[发明专利]用于半导体工艺中的烷氧基硅烷水解反应的催化剂和包含其的制剂

说明书

相关应用的交叉引用

本专利申请要求2012年1月17日提交的题为“Catalyst for Alkoxysilanes Hydrolysis Reaction in Semiconductor Process”的美国临时专利申请序列号61/587,388和2012年9月28日提交的题为“Catalyst for Alkoxysilanes Hydrolysis Reaction in Semiconductor Process”的美国临时专利申请序列号61/706,809的权益，这两者都以其全部内容通过引用并入本文。

背景技术

本文描述的是用于电子器件制造的方法。更具体地，本文描述的是催化剂化合物及包含该催化剂化合物的预混合物、混合物和制剂，其被用于半导体沉积过程(如但不限于氧化硅的流动式化学气相沉积)中的烷氧基硅烷水解反应。

烷氧基硅烷化合物可用作通过受控的水解和缩合反应沉积的含硅薄膜(例如氧化硅膜)的前体。这种薄膜可以被沉积到衬底上，例如，通过将水和烷氧基硅烷的混合物(任选地具有溶剂和/或其它添加剂如表面活性剂和成孔剂)应用到衬底上。应用这些混合物的典型方法包括，但不限于，旋涂、浸涂、喷涂、丝网印刷、共缩合和喷墨印刷。在应用到衬底上之后且在施加一种或多种能量源(例如，但不限于热、等离子体和/或其它能量源)时，该混合物内的水可以与烷氧基硅烷反应以水解烷氧基(alkoxide)和/或芳氧基(aryloxide)基团并生成硅烷醇物质，其进一步与其他水解的分子缩合并形成低聚或网状结构。

用于可流动的介电质沉积的使用水和含硅蒸气源的气相沉积工艺已被描述于，例如，美国专利号7,498,273、7,074,690、7,582,555、7,888,233和7,915,131中。由于Si-C键对于与水的反应是相对惰性的，可以有利地用有机官能团使所得的网络功能化，该有机官能团将赋予所得的薄膜所期望的化学和物理性能。例如，碳添加到网络中可以降低所得薄膜的介电常数。

不幸的是，某些沉积条件下，上述的水解和缩合反应不能以足够快的速率发生而使得能够实际应用这些前体。

在合成烷氧基硅烷的过程中，特别是在通过卤代硅烷与醇反应进行合成时，可以暂时地形成含有作为所需产物中的杂质的氯代硅烷的粗制复杂混合物。这种混合物从未在受控条件下进行分离也未制备成足够纯的以可用作于商用产品。