TW201544561A - 形成二氧化矽基層的組成物及製造二氧化矽基層的方法 - Google Patents

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Abstract

一種形成二氧化矽基層的組成物，包含：選自氫化聚矽氮烷、氫化聚環氧矽氮烷或它們的組合的二氧化矽基化合物；以及溶劑，其中，具有0.2μm到1μm粒子直徑的粒子的數目少於或等於10/Ml。

Description

形成二氧化矽基層的組成物及製造二氧化矽基層的方法 【相關申請案之交互參照】
本申請案主張2014年5月26日在韓國專利局所申請的韓國專利申請案第10-2014-0063293號的優先權與利益，其全部內容藉由參照而併入至本申請案中。
本發明是有關於一種形成二氧化矽基層的組成物以及製造二氧化矽基層的方法。
由於半導體技術的加速發展，在高積集度與高速半導體記憶胞的研發上，已經進行了：藉由增加具有更小尺寸的半導體晶片的積集度而提升效能。這些半導體記憶胞中，例如，可使用動態隨機存取記憶體(DRAM)。DRAM能夠隨意地輸入和輸出資訊，並且可實現大容量。
DRAM可以包含：例如，多個單元胞，此單元胞包含一個MOS電晶體與一個電容。電容可以包含：兩個電極與一個位在兩電極間的介電層。此電容可以依照例如介電常數、介電層的厚度、電極面積等等而得到各種電容值。
當半導體晶片的尺寸減小時，其中的電容尺寸也會隨之減小。然而，這較小的電容仍需要有足夠的儲存容量。例如，藉由增加垂直面積替代減少水平面積以增加整體的主動區，可以使電容具有更大的電容量。當這個方法被用於製造電容時，可使用藉由使用鑄模(mold)且在鑄模上的間隙中填入用以形成二氧化矽基層的組成物所形成的二氧化矽基層，以有效地形成比窄的水平面積相對高的電極。
本發明的一實施例提供一種用以形成能夠極小化缺陷(defect)的二氧化矽基層的組成物。
本發明的另一實施例提供一種利用用以形成二氧化矽基層的組成物來製造二氧化矽基層的方法。
根據本發明的一實施例，提出一種用以形成二氧化矽基層的組成物，包括：含有氫化聚矽氮烷(polysilazane)、氫化聚環氧矽氮烷(polysiloxazane)或是它們的組合的二氧化矽基化合物；以及溶劑；其中，具有約0.2μm到約1μm粒子直徑的粒子的數目是少於或等於10/Ml。
粒子的數目可以少於或等於約8/Ml。
二氧化矽基化合物可以包括：含有以下面的化學式1表示的部份(moiety)的氫化聚矽氮烷。
在上述的化學式1中，R1到R3各自是：氫、經取代或未經取代的C1到C30烷基(alkyl)基團、經取代或未經取代的C3到C30環烷基(cycloalkyl)基團、經取代或未經取代的C6到C30芳基(aryl)基團、經取代或未經取代的C7到C30芳烷基(arylalkyl)基團、經取代或未經取代的C1到C30雜烷基(heteroalkyl)基團、經取代或未經取代的C2到C30雜環烷基(heterocycloalkyl)基團、經取代或未經取代的C2到C30烯基(alkenyl)基團、經取代或未經取代的烷氧基(alkoxy)基團、羧基(carboxyl)基團、醛基(aldehyde)基團、羥基(hrdroxy)基團或是它們的組合。
二氧化矽基化合物可以包括：更含有以下面的化學式2表示的部份的氫化聚矽氮烷。
在上述的化學式2中，R4到R7各自是：氫、經取代或未 經取代的C1到C30烷基基團、經取代或未經取代的C3到C30環烷基基團、經取代或未經取代的C6到C30芳基基團、經取代或未經取代的C7到C30芳烷基基團、經取代或未經取代的C1到C30雜烷基基團、經取代或未經取代的C2到C30雜環烷基基團、經取代或未經取代的C2到C30烯基基團、經取代或未經取代的烷氧基基團、羧基基團、醛基基團、羥基基團或是它們的組合。
氫化聚矽氮烷或氫化聚環氧矽氮烷更可以在末端包括：以下面的化學式3表示的部份。此部份在氫化聚矽氮烷或氫化聚環氧矽氮烷結構的矽-氫鍵的總量基礎上，占約15到35重量%的量。
[化學式3]＊-SiH3
氫化聚矽氮烷或氫化聚環氧矽氮烷可以具有：約1,000到200,000的重量平均分子量(Mw)。
氫化聚環氧矽氮烷可以含有：約0.2到3重量%的氧含量。
根據本發明的另一實施例，提出一種製造二氧化矽基層的方法，包括：在基底上塗佈用以形成二氧化矽基層的組成物；乾化塗佈有用以形成二氧化矽基層的組成物的基底；以及在溫度大於或等於約200℃的惰性氣體環境中，固化所述基底。
用以形成二氧化矽基層的組成物可以利用旋轉塗佈(spin-on coating)法塗佈。
根據本發明的一實施例，用以形成二氧化矽基層的組成 物可以減少粒子的產生，因此而極小化形成的層中的缺陷。
1‧‧‧半導體基底
2‧‧‧間隙
3‧‧‧模製氧化層
5‧‧‧導電層
5a‧‧‧下電極
7‧‧‧填充層
7a‧‧‧填充圖案
9‧‧‧介電層
11‧‧‧上電極
圖1到圖9是依照本發明的一實施例的製造半導體電容的方法的順序剖面圖。
