TWI286155B - Composition for film formation, method of film formation, and silica-based film - Google Patents

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TWI286155B TW90108711A TW90108711A TWI286155B TW I286155 B TWI286155 B TW I286155B TW 90108711 A TW90108711 A TW 90108711A TW 90108711 A TW90108711 A TW 90108711A TW I286155 B TWI286155 B TW I286155B
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Kouichi Hasegawa
Youngsoo Seo
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Description

1286155 五、發明說明(1) 曰本發明是關於一種薄膜成形用組成物。特別是,本發明 =關,一種薄膜成形用組成物,當將其用於製造半導體元 之類中的隔層絕緣膜材料時,可以得到在pcT(壓力鍋試 B之後的介電常數特性、在pCT之後的CMp阻抗力(化學機 g研磨)、以及在PCT之後對基板的黏著性優良之矽石基 八=^疋CVD方法之真空方法所形成之矽石(Si02)膜,迄 =被用作為半導體元件和其他元件中的隔層絕緣膜。 稱Α f &種包含四烷氧基矽烷水解產物作為主要成分且 冉為SOG(自旋玻璃)薄膜之絕緣塗層薄膜,已被用於形成 邑緣膜的目的。再者,纟半導體元件之類趨於較
At,結果’已發展出—種稱為有機S0G薄膜之隔 含聚有機梦氧烧作為主要成分,而且具有 低的介電常數。 〃 ’ 展H!!是在半導體元件之類巾乡層組成的整合度之進 在導體之間較佳的電絕緣變得必要,並且因此,具 乂 ^介電常數且優良抗斷裂強度之隔層絕緣膜變得理相。 ,:有低介電常數之材::,料,為含有:在氨的存:下 所:夕烧與烧氧基侧部分水解之基本編 於2々*丨,支粒!!參見几4一5一26304 5和;1^-5一315319(用 ;,yp—^ 一詞是指”未審查公開日本專利申請案,·) ”在氰的存在下,將聚烧氧基⑪燒的基本水解產物縮 第5頁 C:\2D-OODE\90-07\90108711.ptd 1286155 五、發明說明(2) 合所得到的塗層流體(參見jp —A-ι 1 -340 2 1 9和JPn j 340 220 )之混合物的組成物。然而,經由這些方法所❹ 的材料並不適用於工業製造,因為該反應產物的不穩=, 質,以及由此所得到的薄膜具有相當不均勻的性質,, 在PCT之後的介電常數特性、在PCT之後的CMP阻抗力、ρ疋 及在PCT之後對基板的黏著性。 u 發明之概诚 本發明的一個目的是提供一種薄膜成形用組成物,其 除了上述的問題。特別是,該目的是提供一種薄膜成形用 組成物,當將其用於製造半導體元件之類時,可以得到在 PCT之後的介電常數特性,在PCT之後的cMp阻抗力,以及 在PCT之後對基板的黏著性優良之隔層絕緣膜。本發明的 另一個目的是提供從該組成物所得到之矽石基膜。 本發明提供一種薄膜成形用組成物,其包含: 德(二在Λ以Λ至/ 一個選自四烷基氫氧化銨、脂 Μ二έ J1虱乳化物(在下文中參照為”特殊鹼性化合物 f ι化口物的存在下,將至少一個選自下列 化學式(1)所示化合物 ^ ^ 。物(在下文中參照為”化合物(1)")、下
列化学式(2 )所示化合物f Α 了 i,A 下别π與4 r q、 下文中參照為"化合物(2 ) π )和 下列化學式(3 )所示化合妨^ + 所組成的族群之石夕烷化合Γ文中參照為π化合物(3)π) 縮合產物; 水解並縮合,所得到的水解和
RaSi(〇Ri )4_a 其中R表示氫原子、氟溽子々(1) 氣原子或早價有機基;R1表示單價有 C:\2D-CODE\90-07\90108711.ptd $ 6頁
(2 1286155 五、發明說明(3) 機基;且a為1或2之整數 Si(OR2)4 其中R2表示單價有機基; R3b(R4〇VbSi -(R7)d-Si(0R5)3、cR6 其中㈣可能是相同或不同,並且分別 乂和c可能是相同或不同,並且分別為。至2的數目有ϋ 不氧原子、伸苯基、或是由- 表 1 5 R ^ ^ ^ 次疋由所不官能基,其中η 1至6的整數,·且d為0或1 ;以及 馮 (B)有機溶劑。 本發明進一步提供一種薄膜成形用方法,其包含將上、十、 :薄膜成形用組成物應用^基板上,然後加熱該所得塗迷 本發明更進一步提供一種矽石基膜, 用方法所得到的。 4辟勝成形 發明之詳細說明 本發明中水解和縮合的產物(A),是指至少一個選自化 。物(1 )至(3 )所組成的族群之化合物的水解產物,和該 解產物的縮合物之混合物;或是指該水解產物或縮合=。 在成分(A)的水解產物中,並不需要將構成成分(人)之 合物(1)至(3)中所包括的所有R1〇一、R2〇—、R4〇—和『〇—官能 基水解。例如,該水解產物可能是一個只水解這些官能ς
其中之一、或是水解其二或多個官能基之產物,或者可心 是這些產物的混合物。 I 在成分(Α)中的縮合物,是指從構成成分(Α)之化合物 第7頁 \\312\2d-code\90-07\90108711.ptd 1286155
(1 )至(3 )之水解產物 的矽烷醇基縮合來來占/^的產物,係藉由將該水解產物 f不而要將所有的石夕烷醇基進行縮合作用。換言之,本文 中所用之,,縮合”一句θ 4t 叮难口忭用硖口爻,本文 彳八Μ Θ、P> _ t ^ Λ 疋扣一種觀念,例如,其包括將少部 伤的矽烷醇基縮合之始入 混合物。 t縮合物,以及不同縮合度之縮合物的 水解和縮合的吝物」 該$解和縮合的產物(A ),是在特殊鹼性化合物的存在 下:至J y個選自化合物(1)至(3 )所組成的族群之矽烷 化e物水解並縮合所得到的。 化合物(1 ): j化學式(1)中R和1^1所示單價有機基的例子,包括烷基 、方基、烯丙基和縮水甘油基。在化學式(丨)中,R較佳是 單價有機基,更佳是烷基或苯基。 该烷基較佳具有1至5個碳原子,並且其例子包括甲基、 乙基、、丙基和丁基。這些烷基可能是直鏈或分支鏈,並且 可能為其中一或多個氫原子被例如氟原子所取代之烷基。 在化學式(1)中,芳基的例子包括··苯基、萘基、甲基 苯基、乙基苯基、氯苯基、溴苯基和氟苯基。 化學式(1 )所示化合物的例子包括··三甲氧基石夕烧、 二乙乳基石夕燒、三-正丙氧基石夕烧、三-異丙氧基石夕烧、 三-正丁氧基矽烷、三-二級丁氧基矽烷、三_三級丁氧基 矽統、三苯氧基矽烷、氟三甲氧基矽烧、氟三乙氧基矽 烧、氟三~正丙氧基矽烷、氟三_異丙氧基矽烷、氟三一正
C:\2D-CQDE\90-07\90108711.ptd 第8頁 1286155 五、發明說明(5) 、丁氧基矽烷、氟三—二級丁氧基矽烷、氟三—三級丁氧基矽 烷、和氟二笨氧基矽烷;甲基三曱氧基矽烷、曱基三乙氧 基矽烷、甲基三—正丙氧基矽烷、甲基三-異丙氧基矽烷、 甲-基二-正丁氧基矽烷、甲基三—二級丁氧基矽烷、甲基三 -三級丁氧^基矽烷、甲基三苯氧基矽烷、乙基三曱氧基矽 、元 乙基一乙氧基石夕烧、乙基三-正丙氧基石夕燒、乙基三一 異丙氧基石夕烧、乙基三—正丁氧基矽烷、乙基三—二級丁氡 基矽烷二乙基三-三級丁氧基矽烷、乙基三苯氧基矽烷、 乙稀基三曱氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、乙烯基三一 正丙氧基石夕烷、乙烯基三-異丙氧基矽烷、乙烯基三-正丁 ,基矽烷、乙烯基三-二級丁氧基矽烷、乙烯基三—三級丁 氧基石夕烧、乙烯基三苯氧基矽烷、正丙基三甲氧基石夕烧、 ^丙基二乙氧基矽烷、正丙基三-正丙氧基矽烷、正丙基 三-異丙氧基矽烷、正丙基三-正丁氧基矽烷、正丙基三一 二級丁氧基矽烷、正丙基三-三級丁氧基矽烷、正丙基三 苯氧基石夕烧、異丙基三甲氧基矽烷、異丙基三乙氧基石夕院 、異丙基三-正丙氧基矽烷、異丙基三—異丙氧基矽烷、異 丙基三-正丁氧基矽烷、異丙基三—二級丁氧基矽烷、異/丙 基三-三級丁氧基矽烷、異丙基三苯氧基矽烷、正丁基三 甲氧基石夕烧、正丁基三乙氧基矽烷、正丁基三〜正丙氧基 矽烷、正:基三-異丙氧基矽烷、正丁基三-正丁氧基石夕^ 、正丁基三-二級丁氧基矽烷、正丁基三—三級丁氧基矽= 、正丁基三苯氧基矽烷、二級丁基三曱氧基矽梡、二級^ 基三乙氧基矽烷、二級丁基三—正丙氧基矽烷、二級丁美
