專利名稱：納米多孔二氧化硅的蒸氣沉積工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及納米多孔介電薄膜和其制備方法。這種薄膜可用于生產(chǎn)集成電路。
現(xiàn)有技術(shù)的描述在半導(dǎo)體工業(yè)中需要用于工藝節(jié)點(diǎn)0.18μm和更小特征尺寸的金屬間和層間電介質(zhì)的更低介電常數(shù)材料是公知的。盡管對(duì)于獲得此類薄膜的需求已經(jīng)知曉很多年了，但可市購(gòu)的材料仍局限于介電常數(shù)k＞2.7的那些。雖然需要低介電常數(shù)材料，但對(duì)于適用于半導(dǎo)體的介電材料，還必須滿足很多其它標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)包括電漏、電擊穿和電遷移；高化學(xué)純度、六個(gè)月或更好的貯存期、低吸濕性、耐化學(xué)性；厚度均勻性、低應(yīng)力、低收縮和耐龜裂性；高熱穩(wěn)定性、低熱膨脹、低熱重?fù)p失；和低成本。納米多孔二氧化硅是滿足這些標(biāo)準(zhǔn)和提供介電常數(shù)2.7和更低的良好材料。
除了低介電常數(shù)外，納米多孔二氧化硅還提供適合微電子應(yīng)用的其它優(yōu)點(diǎn)，包括熱穩(wěn)定性高達(dá)900℃、小于微電子特征的孔尺寸；和廣泛用于半導(dǎo)體工業(yè)的材料，即二氧化硅和其前體；使用類似于常規(guī)甩涂(spin-on)玻璃(SOG)加工中使用的那些工具沉積；以及能夠在k=1.3-2.5的寬范圍內(nèi)調(diào)節(jié)介電常數(shù)。納米多孔二氧化硅還避免了如常規(guī)SOG觀察到的龜裂導(dǎo)致的厚度約束，并具有通過將介電常數(shù)調(diào)節(jié)至低值使同一介電材料和集成圖形遷移至多個(gè)半導(dǎo)體技術(shù)節(jié)點(diǎn)的能力。盡管納米多孔二氧化硅具有這些優(yōu)點(diǎn)，但是它同樣存在很多SOG材料常見的一些缺點(diǎn)。這些缺點(diǎn)包括相對(duì)高的原材料消耗。例如對(duì)于200mm的晶片，每一介電層通常要沉積3至8cm3的二氧化硅前體。然而，薄膜的實(shí)際體積為約0.1cm3。因此，損失掉很大部分的二氧化硅前體，給IC制造商帶來較大的成本。通常將大量的溶劑用于SOG和納米二氧化硅前體中以降低沉積粘度。然而，蒸發(fā)溶劑導(dǎo)致雜質(zhì)濃縮于薄膜中。隨著IC尺寸不斷縮小，IC制造商要求更低的雜質(zhì)量，因此需要使用特別純的溶劑，如此使前體生產(chǎn)增加不小的費(fèi)用。由于在經(jīng)過晶片時(shí)的流體動(dòng)力學(xué)和物料轉(zhuǎn)移變化，因此解決薄膜均勻性、厚度和折射率問題困難。隨著基材尺寸增大以及對(duì)于非均勻形狀如平板顯示器，此問題變得更困難。通常旋涂材料外觀由于復(fù)雜干燥和聚合工藝遭受很多不同種類的薄膜缺陷。此外，局部和全部平面化的程度取決于很多變量之間的復(fù)雜相關(guān)性。使用不同于旋轉(zhuǎn)沉積的沉積技術(shù)可導(dǎo)致不同的平面化結(jié)果。
本發(fā)明通過由蒸氣相縮合二氧化硅前體的方式將納米多孔二氧化硅前體沉積于晶片上解決上述問題。按照這種方式，基本上所有前體都轉(zhuǎn)化為二氧化硅，導(dǎo)致更高收率、更低溶劑消耗和更高純度。此外，薄膜均勻性比通過液體旋涂玻璃技術(shù)沉積的薄膜均勻性好。
根據(jù)本發(fā)明，將二氧化硅前體由蒸氣沉積于晶片上。這可通過由蒸氣相沉積二氧化硅前體在晶片表面上形成類似液體的薄膜進(jìn)行。這也可以包括由溶劑蒸氣相共沉積，和/或在二氧化硅前體之前或之后進(jìn)行溶劑蒸氣沉積。通過將二氧化硅前體暴露于造成膠凝的引發(fā)劑或催化劑如酸性或堿性蒸氣、水蒸氣、熱裝置、光或其它裝置下引發(fā)聚合和膠凝。該中間體產(chǎn)品為一種潤(rùn)濕凝膠薄膜，其中薄膜微孔含有可通過隨后干燥除去的液體。然后將聚合的薄膜干燥得到具有納米級(jí)微孔尺寸的微孔二氧化硅薄膜。另一些非必要的步驟可包括對(duì)薄膜進(jìn)行疏水性處理、在聚合之前進(jìn)行熱處理以有助于平面化和縫隙填充(即回流)，和/或在干燥之前或干燥后老化和熱固化以增加薄膜強(qiáng)度。
本發(fā)明還提供一種通過如下方法生產(chǎn)的半導(dǎo)體器件，所述方法包括a)蒸發(fā)至少一種烷氧基硅烷組合物；b)將已蒸發(fā)的烷氧基硅烷組合物沉積到半導(dǎo)體基材上；c)將沉積的烷氧基硅烷組合物暴露于水蒸氣、和酸或堿性蒸氣中；和d)將已暴露的烷氧基硅烷組合物干燥，由此在半導(dǎo)體基材上形成相對(duì)高的孔隙率、低介電常數(shù)的含硅聚合物組合物。
附圖的簡(jiǎn)要描述
圖1給出表示適合實(shí)施本發(fā)明方法的裝置圖。
優(yōu)選實(shí)施方案的詳細(xì)描述在本發(fā)明方法中，該方法通過蒸發(fā)至少一種烷氧基硅烷組合物開始。該烷氧基硅烷包括一種或多種選自具有如下通式的烷氧基硅烷組分 其中至少兩個(gè)R基團(tuán)獨(dú)立地選自C1至C4烷氧基、烷基烷氧基，其中烷基部分為C1至C4烷基和烷氧基部分為C1至C6烷氧基，或醚-烷氧基；和平衡基團(tuán)(若存在)獨(dú)立地選自氫、烷基、苯基、鹵素、取代苯基。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，各R為甲氧基、乙氧基或丙氧基。在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，至少兩個(gè)R基團(tuán)為烷基烷氧基，其中烷基部分為C1至C4烷基和烷氧基部分為C1至C6烷氧基。在再一優(yōu)選實(shí)施方案中，至少兩個(gè)R基團(tuán)為通式(C1至C6烷氧基)n的醚-烷氧基團(tuán)，其中n為2至6。
