[發明專利]環氧硅氮烷化合物、包含該化合物的組合物以及使用了其的二氧化硅質膜的形成方法

有效

• 申請號: 201780072646.2
• 申請日: 2017-11-21
• 公開（公告）號: CN110023379B
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發明（設計）人: 岡村聰也;中段直孝;B·巴尼科爾;小崎力生;中本奈緒子
• 申請（專利權）人: 睿智弗尤德收購公司
• 主分類號: C08G77/54
• 分類號: C08G77/54;C09D183/14;C08L83/14
• 代理公司: 北京三幸商標專利事務所(普通合伙) 11216
• 代理人: 劉卓然

本發明提供一種可縮短二氧化硅質膜成膜工藝的時間的環氧硅氮烷化合物與包含該環氧硅氮烷化合物的組合物。一種環氧硅氮烷化合物、以及包含該環氧硅氮烷化合物的組合物，該環氧硅氮烷化合物是具有特定的結構的環氧硅氮烷化合物，其中O原子相對于O原子與N原子的總數的比率為5％以上且25％以下，且在基于反門控去耦法對前述環氧硅氮烷化合物進行²⁹Si?NMR測定而獲得的光譜中，在?75ppm～?90ppm檢測的峰的面積相對于在?25ppm～?55ppm檢測的峰的面積的比率為4.0％以下。

技術領域

本發明涉及環氧硅氮烷(siloxazane)化合物以及包含該環氧硅氮烷化合物的組合物，該環氧硅氮烷化合物可在半導體器件等的制造過程中形成缺陷少的二氧化硅質膜。另外，本發明也涉及使用了它們的二氧化硅質膜的形成方法。

背景技術

在電子器件尤其是半導體器件的制造中，有時會在晶體管元件與位線(bit line)之間、位線與電容器之間、電容器與金屬布線之間、多個金屬布線之間等等，形成層間絕緣膜。進一步，有時會在設置在基板表面等中的隔離溝中埋設絕緣物質。進一步，有時會在基板表面形成了半導體器件之后，使用密封材料形成包覆層，從而制成封裝體。這樣的層間絕緣膜和/或包覆層大多由二氧化硅質材料形成。

另一方面，在電子器件的領域，緩慢地推進著器件規則 (device rule)的微細化，在將組入于器件中的各元件間進行分離的絕緣結構等的尺寸方面也要求微細化。然而，隨著絕緣結構的微細化的推進，構成溝道(trench)等的二氧化硅質膜中的缺陷產生量在增大，并且電子器件的制造效率降低的問題在變大。

另一方面，關于二氧化硅質膜的形成方法，使用了化學氣相沉積法(CVD法)、溶膠-凝膠法、將包含含硅聚合物的組合物涂布以及煅燒的方法等。它們之中，由于比較簡便，因而大多采用通過使用組合物而形成二氧化硅質膜的方法。為了形成這樣的二氧化硅質膜，通過將包含聚硅氮烷、聚硅氧烷、聚環氧硅氮烷、或者聚硅烷等含硅聚合物的組合物涂布于基板等的表面，進行煅燒，從而將聚合物中所含的硅氧化，制成二氧化硅質膜。

在聚硅氮烷主鏈的側鏈導入了硅氧烷鍵的聚環氧硅氮烷方面也進行著各種開發。例如，在專利文獻1和2中，為了增大分子量，因而公開了一種由三官能硅氧烷鍵將聚硅氮烷的Si原子進行交聯的方法。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特許第1897366號

專利文獻2：日本特許第3916272號

發明內容

發明想要解決的課題

一般而言，由包含含氧率高的聚環氧硅氮烷的組合物形成二氧化硅質膜時，則可在更短時間獲得均勻的覆膜。但是，即使含氧率高，在基于三官能硅氧烷鍵的交聯多時，則二氧化硅質膜也容易變得不均勻。鑒于這樣的課題，人們期望開發出一種無機聚環氧硅氮烷化合物或者包含其的組合物，關于該無機聚環氧硅氮烷化合物，在主鏈中導入了更多的氧、即硅氧烷鍵，可縮短特別是在厚膜形成時的向二氧化硅質膜轉化的轉化時間，并且可獲得均勻的二氧化硅質膜。本發明人等發現，在環氧硅氮烷化合物中的特定的氧含量、以及在利用反門控去耦法(inverse gate decoupling method)進行²⁹Si-NMR測定而獲得的定量性的光譜中是否存在特定的峰，影響到環氧硅氮烷化合物的特性。

用于解決課題的方案

本發明的環氧硅氮烷化合物的特征在于，其為具有由以下的通式(I)以及(II)表示的重復單元的環氧硅氮烷化合物，

式中，R^a以及R^b各自獨立地為氫原子、烷基、烯基、環烷基、或者芳基，條件是結合于1個Si原子的2個R^a之中的至少 1個為氫原子，