C:\2D-C0DE\90-07\90108711.ptd 第9頁 1286155 五、發明說明(6) 三-異丙氧基矽烷、二級丁基三-正丁氧基矽烷、二級丁基 三-二級丁氧基矽烷、二級丁基三-三級丁氧基矽烷、二級 丁基三苯氧基矽烷、三級丁基三甲氧基矽烷、三級丁基三 乙氧基矽烷、三級丁基三_正丙氧基矽烷、三級丁基三-異 丙氧基矽烷、三級丁基三-正丁氧基矽烷、三級丁基三-二 級丁氧基矽烷、三級丁基三-三級丁氧基矽烷、三級丁基 三苯氧基矽烷、苯基三甲氧基矽烷、苯基三乙氧基矽烷、 苯基三-正丙氧基矽烷、苯基三-異丙氧基矽烷、苯基三-正丁氧基矽烷、苯基三-二級丁氧基矽烷、苯基三-三級丁 氧基矽烷、苯基三苯氧基矽烷、7 -氨丙基三曱氧基矽烷 、7-氨丙基三乙氧基石夕烧、7 -縮水甘油氧丙基三甲氧基 石夕烧、縮水甘油氧丙基三乙氧基石夕烧、7 -三氟丙基三 甲氧基矽烷、和r_三氟丙基三乙氧基矽烷;以及 二曱基二甲氧基矽烷、二甲基二乙氧基矽烷、二甲基二 -正丙氧基砍烧、二曱基二-異丙氧基碎院、二甲基二-正 丁氧基矽烷、二甲基二-二級丁氧基矽烷、二甲基二-三級 丁氧基矽烷、二曱基二苯氧基矽烷、二乙基二甲氧基矽烷 、二乙基二乙氧基矽烷、二乙基二-正丙氧基矽烷、二乙 基二-異丙氧基石夕烧、二乙基二-正丁氧基碎烧、二乙基二 -二級丁氧基矽烷、二乙基二-三級丁氧基矽烷、二乙基二 苯氧基矽烷、二-正丙基二甲氧基矽烷、二-正丙基二乙氧 基矽烷、二-正丙基二-正丙氧基矽烷、二_正丙基二-異丙 氧基矽烷、二-正丙基二-正丁氧基矽烷、二-正丙基二-二 級丁氧基矽烷、二-正丙基二-三級丁氧基矽烷、二-正丙
C:\2D-CQDE\90-07\90108711.ptd 第10頁 1286155 五、發明說明(7) 基二苯氧基矽烷、二異丙基二甲氧基矽烷、二異丙基二乙 氧基石夕烧、二異丙基二-正丙氧基石夕烧、二異丙基二-異丙 氧基矽烷、二異丙基二-正丁氧基矽烷、二異丙基二-二級 丁氧基矽烷、二異丙基二-三級丁氧基矽烷、二異丙基二 苯氧基矽烷、二-正丁基二甲氧基矽烷、二-正丁基二乙氧 基石夕炫、二-正丁基二-正丙氧基石夕烧、二-正丁基二-異丙 氧基矽烷、二-正丁基二-正丁氧基矽烷、二-正丁基二-二 級丁氧基矽烷、二-正丁基二-三級丁氧基矽烷、二-正丁 基二苯氧基矽烷、二-二級丁基二甲氧基矽烷、二-二級丁 基二乙氧基矽烷、二-二級丁基二-正丙氧基矽烷、二-二 級丁基二-異丙氧基矽烷、二-二級丁基二-正丁氧基矽烷 、二-二級丁基二-二級丁氧基矽烷、二-二級丁基二-三級 丁氧基矽烷、二-二級丁基二苯氧基矽烷、二-三級丁基二 甲氧基矽烷、二-三級丁基二乙氧基矽烷、二-三級丁基二 -正丙氧基碎烧、二-三級丁基二-異丙氧基秒烧、二-三級 丁基二-正丁氧基矽烷、二-三級丁基二-二級丁氧基矽烷 、二-三級丁基二-三級丁氧基碎烧、二-三級丁基二苯氧 基矽烷、二苯基二甲氧基矽烷、二苯基二乙氧基矽烷、二 苯基二-正丙氧基矽烷、二苯基二-異丙氧基矽烷、二苯基 二-正丁氧基矽烷、二苯基二-二級丁氧基矽烷、二苯基二 -三級丁氧基矽烷、二苯基二苯氧基矽烷、和二乙烯基三 曱氧基矽烷。 化合物(1)的較佳例子包括: 曱基三曱氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷、甲基三-正丙
C:\2D-CQDE\90-07\90108711.ptd 第11頁 1286155 五、發明說明(8) 氧基^烷、甲基三-異丙氧基矽烷、乙基三甲氧基矽烷、 ^基三乙氧基矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧 =矽烷、苯基三甲氧基矽烷、苯基三乙氧基矽烷、二甲基 二甲氧基矽烷、二甲基二乙氧基矽烷、二乙基二甲氧基矽 二?基二乙氧基矽烷、二苯基二甲氧基矽烷、和二苯 基一乙氧基石夕烧。 可以將這些化合物單獨使用,或者是其二或多個組合使 用。 化合物(2) ·· 在化學式(2)中R2所示單價有機基的例子,包括如上面 化學式(1)所列舉的相同單價有機基。 化學式(2)所示化合物的例子包括:四甲氧基矽俨、 乙氧基矽烷、四-正丙氧基矽烷、四_異丙氧基矽烷'四— 正丁氧基矽烷、四-二級丁氧基矽烷、四_三級丁 、和四苯氧基矽烷。 乳暴砂现 化合物(3 ): 在化學式(3)中R3至R6所示單價有機基的例子, 面化學式(1)所列舉的相同單價有機基。 i枯如上 化學式(3)所示化合物,其中R7為氧原子的例子 六甲氧基二石夕氧烧、六乙氧基二石夕氧烧、六苯氧基=石夕氧 烧、 、 1,1,1,3, 3-五甲氧基- 3-甲基二石夕氧烧、 1,1,1,3,3-五乙乳基-3-甲基二石夕氧烧、 1,1,1,3, 3-五苯氧基-3-甲基二矽氧烧、 C:\2D-CODE\90-07\90108711.ptd $ 12頁 1286155 五、發明說明(9) 1,1,1,3,3 -五曱氧基-3-乙基二矽氧烷、 1,1,1,3,3 -五乙氧基-3-乙基二石夕氧烧、 1,1,1,3,3 -五苯氧基-3-乙基二矽氧烷、 1,1,1,3, 3 -五曱氧基-3-苯基二矽氧烷、 1,1,1,3,3 -五乙氧基-3 -苯基二矽氧烷、 1,1,1,3,3 -五苯氧基-3 -苯基二矽氧烷、 1,1,3, 3-四曱氧基-1,3 -二甲基二矽氧烷、 1,1,3, 3-四乙氧基_1,3 -二曱基二矽氧烷、 1,1,3, 3 -四苯氧基-1,3 -二甲基二矽氧烷、 1,1,3, 3 -四曱氧基-1,3 -二乙基二矽氧烷、 1,1,3, 3 -四乙氧基-1,3 -二乙基二矽氧烷、 1,1,3, 3 -四苯氧基-1,3-二乙基二矽氧烷、 1,1,3, 3 -四甲氧基-1,3 -二苯基二矽氧烷、 1,1,3, 3 -四乙氧基-1,3 -二苯基二矽氧烷、 1,1,3, 3 -四苯氧基-1,3 -二苯基二矽氧烷、 1,1,3 -三甲氧基-1,3, 3 -三甲基二矽氧烷、 1,1,3-三乙氧基-1,3, 3-三甲基二矽氧烷、 1,1,3 -三苯氧基-1,3, 3-三甲基二矽氧烷、 1,1,3-三甲氧基-1,3, 3-三乙基二矽氧烷、 1,1,3 -三乙氧基-1,3, 3 -三乙基二矽氧烷、 1,1,3 -三苯氧基-1,3,3 -三乙基二矽氧烷、 1,1,3-三甲氧基-1,3, 3-三苯基二矽氧烷、 1,1,3 -三乙氧基-1,3, 3 -三苯基二矽氧烷、 1,1,3 -三苯氧基-1,3, 3 -三苯基二矽氧烷、
C:\2D-CODE\90-07\90108711.ptd 第13頁 1286155 五、發明說明(ίο) 1,3 -二曱氧基-1,1,3, 3 -四曱基二矽氧烷 1,3 -二乙氧基-1,1,3, 3 -四甲基二矽氧烷 1.3 -二苯氧基-1,1,3,3 -四甲基二石夕氧烧 1,3 -二曱氧基-1,1,3,3-四乙基二石夕氧烧 1.3 -二乙氧基-1,1,3,3 -四乙基二砍氧烧 1.3 -二苯氧基-1,1,3, 3 -四乙基二矽氧烷 1,3 -二甲氧基-1,1,3,3_四苯基二矽氧烷 和 和 1.3 -二乙氧基-1,1,3, 3 -四苯基二矽氧烷 1,3-二苯氧基-1,1,3,3-四苯基二矽氧烷 矽氧烷、六乙氧基二矽 這些化合物較佳的是六甲氧基 氧烷、 1,1,3, 3 -四甲氧基-1,3 -二甲基二矽氧烷 1,1,3, 3 -四乙氧基-1,3 -二曱基二矽氧烷 1,1,3, 3 -四甲氧基-1,3 -二苯基二矽氧烷 1.3 -二甲氧基-1,1,3, 3-四甲基二矽氧烷 1.3 -二乙氧基-1,1,3, 3 -四甲基二矽氧烷 1.3 -二曱氧基-1,1,3,3_四苯基二砍氧烧 1,3 -二乙氧基-1,1,3, 3 -四苯基二矽氧烷 化學式(3 )所示化合物,其中d為0的例子包括:六甲氧 基二矽烷、六乙氧基二矽烷、 1,1,1,2, 2-五曱氧基-2-甲基 1,1,1,2, 2-五乙氧基-2-甲基 1,1,1,2, 2-五苯氧基-2-甲基 1,1,1,2, 2-五曱氧基-2-乙基 六苯氧基二矽烷 二矽烷、 二矽烷、 二矽烷、 二矽烷、