二氧化硅前體可為任意烷氧基硅烷或它們的混合，如具有四個(gè)可水解然后縮合生成二氧化硅的基團(tuán)的四乙氧基硅烷、四丙氧基硅烷、四異丙氧基硅烷、四(甲氧基乙氧基)硅烷、四(甲氧基乙氧基乙氧基)硅烷，烷基烷氧基硅烷如甲基三乙氧基硅烷，芳基烷氧基硅烷如苯基三乙氧基硅烷和前體如使薄膜產(chǎn)生SiH官能團(tuán)的三乙氧基硅烷。四(甲氧基乙氧基乙氧基)硅烷、四(乙氧基乙氧基)硅烷、四(丁氧基乙氧基乙氧基)硅烷、四(2-乙基乙氧基)硅烷、四(甲氧基乙氧基)硅烷和四(甲氧基丙氧基)硅烷特別適用于本發(fā)明。此外，這些物質(zhì)的部分水解、縮合或聚合衍生物可用于本發(fā)明中。用于本發(fā)明的其它前體可包括可熱或光交聯(lián)的前體。通常，這些前體在室溫下可為氣體、液體或固體。
二氧化硅前體組合物可非必要地包括溶劑組合物、水和/或催化量的酸。水提供用于水解烷氧基硅烷的介質(zhì)。溶劑組合物優(yōu)選可包括相對(duì)高揮發(fā)性的溶劑或相對(duì)低揮發(fā)性的溶劑。相對(duì)高揮發(fā)性的溶劑優(yōu)選具有沸點(diǎn)約120℃或更低、優(yōu)選約100℃或更低的溶劑。合適的高揮發(fā)性溶劑包括但不限于甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇和其混合物?？膳c其它組分相容的其它較高揮發(fā)性溶劑組合物本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員容易確定。
相對(duì)低揮發(fā)性溶劑組合物優(yōu)選具有沸點(diǎn)約175℃或更高，更優(yōu)選約200℃或更高的組合物。合適的低揮發(fā)性溶劑組合物包括但不限于醇和多元醇(包括二醇)，如乙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,2,4-丁烷三醇、1,2,3-丁烷三醇、2-甲基-丙三醇、2-(羥甲基)-1,3-丙二醇、1,4,1,4-丁二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、四甘醇、三甘醇單甲基醚、甘油和其混合物?？膳c其它組分相容的其它較低揮發(fā)性溶劑組合物本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員容易確定。
非必要的酸起到催化烷氧基硅烷與相對(duì)高揮發(fā)性溶劑、相對(duì)低揮發(fā)性溶劑和水反應(yīng)的作用。合適的酸為硝酸和相容揮發(fā)性有機(jī)酸，即自所得反應(yīng)產(chǎn)品在工藝操作條件下蒸發(fā)且不將雜質(zhì)引入反應(yīng)產(chǎn)品的有機(jī)酸。優(yōu)選將前體組分例如通過蒸餾純化，這樣烷氧基硅烷組合物具有不高于約250ppb的痕量金屬不純物。
烷氧基硅烷組分的存在量?jī)?yōu)選為前體組合物的約3％至約100wt％，更優(yōu)選約20％至約100wt％，最優(yōu)選約50％至約100wt％。
溶劑組分的存在量可為前體組合物重量的約0％至約95wt％，更優(yōu)選約0至約80wt％，最優(yōu)選約0至約50wt％。盡管前體組合物可含有一種以上的溶劑，但該組合物優(yōu)選不含高和低揮發(fā)性溶劑。優(yōu)選溶劑或溶劑混合物以相對(duì)恒定的速率蒸發(fā)。此外，可將一種或多種溶劑在涂布烷氧基硅烷之前或涂布烷氧基硅烷之后單獨(dú)、順序或以混合物形式涂于基材上。這可有助于前體粘度、微孔控制或有助于水蒸氣混溶于硅烷中。
當(dāng)在涂布烷氧基硅烷之前或涂布烷氧基硅烷之后以混合物涂布高和低揮發(fā)性溶劑時(shí)，高揮發(fā)性溶劑組分的存在量可為前體組合物的約1％至約90wt％，更優(yōu)選約1％至約50wt％，最優(yōu)選約1％至約30wt％。當(dāng)高和低揮發(fā)性溶劑都存在時(shí)，低揮發(fā)性溶劑組分的存在量可為前體組合物的約1％至約40wt％，更優(yōu)選約1％至約20wt％，最優(yōu)選約1％至約10wt％。
水與硅烷的摩爾比可為約0至約50，更優(yōu)選為約0至約10，最優(yōu)選為約0至約1.5。酸以催化劑量存在，該量本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員容易確定。酸與硅烷的摩爾比優(yōu)選為約0至約0.2，更優(yōu)選約0至約0.05，最優(yōu)選約0至約0.02。
將含烷氧基硅烷的前體組合物沉積于基材上，優(yōu)選沉積于非必要地在其表面上具有線圖形的半導(dǎo)體基材上，并在表面上形成介電薄膜。典型的基材為適合加工成集成電路或其它微電子器件的那些基材。用于本發(fā)明的合適基材包括但不限于半導(dǎo)體材料，如砷化鎵(GaAs)，硅和含硅組合物如結(jié)晶硅、聚硅、無定形硅、處延硅和二氧化硅(SiO2)及其和其混合物。這些線(若存在)一般通過公知的平版印刷技術(shù)形成，并可由金屬、氧化物、氮化物或氧氮化物組成。用于該線的合適物質(zhì)包括二氧化硅、氮化硅、氮化鈦、氮化鉭、鋁、鋁合金、銅、銅合金、鉭、鎢和氮氧化硅。這些線形成集成電路的導(dǎo)體或絕緣體。這些線通常相互被很接近地分開約20μm或更低，優(yōu)選1μm或更低，更優(yōu)選約0.05至約1μm。
