TW201224006A - Sealing film material, sealing film and use thereof - Google Patents
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- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
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Description
201224006 六、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於由有機氦介石々&人& @ II彳石夕化合物所形成之密封膜及 其用途。特別係關於以電漿輔λ y
电果輔助化學氣相沉積法(pECVD 法:Plasma Enhanced Chemi m ι λτ λ emical Vapor Deposition 法)成 膜而得之密封膜。 【先前技術】 以液晶顯示器、有機EL顯示器為代表的平面顯示器 (以下稱為FPD)’現今多使用玻璃基板作為顯示面板的基 材,但從薄膜化、輕量化、耐衝擊性的提升、軟性化、以 及從配合捲對捲製程的觀點,以透明塑膠基板取代的需求 與曰俱增。此外,將塑膠基板使用於有機半導體形成有機 電晶體、以及製作LSI、Si薄膜太陽電池、有機染料敏化 太陽電池、有機半導體太陽電池等的各種嘗試正在進行。 通常要在市售的塑膠基板形成上述元件時,由於在液 晶元件、有機EL元件、TFT元件 '半導體元件、太陽電池 等所形成的元件會因為裝置不耐水與氧氣,造成顯示哭的 顯不=發生暗點與壞點’半導體元件、太陽電池等則會失 去功此而不堪實際應用。因⑶,需要對水蒸氣、氧氣具氣 體阻隔性能的氣體阻隔塑膠基板作為塑膠基板。另一方 面’帶有氣體阻隔性能的透明塑膠薄膜亦可作為食品、藥 品 '電子材料、電子零件等的包裝材料之用途◦今後可取 代不透明#s荡貼膜,預估用途將會日益擴大。 201224006 賦予透明塑膠基板或透 土古榀畑以上 吸乃2膠4膜軋體阻隔性能的 提幸Η相,儿積法(以下稱為CVD法)。 以==氮化碳膜的有專利文獻i,利用甲烧與氮氣 I成乳化碳膜作為玻璃基板與樹脂膜的密著 層。此外’關於使用三甲基胺孳 丞妝專的胺化合物的氮化碳膜的 PECVD法成膜,則揭示於專 t〜又馱在半導體的領域,於 專利文獻3提案使用乙稀與丙料的不飽和碳化合物、盘 氮或氨所形成的氮化碳薄膜作為薄膜電晶體的層間絕緣膜 〇閘極、’邑緣膜。另夕卜,於專利文獻4提案以⑽法形成的 氮化碳膜作為場效電晶體的閘極絕緣膜。 但該等氮化碳膜的成膜方法原料係二成分系,而形成 的薄膜的組成無法-特別是氮的含量不穩定、氮含量 不足等問題。此外,使用於作為氣體阻隔膜時,由於薄膜 不夠緻密、而有對水蒸氣與氧氣的阻絕效果不足,或作為 半導體用絶緣膜使用時絶緣性不足等的課題有待克服。 [先行技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]日本特開20 04-66664號公報 [專利文獻2]日本特開平9-255314號公報 [專利文獻3]日本特開20 04-277882號公報 [專利文獻4]日本特開2002-270834號公報 【發明内容】 [發明所欲解決的課題] 201224006 本發明係有鏗於上述課題而完成 合㈣裝置之化合物作為原料,形成可使用:標係在以適 以及丰導體用之保護膜、敍刻停丘膜 卞為氣體阻隔 有機氮化矽之膜,並且 、* 、”、罩獏等之含有 及半導體裝置。 〃 薄膜之氣體阻隔膜以 [用以解決課題的手段] 本案發明者們發現使用特定 原料’以⑽法製作密封膜之方法係:…化合物作為 導體裝置用之緻密薄膜之良好方法’而達至完成本路及+ 即本發明具有以下要點。 心成本發明。 [1]一種密封膜,其特徵在於··其 子與矽原子直接連結,且至少一 少、-個氫原 ^ ^ 風原子與氮原子直接i牽 、,之構造之有機氮化石夕化合物為原料,以化風:接連 所得之膜所組成。 予瑕•相沉積法 人物述[1]所述的密封膜’其中上述有機氮化石夕化 。物,下列通式⑴所示之鏈狀或環狀構造之化合物·· 〇) 式中’ R1係表示氫原子或碳數 至10之整數。 卜20的烴基’ n係表 示 [3]如上述[1]或[2]所述的密封膜,其 TU /1 A y T上述有機氮化 矽化合物係下列通式(2)所示之鏈狀化合物: (2) 201224006
式中K與R係分別獨立地表示碳數卜 與R5係分別獨立地表示氣 示iUG之整數。虱原子^數W之烴基,X係表 [4]如上述⑴或[2]所述的㈣膜,其中 矽化合物係下列通式(3)所示之環狀化合物: R6
(3) y係表示 式中,R6係表示氫原子或碳數卜 2至10之整數。 & 土 其中化學 [5]如上述[ι]〜[4]中 严 項所述的密封膜, 乳相沉積法為電聚輔助化學氣相沉積法。 其中化學 [6 ]如上述[1 ]〜「4 1 φ & _ 斤 」中任一項所述的密封膜, 乳相沉積法為觸媒化學氣相沉積法。 六⑺一種密封膜’其係對上述[1H6]中任一項 铂封膜,進一步做熱處理、紫 ’L的 而得。 $、外、㈣射處理或電子線處理 ⑻-種氣體阻隔材料’其係使用上述[ih 項所述的密封膜作為氣體阻隔層。 甲任― [9] 一種平面顯示器裝窨,甘a人 瑕置,其包含上述[1卜[7]中紅 項所述的密封膜而成。 彳壬一 Π0]-種半導體裝置,其包含上述ΠΗ?]中任— 項所 201224006 述的密封膜而成。 [⑴-種化學氣相沉積法用的密封膜材料,其包含: 〃有通式(1)所示之鏈狀或環狀構造之化合物。 [12] 如上述[U]所述的密封膜材料,其中呈有通式⑴ 所不之鏈狀或環狀構造之化合物係通式(2)所示之键狀化 合物。 [13] 如上述[U]所述的密封膜材料,其中且有通式⑴ 所示鏈狀或環狀構造之化合物係通式(3)所示之環狀化合 物。 [4]如上述[1]〜[7]中任—項所述的密封膜,其包含石夕 原:、碳原子及氮原子,表面組成的原子比對石夕!·。,氮 3里為0. 1以上1. 33以下、碳含量為〇以上} 〇以下且 、:外線吸收光譜的12〇〇〜1 300cm-i 28〇。〜32〇〇c‘,的吸收 實質上低於偵測極限。 [15]如上述[1]〜[7]、及[η]中任一項所述的密封膜 其透水性為1.0X1 (T2g/m2.day以下。 [發明效果] 根據本發明,可將具有至少一個氫原子與矽原子直接 鍵結、且至少一個氫原子與氮原子直接連結之構造的有機 氮化矽化合物作為原料,使用以CVD法所得之薄膜作為密 封膜,可提供作為氣體阻隔膜、氣體阻隔基板用的氣體阻 隔層之緻密且高機械強度之材料。 【實施方式】 7 201224006 以下,詳細說明本發明。 在於本發明,可 了使用於作為CVD法之原刹^目女$丨、 一個氫原子與矽直接連結, …八有至夕 接連壯之構ϋ μ # ° 至)、一個氫原子與氮原子直 接U構k的有機氮 以具有上述通式⑴所_ “物_並無特別限定’但 上之鏈狀或環狀構造之化合物為佳。 上述通式⑴中’r係氫原子或碳數卜 烴基飽和或不飽和皆可, 土 /、千 且直鏈狀、分枝鏈狀、環狀的任 一構造皆可。此外,R1 κ芡間互相鍵結者亦包含於本發明之 範圍。碳數超過2〇Β#,#4·!* i 時對應之有機函化物等原料之採購較 困難、即使可採_純度亦可能很低。 關於R1 ’考慮到CVD法|晉之安宏蚀田性 成衷置之女疋使用時、有機氮化 石夕化合物之蒸氣壓不會過低之點,以氫原子或碳數卜1〇之 飽和或不飽和烴基為佳。例如,氫原子、碳數卜1〇之烷基、 方基 '芳基院基、烷基芳基、烯基、芳基稀基、烯基芳基、 炔基、芳基快基、快基芳基都在此列。Rl相互可為相同或 相異皆可。 