[发明专利]环氧硅氮烷化合物、包含该化合物的组合物以及使用了其的二氧化硅质膜的形成方法

说明书

本发明提供一种可缩短二氧化硅质膜成膜工艺的时间的环氧硅氮烷化合物与包含该环氧硅氮烷化合物的组合物。一种环氧硅氮烷化合物、以及包含该环氧硅氮烷化合物的组合物，该环氧硅氮烷化合物是具有特定的结构的环氧硅氮烷化合物，其中O原子相对于O原子与N原子的总数的比率为5％以上且25％以下，且在基于反门控去耦法对前述环氧硅氮烷化合物进行²⁹Si‑NMR测定而获得的光谱中，在‑75ppm～‑90ppm检测的峰的面积相对于在‑25ppm～‑55ppm检测的峰的面积的比率为4.0％以下。

技术领域

本发明涉及环氧硅氮烷(siloxazane)化合物以及包含该环氧硅氮烷化合物的组合物，该环氧硅氮烷化合物可在半导体器件等的制造过程中形成缺陷少的二氧化硅质膜。另外，本发明也涉及使用了它们的二氧化硅质膜的形成方法。

背景技术

在电子器件尤其是半导体器件的制造中，有时会在晶体管元件与位线(bit line)之间、位线与电容器之间、电容器与金属布线之间、多个金属布线之间等等，形成层间绝缘膜。进一步，有时会在设置在基板表面等中的隔离沟中埋设绝缘物质。进一步，有时会在基板表面形成了半导体器件之后，使用密封材料形成包覆层，从而制成封装体。这样的层间绝缘膜和/或包覆层大多由二氧化硅质材料形成。

另一方面，在电子器件的领域，缓慢地推进着器件规则 (device rule)的微细化，在将组入于器件中的各元件间进行分离的绝缘结构等的尺寸方面也要求微细化。然而，随着绝缘结构的微细化的推进，构成沟道(trench)等的二氧化硅质膜中的缺陷产生量在增大，并且电子器件的制造效率降低的问题在变大。

另一方面，关于二氧化硅质膜的形成方法，使用了化学气相沉积法(CVD法)、溶胶-凝胶法、将包含含硅聚合物的组合物涂布以及煅烧的方法等。它们之中，由于比较简便，因而大多采用通过使用组合物而形成二氧化硅质膜的方法。为了形成这样的二氧化硅质膜，通过将包含聚硅氮烷、聚硅氧烷、聚环氧硅氮烷、或者聚硅烷等含硅聚合物的组合物涂布于基板等的表面，进行煅烧，从而将聚合物中所含的硅氧化，制成二氧化硅质膜。

在聚硅氮烷主链的侧链导入了硅氧烷键的聚环氧硅氮烷方面也进行着各种开发。例如，在专利文献1和2中，为了增大分子量，因而公开了一种由三官能硅氧烷键将聚硅氮烷的Si原子进行交联的方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第1897366号

专利文献2：日本特许第3916272号

发明内容

发明想要解决的课题

一般而言，由包含含氧率高的聚环氧硅氮烷的组合物形成二氧化硅质膜时，则可在更短时间获得均匀的覆膜。但是，即使含氧率高，在基于三官能硅氧烷键的交联多时，则二氧化硅质膜也容易变得不均匀。鉴于这样的课题，人们期望开发出一种无机聚环氧硅氮烷化合物或者包含其的组合物，关于该无机聚环氧硅氮烷化合物，在主链中导入了更多的氧、即硅氧烷键，可缩短特别是在厚膜形成时的向二氧化硅质膜转化的转化时间，并且可获得均匀的二氧化硅质膜。本发明人等发现，在环氧硅氮烷化合物中的特定的氧含量、以及在利用反门控去耦法(inverse gate decoupling method)进行²⁹Si-NMR测定而获得的定量性的光谱中是否存在特定的峰，影响到环氧硅氮烷化合物的特性。

用于解决课题的方案

本发明的环氧硅氮烷化合物的特征在于，其为具有由以下的通式(I)以及(II)表示的重复单元的环氧硅氮烷化合物，

式中，R^a以及R^b各自独立地为氢原子、烷基、烯基、环烷基、或者芳基，条件是结合于1个Si原子的2个R^a之中的至少 1个为氢原子，