圖10是顯示根據比較例1與範例1到6的氫化聚矽氮烷溶液中的粒子數目以及使用這些溶液分別形成的每一層的四甲基氫氧化銨(TMAH)反應性結果的圖表。
本發明的示範性實施例將詳細描述於後，且可以被本技術領域中具有通常知識者容易地實行。然而，揭露的內容可以以許多不同的形式體現，不限於本文所述的示範性實施例。
在圖式中，層、薄膜、面板、區域等的厚度都是為了清晰度而誇大了。在整個說明書中，類似的參考號碼指的是類似的元件。當像是層、薄膜、區域或基底的元件被稱為“在”另一元件上時，可以理解為：此元件可以是直接位在另一元件上、或是存在介入元件(intervening element)。相反地，當一個元件被稱為“直接在”另一元件上時，表示不存在介入元件。
如說明書中所用的，當未提出不同的定義時，技術用語‘經取代(substituted)’代表：以取代基取代化合物的氫，所述取代基是選自於：鹵素(halogen)原子(F、Br、Cl或I)、羥基(hydroxy)基團、 烷氧基(alkoxy)基團、硝基(nitro)基團、氰基(cyano)基團、氨基(amino)基團、疊氮基(azido)基團、甲脒基(amidino)基團、肼基(hydrazino)基團、亞肼基(hydrazono)基團、羰基(carbonyl)基團、胺甲醯基(carbamyl)基團、硫基(thiol)基團、酯基(ester)基團、羧基(carboxyl)基團或其鹽類、磺酸基(sulfonic acid)基團或其鹽類、磷酸(phosphoric acid)或其鹽類、烷基(alkyl)基團、C2到C16烯基(alkenyl)基團、C2到C16炔基(alkynyl)基團、芳基(aryl)基團、C7到C13芳烷基(arylalkyl)基團、C1到C4氧烷基(oxyalkyl)基團、C1到C20雜烷基(heteroalkyl)基團、C3到C20雜芳烷基(heteroarylalkyl)基團、環烷基(cycloalkyl)基團、C3到C15環烯基(cycloalkenyl)基團、C6到C15環炔基(cycloalkynyl)基團、雜環烷基(heterocycloalkyl)基團以及它們的組合。
如說明書中所用的，當未提出不同的定義時，技術用語‘雜(hetero)’代表：包含選自N、O、S及P的1至3個雜原子。
此外，在說明書中，符號“＊”代表：此處是與相同或不同的原子或是化學式連接的部位。
在下文中，將描述根據本發明的一實施例以形成二氧化矽基層的組成物。
根據本發明的一實施例，形成二氧化矽基層的組成物包含：二氧化矽基化合物以及溶劑，所述二氧化矽基化合物包含氫化聚矽氮烷、氫化聚環氧矽氮烷或它們的組合。
形成二氧化矽基層的組成物包含液態的粒子，而且，粒 子的數目可少於或等於10/Ml，以及粒子可具有從約0.2μm到約1μm的直徑。在較佳實施例中，粒子的數目少於或等於8/Ml。
包含在形成二氧化矽基層的組成物中的粒子是在合成此組成物的製程中形成的，而且，當粒子數目減少時，在二氧化矽基層中的缺陷數目也減少了。
根據本發明的一實施例，用以形成二氧化矽基層的組成物經控制以在每1Ml的溶液包含少於或等於約10個粒子，以減少所形成的二氧化矽基層中的缺陷數目，而增進二氧化矽基層的效能。此處，用以計數的粒子可具有從約0.2μm到約1μm的直徑。
此處，組成物中的粒子數目可以利用液態粒子計數器(Liquid Particle Counter,LPC)來進行計數，液態粒子計數器例如是RION公司的產品KS-42BF。
另一方面，用以形成二氧化矽基層的組成物的氫化聚矽氮烷可以包含以下面的化學式1表示的部份(moiety)。
在上述的化學式1中，R1到R3各自是：氫、經取代或未經取代的C1到C30烷基基團、經取代或未經取代的C3到C30環烷基基團、經取代或未經取代的C6到C30芳基基團、經取代或未經取代的C7到C30芳烷基基團、經取代或未經取代的C1到C30 雜烷基基團、經取代或未經取代的C2到C30雜環烷基基團、經取代或未經取代的C2到C30烯基基團、經取代或未經取代的烷氧基基團、羧基基團、醛基基團、羥基基團或是它們的組合。
氫化聚矽氮烷可以以各種方法製備，例如，眾所周知的以鹵代矽烷(halosilane)與氨反應來製備。
用以形成二氧化矽基層的組成物的氫化聚環氧矽氮烷更可以包含：以下述化學式2表示的部份以及以上述化學式1表示的部份。
在上述的化學式2中，R4到R7是與化學式1中定義的R1到R3一樣。
以此種方式，當組成物更包含上述化學式2表示的部份時，根據實施例製備的氫化聚環氧矽氮烷的結構包括不同於矽-氮(Si-N)鍵部份的矽-氧-矽(Si-O-Si)鍵部份，而且，矽-氧-矽鍵部份可以於熱處理固化期間弱化應力以及減少收縮。
此處，氫化聚環氧矽氮烷可以具有約0.2到約3重量%的氧含量。當氧被包含在這範圍時，氫化聚環氧矽氮烷結構中的矽-氧-矽可以於熱處理期間充分地弱化應力以及防止收縮，避免因為此處理而在圖案中產生破裂。
