发明名称 制造微孔二氧化矽薄膜之以醇类为主之先质
摘要 本发明系关于微孔介电薄膜及其制造方法,此种薄膜可应用在积体电路的制造中,此种薄膜系由一种烷氧基矽院之先质;一种极低挥发性之溶剂组合物,它包含一可与水和烷氧基矽烷互溶之C1到C4烷撑二醇的C1到C4烷基醚类,具有一不大于0.0084莫耳/立方公分的羟基浓度,一在大气压下不低于约175℃的沸点以及一不小于约120的重量平均分子量;一种极高挥发性之溶剂组合物,其沸点低于该极低挥发性溶剂组合物之沸点;选择性使用之水以及选择性使用之一催化剂量的某种酸所制造而成。
申请公布号 TW504514 申请公布日期 2002.10.01
申请号 TW087118130 申请日期 1998.10.31
申请人 联合标志公司 发明人 史帝芬威理斯;詹姆士卓格;泰瑞莎 拉莫斯;道格拉斯M.史密斯
分类号 C07F7/04;C01B13/32 主分类号 C07F7/04
代理机构 代理人 陈长文 台北巿敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种微孔二氧化矽烷先质组合物,它包含至少一 种烷氧基矽烷;至少一种极低挥发性之溶剂组合物 ,它包含一可与水和烷氧基矽烷互溶之C1到C4伸烷 二醇的直线或侧链C1到C4烷基醚类,具有一不大于0. 0084莫耳/立方公分的羟基浓度,一在大气压下不低 于175℃的沸点以及一不小于120的重量平均分子量; 至少一种极高挥发性之溶剂组合物,其沸点低于该 极低挥发性溶剂组合物之沸点及选择性使用之水 。2.根据申请专利范围第1项之组合物,包含水。3. 根据申请专利范围第1项之组合物,更进一步包含 一催化剂量之酸。4.根据申请专利范围第1项之组 合物,包含水及一催化剂量之酸两者。5.根据申请 专利范围第1项之组合物,既不含水也不含一催化 剂量之酸。6.根据申请专利范围第1项之组合物,其 中之酸为有机酸。7.根据申请专利范围第1项之组 合物,其中之酸为矿酸。8.根据申请专利范围第1项 之组合物,其中之酸为硝酸。9.根据申请专利范围 第1项之组合物,其中该烷氧基矽烷包含一种以上 选自于由具有下列化学式之烷氧基矽烷所构成之 群属的成份: 其中R基团中至少有两个各别是C1到C4的烷氧基,而 其余,若有的话,则系各别选自于由氢原子、烷基 、苯基、卤素原子、有取代基苯基等所构成之群 属。10.根据申请专利范围第9项之组合物,其中每 一R为甲氧基、乙氧基或丙氧基。11.根据申请专利 范围第1项之组合物,其中该烷氧基矽烷包含一种 以上选自于由四乙氧基矽烷及四甲氧基矽烷所构 成之群属的成份。12.根据申请专利范围第1项之组 合物,其中该极高挥发性溶剂组合物具有一不高于 120℃的沸点。13.根据申请专利范围第1项之组合物 ,其中该极高挥发性溶剂组合物包含一种以上选自 于由甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇及其 混合物所构成之群属的成份。14.根据申请专利范 围第1项之组合物,其中该极高挥发性溶剂组合物 包含一缩贰乙二醇一甲基醚(或二甘醇一甲基醚) 、二缩二乙二醇一甲基醚(或三甘醇一甲基醚)、 三缩四乙二醇一甲基醚(或四甘醇一甲基醚)、一 缩贰丙二醇一甲基醚、二缩三丙二醇一甲基醚及 其混合物等。15.根据申请专利范围第1项之组合物 ,其中该先质组合物具有不超过250ppb(十亿分之一) 的微量金属不纯物。16.一种在一基板上形成一微 孔介电涂层的方法,它包含: a)将一种包含至少一种烷氧基矽烷的微孔二氧化 矽烷先质组合物;至少一种极低挥发性之溶剂组合 物,它包含一可与水和烷氧基矽烷互溶之C1到C4伸 烷二醇的直线或侧链C1到C4烷基醚类,具有一不大 于0.0084莫耳/立方公分的羟基浓度,一在大气压下 不低于175℃的沸点以及一不小于120的重量平均分 子量;至少一种极高挥发性之溶剂组合物,其沸点 低于该极低挥发性溶剂组合物之沸点及选择性使 用之水,由此而形成一混合物并引发烷氧基矽烷的 部份水解反应和部份凝结反应; b)在蒸发至少一部份之极高挥发性溶剂组合物的 同时,令该组合物沉积到一基板上; c)令该组合物暴露于一水蒸气和一硷性蒸气中,以 及 d)蒸发至少一部份之极低挥发性溶剂组合物,由此 而在该基板上生成一极高孔隙度、低介电常数之 含矽聚合组合物。17.根据申请专利范围第16项之 方法,其中步骤(a)中包括将水搀混在组合物中。