乙基、正丙 丁基、第三 正己基、環 曱基笨甲基 R1的具體例,可舉選自由氫原子、甲基 基、異丙基、環丙基、正丁基、異丁基、第 丁基、環丁基、正戊基、第三戊基、環戊基 己基、2-乙基己基、卜金剛烷基等之烷基、 笨基、二笨基、萘基等之芳基、苯甲基 等之芳基烷基、 鄰曱苯甲醯基、間甲笨曱醯基、對甲苯甲醯基、23_ 二甲基苯基、2, 4-二甲基苯基、2, 5-二甲基苯基、2, 6-二 8 201224006 甲基苯基、3, 4-二甲基苯基、3, 5-二甲基苯基、2,4, 6-三 甲基苯基、鄰乙基苯基、間乙基苯基、對乙基苯基等之烷 基芳基、 乙稀基、烯丙基、1-丙稀基、1-丁稀基、丁二晞 基、卜戊烯基、環丁烯基、卜環戊烯基、2_環戊烯基、環 戊二烯基、甲基環戊二烯基、乙基環戊二烯基、卜己烯基、 環己烯基、環辛烯基、環八二烯基、2,4_環己二烯基、2, 5一 環己二烯基、2, 4, 6-環庚三烯基、5-冰片烯_2-基等的烯基、 2 -笨基-1-乙稀等之芳基稀基、 鄰苯乙烯基,間苯乙烯基,對苯乙烯基等之烯基芳基、 乙炔基、1-丙炔基、2-丙炔基、1-丁炔基、2-丁炔基、3_ 丁炔基、1-戊炔基、2-戍炔基、3-戊炔基、4_戊炔基、卜 己炔基、3-己炔基、5-己炔基等之炔基、 2-苯基-1-乙炔基等之芳基炔基、及2_乙炔基_2苯基 等之炔基芳基所成之群之至少一種。 特別佳的是,氫原子或碳數卜4的飽和烴基具體而 言係氫原子、甲基、乙基、正丙基、異丙基、環丙基、正 丁基 '異丁基、第二丁第三丁基、環丁基。其中,以 曱基、乙基、異丙基更佳。 _上述通式(1)中,η係表示1至1〇之整數。基於有機 氮化矽化合物之蒸氣壓不過低之點,η以1〜6之整數為佳。 特別佳的是’ η為卜4之整數。η以丄或2更佳。 上述通式(1)之例可舉上述通式(2)所示之鏈狀化合 物。 201224006 於上述通式(2)之中,R2與R4可分別獨立使用具有碳數 卜20的直鏈狀、分枝鏈狀、環狀構造的飽和或不飽和之烴 基。R與R5分別獨立地係氫原子或碳數卜20烴基該烴基 可使用具有直鏈狀、分枝鏈狀、環狀構造之飽和或不飽和 煙基。此外,R2與^相互、及R5相互之間互相鍵結者 亦在本發明範圍之内。碳數超過2〇時,對應之有機齒化物 等原料之採購較困難,即使可採購到,純度亦可能很低。 考慮到化學氣相沉積法裝置之安定使用、有機氮化破化合 物之蒸氣壓不過低之點,以碳數卜1〇之烴基為佳, 以碳數1〜4之飽和烴基更佳。具體而言係曱基、乙基、正 丙基、異丙基、環丙基、正丁基、異丁基、第二丁基、第 三丁基、環丁基。特別是,R2〜R5以甲基、乙基、異:基為 佳0 R2與R4相互、及R3與R”目互之間可相 上述通式⑺中的X係表示u10之整數7在相有異機氮 化矽化合物之蒸氣壓不過低之點上1以U之整數 特別是X以1〜4之整數為佳。x以i或2更佳。。 以通式(2)所示之化合物的具體例,可舉: 1-曱基二矽氮烷、U—二曱基二矽氮烷、U —二甲基 二矽氮烷、1,1,3-三甲基二矽氮烷、i J " 氣院 ,3’3-四甲基二石夕 卜曱基三矽氮烷、3_曱基三矽氮烷、I 3_二 氮烷、1,5-二甲基三矽氮烷、i l 3_ =田甘-土夕 201224006 1’1’5’5-四甲基三石m 五甲基三石夕氣烧、 1-甲基四石夕氣烷、3-甲基四石夕氮院、i,卜二甲基四石夕氮烷、 1,3-二甲基四矽氮烷、1>5—二甲基四矽氮烷、丨,7 —二甲基 四矽氮烷、1’1,3_三甲基四矽氮烷、115_三甲基四矽氮 烷、1,1,7-三甲基四矽氮烷、13 5_三甲基四矽氮烷、 1,3’7-三甲基四矽氮烷、以以―四甲基四矽氮烷、 1’1’3’7-四甲基四石夕氮烧、u’u一四f基四石夕氮院、 1’3’5’7-四甲基四錢燒、h^卜五甲基四魏炫、 1,1,3,7,7-五甲基四石夕氮按、11<:{[; /乳況i’ 1,d,5’ 7, 7-六甲基四矽氮 烷。 此外,可舉1 一甲基五石夕氮烧、3-甲基五石夕氮院、5 一甲 基五矽虱烷、1,卜二甲基五矽氮烷、!,3_二甲基五矽氮烷、 1’5-二甲基五矽氮烷、U7—二甲基五矽氮烷、二甲基 五矽氮烷、1,1,3-二甲基五矽氮烷、115_三甲基五矽氮 烧' M,7-三甲基五石夕氮院、119一三甲基五石夕氮烧、 I 3’5_三甲基五矽氮烷、1,3, 7-三甲基五矽氮烷、1>3, 9 — 二甲基五矽氮烷、3,5, 9~三甲基五矽氮烷、1,1,3, 5-四甲 基五矽氮烷、1,1,3, 7-四甲基五矽氮烷、u,3, 四甲基 五矽氮烷、1,1,5, 7-四甲基五矽氮烷' m 9-四甲基五 矽氮烷、1,1,7, 9-四甲基五矽氮烷、l 3, 5 7—四甲基五矽 氮烷、1,3, 5, 9-四甲基五矽氮烷、1 5 7 9_四甲基五矽氮 烷、1,3, 5, 7, 9-五甲基五矽氮烷、l h3, 5, 7,9_六甲基五 矽氮烷、1,1,3, 5, 7, 9, 9-七甲基五矽氮烷。 此外,可舉1,3, 5, 7, 9, u-六甲基六矽氮烷、 11 201224006 1, 1, 3, 5, 7, 9, 11, 11-八甲基六 矽氮烷 1,3 ,5,' 7, 9, 11,13- 七 甲 基 七石夕 氮烷、1, 1,3, 5, 7, 9, 11,: 13, 13-九曱基 七矽氮 烧 % 1,3, 5,7,9,11,13,15- 八甲 基 A 矽 氮 烷 、 1, 1, 3, 5, 7, 9, 11,13, 15, 15- Ί -曱 基 八 矽 氮 烷 、 1, 3, 5, 7, 9, 11,13,15,17-九 曱基 九 矽 氮 烷 、 1, 1, 3, 5, 7, 9, 11,13, 15, 17, 17-十一 甲 基 九 矽氮烷、 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19- 十甲 基 十 矽 氮 烧 、 1, 1, 3, 5, 7, 9, 11,13, 15, 17, 19: ,19-十 二 曱 基十 -矽 氮烧、 1, 3- 乙基 二矽氮烷、1,3 -二; 二基-1, 3 - 曱基 二矽氮烷、 1, 1, 3, 3-四 乙基二矽氮烷、 1,3, 5- .三 乙 基三 -矽 氮烧、 1, 1, 3, 5,5 -五乙基三石夕氮烧、 1,3, 5, 7- 四乙基’ 四石夕 氮院、 1, 1, 3, 5, 7, 7-六乙基四矽氮烷 ' 1,3, 5, 7, 9 -五 乙基 五矽氮 烧 、 1, 1, 3, 5,7,9,9 —t乙基五碎氣院 ' 1 ,3, 5, Ί. ,9, 11-六乙 基 六 矽 氮烷 、:1,1,3, 5, 7, 9, 11: ,1卜八 乙; 基六矽氮烷 0 此外, 可舉 1,3, 5, 7, 9, 11,13- -七 乙 基七矽 氮烧、 1, 1, 3, 5, 7, 9’11,13,13-九 乙基 七 矽 氮 烷 、 1, 3, 5, 7, 9, 11,13,15-八 乙 丨基 八 矽 氮 烷 、 1, 1, 3, 5, 7, 9,11,13,15,15-十乙 基 八 矽 氮 烧 、 1, 3, 5, 7, 9, 11,13,15,17_ 九 乙基 九 矽 氮 烷 、 1, 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 17 --一 乙 基 九 矽氮烷、 1, 3, 5, 7, 9, 11,13, 15, 17, 19- 十乙 基 十 矽 氮 烷 、 1,1,3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19, 19-十二乙基十矽氮烷、 1,3 -二正丙基二矽氮烷、1,1,3, 3 -四正丙基二矽氮烷、 1,3,5 -三正丙基三矽氮烷、1,1,3,5,5 -五正丙基三矽氮 12 201224006 烷、1’3’5’7-四正丙基四矽氮烷、7—六正丙基 四矽氮烷、1,3, 5, 7, 9-五正丙基五矽氮烷、U,3, 57, 9, 9_ 七正丙基五矽氮烷、13, 5, 7, 9, 1卜六正丙基六矽氮烷、 1,1,3’5, 7, 9, 11,u_八正丙基六矽氮烷。 