C:\2D-CODE\90-07\90108711.ptd 第14頁 1286155 五、發明說明(11) 1,1,1,2,2 -五乙氧基-2-乙基二矽烷、 1,1,1,2,2 -五苯氧基-2-乙基二矽烷、 1,1,1,2, 2-五甲氧基-2 -苯基二矽烷、 1,1,1,2,2 -五乙氧基-2 -苯基二矽烷、 1,1,1,2,2 -五苯氧基-2-苯基二矽烷、 1,1,2, 2-四甲氧基-1,2-二甲基二矽烷、 1,1,2, 2-四乙氧基-1,2-二曱基二矽烷、 1,1,2, 2 -四苯氧基-1,2-二甲基二矽烷、 1,1,2, 2 -四曱氧基-1,2 -二乙基二矽烷、 1,1,2, 2-四乙氧基-1,2 -二乙基二矽烷、 1,1,2, 2 -四苯氧基_ 1,2 -二乙基二矽烷、 、1,1,2, 2-四曱氧基-1,2 -二苯基二矽烷、 1,1,2, 2-四乙氧基-1,2-二苯基二矽烷、 1,1,2, 2-四苯氧基-1,2 -二苯基二矽烷、 1,1,2 -三曱氧基-1,2, 2-三甲基二矽烷、 1,1,2-三乙氧基-1,2, 2 -三甲基二矽烷、 1,1,2-三苯氧基-1,2, 2-三甲基二矽烷、 1,1,2-三甲氧基-1,2, 2 -三乙基二矽烷、 1,1,2 -三乙氧基-1,2, 2 -三乙基二矽烷、 1,1,2 -三苯氧基-1,2, 2 -三乙基二矽烷、 1,1,2 -三甲氧基-1,2,2-三苯基二矽烷、 1,1,2 -三乙氧基-1,2, 2 -三苯基二矽烷、 1,1,2 -三苯氧基-1,2, 2 -三苯基二矽烷、 1,2 -二甲氧基-1,1,2, 2-四甲基二矽烷、
C:\2D-CODE\90-07\90108711.ptd 第15頁 1286155 五、發明說明(12) 1,2-二乙氧基-1,1,2, 2-四甲基」 1,2 - 一本乳基-1,1,2,2 -四曱基· 1,2-一甲氧基-1,1,2,2-四乙基· 1,2-二乙氧基-1,1,2, 2-四乙基二 1,2-二苯氧基-1,1,2, 2-四乙基^ 1,2-二甲氧基-1,1,2, 2 -四苯基二 1,2 -二乙氧基-1,1,2,2 -四苯基二 1,2-二苯氧基-1,1,2, 2-四苯基二 這些化合物較佳的是六曱氧基 烷、 1,1,2, 2-四甲氧基-1,2-二甲基二 1,1,2,2 -四乙氧基-1,2 -二甲基、 1,1,2, 2-四甲氧基-1,2 -二苯基二 1,2-^一甲氧基-1,1,2,2-四甲基~ 1,2-《—乙氧基-1,1,2,2-四曱基:1,2 -二曱氧基-1,1,2, 2 -四笨基二 1,2 -二乙氧基-1,1,2, 2 -四苯基二 化學式(3)所示化合物’其中R7為」“a所示官能基的 例子包括:雙(三曱氧基矽烷基)甲烷、雙(三乙氧基矽烷 基)曱烷、 石夕垸 石夕燒 矽燒, 矽烷, 矽烷、 矽燒、 矽烷、 矽燒c 矽烷、 矽烷、 矽燒、 矽烷、 矽烷、 矽烷、 矽烷 和 六乙氧基 矽 和 雙(三-正丙氧基矽烷基)甲烷、 雙(三異丙氧基矽烷基)曱烷、 雙(三-正丁氧基矽烧基)甲烧、 雙(三-二級丁氧基矽烷基)曱烷、
第16頁 1286155 五、發明說明(13) ^ ' 雙(三-三級丁氧基矽烷基)曱烷、 1,2 -雙(三甲氧基矽烷基)乙烷、 1,2_雙(三乙氧基矽烷基)乙烷、 1,2_雙(三-正丙氧基矽烷基)乙烷、 1,2-雙(三異丙氧基矽烷基)乙烷、 1,2_雙(三-正丁氧基矽烷基)乙烷、 1,2_雙(三-二級丁氧基矽烷基)乙烷、 1,2-雙(三-三級丁氧基矽烷基)乙烷、 1 -(一甲氧基曱基矽烷基)一1 一(三甲氧基矽烷基)曱烷、
1 -(二乙氧基甲基矽烷基)-1一(三乙氧基矽烷基)甲烷、 1 -(二-正丙氧基曱基矽烷基卜卜(三—正丙氧基矽烷基)曱 烧、 1_( 一異丙氧基甲基石夕燒基)-1 -(三異丙氧基石夕烧基)甲烧 卜(二—正丁氧基甲基矽烷基)-卜(三-正丁氧基矽烷基)甲 烷、 卜(二-二級丁氧基曱基矽烷基)_卜(三-二級丁氧基矽烷基 )甲烷、 1 一(一-二級丁氧基曱基石夕烧基)-1-(三-三級丁氧基石夕烧基 )甲烧、 1 一(二曱氧基甲基矽烷基)-2-(三曱氧基矽烷基)乙烷、 1 -(二乙氧基甲基矽烷基)—2_(三乙氧基矽烷基)乙烷、 卜(二-正丙氧基甲基矽烷基)_2-(三-正丙氧基矽烷基)乙 烷、
C:\2D-CQDE\90-07\90108711.ptd 第17頁 1286155 、發明說明(14) (一異丙氧基甲基矽烷基)—2_(三異丙氧基矽烷基)乙烷 正丁氧基曱基矽烷基)一2 -(三-正丁氧基矽烷基)乙 燒' 1 〜(二' )乙燒、 1 〜(二' )乙烷、 雙(二甲氧基甲基矽烷基)甲烷、 雙(二乙氧基甲基矽烷基)甲烷、 雙(二-正丙氧基甲基矽烷基)甲烷、 雙(二異丙氧基甲基矽烷基)甲烷、 雙(二-正丁氧基甲基矽烷基)甲烷、 雙(二〜二級丁氧基甲基矽烷基)甲烷 雙(二-三級丁氧基曱基矽烷基)甲烷 級丁氧基甲基石夕烧基)一2一( 級丁氧基甲基石夕烧基)一2一( 、級丁氧基矽烷基 級 氧基矽烷基 « 1,2-雙 1,2-雙 1,2-雙 2-雙 2-雙 2-雙 2-雙 2-雙 2-雙 (二曱氧基曱基矽烷基)乙烷、 (二乙氧基曱基矽烷基)乙烷、 (二—正丙氧基曱基矽烷基)乙烷、 (二異丙氧基甲基矽烷基)乙烷、 (二-正丁氧基甲基矽烷基)乙烷、 (二-二級丁氧基曱基矽烷基)乙烷 / 級丁氧基曱基矽烷基)乙烷 # 二 甲氧基矽烷基)苯 乙氧基矽烷基)苯
C:\2D-CQDE\90-07\90108711.ptd 第18頁 1286155 五、發明說明(15) 1.2 -雙(三-正丙氧基矽烷基)苯、 1,2-雙(三異丙氧基矽烷基)苯、 1,2 -雙(三-正丁氧基矽烷基)苯、 1.2 -雙(三-二級丁氧基梦烧基)苯 1.2 -雙(三-三級丁氧基矽烷基)苯 1,3-雙(三甲氧基矽烷基)苯、 1,3-雙(三乙氧基矽烷基)苯、 1.3 -雙(三-正丙氧基石夕烧基)苯、 1,3-雙(三異丙氧基矽烷基)苯、 « 1.3 -雙(三-正丁氧基矽烷基)苯、 1,3 -雙(三-二級丁氧基碎烧基)苯 1,3 -雙(三-三級丁氧基矽烷基)苯 1,4-雙(三甲氧基矽烷基)苯、 1,4-雙(三乙氧基矽烷基)笨、 1,4 -雙(三-正丙氧基矽烷基)苯、 1,4_雙(三異丙氧基矽烷基)苯、 4-雙(三-二級丁氧基矽烷基)苯、和 4 -雙(三-三級丁氧基碎烧基)苯。 這些化合物較佳的是雙(三甲氧基矽烷基)甲烷、 雙(三乙氧基矽烷基)曱烷、 1,2_雙(三曱氧基石夕烧基)乙院、 1,2 -雙(三乙氧基石夕烧基)乙烧、 卜(二曱氧基甲基矽烷基)- :1 -(三曱氧基矽烷基)甲烷 1.4 -雙(三-正丁氧基矽烷基)苯、 1, 1,
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卜d甲,ί甲基矽烷基)一卜(三乙氧基矽烷基)甲烷、 7,土甲基矽烷基)一2—(三甲氧基矽烷基)乙烷、 雔Γ-甲%基豈甲基矽烷基)—2—(三乙氧基矽烷基)乙烷、 又(一曱氧基曱基矽烷基)甲烷、 雙(二乙氧基甲基矽烷基)甲烷、 1,2雙(二甲氧基甲基矽烷基)乙烷、 1,2-雙(二乙氧基甲基矽烷基)乙烷、 1,2-雙(三甲氧基矽烷基)苯、 1,2 -雙(三乙氧基矽烷基)苯、
1,3-雙(三甲氧基矽烷基)苯、 1,3-雙(三乙氧基矽烷基)苯、 1,4-雙(三甲氧基矽烷基)苯、和 1,4 -雙(三乙氧基矽烷基)苯。 在本發明中,可以將上述化合物(丨)、(2 )和(3 )單獨使 用,或者是其二或多個組合使用來構成成分 當將至少一個選自化合物(1 )至(3)所組成的族群之矽烷 化合物水解並縮合時,每莫耳之至少一個選自化合物(1) 至(3)之化合物中,所使用水的量較佳是多於2〇 11]〇1至15〇 mol更佳疋多於20 mol至130 mol。如果所加入水的量為 2 0 mo 1或更少’則所得組成物得到具有不良抗斷裂強度之 塗層薄膜。另一方面,如果所加入水的量大於15〇 m〇1, 則在水解和縮合反應期間會發生聚合物沉澱或凝膠。 將至少一個選自化合物(丨)至(3)所組成的族群之石夕院化 合物至該反應混合物的加成,可以集體操作、或是連續或