18. 根据申请专利范围第16项之方法,其中步骤(a)中进 一步包括将一催化剂量之酸搀混在组合物中。19. 根据申请专利范围第16项之方法,其中之酸为有机 酸。20.根据申请专利范围第16项之方法,其中之酸 为矿酸。21.根据申请专利范围第16项之方法,其中 之酸为硝酸。22.根据申请专利范围第16项之方法, 其中该烷氧基矽烷包含一种以上选自于由具有下 列化学式之烷氧基矽烷所构成之群属的成份: 其中R基团中至少有两个各别是C1到C4的烷氧基,而 其余,若有的话,则系各别选自于由氢原子、烷基 、苯基、卤素原子、有取代基苯基等所构成之群 属。23.根据申请专利范围第22项之方法,其中每一R 为甲氧基、乙氧基或丙氧基。24.根据申请专利范 围第16项之方法,其中该烷氧基矽烷包含一种以上 选自于由四乙氧基矽烷及四甲氧基矽烷所构成之 群属的成份。25.根据申请专利范围第16项之方法, 其中该极高挥发性溶剂组合物具有一不高于120℃ 的沸点。26.根据申请专利范围第16项之方法,其中 该极高挥发性溶剂组合物包含一种以上选自于由 甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇及其混合 物所构成之群属的成份。27.根据申请专利范围第 16项之方法,其中该极高挥发性溶剂组合物包含一 缩贰乙二醇一甲基醚(或二甘醇一甲基醛)、二缩 三乙二醇一甲基醚(或三甘醇一甲基醚)、三缩四 乙二醇一甲基醚(或四甘醇一甲基醚)、一缩贰丙 二醇一甲基醚、二缩三丙二醇一甲基醚及其混合 物等。28.根据申请专利范围第16项之方法,其中该 硷性蒸气包含一种以上选自于由氨气、胺类及其 混合物所构成之群属的成份。29.根据申请专利范 围第16项之方法,其中水蒸气对硷性蒸气之莫耳比 介于从1:3到1:100的范围内。30.根据申请专利范围 第16项之方法,其中该硷性蒸气具有一小于9的pKb。 31.根据申请专利范围第16项之方法,其中该基板包 含浮凸之线路图案,该线路包含一金属、一氧化物 、一氮化物和/或一氧基氮化物物质。32.根据申请 专利范围第16项之方法,其中该基板包含一半导体 材料。33.根据申请专利范围第16项之方法,其中该 基板包含矽或砷化锗。34.根据申请专利范围第16 项之方法,其中水蒸气对硷性蒸气之莫耳比介于从 1:3到1:100的范围内。35.根据申请专利范围第16项之 方法,其中该先质组合物具有不超过250ppb (十亿分 之一)的微量金属不纯物。36.利用申请专利范围第 16项之方法所制成的涂覆基板。37.一种半导体装 置,其系利用下列方法所制成,该方法包含: a)将一种包含至少一种烷氧基矽烷的微孔二氧化 矽烷先质组合物;至少一种极低挥发性之溶剂组合 物,它包含一可与水和烷氧基矽烷互溶之C1到C4伸 烷二醇的直线或侧链C1到C4烷基醚类,具有一不大 于0.0084莫耳/立方公分的羟基浓度,一在大气压下 不低于175℃的沸点以及一不小于120的重量平均分 子量;至少一种极高挥发性之溶剂组合物,其沸点 低于该极低挥发性溶剂组合物之沸点及选择性使 用之水,由此而形成一混合物并引发烷氧基矽烷的 部份水解反应和部份凝结反应; b)在蒸发至少一部份之极高挥发性溶剂组合物的 同时,令该组合物沉积到一半导体基板上; c)令该组合物暴露于一水蒸气和一硷性蒸气中,以 及 d)蒸发至少一部份之极低挥发性溶剂组合物,由此 而在该半导体基板上生成一极高孔隙度、低介电 常数之含矽聚合组合物。38.根据申请专利范围第 37项之半导体装置,其中步骤a)中进一步包括将一 催化剂量之酸搀混在组合物中。39.根据申请专利 范围第38项之半导体装置,其中之酸为有机酸。40. 根据申请专利范围第38项之半导体装置,其中之酸 为矿酸。41.根据申请专利范围第38项之半导体装 置,其中之酸为硝酸。图式简单说明: 图1为一以乙醇稀释之乙二醇先质之分子量做为时 间之函数的变化图形。 图2为一以乙醇稀释之三缩四乙二醇一甲基酸(或 四甘醇一甲基醚)先质之分子量做为时间之函数的 变化图形。 图3为一由三缩四乙二醇(或四甘醇)所制造之200毫 米晶圆的厚度均匀度图形。 图4为一由三缩四乙二醇一甲基醚(或四甘醇一甲 基醚)所制造之200毫米晶圆的厚度均匀度图形。
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