此外可舉1,3, 5, 7, 9, 11,13 -七正丙基七矽氮烷、 1,1’3’5,7’9,11’1313_九正丙基七矽氮烷、 1,3,5,7,9,11,13 15-八 rp ^ μ.、 ,10八正丙基八矽氮烷、 1’1’3’5’7’9’11,131515_十正丙基八矽氮烷、 1’3’5’7’9’11,13,1517_九正丙基九矽氮烷、 1,1,3,5,7,9,11^0 IC Λ η Λ η 1 -τ -r- 十一正丙基九矽氮烷、 I,3,5,7j9,ll j2 tc λ n iQ ι — y., m 17, 19-十正丙基十矽氮烷、 l1’3’5’7,9’11,13’15, 17, 19, 19-十二正丙基十矽氮烷、 1,3-二異丙基二矽氮烷、ι、二異丙基_13_二曱基二矽氮 烷、U —二異丙基-1,3-二乙基二矽氮烷、1,1,3, 3-四異丙 基-石m 1’ 5-三異丙基三石夕氮院、l 3,5,5_五異 丙基一石夕氮烧、1,3’5,卜四異丙基四石夕氮烧、1,1,3, 5, 7, 7-六異丙基四矽氮烷、1,3, 5, 7, 9-五異丙基五矽氮烷、 1,1,3,5’7,9’9-七異丙基五矽氮烷、1,3,5,7,9,11_六異丙 基六石夕氮院、l I 3, 5, U,11,1卜人異丙基六石夕氮院。 此外’可舉13,5,7,9,11,13-七異丙基七矽氮烷、 1’1,3,5,7’9’11,13,13_九異丙基七矽氮烷、 im9’u’13,15_八異丙基八矽氮烷、 ,,,,,9’11’13,15,15_十異丙基八石夕氮烧、 1,3’5’7,9’11’13,15,17_九異丙基九矽氮烷、 13 201224006 1’1’3’5,7’9,11,13,15,17,17_十一異丙基九矽氮烷、 十異丙基十矽氮烷、 1,1,3’H9,U,13,15,17,19,19_十二異丙基十矽氮烷、 1,3-二正丁基二矽氮烷、M,3,3_四正丁基二矽氮烷、 1,3, 5-三正丁基三矽氮烷、丨,五正丁基三矽氮 烷、1,3’5,7-四正丁基四矽氮烷、^,^尺卜六正丁基 四矽氮烷、1,3,5,7,9-五正丁基五矽氮烷、113,5,7,9,9_ 七正丁基五矽氮烷、mnn — 六正丁基六矽氮烷、 1,1’3’5’7’9, 11,π-八正丁基六;g夕氮院。 此外,可舉^^^,^,以-七正丁基七矽氮烷、 1,1,3,5’7’9,11,13,13-九正 丁基七矽氮烧、 1’3,5,7,9’11,13,15-八正丁基八矽氮烷、 1’1’3,5’7’9,11,13,i5,15-十正丁 基八矽氮烷、 I,3’5,7’9,ll,i3,15,17-九正丁 基九矽氮烷、 1,1,3’5’7,9,11,13,15,17,17_十一正丁基九矽氮烷、 1,3,5,7,9,11’13,15,17,19_ 十正丁 基十矽氮烷、 1’1,3,5’7,9,11,13,15,17,19,19—十二正丁基十石夕氮烷、 1’3_二異丁基二矽氮烷、丨,^、四異丁基二矽氮烷、 1,3’ 5-三異丁基三矽氮烷、丨,丨,3, 5, 5—五異丁基三矽氮 烷、1,3,5,7-四異丁基四矽氮烷、丨’^^^六異丁基 四矽氮烷、^^,了^-五正丁基五矽氮烷、!,^,^^ 七異丁基五矽氮烷、13,5,7, 9, U_六異丁基六矽氮烷、 1,1,3, 5, 7, 9, 11,11-八異丁基六矽氮烷。 此外,可舉^5,7,9,^3-七異丁基七石夕氮烷、 14 201224006 " 1,1, 3, 5, 7, 9, 11,13, 13-九異 丁基七矽氮烷、 1.3, 5, 7, 9, 11,13, 15-八異 丁 基八矽氮烷 、 1,1, 3,5, 7, 9,11,13,15,15-十異丁 基八矽氮烷、 1,3, 5, 7, 9, 11,13, 15, 17-九異 丁基九矽氮烷、 1,1,3, 5, 7, 9, 11,13, 15, 17, 17-十一異丁 基九矽氮烷、 1,3,5,7,9,11,13,15,17,19-十異丁 基十矽氮烷、 1,1,3, 5, 7, 9, 11,13, 15, 17, 19, 19-十二異丁 基十矽氮烷、 1,3-二第二丁基二矽氮烷、1,3-二第二丁基-1,3-二甲基二 矽氮烷、1,3-二第二丁基-1, 3-二乙基二矽氮烷、1,1, 3, 3-四第二丁基二矽氮烷、1,3, 5 -三第二丁基三矽氮烷、 1,1,3,5,5-五第二丁基三矽氮烷、1,3, 5, 7-四第二丁基四 矽氮烷、1,1,3, 5, 7, 7-六第二丁基四矽氮烷、1,3,5, 7,9-五第二丁基五矽氮烷、1,1,3, 5, 7, 9, 9 -七第二丁基五矽氮 烷、1,3, 5, 7, 9, 11-六第二丁基六矽氮烷、 1, 1,3, 5,7,9,11,1卜八第二丁基六矽氮烷。 .此外,可舉1, 3, 5, 7, 9, 11,13-七第二丁基七矽氮烷、 1,1,3,5,7,9,11,13,13-九第二丁 基七矽氮烷、 1,3,5,7,9,11,13,15-八第二丁 基八矽氮烷、 1,1,3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 15-十第二丁 基八矽氮烷、 1,3,5,7,9,11,13,15,17-九第二丁 基九矽氮烷、 1.1.3, 5, 7, 9, 11,13, 15, 17, 17-十一第二丁基九矽氮烷、 1,3,5, 7, 9, 11,13, 15, 17, 19-十第二丁 基十矽氮烷、 1, 1,3, 5, 7, 9, 11,13, 15, 17, 19, 19-十二第二丁基十矽氮 烧。 15 201224006 此外’可舉、1,3_二第三丁基二矽氮烷、13_二第三 丁基1,3_-甲基二矽氮烷、1,3-二第三丁基-1,3-二乙基 一矽氮烷、1’1,3,3-四第三丁基二矽氮烷、135_三第三 丁基-矽氮烷、l I 3, 5,5~五第三丁基三矽氮烷、1,3, 5, 7-四第三丁基四矽氮烷、1,1,3,5,7,7-六第三丁基四矽氮 烧、^3,5,7,9-五第三丁基五石夕氮烧、 第三丁基五矽氮烷、","^卜六第三丁基六矽氮烷、 l’mu’u’ih八第三丁基六矽氮烷 1,3’5’7’9’11’13_七第三丁基七矽氮烷 1’1’3’5’7’9’11’13,13_九第三丁基七矽氮烷 u’mii’13’15_八第三丁基八矽氮烷 1’ 1’ 3’ 5’ 7’ 9’ 11,13, 15, 15- + 第三 丁基八矽氮烷 l’H7’9’ll’13’15,17_九第三丁基九矽氮烷 i’i’3’mii’13’15 l717_十一第三丁基九矽氮烷 1,3’5,7,9,11’13,15,1719_ 十第三 丁基十矽氮烷 十二第三丁基十矽 烷。 此外,可舉I 3~二正戊基二石夕氮&、1’ 1’ 3, 3-四正戊 基一矽氮烷、1,3, 5-三正戊基三矽氮烷、i I。,5_五正 戊基一;5夕|^、1’3, 5, 7-四正戊基四石夕氮院],13,5,77-六正戊基四矽氮烷、1,3, 5, 7, 9-五正戊基五矽氮烷、 1’1’3’5, 7, 9, 9-七正戊基五矽氮烷、 1’3 一第二戊基二矽氮烷、11,3,3_四第三戊基二矽 氮烷丨’3, 5-二第二戊基三矽氮烷、I,〗,3, 5, 5-五第三戊
