形成多孔膜的組合物及其製備方法和用途的製作方法
2023-05-02 20:38:31 1
專利名稱：形成多孔膜的組合物及其製備方法和用途的製作方法
背景技術：
發明領域本發明涉及形成薄膜的組合物和其製備方法，其中能夠形成具有低介電常數和降低雜質以及優良的機械強度的多孔膜；多孔膜及其形成方法，和在內部含有多孔膜的半導體器件。
相關工藝的描述在半導體集成電路的製造中，由於電路較緊湊的擠在一起，互相連結電容的增加導致互連延遲時間的增加，其中是在金屬互連之間的寄生電容，由此阻礙了半導體電路性能的提高。RC延遲稱為互連延遲時間，其為正比於金屬互連的電阻和在互連之間靜態電容的乘積。降低互連延遲時間要求降低金屬互連的電阻或互連的電容。
減少互連金屬電阻和互連電容可以防止密集擁擠的半導體器件引起互連延遲，由此得到具有低功率消耗的小體積和更快的半導體器件。
在試圖減少金屬互連的電阻中，近些年來，在多層互連的結構中使用金屬銅互連多於常規鋁互連。因此，單獨使用這一結構限制了性能的提高，如此對於較高的半導體性能而言迫切需要減少互連電容。
減少互連電容的一種方法是減少在金屬互連之間設置的層間絕緣膜的介電常數。作為這種具有低相對介電常數的絕緣膜，已經考慮使用多孔膜代替已經常規使用的氧化矽膜。可以說多孔膜是作為具有2.0或更小的相對介電常數材料的僅有的實用膜，已經建議了形成多孔膜的各種方法。形成這種多孔膜的材料包括形成多孔膜的組合物，所述多孔膜通過烷氧基矽烷的水解和縮合製造。
常規上，因為其高的熱和化學穩定性，烷氧基矽烷的水解和縮合產物被用為電子材料的絕緣材料。在有機溶劑中和酸或鹼催化劑存在下通過烷氧基矽烷和水的反應製造。烷氧基矽烷已經純化並防止進入金屬雜質從而獲得高純絕緣產物，其適用於電子材料。然而，最近需求高性能絕緣材料，尤其具有低介電常數的材料。這是由於低介電常數的絕緣材料不容易引起微小的互連線的延遲。儘管通過引入孔進入絕緣膜可以有效地得到低介電常數材料，但是孔的引入降低了機械強度。因此，要求這種絕緣材料能夠同時滿足低介電常數和高機械強度。
另一方面，已知在烷氧基矽烷的水解和縮合反應中使用強鹼生產硬氧化矽固體。據報導通過在強鹼存在下的水解和縮合生產具有低介電常數的絕緣材料。然而，常規和普遍可得的作為強鹼催化劑的氫氧化四烷基銨是通過從叔胺和烷基滷化物之間的反應產物中除去滷素生產的。結果，鹼性滷化物副產物殘留在氫氧化四烷基銨中，從而其含有顯著的金屬和滷素雜質。當使用不純化的氫氧化四烷基銨時，金屬和滷素雜質混入由烷氧基矽烷水解和縮合得到的組合物中。然後，要求另外許多的步驟以除去這些雜質。
如上提到的，常規材料有這樣的問題，不能同時得到低介電常數和強機械強度。而且，在常規方法中生產的多孔膜的組合物具有其中含有大量金屬和滷素雜質的問題。進一步，當常規多孔膜作為絕緣膜被摻入半導體器件的多層互連時，有這樣的問題，當膜具有製造半導體器件必要的機械強度時，薄膜就不能得到足夠的低介電常數，以及當膜具有低介電常數時，就不能得到足夠的機械強度。
如此，當在半導體器件的多層互連中用作絕緣膜的多孔膜的介電常數是太高時，在半導體器件的多層互連中增加RC延遲和不能改進半導體器件性能(高速和低功率消耗)。這顯示存在很大的問題。而且，具有低的機械強度的多孔膜有損於半導體器件的可靠性。