從這觀點，氧可以更特定為約0.4到約2重量%的範圍內的量。
此處，氧含量能夠利用Thermo Fisher Scientific公司的產品FlashEA 1112來進行量測；SiH3/SiH(全部)能夠利用200MHz的質子NMR(Bruker公司的產品AC-200)來進行量測，而且，重量平均分子量能夠利用凝膠滲透層析(Gel Permeation Chromatography，GPC)量測：Waters公司的高效液相色譜法(HPLC)幫浦151、折射率(RI)偵測器2414，與Shodex公司的KF801、KF802、KF803管柱。
而且，用以形成二氧化矽基層的組成物的氫化聚矽氮烷或氫化聚環氧矽氮烷在末端可以包括以下面的化學式3表示的部份。
[化學式3]＊-SiH3
以上述化學式3表示的部份是末端以氫為結尾的結構，且可以在氫化聚矽氮烷或氫化聚環氧矽氮烷的結構的矽-氫鍵的總量基礎上占約15到約35重量%的量。當上述化學式3的部份是以此範圍的量而被包含於氫化聚矽氮烷或氫化聚環氧矽氮烷的結構中時，在熱處理期間SiH3部份會被防止分散成SiH4同時充分地發生氧化反應，且防止填入物圖案的破裂。
製備好的氫化聚矽氮烷或氫化聚環氧矽氮烷可以具有約1,000到約200,000的重量平均分子量(Mw)。在這範圍內，於熱處 理期間，較少的成分會被蒸發。在這些條件中，氫化聚矽氮烷或氫化聚環氧矽氮烷可以具有例如約3,000到約200,000的重量平均分子量。
在用以形成二氧化矽基層的組成物的總量基礎上，二氧化矽基化合物可以占約0.1到約50重量%的量。在這範圍內，二氧化矽基化合物可以保持適當的黏性，且產生無間隙(孔洞)的大致平坦與均勻層。
製備好的氫化聚矽氮烷或氫化聚環氧矽氮烷被溶解在溶劑中，以形成用以形成二氧化矽基層的組成物。
用以形成二氧化矽基層的組成物更可以包含熱酸生成劑(Thermal Acid Generator,TAG)。
熱酸生成劑可以是增進用以形成二氧化矽基層的組成物的顯影性質的添加物(additive)，因此，使得包含矽的化合物能在較低溫下進行顯影。
如果熱酸生成劑以熱產生酸(H+)時，它可以包含任何化合物，沒有特殊限制。特別是，它可以包含在90℃或更高溫被活化且產生足夠的酸且同時具有低揮發性(volatility)的化合物。
熱酸生成劑可以包含例如以下面的化學式4表示的化合物。
[化學式4]R5 4N+B
在上述的化學式4中，R5是經取代或未經取代的Cl到 C20烷基基團、環烷基基團、芳香族(aromatic)基團或它們的組合。
B可以是NO3 -、OH-或它們的組合。
熱酸生成劑可以是例如選自硝基苄甲苯磺酸酯(nitrobenzyl tosylate)、硝基苄苯磺酸酯(nitrobenzyl benzenesulfonate)、酚磺酸酯(phenol sulfonate)與它們的組合。
在用以形成二氧化矽基層的組成物的總量基礎上，熱酸生成劑可以占約0.01到約25重量%的量。在這範圍內，化合物可以在低溫進行顯影，且同時改善塗佈特性。
用以形成二氧化矽基層的組成物可更包含表面活性劑(surfactant)。
這表面活性劑沒有特別限制，且可以是例如：非離子型的表面活性劑，像是聚氧乙烯烷基醚(polyoxyethylene alkyl ether)：例如聚氧乙烯月桂基醚(polyoxyethylene lauryl ether)、聚氧乙烯硬脂醚(polyoxyethylene stearyl ether)、聚氧乙烯十六烷基醚(polyoxyethylene cetyl ether)、聚氧乙烯油基醚(polyoxyethylene oleyl ether)及類似者；聚氧乙烯烷基烯丙基醚(polyoxyethylene alkylallyl ether)：例如聚氧乙烯壬基苯酚醚(polyoxyethylene nonyl phenol ester)及類似者；聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物(polyoxyethylene-polyoxypropylene block copolymers)；聚氧乙烯山梨糖醇脂肪酸酯(polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester)：例如山梨糖醇單月桂酸酯(sorbitan monolaurate)、山梨糖醇單棕櫚酸酯(sorbitan monopalmitate)、山 梨糖醇單硬脂酸酯(sorbitan monostearate)、山梨糖醇單油酸酯(sorbitan monoleate)、聚氧乙烯山梨糖醇單硬脂酸酯(polyoxyethylene sorbitan monostearate)、聚氧乙烯山梨糖醇三油酸酯(polyoxyethylene sorbitan trioleate)、聚氧乙烯山梨糖醇三硬脂酸酯(polyoxyethylene sorbitan