為沉積到基材上，以各種方式如將惰性載氣(例如氮?dú)?通過前體進(jìn)入沉積室中或通過將前體組合物加熱至相應(yīng)的基材溫度使該前體組合物蒸發(fā)。適合沉積前體的裝置如圖1所示并將在下面更詳細(xì)地描述。其它合適的裝置本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員可容易確定。通常，將前體的溫度升至明顯高于基材的溫度以得到足夠的沉積速率。優(yōu)選通過將烷氧基硅烷組合物加熱至溫度約0℃至約300℃，優(yōu)選約150℃至約240℃，更優(yōu)選約200℃至約220℃，使該前體蒸發(fā)。
通過讓惰性載氣將已蒸發(fā)的前體帶至基材上使該已蒸發(fā)的前體沉積到基材上，該已蒸發(fā)的前體在基材上形成均勻?qū)?。該前體在基材溫度下為液體是希望的，盡管隨后可將該基材加熱使前體膜在晶片上液化。反應(yīng)室必須按獲得均勻沉積這樣的方式設(shè)計(jì)。該技術(shù)是蒸發(fā)沉積領(lǐng)域熟練技術(shù)人員公知的。在前體沉積之前或之后，還需要沉積溶劑以在前體中形成孔隙。更合適的是通過水解來自前體的基團(tuán)就地形成溶劑。無論使用加入的溶劑或就地加入的溶劑，要求在薄膜中的溶劑體積分?jǐn)?shù)大約等于最終薄膜中所需的體積分?jǐn)?shù)。
根據(jù)使用的前體，接著引發(fā)膠凝/聚合。將反應(yīng)產(chǎn)品水解并縮聚直至形成凝膠層。例如，這可通過將水蒸氣和酸蒸氣或堿蒸氣(如氨)流流經(jīng)基材進(jìn)行。對(duì)于本發(fā)明，堿蒸氣包括氣態(tài)堿。優(yōu)選首先將涂層暴露于水蒸氣下，然后暴露于酸蒸氣或堿蒸氣下，然而在不同的實(shí)施方案中，可將涂層首先暴露于酸蒸氣或堿蒸氣下，然后暴露于水蒸氣下。此暴露可在大氣壓下、低于大氣壓下或高于大氣壓下進(jìn)行。用于堿蒸氣的合適堿包括但不限于氨和胺如伯、仲和叔烷基胺、芳胺、醇胺和其混合物，這些堿具有沸點(diǎn)約200℃或更低，優(yōu)選100℃或更低，更優(yōu)選25℃或更低。優(yōu)選的胺為甲基胺、二甲胺、三甲胺、正丁基胺、正丙基胺、四甲基氫氧化銨、哌啶和2-甲氧基乙基胺。胺接受水中的質(zhì)子的能力通過堿性常數(shù)Kb，和pKb=-logKb測(cè)量。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，堿的pKb值可為約低于0至約9。更優(yōu)選的范圍為約2至6，最優(yōu)選約4至約5。合適的酸蒸氣包括但不限于硝酸和相容揮發(fā)性有機(jī)酸，即自所得反應(yīng)產(chǎn)品在工藝操作條件下蒸發(fā)且不將雜質(zhì)引入反應(yīng)產(chǎn)品的有機(jī)酸。
在優(yōu)選的實(shí)施方案中，水蒸氣與酸或堿蒸氣的摩爾比為約1∶3至約1∶100，優(yōu)選約1∶5至約1∶50，更優(yōu)選約1∶10至約1∶30。
水蒸氣造成烷氧基硅烷烷氧基基團(tuán)繼續(xù)水解，酸或堿催化已水解的烷氧基硅烷縮合并起到使分子量升高的作用(直至涂料膠凝)和最終增加凝膠強(qiáng)度。最后，將晶片加熱使溶劑除去。將溶劑蒸發(fā)數(shù)秒或數(shù)分鐘，優(yōu)選約1分鐘至約10分鐘。將該薄膜按常規(guī)方式干燥。在此步驟中可使用升高的溫度干燥涂層。該溫度可為約100℃至約600℃，優(yōu)選約200℃至約400℃，更優(yōu)選約300℃至約350℃。結(jié)果，在基材上形成相對(duì)高孔隙率、低介電常數(shù)的含硅聚合物組合物。含硅的聚合物組合物優(yōu)選具有介電常數(shù)約1.1至約3.5，更優(yōu)選約1.3至約3.0，最優(yōu)選約1.5至約2.5。二氧化硅組合物的微孔尺寸為約1nm至約100nm，更優(yōu)選約2nm至約30nm，最優(yōu)選約3nm至約20nm。含硅組合物的密度(包括微孔)為約0.1至約1.9g/cm3，更優(yōu)選約0.25至約1.6g/cm3，最優(yōu)選約0.4至約1.2g/cm3。
對(duì)于本發(fā)明的某些實(shí)施方案，希望將在凝膠中殘余的硅烷醇與表面改性劑如六甲基二硅氮烷反應(yīng)。這可通過在干燥步驟之前或之后使六甲基二硅氮烷流過晶片進(jìn)行。下面的非限制性實(shí)施例用于說明本發(fā)明。
實(shí)施例圖1示例性給出適合實(shí)施這些實(shí)施例的沉積裝置。該裝置包括連接至惰性載氣如氮?dú)庠吹墓芫€2。氮?dú)庠吹牧魉偻ㄟ^旋轉(zhuǎn)流量計(jì)4控制，氮?dú)庠戳鹘?jīng)干燥劑6以除去所有濕氣。該管線與前體樣品室8連接，該樣品室8優(yōu)選為含要沉積的前體物質(zhì)的鋼管。該樣品室被一加熱帶10包圍，它由溫度控制器12控制。位于樣品出口的管線14將已蒸發(fā)的前體和載氣輸入到沉積室16中。管線14優(yōu)選被加熱帶18圍繞，它由溫度控制器20控制。溫度控制器和加熱帶均勻加熱管線和樣品室。
沉積室16優(yōu)選為直徑約6英寸和長(zhǎng)度7.5英寸的不銹鋼容器。該沉積室足夠大以裝入4英寸晶片22和在其上放置晶片22的直徑4英寸、厚度2.5英寸的鋼塊24。該塊24放置在低于管14出口3至4英寸處，管14通過室16的頂部。晶片22放置在塊24頂部，這樣來自管線14的氣體流直接撞擊到晶片22的表面上。沉積室16的頂部和底部分開，這樣塊24和晶片22可被放置于其內(nèi)。當(dāng)該沉積室底部與底部連接時(shí)，它們形成氣密性密封。該沉積室在底部具有出口26，載氣可經(jīng)此底部流出，進(jìn)入在通風(fēng)櫥28內(nèi)的排氣裝置中。