16 S 201224006 基三矽氮烷、1,3,5,7-四第三戊基四矽氮烷、113,5,7,7_ 六第三戊基四矽氮烷、1,3, 5, 7, 9-五第三戊基五矽氮烷、 1,1’3’5,7,9,9-七第三戊基五矽氮烷、13_二環戊基二矽 氮烷、1,1,3, 3-四環戊基二矽氮烷、丨,3, 5_三環戊基三矽 氮烷、1’1,3, 5, 5-五環戊基三矽氮烷、;I,35, 7_四環戊基 四矽氮烷、1,1,3, 5, 7, 7-六環戊基四矽氮烷、丨3, 579_ 五環戊基五矽氮烷、1,1,3, 5, 7, 9, 9-七環戊基五矽氮烷。 此外,可舉1,3-二正己基二矽氮烷、丨丨,3, 3_四正己 基二矽氮烷、1,3, 5-三正己基三矽氮烷、Ul,3, 5 5_五正 己基三矽氮烷、1,3, 5,7-四正己基四矽氮烷、u,3, 5,77一 六正己基四矽氮烷、丨,3, 5, 7, 9_五正己基五矽氮烷、 1,1,3, 5, 7, 9, 9 -七正己基五石夕氮烧、 1,3-二環己基二矽氮烷、h 3_二環己基_込3二甲基二 矽氮烷、1,3 -二環己基_ι,3 -二乙基二矽氮烷、 四環己基二矽氮烷、1,3, 5-三環己基三矽氮烷、丨,丨,3, 5, 5_ 五環己、基三矽氮烷、i,3, 5, 7_,四環己基四矽氮烷、 1’ 1’ 3, 5, 7’ 7-六環己基四矽氮烷、丨,3, 5, 7, 9_五環己基五 矽氮烷、1’ 1,3, 5, 7, 9, 9-七環己基五矽氮烷、丨,3_二正庚 基二矽氮烷、1,1,3,3-四正庚基二矽氮烷、丨,3, 5_三正庚 基二矽氮烷、1,1,3,5,5-五正庚基三矽氮烷、13 5 7_四 正庚基四石夕氮烧、1,1,3, 5, 7, 7-六正庚基四石夕氮烧、 1,3,5,7,9-五正庚基五矽氮烷、11,3,5,7,99_七正庚基 五石夕氮烧。 此外,可舉1,3-二金剛烷基二矽氮烷、U1,3, 3_四金 17 201224006 剛烷基二矽氮烷、1,3, 5-三金剛烷基三矽氮烷、1,1,3, 5, 5-五金剛烧基三矽氮烧、1,3,5,7 -四金剛烧基四矽氮烷、 1’ 1,3, 5, 7, 7-六金剛烷基四矽氮烷、1, 3, 5, 7, 9-五金剛烷 基五矽氮烷、1,1,3, 5, 7, 9, 9-七金剛烷基五矽氮烷、1,3-二乙烯基二石夕氮烧、1,3 -二乙稀基-1,3 -二曱基二石夕氮炫、 1,1,3, 3-四乙烯基二矽氮烷、1,3, 5-三乙烯基三矽氮烷、 1,1,3, 5, 5 -五乙烯基三矽氮烷、1,3,5, 7-四乙烯基四矽氮 燒、1,1,3, 5, 7, 7-六乙烯基四矽氮烷、1,3, 5, 7, 9-五乙烯 基五矽氮烷、1,1,3, 5, 7, 9, 9-七乙烯基五矽氮烷。 此外,可舉1,3-二苯基二矽氮烷、丨,3_二苯基_丨,3一 —曱基二矽氮烷、1,1,3, 3 -四苯基二矽氮烷、1,3, 5_三苯 基二矽氮烧、1,1,3,5,5 -五苯基三矽氮烧、1,3, 5, 7-四笨 基四矽氮烷、1,1,3,5,7,7-六苯基四矽氮烷、13,5,79_ 五笨基五矽氮烷、1,1’3, 5, 7, 9, 9-七笨基五矽氮烷、h 3, 5_ 三曱苯曱醯基三矽氮烷、一五曱笨甲醯基三矽氮 烷、1,3, 5, 7-四曱笨曱酿基四矽氮烷、l l 3, 5, 7, 7六曱 笨曱醯基四矽氮烷、H5, 7, 9-五曱苯曱醯基五矽氮烷、 1’1,3,5,7,9,9-七甲苯甲醯基五石夕氮院。 通式(2)所示的化合物、從高蒸氣壓及生成薄膜碳含量 之減少的觀點、上述二矽氮烷類及三矽氮烷類為佳、丨,卜 二曱基二矽氮烷、1,3 —二曱基二矽氮烷、1 13 —三曱基二 石夕氮烷、1,1,3, 3-四甲基二矽氮烷更佳。 此外上述通式(1)、亦可舉上述通式(3)所示環狀化合 物為例。 201224006 上述通式(3)中,R6係氫原子或碳數12〇之烴基,該 k基可使用具有直鏈狀、分枝鏈狀、環狀構造之飽和或不 飫和烴基另外,R6之間互相鍵結之產物也包含在本發明 之範圍。奴數超過20時、對應之有機鹵化物等原料之採購 較困難即使可採購到純度亦可能很低。考慮& 裝置 之安疋使用有機氮化矽化合物之蒸氣壓不過低之點,R6 、反數1 1 0之烴基為佳、碳數丨〜4之飽和烴基為佳。具體 而言係甲基、乙基、正丙基、異丙基、環丙基、正丁基、 異丁基、第二丁某、黎- 第二丁基、環丁基。特別R6以曱基、 乙基、或異丙基為佳。 相互之間可相同亦可相異 上述通式(3)中 矽化合物之蒸氣壓不 3或4為佳。 y表示2至ίο之整數。在有機氮化 過低之點上,y以2〜6整數為佳。y為 通式(3)所述化合物的具體例,可舉 ^卜甲基環二矽氮烷、1,3-二曱基環二矽氮烷、卜甲基 環三石夕氮院、二甲基環三石夕氮院、1,3, 5-三甲基環三 石夕氮院、卜甲基環四發氮烧、1,3-二甲基環四錢烧、u — 二甲基環四矽氮烷、i,3, 5_三甲基環四矽氮烷、 四甲基環四矽氮烷、I 3-二甲基環五矽氮烷、u 5_二曱基 %五石m L 3, 5~三甲基環五碎氮烧、1,3, 7-三曱基環 五矽虱烷、1,3’5’7-四曱基環五矽氮烷、13, 5, 7 9_五曱 基環五矽氮烷、六曱基環六矽氮 u’mii,13_ 七 七曱基%七矽氮烷、 19 201224006 1,3,5,7, 9,11,13,15_八甲基環八石夕氮烧、 1,3,5,7,9,11,13,15,17-九甲基環九矽氮烷、 1,3, 5, 7, 9, 11,13, 15, 17, 19 -十甲基環十矽氮烷。 此外,可舉1-乙基環二矽氮烷、i,3_二乙基環二矽氮 烷、1_乙基環三矽氮烷、1, 3-二乙基環三矽氮烷、1,3, 5-三乙基環三矽氮烷、1-乙基環四矽氮烷、丨,3_二乙基環四 石夕氛烧、1,5 -二乙基環四石夕氮院、1,3, 5 -三乙基環四石夕氮 烷、1,3, 5, 7-四乙基環四矽氮烷、1, 3_二乙基環五矽氮烷、 1,5-二乙基環五矽氮烷、1,3, 5-三乙基環五矽氮烷、1,3, 7-三乙基環五矽氮烷、1,3, 5, 7-四乙基環五矽氮烷、 1’3, 5, 7, 9-五乙基環五矽氮烷、i,35, 7, 9,n六乙基環六 石夕氛烧、1,3, 5, 7, 9,11,13-七乙基環七石夕氮烧、 1’3, 5, 7, 9’ 11,13, 15-八乙基環八矽氮烷、 1,3’5’7,9,11’13,15,17-九乙基環九矽氮烷、 1’ 3’ 5’ 7, 9, 11,13, 15, 17, 19_十乙基環十矽氮烷。 此外,可舉1-正丙基環二矽氮烷、13_二正丙基環二 矽氮烷、1-正丙基環三矽氮烷、丨,3_二正丙基環三矽氮烷、 1,3,5-三正丙基環三矽氮烷、卜正丙基環四矽氮烷、I,、 二正丙基環四矽氮烷〜厂^二正丙基環四矽氮烷〜^’卜 ^正丙基環四錢院^了—四正丙基環四石夕氮院、’^ — 基%五矽氮烷、丨,5_二正丙基環五矽氮烷、1,3卜 三正丙基環五石夕氮院、!,3, 7—三正丙基環五石夕氮燒、 1,H 7-四正丙基環五矽氮烷、五正丙基環五 梦氮貌、v ,3, 5’ 7, 9, 11-,、正丙基環六矽氮烷、 201224006 1,3,5,7’9’11,13-七正丙基環七矽氮燒、 1,3’5,7,9,11,13,15-八正丙基環八矽氮烷、 1,3’5’7’9,11’13,15,17—九正丙基環九矽氮烷、 1,3’ 5’ 7, 9’ 11’ 13, 15, 17, 19-十正丙基環切氮烧。 此外,可舉卜異丙基環二矽氮烷、丨,3_二異丙基環二 石夕氮烧、卜異丙基環三石m 13_二異丙基環三石夕氮烧、 1,3, 5-三異丙基環三矽氮烷、卜異丙基環四矽氮烷、13_ "丙基環四矽氮烷、1,5-二異丙基環四矽氮烷、丨,3, 5一 三異丙基環四矽氮烷、丨,3, 5, 7-四異丙基環四矽氮烷、13_ 異丙基環五矽氮烷、1,5 -二異丙基環五矽氮烷、13, 5一 三異丙基環五矽氮烷、^卜三異丙基環五矽氮烷、 1’3,5,7-四異丙基環五矽氮烷、13,57,9_五異丙基環五 矽氮烷、1,3,5,7,9,U-六異丙基環六矽氮烧' 1,3’5,7,9,11,13-七異丙基環七矽氮烷' 八異丙基環八矽氮烷、 九異丙基環九矽氮烷、 十異丙基環十矽氮烷。 —此外可舉卜正丁基環二矽氮烷、1,3-二正丁基環二 矽氮烷、1-正丁基環三矽氮烷、13—二正丁基環三矽氮烷、 1,3’5-二正丁基環三矽氮烷、卜正丁基環四矽氮烷、1,3-=正丁基環四矽氮烷、丨,5_二正丁基環四矽氮烷、1,3, 5-—正丁基%四矽氮烷、丨,3, 5, 7__四正丁基環四矽氮烷、丨,3_ γ正丁基環五矽氮烷、1>5—二正丁基環五矽氮烷、13 5_ —正丁基%五矽氮烷、137_三正丁基環五矽氮烷、 21 201224006 1,3,5,7-四正丁基環五矽氮烷、1 3 5,7 9_五正丁基環五 石夕氮烧、Hmu—六正丁基環六矽氮烧、 1,3,5,7’9,11,13_七正丁基環七矽氮烷、 1,3’5’7’9,11’13,15_八正丁基環八矽氮烷、 1’3’5,7’9’11,13’15,17_九正丁基環九矽氮烷、 1’3’5’7’9’11’13, 15, 17, 19-十正丁基環十矽氮烷。 此外,可舉卜異丁基環二矽氮烷、丨,3_二異丁基環二 矽氮烷、卜異丁基環三矽氮烷、丨,3_二異丁基環三矽氮烷、 1,3, 5-三異丁基環三矽氮烷 '卜異丁基環四矽氮烷、13_ 二異丁基環四矽氮烷、丨,5_二異丁基環四矽氮烷、丨,3,5_ 三異丁基環四矽氮烷、^卜四異丁基環四矽氮烷〜丨,、 二異丁基環五矽氮烷、1,5-二異丁基環五矽氮烷、135_ 三異丁基環五矽氮烷、3, 7_三異丁基環五矽氮烷、 1,3, 5, 7-四異丁基環五矽氮烷、in 79_五異丁基環五 矽氮烷、1,3, 5, 7, 9, U-六異丁基環六矽氮烷、 1,3’5,7,9,11,13-七異丁基環七矽氮烷、 1’3’5’7’9, 11’ 13, 15_八異丁基環八矽氮烷、 1,3,5’7,9,11’13,15,17-九異丁基環九矽氮烷、 1’ 3’ 5’ 7’ 9’ 11’ 13, 15, 17, 19-十異丁基環十矽氮烷。 此外,可舉卜第二丁基環二矽氮烷、丨,3—二第二丁基 環二矽氮烷、卜第二丁基環三矽氮烷、13_二第二丁基環 三矽氮烷、1,3, 5-三第二丁基環三矽氮烷、卜第二丁基環
TO 四矽氮烷、1,3-二第二丁基環四矽氮烷、丨,5—二第二可 環四矽氮烷、1,3, 5-三第二丁基環四矽氮烷、1357 22 201224006 第二丁基環四矽氮烷、1,3-二第二丁基環五矽氮烷、丨,5〜 二第二丁基環五矽氮烷、丨,3, 5_三第二丁基環五矽氮烷、 1,3, 7-三第二丁基環五矽氮烷、l 3, 5, 7_四第二丁基環五 矽氮烷、1,3, 5, 7, 9-五第二丁基環五矽氮烷、 1,3, 5, 7, 9, 11-六第二丁基環六矽氮烷、l 3, 5, 7, 9, u,13〜 七第二丁基環七矽氮烷、i,3, 5, 7, 9, u,13, 15_八第二丁基 環八矽氮烷、丨,1 2 3 4,5 6,7,9, U,13, 15, 17-九第二丁基環九矽 氮烷、1,3, 5, 7, 9’ 11’ 13, 15, 17, 19—十第二 丁基環十矽氮 院。 此外,可舉1-第三丁基環二矽氮烷、丨,3_二第三丁基 環二矽氮烷、卜第三丁基環三矽氮烷、丨,3_二第三丁基環 二矽氮⑥、1,3, 5-三第三丁基環三矽氮&、卜第三丁基環 四矽氮烷、1,3-二第三丁基環四矽氮烷、15—二第三丁基 %四矽氮烷、1,3, 5-二第三丁基環四矽氮烷、i 3, 5, 7_四 第三丁基環四石夕氮烧、U —二第三丁基環五石夕氣院、I 5〜 二第三丁基環五矽氮烷、“3, 5_三第三丁基環五矽氮烷、 ,’第—丁基$衣五矽氮烷、1,3, 5, 7-四第三丁基環五 石夕氣烧、丨,3,5,7,9_五第三丁基環五石夕氮燒、 23 1 3’ 5, 7’ 9’ U —六第三丁基環六矽氮烷、1,3, 5, 7, 9, 11,13- 2 七第三丁基環七石夕氮院、^以^^仏八第三丁基 3 環八石夕氮烧^了心以^⑺九第三了基環九石夕 4 氮烷、l’3’5,7,9,n’13,15 l7 l9—hu^^ 5 烷。 6 此外,可舉1 3 --丨下rV、甘^ 7 ,d —正戊基%二矽氮烷、H5-三正戊 201224006 基環三矽氮烷、1,3, 5, 7-四正戊基環四矽氮烷、1,3, 5,7, 9-五正戊基環五矽氮烷、1,3,5,7,9,11-六正戊基環六矽氮 烷、1,3-二環戊基環二矽氮烷、1, 3, 5-三環戊基環三矽氮 烷、1,3, 5, 7-四環戊基環四矽氮烷、1,3, 5, 7, 9-五環戊基 環五矽氮烷、1,3, 5, 7, 9, 11-六環戊基環六矽氮烷、1,3_ 二第三戊基環二矽氮烷、1, 3, 5-三第三戍基環三矽氮烷、 1,3, 5, 7-四第三戊基環四矽氮烷、1,3, 5, 7, 9-五第三戊基 環五矽氮烷、1,3, 5,7,9,U-六第三戊基環六矽氮烷。 此外’可舉1,3-二正己基環二矽氮烷、1,3, 5-三正己 基環三矽氮烷、1,3,5, 7-四正己基環四矽氮烷、1,3, 5, 7,9-五正己基環五石夕氛烧、1,3, 5, 7, 9,11-六正己基環六石夕氮 烷、1,3-二環己基環二矽氮烷、1,3, 5-三環己基環三矽氮 烷、1,3, 5, 7-四環己基環四矽氮烷、1,3, 5, 7, 9-五環己基 環五矽氮烷、1, 3, 5, 7, 9, 11-六環己基環六矽氮烷、丨,3_ 二正庚基環二矽氮烷、1,3, 5 -三正庚基環三矽氮烷、 1,3, 5, 7-四正庚基環四矽氮烷、1,3, 5,7, 9_五正庚基環五 石夕氮烧、1,3,5,7,9,11-六正庚基環六石夕氮烧、1,3-二金剛 烷基環二矽氮烷、1,3, 5-三金剛烷基環三矽氮烷、1,3, 5, 7-四金剛烷基環四矽氮烷、1,3, 5, 7, 9-五金剛烷基環五矽氮 院、1,3,5,7,9,11-六金剛烧基環六碎氮烧。 此外’可舉1,3-二乙烯基環二矽氮烷、1,3, 5-三乙烯 基環二石夕氮娱:、1,3, 5, 7 -四乙稀基環四石夕氮院、1,3, 5,7,9-五乙烯基環五矽氮烷、1,3, 5, 7, 9, 11-六乙烯基環六矽氮 烷、1,3-二笨基環二矽氮烷、丨,3, 5_三苯基環三矽氮烷、 201224006 1,3’5,7-四苯基環四矽氮烷、135,7,9_五苯基環五矽氮 烷、L 3, 5’7’9’ U-六苯基環六矽氮烷、13_二甲苯甲醯基 私一矽氮烷、1’ 3, 5-三甲苯甲醯基環三矽氮烷、u 3, 5, 7_ 四甲苯基環四石m以’以十五甲苯甲醯基環五石夕氣 烷、1,3,5’7,9,1卜六甲苯甲醯基環六矽氮烷皆在此列。 通式(3)所述之化合物,由高蒸氣壓及減低生成薄膜碳 含量的觀點’以上述環三⑪氮絲、環四⑦氮烧類為佳, 以1,3, 5-二甲基環二矽氮烷、l 3, 5, 7—四曱基環五矽氮烷 特別佳。 上述通式(1)〜(3)的有機氮化矽化合物之製造法並無 特別限定’可以例如,使用薪搭工 ._ 使用虱原子、烴基取代_化矽烷化 合物與氨氣反應之製造法, 衣每成以及使化矽烷化合物與金屬 氨基化合物反應之製造法等。 醚、四氫呋喃等醚 此時可以函化石夕烧化合物本身作為反應媒介、亦可使 用惰性溶劑為反應媒介。只要係該技術領域所使用之反岸 溶劑皆可使用,並無限制。可舉例如,正戊燒、異戊烧、 正己烧、帛己烧、正庚貌、正癸院等之飽和煙類、甲笨、 :甲苯、癸稀-i等不飽和煙類、二乙基_、二丙基謎、第 三丁基甲基醚、二丁基醚、環戊基甲基 類皆可使用。
