하게 탈기되는 챔버의 압력은 약 0.001 torr - 약 0.1 torr 범위이다. 그 후, 코팅은 후속적으로 수증기 및 염기성 증기 모두에 노출된다. 본 발명에서, 상기 염기성 증기는 기상 염기를 포함한다. 바람직하게, 코팅은 먼저 수증기에 노출되고 그 후, 염기성 증기에 노출된다. 그러나, 다른 예로서, 코팅은 먼저 염기성 증기에 노출되고 그 후, 수증기에 노출될 수 있다. 상기와 같이 첫번째의 두 노출이 행하여진 후, 챔버내의 압력은 대기압보다 낮은 압력(sub-atmospheric pressure)으로 유지된다. 두 번째 노출은 대기압에서, 대기압보다 낮은 압력에서 혹은 대기압보다 높은 압력에서 행하여질 수 있다. 또한 이 기술분야에 잘 알려져 있는 이러한 방법의 변형은 이 기술분야의 기술자에 의해 용이하게 적용될 수 있다.
염기성 증기에 사용하기에 적합한 염기는 이로써 한정하는 것은 아니나, 끓는점이 200℃이하, 바람직하게는 100℃이하 그리고 보다 바람직하게는 25℃이하인 암모니아 및 일차, 이차 및 삼차 알킬 아민, 아릴 아민, 알코올 아민 및 이들의 혼합물과 같은 아민을 포함하며, 수증기 대 염기성 증기의 몰비가 약 1:3-1:100범위가 되도록 사용된다. 바람직한 아민은 메틸아민, 디메틸아민, 트리메틸아민, n-부틸아민, n-프로필아민, 테트라메틸 암모늄 히드록사이드, 피페리딘 및 2-메톡시에틸아민이다. 물에서 양성자를 받아들이는 아민의 능력은 염기도 상수 Kb및 pKb= -logKb로 측정된다. 바람직한 구현에서, 염기의 pKb는 약 0-9 범위일 수 있다. 보다 바람직한 범위는 약 2-6이며, 가장 바람직한 범위는 약 4-5이다.
수증기로 인해 알콕시실란 알콕시기가 계속하여 가수분해되며, 염기는 가수분해된 알콕시실란의 축합을 촉진하고 코팅이 겔화될 때까지 분자량을 증가시켜 궁극적으로는 겔 강도가 증대된다. 필름은 그 후, 보다 저휘발성인 용매를 용매휘발시키는 통상의 방법으로 건조된다.
이 단계에서 코팅의 건조에 상승된 온도가 사용될 수 있다. 이와 같은 온도는 약 20-450℃, 바람직하게는 약 50-350℃, 보다 바람직하게는 약 175-320℃이다.
염기 첨가 후, 원하는 반응시간 경과후, 두번째로 수분 경과시, 챔버 압력이 대기압이 되도록 하였다. 이는 질소와 같은 불활성 가스를 첨가하거나 혹은 챔버를 열거나 혹은 탈기하여 염기/물 혼합물을 배출하고 불활성 가스를 뒤이어 공급함으로써 달성될 수 있다. 그 결과, 비교적 높은 다공성도, 낮은 유전상수, 실리콘-함유 중합체 조성물이 기판에 형성된다.
표면 처리/용매교환
선택적으로, 겔화된 나노다공성 실리카 유전체 필름은 표면 개질재 또는 공급표면상의 바람직하지 않은 실라놀 기를 캡핑(cap) 또는 시리레리트(silylate)화 하기 위하여 선택된 시약으로 처리된다.
다수의 방법들이 표면개질처리공정에 대한 기술분야에 알려져 있으며, 공동소유인 1999. 1. 22일자로 출원된 미국시리얼09/235,186호에 기술된 것을 포함하고, 그 개시는 여기에 전부 결합된다.
일반적으로 그 필름은 하나 또는 그 이상의 단일작용성 및 /또는 다작용성 표면 개질제로 여러조건하에서 처리되고, 그리고 그것은 오랜기간동안 시약이 다공성 필름내로 침투되는 것을 허용하고 그리고 나노미터 크기의 스케일 공극의 표면상에 어떠한 프리 실라놀기의 실질적인 비율을 실리레이트와 시키기 위하여 효과적이다.
적절한 실리레이트화 시약은 액상/용액 및/또는 증기형태로 다공성표면에 시약이 공극표면상의 실라놀 기들을 실리레이트 또는 캐핑화하는 것을 허용하는 조건하에서 침투된 다음, 열에 의해 증발되거나 또는 방출된다.
적절한 단일작용제는 적절한 공용매와 함께 또는 그것 없이 혼화가능한 용매 또는 공-용매 예를들면 케톤 공-용매 3-페타논 또는 적절한 난-케톤 솔벤트 또는 공-솔벤트 또는 증기형태내에 헥사메칠디실라잔(HMDZ), 메칠테트라아세톡시(MTAS)를 포함한다.
적절한 다기능성 표면 개질제는 다음의 화학시을 같는 화합물로부터 선택될 수 있다.
예를들면 R1Si(OR2); R1Si(NR2R3)3; R1Si(ON=CR2R3)3; R1SiCl3; 및 R1)xSi(OCOR2)y및 그 혼합물을 포함한다.
R1, R2, R3는독립적으로 수소 알킬, 아릴이고, 그리고 x는 1~2의 값을 갖는 정수이고, 그리고 y는 2~3의 범위를 갖는 정수이고, 그리고 x,y는 같거나 또는 다르다.
바람직하게는 알킬부분은 대체 또는 불대체되고 직쇄알킬, 분지된 알킬, 사이클릭 알킬 및 그 혼합물을 포함하는 그룹으로 부터 선택되고 알킬부분은 C1에서 C18크기범위를 갖는다.
또다른 바람직한 예에 있어서 알킬부분은 대체 또는 불대체 된다.
C5에서 C18크기 범위를 갖는다. 바람직한 다기능성 표면개질제는 예를 들면 알킬실란, 알릴실란, 아킬아세톡시실란 그리고 아릴 아세톡시실란 및 그것의 혼합물을 포함한다.
특정 다기능성제는 예를들면 메칠트리메톡시실란 트리스(디메틸라미노)메틸실란, 트리(디메틸라미노)페닐실란 및/또는 트리스(디메틸라미노)실란, 메틸트리스(메틸에틸케옥신)실란, 메칠트리크로로실란, 메틸트릴아세톡시실란, 디메칠디아세톡시실란, 페닐트리아세톡시실란, 메칠트리메톡시실란, 디페닐디아세톡시실란 및 그들의 혼합물을 포함한다.
본 발명의 공정에 기초하여 증기상 및/또는 용액에서 사용될 수 있는 다른 표면 개질재는 단지 여기에 한정되는 것은 아니지만 트리메틸에톡시실란, 트리메틸메톡시실란, 2-트리메틸실옥시펜트-2-2엔-4-1, n-(트리메칠실리)아세트아미드, 2-(트리메틸실리)아세틱에시드, n-(트리메틸실리)이미다졸, 트리메틸실리프로피오레이트, 트리메틸실리(트리메틸실록시)-아세테이트, 논아메칠트리실라잔, 헥사메칠디실라잔, 헥사메칠디실록산, 트리에틸실라놀, 트리에틸실라논, 트리페닐실라논, t-뷰틸디메칠실라놀, 디페닐실란에디올 및 그들의 혼합물을 포함한다.
다른 유용한 표면개질재는 여기에 한정되는 것은 아니지만 알킬 아세톡시실란 또는 아릴아세톡시실란 화합물, 예를들면 아세톡시실란, 아세톡시트리에틸실란,메칠트리아세톡시실란, 페닐트리아세톡시실란, 디아세톡시디메칠실란, 디아세톡시디페닐실란, 헥사메칠디실라잔 및 이들의 혼합물 및 또는 상기 표면 개질재의 어떠한 것과의 혼합물 상태로 포함한다.
표면 개질제는 임의로 이로서 한정하는 것은 아니지만, 예를들어, 케톤 공-용매 혹은 공-반응물을 포함하는 하나 또는 그 이상의 공-용매 및/또는 공-반응물과 함께 액상 혹은 기상으로 적용될 수 있다. 상기 공-반응물 및/또는 공-용매는 다음 화합물중에서 선택된다: 아세톤, 2-부타논, 2-페탄논, 3-펜타논, 2,4-디메틸-3-페타논, 시클로페타논, 시클로헥사논, 시클로펜나논, 디이소프로필케톤, 2,4-펜탄디온, 디옥산, n-부탄올, 2-펜타놀, 1,2-디아미노프로판, 1-디메틸아미노-2-프로파논, 물 및 이들의 결합. 이로써 한정하는 것은 아니지만, 에테르, 에스테르, 케톤, 글리콜 에테르, 염소화된 용매, 저 점도 실록산 및 이들의 적합한 배합을 포함하는 어떠한 적합한 비-케톤 용매 혹은 공-용매가 또한 사용될 수 있다.
1999. 1.26일자로 출원된 미국특허 출원 60/117,248 에서 이와 같은 필름에 특정한 물-공중합된 SOG 타입-물질을 적용하여 나노다공성 유전 필름의 바람직한 표면 개질 및 개선된 기계적 물성을 제공하는 방법이 개시되어 있다. 중합체 전구체, 즉, 중합체 코팅 공정에 유용한 단량체로는 실록산, 실라잔, 실란 및 이들의 배합을 포함한다.
경화
건조후, 필름을 경화하였다. 일반적으로, 경화는 이 분야에 알려진 어떠한수잔에 의해 수행될 수 있다. 전형적으로 상기 유전체는 분자량을 증가시키기위해 가열에 의해 경화된다. 가열은 공기에서 또는 비활성 분위기에서 핫 플래이트에서의 가열과 같은 통상적인 수단으로 수행될 수 있으며 혹은 고로 또는 공기내 또는 비활성내 오븐에서 수행되거나 혹은 진공 고로 또는 진공 오븐에서 상기 유전 필름을 경화하기에 충분한 시간 및 충분한 온도에서 가열함으로써 수행될 수 있다. 가열은 바람직하게 약 200-600℃ 및 보다 바람직하게 약 350-450℃의 온도에서 수행된다. 이러한 가열은 바람직하게 약 1-360분, 보다 바람직하게 약 2-60분동안 수행된다.
바람직하게, 처리된 필름은 우선 건조, 즉, 구워진 다음 경화된다. 베이킹 단계는 공기에서 약 5초-10분 범위의 하나 또는 그 이상의 기간으로, 하지만 바람직하게 각 열처리에 대하여 약 1분동안 가열함으로써 수행된다. 상기 가열 단계는 예를들어, 표면 개질제 및/또는 용매 및/또는 보조용매와 같은 잔류 반응물 또는 용매가 반응 단계로부터 나노스케일 공극외의 물질을 남기도록 한다. 가열 처리의 수는 일반적으로 약 1-5범위이지만, 바람직하게 2 가열 처리가 수행되며, 상기 시약의 제거를 확실히하기위해 한편 필름상에 열 스트레스를 최소화하기위해 첫번째보다 높은 온도에서 2번째 가열 처리가 이루어진다. 이러한 가열 처리는 일반적으로 약 100-400℃ 또는 그 이상의 온도에서, 그리고 보다 바람직하게 약 150-350℃의 온도에서 수행된다. 특히, 첫번째 열 처리는 바람직하게 약 150-200℃범위의 온도에서, 그리고 두번째 열 처리는 바람직하게 약 250-350℃범위의 온도에서 이루어지며 경화 공정을 수행한다.
