发明名称 低介电常数膜及其制造方法、及使用该低介电常数膜之电子零件
摘要 多孔性金刚石微粒子膜,已知可作为高耐热性低介电常数膜,此外,机械强度及热传导性也高,因而希望可作为半导体积体电路元件之多层配线用绝缘膜,但因其电流-电压特性不充分,而无法达到实用化。在本发明中,系将多孔性金刚石微粒子,以碳酸盐硫酸盐为不溶性或溶解度低之钡、钙等金属盐溶液;六甲基二矽氮烷及三甲基一氯矽烷等疏水化剂;及含有二氯四甲基二矽氧烷或二甲氧基四甲基二矽氧烷之任一者之强化剂进行处理,藉此可将绝缘破坏电压与漏电流调整到实用基准的规定范围内。
申请公布号 TWI256090 申请公布日期 2006.06.01
申请号 TW093121309 申请日期 2004.07.16
申请人 乐华股份有限公司;独立行政法人科学技术振兴机构 发明人 樱井俊男;高萩隆行;上弘之;新宫原正三;富本博之
分类号 H01L21/36;H01L21/76 主分类号 H01L21/36
代理机构 代理人 恽轶群 台北市松山区南京东路3段248号7楼;陈文郎 台北市松山区南京东路3段248号7楼
主权项 1.一种低介电常数膜,系由至少具有金刚石微粒子 与空隙之膜所形成者,其特征在于:前述低介电常 数膜含有选自于在常温下碳酸盐或硫酸盐溶解度 在1g/100g以下之金属群之至少1种金属。 2.如申请专利范围第1项之低介电常数膜,其中前述 金属,系选自于由钙、锶、钡、汞、银、铅、镭所 构成之群组之至少1种。 3.一种低介电常数膜,系由至少具有金刚石微粒子 与空隙之膜所形成者,其特征在于:前述低介电常 数膜系以选自于在常温下碳酸盐或硫酸盐溶解度 在1g/100g以下之金属群之至少1种金属之盐的水溶 液进行处理者。 4.如申请专利范围第3项之低介电常数膜,系以选自 于由钙、锶、钡、汞、银、铅、镭所构成之群组 之至少1种金属之盐的水溶液进行处理者。 5.一种电子零件,系至少以申请专利范围第1至4项 中任一项之低介电常数膜作为其中一个构成要件 。 6.一种低介电常数膜,系由至少具有金刚石微粒子 与空隙之膜所形成者,其特征在于:前述金钢石微 粒子表面具有可置换羟基,且相对于前述羟基具有 疏水性之一般式-X基。 7.如申请专利范围第6项之低介电常数膜,其中前述 一般式-X基之X,系选自于由氢、氟、C1~C4烷基、苯 氧基、o-(m-或p-)烷基苯氧基(其中,烷基为C1~C4)、 OCOR、OCONRR'、OSiR3[其中,R、R'为氢、C1~C4烷基、苯 基、o-(m-或p-)烷基苯基]所构成之群组之至少1种。 8.如申请专利范围第6项或第7项之低介电常数膜, 其中前述一般式-X基之X,系OSiR3(其中R为C1~C4烷基) 。 9.一种电子零件,系至少以具有申请专利范围第6项 或第7项之低介电常数膜作为其中一个构成要件。 10.一种电子零件,系至少以具有申请专利范围第8 项之低介电常数膜作为其中一个构成要件。 11.一种低介电常数膜之制造方法,系使金刚石微粒 子表面上之活性羟基与疏水化剂进行反应。 12.如申请专利范围第11项之低介电常数膜之制造 方法,其中前述疏水化剂,系选自于由六烷基二矽 氮烷、三烷基单卤矽烷、三苯基单卤矽烷、芳基 化烷基单卤矽烷、二烷基二卤矽烷、三烷基一甲 氧基矽烷、三苯基一甲氧基矽烷、芳基化一烷氧 基烷基矽烷、二烷基二甲氧基矽烷、重氮烷烯所 构成之群组之至少1种。 13.