發明概述本發明的目的是提供由水解和縮合生產的組合物，包括少量的金屬和滷素雜質，這種組合物可以被用為電子材料，以及提供一種具有低介電常數的多孔絕緣膜，所述的多孔膜通過塗布和焙燒這一組合物得到。本發明的另一個目的是提供高性能和高可靠的半導體器件，所述的器件內部包括多孔膜。
努力達到這些目標以後，發明者發現氫氧化四烷基銨，包含減少量的滷素和金屬雜質，其中硼計算在金屬雜質內，是烷氧基矽烷水解和縮合反應中的優良鹼性催化劑，以生產出可賦予高硬度的氧化矽組合物，所述的氫氧化四烷基銨由季銨碳酸鹽的電解得到，所述的季銨碳酸鹽由三烷基胺和二烷基碳酸酯之間的反應生產。然後，他們完成了這一發明。
按照本發明，提供了一種製造形成多孔膜組合物的方法，包括在氫氧化三烷基甲銨為催化劑的存在下，在有機溶劑中烷氧基矽烷或烷氧基矽烷的部分水解產物的水解和縮合步驟，其中烷氧基矽烷是選自如下通式(1)到(4)代表的一種或多種化合物，並且，由如下通式(5)代表氫氧化三烷基甲銨，
中Z1，Z2，Z3，Z4，Z5，Z6，Z7，Z8，Z9和Z10各個獨立代表具有1～6個碳原子的烷氧基；各個R1，R2，R3，R4，R5和R6獨立代表一價烴基，其可被取代或不被取代；和R7，R8和R9各個獨立代表具有1～6個碳原子的烷基。
而且，按照本發明，提供了由所述方法製造的成膜組合物，和在基質上施加所述的組合物從而形成薄膜以及焙燒它形成的低介電薄膜。低介電薄膜包含減少量的金屬和滷素雜質。
按照本發明，提供一種由烷氧基矽烷的水解和縮合，而不需用特別精製步驟而生產的組合物，所述組合物包含金屬和滷素雜質，所述的雜質含量已降低到足夠低的程度滿足電子材料應用的要求。而且，可以提供具有合適機械強度的低介電常數絕緣膜。
本發明的半導體器件包括在其中的多孔膜，所述多孔膜由一種組合物形成，組合物包含10ppm或更少的滷素雜質和100ppb或更少的金屬雜質，這裡把硼計算在金屬雜質內，在有機溶劑中，及在氫氧化三甲銨為催化劑的存在下，由烷氧基矽烷或烷氧基矽烷的部分水解產物的水解和縮合製備該組合物，其中烷氧基矽烷是一種或多種選自由以上通式(1)～(4)代表的化合物。尤其是，所述的多孔膜在半導體器件中可以用作多層互連的絕緣膜。
如此，保持得到的半導體器件機械強度，降低多孔膜的吸溼性質。所以，獲得具有低介電常數的內置絕緣膜的半導體器件。因為降低了絕緣膜的介電常數，所以降低了圍繞多層互連區域的寄生電容，導致半導體器件的高速運行和低功率消耗。
而且，對發明的半導體器件，優選的是，所述的多孔膜是通過在多層互連的相同層中金屬互連之間的絕緣膜組成，或通過直立的金屬互連層之間層間絕緣膜組成。這種構造可以達到高性能和高度可靠的半導體器件。
按照本發明，可以獲得絕緣膜形成的組合物，所述的組合物包括極少量的滷素和金屬雜質。另外，通過應用組合物從而形成薄膜並焙燒它可以獲得具有低介電常數和高機械強度的絕緣膜。另外，多孔物的使用能夠生產高性能和高可靠性半導體器件，所述的多孔物是通過本發明的組合物作為多層互連的絕緣膜形成的。
附圖簡述
圖1是本發明半導體器件的截面圖。
優選實施方式的詳細描述如下將詳細解釋本發明。
本發明的精製方法涉及絕緣材料塗布液的精製方法，所述絕緣材料可應用於電子材料，特別是組合物的精製方法，其中組合物作為多孔層之間具有低介電常數的絕緣膜。