임의로, 상기 유전체는 분자량을 감소시키기위해 전자 빔 노출에 의해 또는 UV 광선과 같은 화학선에 노출됨으로써 경화될 수 있다. 적절한 전자 화학 빔 챔버는 Electron Vision, Alliedsignal Inc.의 상표명 "ElectronCureTM"의 유니트로부터 이용가능하다. 이와 같은 작동 및 수행 특성의 원리는 미국 특허 제 5,003,178에 개시되어 있다.
상기 기술은 예를들어, IC 장치 제조에 적절한 기질과 같은 기질상에 나노다공성 실리카 유전 필름의 제조를 배제하지않는다. 숙련자는 기질상에 나노다공성 실리카 유전 필름을 형성하기위한 알려진 다른 방법을 쉽게 대체하며, 본 발명의 방법을 적용할 수 있음이 분명하다.
중합체 오버코트
예기치않게, 본 발명은 증강된 기계 강도 및/또는 임의로 필름 표면 소수성의 향상을 이루기위한 광범위한 범위의 적절한 중합체 또는 실리콘-기초 SOG 기질 및 나노다공성 실리카 유전 필름에 대한 그 적용 방법을 제공한다. 따라서, 본 발명에 따라, 단순히 실시예로 적절한 중합체 또는 실리콘-기초 SOG 기질 또는 중합체 전구체, 저 유기 실록산, 고 유기 실록산, 히드리도오르가노실록산, 폴리(아릴렌 에테르), 플루오르화 폴리(아릴렌) 에테르, 폴리이미드, 폴리카보실란, 및 그 조합이 나노다공성 유전 필름 코팅에 적용된다. 덮혀진 영역은 전체 기질 표면 또는 제조 필요성에 따라 선택된 영역일 수 있다.
따라서, 상기한 바와 같은 유전 나노다공성 실리카 필름은 기질에 적용되고경화된다. 본 발명의 다른 구체화로, 나노다공성 유전 실리카 필름은 기질에 적용된 다음 상기 실리콘-기초 중합체 전구체는 우선 유전 구성 필름에 적용된 다음 두 필름이 함께 경화된다.
경화는 나노다공성 유전 필름을 경화하는 상기 어떠한 방법으로 수행될 수 있지만, 바람직하게 어떠한 잔류 용매를 제거하고, 선택된 Si-기초 코팅 물질(들)을 중합하고 그리고 원하는 표면 화학성을 생성하는데 충분한 온도에서 수행된다. 보다 바람직하게, 적용된 Si-기초 코팅은 공기에서 완료된 단계의 공기하에서 약 70-250℃ 또는 그 이상의 온도에서 약 30초-5분동안 가열되어 잔류 용매를 제거한다. 기질을 생성하는 건조된 Si-기초 코팅은 바람직하게 예를들어 N2가스와 같은 비활성 분위기에서 약 350-450℃범위의 오븐에서 약 15-45분동안 또는 그 이상으로 경화될 때까지 구워진다.
오버코팅제 또는 보호성 코팅제로서 사용된 실리콘-기초 중합체는 예를들어, 스핀-코팅과 같은 통상적인 코팅 방법의 어떠한 수단으로 나노다공성 유전 실리카 필름상에 적용될 수 있다. 적용된 실리카-기초 중합체의 두께는 적용되는 액체 중합체 전구체의 양에따라 달라진다.
실시예로, 오버코팅된 Si-기초 중합체층에 적절한 중합체 전구체는 혼화가능한 용매내에 분산되고 나노다공성 실리카 유전 필름에 적용된다. 적절한 용매 조성물은 약 120도씨 미맡, 바람직하게 약 100도씨 미만의 보일링 온도를 갖는 것을 포함한다. 적절한 고 휘발성 용매 조성물은 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 이소프로판올, n-부탄올, 프로필 아세테이트 및 그 혼합물을 포함한다. 다른 고 휘발성 용매조성물은 이분야에 숙련된 자에게 쉽게 결정된다. 상기 용매는 바람직하게 전체 조성물의 약 10-90중량%, 바람직하게 약 15-80중량%, 보다 바람직하게 40-60중량%의 양으로 존재한다.
고 또는 저 유기 실록산
첨가된 실리콘-기초 중합체층 또는 층들은 바람직하게 I 또는 II의 구조를 갖는 중합체를 포함한다. 구조 I을 갖는 중합체들은 예를들어, 탄소 함유 치환체가 약 40몰%미만의 양으로 존재하는 경우 저 유기 함량이다. 이들 중합체들은 미국 특허 출원 제 09/044,831(1998, 3, 20일에 출원)에 보다 전체적으로 기술되어 있다.
화학식 2-5는 다음과 같으며 상기 구조를 갖는 실록산 중합체를 포함한다:
[H-SiO1.5]n[R-SiO1.5]m, 화학식 2
[H0.4-1.0SiO1.5-1.8]n[R0.4-1.0SiO1.5-1.8]m. 화학식 3
[H0-1.0-SiO1.5-2.0]n[R-SiO1.5]m, 화학식 4
[H-SiO1.5]x[R-SiO1.5]y[SiO2]z, 화학식 5
단, n과 m의 합 또는 x, y 및 z의 합은 약 8-5000이며, 그리고 m 및 b은 탄소 함유 치환체가 약 40몰%미만의 양으로 존재하도록 선택되며, R은 치환된 그리고 치환되지않은 직쇄 및 분지된 알킬기, 시클로알킬기, 치환된 그리고 치환되지않은 아릴기 및 그 혼합물로부터 선택된다. 특정 몰 퍼센트의 탄소 함유 치환체는 출발물질의 양 비율의 작용성이다. 바람직한 구체화로 탄소 함유 치환체의 몰 퍼센트는약 15-25몰 퍼센트의 범위내이다. 적절한 저 유기 함량 중합체 전구체는 LOSPTM(AlleiedSignal at Santa Clara, California)로서 상업적으로 이용가능하다.
본 발명의 다른 구체화로, 첨가된 실리콘-기초 중합체층 또는 층들은 예를들어, 탄소 함유 치환체가 약 40몰% 또는 그 이상의 양으로 존재하는 고 유기 함량을 갖는 것이다. 이들 중합체들은 미국 특허 출원 제 09/044,798(1998, 3, 20일에 출원)에 보다 전체적으로 기술되어 있다. 이들은 화학식 6-9를 갖는다:
[HSiO1.5]n[RSiO1.5]m, 화학식 6
[H0.4-1.0SiO1.5-1.8]n[R0.4-1.0SiO1.5-1.8]m. 화학식 7
[H0-1.0SiO1.5-2.0]n[RSiO1.5]m, 화학식 8
단, n과 m의 합은 약 8-5000이며 m은 탄소 함유 치환체가 약 40몰 퍼센트 또는 그 이상의 양으로 존재하도록 선택되며, 그리고
[HSiO1.5]x[RSiO1.5]y[SiO2]z, 화학식 9
단, x, y 및 z의 합은 약 8-5000이며 y는 탄소 함유 치환체가 약 40몰 퍼센트 또는 그 이상의 양으로 존재하도록 선택되며, 그리고 R은 치환된 그리고 치환되지않은 직쇄 및 분지된 알킬기, 시클로알킬기, 치환된 그리고 치환되지않은 아릴기 및 그 혼합물로부터 선택된다. 특정 몰 퍼센트의 탄소 함유 치환체는 출발물질의 양 비율의 작용성이다. 적절한 고 유기 함량 중합체 전구체는 HOSPTM(AlleiedSignal at Santa Clara, California)로서 상업적으로 이용가능하다.
구조 2-9의 중합체는 최소 하나의 오르가노트리할로실란 및 히드리도트리할로실란의 용액을 혼합하여 혼합물을 형성하는 단계; 상기 혼합물을 비-극성 용매와 극성 용매 모두를 포함하는 이중상 용매와 혼합하는 단계; 상기 이중상 용매 및 트리할로실란 혼합물에 촉매를 첨가하여 이중상 반응 혼합물을 제공하는 단계; 상기 이중상 반응 혼합물을 반응시켜 오르가노히드리도실록산을 생성하는 단계; 및 상기 이중상 용매 시스템의 비-극성 부로부터 오르가노히드리도실록산을 회수하는 단계;로 제조될 수 있다. 이들 중합체 제조에 대한 부가적인 정보는 미국 특허 제 09/328,648(1999,6,9에 출원)에 제공된다.
히드리도오르가노실록산
히드리도오르가노실록산 및 그 혼합물이 바람직하다. 본 발명에 사용하기에 적절한 바람직한 실록산 물질은 AlliedSignal Inc.로부터 상표명 Purespin으로 상업적으로 이용가능하다. 또한 AlliedSignal Inc.로부터 상표명 Acuglass T11, T12 및 T14TM및 AccuspinT18, T23 및 T24로 상업적으로 이용가능한 메틸화 실록산 중합체가 유용하다. 특히 Acuglass T11의 111 및 311 멤버가 하기에 예시된다.
폴리(아릴렌 에테르) 또는 플루오르화 폴리(아릴렌 에테르)
다른 바람직한 구체화로, 상기 중합체는 예비형성된 폴리(아릴렌 에테르) 또는 플루오르화 폴리(아릴렌 에테르)이다. 단량체성 상태 또는 올리고머성 상태의 중합체 또는 전-중합체는 기질상에 형성되고 후속적으로 중합될 수 있다. 적절한 폴리(아릴렌 에테르) 또는 플루오르화 폴리(아릴렌 에테르)는 미국 특허5,155,175; 5,114,780 및 5,115,082로부터 이 분야에 알려져 있다. 바람직한 폴리(아릴렌 에테르) 및 플루오르화 폴리(아릴렌 에테르)는 미국특허 제 08/990,157(1997, 12, 12일에 출원)에 기술되어 있다. 이러한 타입의 중합체 전구체의 바람직한 예는 FlareTM(AlliedSignal, Santa Clara, California)로서 상업적으로 이용가능하다.