製造時的反應溫度传_妒τ I L 你般工業上所使用的溫度 -100〜200°c之間,而在-85〜150。「& r阁& i50c的範圍内進行為佳。反應 的壓力條件為加壓、常壓、減壓任一皆可。 關於合成後有機氮化矽化合物 σ物的純化法,可使用玻璃 25 201224006 或使用矽、 。此時,按 過渡器、燒結多孔料㈣、常壓或減壓蒸顧 鋁、高分子凝膠之玻璃管柱分離等的純化方法 照需要亦可將上述各方法搭配使用。 製造時,可按照該有機金屬化合物合成領域之方法進 行。即,脫水以及脫氧後的氮或氬氣氛下進行。使用之溶 劑以及純化用之管柱填充劑等、事先進行脫水處理較佳。 此外’金屬殘渣以及細4 (灰塵等異物)等雜f也要先行去 除較佳。 在於本發明,具有通式⑴〜(3)所示鍵狀或環狀構造之 化合物,可使用作為CVD法用之密封膜材料。 於本發明,有機氮化矽化合物係藉由CVD法成膜,可 使用作為密封膜。可得到密封膜含有矽原+、碳原子以及 氮原子,表面組成以原子比對矽1〇,氮含量係〇 ι以上 1.33以下’以〇.2以上i.33以下為佳,碳含量為〇以上 1.0以下’以0以± 0.5以下為佳,且紅外線吸收光譜之 120(M3GGcm 1以及2議〜之吸收,實f上低於债 測極限之膜層。此時,膜之表面組成可以xps等測定。 在於紅外線吸收光譜,uomood!之吸收係起因於
Si-曱基之鍵結,此外2800〜3200cm-1之吸收係顯示存在鍵 結末端之烴基,以上均為實質上低於偵測極限,表示膜中 烴基與所有架橋皆相關,且意謂不存在有可被驗出之鍵結 末端。 再者在於本發明,紅外線吸收光譜特定區域之吸收實 質上低於偵測極限,表示目測紅外線吸收光譜之圖表時, 26 201224006 無法觀察到其吸收。 此外’根據本發明,可得透水性為l〇xl〇-2g/m2.day 以下,最好是5.0xl(T3g/m2.day以下之透水性極低之密封 膜。 用於本發明之成膜之CVD法,可舉PECVD法或觸媒化 學氣相沉積法(Cat. CVD法)。PECVD法之種類及使用之裝 置,雖無特別限定,該PECVD法,可使用一般使用於半導 體製造領域、液晶顯示器製造領域、捲對捲方式之高分子 薄膜的表面處理領域等的該技術領域之裝置。 在於本發明之PECVD裝置,將有.機氮化矽化合物藉由 氣化器氣化後導入成膜腔體内,藉由高頻電源加上成膜腔 體内電極,產生電漿,在成膜腔體内之矽基板等形成pEc几 薄膜。此時,將以產生電漿為目的之氦、氬、氪'氖、氙 等惰性氣體與提升氮化碳之氮含量為目的之氨 '聯1、$ 等氮系氣體,與有機氮切化合物—起導人亦在於本發^ 之範圍。 可用該技 ECR電漿 作為電漿 等,任一 PECVD裝置之電衆產生方法並無特別限制’ 術所使用之感應麵合型電漿、容量輕合型電漿、 等。此外,平行平板型、天線型等各種皆可使用 發生源,大氣壓PECVD、減壓PECVD'加壓pECV]) 壓力條件下之PECVD皆可使用。 丄.0〜ioooow 此時PECVD條件並無特別限制,惟電力以 為佳,此外以1.0〜2000W之範圍内更佳。 於圖
之1具體顯示PECVD
裝置之平行平板容量W 27 201224006 型PECVD裝置。圖1所示平行平板容量耦合型pECVD裝置, 係由:PECVD裝置腔體内之喷灑頭上部電極與可控制基板 溫度之下部電極;將原料化合物氣化供給至腔體之氣化器 裝置與高頻電源與由匹配電路而成的電漿產生裝置, ·由真 空幫浦而成之排氣系統所組成。 PECVD裝置1 ,係由PECVD腔體2 ;將原料化合物均勻 供給至腔體内之具有噴灑頭之上部電極3;設置Si基板等 薄膜形成用基板5之具有溫度控制裝置8之下部電極4 ; 使原料化合物氣化之氣化裝置9〜15 ;電漿產生源之匹配電 路6與RF電源7;將腔體内的未反應物及衍生物排出之排 氣裝置1 6所組成。1 7及18係接地線。 電漿產生源之匹配電路6與RF電源7係連接於上部電 極3’藉由放電產生電聚。RF電源7的規格並無特別限制, 該技術領域所使用之電力為卜2000W,以l〇〜i〇OOW為佳, 頻率為501^2〜2.56[12:、以1001^^1〇〇關2為佳、使用 20 0kHz~50MHz之RF電源特別佳。 基板溫度之控制並無特別限制,為_9〇〜1〇〇〇它,以 0〜50(TC範圍為佳。 氣化裝置,係由:容器12’其係將在於常溫常壓為液 體的原料化合物13填充,具備浸潰管線及以上述惰性氣體 加壓之管線15 ;液體流量控制裝置1〇,其係控制液體原料 化合物13之流量;氣化器9,其係將液體原料化合物】3 氣化;管、線14,其係將上述惰性氣體經由氣化器供給至 PECVD裝置腔體内;及氣體流量控制裝置i丨,其係控制其 28 201224006 流量;所組成。本氣化裝置’由氣化器9至具備喷激頭之 上部電極3之間具有管線連接。 原料化合物對腔體内之氣化供給量並無特別Μ 4 〇.卜lOOOOsccm’以10〜5000sccm為佳。此外,上述惰性氣 體之供給量並無特別限制,為〇. w〇〇〇〇sccm,以 10〜5000sccm 為佳。 於圖2之19具體顯示PECVD裝置之感應耦合型遠端 PECVD裝置。圖2所示之感應耦合型遠端pECVD裝置係 由:捲繞於PECVD裝置腔體上部之石英周圍捲繞成線圈狀 之電漿產生部;可控制溫度之基板設置部;氣化供給原料 化合物至腔體之氣化器裝置與高頻電源與由匹配電路所組 成之電漿產生裝置;及具有真空幫浦之排氣系統;所組成。 PECVD裝置19,係由:PECVD腔體2〇 ;電漿產生部之 線圈21及石英管22;設置Si基板等薄膜形成用基板24 之加熱器23與溫度控制裝置27 ;使原料化合物氣化之氣 化裝置28〜35;電漿產生源之匹配電路25與rf電源26; 為排出腔體内之未反應物以及衍生物之排氣裝置36 ;所組 成。3 7係接地線。 電藥產生部之石英周圍的線圈連接於匹配電路25,於 石英管中藉由以RF電流之天線電流磁場放電,產生電漿。 RF電源26之規格’並無特別限定。使用該技術領域之電 力為 1~200 0W,以 l(M〇〇〇w 為佳。頻率為 50kHz〜2. 5GHz, 以100kHz〜100MHz為佳’使用200kHz〜50MHz之RF電源特 別佳。 29 201224006 為-9〇〜ioo〇°c ’ 以 基板溫度之控制並無特別限定 0~500°C之範圍為佳。 氣化裝置,係由:容器32’其係以常溫常壓填充液體 原料化合物33’具備浸潰管線及藉由上述惰性氣體加壓之 管線仏液體流量控制裝置29,其係控制液體原料化合物 3 3之流1,氣化器2 8,其係將液體原料化合物3 3氣化. 管線34,其係將上述惰性氣體經由氣化器供給至pEc几展 置腔體内;氣體流量控制裝置30 ’其係控制其流量;及喷 灑頭31,其係使惰性氣體與氣化之原料化合物33 、 ]9供 給至腔體内;所組成。 原料化合物對腔體内之氣化供給量並無特別限定,為 0.卜lOOOOsccm ’以10〜5000sccm為佳。此外,上述惰性氣 體之供給量並無特別限定,為〇.卜1〇〇〇〇sccm,以 10~5000sccm 為佳。 原料化合物、係使用上述所例示之PEcvd裝置,以产 性氣體與氣化之原料化合物’或以氣化之原料化合物供终 至腔體内’藉由以RF電源之放電產生電漿,於溫度被控制 之基板上成膜。此時,腔體内壓力並無特別限定,為 0·卜lOOOOPa ’ 以卜5 000Pa 為佳。 於圖3之38具體顯示PECVD裝置之微波PECVD裝置。 係由:石英製腔體39 ;設置Si基板等的薄膜形成用基板 40之加熱器41與溫度控制裝置42 ;使原料化合物氣化之 氣化裝置43~50,微波產生源之匹配電路51與微波發射界 52;及微波反射板53;為排出腔體内之未反應物及衍生物