tristearate)及類似者；氟類(fluorine-based)表面活性劑：例如Tochem Products公司的EFTOP EF301、EF303、EF352、Dainippon Ink & Chem公司的MEGAFACE F171、F173、Sumitomo 3M公司的FLUORAD FC430、FC431、Asahi Glass公司的Asahi guardAG710、Surflon S-382、SC101、SC102、SC103、SC104、SC105、SC106及類似者；其他矽酮類(silicone-based)表面活性劑，像是Shin-Etsu Chemical公司的有機矽氧烷聚合物(organosiloxane polymer)以及類似者。
在用以形成二氧化矽基層的組成物的總量基礎上，表面活性劑可以占約0.001到約10重量%的量。在這範圍內，可以同時改善溶液的分散度(dispersion)與層的厚度均勻性。
用以形成二氧化矽基層的組成物可以是藉由在溶劑中溶解二氧化矽基化合物與成分而獲得的溶液。製備好的氫化聚矽氮烷或氫化聚環氧矽氮烷可以溶解在所屬技術領域中具有通常知識者所熟知的溶劑中，而製備成用以溝填(gap-filling)半導體的溶液或組成物。
塗佈溶劑可以因考量保存穩定性、塗佈溶液或類似者的乾化速率而選用，例如，可選用具有沸點約50到約200℃的有機 溶劑。例如，可以使用芳香族(aromatic)化合物、脂肪族(aliphatic)化合物、飽和碳氫化合物、醚類(ether)、酯類、酮類(ketone)以及類似者，且特別的是這溶劑可以選自苯(benzene)、甲苯(toluene)、二甲苯(xylene)、乙苯(ethylbenzene)、二乙基苯(diethylbenzene)、三甲基苯(trimethylbenzene)、三乙基苯(triethylbenzene)、環己烷(cyclohexane)、環己烯(cyclohexene)、十氫化萘(decahydronaphthalene)、雙戊烯(dipentene)、戊烷(pentane)、己烷(hexane)、庚烷(heptane)、辛烷(octane)、壬烷(nonane)、癸烷(decane)、乙基環己烷(ethylcyclohexane)、甲基環己烷(methylcyclohexane)、對薄荷烷(p-menthane)、二丙醚(dipropylether)、二丁醚(dibutylether)、苯甲醚(anisole)、乙酸丁酯(butyl acetate)、乙酸戊酯(amyl acetate)、甲基異丁酮(methylisobutylketone)與它們的組合。
根據本發明的另一實施例，製造二氧化矽基層的方法包括：在基底上塗佈用以形成二氧化矽基層的組成物；乾化塗佈有形成二氧化矽基層的組成物的基底；以及在大於或等於約200℃的惰性氣體環境(inert gas atmosphere)中，固化生成物(resultant)。
例如，用以形成二氧化矽基層的組成物可以使用溶液製程來進行塗佈，像是旋轉塗佈(spin-on coating)方法。
基底例如可以是像是半導體、液晶及類似者的裝置基底，但並不限於此。
根據本發明的另一實施例，提出一種包含二氧化矽基層 的電子裝置，所述二氧化矽基層是根據所述方法而製造。此電子裝置可以是例如顯示裝置(像是LCD或LED)或半導體裝置，並且二氧化矽基層可以是電子裝置的絕緣層或是填充層。
根據本發明的又一實施例，提出一種製造半導體電容的方法以及根據此方法製造出的半導體電容。以下，參照圖1到圖9，將描述製造半導體電容的方法以及製造出的半導體電容。
圖1到圖9是剖面圖，依序顯示根據本發明的一實施例的製造半導體電容的方法。
參照圖1，在半導體基底1上配置模製氧化層3(mold oxide layer)。在半導體基底1上，已經配置有：電晶體(未繪示)、接觸墊(未繪示)、接觸插塞(未繪示)以及類似者。例如，模製氧化層3可以由氧化物製成，像是矽氧化物(SiO2)、四乙氧基矽烷(tetraethylothosilicate,TEOS)、硼磷矽玻璃(boron phosphorus silicate glass,BPSG)以及磷矽玻璃(phosphor silicate glass,PSG)，形成方法例如是氣相沉積法(CVD)。
參照圖2，利用對於模製氧化層3進行光微影(photolithography)而形成間隙2，所述間隙2暴露位於半導體基底1上的接觸插塞。間隙2可以微小到小於50nm。間隙2可具有大於1的在高度與寬度之間的高寬比(aspect ratio)。
參照圖3，在半導體基底1與模製氧化層3上疊上(laminate)導電層5。導電層5可以是單一層或多層。例如，導電層5可以由具有低電阻係數的金屬(像是鋁、銅、銀與它們的合 金)、像是鎳、鈦與類似者的金屬、多晶矽或其類似者製成。導電層5可以以濺鍍或化學氣相沉積以及類似的方式而形成。