為了製造多孔氧化矽層間(或中間層)絕緣膜，使用特定的樹脂、溶劑、催化劑和添加物以形成穩定的微孔。為得到焙燒膜的溶解性和要求的物理性質，可使用的溶劑受到了極大地限制。例如，可以使用按任意比例與水混合的溶液。結果，在溶液中除去金屬和離子雜質是困難的。儘管有報導在低介電常數和存儲穩定性方面丙二醇單丙醚是特別優良的一種溶劑(日本專利臨時出版號2000-345041)。然而，因為這一溶劑以任意比例與水混合，經過通常水洗的精製是困難的。
因此，有必要儘可能地使來自原材料或其它的雜質量最少。然而，除去來自氫氧化四烷基銨的雜質是比除去來自用作溶劑或原料的烷氧基矽烷的雜質更困難的，因為氫氧化四烷基銨不能使用通常的蒸餾精製。
對於生產具有少量雜質的氫氧化四烷基銨的方法，有一種方法，其中包括從三烷基胺和二烷基碳酸酯之間反應得到的產物的電解，使用陽離子交換膜作為隔膜(日本專利出版(JP-B)號63-15355)。在這一方法中，三烷基胺與二甲基碳酸酯反應生產碳酸三烷基甲銨，其隨後在電解槽中被電解，所述的槽具有陽離子交換膜為隔膜以生產氫氧化四烷基銨。結果，可以獲得含有甲基的高純三烷基銨。
按照本發明，氫氧化四烷基銨被用於烷氧基矽烷混合物的水解和縮合的催化劑，所述的氫氧化四烷基銨具有少量滷素和金屬雜質，並按照如上製造方法生產的。因此，不需要如水洗的煩瑣步驟通過烷氧基矽烷的水解和縮合可以生產高純的組合物。另外，當該組合物被用於形成絕緣膜組合物中的主要成分時，通過施加該組合物在一種基質上並焙燒它生產具有低介電常數和足夠的機械強度的絕緣膜。
由通式(5)代表本發明中使用的三烷基甲銨，其中R7～R9各個獨立地代表一價烴基，其可被取代或不被取代。R7～R9的全部碳原子數優選可以是4～15。
在本發明中使用的氫氧化三烷基甲銨催化劑可以包括氫氧化四甲銨，氫氧化乙基三甲銨，氫氧化丙基三甲銨，氫氧化丁基三甲銨，氫氧化戊基三甲銨，氫氧化己基三甲銨，氫氧化二乙基二甲銨，氫氧化二丙基二甲銨，氫氧化二丁基二甲銨，氫氧化三乙基甲銨，氫氧化三丙基甲銨，氫氧化三丁基甲銨。
在本發明中使用的烷氧基矽烷可以選自由通式(1)代表的單官能矽烷，由通式(2)代表的雙官能矽烷，由通式(3)代表的三官能矽烷，和由通式(4)代表的四官能矽烷。
在通式(1)～(4)中的Z1～Z10各個可以是獨立地代表具有1～6個碳原子的烷氧基，優選包括甲氧基，乙氧基，正丙氧基，和異丙氧基。
在通式(1)～(4)中R1～R6各個可以獨立地代表取代或非取代一價烴基，優選包括甲基，乙基，正丙基，異丙基，正丁基和苯基。
在本發明使用的烷氧基矽烷可以包括四官能矽烷如四甲氧基矽烷，四乙氧基矽烷，四丙氧基矽烷和四丁氧基矽烷；三官能矽烷如甲基三甲氧基矽烷，甲基三乙氧基矽烷，甲基三丙氧基矽烷，甲基三丁氧基矽烷，乙基三甲氧基矽烷，乙基三乙氧基矽烷，乙基三丙氧基矽烷，乙基三丁氧基矽烷，丙基三甲氧基矽烷，丙基三乙氧基矽烷，丙基三丙氧基矽烷，丙基三丁氧基矽烷，乙烯基三甲氧基矽烷，乙烯基三乙氧基矽烷，乙烯基三丙氧基矽烷，乙烯基三丁氧基矽烷，苯基三甲氧基矽烷，苯基三乙氧基矽烷，苯基三丙氧基矽烷和苯基三丁氧基矽烷；雙官能矽烷如二甲基二甲氧基矽烷，二甲基二乙氧基矽烷，二乙基二甲氧基矽烷和二乙基二乙氧基矽烷；單官能矽烷如三甲基甲氧基矽烷，三甲基乙氧基矽烷，及其混合物，和其部分水解的產物。