實(shí)施例1本實(shí)施例說明其中將前體四(甲氧基乙氧基乙氧基)-硅烷以蒸氣相沉積到硅晶片上，然后將該硅晶片老化給定時(shí)間并干燥的方法。
該前體為四(甲氧基乙氧基乙氧基)-硅烷(Gelest Inc.,Tullytown,PA。將該前體材料蒸餾以除去雜質(zhì)(2-(2-甲氧基乙氧基)乙醇)，發(fā)現(xiàn)該雜質(zhì)在硅烷中含量高達(dá)5wt％。通過如下方式實(shí)現(xiàn)蒸餾將5ml前體放在坩堝中、將該坩堝放在不銹鋼管中并加熱至240℃加熱5小時(shí)，同時(shí)將干燥的氮?dú)庖?00cc/min的速率流過管，并從沉積室底部流出進(jìn)入排氣裝置中。在蒸餾前體時(shí)不將晶片和塊放入室內(nèi)。
按如下方式沉積已蒸餾的前體。將其中放置前體的管用溫度控制器12加熱至240℃，將連接的管用溫度控制器20加熱至246℃。將塊冷卻至5℃，放入室中，這樣當(dāng)頂部與底部連接時(shí)使該塊低于室頂部4英寸。將一空白的4英寸硅晶片放在塊頂部并將室關(guān)閉。以速率200cc/min開啟氮?dú)饬鞑⑹蛊淞鲃?dòng)5分鐘。
然后將該室打開，取出晶片并放入裝有5ml 28-30％氫氧化銨的老化室(可密封的室，其體積為～1升)中、密封并放置8分鐘。然后從該室中取出晶片，并在170℃的烘箱中干燥10分鐘，接著在320℃的烘箱中干燥2分鐘。沉積到晶片上的薄膜直徑約3cm并位于晶片中心。該薄膜通過橢圓計(jì)表征具有平均厚度2500埃和平均折射率1.108，相當(dāng)于密度0.52g/cc。
實(shí)施例2本實(shí)施例說明其中將前體四(甲氧基乙氧基乙氧基)-硅烷以蒸氣相沉積到硅晶片上，然后將該硅晶片老化給定時(shí)間并干燥的方法。本實(shí)施例中，提高氮?dú)饬魉俨⑹蛊淞鲃?dòng)更長(zhǎng)時(shí)間以提高沉積率。
該前體為四(甲氧基乙氧基乙氧基)-硅烷。將該前體材料蒸餾以除去雜質(zhì)(2-(2-甲氧基乙氧基)乙醇)，發(fā)現(xiàn)該雜質(zhì)在硅烷中含量高達(dá)5wt％。通過如下方式實(shí)現(xiàn)蒸餾將5ml前體放在坩堝中、將該坩堝放在鋼管中并加熱至240℃加熱5小時(shí)，同時(shí)將干燥的氮?dú)庖?00cc/min的速率流過管，并從沉積室底部流出進(jìn)入排氣裝置中。在蒸餾前體時(shí)不將晶片和塊放入室內(nèi)。
按如下方式沉積已蒸餾的前體。將其中放置前體的管用溫度控制器12加熱至240℃，將連接的管用溫度控制器20加熱至246℃。將塊冷卻至6℃，放入室中，這樣當(dāng)頂部與底部連接時(shí)使該塊低于室頂部4英寸。將一空白的4英寸硅晶片放在塊頂部并將室關(guān)閉。以速率300cc/min開啟氮?dú)饬鞑⑹蛊淞鲃?dòng)5分鐘。然后將該室打開，取出晶片并放入裝有5ml 28-30％氫氧化銨的老化室(可密封的室，其體積為～1升)中、密封并放置10分鐘。然后從該室中取出晶片，并在170℃的烘箱中干燥10分鐘，接著在320℃的烘箱中干燥2分鐘。沉積到晶片上的薄膜直徑約4cm并位于晶片中心。該薄膜通過橢圓計(jì)表征具有平均厚度6250埃和平均折射率1.093，相當(dāng)于密度0.45g/cc。將該薄膜用SEM檢測(cè)，顯示為多孔的并具有厚度約6250埃。
實(shí)施例3本實(shí)施例說明其中將前體四(甲氧基乙氧基乙氧基)-硅烷以蒸氣相沉積到硅晶片上，然后將該硅晶片老化給定時(shí)間并干燥的方法。本實(shí)施例中，保持氮?dú)饬魉俸愣?300cc/min)并使其流動(dòng)更長(zhǎng)時(shí)間(300min)以提高沉積速率。
該前體為已蒸餾的四(甲氧基乙氧基乙氧基)-硅烷。在本實(shí)施例中該前體材料與實(shí)施例2中蒸餾和使用的相同。按如下方式沉積已蒸餾的前體。將其中放置前體的管用溫度控制器12加熱至240℃，將連接的管用溫度控制器20加熱至246℃。將塊冷卻至8℃，放入室中，這樣當(dāng)頂部與底部連接時(shí)使該塊低于室頂部4英寸。將一空白的4英寸硅晶片放在塊頂部并將室關(guān)閉。以速率300cc/min開啟氮?dú)饬鞑⑹蛊淞鲃?dòng)30分鐘。然后將該室打開，取出晶片并放入裝有5ml 28-30％氫氧化銨的老化室(可密封的室，其體積為～1升)中、密封并放置10分鐘。然后從該室中取出晶片，并在170℃的烘箱中干燥10分鐘，接著在320℃的烘箱中干燥2分鐘。沉積到晶片上的薄膜直徑約4cm并位于晶片中心。該薄膜通過橢圓計(jì)表征具有平均厚度9400埃和平均折射率1.125，相當(dāng)于密度0.60g/cc。
實(shí)施例4本實(shí)施例說明其中將前體四(乙氧基乙氧基)-硅烷以蒸氣相沉積到硅晶片上，然后將該硅晶片老化給定時(shí)間并干燥的方法。
該前體為四(乙氧基乙氧基)-硅烷。將該前體材料蒸餾以除去雜質(zhì)(2-(2-乙氧基)乙醇)，發(fā)現(xiàn)該雜質(zhì)在硅烷中含量高達(dá)5wt％。
通過如下方式實(shí)現(xiàn)蒸餾將5ml前體放在坩堝中、將該坩堝放在鋼管中并加熱至230℃加熱5小時(shí)，同時(shí)將干燥的氮?dú)庖?00cc/min的速率流過管，并從沉積室底部流出進(jìn)入排氣裝置中。在蒸餾前體時(shí)不將晶片和塊放入室內(nèi)。按如下方式沉積已蒸餾的前體。將其中放置前體的管用溫度控制器12加熱至230℃，將連接的管用溫度控制器20加熱至235℃。將塊冷卻至6℃，放入室中，這樣當(dāng)頂部與底部連接時(shí)使該塊低于室頂部4英寸。將一空白的4英寸硅晶片放在塊頂部并將室關(guān)閉。以速率400cc/min開啟氮?dú)饬鞑⑹蛊淞鲃?dòng)20分鐘。