폴리카보실란
다른 임의의 구체화로, 본 발명의 유전 필름은 하나 또는 그 이상의 하기 식을 갖는 폴리카보실란으로부터 형성된 하나 또는 그 이상의 부가적인 층으로 코팅된다:
-[Si(R1)(R2)(H)]x-,-[Si(R3)(R4)]y-,-[Si(R5)(R7)(O-R6)]z-, 및/또는 -[Si(R8)(R9)(R10)]w-;
단, R1, R7및 R10은 각각 독립적으로 알킬렌, 시클로알킬렌 및 아릴렌 기이며 이는 치환되거나 치환되지않을 수 있으며,
R2, R3, R4, R5및 R6는 각각 독립적으로 H 또는 유기 기이며,
R6은 오르가노실리콘, 실라닐, 실록실 및 오르가노 기일 수 있으며; 그리고
x, y 및 w는 함께 첨가되는 경우 10-100,000이며, 이는 10<x+y+Z+W<100,000으로 표기될 수 있으며, 그리고
y 및 Z 및 w는 집합적으로 또는 독립적으로 0일 수 있다.
산소 플라즈마-저항성 히드리도실록산
다른 임의의 구체화로, 본 발명의 유전 필름은 화학식 10의 중합체로부터 형성된 하나 또는 그 이상의 부가적인 층으로 코팅되며, 이는 산소 플라즈마 저항성 유전 필름을 제공하며 원하는 집적회로 장치의 부가적인 가공을 촉진하는데 유용하다. 산소 플라즈마 저항성의 특성은 이러한 타입의 중합체 전구체를 사용함으로서 제공되는 주 특성이 아님이 강조되어야 한다. 단순히 실시예로서, 이러한 타입의 중합체는 나노다공성 유전 타입 필름에 부가적인 기계 강도를 제공하기위해 본 발명에서 사용되었다.
(HSiO1.5)a(HSiO(OR))b(SiO2)c, (화학식 10)
단, R은 H와 탄소 원자 1-4를 갖는 알킬기의 혼합물이며; a+b+c=1; 0.5<a<0.99<;0.01<b<0.5; 그리고 0<c<0.5이다. 바람직하게, a 및 b는 0이며, 화학식 11은 산소 플라즈마 저항성 히드리도실세스퀴옥산용으로 제공된다.
이들 화합물들의 제조방법은 미국 특허 제 5,153,295에 기술되어있다. 간략히, 이와 같은 중합체는 트래이스 금속 오염을 줄이기위해 전-처리된 플라스틱 반응 용기 또는 유기 용기를 이용하여 예를들어, 출발 물질로서 트리알콕시실란 또는 테트라알콕시실란 또는 그 혼합물로부터 제조될 수 있다. 이와 같은 전처리는 이 분야에 알려져 있다. 일부 구체화에서, 트리에톡시실란(HTEOS)이 출발 물질이다. 반응 용기는 HTEOS 및 예를들어, 아세톤과 같은 비양자성 용매로 장입되어 반응 혼합물을 제공한다. 에틸 아세테이트, n-프로필 아세테이트 또는 테트라히드로퓨란과같은 다른 비양자성 용매가 택일적으로 사용된다. 질산과 물과 같은 산/물 혼합물이 상기 반응 혼합물에 교반하면서 적가된다. 아세트산, 포름산 또는 인산과 같은 다른 산이 택일적으로 사용된다. 임의로, 상기 반응 혼합물은 산/물 혼합물 첨가도중 20℃이하의 온도로 유지된다. 상기 산/물 혼합물의 첨가가 완료되면, 그 결과물인 용액은 약 6-9시간동안 환류로 가열되어 화학식 11과 부합하는 폴리(히드리도실록산) 공중합체의 용액을 생성한다.
택일적으로, 이러한 합성은 실온에서 수행된다. 플라스틱 용기는 HTEOS, 물, 산 및 비양자성 용매로 장입되고 반응 혼합물은 실온(21℃)에서 약 3-14일동안 교반되어 화학식 11에 부합하는 폴리 (히드리도실록산)공중합체의 용액을 제공한다. 화학식 11에 부합하는 중합체의 제조 및 특성화에 대한 보다 상세한 사항은 미국 특허 제 09/039,289에 발견된다.
이하, 비한정되는 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.
(실시예 1)
본 실시예는 향상된 기계적 강도를 제공하기 워하여 히드리도폴리카보실란 ("HPCS"), Si-기초 중합체로 코팅된 나노다공성 필름의 제조를 설명하는 것이다.
나노다공성 실리카 전구체는 208mL의 테트라에톡시실란, 94mL의 트리에틸렌글리콜 모노메틸 에테르(TriEGMME), 16.8mL의 탈이온수 및 0.68mL의 1 N 질산 함께 둥근저부를 갖는 플라스크내에 첨가함으로써 합성되었다.
이 용액을 강하게 교반을 하면서 약 80℃까지 가열하였다.
청정 용액(clear solution)을 형성하기 위하여 1.5시간동안 환류시킨 후에, 이 용액을 실온으로 냉각하였다.
다음에, 상기 용액은 에탄올로 25중량%로 희석되고, 그리고 0.1 미크론 Teflon™필터를 통해 여과되었다.
약 2mL의 나노다공성 실리카 전구체를 4"실리콘 웨이퍼상에 침적한 다음 30초동안 2500rpm으로 스핀(spin)시켰다.
다음에 그 필름을 다음과 같은 조건을 사용하여 진공챔버에서 겔화/에이징처리를 하였다.
1. 쳄버는 250torr로 진공화되었다.
2. 15M의 암모늄 히드록시드을 가열하여 45℃에서 평형화하여 챔버내로 유입시켜 압력을 10분동안 660torr까지 증가시켰다.
3. 챔버는 공기로 다시 채워지고 그리고 필름은 다음 단계 표면처리/용매교환을 위하여 챔버로부터 제거되었다.
나노다공성 피름의 표면처리/용매 교환
다음에, 에이징된 필름에 대하여 표면처리/용매교환을 하였다.
표면처리/용매교환을 위하여 사용된 용액은 3-펜타논내에서의 5중량% 메틸트라세톡시(MTAS)를 만들기 위하여 3-펜타논(Pacific Pac International Inc., Hollister, CA)내에 메틸트라세톡시(MTAS)를 용해시키므로써 제조되었다.
MTAS는 United Chemical Technologies, Inc(Bristol, PA)에서 구입하였으며, 사용하기 전에 증류하였다.
피름의 표면처리/용매 교환은 다음의 조건을 사용하여 수행되었다.
1. 표면처리를 위하여 사용된 시약(reagent)는 상기한 바와 같이 제조되었다.
2. 에이징 된 피름을 스핀척(spinning chuck)위에 놓은 다음 250rpm으로 스핀시켰다.
3. 약 30mL의 상기 MTAS 용액을 20초동안 필름이 건조됨이 없이 피름상에서 스핀시켰다.
4. 상기 필름을 10초동안 2500rpm에서 스핀건조시킨 다음, 척으로부터 제거하고 가열처리시켰다.
중합체 처리
상기와 같이 구워(bake)진 필름에 대하여 Si-기초 중합체 용액처리를 하였다.
상기 Si-기초 중합체 용액은 95g의 3-펜타논 내에 5g의 하이드이도폴리카보실란 (Starfire Inc. Watervilet , NY)을 용해시킴으로써 제조되었다.
1. 구워진 피름을 스핀척(spinning chuck)위에 놓은 다음 30초동안 250rpm으로 스핀시켰다.
2. 약 2mL의 상기 Si-기초 중합체 용액을 상기 필름상에 분배시켰다.
3. 상기 필름을 2초동안 250rpm에서 스핀시킨 다음, 스핀속도를 3000rpm으로 증가시켜 20초동안 스핀시켰다.
상기 공정에 의해 얻어진 필름을 60초동안 공기하에서 각각 80, 150 및 250℃에서 가열하였다.
다음에, 상기 필름은 질소하에서 400℃에서 30분동안 노내에서 경화처리되었다.
유전상수(Dielectric Constant)측정
상기와 같이 제조된 필름의 유전상수를 다음과 같은 MOS 캐패시터("MOSCAP")구조를 사용하여 표준 CV 곡선 기술에 의하여 측정하였다.
상기 MOSCAP는 서큘러 닷 마스크(circular dot mask)를 통하여 알루미늄을 필름상에 스퍼터링시킴으로써 형성되고 그리고 알루미늄 블랭킷 필름을 웨이퍼의 배면(back side)상에 스퍼터링시켰다.
적절하게 바이어스된 전압을 MOSCAP에 인가한 다음, 캐패시턴스을 1MHz에서 측정하였다.
이 방법은 다음의 모든 실시예에서 유전상수측정을 위하여 사용되었다.
필름 기계적 강도 측정
필름의 점착강도(cohesive strength)는 스터드 인장 테스트(stud full test)에 의해 측정되었다.
테스트될 필름을 기판 웨이퍼상에 위치시킨 다음, 후에 적용되는 에폭시에 의해 기공구조(pore structure)내로 에폭시가 침투하는 것을 방지하기 위하여 알루미늄 층을 상기 피름의 상부에 위치시켰다.
다음에, 에폭시 테스트 스터드에 있어서 상기 알루미늄화 된 필름의 상부를 에폭시화하였다.
에폭시가 경화하면, 스트드는 일부성분이 파괴될때까지 필름으로부터 멀리 인장되었다.
상기 파괴 직전의 모멘트에서 측정된 인장력(pull force)은 인치 스퀘어(in2)당 킬로파운드(KPSI)로 측정된 스터드 인장 강도로서 나타내었다.
유전상수 스터드 인장(KPSI)
2.0 2.18
퓨리어 변환 적외선(Fourier transform infrared)("FT-IR") 분광사진기 (spectrograph)(도시되어 있지 않음)에 의한 테스트에 의하여, HPCS를 갖는 나노다공성 실리카 유전 필름의 처리가 2150㎝-1에서 Si-H 결합 흡수도(absorbance)의 존재에 의하여 나타나는 바와 같이 나노다공성 실라카 내로의 HPCS 함유를 가져와 이 처리없는 필름에 비하여 실라놀(silanol) 함량을 낮추게 됨을 확인하였다.
주사전자현미경법(SEM)을 필름의 절단면을 관찰하기 위하여 사용하였다.
SEM은 얇은 층이 나노다공성 실리카 필름 및 나노실리카 잔류 기공의 상부에 형성되어 있는 것을 나타내었다.
상기 피름에 대하여 측정된 유전상수는 기계적인 특성의 향상이 달성되는 동안 형성된 필름의 저유전상수가 유지된다는 것을 나타낸다.
스터드 인장강도(2.18kpsi)는 스트드 인장강도가 0.31kpsi로 측정된 하기의 실시예 2와 비교할 때 향상됨을 나타낸다.
(실시예 2)
(비교예)
이 실시예는 MTAS 단독으로 처리된 나노다공성 실리카 필름이 중합체-코팅 나노다공성 유전 필름에 비하여 낮은 기계적 강도를 갖는 다는 것을 설명하는 것이다.
나노다공성 실리카 전구체는 208mL의 테트라에톡시실란, 94mL의 트리에틸렌글리콜 모노메틸 에테르(TIEEGMME), 16.8mL의 탈이온수 및 0.68mL의 1 N 니트릭 에시드를 함께 둥근저부를 갖는 플라스크내에 첨가함으로써 합성되었다.