可以通過添加烷氧基矽烷或部分水解的烷氧基矽烷的混合物到有機溶劑、水和作為水解催化劑的氫氧化四烷基銨的混合物中，進行水解和縮合反應。
在本發明中使用的有機溶劑可以包括醇類如甲醇，乙醇，正丙醇，異丙醇，正丁醇，2-丁醇和異丁醇；醚類如四氫呋喃，二氧雜環己烷，乙二醇甲醚，乙二醇乙醚，乙二醇丙醚，乙二醇丁醚，丙二醇甲醚，丙二醇乙醚，丙二醇丙醚和丙二醇丁醚。
有機溶劑和水的混合比優選可以是有機溶劑/水為90/10～10/90。依據全部溶劑重量(有機溶劑和水)可以加入0.01～20wt％量的烷氧基矽烷或部分水解的烷氧基矽烷的混合物。應該注意到所述的0.01～20wt％的量是通過完全縮合得到的產物量。在烷氧基矽烷或部分水解的烷氧基矽烷中依據矽烷的摩爾數可以加入0.1～10,000摩爾％量的氫氧化三烷基甲銨。
水解和縮合的反應溫度可以是在0～100℃，優選30～80℃，更優選50～80℃。儘管可以立即全部加入烷氧基矽烷，但是優選在0～10小時期間逐滴加入。在逐漸滴加之後，優選進行熱老化，其中可以在50～80℃老化0～10小時。
基於聚丙烯利用凝膠滲透色譜(GPC)，通過烷氧基矽烷或部分水解的烷氧基矽烷的水解和縮合得到的產物有10,000～1,000,000的重均分子量。這是因為具有在這一範圍的重均分子量的產物能夠溶解在有機溶劑中，從而自旋塗布是可以適用的。
可以使用通過烷氧基矽烷水解和縮合得到的產物作為形成絕緣膜的組合物。可以向產物中加入高沸點的溶劑，或者可以進行產物的溶劑置換從而生產形成絕緣膜的組合物。在一些情況下，可以向產物中加入添加劑或催化劑以便生產形成絕緣膜的組合物。當然，可以加入精製步驟如用水洗滌以獲得更高純度的形成絕緣膜的組合物。
按照本發明，在形成絕緣膜組合物中含有的滷素雜質是10ppm或更少，以及為所有雜質總量的金屬雜質是100ppb或更少。
滷素雜質含量是所有氟，氯，溴和碘的雜質總量，以及使用燃燒法通過用庫侖滴定測量依據氯(重量)得到的。
金屬雜質可以是金屬的雜質包括Li，B，Na，Mg，Al，K，Ca，Cr，Mn，Fe，Ni，Cu，Zn，Sn和Pb並用ICP-MS分析。
形成絕緣膜的組合物可以被自旋塗布在矽基質上，並焙燒以便生產具有低介電常數的絕緣膜。焙燒的絕緣膜可以有2.7或更低的介電常數。如果選擇合適的條件能夠得到具有2.2或2.0或更低介電常數的絕緣膜。這些薄膜有高機械強度，其中實際上遠足以用做互連線路。將解釋進一步的細節。
用合適的自旋轉數，通過自旋塗布適當控制濃度的塗布液形成具有要求厚度的膜。例如，薄膜的實際膜厚可以是約0.2～1微米，但是不限於這一範圍。例如，通過幾次施加塗布液能夠增加薄膜的厚度。用於稀釋溶液的溶劑可以包括如用於置換以製備塗布液所述的溶劑中同樣的溶劑。可以使用單一或二種或以上更多溶劑混合物的溶劑。
儘管稀釋程度取決於粘度和要求的厚度，但是在稀釋溶液中通常含有50～99wt％，優選75～95wt％的溶劑。
在50～150℃乾燥步驟中可以優選加熱如此製備的膜幾分鐘(在半導體工藝中通常稱為預烤)以便除去溶劑。為硬化塗布的薄膜緊接著乾燥過程是加熱步驟。在加熱步驟中，塗布的薄膜可以優選加熱到150～500℃，更優選200～400℃。加熱時間可以是1～300分鐘，更優選1～100分鐘。