然后將該室打開，取出晶片并放入裝有5ml 28-30％氫氧化銨的老化室(可密封的室，其體積為～1升)中、密封并放置10分鐘。然后從該室中取出晶片，并在170℃的烘箱中干燥10分鐘，接著在320℃的烘箱中干燥2分鐘。
沉積到晶片上的薄膜覆蓋整個(gè)晶片，并具有直徑約4cm的中心點(diǎn)，且在干燥工藝中在晶片中心龜裂和剝落。將中心點(diǎn)外的其余薄膜通過橢圓計(jì)表征具有平均厚度19,400埃和平均折射率1.265，相當(dāng)于密度1.26g/cc。
實(shí)施例5本實(shí)施例說明其中將前體四(乙氧基乙氧基)-硅烷以蒸氣相沉積到硅晶片上，然后將該硅晶片老化給定時(shí)間并接著干燥的方法。本實(shí)施例中，在沉積設(shè)備中改變沉積條件，這些條件對(duì)整個(gè)沉積具有最終影響。
該前體為四(乙氧基乙氧基)-硅烷。在本實(shí)施例中該前體材料與實(shí)施例4中蒸餾和使用的相同。
按如下方式沉積已蒸餾的前體。將其中放置前體的管用溫度控制器12加熱至235℃，將連接的管用溫度控制器20加熱至240℃。將塊冷卻至8℃，放入室中，這樣當(dāng)頂部與底部連接時(shí)使該塊低于室頂部4英寸。將一空白的4英寸硅晶片放在塊頂部并將室關(guān)閉。以速率400cc/min開啟氮?dú)饬鞑⑹蛊淞鲃?dòng)10分鐘。然后將該室打開，取出晶片并放入裝有5ml 28-30％氫氧化銨的老化室(可密封的室，其體積為～1升)中、密封并放置10分鐘。然后從該室中取出晶片，并在170℃的烘箱中干燥10分鐘，接著在320℃的烘箱中干燥2分鐘。沉積到晶片上的薄膜覆蓋整個(gè)硅片，并具有直徑約4cm的中心點(diǎn)，且在干燥工藝中在晶片中心龜裂和剝落。將中心點(diǎn)外的其余薄膜通過橢圓計(jì)表征具有平均厚度22,200埃和平均折射率1.278，相當(dāng)于密度1.34g/cc。
實(shí)施例6本實(shí)施例說明其中將前體四(乙氧基乙氧基)-硅烷以蒸氣相沉積到硅晶片上，然后將該硅晶片老化給定時(shí)間并干燥的方法。本實(shí)施例中，在沉積設(shè)備中改變沉積條件，這些條件對(duì)整個(gè)沉積具有最終影響。
該前體為四(乙氧基乙氧基)-硅烷。將該前體材料蒸餾以除去雜質(zhì)(2-(2-乙氧基)乙醇)，發(fā)現(xiàn)該雜質(zhì)在硅烷中含量高達(dá)5wt％。通過如下方式實(shí)現(xiàn)蒸餾將5ml前體放在坩堝中、將該坩堝放在鋼管中并加熱至200℃加熱5小時(shí)，同時(shí)將干燥的氮?dú)庖?00cc/min的速率流過管，并從沉積室底部流出進(jìn)入排氣裝置中。在蒸餾前體時(shí)不將晶片和塊放入室內(nèi)。
按如下方式沉積已蒸餾的前體。將其中放置前體的管用溫度控制器12加熱至200℃，將連接的管用溫度控制器20加熱至210℃。將塊冷卻至10℃，放入室中，這樣當(dāng)頂部與底部連接時(shí)使該塊低于室頂部4英寸。將一空白的4英寸硅晶片放在塊頂部并將室關(guān)閉。以速率400cc/min開啟氮?dú)饬鞑⑹蛊淞鲃?dòng)15分鐘。
然后將該室打開，取出晶片并放入裝有5ml 28-30％氫氧化銨的老化室(可密封的室，其體積為～1升)中、密封并放置10分鐘。然后從該室中取出晶片，并在170℃的烘箱中干燥10分鐘，接著在320℃的烘箱中干燥2分鐘。沉積到晶片上的薄膜覆蓋整個(gè)晶片。將薄膜通過橢圓計(jì)表征具有平均厚度22,000埃和平均折射率1.112，相當(dāng)于密度0.53g/cc。
實(shí)施例7本實(shí)施例說明其中將前體以蒸氣相沉積到硅晶片上，然后將該硅晶片老化給定時(shí)間并干燥的方法。本實(shí)施例中，在沉積設(shè)備中改變沉積條件，這些條件對(duì)整個(gè)沉積具有最終影響。該前體為四(乙氧基乙氧基)-硅烷。在本實(shí)施例中該前體材料與實(shí)施例6中蒸餾和使用的相同。
按如下方式沉積已蒸餾的前體。將其中放置前體的管用溫度控制器12加熱至200℃，將連接的管用溫度控制器20加熱至210℃。將塊冷卻至8℃，放入室中，這樣當(dāng)頂部與底部連接時(shí)使該塊低于室頂部4英寸。將一空白的4英寸硅晶片放在塊頂部并將室關(guān)閉。以速率400cc/min開啟氮?dú)饬鞑⑹蛊淞鲃?dòng)10分鐘。然后將該室打開，取出晶片并放入裝有5ml 28-30％氫氧化銨的老化室(可密封的室，其體積為～1升)中、密封并放置10分鐘。然后從該室中取出晶片，并在170℃的烘箱中干燥10分鐘，接著在320℃的烘箱中干燥2分鐘。沉積到晶片上的薄膜覆蓋整個(gè)晶片。將薄膜通過橢圓計(jì)表征具有平均厚度19,300埃和平均折射率1.169，相當(dāng)于密度0.80g/cc。
實(shí)施例8本實(shí)施例說明其中將前體四(乙氧基乙氧基)-硅烷以蒸氣相沉積到硅晶片上，然后將該硅晶片老化給定時(shí)間并干燥的方法。本實(shí)施例中，在沉積設(shè)備中改變沉積條件，這些條件對(duì)整個(gè)沉積具有最終影響。
該前體為四(乙氧基乙氧基)-硅烷。在本實(shí)施例中該前體材料與實(shí)施例6和7中蒸餾和使用的相同。
按如下方式沉積已蒸餾的前體。將其中放置前體的管用溫度控制器12加熱至200℃，將連接的管用溫度控制器20加熱至210℃。將塊冷卻至5℃，放入室中，這樣當(dāng)頂部底部連接時(shí)使該塊低于室頂部4英寸。將一空白的4英寸硅晶片放在塊頂部并將室關(guān)閉。以速率400cc/min開啟氮?dú)饬鞑⑹蛊淞鲃?dòng)5分鐘。然后將該室打開，取出晶片并放入裝有5ml 28-30％氫氧化銨的老化室(可密封的室，其體積為～1升)中、密封并放置10分鐘。然后從該室中取出晶片，并在170℃的烘箱中干燥10分鐘，接著在320℃的烘箱中干燥2分鐘。沉積到晶片上的薄膜覆蓋整個(gè)晶片。將薄膜通過橢圓計(jì)表征具有平均厚度27,650埃和平均折射率1.228，相當(dāng)于密度1.09g/cc。