參照圖4，在導電層5上設置填充層7。所述填充層7可以是由包含有氫化聚矽氮烷或氫化聚環氧矽氮烷的組成物製成的二氧化矽基層。此二氧化矽基層與前面描述的一樣。這組成物可以與塗佈溶劑混合以提供溶液，且可以以像是旋轉塗佈的溶液製程進行塗佈。
接著，對填充層7進行熱處理。所述熱處理可以在含有蒸氣的環境下以約200℃或更高的溫度執行。
參照圖5，填充層7可以使用顯影液(developing solution)來進行顯影。據此，去除設置在下方的導電層5上的填充層7，而留下一部分填充間隙2，形成預定的填充物圖案7a。
參照圖6，去除配置在模製氧化層3上的導電層5，留下模製氧化層3與填充物圖案7a之間的部份，以分離具有預定形狀的下電極5a。此處，去除下方的導電層5的方法可以是化學機械研磨(Chemical Mechanical Polishing,CMP)法或回蝕刻法。
參照圖7，同時去除模製氧化層3與填充物圖案7a，而留下了下電極5a。模製氧化層3與填充物圖案7a是以溼式蝕刻法而去除，此處，溼式蝕刻溶液可以包含任何能同時去除模製氧化層3與填充物圖案7a的材料，但不特別限制。例如，可以包含含氟蝕刻液，像是氫氟酸(HF)與氟化氨(NH4F)。
參照圖8，在包含下電極5a的基底的所有表面上，配置 介電層9。
參照圖9，在介電層9上疊上導電層，然後進行光微影，而形成上電極11。
下電極5a、介電層9與上電極11構成電容。
下面的例子更詳細地描繪了本發明的實施例。然而，這些實施例僅是例示，並非用以限定本發明。
比較例1
以乾氮氣取代配備有攪拌器與溫度控制器的2公升(2L)反應器的內部。接著，將1,500g的乾砒啶(pyridine)注入到反應器，且反應器保溫在5℃。然後，以超過2小時的時間，緩慢注入140g的二氯矽烷(dichlorosilane)。之後，緩慢注入85g的氨，同時攪拌反應器4小時。接著，注入乾氮氣120分鐘，且去除殘餘在反應器中的氨。獲得的白色漿態(white slurry-phased)產品在乾氮氣環境下經由1μm鐵氟龍(tetrafluoroethylene,TEFLON)過濾器進行過濾，得到1,000g過濾後的溶液。然後，將1,000g的乾二甲苯加入過濾後的溶液，藉由使用旋轉的蒸發器將混合液(mixture)中的二甲苯以砒啶取代重複3次，以將其固體濃度(solid concentration)調整成20%，且得到的混合液以具有0.1μm孔洞尺寸的鐵氟龍過濾器進行過濾。之後，將250g乾砒啶加入所得到的氫化聚矽氮烷溶液中，且此混合液於100℃聚合，直到重量平均分子量達到約3,000時為止。
當聚合終止時，藉由使用旋轉的蒸發器將產品的溶劑在 30℃以二丁醚(dibutylether)取代重複3次，以將其固體濃度調整成20%，且得到的混合液以具有0.1μm鐵氟龍過濾器進行過濾，獲得氫化聚環氧矽氮烷。
範例1
以乾氮氣取代配備有攪拌器與溫度控制器的2公升(2L)反應器的內部。接著，將1,500g的乾砒啶注入到反應器，且反應器保溫在5℃。然後，以超過2小時的時間，緩慢注入140g的二氯矽烷。之後，以超過4小時的時間緩慢注入85g的氨，同時攪拌反應器。接著，注入乾氮氣120分鐘，且去除殘餘在反應器中的氨。獲得的白色漿態產品在乾氮氣環境下經由1μm鐵氟龍過濾器進行過濾，得到1,000g過濾後的溶液。然後，將1,000g的乾二甲苯加入過濾後的溶液，藉由使用旋轉的蒸發器將混合液中的二甲苯以砒啶取代重複3次，以將其固體濃度調整成20%，且得到的混合液以具有0.1μm孔洞尺寸的鐵氟龍過濾器進行過濾。之後，將250g乾砒啶加入所得到的氫化聚矽氮烷溶液中，且此混合液於100℃聚合，直到重量平均分子量達到約4,500時為止。
當聚合終止時，藉由使用旋轉的蒸發器將產品的溶劑在30℃以二丁醚取代重複3次，以將其固體濃度調整成20%，且得到的混合液以具有0.1μm鐵氟龍過濾器進行過濾，獲得氫化聚環氧矽氮烷。
範例2
以乾氮氣取代配備有攪拌器與溫度控制器的2公升(2L) 反應器的內部。接著，將1,500g的乾砒啶注入到反應器，且反應器保溫在5℃。然後，以超過2小時的時間緩慢注入140g的二氯矽烷。之後，以超過4小時的時間緩慢注入85g的氨，同時攪拌反應器。接著，注入乾氮氣超過120分鐘，且去除殘餘在反應器中的氨。獲得的白色漿態產品在乾氮氣環境下經由1μm鐵氟龍過濾器進行過濾，得到1,000g過濾後的溶液。然後，將1,000g的乾二甲苯加入過濾後的溶液，藉由使用旋轉的蒸發器將混合液中的二甲苯以砒啶取代重複3次，以將其固體濃度調整成20%，且得到的混合液以具有0.1μm孔洞尺寸的鐵氟龍過濾器進行過濾。之後，將250g乾砒啶加入已得到的氫化聚矽氮烷溶液中，且此混合液於100℃聚合，直到重量平均分子量達到約7,000時為止。
當聚合終止時，藉由使用旋轉的蒸發器將產品中的溶劑在30℃以二丁醚取代重複3次，以將其固體濃度調整成20%，且得到的混合液以具有0.1μm鐵氟龍過濾器進行過濾，獲得氫化聚環氧矽氮烷。
範例3