得到的薄膜在整個薄膜中有高的機械強度。納米凹痕測量，硬度通常是1～10GPa並彈性模量通常是5～50GPa。這表明得到的薄膜比多孔材料有更高的機械強度，所述的孔材料通過添加熱分解聚合物到聚矽氧烷樹脂並熱除去聚合物從而形成孔來生產的。這是因為該材料有0.05～2GPa的硬度並彈性模量在1.0～4.0GPa。
在半導體集成電路中本發明的多孔膜特別優選作為互連的層間絕緣膜。當高度集成時，為了防止互連延遲要求半導體器件降低互連電容。已經發展的各種方法達到這一點，並它們之一是降低層間絕緣膜的相對介電常數，所述的層間絕緣膜被設置在金屬互連之間。當為形成本發明的多孔膜通過使用組合物製備層間絕緣膜時，可以使半導體器件小型化並更快和消耗更少的功率。
有一個常規的問題，當通過在膜中引入多孔以便降低介電常數製備多孔膜時，膜的機械強度隨著組成膜材料密度的減少而減少。機械強度的降低不僅影響半導體器件本身的強度，而且在通常用在製造工藝中的化工機械拋光工藝中由於沒有足夠的強度引起剝落。特別是，當用做半導體層間絕緣膜時，本發明的具有高機械強度和低介電常數的多孔膜防止這樣的剝落，由此可能製造高速，高可靠和小體積的半導體器件。
如下將描述本發明半導體器件的實施例。圖1表明本發明半導體器件示例的截面圖。
在圖1中，基質1是Si半導體基質如Si基質或SOI(Si在絕緣體上)基質；然而，它可能是一個複合的半導體基質如SiGe或GaAs。層間絕緣膜包括接觸層的層間絕緣膜2；互連層的層間絕緣膜3，5，7，9，11，13，15，和17；和中間層的層間絕緣膜4，6，8，10，12，14，和16。相應最低層間絕緣膜3到最高層間絕緣膜17的互連層分別縮寫為M1，M2，M3，M4，M5，M6，M7，和M8。相應最低層間絕緣膜4到最高層間絕緣膜16的中間層分別縮寫為V1，V2，V3，V4，V5，V6，和V7。儘管一些金屬互連指標號18和21～24，但是沒有標記數字的相同類型的其它區域也表明金屬互連。通路塞19由金屬製造。在銅互連情況下，通常使用銅。儘管在簡圖中它們沒有標記數字，但是具有相同類型作為通路塞19的區域代表了通路塞。接觸塞20與半導體門(沒有圖示)相連接，所述的門形成在基質1的頂部表面或到基質。如此，互連層和中間層交替堆積，以及多層互連通常表示M1和高於M1的區域。一般，M1～M3稱為局域互連，M4和M5稱為中間互連或半全部互連，和M6～M8稱為全部互連。
在本發明的半導體器件中，本發明的多孔膜被用於互連層的層間絕緣膜3，5，7，9，11，13，15，和17或者中間層的絕緣膜4，6，8，10，12，14，和16的一個或多個。
例如，當本發明的多孔膜被用於互連層(M1)的層間絕緣膜3時，能夠極大地降低金屬互連21和金屬互連22之間的互連電容。當本發明的多孔膜被用於中間層(V1)的層間絕緣膜4時，能夠極大地降低金屬互連23和金屬互連24之間的互連電容。使用本發明的相對低介電常數的多孔膜作為互連層能夠極大地降低在同一層的金屬互連電容。另一方面，使用本發明的相對低介電常數的多孔膜作為中間層可以極大地降低直立金屬互連之間的層間電容。