1286155 五 發明說明(17) 斷續地操作。在連續或斷續地加入該至少一個選自化合 (1 )至(3)所組成的族群之矽烧化合物的例子 間較佳是從5分鐘至12小時。 月 用於本發明之水解和縮合的產物(A )之製造的特色為· 在水解並縮合至少一個選自化合物(1)至(3)所組成的‘族群 之矽烷化合物中,使用特殊鹼性化合物。 、 藉由使用特殊鹼性化合物,可以得到具有低介電常數、 高彈性模數、且對基板優良黏著性之矽石基膜。 、 一可用於本發明之特殊驗性化合物的例子包括:四烧美5 氧化銨,像是四甲基氫氧化銨、四乙基氫氧化銨、二二二 氫氧化銨和四丁基氫氧化銨;脂環族有機胺,像是呢。定土 (Piperidine)、卜甲基哌啶、2-甲基哌啶、3一甲基旅$、 4-甲基哌啶、哌畊(piperazine)、卜甲基哌啡、2-甲基哌 呀、1,4-二曱基哌畊、咄咯啶(pyrrol idine)、卜甲基1 略啶、二吖雙環辛烷((1丨32&13丨〇7(:1〇〇(^3116)、二叮雙環壬 烧、二吖雙環十一烯、2 -咄唑啉(pyraz〇i ine ) 、3 —吼略 琳(pyrroline)、和说^(quinuclidine);以及金屬氯氧 化物,像是氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋰和氫氧化絶。 從對基板之矽石基膜的黏著性之觀點,這些化合物較佳的 是··四甲基氫氧化銨、四乙基氫氧化銨、四丙基氫^化錄 、四丁基氫氧化銨、哌啶、1 -甲基哌啶、哌畊、甲基呢 °井、1,4-二甲基哌啡、吼咯啶、1 -甲基咄咯啶、二叮^環 辛燒、二吖雙環壬烷、二吖雙環十一烯、氫氧化鈉、^ 化鉀和氫氧化鋰。
C:\2D-CGDE\90-07\901087Il.ptd 1286155 五、發明說明(18) 可以將這些特殊鹼性化合物單獨使用,或者是農二 個組合使用。 一驭夕 每莫耳之包含於化合物(][)至之以〇_、R2〇〜、和 R50-官能基的總量,所使用特殊鹼性化合物的量通常曰σ 0 0 0 0 1至10 mol,較佳是0 0 0 0 05至5 m〇1,最佳是『至 0· 5 mo 1。只要所使用特殊鹼性化合物的量是在該範圍之 内’則在反應期間不易發生聚合物沉澱或凝膠。 之 因此所得到水解和縮合的產物(A )之迴轉半徑, 由GPC (折射率、黏度、或光散射)方法所測定的迴^ : 徑而言,較佳是5至50 nra,更佳是8至4〇 nm,最佳 2 0 nm。當該水解和縮合的產物具有5至5〇 nm的迴7^
,則該組成物可以得到介電常數、彈性模數、且 L 度特別優良之矽石基膜。 y m句句 因此所得到水解和縮合的產物(A)具有非微粒 ,並因此對基板具有優良的適用性。可以經由、% 二=顯微鏡(TEM)檢定來確認該水解和縮合的產物㊁= 在成分(A)中,就完全水解和縮合的產物而言 化合物所衍生水解和縮合的產物之比例如 個別 化合物(1)至⑺所衍生水解和縮合的產 她,於所有從 物(2)所衍生水解和縮合的產物之含 〜&,從化合 75 % ,較佳是以重量計10至70 % ,更"^曰疋以重旦量計5至 7 0 % 。基於所有從化合物(丨)至(3 )所衍疋 里汁1 5至 產物之總合,從化合物(1)和/或化合 =解和縮合.的 奶所衍生水解和 C:\2D-CQDE\90-07\90108711.ptd 第22頁 1286155 五、發明說明(19) 的產物之含Ϊ通常是以重量計95至託% ,較佳是以 "里计9 0至3 0 % ,更佳是以重量計8 5至3 〇 % 。基於所有 從$合物(1 ) f ( 3 )所衍生水解和縮合的產物之總合,當從 :口物丄2)所何生水解和縮合的產物之含量為以重量計5至 八則所得塗層薄膜具有高的彈性模數以及極低的 介電常數。 从本ί I所用之丨$全水解和縮合的產物丨丨—詞是指一種產 1 忐基已被水解為^⑽基,並且完全縮合形成 矽氧烷結構。 二佳日的八成/(Α)為至少一個化合物⑴和至少-個化合物 的^合物之水解和縮合的產物,因為該成分(Α)賦予將 付到的組成物較佳的儲存穩定度。 J 5水f和縮合的產物(A)中,是在特殊鹼性化合物 之二至少7個選自化合物(1)至(3)所組成的族群 ΐ t σ ±水解並縮合,使得所得水解和縮合的產物較
有:轉半徑5至50 nm。調整該所得組 或更低較佳。 P I pH調整用技術之例子包括: ⑴加入pH調節劑; —在吊壓或減壓下,將特殊鹼性化合物從該組成物中 瘵餾出; ()將k疋氮氣或氬氣之氣泡吹入該組, 特殊鹼性化合物從該組成物移去; 因此將
1286155 五、發明說明(20) (4 )以離子交換樹脂將特殊驗性化合物從該組成物移 去,·以及 (5 )以卒取或洗滌將特殊驗性化合物從該組成物移去。 這些技術可以單獨使用,或者是其二或多個組合使用。 pH調節劑的例子包括無機酸和有機酸。 無機自文的例子包括·氫氣酸、石肖酸、硫酸、氫氟酸、填 酸、硼酸和草酸。 牛 有機酸的例子包括··乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、已酸、 庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、草酸、順丁烯二酸、甲基^二 酸、己二酸、癸二酸、鎵酸、丁酸、苯六酸、花生四 酸、莽草酸、2 -乙基己酸、油酸、硬脂酸、亞油酸、亞油 烯酸、水楊酸、苯曱酸、對胺基苯甲酸、對甲苯碏酸、茉 磺酸、氯乙酸、二氯乙酸、三氯乙酸、三氟乙酸、、甲酸、 丙二酸、磺酸、苯二曱酸、反丁烯二酸、檸檬酸、酒^酽 、丁二酸、亞曱基丁二酸、甲基反丁稀二酸、檸康酸曱夂 基順丁烯二酸)、蘋果酸、戊二酸水解產物、順丁 酐水解產物、和苯二甲酸酐水解產物。 一-夂 用可以將這些化合物單獨使用,或者是其二或多個組合使 此類的pH調節劑是用來調整該組成物軸 較:是!至6。上…將該水解和縮合的-更低’ 調整到5至50 nm,然後以該pH調 ;
方法’產生了該所得組成物具有增強的以I 第24頁 \\312\2d-code\90-07\90108711.ptd 1286155 五、發明說明(21) 合適地選擇所使用pH調節劑的量,使得該組成物的pH是 在該範圍之内的值。 有機溶劑(B) 本發明之薄膜成形用組成物包含成分(A ),係通常溶 解或分散於有機溶劑(B )中。 該有機溶劑(B )可能至少包含一個選自醇溶劑,酮溶 劑,醯胺溶劑,酯溶劑和非質子溶劑所組成的族群之溶 劑。 醇溶劑的例子包括:一元醇,像是甲醇、乙醇、正丙醇 、異丙醇、正丁醇、異丁醇、二級丁醇、三級丁醇、正戊 醇、異戊醇、2-甲基丁醇、二級戊醇、三級戊醇、3-曱氧 基丁醇、正己醇、2-曱基戊醇、二級己醇、2-乙基丁醇、 二級庚醇、庚醇-3、正辛醇、2-乙基己醇、二級辛醇、正 壬醇、2, 6 -二甲基庚醇-4、正癸醇、二級十一醇、三甲基 壬醇、二級十四醇、二級十七醇、苯酚、環己醇、甲基環 己醇、3, 3, 5 -三曱基環己醇、苯甲醇和雙丙酮醇; 多元醇,像是乙二醇、1,2-丙二醇、1,3 - 丁二醇、戊二 醇-2, 4、2-曱基戊二醇-2, 4、己二醇-2,5、庚二醇-2, 4、 2-乙基己二醇-1,3、二甘醇、雙丙二醇、三甘醇和三丙二 醇; 以及多元醇的偏醚,像是乙二醇曱醚、乙二醇乙醚、乙 二醇丙醚、乙二醇丁醚、乙二醇己醚、乙二醇苯醚、乙二 醇-2-乙基丁醚、二甘醇甲醚、二甘醇乙醚、二甘醇丙醚 、二甘醇丁醚、二甘醇己醚、丙二醇曱醚、丙二醇乙醚、
C:\2D-CODE\90-07\90108711.ptd 第 25 頁 1286155 五、發明說明(22) 丙二醇丙醚、丙二醇丁醚、雙丙二醇曱醚、雙丙二醇乙醚 和雙丙二醇丙醚。 可以將這些醇溶劑單獨使用,或者是其二或多個組合使 用。 酮溶劑的例子包括:丙酮、甲基乙基酮、甲基正丙基酮 、甲基正丁基酮、二乙基酮、曱基異丁基酮、曱基正戊基 酮、乙基正丁基酮、甲基正己基酮、二異丁基酮、三甲基 壬酮、環己酮、2 -己酮、甲基環己酮、2,4 -戊二酮、丙酮 基丙酮、苯乙酮和小®香酮(fenchone )。其例子進一步 包括万-二酮,像是乙醯基丙酮、2, 4-己二酮、2, 4 -庚二 酮、3, 5 -庚二酮、2, 4 -辛二酮、3, 5 -辛二酮、2, 4 -壬二酮 、3, 5-壬二酮、5-曱基-2, 4-己二酮、2, 2, 6, 6-四曱基-3, 5 - 庚二酮、和1,1,1,5,5,5 -六氟-2,4 -庚二酮。 可以將這些化合物單獨使用,或者是其二或多個組合使 用 醯胺溶劑的例子包括:甲醯胺、N-甲基甲醯胺、N,N-二 甲基甲醯胺、N-乙基曱醯胺、N,N-二乙基曱醯胺、乙醯胺 、N-甲基乙醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-乙基乙醯胺、N, N -二乙基乙醯胺、N -甲基丙醯胺、N -曱基吡咯烷酮 (N-methylpyrrolidone ) 、N-甲醯基嗎琳 (N-formylmorpholine ) 、N-甲醯基旅σ定、N-甲醯基吼口各 啶、Ν -乙醯基嗎啉、Ν -乙醯基旅啶、和Ν -乙醯基吡咯啶。 可以將這些化合物單獨使用,或者是其二或多個組合使 用0