以乾氮氣取代配備有攪拌器與溫度控制器的2公升(2L)反應器的內部。接著，將1,500g的乾砒啶注入到反應器，且反應器保溫在5℃。然後，以超過2小時的時間，緩慢注入140g的二氯矽烷。之後，以超過4小時的時間緩慢注入85g的氨，同時攪拌反應器。接著，注入乾氮氣超過120分鐘，且去除殘餘在反應器中的氨。獲得的白色漿態產品在乾氮氣環境下經由1μm鐵氟龍 過濾器進行過濾，得到1,000g過濾後的溶液。然後，將1,000g的乾二甲苯加入過濾後的溶液，藉由使用旋轉的蒸發器將混合液中的二甲苯以砒啶取代重複3次，以將其固體濃度調整成20%，且得到的混合液以具有0.1μm孔洞尺寸的鐵氟龍過濾器進行過濾。之後，將250g乾砒啶加入已得到的氫化聚矽氮烷溶液中，且此混合液於100℃聚合，直到重量平均分子量達到約22,000時為止。
當聚合終止時，藉由使用旋轉的蒸發器將產品中的溶劑在30℃以二丁醚取代重複3次，以將其固體濃度調整成20%，且得到的混合液以0.1μm鐵氟龍過濾器進行過濾，獲得氫化聚環氧矽氮烷。
範例4
以乾氮氣取代配備有攪拌器與溫度控制器的2公升(2L)反應器的內部。接著，將1,500g的乾砒啶注入到反應器，且反應器保溫在5℃。然後，以超過2小時的時間緩慢注入140g的二氯矽烷。之後，以超過4小時的時間緩慢注入85g的氨，同時攪拌反應器。接著，注入乾氮氣超過120分鐘，且去除殘餘在反應器中的氨。獲得的白色漿態產品在乾氮氣環境下，經由1μm鐵氟龍過濾器進行過濾，得到1,000g過濾後的溶液。然後，將1,000g的乾二甲苯加入過濾後的溶液，藉由使用旋轉的蒸發器將混合液中的二甲苯以砒啶取代重複3次，以將其固體濃度調整成20%，且得到的混合液以具有0.1μm孔洞尺寸的鐵氟龍過濾器進行過 濾。之後，將250g乾砒啶加入已得到的氫化聚矽氮烷溶液中，且此混合液於100℃聚合，直到重量平均分子量達到約4,000時為止。
當聚合終止時，藉由使用旋轉的蒸發器將產品中的溶劑在30℃以二丁醚取代重複3次，以將其固體濃度調整成20%，且得到的混合液以0.1μm鐵氟龍過濾器進行過濾，獲得氫化聚環氧矽氮烷。
範例5
以乾氮氣取代配備有攪拌器與溫度控制器的2公升(2L)反應器的內部。接著，將1,500g的乾砒啶注入到反應器，且反應器保溫在5℃。然後，以超過2小時的時間，緩慢注入140g的二氯矽烷。之後，以超過4小時的時間緩慢注入85g的氨，同時攪拌反應器。接著，注入乾氮氣120分鐘，且去除殘餘在反應器中的氨。獲得的白色漿態產品在乾氮氣環境下，經由1μm鐵氟龍過濾器進行過濾，得到1,000g過濾後的溶液。然後，將1,000g的乾二甲苯加入過濾後的溶液，藉由使用旋轉的蒸發器將混合液中的二甲苯以砒啶取代重複3次，以將其固體濃度調整成20%，且得到的混合液以0.1μm鐵氟龍過濾器進行過濾。之後，將250g乾砒啶加入已得到的氫化聚矽氮烷溶液中，且此混合液於100℃聚合，直到重量平均分子量達到約100,000時為止。
當聚合終止時，藉由使用旋轉的蒸發器將產品中的溶劑在30℃以二丁醚取代重複3次，以將其固體濃度調整成20%，且得到的混合液以0.1μm鐵氟龍過濾器進行過濾，獲得氫化聚環氧 矽氮烷。
範例6
以乾氮氣取代配備有攪拌器與溫度控制器的2公升(2L)反應器的內部。接著，將1,500g的乾砒啶注入到反應器，且反應器保溫在5℃。然後，以超過2小時的時間，緩慢注入140g的二氯矽烷。之後，以超過4小時的時間緩慢注入85g的氨，同時攪拌反應器。接著，注入乾氮氣120分鐘，且去除殘餘在反應器中的氨。獲得的白色漿態產品在乾氮氣環境下，經由1μm鐵氟龍過濾器進行過濾，得到1,000g過濾後的溶液。然後，將1,000g的乾二甲苯加入過濾後的溶液，藉由使用旋轉的蒸發器將混合液中的二甲苯以砒啶取代重複3次，以將其固體濃度調整成20%，且得到的混合液以0.1μm鐵氟龍過濾器進行過濾。之後，將250g乾砒啶加入得到的氫化聚矽氮烷溶液中，且此混合液於100℃聚合，直到重量平均分子量達到約200,000時為止。
當聚合終止時，藉由使用旋轉的蒸發器將產品中的溶劑在30℃以二丁醚取代重複3次，以將其固體濃度調整成20%，且得到的混合液以0.1μm鐵氟龍過濾器進行過濾，獲得氫化聚環氧矽氮烷。
評估根據比較例1與範例1到範例6的氫化聚矽氮烷溶液的反應性(reactivity)與其中的粒子數目。以下述方法進行評估。
[TMAH反應性評估方法]
比較例1與範例1到範例6的溶液分別取3cc，以旋轉 塗佈機(MIKASA公司的產品MS-A200)將溶液滴到直徑8英吋的晶圓中心，並以1500rpm的轉速旋轉塗佈20秒，以及以75℃加熱與乾燥3分鐘。然後，使用反射光譜式薄膜厚度儀(reflection spectroscopic film thickness meter)與反射光譜式晶圓收縮儀(reflection spectroscopic wafer contraction meter)量測每一薄膜的厚度，之後，於將薄膜浸泡在四甲基氫氧化銨(tetramethyl ammonium hydroxide,TMAH)中1分鐘且以純水清洗後，再以反射光譜式薄膜厚度儀(K-MAC公司的產品ST-4000)量測一次。