因此，對所有互連層和中間層使用本發明的多孔膜能夠極大地降低互連的寄生電容。所以，本發明的多孔膜用於互連的絕緣膜防止了常規的問題，即，通過堆積多孔膜當形成多層化的互連時，起因於多孔吸溼的介電常數的增加。結果，半導體器件能夠進行高速和低功率運行。
本發明的多孔膜由於其高的機械強度能夠使半導體器件具有較高的機械強度，由此極大地改進了製造產率和半導體器件的可靠性。
經過如下示例將具體地描述本發明，但是不是局限於它們。
實施例121.5克的20wt％氫氧化四甲銨(Tama化學公司製造)水溶液加到237克超純水和471克乙醇的混合物中，而後均勻攪拌。逐滴加入44.9克甲基三甲氧基矽烷和68.6四乙氧基矽烷。在60℃得到的混合物反應2小時，然後，通過加入馬來酸水溶液調節pH為4.3。加入丙二醇單丙醚，並在減壓下濃縮直到矽氧烷濃度為10wt％。然後，用0.05微米孔直徑的聚四氟乙烯(TeflonTM)篩子過濾合成溶液，結果，得到塗布組合物(1)。按照GPC測量的結果，通過烷氧基矽烷的水解和縮合得到的產物的重均分子量大約是100,000。
實施例2按照實施例1同樣的方式得到塗布組合物(2)，不同的是使用6.3克氫氧化三乙基甲銨代替21.5克20wt％的氫氧化四甲銨水溶液。通過三乙基胺和二甲基碳酸酯之間的反應生產氫氧化三乙基甲銨。按照GPC測量的結果，通過烷氧基矽烷的水解和縮合得到的產物的重均分子量大約是120,000。
對比實施例1按照實施例1同樣的方式得到塗布組合物(3)，不同的是使用16.5克26wt％氫氧化四甲銨(東京Kasei公司製造)的水溶液代替21.5克20wt％的氫氧化四甲銨的水溶液。按照GPC測量的結果，通過烷氧基矽烷的水解和縮合得到的產物的重均分子量大約是100,000。
以上得到的塗布組合物中滷素和金屬雜質含量見表1，其中滷素雜質是以氯為基礎通過使用燃燒法的庫侖滴定，以及用ICP-MS分析金屬雜質。
表1
得到的塗布組合物被自旋塗布在氧化矽基質上並在120℃焙燒2分鐘，230℃ 3分鐘和425℃ 60分鐘。得到的絕緣膜的介電常數和機械強度見表2，其中使用汞探針法測量介電常數以及使用納米壓頭測量模量和硬度。
表權利要求
1.一種形成多孔膜的組合物，包括10ppm或更低的滷素雜質和100ppb或更少的金屬雜質，其中硼計算在金屬雜質中，在有機溶劑中，在作為催化劑的氫氧化三烷基甲銨存在下，所述組合物通過烷氧基矽烷或烷氧基矽烷的部分水解產物的水解和縮合製備，其中烷氧基矽烷是選自如下通式(1)～(4)所表示化合物的一種或多種，並且，如下通式(5)代表氫氧化三烷基甲銨， 其中Z1，Z2，Z3，Z4，Z5，Z6，Z7，Z8，Z9和Z10各個獨立代表具有1～6個碳原子的烷氧基；各個R1，R2，R3，R4，R5和R6獨立代表一價烴基，其可被取代或不被取代；和R7，R8和R9各個獨立代表具有1～6個碳原子的烷基。
2.按照權利要求1的形成多孔膜的組合物，其中在所述的氫氧化三烷基甲銨中R9，R8和R9的總碳原子是4～15。
3.按照權利要求1或2的形成多孔膜的組合物，其中所述的三烷基甲銨由三烷基胺和碳酸二甲酯之間的反應形成。
4.按照權利要求1～3任一的形成多孔膜的組合物，其中所述的烷氧基矽烷或烷氧基矽烷的部分水解產物的水解和縮合生產的產物的重均分子量為10,000～1,000,000。