C:\2D-CODE\90-07\90108711.ptd 第26頁 1286155 五、發明說明(23) 酯溶劑的例子包括:碳酸二乙酯、碳酸次乙酯、碳酸丙 二酯、乙酸甲酉旨、乙酸乙酯、T -丁内酉旨、7 -戊内酯、乙 酸正丙酯、乙酸異丙酯、乙酸正丁酯、乙酸異丁酯、乙酸 二級丁酯、乙酸正戊酯、乙酸異戊酯、乙酸3 -曱氧基丁酯 、乙酸曱基戊酯、乙酸2-乙基丁酯、乙酸2-乙基己酯、乙 酸苯曱酯、乙酸環己酯、乙酸曱基環己酯、乙酸正壬酯、 乙醯乙酸甲醋、乙醯乙酸乙酯、乙二醇單曱醚乙酸酯、乙 二醇單乙醚乙酸酯、二甘醇單曱醚乙酸酯、二甘醇單乙醚 乙酸酯、二甘醇單正丁醚乙酸酯、丙二醇單甲醚乙酸酯、 丙二醇單乙醚乙酸酯、丙二醇單丙醚乙酸酯、丙二醇單丁 醚乙酸酯、雙丙二醇單曱醚乙酸酯、雙丙二醇單乙醚乙酸 酯、乙二醇二乙酸酯、甲氧基三甘醇乙酸酯、丙酸乙酯、 丙酸正丁酯、丙酸異戊酯、草酸二乙酯、草酸二正丁酯、 乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸正丁酯、乳酸正戊酯、丙二酸 二乙酯、苯二甲酸二甲酯、和苯二甲酸二乙酯。 可以將這些化合物單獨使用,或者是其二或多個組合使 用。 非質子溶劑的例子包括:乙腈、二曱基亞砜、N,N,Ν’, Ν’ -四乙基硫醯胺、六甲基磷醯三胺、Ν-甲基嗎啉酮 (mor pho lone) 、Ν—甲基口 比口各(pyrrole) 、N-乙基 ϋ比 口各、 Ν-甲基-Δ3-吼σ各琳(pyrroline) 、Ν-甲基旅咬、Ν-乙基 旅咬、Ν,Ν-二曱基旅併、Ν-曱基口米唾(imidazole)、Ν-曱 基-4 -旅σ定酉同(piperidone ) 、Ν-甲基-2 -旅咬酉同、Ν-甲基 -2 -吼口各烧删(pyrrolidone) 、1,3 -二甲基-2 - 口米峻琳酮
C:\2D-CODE\90-07\90108711.ptd 第27頁 1286155 五、發明說明(24) (imidazolidinone )、和1 g (pyrimidinone ) 〇 上面所列舉之有機溶劑較佳為 之有機溶劑: j化予式(4 )所示 R80(CHCH3CH20)eR9 其"8和R9分別獨幻也表*氫原子,二4 ) 碳原子之炫基和CH3C〇_所組成的族 價機ϋ個 為1或2的整數。 早彳貝有祛基,且e 可以將這些有機溶劑單獨使用,或 混合物使用。 疋作馬具一或多個 ^本發明:水解和縮合該化合物(1)至( 如上面所列舉的相同溶劑。 了以使用 本發明組成物之製造方法的例子如下。 水斷續或連續地加入合右兮彳人 、’ /合划稀釋 八3有该化合物(1)至(3)溶解於1 士 4 =°在該操作中,可以預先將特殊驗性 加二 散於水中。該例子中反應溫度通常為0至 ^解或分 15至9 0 °C。 i 心佳為 其他添加物 有機聚合 和三氮烯 可以將像是膠態氧化矽(矽膠)、膠態氧化鋁 物、、界面活性劑、矽烷偶合劑、自由基產生劑 的成巧ΐ ^本發明所得到之薄膜成形用組成物 /膠氧化石夕為懸浮液,其包含,例如··任何上 水性有機溶劑,以及分散於其中之高純度石夕酸㈤(= 第28頁 C:\2D-CODE\90-07\90108711.ptd 1286155 五、發明說明(25) 矽)。其平均粒子直徑通常為5至30 nm,較佳為1〇至20 nm ;並且其固體濃度通常約為以重量計10至40%。該膠態氧 化石夕的例子包括:由 Nissan Chemical Industries,Ltd. 所製造之甲醇矽溶膠和異丙酵矽溶膠,以及由Catalysts & Chemicals Industries Co·,Ltd·所製造之〇scal。 該膠態氧化鋁的例子包括:由Nissan Chemical
Industries,Ltd·所製造之 Alumina Sol 520、100 和 200 ’以及由 Kawaken Fine Chemicals Co.,Ltd·所製造之 Alumina Clear Sol 和Alumina Sol 10 和132 。
該有機聚合物的例子包括:具有糖鏈結構之化合物、乙 烯醯胺聚合物、(曱基)丙烯酸聚合物、芳香族乙稀化合 物、dendrimers、聚醯亞胺類、聚(醯胺酸)類、聚亞芳 基類、聚醯胺類、聚琳(p〇lyqUin〇xaline)、聚峰二 唑(polyoxadiazoie)、氟聚合物、以及具有聚(氧化j — 基)結構之化合物。 70 该具有聚(氧化伸烷基)結構之化合物的例子包括··具 聚(氧化亞甲基)結構、聚(氧化伸乙基)結構、聚(氧化伸 丙基)結構、聚(四氫呋喃)結構、聚(氧化伸丁基)結 其他之化合物。 —^
〃特殊例子包括:像是聚氧亞甲基烷基醚類、聚氧 基烧基㈣貞、聚氧伸乙純基苯細類、聚氧伸 醚類、聚氧伸乙基羊毛脂衍生物 的氧化伸乙基衍生物1氧伸乙基/聚氧伸丙甲基之夜: 聚物、和聚氧伸乙基/聚氧伸丙基烷基喊類之醚型化4
1286155 五、發明說明(26) ;像是聚氧伸乙基甘油脂肪酸酯類、聚氧伸乙基山梨糖醇 酐脂肪酸㈣、聚氧伸乙基山梨糖醇脂肪酸醋类員、和聚氧 伸乙基脂肪酸烷醇酿胺硫酸鹽類之醚_酯型化合物;以及 像是聚乙二醇脂肪酸醋類、乙二醇脂肪酸醋類、脂肪酸甘 油8旨類 '脂肪酸聚甘油8旨類、山梨糖醇軒脂肪酸醋類、丙 -酵脂肪酸s旨类員、和蔗糖脂肪酸酯類之醚一酯型化合物。 伸乙基/聚氧伸丙基之嵌段共聚物的例子包括具 有下列嵌段結構之一的化合物: -⑴ r(Y)k--CX)j-(Y)k-(X)1- ί ? ί表示,CH(CH^ j為1㈣的整 數,k為ίο至99的整數;且至9〇的整數。 上面所列舉之化合物較佳為· 、聚氧伸乙基/聚氧伸丙基之嵌段二 Λ基烷基醚類 聚氧伸丙基烷基醚類之喊型化、和聚巩伸乙基/ 酸酿類、聚氧伸乙基山梨;伸乙基,油脂肪 山梨糖醇脂肪酸酯類。 …曰曰類和聚氧伸乙基 用可以將這些化合物單獨使用,或者是其二或多個組合使 :界面活性劑的例子包括:非離子性界面 2二:卜=界面活性劑和兩性界面活性劑1 。較佳的是,化學界面活性;(和
1286155 五、發明說明(27) 该氟化學界面活性劑為含有在至少一個選自末端、主鏈 和支鏈的位置上’具有氟烷基或氟伸烷基之化合物的界面 活性劑。其例子包括: 1,1,2,2-四氟辛基1,1,2,2-四氟丙基鱗、 1,1,2,2-四氟辛基己基_、 八乙二醇二(1,1,2, 2 -四氟丁基)醚、 乙一醇1,1,2,2,3,3-六1戊基醚、 八丙二醇二(1,1,2, 2 -四氟丁基)醚、 丙一醇二(1,1,2,2,3,3 -六敦戊基)鱗 全氟十二烷基磺酸鈉、 -二曱基-N-羧 1’ 1’ 2, 2, 8,8,9,9,10,10 -十氟1十二烧、 1,1,2, 2, 3, 3-六氟癸燒、 N - [3-(全氟辛烷亞磺醯胺基)丙基]—n,n 亞曱基銨甜菜驗、 全氟烷基亞磺醯胺基丙基三曱基銨鹽、 全就烧基-N-乙基石黃酿基甘胺酸鹽、 雙(N-全氟辛基磺醯基乙基胺基乙基)磷酸鹽、和 單全氟烷基乙基磷酸鹽。 商業上可取得之此類氟化學界面活性劑的產品包括:在 商品名稱Megafac F142D 、F172 、F173 和F183 (由 Dainippon Ink & Chemicals,Inc·所製造的);F-Top、 EF301 、EF303和EF352 (由New Akita Chemical Company 所製造的);Fluorad FC - 430 和 FC - 431 (由 Sumitomo 3M Ltd·所製造的);Asahi Guard AG 710 和Surf Ion S-382、
\\312\2d-code\90-07\90108711.ptd 第 31 頁 1286155 五、發明說明(28) SC-101、SC-102、SC-103、SC-104、SC-105 和SC-106 (由 Asahi Glass Co·,Ltd·所製造的);BM- 1 0 00 和 BM-1100 (由 Yusho Κ· Κ·所製造的);以及NBX-15 (由 NEOS Co., Ltd·所製造的)之可取得的產品。其中較佳為Megafac F172 、BM-1000 、BM-1100和NBX-15 〇