30 S 201224006 之排氣裝置54所組成。 微波產生源之匹献雷政I:; , μ 配電路51與微波發射器52被連接至 石英腔體,藉由照射微波至 央腔體内產生電漿。微波之 頻率並無特別限定,兮社+ ^ 該技術領域所使用之頻率 1MHz〜50GHz,以 〇·5〜1〇GHz 為 π住特別以使用卜5GHz微波 為佳。此外’其微波輸出以〇 u. 1 20000W,以卜10000W 為 佳。 基板溫度之控制並無特別限定’為-9(M〇0(rc,以 0〜500°C的範圍為佳。 氣化裝置係、由.谷器47 ,其係將在於常溫常壓填充 液體原料化合物48’具備浸潰管線及以上述惰性氣體加壓 之管線5。;液體流量控制裝置“,其係控制液體原料化合 物48之流量;氣化器43,其係將液體原料化合物48氣化; 管線49 ’其係將上述惰性氣體經由氣化器供給至PECVD裝 置腔體内;氣體流量控制裝置45,其係控制其流量;及噴 灑頭46,其係使惰性氣體與氣化之原料化合物48均勻供 給至腔體内;所組成。 原料化合物對腔體内之氣化供給量並無特別限定,為 0· 1〜1 0000Sccm,以10〜5000sccm為佳。此外上述惰性氣 體供給量並無特別限定,為0_卜i0000sccm,以 1 0~5000sccm 為佳。 原料化合物’係使用上述所例示之PECVD裳置,以惰 性氣體與氣化之原料化合物,或以氣化之原料化合物供給 至腔體内,藉由微波照產生電漿,於溫控基板上成膜。此 31 201224006 時腔體内壓力並無特別限定,為〇.卜l 000〇Pa,以卜5〇〇〇pa 為佳。 在於本發明’藉由對由上述有機氮化矽化合物所得之 密封膜’進行熱處理、紫外線照射處理、或電子線處理, 可得緻密化或機械性強度提升之密封膜,以如上所述處理 所得之膜適合作為氣體阻隔膜。 本發明之密封膜可使用作為氣體阻隔層,有用於作為 氣體阻隔構件。此外,包含本發明之密封膜而成之F抑裝 置、半導體裝置等,具有良好的裝置特性。 [實施例] 以下表示實施例,惟本發明並非受限於該等實施例者 再者,所得薄膜之物性,係進行如下之評估及測定。 膜厚測定使用ULVAC公司製觸針式表面形狀測定蒙 (Dektak 6M)。 °’ 透氧性係遵照JIS K 7126-1之方法,透,地々* JIS Κ 7129Λ' 或 JIS Κ Π29 C 之方法測定。 ’、 全光線透射率係遵照JIS K 736 1 -1之方法測定。 線膨脹係數,係於供箱之中將無荷重狀 品,由室溫以5deg_/min.升溫至240t,將此間的薄膜^ 度變化以CCD攝影機測定而算出。 、 表面粗縫度使用Veecoo公司製掃描彳扣a曰 农怦r田式探針顯微名 (NanoScopellla),以輕敲模式AFM測定。 黃色指數係使用日本電色公司製ZE2〇〇〇,遵照门 Z-8722之方法測定。 32 201224006 實施例ι(以平行平板容量耦合型PECVD裝置,使用 1,1,3, 3-四甲基二矽氮烷之密封膜之成膜) 使用圖1所示之平行平板容量耦合型PECVD裝置於 聚萘二甲酸乙二酯薄膜基板上成膜。製膜條件係以氣化之 1’ 1’ 3, 3-四甲基二矽氮烷流量5〇sccm,氦氣流量, 腔體内壓133Pa,基板溫度室溫,RF電源電力2〇〇w,及RF 電源頻率13.56MHz的條件成膜5分鐘。 結果膜厚為3190nm。測定透氣性,為透氧性〇.7〇cc/m2 •day及透水性〇· 12g/m2.day。此外全光線透射率為91. 7%, 線膨脹係數為12ppm/deg·,表面粗糙度為〇 5nm。此外, 黃色指數為1. 〇。 實施例2 (以平行平板容量耦合型pECVD裝置,使用 1’1’3, 3-四甲基二矽氮烷之密封膜之成膜) 改變實施例1中氦氣之流量50sccm為氦氣流量5〇sccm 及氧5〇SCCm以外,以與實施例i同樣地將密封膜成膜。 結果,膜厚為4360nm。測定透氣性,為透氧性〇.35cc/m2 •day,及透水性〇. 〇lg/m2.day。此外全光線透射率為 91. 8% ’線膨脹係數為Uppm/deg.,表面粗糙度為〇. 6⑽。 此外,黃色指數為〇. 4。 實施例3(以平行平板容量耦合型pECVD裝置,使用 1,1,3, 3-四曱基二矽氮烷之密封膜之成膜) 改變實施例1中氦氣之流量50sccin為氧1〇〇sccm,使 成臈時間為0· 5分鐘以外與實施例丨同樣地將密封膜成膜。 結果,膜厚係385nm。測定透氣性,為透氧性〇. 〇lcc/m2 201224006 •day,及透水性〇. 0060g/m2.day。此外,全光線透射率為 92.0%,線膨脹係數為llppm/deg,表面粗縫度為〇.4nm。 此外,黃色指數為0. 4。 此外’將形成之密封膜以XPS測定組成,Si = 24a1:om0/〇、 O = 53atom%、C=18atom%、及 N = 5atom%。此外,以紅外線吸 收光譜分析確認在於1200-1300(:111-1及2800〜3200<:111-1之吸 收大體上低於偵測極限。 比較例1 (以平行平板容量耦合型PECVD裝置,使用六 甲基二>5夕氮院之含碳氧化石夕密封膜之成膜) 使用圖1所示平行平板容量麵合型PECvj)裝置,於聚 萘二曱酸乙二酯薄膜基板上成膜。成膜條件係以氣化 六曱基二矽氮烷流量50sccm ’氦氣流量50sccm,腔體内肩 133Pa ’基板溫度室溫,RF電源電力2〇〇ff,及RF電源頻^ 13.56MHz之條件,成膜1〇分鐘。結果,膜厚為ι37〇Μ< 測定透氣性,為透氧性2.73cc/V.day及透水性i 77g/j • day。此外,全光線透射率為83. 5%,線膨脹係數方 30ppm/deg.,表面粗糙度為1〇nm。此外,黃色指數為u s 此外,將形成之密封膜以xps測定組成,仏仏伽% C 64atom/。及N-4atom%。此外,紅外線吸收光譜分析石 認有在於12〇〇〜130°cnrl及2800〜3200cm-1的吸收。 比較例2(以平行平板容量輕合型PECVD裝置,使用E 曱氧基石夕烧之含碳氧化石夕密封膜之成膜) 使用圖1所示平行平板容量耦合型PECVD裝置,於| 奈二曱酸乙二适旨薄膜其把^乂、μ 、土板上成膜。成膜條件,係以氣化名
34 201224006 之四曱氧基石夕炫> 流量5〇sccm,氦氣流量5〇sccm,腔體内壓 133Pa,基板溫度室溫,RF電源電力200W,及RF電源頻率 13. 56MHz之條件,成膜分鐘。 結果膜厚為136nm。測定透氣性,為透氧性1.75cc/m2 •day及透水性i.67g/m2.daye此外,全光線透射率為 86.4%’線膨脹係數為32ppm/deg.,表面粗糙度為26nm。 此外,黃色指數為2. 4。 比較例3 測定使用之聚萘二甲酸乙二酯薄膜基板之透氣性、全 光線透射率、及線膨脹係數,透氧性21. 〇cc/m2.day,及透 水性6. 70g/m2.day。此外,全光線透射率為86. 9%,線膨 脹係數為35ppm/deg. ’表面粗糙度為丨.4nm。黃色指數為 0.4。 實施例4(以平行平板容量耦合型pECVD裝置,使用 1,3, 5, 7-四曱基環四矽氮烷之密封膜之成膜) 使用圖1所示平行平板容量耦合型pECVD裝置,於聚 萘二曱酸乙二酯薄膜基板上成膜。成膜條件,係以氣化後 1,3, 5, 7-四曱基環四矽氮烷流量5〇sccin,氦氣流量 50sccm,腔體内壓133Pa,基板溫度室溫,Rj?電源電力 200W,及RF電源頻率13· 56MHz之條件下之條件,成膜2 分鐘。 結果’膜厚為575nm。測定透氣性,為透氧性〇. 〇2cc/m2 •day及透水性〇.0048g/m2.day。此外,全光線透射率為 91. 7% ’線膨脹係數為11 ppm/deg. ’表面粗縫度為〇.5nm。 35 201224006 此外,黃色指數為1. 〇。 實施例5(以平行平板容量耦合型pECVD裝置,使用 1,3, 5, 7-四曱基環四矽氮烷之密封膜之成膜) 改變實施例4中之氦氣流量50sccm為氦氣流量5〇sccm 及氧50sccm以外,以與實施例4同樣地製作密封膜。 結果膜厚為428nm。測定透氣性,為透氧性〇.〇lcc/m2 •day及透水性〇.〇035g/m2.day。此外,全光線透射率為 91.9%’線膨脹係數為i〇ppm/deg·,表面粗糙度為〇 4nm。 此外,黃色指數為〇. 3。 實施例6(以平行平板容量耦合型PECVD裝置,使用 1,3, 5, 7_四曱基環四矽氮烷之密封膜之成膜) 改變實施例4中氦氣流量50sccm為氧lOOsccm,成膜 時間為0. 