이 용액을 강하게 교반을 하면서 약 80℃까지 가열하였다.
청정 용액을 형성하기 위하여 1.5시간동안 환류시킨 후에, 이 용액을 실온으로 냉각하였다.
다음에, 상기 용액은 에탄올로 25중량%로 희석되고, 그리고 0.1 미크론 Teflon™필터를 통해 여과되었다.
약 2mL의 나노다공성 실리카 전구체를 4"실리콘 웨이퍼상에 침적한 다음 30초동안 2500rpm으로 스핀(spin)시켰다.
다음에, 그 필름을 다음과 같은 조건을 사용하여 진공챔버에서 겔화/에이징처리를 하였다.
1. 쳄버는 250torr로 진공화되었다.
2. 15M의 암모늄 히드록시드를 가열하여 45℃에서 평형화하여 챔버내로 유입시켜 압력을 10분동안 660torr까지 증가시켰다.
3. 챔버는 공기로 다시 채워지고 그리고 필름은 다음 단계 표면처리/용매교환을 위하여 챔버로부터 제거되었다.
나노다공성 피름의 표면처리/용매 교환
피름의 표면처리/용매 교환은 다음의 조건을 사용하여 수행되었다.
1. 표면개질을 위하여 사용된 시약(reagent)는 5g의 메틸트리아세톡시실란 (MTAS)(Gelest, Tullytown, PA 19007)과 95g의 3-펜타논을 투명무색용액을 형성하기 위하여 혼합하므로써 제조되었다.
2. 에이징 된 피름을 스핀척(spinning chuck)위에 놓은 다음 250rpm으로 스핀시켰다.
3. 약 30mL의 상기 MTAS 용액을 20초동안 필름이 건조됨이 없이 피름상에서 스핀시켰다.
4. 상기 필름을 10초동안 2500rpm에서 스핀건조시킨 다음, 척으로부터 제거하고 가열처리시켰다.
상기 공정에 의해 얻어진 필름을 60초동안 공기하에서 각각 175 및 320℃에서 가열하였다.
다음에, 상기 필름은 질소하에서 400℃에서 30분동안 노내에서 경화처리되었다.
상기와 같이 얻어진 필름의 굴절율을 Woollam 엘립소미터(ellipsometer)에 의하여 측정하였다.
유전상수를 1MHz에서 MOS 캐패시터구조를 사용하여 표준 CV 곡선 기술에 의하여 측정하였다.
굴절율 필름두께(옹그스트롱) 유전상수 스터드 인장(KPSI)
1.1665 7518 1.98 0.31
(실시예 3)
본 실시예는 Acuglass™311로 코팅된 나노다공성 실리카 유전 필름 중합체의 제조를 설명하는 것이다.
나노다공성 실리카 전구체는 208mL의 테트라에톡시실란, 94mL의 트리에틸렌글리콜 모노메틸 에테르(TIEGMME), 16.8mL의 탈이온수 및 0.68mL의 1 N 니트릭 에시드를 함께 둥근저부를 갖는 플라스크내에 첨가함으로써 합성되었다.
이 용액을 강하게 교반을 하면서 약 80℃까지 가열하였다.
청정 용액을 형성하기 위하여 1.5시간동안 환류시킨 후에, 이 용액을 실온으로 냉각하였다.
다음에, 상기 용액은 에탄올로 25중량%로 희석되고, 그리고 0.1 미크론 Teflon™필터를 통해 여과되었다.
약 2mL의 나노다공성 실리카 전구체를 4"실리콘 웨이퍼상에 침적한 다음 30초동안 2500rpm으로 스핀(spin)시켰다.
다음에, 그 필름을 상기 실시예 1과 동일한 조건을 사용하여 진공챔버에서 겔화/에이징처리를 하였다.
나노다공성 피름의 표면처리/용매 교환
다음에, 에이징된 필름에 대하여 표면처리/용매교환을 하였다.
표면처리/용매교환을 위하여 사용된 용액은 3-펜타논내에서의 5중량% 메틸트라세톡시(MTAS)를 만들기 위하여 3-펜타논(Pacific Pac International Inc., Hollister, CA)내에 메틸트라세톡시(MTAS)를 용해시키므로써 제조되었다.
MTAS는 United Chemical Technologies, Inc(Bristol, PA)에서 구입하였으며, 사용하기 전에 증류하였다.
피름의 표면처리/용매 교환은 상기한 시약 및 실시예 1에 기재되어 있는 공정단계들 및 조건들을 사용하여 수행되었다.
상기 공정에 의해 얻어진 필름을 60초동안 공기하에서 각각 175 및 320℃에서 가열하였다.
중합체 처리
상기와 같이 구워(bake)진 필름에 대하여 중합체 용액처리를 하였다.
상업적인 스핀-온 그래스 (commercial spin-on glass)311(AlliedSignal at Santa Clara, California)을 표면처리를 위하여 사용하였다.
1. 구워진 피름을 스핀척(spinning chuck)위에 놓은 다음 0rpm(이것은 정적 적용)으로 스핀시켰다.
2. 약 2mL의 상기 Si-기초 중합체 용액을 상기 필름상에 분배시켰다.
3. 상기 필름을 2초동안 250rpm에서 스핀시킨 다음, 스핀속도를 3000rpm으로 증가시켜 20초동안 스핀시켰다.
상기 공정에 의해 얻어진 필름을 60초동안 공기하에서 각각 80, 150 및 250℃에서 가열하였다.
다음에, 상기 필름은 질소하에서 400℃에서 30분동안 노내에서 경화처리되었다.
필름 기계적 강도 측정
필름의 점착강도(cohesive strength)는 스터드 인장 테스트(stud full test)에 의해 측정되었다.
테스트될 필름을 기판 웨이퍼상에 위치시킨 다음, 후에 적용되는 에폭시에 의해 기공구조(pore structure)내로 에폭시가 침투하는 것을 방지하기 위하여 알루미늄 층을 상기 피름의 상부에 위치시켰다.
다음에, 에폭시 테스트 스터드에 있어서 상기 알루미늄화 된 필름의 상부를 에폭시화하였다.
에폭시가 경화하면, 스트드는 몇 몇 성분이 파괴될때까지 필름으로부터 멀리 인장되었다.
상기 파괴 직전의 모멘트에서 측정된 인장력(pull force)은 인치 스퀘어(in2)당 킬로파운드(KPSI)로 측정된 스터드 인장 강도로서 나타내었다.
이 피름의 측정된 인장강도는 5.8KPSI이었다.
(실시예 4)
Acuglass™111로 코팅된 나노다공성 실리카 유전 필름 중합체의 제조
나노다공성 실리카 전구체는 208mL의 테트라에톡시실란, 94mL의 트리에틸렌글리콜 모노메틸 에테르(TIEGMME), 16.8mL의 탈이온수 및 0.68mL의 1 N 니트릭 에시드를 함께 둥근저부를 갖는 플라스크내에 첨가함으로써 합성되었다.
이 용액을 강하게 교반을 하면서 약 80℃까지 가열하였다.
청정 용액을 형성하기 위하여 1.5시간동안 환류시킨 후에, 이 용액을 실온으로 냉각하였다.
다음에, 상기 용액은 에탄올로 25중량%로 희석되고, 그리고 0.1 미크론 Teflon™필터를 통해 여과되었다.
약 2mL의 나노다공성 실리카 전구체를 4"실리콘 웨이퍼상에 침적한 다음 30초동안 2500rpm으로 스핀(spin)시켰다.
다음에, 그 필름을 상기 실시예 1과 동일한 조건을 사용하여 진공챔버에서 겔화/에이징처리를 하였다.
나노다공성 피름의 표면처리/용매 교환
에이징된 필름에 대하여 표면처리/용매교환을 하였다.
표면처리/용매교환을 위하여 사용된 용액은 3-펜타논내에서의 5중량% 메틸트라세톡시(MTAS)를 만들기 위하여 3-펜타논(Pacific Pac International Inc., Hollister, CA)내에 메틸트라세톡시(MTAS)를 용해시키므로써 제조되었다.
MTAS는 United Chemical Technologies, Inc(Bristol, PA)에서 구입하였으며, 사용하기 전에 증류하였다.
피름의 표면처리/용매 교환은 상기한 시약 및 실시예 1에 기재되어 있는 공정단계들 및 조건들을 사용하여 수행되었다.
상기 공정에 의해 얻어진 필름을 60초동안 공기하에서 각각 175 및 320℃에서 가열하였다.
중합체 처리
상기와 같이 구워(bake)진 필름에 대하여 중합체 용액처리를 하였다.
상업적인 스핀-온 그래스 111(AlliedSignal at Santa Clara, California)을 표면처리를 위하여 사용하였다.
1. 구원진 피름을 스핀척(spinning chuck)위에 놓은 다음 0rpm(이것은 정적 적용)으로 스핀시켰다.
2. 약 2mL의 상기 Si-기초 중합체 용액을 상기 필름상에 분배시켰다.
3. 상기 필름을 2초동안 250rpm에서 스핀시킨 다음, 스핀속도를 3000rpm으로 증가시켜 20초동안 스핀시켰다.
상기 공정에 의해 얻어진 필름을 60초동안 공기하에서 각각 80, 150 및 250℃에서 가열하였다.
다음에, 상기 필름은 질소하에서 400℃에서 30분동안 노내에서 경화처리되었다.
필름 기계적 강도 측정
필름의 점착강도(cohesive strength)는 스터드 인장 테스트(stud full test)에 의해 측정되었다.
테스트될 필름을 기판 웨이퍼상에 위치시킨 다음, 후에 적용되는 에폭시에 의해 기공구조(pore structure)내로 에폭시가 침투하는 것을 방지하기 위하여 알루미늄 층을 상기 피름의 상부에 위치시켰다.
다음에, 에폭시 테스트 스터드에 있어서 상기 알루미늄화 된 필름의 상부를 에폭시화하였다.
에폭시가 경화하면, 스트드는 몇몇 성분이 파괴될때까지 필름으로부터 멀리 인장되었다.
상기 파괴 직전의 모멘트에서 측정된 인장력(pull force)은 인치 스퀘어(in2)당 킬로파운드(KPSI)로 측정된 스터드 인장 강도로서 나타내었다.
상기와 같이 얻어진 필름의 굴절율을 Woollam 엘립소미터(ellipsometer)에 의하여 측정하였다.
유전상수를 1MHz에서 MOS 캐패시터구조를 사용하여 표준 CV 곡선 기술에 의하여 측정하였다.
굴절율 필름두께(옹그스트롱) 유전상수 스터드 인장(KPSI)
1.237 8221 3.06 3.2
(실시예 5)
본 실시예는 LOSP™스핀- 온 그래스(spun-on glass)로 코팅된 나노다공성 유전 실리카 필름의 제조를 설명하는 것이다.