該矽酮界面活性劑的例子包括SH7PA、SH21PA、SH30PA 和ST94PA (均由Dow Corning Toray Silicone Co·, Ltd. 所製造的)。其中較佳為SH28PA和SH30PA。 以重量計每1 00份之成分(A )中,所使用此類界面活性 劑的量通常是以重量計0·0 0 0 1至10份(就完全水解和縮合 的產品而吕)。 可以將這些界面活性劑單獨使用,或者是其二或多個組 合使用。 該石夕烧偶合劑的例子包括: 3-縮水甘油基氧丙基三甲氧基矽烷、 3-胺基縮水甘油基氧丙基三乙氧基矽烷、 3 -甲基丙烯基氧丙基三甲氧基矽烷、 3-縮水甘油基氧丙基甲基二甲氧基矽烷、 1- 甲基丙烯基氧丙基甲基二甲氧基矽烷、 3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三乙氧基矽烷、 2- 胺基丙基三甲氧基矽烷、2—胺基丙基三乙氧基矽烷、 Ν-(2-胺基乙基)—3 一胺基丙基三甲氧基矽烷、 Ν -(2-胺基乙基)—3一胺基丙基甲基二甲氧基矽烷、 3- 脲基丙基三甲氧基矽烷、3-脲基丙基三乙氧基矽烷、
C:\2D-CODE\90-07\90108711.ptd 第32頁 1286155 五、發明說明(29) N-乙氧基羰基-3_胺基丙基三甲氧基石夕烷、 N-乙氧基羰基_ 3 _胺基丙基三乙氧基石夕烷、 N-二乙氧基碎炫基丙基三伸乙基三胺、 N-三曱氧基矽烧基丙基三伸乙基三胺、 10 -三曱氧基矽烧基-1,4, 7-三吖癸烧、 10-三乙氧基矽烷基-1,4, 7 -三吖癸烧、 9-三甲氧基矽烷基-3, 二吖壬基乙酸酯、 9_三乙氧基矽烷基-3, 6-二吖壬基乙酸酯、 N-苯甲基-3 -胺基丙基三甲氧基矽烷、 N-苯曱基-3-胺基丙基三乙氧基矽烷、
N-苯基-3 -胺基丙基三甲氧基矽烷、 N-苯基-3 -胺基丙基三乙氧基矽烷、 N-雙(氧伸乙基)一3一胺基丙基三甲氧基矽烷、和 N-雙(氧伸乙基)-3—胺基丙基三乙氧基矽烷。 多個 可以將這些矽烷偶合劑單獨使用,或者是其二。」 合使用。 八一 ^ 該自由基產生劑的例子包括:過氧化異丁醯 雙(新癸醯基過氧)二異丙基 異丙苯基過氧新癸酸酯、二_正 二異丙基過氧二碳酸酯、 軋一妷心
1,1,3,3-四甲基丁基過氧靳癸酸酯、 雙^4-三級丁基環己基)過氧二碳酸酯、 卜環己基-1-甲基乙基過氧新癸酸酯、 二-2-乙氧基乙基過氧二碳酸酯、
C:\2D-CODE\90-07\90108711.ptd 第33頁 ί286]55 五、發明說明(30) 2乙基己基過氧一碳酸_、一 ,基丁基過氧二嫂酸醋、二級己基過乳新癸酸醋 :(Μ基-3— f氧基丁基)過氧二端酸酯、 :級Τί過氧新癸酸醋、過氣化2, 4-二氯苯甲醯、 、、及已基過氧新戊酸酯、三級 過氧化3,5,5 -三甲基己醯、過梟二=羊/ •夂酉曰、 過氧化硬脂醯、m3—四甲;化:醯、過氧化月桂醯 略、過氧化㈣酿、 甲基丁基過氧-2-乙基己酸 h5if =二,_2,5_二(2-乙基己酿基過氧)己烧、 %己基-1-甲基乙基過氧〜2— 乳J已烷 ,級己基過氧-2-乙基己酸酯、土已酸酯、 二級丁基過氧-2-乙基己酸酯、 過氧化-間-甲苯甲醯基苯甲醯、 二級丁基過氧異丁酸酯、二-三°氣化苯甲醯、 烷、 —、、丁基過氧-2~甲基環己 1 1-雙(三級己基過氧)_3, 3, 5〜一 雙(三級己基過氧)環己烷、〜曱基環己烷、 i,1-雙(三級丁基過氧)_3,3,5、_ 1,卜雙(三級丁基過氧)環己烷、〜曱基環己烷、 2’ 2雙(4, 4 -二-三級丁基過氧環已 1二卜雙(三級丁基過氧)環癸烷、土)丙烷、 二級己基過氧異丙基單碳酸酯、 三級丁基過氧順丁烯二酸酯、 二級丁基過氧-3, 3, 5-三曱基己酸醋、 C:\2D-C0DE\90-07\90108711.ptd 第34頁
!286155 五、發明說明(31) 三級丁基過氧月桂酸酯、 2三5級Ϋ:ίΐ’5_二甲苯甲醯基過氧)已烷、 一、、 土3^氧異丙基單碳酸g旨、 丁基過氧—2一乙基己基單碳酸酯、 二級己基過氧苯甲酸酯、 二:基―2’5—二(苯甲醯基過氧)己烷、 烷 二:丁Ϊ過氧乙酸醋、2,2-雙(三級丁基過氧)丁 二級丁基過氧苯甲酸酯、 巩)丁 =丁一基4’4-雙(三級丁基過氧)戊酸酯、 一二級丁基過氧異苯二甲酸酯、 01雙(二級丁基過氧)二显丙其装、 過氧化二異丙苯、 -丙基本 2晶二F基_2,5-二(三級丁基過氧)己烷、 k虱化二級丁基異丙苯、過 _ 對一 1烧過氧化氫(Pienthanebh一;;二、,及丁貌、 -思工成丁基過虱)己炔~3、 一異丙基本過氧化氫、過氧化三級 以重量計每100份之聚合物中, 的量較佳是以重量計0.1至10份。 頰自由基產生 J以將廷些自由基產生劑單獨 組合使用。 4者是复-上 或多個 L〗,3, 3-四甲基丁基過氧化氫、昱甲基矽烷、 三广己基過氧化氫、三級丁基過氧過乳化氫、 2,3_二f基-2,3-二苯基丁烷 飞# 劑的 第35頁 C:\2D-C0DE\90-07\90108711.ptd 1286155 五、發明說明(32) 該三氮烯化合物的例子包括 1,2-雙(3, 1,3-雙(3, 1,4-雙(3, 雙(3, 3-二 雙(3, 3-二 雙(3, 3-二 雙(3, 3-二 2, 2-雙[4-基]-1,1,1, 2, 2-雙 Μ-ΐ , 3 , 5 - 三 ( 3-二甲基三氮烯基)苯、 3-二甲基三氮稀基)苯、 3-二甲基三氮烯基)苯、 曱基三氮烯基苯基)醚、 曱基三氮烯基苯基)甲烷、 甲基三氮烯基苯基)硬、 曱基三氮烯基苯基)硫醚、 (3,3-二甲基三氮烯基苯氧基)苯 3,3,3-六氟丙烧、 (3, 3 -二甲基三氮烯基苯氧基)苯基]丙烷 3, 3-二曱基三氮烯基)苯、 2.7- 雙(3,3-二甲基三氮烯基)-9,9-雙[4- (3,3-二甲基 三氮烯基)苯基]苐、 2,7-雙(3, 3-二甲基三氮烯基)-9, 9-雙[3-曱基-4-(3, 3-二甲基三氮烯基)苯基]苐、 2, 7-雙(3, 3-二曱基三氮烯基)-9, 9-雙[3-苯基-4 -(3, 3-二甲基三氮烯基)苯基]苐、 # 2.7- 雙(3, 3-二甲基三氮烯基)-9, 9-雙[3-丙烯基-4 -(3, 3-二甲基三氮烯基)苯基]苐、 2.7- 雙(3,3-二甲基三氮烯基)-9,9-雙[3-氟-4- (3,3-二曱基三氮烯基)苯基]第、 2,7-雙(3, 3-二甲基三氮烯基)-9, 9-雙[3, 5 -二氟-4-(3,3 -二曱基三氮烯基)苯基]苐、和
C:\2D-CQDE\90-07\90108711_ptd 第36頁 1286155 五、發明說明(33) 2, 7-雙(3, 3-(3, 3-二甲基 可以將這些 組合使用。 膜成形用組 甲基三氮烯基) 氮浠基)苯基]第雙[3~三氟甲基— 4-氮烯化合物單獨使用’或者是其二或多個 本發明之薄膜成形用M成物 。例如,可以藉由將化合物⑴/;備:f並不特別地限制 或斷續地將水加人其中來 =二於溶劑中,連續 ,然後將成分(B)加入其中,來^解/;細5而得到成分(A) 本發明組成物之製備方法殊广子组成物。 11)。 0特殊例子包括下列方法1 )至 1) 一種方法,其中係將定 (A)之化合物(i )至n、 、7 ,加入含有構成成分 劑之混合物中,來摔作水解、殊鹼性化合物、和有機溶 2) -種方法,合反應。 (Α) 物、和有機溶劑之混合物 特殊驗性化合 3) -種方法,其中係蔣定旦αα铩作水解和鈿合反應。 入含有構成成分(Α)之化合物水和特殊鹼性化合物,加 物中,來操作水解和縮合口反應。至(3)和有機溶劑之混合 4) 一種方法,其中孫腺々旦 續或斷續地加入含有構成成二“、水和特殊鹼性化合物’連 機溶劑之混合物中之化合物⑴至(3)和有 U n、土 Γ來作水解和 '縮合反應。 ‘ ,/、中係將定量的構成成分(A)之化合物(1) 第37頁 C:\2D-CODE\90-07\90108711.ptd 1286155 五、發明說明(34) 至(3),加入含有右德w十 合物中,步钎从’有械 >谷劑、水和特殊鹼性化合物之混 6)-種ί: ΐ解和縮合反應。 至(3),連續’或斷、:係將定量的Μ成成分(Α)之化合物⑴ 化合物之混合4勿中'來含有有機㈣卜水和特殊驗性 7)-種方法,其尹伟二:#縮合反應。 至(3 ),加入含右古,疋置的構成成分(幻之化合物(]) 合物中,來操作水解和=容入劑、水和特殊驗性化合物之混 得溶液中。 、’'5 口反應,然後將pH調節劑加入所 (1)至(3),冓成成分(A)之化合物 :混合物中’來操作水解和縮二驗性化合物 至一定濃度之後,將PH調節劑加2二然後在該溶液濃縮 9) 一種方法,其中係以J 2所付溶液中。 方法1)至8)中所得的溶液。 有機溶劑來萃取上述任何 1 〇) —種方法,其中係以另一 '方法1)至8)中所得溶液之有—機ϋ溶劑來取代上述任 1 一種方法,其中以另一個有w 方法1)至8)中所得的溶液,係以」谷蜊來萃取上述任何 因此所得到本發明之組成物的總:::機溶劑來取代。 叶2至30 % 。根據其用途來適當地=遒度較佳為以重量 組成物的總固體濃度為以重量計2 / 1其固體濃度。