實(shí)施例9本實(shí)施例說明其中將前體四(乙氧基乙氧基)-硅烷以蒸氣相沉積到硅晶片上，然后將該硅晶片老化給定時(shí)間并接著干燥的方法。本實(shí)施例中，在沉積設(shè)備中改變沉積條件，這些條件對(duì)整個(gè)沉積具有最終影響。
該前體為四(乙氧基乙氧基)-硅烷。在本實(shí)施例中該前體材料與實(shí)施例6、7和8中蒸餾和使用的相同。按如下方式沉積已蒸餾的前體。將其中放置前體的管用溫度控制器12加熱至200℃，將連接的管用溫度控制器20加熱至210℃。將塊冷卻至10℃，放入室中，這樣當(dāng)頂部與底部連接時(shí)使該塊低于室頂部4英寸。將一空白的4英寸硅晶片放在塊頂部并將室關(guān)閉。以速率400cc/min開啟氮?dú)饬鞑⑹蛊淞鲃?dòng)20分鐘。然后將該室打開，取出晶片并放入裝有5ml 28-30％氫氧化銨的老化室(可密封的室，其體積為～1升)中、密封并放置20分鐘。然后從該室中取出晶片，并在170℃的烘箱中干燥20分鐘，接著在320℃的烘箱中干燥2分鐘。沉積到晶片上的薄膜覆蓋整個(gè)晶片。將薄膜通過橢圓計(jì)表征具有平均厚度33,550埃和平均折射率1.094，相當(dāng)于密度0.45g/cc。
實(shí)施例10本實(shí)施例說明其中將前體四(乙氧基乙氧基)-硅烷以蒸氣相沉積到硅晶片上，然后將該硅晶片老化給定時(shí)間并接著干燥的方法。本實(shí)施例中，在沉積設(shè)備中改變沉積條件，這些條件對(duì)整個(gè)沉積具有最終影響。
該前體為四(乙氧基乙氧基)-硅烷。將該前體材料蒸餾以除去雜質(zhì)(2-(2-乙氧基)乙醇)，發(fā)現(xiàn)該雜質(zhì)在硅烷中含量高達(dá)5wt％。通過如下方式實(shí)現(xiàn)蒸餾將5ml前體放在坩堝中、將該坩堝放在鋼管中并加熱至200℃加熱5小時(shí)，同時(shí)將干燥的氮?dú)庖?00cc/min的速率流過管，并從沉積室底部流出進(jìn)入排氣裝置中。在蒸餾前體時(shí)不將晶片和塊放入室內(nèi)。
按如下方式沉積已蒸餾的前體。將其中放置前體的管用溫度控制器12加熱至200℃，將連接的管用溫度控制器20加熱至210℃。將塊冷卻至8℃，放入室中，這樣當(dāng)頂部與底部連接時(shí)使該塊低于室頂部4英寸。將一空白的4英寸硅晶片放在塊頂部并將室關(guān)閉。以速率400cc/min開啟氮?dú)饬鞑⑹蛊淞鲃?dòng)15分鐘。然后將該室打開，取出晶片并放入裝有5ml 28-30％氫氧化銨的老化室(可密封的室，其體積為～1升)中、密封并放置2分鐘。然后從該室中取出晶片，并在170℃的烘箱中干燥20分鐘，接著在320℃的烘箱中干燥2分鐘。沉積到晶片上的薄膜覆蓋整個(gè)晶片。將薄膜通過橢圓計(jì)表征具有平均厚度23,500埃和平均折射率1.095，相當(dāng)于密度0.45g/cc。
實(shí)施例11本實(shí)施例說明其中將前體四(乙氧基乙氧基)-硅烷以蒸氣相沉積到硅晶片上，然后將該硅晶片老化給定時(shí)間并接著干燥的方法。本實(shí)施例中，在沉積設(shè)備中改變沉積條件，這些條件對(duì)整個(gè)沉積具有最終影響。
該前體為四(乙氧基乙氧基)-硅烷。在本實(shí)施例中該前體材料與實(shí)施例10中蒸餾和使用的相同。蒸餾前體沉積。按如下方式沉積將其中放置前體的管用溫度控制器12加熱至200℃，將連接的管用溫度控制器20加熱至210℃。將塊冷卻至7℃，放入室中，這樣當(dāng)頂部與底部連接時(shí)使該塊低于室頂部4英寸。將一空白的4英寸硅晶片放在塊頂部并將室關(guān)閉。以速率400cc/min開啟氮?dú)饬鞑⑹蛊淞鲃?dòng)15分鐘。然后將該室打開，取出晶片并放入裝有5ml 28-30％氫氧化銨的老化室(可密封的室，其體積為～1升)中、密封并放置5分鐘。然后從該室中取出晶片，并在170℃的烘箱中干燥20分鐘，接著在320℃的烘箱中干燥2分鐘。沉積到晶片上的薄膜覆蓋整個(gè)晶片。將薄膜通過橢圓計(jì)表征具有平均厚度30,350埃和平均折射率1.064，相當(dāng)于密度0.31g/cc。
實(shí)施例12本實(shí)施例說明其中將前體四(乙氧基乙氧基)-硅烷以蒸氣相沉積到硅晶片上，然后將該硅晶片老化給定時(shí)間并接著干燥的方法。本實(shí)施例中，在沉積設(shè)備中改變沉積條件，這些條件對(duì)整個(gè)沉積具有最終影響。
該前體為四(乙氧基乙氧基)-硅烷。在本實(shí)施例中該前體材料與實(shí)施例6、7、8和9中蒸餾和使用的相同。按如下方式沉積已蒸餾的前體。將其中放置前體的管用溫度控制器12加熱至200℃，將連接的管用溫度控制器20加熱至210℃。將塊冷卻至10℃，放入室中，這樣當(dāng)頂部與底部連接時(shí)使該塊低于室頂部4英寸。將一空白的4英寸硅晶片放在塊頂部并將室關(guān)閉。以速率400cc/min開啟氮?dú)饬鞑⑹蛊淞鲃?dòng)15分鐘。然后將該室打開，取出晶片并放入裝有5ml 28-30％氫氧化銨的老化室(可密封的室，其體積為～1升)中、密封并放置15分鐘。然后從該室中取出晶片，并在170℃的烘箱中干燥20分鐘，接著在320℃的烘箱中干燥2分鐘。沉積到晶片上的薄膜覆蓋整個(gè)晶片。將薄膜通過橢圓計(jì)表征具有均厚度45,650埃和平均折射率1.094，相當(dāng)于密度0.45g/cc。