根據下面的計算方程式1可得知反應性。
[計算方程式1]TMAH WER(TMAH濕蝕刻率(Wet Etch Rate,WER))=(以75℃烘烤3分鐘後與浸泡在TMAH中1分鐘後減少的薄膜厚度)/(重量平均分子量)(△Å/Mw)
[粒子數目評估]
溶液中的粒子數目是使用液態粒子計數器(Liquid Particle Counter,LPC)(RION公司的產品KS-42BF)計算。特別的是，根據比較例1與範例1到範例6的溶液分別取10ml，然後，以二丁醚(dibutyl ether,DBE)溶液清洗3次。之後，產出的溶液分別放入100Ml的瓶中，然後再清洗3次。接著，分別計算5次溶液的粒子數，且平均第3次到第5次的量測值。此處，粒子的尺 寸(粒子直徑)範圍從約0.2μm到1μm才是有效的計數對象。
評估結果顯示在下面的表1與圖10中。
圖10是顯示根據比較例1與範例1到範例6的每一氫化聚矽氮烷溶液中的粒子數目以及這些溶液分別形成的薄膜層的TMAH反應性結果的圖表。
參照表1與圖10，根據範例1到範例6的由每Ml包含小於或等於10個具有直徑約0.2μm到1μm的粒子的氫化聚環氧矽 氮烷溶液形成的薄膜層顯示相對低的TMAH反應性，因為氫化聚環氧矽氮烷溶液具有較大的分子量。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
1‧‧‧半導體基底
5a‧‧‧下電極
9‧‧‧介電層
11‧‧‧上電極

Claims (9)

  1. 一種用以形成二氧化矽基層的組成物，包括：二氧化矽基化合物，包括氫化聚矽氮烷、氫化聚環氧矽氮烷或它們的組合；以及溶劑；其中，具有0.2μm到1μm粒子直徑的粒子的數目少於或等於10/Ml。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的用以形成二氧化矽基層的組成物，其中所述粒子的數目少於或等於8/Ml。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的用以形成二氧化矽基層的組成物，其中所述氫化聚矽氮烷或所述氫化聚環氧矽氮烷具有1,000到200,000的重量平均分子量。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的用以形成二氧化矽基層的組成物，其中所述二氧化矽基化合物包括包含以下列化學式1表示的部份的氫化聚矽氮烷： 其中，在所述化學式1中，R1到R3各自是：氫、經取代或未經取代的C1到C30烷基基團、經取代或未經取代的C3到C30環烷基基團、經取代或未經取代的C6到C30芳基基團、經取代或未 經取代的C7到C30芳烷基基團、經取代或未經取代的C1到C30雜烷基基團、經取代或未經取代的C2到C30雜環烷基基團、經取代或未經取代的C2到C30烯基基團、經取代或未經取代的烷氧基基團、羧基基團、醛基基團、羥基基團或是它們的組合。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的用以形成二氧化矽基層的組成物，其中所述二氧化矽基化合物更包括以下列化學式2表示的部份： 其中，在所述化學式2中，R4到R7各自是：氫、經取代或未經取代的C1到C30烷基基團、經取代或未經取代的C3到C30環烷基基團、經取代或未經取代的C6到C30芳基基團、經取代或未經取代的C7到C30芳烷基基團、經取代或未經取代的C1到C30雜烷基基團、經取代或未經取代的C2到C30雜環烷基基團、經取代或未經取代的C2到C30烯基基團、經取代或未經取代的烷氧基基團、羧基基團、醛基基團、羥基基團或是它們的組合。
  6. 如申請專利範圍第4項或第5項所述的用以形成二氧化矽基層的組成物，其中所述氫化聚矽氮烷或所述氫化聚環氧矽氮烷在末端包括以下列化學式3表示的部份，在所述氫化聚矽氮烷或所述氫化聚環氧矽氮烷的結構的矽-氫鍵的總量基礎上，所述部份 占15到35重量%的量：[化學式3]＊-SiH3
  7. 如申請專利範圍第4項所述的用以形成二氧化矽基層的組成物，其中，所述氫化聚環氧矽氮烷具有0.2到3重量%的氧含量。
  8. 一種製造二氧化矽基層的方法，包括：在基底上塗佈如申請專利範圍第1項到第7項任一項所述的用以形成二氧化矽基層的組成物；乾化塗佈有所述用以形成二氧化矽基層的組成物的所述基底；以及在溫度大於或等於200℃的惰性氣體環境中，固化所述基底。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的製造二氧化矽基層的方法，其中，塗佈所述用以形成二氧化矽基層的組成物的方法是旋轉塗佈法。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018083736A (ja) * 2016-11-24 2018-05-31 アーゼッド・エレクトロニック・マテリアルズ（ルクセンブルグ）ソシエテ・ア・レスポンサビリテ・リミテ シロキサザン化合物、およびそれを含む組成物、ならびにそれを用いたシリカ質膜の形成方法