나노다공성 실리카 전구체는 208mL의 테트라에톡시실란, 94mL의 트리에틸렌글리콜 모노메틸 에테르(TIEGMME), 16.8mL의 탈이온수 및 0.68mL의 1 N 니트릭 에시드를 함께 둥근저부를 갖는 플라스크내에 첨가함으로써 합성되었다.
이 용액을 강하게 교반을 하면서 약 80℃까지 가열하였다.
청정 용액을 형성하기 위하여 1.5시간동안 환류시킨 후에, 이 용액을 실온으로 냉각하였다.
다음에, 상기 용액은 에탄올로 25중량%로 희석되고, 그리고 0.1 미크론 Teflon™필터를 통해 여과되었다.
약 2mL의 나노다공성 실리카 전구체를 4"실리콘 웨이퍼상에 침적한 다음 30초동안 2500rpm으로 스핀(spin)시켰다.
다음에, 그 필름을 상기 실시예 1과 동일한 조건을 사용하여 진공챔버에서 겔화/에이징처리를 하였다.
다음에, 에이징된 필름에 대하여 표면처리/용매교환을 하였다.
표면처리/용매교환을 위하여 사용된 용액은 3-펜타논내에서의 5중량% 메틸트라세톡시(MTAS)를 만들기 위하여 3-펜타논(Pacific Pac International Inc., Hollister, CA)내에 메틸트라세톡시(MTAS)를 용해시키므로써 제조되었다.
MTAS는 United Chemical Technologies, Inc(Bristol, PA)에서 구입하였으며, 사용하기 전에 증류하였다.
피름의 표면처리/용매 교환은 상기한 시약 및 실시예 1에 기재되어 있는 공정단계들 및 조건들을 사용하여 수행되었다.
상기 공정에 의해 얻어진 필름을 60초동안 공기하에서 각각 175 및 320℃에서 가열하였다.
중합체 처리
상기와 같이 구워(bake)진 필름에 대하여 중합체 용액처리를 하였다.
실험적인 스핀-온 그래스 (experimental spin-on glass)(메틸 이소부틸케톤내의 5%, AlliedSignal at Santa Clara, California)을 표면처리를 위하여 사용하였다.
1. 구워진 피름을 스핀척(spinning chuck)위에 놓은 다음, 0rpm(이것은 정적 적용)으로 스핀시켰다.
2. 약 2mL의 상기 Si-기초 중합체 용액을 상기 필름상에 분배시켰다.
3. 상기 필름을 2초동안 250rpm에서 스핀시킨 다음, 스핀속도를 3000rpm으로 증가시켜 20초동안 스핀시켰다.
상기 공정에 의해 얻어진 필름을 60초동안 공기하에서 각각 80, 150 및 250℃에서 가열하였다.
다음에, 상기 필름은 질소하에서 400℃에서 30분동안 노내에서 경화처리되었다.
필름 기계적 강도 측정
필름의 점착강도(cohesive strength)는 스터드 인장 테스트(stud full test)에 의해 측정되었다.
테스트될 필름을 기판 웨이퍼상에 위치시킨 다음, 후에 적용되는 에폭시에 의해 기공구조(pore structure)내로 에폭시가 침투하는 것을 방지하기 위하여 알루미늄 층을 상기 피름의 상부에 위치시켰다.
다음에, 에폭시 테스트 스터드에 있어서 상기 알루미늄화 된 필름의 상부를 에폭시화하였다.
에폭시가 경화하면, 스트드는 몇 몇 성분이 파괴될때까지 필름으로부터 멀리 인장되었다.
상기 파괴 직전의 모멘트에서 측정된 인장력(pull force)은 인치 스퀘어(in2)당 킬로파운드(KPSI)로 측정된 스터드 인장 강도로서 나타내었다.
실시예 6
본 실시예는 FlareTM스핀-온-글래스로 코팅된 나노다공성 유전성 실리카의 제조를 나타낸다.
나노다공성 실리카 전구체는 테트라에톡시실란 208ml, 트리에틸렌글리콜 모노메틸 에테르(TIEGMME) 94ml, 탈이온수 16.8ml 및 1N 질산 0.68ml을 둥근 플라스크내에 함께 첨가함으로써 합성되었다. 이 용액을 격렬히 교반하면서 약 80℃로 가열하였다. 1.5시간동안 환류되어 청정 용액이 형성된 후, 이 용액을 실온으로 냉각시켰다. 그 다음 에탄올로 25중량%로 희석하고 0.1 미크론 TeflonTM필터를 통해 여과하였다.
이러한 나노다공성 실리카 전구체 약 5ml을 8" 실리콘 웨이퍼상에 증착시킨 다음 2500rpm에서 60초동안 스핀하였다. 그 다음 그 필름을 상기 실시예 1에 나타낸 것과 동일한 조건으로 진공 챔버내에서 겔화/에이징하였다.
나노다공성 필름의 표면 처리/용매 교환
그 다음 에이징된 필름을 표면 처리/용매 교환하였다. 표면 처리/용매 교환에 사용된 용액은 3-펜타논(Pacific Pac International Inc., Hollister, CA)내에 메틸트르아세톡시(MTAS)를 용해하여 3-펜타논내에 MTAS 5중량% 농도로 제조되었다. MTAS는 United Chemical Technologies, Inc(Bristol, PA)로부터 구입하였으며 사용전 증류되었다. 상기 필름의 표면 처리/용매 교환은 상기 언급된 시약 및 실시예 1에서 상기한 바와 같은 공정 스템 및 조건을 이용하여 수행되었다.
그 다음 상기 필름을 2500rpm에서 10초동안 스핀한 다음, 상기 필름을 척(chuck)으로부터 분리하여 열처리하였다.
상기 공정으로부터 획득된 필름을 공기하에서 175℃ 및 320℃로 각각 60초동안 가열하였다.
중합체 처리
구워진 필름을 중합체 용액 처리되었다. 실험용 스핀-온 유전성 FlareTM(AlliedSignal at Santa Clara, California의 시클로헥사논내에 용해된 4%)가 사용되었다.
1. 구워진 필름을 스피닝 척에 놓고 0rpm에서 스핀하였다[이것은 정적 적용이다].
2. 플래어(Flare) 중합체 용액 5ml을 상기 필름에 분배하였다.
3. 그 다음 상기 필름을 500rpm에서 5초동안 스핀한 다음 45초동안 정기하고 그 다음 상기 필름을 2000rpm에서 60초동안 스핀하였다.
상기 공정으로부터 획득된 필름을 질소하에서 각각 60초동안 150, 200, 250℃로 가열하였다. 그 다음 이것을 질소하에서 60분동안 400℃의 고로에서 경화하였다.
필름 기계 강도 측정
상기 필름의 응집 강도를 스터드 인장 테스트(stud pull test)로 측정하였다. 시험되는 필름을 기질 웨이퍼상에 놓고 알루미늄층을 상기 필름의 상부에 배치하여 후속적으로 적용된 에폭시에 의해 에폭시가 공극 구조내에 침투하는 것을 억제하였다. 그 다음 에폭시 시험 스터드를 알루늄화된 필름의 상부에 에폭시하였다. 한번 에폭시가 경화되면, 그 스터드는 일부 성분이 파괴될때까지 상기 필름으로부터 멀리 인장된다. 파괴 직전의 순간에 측정된 인장력은 킬로파운드 퍼 스퀘어 인치(KPSI)로 측정되는 스터드 인장 강도로 기록되었다. 이러한 기술로 측정된 상기 필름의 스터드 인장도는 5KPSI이다.
실시예 7
본 실시예는 나노다공성 실리카 필름이 제조된 다음 용매가 교환되고 LOSPTMSi-기초 중합체로 처리되어 SiC 및 SiH 결합을 모두 갖는 공극 표면을 제공함을 나타낸다.
방법
1. 전구체는 테트라에톡시실란(Pacific Pac, Hollister, CA 95023) 104.0ml, 트리에틸렌글리콜 모노 메틸 에테르(TIEGMME)(Pacific Pac, Hollister, CA 95023) 51.0ml, 탈이온수 8.4ml 및 1N 질산(J.T. Baker, Phillipsburg, NJ 06885) 0.34ml을 둥근 플라스크내에 함께 첨가함으로써 합성되었다. 이 용액을 격렬히 교반하면서 ~80℃로 가열하고 1.5시간동안 환류하여 용액을 형성하였다. 상기 용액을 실온으로 냉각시킨 후, 4℃ 냉장으로 보관하였다. 그 다음 상기 용액을 에탄올(Ricca Chemical Company, Arlington, TX 76012)로 25중량%로 희석하여 점도를 감소시켰다. 희석된 전구체를 0.1 미크론 TeflonTM필터를 통해 여과하였다.
2. 상기 전구체 약 8.0-10.0ml을 8"인치 실리콘 웨이퍼상에 증착시키고 2500rpm에서 30초동안 스핀하였다.
3. 상기 필름을 하기 조건을 이용하여 진공 챔버내에서 겔화 및 에이징하였다: 1) 챔버를 -20"Hg로 배기하였다. 2) 그 다음, 15M 암모늄 히드록시드(Aldrich Chemical Company, Milwaukee, WI 53201)를 가열하고 45℃로 균형을 맞추고 챔버내로 넣어 3분동안 -4.0"Hg로 압력을 증가시켰다. 3) 마지막으로, 상기 챔버를 -20.0"Hg로 배기하고 공기로 다시 채웠다.
4. 그 다음 상기 필름은 3-펜타논(Aldrich Chemical Company, Milwaukee, WI 53201)내에 용해된 메틸트리아세톡시실란(MTAS)(Gelest Inc., tullytown, PA19007)의 5%(중량) 혼합물로 용매 교환되고 함께 혼합하였다. 이 혼합물의 약 20-30ml을 상기 필름상에 증착시키는 한편 상기 필름을 건조하지않고 250rpm에서 20초동안 스핀하였다. 상기 필름을 그 다음 1000rpm에서 5초동안 스핀 건조하였다.
5. 상기 필름을 공기내에서 각각 175℃ 및 320℃에서 1분동안 상승된 온도로 가열하고, 상기 필름을 주위 온도로 냉각하고, 쿼츠 웨이퍼 홀더에 적재한 다음 수직 튜브 고로에 넣었다. 상기 고로내의 시료들을 흐름 속도 67리터/분으로 N2가스하에서 유지되었다. 고로내 온도를 초기에 약 150℃로 한 다음 분당 20℃의 속도로 400℃로 증가시켰다. 온도가 400℃에 이르면, 상기 필름을 그 온도에서 0.5시간동안 유지하였다. 이는 5,000-6,000Å 필름을 생성하였다.
6. 실리콘-산소 백본을 함유하는 LOSPTM으로 칭하여지는 AlliedSignal Advanced Microelectronic Materials'(Sunnyvale, California)에서 제조된 저 유기 실록산 중합체를 3000rpm에서 20초동안 상기 필름의 상부에 증착하였다. 이 중합체는 각 실리콘 원자에 3 산소 원자를 함유하는 한편 나머지 발란스 스테이트는 알킬기 약 40%와 수소 60%를 갖는다.