5分鐘以外與實施例4同樣地將密封膜成膜。 結果’膜厚為428mn。測定透氣性,為透氧性〇. 〇lcc/m2 •day,及透水性〇. 〇〇26g/m2.day。此外,全光線透射率為 92.0%’線膨脹係數為i〇ppm/deg.,表面粗縫度為〇.4nm。 此外,黃色指數為〇 3。 此外,將形成之密封膜以XPS測定組成,Si=24atom%、 O=49atom%、C=18atom%、及 N = 9atom%。此外,紅外線吸收 光譜分析確認1200〜UOOcnT1及2800〜3200<:111-1之吸收大體 上低於偵測極限。 參考例1(1,1,3, 3 -四曱基二石夕氮烧之合成) 加入 於氮氣流下’在具備攪拌裝置之5L之四口燒瓶反應器 一乙基喊 4.3L(Liter)及二曱基氯石夕烧 36 201224006 585g(6· 19mol),冷卻至(Tc。其次,將内溫保持〇<t的同 時,將氨氣277L(12.4m〇l)以持續發泡(bubbUng)方式供 給9小時使其反應。氨供給完畢後,於室溫下攪拌15小時。 由所得反應溶液漿料過濾出衍生之氯化銨,得到含有 1’1,3, 3-四曱基二矽氮烷之無色透明二乙基醚溶液。將所 得之二乙基醚溶液濃縮,經由減壓蒸餾純化後得到目的物 1,1,3,3-四甲基二矽氮烷285.22(218_1)。原料之二曱 基氯矽烷之目的物轉換率為70. 3%。 藉由氣相層析、13C-NMR(核磁共振)、lMMR、IR(紅外 線分光法)、GC-MS(氣相層析質量分析)等鑑定蒸餾所得之 館出物係係1,1,3, 3-四甲基二矽氮院。 參考例2(1,3, 5, 7-四甲基環四矽氮烷之合成) 於氮氣流下,在具備授拌裝置之5L之四口燒瓶反應器 加入二乙基醚3.6L,及甲基二氯矽烷36〇g(3 13m〇1),冷 卻至〇t 。其次,將内溫保持的同時,將氨氣 270L(12.1m〇l)以持續發泡(bubbUng)方式供給9小時使 其反應。氨供給完畢後,於室溫下攪拌丨5小時。 由所得之反應溶液漿料過濾出衍生之氯化銨,得到含 有1’3, 5, 7-四甲基環四矽氮烷之無色透明二乙基醚溶液。 將所得之二乙基鲢溶液濃縮’經由減壓蒸餾純化後得到目 的物1,3, 5, 7-四甲基環四矽氮烷115. 6g(〇· 49〇m〇i)。原料 之曱基二氯矽院之目的物轉換率為62.6%。 藉由氣相層析、13c-nmr(核磁共振)、lH_NMR、IR(紅外 線分光法)、GC-MS(氣相層析質量分析)等鑑定蒸餾所得之 37 201224006 餾出物係1,3, 5, 7-四甲a @ ^ ^ ,…I 基J展四矽氮烷。 [產業上的可利性] 使用本發明之密封膜材料所得之密封膜,可使用作為 緻密化且提升機械性強度之氣體阻隔層,並可應用於FPD、 半導體裝置等之裝置。 再者’本發明引用2010年8月27日申請之日本專利 申睛201 0-1 90725號之說明書、專利申請之範圍、圖面及 摘要書之全内容,包含於本發明之說明書之揭示。 【圖式簡單說明】 圖1係表示平行平板容量耦合型PECVD裝置。 圖2係表示感應耦合型遠端PECVD裝置。 圖3係表示微波PECVD裝置。 【主要元件符號說明】 1〜平行平板容量耦合型PECVD裝置; 2~PECVD 腔體; 3~具有喷灑頭之上部電極; 4〜下部電極; 5〜薄膜形成用基板; 6〜匹配電路; 電源; 8〜溫度控制裝置; 9〜氣化器; 38 201224006 ίο〜液體流量控制裝置; 11〜氣體流量控制裝置; 12〜容器; 1 3 ~原料化合物; 14〜經由氣化器供給惰性氣體至PECVD裝置腔體内所 需之管線; 1 5〜以惰性氣體加壓之管線; 16〜排氣裝置; 17~接地; 1 8 ~接地; 19〜感應耦合型遠端PECVD裝置; 20〜PECVD腔體; 21〜線圈; 22〜石英管; 23〜加熱器; 24〜薄膜形成用基板; 2 5〜匹配電路; 26〜RF電源; 27〜溫度控制裝置; 2 8〜氣化器; 29〜液體流量控制裝置; 30〜氣體流量控制裝置; 3卜喷灑頭; 32~容器; 39 201224006 3 3〜原料化合物; 34~經由氣化器供給惰性氣體至PECVD裝置腔體内所 需之管線; 3 5〜以惰性氣體加壓之管線; 36〜排氣裝置; 37〜接地; 38〜微波PECVD裝置; 39〜石英製腔體; 4 0〜薄膜形成用基板; 41〜加熱器; 42〜溫度控制裝置; 43~氣化器; 44〜液體流量控制裝置; 45~氣體流量控制裝置; 46〜喷灑頭; 47〜容器; 4 8〜原料化合物; 49〜經由氣化器供給惰性氣體至PECVD裝置腔體内所 需之管線; 5 0 ~以惰性氣體加壓之管線; 51〜匹配電路; 52~微波發射器; 5 3〜微波反射板; 54〜排氣裝置。 40
Claims (1)
- 201224006 七、申請專利範圍: 1. 一種密封膜,其特徵為 在於.使用至少一個氫原子與 矽原子直接連結,且至少—彳 、 氧原子與氮原子直接連結之 構造之有機氮化矽化合物係原 ^討,以化學氣相沉積法所得 之膜所組成。 2.如申請專利範圍第1頂 揄备 固乐丄項所述的密封膜,其中上述有 化合物. 式(1)所不之鏈狀或環狀構造之Η/η (1) :中’ R1係表示氫原子’或碳數(,的 至10之整數。 土 η係表不 3.如申請專利範圍第1或2 述有機項斤这的雄、封膜’其中· 機氮化矽化合物係下列通式(2)所 /r3 \ R5 <鍵狀化合物: (2) 二 1 ^與R4係分別獨立地表示碳數1〜20之烴基,R3斑 】至:別獨立地表示氫原子或碳數卜2。之煙基,χ係表示 1 υ之整數。 C專利範圍第…項所述的密封膜,其中上 機^匕石夕化合物係下列通式(3)所示之環狀化合物: / I(3) 41 201224006 式中R係表不氫原子或碳數卜2〇之烴基 ίο之整數。 y係表不2至 5·如申請專利範圍第i至…任一 膜 其中化學氣相沉積法為電漿輔助化學氣相沉積法4封 膜 申請專利範圍第…項中任-項所二封 其:化:氣相沉積法為觸媒化學氣相沉積法广封 7.種在封膜,對申請專利範圍第1至6項φ 所述的密封臈,進— 項中任—項 線處理而得。 步做熱處理、料相料理或電子 8·種乳體阻隔材料’使用申請 中任一項所述的密封膜作為氣體阻隔層。1至7項 9.—種平面顯示哭 項中任一項所 、,匕含申請專利範圍第丨至7 〒任項所述的密封膜而成。 ^ 7 #半導體裝置,包含中請專利範圍第Is 任一項所述的密封臈而成。 至7項中 -種化學氣相沉積法用 通式⑴所示之鏈狀或環狀心㈣材科,包含··具有 4%狀構造之化合物: Η ΗΑ ,, , (1) ^ R係表示氣肩早 ., ,ln 原子,或碳數卜20的庐其 至1 0之整數。 妁焱基,n係表示 12.如申請專利範圍μ μ = 具有通inw 第U項所述的密封膜材粗 有通式⑴所示之鏈狀或環 膜材科,其t 構绝之化合物係通式(2)肖 201224006 示之鏈狀化合物: /R3 \ R5 ρ2"Τ?'~Ν4~5ί-Ρ4 (2) 二係分別獨立地表示碳數 “別獨立地表示氫原子或碳數 1至10之整數。 之焱基,X係表示 1有申⑼專利範圍第11項所述的密封膜材料 示 -式⑴所示鏈狀或環狀構造之化合物传其中 之環狀化合物: 物係通式(3)所 (^) (3) 至 ::係表…子或碳數卜2。之《 w 14.如申請專利範圍第1至7項中任__項所述 膜,其包含矽原子、碳原子氮 、、在甸 Γ:1·。’氮含量為…川3以下、碳含量…: 9〇以下,且紅外線吸收光譜的UOiMSOOcf及 00〜3200cm-1的吸收實質上低於偵測極限。 15.如申請專利範圍第u 7、14項中任—項所述的密 封膜,其透水性為1‘ Oxl 〇-2g/m2· day以下。 43
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