一种多孔超低介电常数材料薄膜及其制备方法

摘要

本发明属于集成电路制造技术领域，具体涉及一种多孔超低介电常数薄膜材料及其制备方法。本发明的制备过程采用溶胶-凝胶工艺，以有机硅氧烷为前驱体，通过控制前驱体、成孔剂、催化剂和溶剂的比例、溶液的浓度，以及合成、后处理及退火温度等条件，制备了一种超低介电常数多孔薄膜材料。该工艺过程简单，所制备的薄膜中含有有序纳米孔，薄膜表面均匀，粗糙度低，并且热稳定性好，介电常数为1.9-2.0，在1MV/cm时漏电流密度在10-8～10-9A/cm2数量级。

主权项

一种多孔低介电常数材料薄膜，其特征在于该薄膜以甲基三乙氧基硅烷和1，2‑二(三乙氧基硅基)乙烷的混合物为前躯体，采用溶胶、凝胶法制备获得，该薄膜热稳定性高达500℃，并且含有有序纳米孔，介电常数为1.9‑2.0；该薄膜制备的具体步骤为：(1)将前驱A和B组成的混合前躯体、成孔剂、催化剂、溶剂混合，在40‑80℃搅拌0.5‑10小时，得到透明成膜液；其中，A为甲基三乙氧基硅烷，B为1，2‑二(三乙氧基硅基)乙烷，成孔剂为P123，催化剂为HCl；(2)在16～40℃下，将上述成膜液旋涂成厚为200‑400nm的薄膜，旋涂速率分阶段变化为：以500‑1000rpm的转速旋转10‑12秒，再加速至2000‑3000rpm的状态下旋转20‑25秒；薄膜静置10‑60分钟，然后移入40‑80℃烘箱陈化10～80小时；(3)将陈化后的薄膜在250‑500℃的氮气气氛中退火1‑10小时；其中，所述步骤(1)中成膜液组分摩尔百分比为：前躯体A：9.10×10‑3～18.61％，前躯体B：5.25×10‑3～27.94％，成孔剂P123：0.10×10‑3～28.25％，催化剂HCl：1.80×10‑3～0.71％，H2O：50.93～99.90％；所述成膜液中溶剂为乙醇，成膜液浓度为20～40wt％。