(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利说明书
(10)申请公布号 CN 1780890 A
(43)申请公布日 2006.05.31
(21)申请号 CN200480011690.5
(22)申请日 2004.03.24
(71)申请人 AZ电子材料(日本)株式会社
    地址 日本国东京都
(72)发明人 青木伦子 青木宏幸
(74)专利代理机构 北京三幸商标专利事务所
    代理人 刘激扬
(51)Int.CI
      C09D183/16
      C01B33/12
      H01L21/768
                                                                  权利要求说明书 说明书 幅图
(54)发明名称
      涂料组合物、多孔硅质膜、用于制备多孔硅质膜的方法以及半导体装置
(57)摘要
      提供了一种具有高机械强度并且适合用于层间绝缘膜的低介电常数的多孔硅质膜。根据本发明的涂料组合物的特征在于包含：一种有机溶剂和包含在所述的有机溶剂中的1)聚烷基硅氮烷和2)至少一种有机树脂成分，该成分选自于由丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯的均聚物和共聚物组成的组，基团 －COOH和/或基团－OH被包含在包含于至少一种该有机树脂成分的至少部分侧基中。
法律状态
法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
183组合
权 利 要 求 说 明 书
1.一种涂料组合物，其特征在于包含：
有机溶剂和包含在所述的有机溶剂中的
1)聚烷基硅氮烷和
2)至少一种有机树脂成分，该成分选自于由丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯的均聚物和共聚物组成的组，
基团-COOH和/或基团-OH被包含在包含于至少一种该有机树脂成分的至少部分侧基中。
2.根据权利要求1的涂料组合物，其特征在于所述的有机树脂成分具有1,000-800,000的数均分子量。
3.根据权利要求1或2的涂料组合物，其特征在于基于所述的聚烷基硅氮烷，所述的有机树脂成分的含有量为5-150质量％。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的涂料组合物，其特征在于，基于所述的有机树脂成分的单体总数，所述的基团-COOH和/或基团-OH的含有量为0.01-50摩尔％。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的涂料组合物，其特征在于所述的聚烷基硅氮烷包含由化学式(1)表示的重复单元和至少一种由化学式(2)或化学式(3)表示的重复单元，并且具有100-50,000的数均分子量：
-(SiR<sup>1</sup>(NR<sup>2</sup>)<sub>1.5</sub>)-              (1)
其中R<sup>1</sup>和R<sup>2</sup>各自独立地表示氢原子或者具有1-3个碳原子的烷基，排除R<sup>1</sup>和R<sup>2</sup>同时表示氢原子的情况；
其中R<sup>3</sup>，R<sup>4</sup>和R<sup>5</sup>各自独立地表示氢原子或者具有1-3个碳原子的烷基，排除R<sup>3</sup>和R<sup>4</sup>同时表示氢原子的情况；
其中R<sup>6</sup>-R<sup>9</sup>各自独立地表示氢原子或者具有1-3个碳原子的烷基，排除所有的R<sup>6</sup>，R<sup>7</sup>和R<sup>8</sup>同时表示氢原子的情况。
6.根据权利要求5的涂料组合物，其特征在于，在化学式(1)中，R<sup>1</sup>表示甲基并且R<sup>2</sup>表示氢原子；在化学式(2)中，R<sup>3</sup>和R<sup>4</sup>表示氢原子或甲基并且R<sup>5</sup>表示氢原子；并且，在化学式(3)中，R<sup>7</sup>，R<sup>8</sup>和R<sup>9</sup>表示甲基并且R<sup>6</sup>表示氢原子。
7.根据权利要求5或6的涂料组合物，其特征在于基于由化学式(1)，(2)和(3)表示的单元的总数，所述的聚烷基硅氮烷包含不少于50％的由化学式(1)表示的重复单元。
8.根据权利要求7的涂料组合物，其特征在于基于由化学式(1)，(2)和(3)表示的单元的总数，所述的聚烷基硅氮烷包含不少于80％的由化学式(1)表示的重复单元。
9.一种多孔硅质膜，其特征在于其是通过烧制权利要求1-8中任一项所述的涂料组合物的膜而
制得的，所述的多孔硅质膜具有少于2.5的相对介电常数。
10.一种用于制备多孔硅质膜的方法，其特征在于包括将权利要求1-8中任一项所述的涂料组合物涂布在基底上以形成膜，将该膜在含有水蒸气的气氛中在50-300℃的温度下预烧制，然后在干燥的气氛中在300-500℃的温度下烧制。
11.根据权利要求10所述的用来制备多孔硅质膜的方法，其特征在于使预烧制的膜处于大气中或者使其在加湿的氛围中经过吸湿，接下来对其进行烧制。
12.一种半导体装置，其特征在于包含权利要求9所述的多孔硅质膜作为层间绝缘膜。
说  明  书
技术领域
本发明涉及具有低介电常数的多孔硅质膜，包含所述多孔硅质膜的半导体装置，以及用来提供所述多孔硅质膜的涂料组合物。
背景技术
对于电子材料例如用于半导体的层间绝缘膜，增加的集成电路速度和增加的集成密度导致了对进一步降低的介电常数的需求，并且已经知道使膜多孔对于降低硅质膜的相对介电常数是非常有效的。硅质膜通常是吸湿的，并且在外界环境下，不利地，相对介电常数随时间的流逝而增加。
另外一种通过烧制有机聚硅氮烷来生产有机硅质膜并且使该有机硅质膜多孔而制备有机硅质膜的方法被认为对于防止相对介电常数随着时间的流逝增加是有效的。在该方法中，由于有机基团直接连接在二氧化硅的硅原子上的结构，该膜自身具有很高的疏水性，于是，可以抑制由于吸湿性而导致的随着时间的流逝相对介电常数的增加，同时，能够实现具有用于半导体层间绝缘膜所需要的耐热性和耐环境性的多孔膜。
集成电路的集成密度的进一步增加还导致了对开发能够更加有效地实现精密度的增加和半导体装置的多层互连的多层互连工艺技术的需求。多层互连工艺的代表是大马士革(damascene)工艺，其包括在层间绝缘膜中预先形成预定的沟槽，通过溅射重熔方法或CVD将布线材料例如Cu(铜)填充到该沟槽中并且除去积附在沟槽外面的布线材料，例如，通过CMP(化学机械抛光)以形成沟槽布线。沟槽布线技术的发展能够实现在半导体装置中的更高精密度的内部布线，同时，通过CMP的表面平坦化实现更高水平的多层互连。