當該 僅得到具有適當厚度之塗層薄膜,%時,該組成物不 穩定度。 且也具有較佳的儲存 C: \2D-C0DE\90'07\90108711·ptd 第38頁 1286155 五、發明說明(35) ▲以濃縮或是用有機溶劑(β )稀釋的方法,根據需要來 調整該組成物的總固體濃度。 +可以利用像是旋轉塗佈法、浸潰塗佈法、轆式塗佈法或 噴鍍法之塗佈技術,將本發明之組成物應用於像是矽晶圓 、S i 02晶圓或S i N晶圓之基板上。 可以操作該塗佈操作,來形成具有乾量基準(dry basis )厚度:在單面塗佈的例子中約為〇· 〇5至2. 5 ,或是在 雙面塗佈的例子中約為〇. i至5. 〇,之塗層薄膜。其後, 可以在常溫下乾燥,或是在約8〇至6〇〇 r的溫力:埶乾 塗:薄膜’通常約5至24〇分鐘。因此,可以形成、透 明或大分子的絕緣膜。 在该操作中’可以例如,在空 、 & 中,名畫处丁 . H ^ ^ Τ 在氣乳或虱氣氛圍 中在真二下、或疋在具有控制的氧濃度之減壓 二、供箱、火爐或其他來操作加熱。也可以使用 或紫外線之輻射,來形成塗層薄膜。 電子束 為了控制該塗層薄膜的固化速率,可以 階式加熱’或是適當地選擇像是: 要來使用 之環境。 疋虱孔二乳、氧氣或減壓 因此所得到本發明之矽石基骐 以⑽,較佳為UM」g/cin3,更佳吊,〇·35Μ·2 如果該薄膜的密度低於〇.35 g/cm3,則該1且〇 g/cm3。 機械強度。另-方面’如果其密产超過具有損害的 法得到低的介電常數。 又0 ^ · 2 g/C1"3,則無 當以B J Η方法來檢驗本發明 的矽石基膜 之孔徑分佈時
(36) " !286155 j其中無觀察到1 〇 nm或更大之孔隙。該薄膜因此適合用 來作為細線之間絕緣用之隔層絕緣膜材料。 再者’本發明之矽石基膜的特色為具有低的吸水性。例 ^ ’當將該塗層薄膜置於127 。(:、2. 5 atm及100 % RH之環 土兄中一小時,然後以丨R光譜儀在該塗層薄膜上觀察不到吸 水量。 可以藉由在製備該薄膜成形用組成物時,控制用於本發 明中作為化合物(1 )之四烷氧基矽烷的量,來調整吸水 性。 本發明之矽石基膜的介電常數通常為2· 6至丨· 2,較佳為 2.5至1.2,更佳為2.4至1.2。 因此所得到之隔層絕緣膜,在PCT之後的介電常數特性 ’在PCT之後的CMP阻抗力,以及在PCT之後對基板的黏著 性是優良的。因此,該塗層薄膜有用於··像是18丨s、系統 LSIs、DRAMs、SDRAMs、RDRAMs 和D-RDRAMs 的半導體元件 用之隔層絕緣膜或蝕刻終止膜,像是半導體元件用之表面 塗層薄膜的保護膜,應用多層絕緣塗料之半導體製造方法 用之隔層,多層印刷電路板用之隔層絕緣膜,以及液晶顯 示裝置用之保護或絕緣膜之應用。 本發明將參照下列實施例作更詳細說明如下。然而,下 列”兒明只顯示本發明的一般具體貫施例,並應了解本發明 並不被解釋為受到該說明限制。 在下列的貫施例和比較例中’除非另外標明,所有”份,, 和π百分率π都是以重量計。
1286155
以下列方法來評估各種性質。 迴轉丰牿 、 在下列的條件下,以凝膠滲透層析法(Gpc 量折 射率、黏度或光散射)來測量。 樣品溶液:將矽烷化合物的水解和縮合之產物,以含有 10 mM LiBr之甲醇稀釋至〇. 25 %的固體濃度,而製備Gpc (測量折射率、黏度或光散射)用之樣品溶液。 GPC系統:型號GPC_8020,由T〇s〇h c〇rp.所黎』造 管柱:Alpha 5000/3000,由 T〇s〇h c〇rp.所^ 造 黏度偵測器和光散射偵測器:型號τ_6〇雙讀^,由 Visco Tech Co·所製造 乂 運載〉谷液·含有10 mM LiBr之甲醇 載體供給速率·1 ml/inin 管柱溫度:4 0 °C 皇PCT之德的介電當齡 以旋轉塗佈法將該組成物樣品應用至8吋矽晶圓上。將 該經塗佈基板先在90 °C熱板上乾燥3分鐘,接著在2〇〇乞 氮氣氛圍中乾燥3分鐘;然後在真空中(5〇 mT〇rr ) 、45〇 。(:熱板上燒熱30分鐘。在1〇〇它、ι〇〇 % RH和2大氣壓的 條件下’將所得薄膜加以1小時PCT。以氣相沉積法,在該 薄膜上形成銘電極圖案。因此,製造出測量介電常數用之 樣品。以由Yokogawa-Hewlett-Packard,Ltd.所製造之電 極HP1 6451 B和精密LCR儀器HP4284A,在100 kHz的頻率下 檢驗該樣品,以CV法來測定該塗層薄膜的介電常數。
1286155 發明說明(38) 在PCT之德CMP的阻杭六 以旋轉塗佈法將該組成物樣品應用至8吋矽晶圓上。將 ,,,佈基板先在90 °c熱板上乾燥3分鐘,接著在20〇 。〇 氮氣氛圍中乾燥3分鐘;然後在真空中(5〇 mT〇rr ) 、45〇 C熱板上燒熱30分鐘。在1〇〇它、1〇〇 % RH和2大氣壓的 條件下’將所得薄膜加以1小時pCT。 在下列的條件下’將所得的塗層薄膜拋光。 泥漿··矽石/過氧化氫系統 拋光壓力:1 60 g/cm2 拋光時間:1 8 0秒 在C Μ P之後,以表面檢驗具有Μ 〇,〇 〇 〇 1 χ照度的燈來檢⑩ 驗该塗層薄膜的外表,基於下列的標準來評估CMp阻抗 力0 〇·在邊塗層薄膜的表面上無法目視觀察到裂縫。 X :在該塗層薄膜的表面上目視觀察到裂縫。 塗層薄膜的黏荖柹 以旋轉塗佈法將該組成物樣品應用至8吋矽晶圓上。將 該經塗佈基板先在90 t熱板上乾燥3分鐘,接著在2〇〇 t 氮氣氛圍中乾燥3分鐘;然後在真空中(5〇 mT〇rr ) 、450 °C熱板上燒熱30分鐘。在loo它、ι〇〇 % rh和2大氣壓的 條件下,將所得薄膜加以i小時PCT。以環氧樹脂將十個柱 螺栓銷固定於所得到經塗佈基板上。應用環氧樹脂之後, 在150 °C固化1小時,以無水芒硝(Sebastian)法將該桎螺 栓銷拔出,基於下列的標準來評估該塗層薄膜的黏著性。
1286155 五、發明說明(39) 膜之間個柱螺栓銷’在該矽晶圓和該塗層薄 晶圓和該塗層薄膜之間產生剝落。 將5 7 0 g蒸餾乙醇、丨 六 甲基氫氧化銨水溶液,導入§以:;2和3° g之四 將内容物攪拌並同質化。在、^ 1的可拆式燒瓶中。 备《· J貝化 在5亥〉谷液中加人:一田 持二二烧和209 g四乙氧基石夕烧的混合物。將所得‘二唯 持在55 r反應2小時。冰兮冰发由^物將所付/奋液維 。接著,以50。/在心液中加入300 g丙二醇丙醚 1"'二2 將所得溶液遭縮至其濃度達到 10 g之;〇 Π =縮合的產物含量而言卜其後,將 到反應混合物(ΓΓ^於丙一酵丙驗、加入該濃縮液而得 迴二b:得到之縮合和其他反應之產物,具机“m之 實施例2 除了使用1 0 % 口底口林士、—、—七^ , 得到反應混㈣(2)σ成““列1中的相同步驟。因此, 因此所得到之縮合和1 迴轉半徑。 、他反應之產物,具有13.0 nm之 實施例3 °/〇 氧紅水〉谷液之外,操作如合成實施例1中的相同步 第43頁 C:\2D-CODE\90-07\90108711.ptd 1286155 五、發明說明(40) 驟。因此,得到反應混合物(3 )。 因此所得到之縮合和其他反應之產物,具有1 5. 〇 nm之 迴轉半徑。 ilAA施例4 除了使用1 0 %氫氧化鈉水溶液來取代1 〇 %四甲基氫氧 化銨水溶液之外,操作如合成實施例1中的相同步驟。因 此,得到反應混合物(4 )。 因此所得到之縮合和其他反應之產物,具有丨4. 8 nm之 迴轉半徑。 1成實施例5 將470.9 g蒸餾乙醇、226.5 g離子交換水和17.2 g之25 %四甲基氫氧化銨水溶液,導入以石英所製的可拆式燒瓶 中。將内容物攪拌並同質化。在該溶液中加入44· 9 g甲基 二甲氧基矽烷和6 8 · 6 g四乙氧基矽烧的混合物。將所得溶 液維持在5 5 °C反應2小時。在該溶液中加入5 0 g之2 0 % 硝酸水溶液。將所得混合物充分攪拌並冷卻至室溫。在該 溶液中加入4 0 0 g丙二醇丙醚。接著,以5 0 °C蒸發器,將 所得溶液濃縮至其濃度達到1 〇 % (就完全水解和縮合的產 物含量而言)。其後,將10 g之10 %順丁烯二酸溶液於丙 二醇丙醚、加入該濃縮液而得到反應混合物(5 )。 因此所得到之縮合和其他反應之產物,具有2 〇 · 9 nm之 迴轉半徑。 合成實施例6 除了使用2 5 %四丁基氫氧化銨水溶液來取代2 5 %四曱