7. 이러한 새로운 필름을 150℃, 200℃ 및 350℃에서 각각 1분동안 가열하고, 주위 온도로 냉각한 다음 쿼츠 웨이퍼 홀더에 적재하고 수직 튜브 고로에 넣고, 이들을 흐름 속도 67리터/분으로 N2가스하에 유지하였다. 상기한 바와 같이, 고로내 온도를 초기에는 약 150℃로 한 다음 분당 20℃의 속도로 400℃로 증가시켰다. 그 다음 상기 필름을 400℃에서 0.5시간동안 유지하였다.
결과
제조된 필름은 그 다음 포리어 푸리에 변환 적외선("FTIR"), 주사 전자현미경("SEM") 횡단면, 광학 현미경("LM")을 이용한 크래킹/점착성의 검사로 특성화되었다.
FTIR 스펙트라(나타내지않음)는 용매 교환후 흡수 피크가 제조된 필름에서 C-H(2970cm-1), Si-H(2250cm-1) 및 Si-C(1270cm-1)에 존재하여 따라서 상기 필름은 원하는 부의 C-H, Si-H 및 Si-C 결합을 함유하는 확인을 입증하였다. 또한, LM 관찰을 통해 시험된 필름이 보다 낮은 배율로 관찰시 균열이 없음을 확일할 수 있었다. SEM 횡단면은 내부층 균열이 없으며, 필름의 기질에 대한 우수한 접착성을 보여주었다.
실시예 8
본 실시예는 나노다공성 실리카 필름이 제조된 다음 용매 교환되고 OPXTMSi-기초 중합체로 코팅되어 주로 SiH 결합으로 구성되는 공극 표면을 제공함을 나타낸다.
방법
1. 전구체는 테트라에톡시실란(Pacific Pac, Hollister, CA 95023) 104.0ml, 트리에틸렌글리콜 모노 메틸 에테르(TIEGMME)(Pacific Pac, Hollister, CA 95023) 51.0ml, 탈이온수 8.4ml 및 1N 질산(J.T. Baker, Phillipsburg, NJ 06885) 0.34ml을 둥근 플라스크내에 함께 첨가함으로써 합성되었다. 이 용액을 격렬히 교반하면서 ~80℃로 가열하고 1.5시간동안 환류하여 용액을 형성하였다. 상기 용액을 실온으로 냉각시킨 후, 4℃ 냉장으로 보관하였다. 그 다음 상기 용액을 에탄올(Ricca Chemical Company, Arlington, TX 76012)로 25중량%로 희석하여 점도를 감소시켰다. 희석된 전구체를 0.1 미크론 TeflonTM필터를 통해 여과하였다.
2. 상기 전구체 약 8.0-10.0ml을 8"인치 실리콘 웨이퍼상에 증착시키고 2500rpm에서 30초동안 스핀하였다.
3. 상기 필름을 하기 조건을 이용하여 진공 챔버내에서 겔화 및 에이징하였다: 1) 챔버를 -20"Hg로 배기하였다. 2) 그 다음, 15M 암모늄 히드록시드(Aldrich Chemical Company, Milwaukee, WI 53201)를 가열하고 45℃로 균형을 맞추고 챔버내로 넣어 3분동안 -4.0"Hg로 압력을 증가시켰다. 3) 마지막으로, 상기 챔버를 -20.0"Hg로 배기하고 공기로 다시 채웠다.
4. 그 다음 상기 필름은 3-펜타논(Aldrich Chemical Company, Milwaukee, WI 53201)내에 용해된 메틸트리아세톡시실란(MTAS)(Gelest Inc., tullytown, PA 19007)의 5%(중량) 혼합물로 용매 교환되고 함께 혼합하였다. 이 혼합물의 약 20-30ml을 상기 필름상에 증착시키는 한편 상기 필름을 건조하지않고 250rpm에서 20초동안 스핀하였다. 상기 필름을 그 다음 1000rpm에서 5초동안 스핀 건조하였다.
5. 상기 필름을 공기내에서 각각 175℃ 및 320℃에서 1분동안 상승된 온도로 가열하고, 상기 필름을 주위 온도로 냉각하고, 쿼츠 웨이퍼 홀더에 적재한 다음 수직 튜브 고로에 넣었다. 상기 고로내의 시료들을 흐름 속도 67리터/분으로 N2가스하에서 유지되었다. 고로내 온도를 초기에 약 150℃로 한 다음 분당 20℃의 속도로 400℃로 증가시켰다. 온도가 400℃에 이르면, 상기 필름을 그 온도에서 0.5시간동안 유지하였다. 이는 5,000-6,000Å 필름을 생성하였다.
OPXTM으로 칭하여지는 AlliedSignal에서 제조된 중합체(산소 플라즈마 저항성 히드로실세스퀴녹산)를 3000rpm에서 20초동안 상기 필름의 상부에 증착하였다. 이 중합체는 각 실리콘 원자에 1 수소를 함유하는 한편 나머지 발란스 스테이트는 산소 원자를 갖는다.
6. 이러한 새로운 필름을 80℃, 150℃ 및 200℃에서 각각 1분동안 가열하고, 주위 온도로 냉각한 다음 쿼츠 웨이퍼 홀더에 적재하고 수직 튜브 고로에 넣고, 이들을 흐름 속도 67리터/분으로 N2가스하에 유지하였다. 상기한 바와 같이, 고로내 온도를 초기에는 약 150℃로 한 다음 분당 20℃의 속도로 400℃로 증가시켰다. 그 다음 상기 필름을 400℃에서 0.5시간동안 유지하였다.
결과
처리된 필름은 상기 실시예 7에 나타낸 바와 같이, FTIR, LM 및 SEM으로 검사되었다.
실시예 7의 생성물과 같이, FTIR 스펙트라는 C-H(2970cm-1), Si-H(2250cm-1) 및 Si-C(1270cm-1)의 범위에서 피크를 나타내었다. 상기 필름은 보다 낮은 LM 배율에서 균열이 나타나지 않았다. SEM 횡단면은 내부층 균열이 없으며, 필름의 기질에 대한 우수한 접착성을 보여주었다.
실시예 9
본 실시예는 나노다공성 실리카 필름이 제조된 다음 용매 교환되고 HOSPTMSi-기초 중합체로 코팅되어 주로 SiC 및 SiH 결합을 함유하는 공극 표면을 제공함을 나타낸다.
1. 전구체는 테트라에톡시실란(Pacific Pac, Hollister, CA 95023) 104.0ml, 트리에틸렌글리콜 모노 메틸 에테르(TIEGMME)(Pacific Pac, Hollister, CA 95023) 51.0ml, 탈이온수 8.4ml 및 1N 질산(J.T. Baker, Phillipsburg, NJ 06885) 0.34ml을 둥근 플라스크내에 함께 첨가함으로써 합성되었다. 이 용액을 격렬히 교반하면서 ~80℃로 가열하고 1.5시간동안 환류하여 용액을 형성하였다. 상기 용액을 실온으로 냉각시킨 후, 4℃ 냉장으로 보관하였다. 그 다음 상기 용액을 에탄올(Ricca Chemical Company, Arlington, TX 76012)로 25중량%로 희석하여 점도를 감소시켰다. 희석된 전구체를 0.1 미크론 TeflonTM필터를 통해 여과하였다.
2. 상기 전구체 약 8.0-10.0ml을 8"인치 실리콘 웨이퍼상에 증착시키고 2500rpm에서 30초동안 스핀하였다.
3. 상기 필름을 하기 조건을 이용하여 진공 챔버내에서 겔화 및 에이징하였다: 1) 챔버를 -20"Hg로 배기하였다. 2) 그 다음, 15M 암모늄 히드록시드(Aldrich Chemical Company, Milwaukee, WI 53201)를 가열하고 45℃로 균형을 맞추고 챔버내로 넣어 3분동안 -4.0"Hg로 압력을 증가시켰다. 3) 마지막으로, 상기 챔버를 -20.0"Hg로 배기하고 공기로 다시 채웠다.
4. 그 다음 상기 필름은 3-펜타논(Aldrich Chemical Company, Milwaukee, WI 53201)내에 용해된 메틸트리아세톡시실란(MTAS)(Gelest Inc., tullytown, PA 19007)의 5%(중량) 혼합물로 용매 교환되고 함께 혼합하였다. 이 혼합물의 약 20-30ml을 상기 필름상에 증착시키는 한편 상기 필름을 건조하지않고 250rpm에서 20초동안 스핀하였다. 상기 필름을 그 다음 1000rpm에서 5초동안 스핀 건조하였다.
5. 상기 필름을 공기내에서 각각 175℃ 및 320℃에서 1분동안 상승된 온도로 가열하고, 상기 필름을 주위 온도로 냉각하고, 쿼츠 웨이퍼 홀더에 적재한 다음 수직 튜브 고로에 넣었다. 상기 고로내의 시료들을 흐름 속도 67리터/분으로 N2가스하에서 유지되었다. 고로내 온도를 초기에 약 150℃로 한 다음 분당 20℃의 속도로 400℃로 증가시켰다. 온도가 400℃에 이르면, 상기 필름을 그 온도에서 0.5시간동안 유지하였다. 이는 5,000-6,000Å 필름을 생성하였다.
6. HOSPTM으로 칭하여지는 AlliedSignal Advanced Microelectronic Materials'(Sunnyvale, California)에서 제조된 고 유기 실록산 중합체를 3000rpm에서 20초동안 상기 필름의 상부에 증착하였다. 이 중합체는 각 실리콘 원자에 3 산소 원자를 함유하는 한편 나머지 발란스 스테이트는 알킬기 약 60%와 수소 60%를 갖는다.
7. 이러한 새로운 필름을 150℃, 200℃ 및 350℃에서 각각 1분동안 가열하였다. 그 다음 질소와 함께 0.5시간동안 400℃ 사면 프로그램으로 경화하였다.
8. 상기 필름은 FTI, SEM 횡단면, LM에 의한 크래킹/점착성의 검사 및 물 적가 침투를 이용하여 특성화되었다.

Claims (20)

  1. 기판상에 나노다공성 실리카 유전코팅을 형성하는 단계 및 형성된 나노다공성 실리카 유전필름을 상기 나노다공성 실리카 유전 코팅에 층을 형성하기에 효과적인 조건하에서 중합체 전구체를 포함하는 코팅 조성물로 코팅하는 단계를 포함하는 방법으로 제조된 표면-코팅된 나노다공성 실리카 유전 필름.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 나노다공성 유전필름은 알콕시실란, 알킬알콕시실란, 실세스퀴녹산, 하이드로젼실록산, 하이드로유기실록산, 하이드로젼실세스퀴녹산, 아세톡시실란, 할로겐화된 실란 및 이들의 배합으로 구성되는 그룹으로 부터 선택된 최소 하나의 화합물을 포함하는 스핀-온-글래스 물질로 제조됨을 특징으로 하는 표면-코팅된 나노다공성 실리카 유전 필름.