實(shí)施例13本實(shí)施例說明其中將前體四(乙氧基乙氧基)-硅烷以蒸氣相沉積到硅晶片上，然后將該硅晶片老化給定時(shí)間、接著甲硅烷化、然后在烘箱中干燥的方法。
該前體為四(乙氧基乙氧基)-硅烷。將該前體材料蒸餾以除去雜質(zhì)(2-(2-乙氧基)乙醇)，發(fā)現(xiàn)該雜質(zhì)在硅烷中含量高達(dá)5wt％。通過如下方式實(shí)現(xiàn)蒸餾將5ml前體放在坩堝中、將該坩堝放在鋼管中并加熱至230℃加熱3小時(shí)，同時(shí)將干燥的氮?dú)庖?00cc/min的速率流過管，并從沉積室底部流出進(jìn)入排氣裝置中。在蒸餾前體時(shí)不將晶片和塊放入室內(nèi)。按如下方式沉積已蒸餾的前體。將其中放置前體的管用溫度控制器12加熱至200℃，將連接的管用溫度控制器20加熱至210℃。將塊冷卻至8℃，放入室中，這樣當(dāng)頂部與底部連接時(shí)使該塊低于室頂部4英寸。將一空白的4英寸硅晶片放在塊頂部并將室關(guān)閉。以速率400cc/min開啟氮?dú)饬鞑⑹蛊淞鲃?dòng)15分鐘。然后將該室打開，取出晶片并放入裝有5ml 28-30％氫氧化銨的老化室(可密封的室，其體積為～1升)中、密封并放置10分鐘。老化后，將各薄膜放置于旋轉(zhuǎn)卡盤(spin chuck)上并用30ml由混有15ml六甲基二硅氮烷的15ml丙酮構(gòu)成的溶液洗滌；將該晶片以250rpm旋轉(zhuǎn)15秒，同時(shí)薄膜被洗滌，然后將速度升至1000rpm旋轉(zhuǎn)15秒以上，使該薄膜在卡盤上蒸發(fā)干燥。該溶液在使用前混合至少1小時(shí)，但使用前混合絕對(duì)不能超過8小時(shí)。將薄膜洗滌后，將晶片在170℃的烘箱中放置3分鐘，接著在320℃的烘箱中放置3分鐘。沉積到晶片上的薄膜由直徑約4cm的中心潤(rùn)濕點(diǎn)(其在甲硅烷化期間變模糊)和覆蓋晶片其余部分的極薄薄膜組成。中心點(diǎn)不透明，以至不能用橢圓計(jì)表征。將其余薄膜通過橢圓計(jì)表征具有平均厚度300埃和平均折射率1.335，相當(dāng)于密度1.60g/cc。甲硅烷化后，干燥的薄膜為疏水性的。
實(shí)施例14本實(shí)施例說明其中將前體四(乙氧基乙氧基)-硅烷以蒸氣相沉積到硅晶片上，然后將該硅晶片老化給定時(shí)間、接著甲硅烷化、然后在烘箱中干燥的方法。
該前體為四(乙氧基乙氧基)-硅烷。本實(shí)施例中，前體材料與實(shí)施例13中蒸餾和使用的相同。按如下方式沉積已蒸餾的前體。將其中放置前體的管用溫度控制器12加熱至200℃，將連接的管用溫度控制器20加熱至210℃。將塊冷卻至12℃，放入室中，這樣當(dāng)頂部與底部連接時(shí)使該塊低于室頂部4英寸。將一空白的4英寸硅晶片放在塊頂部并將室關(guān)閉。以速率400cc/min開啟氮?dú)饬鞑⑹蛊淞鲃?dòng)10分鐘。然后將該室打開，取出晶片并放入裝有5ml 28-30％氫氧化銨的老化室(可密封的室，其體積為～1升)中、密封并放置10分鐘。老化后，將各薄膜放置于旋轉(zhuǎn)卡盤上并用30ml由混有15ml六甲基二硅氮烷的15ml丙酮構(gòu)成的溶液洗滌；將該晶片以250rpm旋轉(zhuǎn)15秒，同時(shí)薄膜被洗滌，然后將速度升至1000rpm旋轉(zhuǎn)15秒以上，使該薄膜在卡盤上蒸發(fā)干燥。該溶液在使用前混合至少1小時(shí)，但使用前混合絕對(duì)不能超過8小時(shí)。將薄膜洗滌后，將晶片在170℃的烘箱中放置3分鐘，接著在320℃的烘箱中放置3分鐘。沉積到晶片上的薄膜覆蓋整個(gè)晶片。將該薄膜通過橢圓計(jì)表征具有平均厚度16,150埃和平均折射率1.138，相當(dāng)于密度0.66g/cc。甲硅烷化后，干燥的薄膜為疏水性的。
實(shí)施例15本實(shí)施例說明其中將前體四(乙氧基乙氧基)-硅烷以蒸氣相沉積到硅晶片上，然后將該硅晶片老化給定時(shí)間、接著甲硅烷化、然后在烘箱中干燥的方法。該前體由四(乙氧基乙氧基)-硅烷組成。本實(shí)施例中，前體材料與實(shí)施例13和14中蒸餾和使用的相同。
將已蒸餾的前體沉積。沉積方法如下將其中放置前體的管用溫度控制器12加熱至200℃，將連接的管用溫度控制器20加熱至210℃。將塊冷卻至10℃，放入室中，這樣當(dāng)頂部與底部連接時(shí)使該塊低于室頂部4英寸。將一空白的4英寸硅晶片放在塊頂部并將室關(guān)閉。以速率400cc/min開啟氮?dú)饬鞑⑹蛊淞鲃?dòng)20分鐘。然后將該室打開，取出晶片并放入裝有5ml 28-30％氫氧化銨的老化室(可密封的室，其體積為～1升)中、密封并放置10分鐘。老化后，將各薄膜放置于旋轉(zhuǎn)卡盤上并用30ml由混有15ml六甲基二硅氮烷的15ml丙酮構(gòu)成的溶液洗滌；將該晶片以250rpm旋轉(zhuǎn)15秒，同時(shí)薄膜被洗滌，然后將速度升至1000rpm旋轉(zhuǎn)15秒以上，使該薄膜在卡盤上蒸發(fā)干燥。該溶液在使用前混合至少1小時(shí)，但使用前混合絕對(duì)不能超過8小時(shí)。將薄膜洗滌后，將晶片在170℃的烘箱中放置3分鐘，接著在320℃的烘箱中放置3分鐘。沉積到晶片上的薄膜覆蓋整個(gè)晶片。將該薄膜通過橢圓計(jì)表征具有平均厚度33,300埃和平均折射率1.099，相當(dāng)于密度0.47g/cc。甲硅烷化后，干燥的薄膜為疏水性的。
實(shí)施例16本實(shí)施例說明其中將前體四(乙氧基乙氧基)-硅烷以蒸氣相沉積到有圖案的硅晶片上，然后將該硅晶片老化給定時(shí)間、接著甲硅烷化、然后在烘箱中干燥的方法。該前體為四(乙氧基乙氧基)-硅烷。本實(shí)施例中，前體材料與實(shí)施例6、7、8、9和12中蒸餾和使用的相同。