C:\2D-CODE\90-07\90108711.ptd 第44頁 1286155 、發明說明(41) 土氣氧化銨水溶液之外,操作如合成實施例5中的相同步 驟。因此’得到反應混合物(6 )。 因此所得到之縮合和其他反應之產物,具有2 2 8 nm之 迴轉半徑。 · 、=了使用丙二醇乙醚來取代丙二醇丙醚之外,操作如合 成實施例5中的相同步驟。因此,得到反應混合物(7 )。 因此所得到之縮合和其他反應之產物,具有2 〇 · 8 ηηι之 迴轉半徑。 ·
〇將470. 9 g蒸餾乙醇、226· 5 g離子交換水和17· 2 §之25 /〇四甲基氫氧化銨水溶液,導入以石英所製的可拆式燒瓶 中將内谷物攪拌並同質化。在超過2小時,在該溶液中 加入4 4 · 9 g曱基三甲氧基矽烷和6 8 · 6 g四乙氧基矽烷的混 合物。將所得溶液維持在59 I反應5小時。在該溶液中Z 入5 0 g之2 0 %硝酸水溶液。將所得混合物充分攪拌並冷 卻至至溫。在該溶液中加入4 〇 〇 g丙二醇丙_。接著,以 5 0 °C蒸發器,將所得溶液濃縮至其濃度達到丨〇 % (就完 全水解和縮合的產物含量而言)。其後,將1 0 g之1 〇 %
順丁烯二酸溶液於丙二醇丙醚、加入該濃縮液而得到反廉 混合物(8 ) 。 ^ 因此所得到之縮合和其他反應之產物,具有1 7· 9 nm之 迴轉半徑。 合成實施例9
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1286155 五、發明說明(42) 將470· 9 g蒸餾乙醇、233· 3 g離子交榼 %氫氧化鉀水溶液,導入以石英所製的环和1 〇·、4 g之25 内容物攪拌並同質化。在該溶液中加入4 :式燒,中。將 2烧和四乙氧基石夕烧的混合物。將所得溶; f 2 C反應2小時。在該溶液中加入5〇 §之2〇 夺 >谷液。將所得混合物充分攪拌並冷卻至宏、w ^ ,χ 丨王至溫。在該溶液中 力二侧g丙二醇丙醚。接著,以5() t蒸發器,將所得溶 =浪縮至其濃度達到10 % (就完全水解和縮合的產物含 罝而言)。其後,將10 g之10 %順丁烯二酸溶液於丙二 醇丙醚、加入該濃縮液而得到反應混合物(9 )。 因此所得到之縮合和其他反應之產物,具有24.6 nm 迴轉半徑。 〃 · 金-成實施你μ η 將470.9 g蒸餾乙醇、233·3 g離子交換水和1〇·4 g<25 %氫氧化鉀水溶液,導入以石英所製的可拆式燒瓶中。將 内谷物攪拌並同質化。在超過3 〇分鐘,在該溶液中加入: 44· 9 g甲基三曱氧基矽烷和68· 6 g四乙氧基矽烷的混合物 。將所得溶液維持在52 °C反應1小時。在該溶液中加入5〇 g之2 0 %硝酸水溶液。將所得混合物充分攪拌並冷卻至室
溫。在該溶液中加入4 〇 〇 g丙二醇丙醚。接著,以5 〇 蒸 發器’將所得溶液濃縮至其濃度達到1 〇 % (就完全水解矛: 縮合的產物含量而言)。其後,將1 0 g之1 〇 %順丁烯二酸 溶液於丙二醇丙醚、加入該濃縮液而得到反應混合物(i G
第46頁 1286155
具有21. 6 nm之 因此所彳寸到之縮合和其他反應之產物, 迴轉半徑。 合成比較例1 %四甲基氫氧化銨 相同步驟。因此, 除了使用1 0 % ϋ比咬水溶液來取代1 〇 水溶液之外,操作如合成實施例1中的 得到反應混合物(1 1 )。 具有3 · 8 nm之迴 因此所得到之縮合和其他反應之產物 轉半徑。 合成比較例2
將154· 甲基三曱氧基矽烷、288.83 g四曱氧基矽烷 和250 g之蒸餾丙二醇乙醚,導入以石英所製的可拆式燒 瓶中。在超過1小時,在該溶液中逐滴地加入2 9 7 g含有丄〇 g順丁烯二酸溶解於其中之離子交換水。將所得溶液在5〇 C反應3小時而得到反應混合物(丨2 )。 因此所得到之縮合和其他反應之產物,具有〇 · 2 之迴 轉半徑。 實施例1 將合成實施例1中所得到之反應混合物〇 )經過具有 0.2 # m開口直徑之鐵氟龍過濾器過濾,而得到本發明之 薄膜成形用組成物。 以旋轉塗佈法將所得組成物應用至矽晶圓上。 在PCT之後’該塗層薄膜具有低至2· 27的介電常數,並 且即使加以CMP也無受到損毁。再者,在pCT之後,該塗層 薄膜對該矽晶圓的黏著性令人滿意。
1286155 五、發明說明(44) 實施例2至1 0
從表1所示之個別的 且以實施例1中相同的 於表1。 才才料來製造薄膜成形用組成物,並 #法來評估。所得到評估結果顯示
PCT之後 黏著性 ο Ο Ο _〇 Ο Ο Ο ο ο ο
i應混 pct 之 ί 介雷堂
PCT之後 CMP阻抗力 〇 〇 — 〇 ’ 〇 — 〇—~~ δ δ ο ο ^ ~ο~ 比較例1 除了使用合成比較例1中所得的反應混合物 ,如實施例i中相同的方法來形成並評估塗;壤=)之外 儘管在進行PCT後之塗層薄膜的介電常數^ / 、。 相當低;但是該塗層薄膜在CMP後受到表面2^67,其為 在pct之後,該塗層薄膜的黏著性之評估結^毁。再者, 柱螺栓銷,在該矽晶圓和該塗層薄膜之門",關於五個 落。 、B界面上產生剝
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五、發明說明(45) 比較㈣ 除了使用合成比較例2中所得的反應混合物(i ” ,如貫施例1中相同的方法來形成並評估塗層薄膜。 在進行PCT後之塗層薄臈的介電常數高至3· 88。再者, 在PCT之後,該塗層薄膜的黏著性之評估結果,關於三個 柱螺栓銷’在該石夕晶圓和該塗層薄膜之間界面上產生剝 落。 根據本發明,可以經由在特殊鹼性化合物的存在下,將 至少一個烷氧基矽烷水解和/或縮合,來提供一種薄膜成 形用組成物(隔層絕緣膜材料),其在PCT之後的介電常 數特性,在PCT之後的CMP阻抗力,以及在PCT之後對基板 的黏著性優良。
C:\2D-CODE\90-07\90108711.ptd 第49頁 1286155 圖式簡單說明 « C:\2D-CODE\90-07\90108711.ptd 第50頁

Claims (1)

1286155 六、申請專利範圍
1 · 一種薄膜成形用組成物,其包含: (A)在水以及至少一個選自四烷基氫氧化銨、 機胺和金屬氫氧化物所組成的族群之化矢 …個選自下列化學式⑴所示化合物、下:存化^ 所示化口物和下列化學式(3)所示化合物所組成的族 矽烷化合物水解並縮合,所得到的水解和縮合產物、; RaSKOR1 )4.a 其中R表示氫原子、氟原子或單價有機基 機基;且a為1或2之整數; ;R1表示單價有 Si(0R2)4 其中R2表示單價有機基; R3“R4〇VbSi - (R7)d — Si(0R5)3_cR6c (3 ) 其中R3至R6可能是相同或不$,並且分別表示單價有機基 二t和c可能是相同或不同,並且分別為〇至2的數目;表 不氧原子、伸苯基、或是由—(CH2)n_所示官能基,其中n為 1至6的整數;且d為〇或1 ;以及 (B )有機溶劑。 (2
如,凊專利範圍第1項之薄膜成形用組成物,其中該 四烷f虱氧化銨包括四甲基氫氧化銨;月旨環族有機胺包栝 哌啶何生=、哌畊衍生物、吡咯啶衍生物、二吖雙環辛炼 二了吖雙裱壬烷和二吖雙環十一烯;且金屬氫氧化物包枯 氫氧化鈉、氫氧化鉀和氫氧化鋰。 —3/如申清專利範圍第1項之薄膜成形用組成物,其中, 母莫耳之矽烷化合物的所有烷氧基中,所使用至少一僩選
1286155 六、申讀專利範圍 — 的Γ ΐ基氨氧化錄、脂環族有機胺和金屬氫氧化物所組成 、矢群之化合物的量為0.00 00 1至10 m〇l。 赤t如申請專利範圍第1項之薄膜成形用組成物,其pH為7 执更低。 ^如申請專利範圍第i項之薄膜成形用組成物,其中 械洛劑(B )包含以下列化學式(4 )所示之溶劑: R80(CHCH3CH20)eR9 (4 ) 和R9分別獨立地表示氛原子,或是選自具扪 二原^之燒基和CHJO—所組成的族群之單價有機基; 為1或2的整數。 且e 項一中種杯薄膜成形用方法,其包含將如申請專利範圍第! 加熱該所得塗層。 應用於基板上,然後 7· —種矽石基膜,係以如申請專利 形用方法所得到的。 和乾圍弟6項之薄臈成
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TW90108711A 2000-04-10 2001-04-10 Composition for film formation, method of film formation, and silica-based film TWI286155B (en)

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