  3. 제 1항에 있어서 상기 코팅 조성물은 저유기 실록산, 고유기 실록산, 하이드리도유기실록산, 폴리(아릴렌 에테르), 플루오르화된 폴리(아릴렌) 에테르, 폴리이미드, 폴리카르보실란 및 이들의 배합으로 구성되는 그룹으로 부터 선택된 화합물을 포함하는 방법으로 제조된 표면-코팅된 나노다공성 실리카 유전 필름.
  4. 제 1항에 있어서, 나노다공성 실리카 유전 필름이 경화되기 전에, 상기 코팅조성물이 형성된 나노다공성 실리카 유전 필름에 적용되고 그 후, 상기 나노다공성 유전 필름 및 코팅 조성물이 동시에 경화됨을 특징으로 하는 표면-코팅된 나노다공성 실리카 유전 필름.
  5. 제 2항에 있어서, 상기 나노다공성 실리카 유전 필름은 알콕시실란을 포함하는 스핀-온-글래스 물질로 부터 제조됨을 특징으로 하는 표면-코팅된 나노다공성 실리카 유전 필름.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 나노다공성 실리카 유전 필름은 테트라에톡시실란을 포함하는 스핀-온-글래스 물질로 부터 제조됨을 특징으로 하는 표면-코팅된 나노다공성 실리카 유전 필름.
  7. 제 3항에 있어서, 상기 코팅 조성물은
    [H-SiO1.5]n[R-SiO1.5]m, 화학식 2
    [H0.4-1.0SiO1.5-1.8]n[R0.4-1.0SiO1.5-1.8]m. 화학식 3
    [H0-1.0-SiO1.5-2.0]n[R-SiO1.5]m, 화학식 4
    [H-SiO1.5]x[R-SiO1.5]y[SiO2]z, 화학식 5
    및 이들의 배합으로 구성되는 그룹으로 부터 선택된 최소 하나의 저유기 화합물을 포함하며, 상기 식에서 n과 m의 합은 약 8-5000범위이며; x, y 및 z의 합은 약 8-5000 범위이며; 그리고 m 및 y는 탄소 함유 치환체가 약 40몰%미만의 양으로존재하도록 선택됨을 특징으로 하는 표면-코팅된 나노다공성 실리카 유전 필름.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 R은 유기기이며, 직쇄 알킬기, 분지된 알킬기, 시클로알킬기, 아릴기 및 이들의 혼합물로 구성되는 그룹으로 부터 독립적으로 선택됨을 특징으로 하는 표면-코팅된 나노다공성 실리카 유전 필름.
  9. 제 3항에 있어서, 상기 코팅 조성물은
    [HSiO1.5]n[RSiO1.5]m, 화학식 6
    [H0.4-1.0SiO1.5-1.8]n[R0.4-1.0SiO1.5-1.8]m. 화학식 7
    [H0-1.0SiO1.5-2.0]n[RSiO1.5]m, 화학식 8
    [HSiO1.5]x[RSiO1.5]y[SiO2]z, 화학식 9
    및 이들의 결합으로 구성되는 그룹으로 부터 선택된 최소 하나의 화합물을 포함하며, 상기 식에서 n과 m의 합은 약 8-5000범위이며; m은 탄소 함유 치환체가 약 40몰%이상의 양으로 존재하도록 선택되며; x, y 및 z의 합은 약 8-5000 범위이며; y는 탄소 함유 치환체가 약 40몰%이상의 양으로 존재하도록 선택됨을 특징으로 하는 표면-코팅된 나노다공성 실리카 유전 필름.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 R은 유기기이며, 직쇄 알킬기, 분지된 알킬기, 시클로알킬기, 아릴기 및 이들의 혼합물로 구성되는 그룹으로 부터 독립적으로 선택됨을 특징으로 하는 표면-코팅된 나노다공성 실리카 유전 필름.
  11. 제 3항에 있어서, 상기 코팅 조성물은 다음 화학식을 갖는 최소 하나의 화합물을 포함함을 특징으로 하는 방법으로 제조된 표면-코팅된 나노다공성 실리카 유전 필름.
    (HSiO1.5)a(HSiO(OR))b(SiO2)c, (화학식 10)
    (단 식중, R은 H와 탄소 원자 1-4를 갖는 알킬기의 혼합물이며; a+b+c=1; 0.5<a<0.99<; 0.01<b<0.5; 그리고 0<c<0.5 임.)
  12. 제 11항에 있어서, 상기 a 및 b는 0임을 특징으로 하는 방법으로 제조된 표면-코팅된 나노다공성 실리카 유전 필름.
  13. 제 3항에 있어서, 상기 코팅 조성물은 -[Si(R1)(R2)(H)]x-, -[Si(R3)(R4)]y-, -[Si(R5)(R7)(O-R6)]z-, -[Si(R8)(R9)(R10)]w-으로 구성되는 그룹으로 부터 선택된 최소 하나의 폴리카르보실란을 포함하는 방법으로 제조된 표면-코팅된 나노다공성 실리카 유전 필름.
    (단, 상기 식중, R1, R7및 R10은 각각 독립적으로 알킬렌, 시클로알킬렌 및 아릴렌기로 구성되는 그룹으로 부터 선택되며, 치환되거나 치환되지않을 수 있으며,
    R2, R3, R4, R5및 R6는 각각 독립적으로 H 또는 유기기로 구성되는 그룹으로 부터 선택되며,
    R6은 오가노실리콘(organosilicon), 실라닐, 실록실 및 오르가노(organo)기로 구성되는 그룹으로 부터 선택되며; 그리고
    10<x+y+z+w<100,000이며; x, y 및 w는 집합적으로 또는 독립적으로 0일 수 있다.)
  14. 제 3항에 있어서, 퓨리에 변환 적외선 스펙트로스코피로 측정되는 2150㎝-1에서의 Si-H 결합, 범위 약 1.5-6 kpsi의 스터드 인장강도(stud pull strength) 및 공극구조의 개방된 상태를 유지하는 특성을 나타내는 표면-코팅된 나노다공성 실리카 유전 필름.
  15. 청구항 1항의 표면-코팅된 나노다공성 실리카 유전 필름을 포함하는 집적 회로 기기.
  16. 기판상에 나노다공성 실리카 유전코팅을 형성하는 단계 및 형성된 나노다공성 실리카 유전필름을 상기 나노다공성 실리카 유전 코팅에 층을 형성하기에 효과적인 조건하에서 중합체 전구체를 포함하는 코팅 조성물로 코팅하는 단계를 포함하는 표면-코팅된 나노다공성 실리카 유전 필름 제조방법.
  17. 제 16항에 있어서, 상기 나노다공성 실리카 유전 필름은 기판상에 스핀-온-글래스 필름을 적용한 후, 나노다공성 실리카 유전 필름을 형성하도록 상기 필름을 겔화시켜 제조함을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 16항에 있어서, 상기 코팅 조성물은 저유기 실록산, 고유기 실록산, 하이드리도유기실록산, 폴리(아릴렌 에테르), 플루오르화된 폴리(아릴렌) 에테르, 폴리이미드, 폴리카르보실란 및 이들의 배합으로 구성되는 그룹으로 부터 선택된 중합체 전구체를 포함함을 특징으로하는 방법.
  19. 제 16항에 있어서, 상기 코팅조성물을 형성된 나노다공성 실리카 유전 필름에 적용하고 그 후, 상기 나노다공성 유전 필름 및 코팅 조성물을 동시에 경화시킴을 포함함을 특징으로 하는 방법.
  20. 청구항 16항의 방법으로 제조된 실리콘-웨이퍼 지지체.
KR1020027002392A 1999-08-23 2000-08-23 Ｕｌｓｉ 적용에 사용되는 실록산 중합체로 처리된나노다공성 실리카 KR20020025992A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/379,484 1999-08-23
US09/379,484 US6318124B1 (en) 1999-08-23 1999-08-23 Nanoporous silica treated with siloxane polymers for ULSI applications
PCT/US2000/023191 WO2001015214A1 (en) 1999-08-23 2000-08-23 Nanoporous silica treated with siloxane polymers for ulsi applications

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20020025992A true KR20020025992A (ko) 2002-04-04

Family

ID=23497456

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020027002392A KR20020025992A (ko) 1999-08-23 2000-08-23 Ｕｌｓｉ 적용에 사용되는 실록산 중합체로 처리된나노다공성 실리카

Country Status (8)

Country Link
US (1) US6318124B1 (ko)
EP (1) EP1206797A1 (ko)
JP (1) JP2003508895A (ko)
KR (1) KR20020025992A (ko)
CN (1) CN1187799C (ko)
AU (1) AU6931300A (ko)
TW (1) TW568958B (ko)
WO (1) WO2001015214A1 (ko)

Families Citing this family (61)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6589889B2 (en) * 1999-09-09 2003-07-08 Alliedsignal Inc. Contact planarization using nanoporous silica materials
US6528153B1 (en) * 1999-09-30 2003-03-04 Novellus Systems, Inc. Low dielectric constant porous materials having improved mechanical strength
KR100683428B1 (ko) * 1999-10-25 2007-02-20 다우 코닝 코포레이션 용액 용해도와 안정성이 우수한 실리콘 수지 조성물
EP1110909A1 (en) * 1999-12-24 2001-06-27 Bio Minerals N.V. Method for preparing ortho silicic acid, ortho silicic acid as obtained, and its use
JP3604007B2 (ja) * 2000-03-29 2004-12-22 富士通株式会社 低誘電率被膜形成材料、及びそれを用いた被膜と半導体装置の製造方法
US6495479B1 (en) * 2000-05-05 2002-12-17 Honeywell International, Inc. Simplified method to produce nanoporous silicon-based films
KR100797202B1 (ko) * 2000-06-23 2008-01-23 허니웰 인터내셔널 인코포레이티드 손상된 실리카 유전 필름에 소수성을 부여하는 방법 및 손상된 실리카 유전 필름 처리 방법
US6548892B1 (en) * 2000-08-31 2003-04-15 Agere Systems Inc. Low k dielectric insulator and method of forming semiconductor circuit structures
JP4545973B2 (ja) * 2001-03-23 2010-09-15 富士通株式会社 シリコン系組成物、低誘電率膜、半導体装置および低誘電率膜の製造方法
US8042771B2 (en) 2007-05-25 2011-10-25 Karl F. Milde, Jr. Method and apparatus for treating fuel to temporarily reduce its combustibility
US7222821B2 (en) * 2001-11-21 2007-05-29 Matos Jeffrey A Method and apparatus for treating fuel to temporarily reduce its combustibility
US7029723B2 (en) * 2003-01-07 2006-04-18 Intel Corporation Forming chemical vapor depositable low dielectric constant layers
US7709371B2 (en) * 2003-01-25 2010-05-04 Honeywell International Inc. Repairing damage to low-k dielectric materials using silylating agents
WO2004068555A2 (en) * 2003-01-25 2004-08-12 Honeywell International Inc Repair and restoration of damaged dielectric materials and films
US7359926B1 (en) 2003-02-13 2008-04-15 Stampede, Technologies, Inc. System for optimization of database replication/synchronization
CN100498028C (zh) 2003-05-06 2009-06-10 阿斯彭气凝胶有限公司 承重、轻量和紧凑的超绝热系统
US7179758B2 (en) * 2003-09-03 2007-02-20 International Business Machines Corporation Recovery of hydrophobicity of low-k and ultra low-k organosilicate films used as inter metal dielectrics
US8475666B2 (en) * 2004-09-15 2013-07-02 Honeywell International Inc. Method for making toughening agent materials
US7345000B2 (en) * 2003-10-10 2008-03-18 Tokyo Electron Limited Method and system for treating a dielectric film
US7553769B2 (en) * 2003-10-10 2009-06-30 Tokyo Electron Limited Method for treating a dielectric film
JP4737361B2 (ja) * 2003-12-19 2011-07-27 Ｊｓｒ株式会社 絶縁膜およびその形成方法
US7347970B2 (en) * 2004-02-13 2008-03-25 University Of Florida Research Foundation, Inc. Biocides based on silanol terminated silanes and siloxanes
WO2005082277A1 (en) * 2004-02-18 2005-09-09 Stanford University Drug delivery systems using mesoporous oxide films
US8097269B2 (en) * 2004-02-18 2012-01-17 Celonova Biosciences, Inc. Bioactive material delivery systems comprising sol-gel compositions
US8901268B2 (en) 2004-08-03 2014-12-02 Ahila Krishnamoorthy Compositions, layers and films for optoelectronic devices, methods of production and uses thereof
JP4591032B2 (ja) * 2004-10-15 2010-12-01 Ｊｓｒ株式会社 表面疎水化用組成物、表面疎水化方法および半導体装置の製造方法