KR20190087566A (ko) * 2016-12-02 2019-07-24 메르크 파텐트 게엠베하 가교 결합성 중합체 조성물로부터의 광전자 디바이스의 제조 방법
KR102015404B1 (ko) * 2016-12-08 2019-08-28 삼성에스디아이 주식회사 실리카 막 형성용 조성물, 실리카 막의 제조방법 및 실리카 막을 포함하는 전자소자
KR102194975B1 (ko) * 2017-10-13 2020-12-24 삼성에스디아이 주식회사 실리카 막 형성용 조성물, 실리카 막의 제조방법 및 실리카 막

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3516815B2 (ja) 1996-08-06 2004-04-05 触媒化成工業株式会社 シリカ系被膜形成用塗布液および被膜付基材
KR100285890B1 (ko) 1996-12-27 2001-04-16 다마호리 다메히코 폴리오르가노실록사잔및그제조방법
JP4101322B2 (ja) 1996-12-27 2008-06-18 Ａｚエレクトロニックマテリアルズ株式会社 低誘電率セラミックス材料及びその製造方法
JP5020425B2 (ja) 2000-04-25 2012-09-05 Ａｚエレクトロニックマテリアルズ株式会社 微細溝をシリカ質材料で埋封する方法
KR100507967B1 (ko) 2003-07-01 2005-08-10 삼성전자주식회사 실록산계 수지 및 이를 이용한 반도체 층간 절연막
JP2005347636A (ja) * 2004-06-04 2005-12-15 Az Electronic Materials Kk トレンチ・アイソレーション構造の形成方法
DE102005042944A1 (de) * 2005-09-08 2007-03-22 Clariant International Limited Polysilazane enthaltende Beschichtungen für Metall- und Polymeroberflächen
TWI389250B (zh) 2006-01-18 2013-03-11 Az Electronic Mat Ip Japan Kk 矽石質膜之製法及附有由它製造的矽石質膜之基板
TWI434891B (zh) * 2007-02-22 2014-04-21 Silecs Oy 積體電路用高矽含量矽氧烷聚合物
US7919189B2 (en) * 2007-06-26 2011-04-05 Texas Research International, Inc. Polysilazane coatings
WO2010027128A1 (en) 2008-09-02 2010-03-11 Cheil Industries Inc. Compound for filling small gaps in semiconductor device, composition comprising the compound and process for fabricating semiconductor capacitor
KR101288574B1 (ko) 2009-12-02 2013-07-22 제일모직주식회사 갭필용 충전제 및 상기 충전제를 사용한 반도체 캐패시터의 제조 방법
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US9082612B2 (en) * 2010-12-22 2015-07-14 Cheil Industries, Inc. Composition for forming a silica layer, method of manufacturing the composition, silica layer prepared using the composition, and method of manufacturing the silica layer
KR101387740B1 (ko) 2011-01-07 2014-04-21 제일모직주식회사 실리카계 절연층 형성용 조성물, 실리카계 절연층 형성용 조성물의 제조방법, 실리카계 절연층 및 실리카계 절연층의 제조방법
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