按如下方式沉積已蒸餾的前體。將其中放置前體的管用溫度控制器12加熱至200℃，將連接的管用溫度控制器20加熱至210℃。將塊冷卻至10℃，放入室中，這樣當(dāng)頂部與底部連接時(shí)使該塊低于室頂部4英寸。將一空白的4英寸硅晶片放在塊頂部并將室關(guān)閉。以速率400cc/min開啟氮?dú)饬鞑⑹蛊淞鲃?dòng)20分鐘。然后將該室打開，取出晶片并放入裝有5ml 28-30％氫氧化銨的老化室(可密封的室，其體積為～1升)中、密封并放置10分鐘。然后從該室中取出晶片，并在170℃的烘箱中干燥20分鐘，接著在320℃的烘箱中干燥2分鐘。將該薄膜用SEM表征，發(fā)現(xiàn)為多孔的，其厚度在晶片的不同區(qū)域是變化的，為～2500埃至～10,000埃。
前述實(shí)施例證明，可通過蒸氣沉積二氧化硅前體制備納米多孔介電薄膜。
權(quán)利要求
1．一種在基材上形成納米多孔介電涂層的方法，包括a)蒸發(fā)至少一種烷氧基硅烷組合物；b)將已蒸發(fā)的烷氧基硅烷組合物沉積到基材上；c)將沉積的烷氧基硅烷組合物暴露于水蒸氣、和酸或堿性蒸氣中；和d)將已暴露的烷氧基硅烷組合物干燥，由此在基材上形成相對(duì)高的孔隙率、低介電常數(shù)的含硅聚合物組合物。
2．權(quán)利要求1的方法，其中步驟(a)通過將烷氧基硅烷組合物加熱至約0℃至約300℃進(jìn)行。
3．權(quán)利要求1的方法，其中步驟(a)在組合物中存在水下進(jìn)行。
4．權(quán)利要求1的方法，其中步驟(a)在組合物中存在催化量的酸下進(jìn)行。
5．權(quán)利要求1的方法，其中步驟(a)在組合物中存在至少一種有機(jī)溶劑下進(jìn)行。
6．權(quán)利要求1的方法，其中將至少一種有機(jī)溶劑在步驟(b)之前涂于基材上。
7．權(quán)利要求1的方法，其中將至少一種有機(jī)溶劑在步驟(b)后但在步驟(c)之前涂于已沉積的烷氧基硅烷上。
8．權(quán)利要求1的方法，其中烷氧基硅烷包括一種或多種選自具有如下通式的烷氧基硅烷組分 其中至少兩個(gè)R基團(tuán)獨(dú)立地選自C1至C4烷氧基、烷基烷氧基，其中烷基部分為C1至C4烷基和烷氧基部分為C1至C6烷氧基，或醚-烷氧基；和平衡基團(tuán)(若存在)獨(dú)立地選自氫、烷基、苯基、鹵素、取代苯基。
9．權(quán)利要求8的方法，其中各R為甲氧基、乙氧基或丙氧基。
10．權(quán)利要求8的方法，其中至少兩個(gè)R基團(tuán)為烷基烷氧基，其中烷基部分為C1至C4烷基和烷氧基部分為C1至C6烷氧基。
11．權(quán)利要求8的方法，其中至少兩個(gè)R基團(tuán)為通式(C1至C6烷氧基)n的醚-烷氧基團(tuán)，其中n為2至6。
12．權(quán)利要求1的方法，其中烷氧基硅烷包括一種或多種選自四乙氧基硅烷和四甲氧基硅烷的組分。
13．權(quán)利要求1的方法，其中烷氧基硅烷包括一種或多種選自四(甲氧基乙氧基乙氧基)硅烷、四(乙氧基乙氧基)硅烷、四(丁氧基乙氧基乙氧基)硅烷、四(2-乙基乙氧基)硅烷、四(甲氧基乙氧基)硅烷和四(甲氧基丙氧基)硅烷的組分。
14．權(quán)利要求1的方法，其中步驟(b)通過將已蒸發(fā)的烷氧基硅0烷組合物和惰性氣體混合物流到基材上進(jìn)行。
15．權(quán)利要求1的方法，其中步驟(b)通過將已蒸發(fā)的烷氧基硅烷組合物流到基材上進(jìn)行。
16．權(quán)利要求1的方法，其中堿性蒸氣包括一種或多種選自氨、胺和其混合物的組分。
17．權(quán)利要求1的方法，其中水蒸氣與堿蒸氣的摩爾比為約1∶3至約1∶100。
18．權(quán)利要求1的方法，其中堿蒸氣的pKb從約低于0至約9。
19．權(quán)利要求1的方法，其中基材包括含金屬、氧化物、氮化物和/或氧氮化物材料的凸起線圖形。
20．權(quán)利要求1的方法，其中基材包括半導(dǎo)體材料。
21．權(quán)利要求1的方法，其中基材包括硅或砷化鎵。
22．權(quán)利要求1的方法，其中步驟(d)通過將已暴露的烷氧基硅烷組合物加熱至溫度約100℃至約400℃約1分鐘至約10分鐘進(jìn)行。
23．權(quán)利要求1的方法，其中烷氧基硅烷組合物具有不超過約250ppb的痕量金屬雜質(zhì)。
24．權(quán)利要求1的方法，包括另一在步驟(c)之后但在步驟(d)之前或步驟(d)之后使已暴露的烷氧基硅烷組合物與六甲基二硅氮烷接觸的步驟。
25．由權(quán)利要求1的方法形成的涂布基材。
26．一種通過如下方法生產(chǎn)的半導(dǎo)體器件，所述方法包括a)蒸發(fā)至少一種烷氧基硅烷組合物；b)將已蒸發(fā)的烷氧基硅烷組合物沉積到半導(dǎo)體基材上；c)將沉積的烷氧基硅烷組合物暴露于水蒸氣、和酸或堿性蒸氣中；和d)將已暴露的烷氧基硅烷組合物干燥，由此在半導(dǎo)體基材上形成相對(duì)高的孔隙率、低介電常數(shù)的含硅聚合物組合物。
全文摘要
一種通過將二氧化硅前體蒸氣沉積到基材上制造納米多孔二氧化硅介電薄膜的方法。該方法提供蒸發(fā)至少一種烷氧基硅烷組合物；將已蒸發(fā)的烷氧基硅烷組合物沉積到基材上；將沉積的烷氧基硅烷組合物暴露于水蒸氣、和酸或堿性蒸氣中；和將已暴露的烷氧基硅烷組合物干燥，由此在基材上形成相對(duì)高的孔隙率、低介電常數(shù)的含硅聚合物組合物。
文檔編號(hào)B05D3/04GK1317150SQ99810633
公開日2001年10月10日 申請(qǐng)日期1999年7月1日 優(yōu)先權(quán)日1998年7月7日
發(fā)明者D·M·史密斯, T·拉莫斯, K·H·魯?shù)吕锟?申請(qǐng)人:聯(lián)合訊號(hào)公司