5.一種製造形成多孔膜組合物的方法，包括在有機溶劑中，及在作為催化劑的氫氧化三烷基甲銨的存在下，烷氧基矽烷或烷氧基矽烷的部分水解產物的水解和縮合的步驟，其中烷氧基矽烷是選自如下通式(1)～(4)所表示化合物的一種或多種，並且，由如下通式(5)代表氫氧化三烷基甲銨，其是三烷基胺和碳酸二甲酯之間的反應產物， 其中Z1，Z2，Z3，Z4，Z5，Z6，Z7，Z8，Z9和Z10各個獨立代表具有1～6個碳原子的烷氧基；各個R1，R2，R3，R4，R5和R6獨立代表一價烴基，其可被取代或不被取代；和R7，R8和R9各個獨立代表具有1～6個碳原子的烷基。
6.一種製造多孔膜的方法，包括將權利要求1～4任一項的所述組合物施加到基質上以在其上形成薄膜，乾燥膜和加熱乾燥的薄膜以生產多孔膜。
7.一種多孔膜，由權利要求1～4任一項所述的組合物形成。
8.一種層間絕緣膜，由權利要求1～4任一項所述的組合物形成。
9.一種在其中包括多孔膜的半導體器件，所述的多孔膜通過一種組合物形成，所述的組合物包含10ppm或更低的滷素雜質和100ppb或更少的金屬雜質，其中硼計算在金屬雜質中，所述組合物，在有機溶劑中，在作為催化劑的氫氧化三烷基甲銨存在下，通過烷氧基矽烷或烷氧基矽烷的部分水解產物的水解和縮合製備，其中烷氧基矽烷是選自如下通式(1)～(4)所表示化合物的一種或多種，並且，如下通式(5)代表氫氧化三烷基甲銨， 其中Z1，Z2，Z3，Z4，Z5，Z6，Z7，Z8，Z9和Z10各個獨立代表具有1～6個碳原子的烷氧基；各個R1，R2，R3，R4，R5和R6獨立代表一價烴基，其可被取代或不被取代；和R7，R8和R9各個獨立代表具有1～6個碳原子的烷基。
10.按照權利要求9的半導體器件，其中在所述的氫氧化三烷基甲銨中R7，R8和R9的總碳原子是4～15。
11.按照權利要求9或10的半導體器件，其中所述的氫氧化三烷基甲銨由三烷基胺和碳酸二甲酯之間的反應形成。
12.按照權利要求9～11任一項的半導體器件，其中所述的烷氧基矽烷或烷氧基矽烷的部分水解產物的水解和縮合生產的產物的重均分子量為10,000～1,000,000。
13.按照權利要求9～12任一項的半導體器件，其中所述的多孔膜由在多層互連相同層中的金屬互連之間的絕緣膜，或直立金屬互連層之間的層間絕緣膜組成。
全文摘要
提供一種組合物，所述組合物通過烷氧基矽烷的水解和縮合形成，所述組合物含有減少量的金屬和滷素雜質，可應用作為電子材料。也提供一種具有低介電常數的絕緣膜，通過應用組合物並焙燒進行生產。更具體地，提供一種用於製造成膜組合物的方法，包括在有機溶劑中，及在作為催化劑的氫氧化三烷基甲銨的存在下，烷氧基矽烷或烷氧基矽烷的部分水解產物的水解和縮合步驟，其中烷氧基矽烷選自如上通式(1)～(4)表示的化合物，並且，由如下通式(5)代表氫氧化三烷基甲銨。提供由該方法得到的成膜組合物，和具有低金屬和滷素雜質的低介電常數膜，所述膜通過在基質上施加該成膜組合物並焙燒而生產。
文檔編號H01L21/02GK1551306SQ20041002826
公開日2004年12月1日 申請日期2004年3月10日 優先權日2003年3月10日
發明者濱田吉隆, 八木橋不二夫, 中川秀夫, 笹子勝, 不二夫, 夫 申請人:信越化學工業株式會社, 松下電器產業株式會社