一种低介电常数膜,系由至少具有金刚石微粒子 与空隙之膜所形成者,其特征在于:前述金刚石微 粒子表面系藉由下述(a)之至少一种单一物质,或下 述(a)之至少一种与下述(b)之至少一种的混合物质 进行处理者,又, (a)以一般式XnR3-nSi(OSi)mR3-nXn所表示之物质; (b)以一般式X3Si(OSi)mX3所表示之物质; (但,n=1或2、m=0至3之整数;X为卤基、C1~C6烷基或苯 氧基;R为C1~C6烷基)。 14.如申请专利范围第13项之低介电常数膜,其中于 前述(a)一般式及前述(b)一般式中,X系选自于由氯 基、甲氧基、乙氧基所构成之群组之至少1种,又,R 为甲基或乙基。 15.如申请专利范围第13项或第14项之低介电常数膜 ,其中于前述(a)一般式及前述(b)一般式中之m为1。 16.如申请专利范围第13项或第14项之低介电常数膜 ,其中前述(a)一般式中之n为1。 17.如申请专利范围第15项之低介电常数膜,其中前 述(a)一般式中之n为1。 18.如申请专利范围第13项之低介电常数膜,其中前 述(a)一般式之物质,系选自于由二氯四甲基二矽氧 烷、二甲氧基四甲基二矽氧烷、四氯二甲基二矽 氧烷、四甲氧基二甲基二矽氧烷所构成之群组之 至少1种,又,前述(b)一般式之物质,系选自于由六氯 二矽氧烷、六甲氧基二矽氧烷、六乙氧基二矽氧 烷所构成之群组之至少1种。 19.如申请专利范围第13项之低介电常数膜,系由至 少具有金刚石微粒子与空隙之膜所形成者,其特征 在于:前述金刚石微粒子表面系藉由X为C1~C6烷基或 苯氧基之前述(b)之一般式之至少1种进行处理。 20.一种电子零件,系至少以申请专利范围第13~14、 18~19项中任一项之低介电常数膜作为其中一个构 成要件。 21.一种电子零件,系至少以申请专利范围第15项之 低介电常数膜作为其中一个构成要件。 22.一种电子零件,系至少以申请专利范围第16项之 低介电常数膜作为其中一个构成要件。 23.一种电子零件,系至少以申请专利范围第17项之 低介电常数膜作为其中一个构成要件。 24.一种低介电常数膜之制造方法,系用以制造申请 专利范围第13项之低介电常数膜者,该制造方法系 使金刚石微粒子表面上之羟基,和(a)之至少一种的 单一物质,或和(a)之至少一种与(b)之至少一种的混 合物质进行化学反应。 25.如申请专利范围第24项之低介电常数膜之制造 方法,其中前述(a)一般式之物质,系选自由于二氯 四甲基二矽氧烷、二甲氧基四甲基二矽氧烷、四 氯二甲基二矽氧烷、四甲氧基二甲基二矽氧烷所 构成之群组之至少1种,又,前述(b)一般式之物质,系 选自于由六氯二矽氧烷、六甲氧基二矽氧烷、六 乙氧基二矽氧烷所构成之群组之至少1种。 图式简单说明: 第1图系显示本发明之多孔性金刚石微粒子膜,在 钡处理前后的电流-电压特性之图表。括弧内的値 表示电容率。 第2图系显示本发明之多孔性金刚石微粒子膜,在 疏水化处理前后之的电流-电压特性之图表。 第3图系显示本发明之多孔性金刚石微粒子膜,在 实施例1(■符号)与比较例1(符号)所获得之低介 电常数膜的电流-电压特性之图表。 第4图系显示本发明之多孔性金刚石微粒子膜,在 实施例2(■符号)所获得之低介电常数膜的电流-电 压特性之图表。
地址 日本
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