KR100974042B1 (ko) * 2004-10-27 2010-08-05 인터내셔널 비지네스 머신즈 코포레이션 금속간 유전체로서 사용된 낮은 ｋ 및 극도로 낮은 ｋ의 오가노실리케이트 필름의 소수성을 복원하는 방법 및 이로부터 제조된 물품
US20060263587A1 (en) * 2004-11-24 2006-11-23 Ou Duan L High strength aerogel panels
JP2006152063A (ja) * 2004-11-26 2006-06-15 Jsr Corp 新規ポリカルボシランおよびその製造方法、膜形成用組成物、ならびに膜およびその形成方法
US7678712B2 (en) * 2005-03-22 2010-03-16 Honeywell International, Inc. Vapor phase treatment of dielectric materials
US20060269734A1 (en) * 2005-04-15 2006-11-30 Aspen Aerogels Inc. Coated Insulation Articles and Their Manufacture
US20060264133A1 (en) * 2005-04-15 2006-11-23 Aspen Aerogels,Inc. Coated Aerogel Composites
US7521355B2 (en) 2005-12-08 2009-04-21 Micron Technology, Inc. Integrated circuit insulators and related methods
WO2007140293A2 (en) 2006-05-25 2007-12-06 Aspen Aerogels, Inc. Aerogel compositions with enhanced performance
US8455165B2 (en) 2006-09-15 2013-06-04 Cabot Corporation Cyclic-treated metal oxide
US20080070146A1 (en) 2006-09-15 2008-03-20 Cabot Corporation Hydrophobic-treated metal oxide
US8435474B2 (en) 2006-09-15 2013-05-07 Cabot Corporation Surface-treated metal oxide particles
US8202502B2 (en) * 2006-09-15 2012-06-19 Cabot Corporation Method of preparing hydrophobic silica
US20080173541A1 (en) * 2007-01-22 2008-07-24 Eal Lee Target designs and related methods for reduced eddy currents, increased resistance and resistivity, and enhanced cooling
US7500397B2 (en) * 2007-02-15 2009-03-10 Air Products And Chemicals, Inc. Activated chemical process for enhancing material properties of dielectric films
US8702919B2 (en) 2007-08-13 2014-04-22 Honeywell International Inc. Target designs and related methods for coupled target assemblies, methods of production and uses thereof
US20090111925A1 (en) * 2007-10-31 2009-04-30 Burnham Kikue S Thermal interface materials, methods of production and uses thereof
US9114125B2 (en) 2008-04-11 2015-08-25 Celonova Biosciences, Inc. Drug eluting expandable devices
US20110076416A1 (en) * 2008-05-26 2011-03-31 Basf Se Method of making porous materials and porous materials prepared thereof
WO2010009234A1 (en) * 2008-07-16 2010-01-21 Wisconsin Alumni Research Foundation Metal substrates including metal oxide nanoporous thin films and methods of making the same
KR20100082170A (ko) * 2009-01-08 2010-07-16 삼성전자주식회사 실리콘 산화막 패턴 및 소자 분리막 형성 방법
US8557877B2 (en) 2009-06-10 2013-10-15 Honeywell International Inc. Anti-reflective coatings for optically transparent substrates
JP5410207B2 (ja) * 2009-09-04 2014-02-05 ＡｚエレクトロニックマテリアルズＩｐ株式会社 シリカ質膜製造方法およびそれに用いるポリシラザン塗膜処理液
JP5610521B2 (ja) * 2010-08-06 2014-10-22 ＡｚエレクトロニックマテリアルズＩｐ株式会社 シロキサン樹脂組成物の硬化被膜形成方法
US8580027B1 (en) 2010-08-16 2013-11-12 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Sprayed on superoleophobic surface formulations
US8741432B1 (en) 2010-08-16 2014-06-03 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Fluoroalkylsilanated mesoporous metal oxide particles and methods of preparation thereof
JP5405437B2 (ja) * 2010-11-05 2014-02-05 ＡｚエレクトロニックマテリアルズＩｐ株式会社 アイソレーション構造の形成方法
US8864898B2 (en) 2011-05-31 2014-10-21 Honeywell International Inc. Coating formulations for optical elements
US8927430B2 (en) * 2011-07-12 2015-01-06 International Business Machines Corporation Overburden removal for pore fill integration approach
US8828489B2 (en) * 2011-08-19 2014-09-09 International Business Machines Corporation Homogeneous modification of porous films
US8968864B2 (en) * 2011-09-23 2015-03-03 Imec Sealed porous materials, methods for making them, and semiconductor devices comprising them
US10185057B2 (en) * 2011-11-11 2019-01-22 Ppg Industries Ohio, Inc. Coated articles having abrasion resistant, glass-like coatings
WO2016167892A1 (en) 2015-04-13 2016-10-20 Honeywell International Inc. Polysiloxane formulations and coatings for optoelectronic applications
CN111033688B (zh) * 2017-08-24 2024-02-23 株式会社Lg化学 二氧化硅膜的制造方法
WO2019135901A1 (en) 2018-01-05 2019-07-11 Fujifilm Electronic Materials U.S.A., Inc. Surface treatment compositions and methods
US20200035494A1 (en) * 2018-07-30 2020-01-30 Fujifilm Electronic Materials U.S.A., Inc. Surface Treatment Compositions and Methods

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3445267A (en) * 1966-01-12 1969-05-20 Dow Corning Treatment of glass with silsesquioxanes to improve durability of subsequent silicone treatments to washing
JPS63269554A (ja) * 1987-04-27 1988-11-07 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置
US5470802A (en) * 1994-05-20 1995-11-28 Texas Instruments Incorporated Method of making a semiconductor device using a low dielectric constant material
EP0775669B1 (en) 1995-11-16 2001-05-02 Texas Instruments Incorporated Low volatility solvent-based precursors for nanoporous aerogels
US6114186A (en) * 1996-07-30 2000-09-05 Texas Instruments Incorporated Hydrogen silsesquioxane thin films for low capacitance structures in integrated circuits
US6218497B1 (en) * 1997-04-21 2001-04-17 Alliedsignal Inc. Organohydridosiloxane resins with low organic content
US6043330A (en) * 1997-04-21 2000-03-28 Alliedsignal Inc. Synthesis of siloxane resins
US6143855A (en) * 1997-04-21 2000-11-07 Alliedsignal Inc. Organohydridosiloxane resins with high organic content
US6048804A (en) * 1997-04-29 2000-04-11 Alliedsignal Inc. Process for producing nanoporous silica thin films
JPH10324585A (ja) * 1997-05-22 1998-12-08 Kobe Steel Ltd 断熱用透明多孔体とその製造方法
JPH113888A (ja) * 1997-05-28 1999-01-06 Texas Instr Inc <Ti> 集積回路誘電体及び方法
US6037275A (en) * 1998-08-27 2000-03-14 Alliedsignal Inc. Nanoporous silica via combined stream deposition
US6097095A (en) * 1999-06-09 2000-08-01 Alliedsignal Inc. Advanced fabrication method of integrated circuits with borderless vias and low dielectric-constant inter-metal dielectrics

Also Published As

Publication number Publication date
US6318124B1 (en) 2001-11-20
TW568958B (en) 2004-01-01
CN1187799C (zh) 2005-02-02
WO2001015214A1 (en) 2001-03-01
AU6931300A (en) 2001-03-19
EP1206797A1 (en) 2002-05-22
JP2003508895A (ja) 2003-03-04
CN1382304A (zh) 2002-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6318124B1 (en) Nanoporous silica treated with siloxane polymers for ULSI applications
KR100682614B1 (ko) 실란계 나노 다공성 실리카 박막 및 그 제조방법
JP4947836B2 (ja) 多官能Ｓｉに基くオリゴマー及びポリマー、若しくは、オリゴマー又はポリマーを含む面改質用のナノ多孔質シリカフィルム、およびそれを処理するプロセス、並びにそれを含む集積回路
US6518205B1 (en) Multifunctional reagents for the surface modification of nanoporous silica films
KR100658393B1 (ko) 전자 빔 노광에 의해 변성되어서 저 유전율 및 저 수분 함유량을 가지는 나노포러스 실리카 유전체 막
US6177143B1 (en) Electron beam treatment of siloxane resins
US6372666B1 (en) Process for producing dielectric thin films
US6413882B1 (en) Low dielectric foam dielectric formed from polymer decomposition
US6503850B1 (en) Process for producing nanoporous dielectric films at high pH
KR100671850B1 (ko) 다공질 필름의 개질 방법 및 개질된 다공질 필름 및 그 용도
JP2004511896A (ja) 誘電フィルム及び材料における疎水性を回復する方法
KR20010053433A (ko) 나노 다공성 실리카의 증착방법
JPH11512474A (ja) ベータ−置換オルガノシルセスキオキサンおよびその使用法
US6399210B1 (en) Alkoxyhydridosiloxane resins
JP2010021551A (ja) シャロートレンチアイソレーション膜のためのアミノシラン
US6737117B2 (en) Hydrosilsesquioxane resin compositions having improved thin film properties
US20030062600A1 (en) Process for optimizing mechanical strength of nanoporous silica
US20040186223A1 (en) Etch-stop resins
JP2004536924A (ja) シロキサン樹脂

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application