二氧化硅系被膜形成用涂布液的制作方法

專利名稱：二氧化硅系被膜形成用涂布液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種二氧化硅系被膜形成用涂布液。
背景技術(shù)：
一直以來，作為在半導(dǎo)體元件或液晶元件的基板制造中使用的平坦化膜或?qū)娱g絕緣膜，通常使用的是采用SOG(spin on glass)法制造的二氧化硅系被膜。在該方法中，將在溶劑中溶解烷氧基硅烷使其發(fā)生水解反應(yīng)而得到涂布液，之后將該涂布液涂布在基材上，再進行加熱處理，由此形成二氧化硅系被膜。
關(guān)于在通過這種SOG法形成二氧化硅系被膜的方法中使用的涂布液(二氧化硅系被膜形成用涂布液)，有各種提議(例如，下述專利文獻1、2、3)。
近年來，在半導(dǎo)體元件或液晶元件的領(lǐng)域中，為了響應(yīng)高集成化、高速化、多功能化等要求，形成于基板上的圖案的微細化得到了迅猛發(fā)展。為此，在平坦化膜或?qū)娱g絕緣膜中，要求無間隙(void)地掩埋較窄的空隙(space)，但以往的二氧化硅系被膜形成用涂布液難以滿足這種要求。
專利文獻1特開2001-131479號公報專利文獻2特開2001-115029號公報專利文獻3特開2004-96076號公報發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明就是為了解決上述問題而完成的發(fā)明，其目的在于提供一種可以無間隙地掩埋微小空隙的二氧化硅系被膜形成用涂布液。
為了達到上述目的，本發(fā)明的二氧化硅系被膜形成用涂布液中含有硅氧烷聚合物和溶劑，其特征在于，上述溶劑含有正丁醇和3-甲氧基丙酸甲酯。
通過本發(fā)明，能夠獲得掩埋性出色且可以無間隙地掩埋微小空隙而形成二氧化硅系被膜的二氧化硅系被膜形成用涂布液。
具體實施例方式
在本發(fā)明的二氧化硅系被膜形成用涂布液中含有的硅氧烷聚合物，可以適當使用作為通過SOG法制作的二氧化硅系被膜的形成材料而公知的材料。優(yōu)選使用從用下述通式(I)表示的硅烷化合物中選擇的至少1種物質(zhì)經(jīng)水解反應(yīng)后生成的反應(yīng)產(chǎn)物。
R4-nSi(OR’)n…(I)在通式(I)中，R表示氫原子、烷基或苯基，R’表示烷基或苯基，n表示2～4的整數(shù)。當在Si上結(jié)合有多個R時，該多個R可以相同，也可以不同。另外，在Si上結(jié)合的多個(OR’)基可以相同，也可以不同。
作為R的烷基，優(yōu)選碳原子數(shù)為1～20的直鏈狀或支鏈狀的烷基，更優(yōu)選碳原子數(shù)為1～4的直鏈狀或支鏈狀的烷基。
作為R’的烷基，優(yōu)選碳原子數(shù)為1～5的直鏈狀或支鏈狀的烷基。作為R’的烷基，從水解速度的觀點來看，特別優(yōu)選的碳原子數(shù)為1或者2。
在使上述硅烷化合物發(fā)生水解反應(yīng)而得到的反應(yīng)產(chǎn)物中，可以含有低分子量的水解物、以及在進行水解反應(yīng)的同時分子間發(fā)生脫水縮合反應(yīng)而生成的縮合物(硅氧烷低聚物)。在含有這種水解物或縮合物時，本發(fā)明中的硅氧烷聚合物指包括這些在內(nèi)的整體硅氧烷聚合物。
在本發(fā)明的二氧化硅系被膜形成用涂布液中含有的硅氧烷聚合物的重均分子量(Mw)(采用凝膠滲透色譜法的聚苯乙烯換算基準，以下相同)優(yōu)選為1000～3000，更優(yōu)選的范圍是1200～2700，進一步優(yōu)選的范圍是1500～2000。通過使該硅氧烷聚合物的Mw在上述范圍的下限以上，可以得到良好的膜形成能力，通過使其在上述范圍的上限值以下，可以獲得良好的掩埋性以及平坦性。
上述通式(I)中的n為4時的硅烷化合物(i)可用下述通式(II)表示。
Si(OR1)a(OR2)b(OR3)c(OR4)d…(II)式中，R1、R2、R3和R4分別獨立地表示與上述R’相同的烷基或苯基。
a、b、c和d為滿足0≤a≤4、0≤b≤4、0≤c≤4、0≤d≤4和a+b+c+d＝4的條件的整數(shù)。
通式(I)中的n為3時的硅烷化合物(ii)可用下述通式(III)表示。
R5Si(OR6)e(OR7)f(OR8)g…(III)式中，R5表示氫原子、與上述R相同的烷基或苯基。R6、R7和R8相互獨立地表示與R’相同的烷基或苯基。
e、f和g為滿足0≤e≤3、0≤f≤3、0≤g≤和e+f+g＝3的條件的整數(shù)。
通式(I)中的n為2時的硅烷化合物(iii)可用下述通式(IV)表示。
R9R10Si(OR11)h(OR12)i…(IV)式中，R9和R10表示氫原子、與上述R相同的烷基或苯基。R11以及R12相互獨立地表示與R’相同的烷基或苯基。
h和i為滿足0≤h≤2、0≤i≤2和h+i＝2的條件的整數(shù)。
作為硅烷化合物(i)的具體例，可以舉出四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四丙氧基硅烷、四丁氧基硅烷、四戊氧基硅烷、四苯氧基硅烷、三甲氧基一乙氧基硅烷、二甲氧基二乙氧基硅烷、三乙氧基一甲氧基硅烷、三甲氧基一丙氧基硅烷、一甲氧基三丁氧基硅烷、一甲氧基三戊氧基硅烷、一甲氧基三苯氧基硅烷、二甲氧基二丙氧基硅烷、三丙氧基一甲氧基硅烷、三甲氧基一丁氧基硅烷、二甲氧基二丁氧基硅烷、三乙氧基一丙氧基硅烷、二乙氧基二丙氧基硅烷、三丁氧基一丙氧基硅烷、二甲氧基一乙氧基一丁氧基硅烷、二乙氧基一甲氧基一丁氧基硅烷、二乙氧基一丙氧基一丁氧基硅烷、二丙氧基一甲氧基一乙氧基硅烷、二丙氧基一甲氧基一丁氧基硅烷、二丙氧基一乙氧基一丁氧基硅烷、二丁氧基一甲氧基一乙氧基硅烷、二丁氧基一乙氧基一丙氧基硅烷、一甲氧基一乙氧基一丙氧基一丁氧基硅烷等四烷氧基硅烷，其中優(yōu)選四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷。
作為硅烷化合物(ii)的具體例，可以舉出三甲氧基硅烷、三乙氧基硅烷、三丙氧基硅烷、三戊氧基硅烷、三苯氧基硅烷、二甲氧基一乙氧基硅烷、二乙氧基一甲氧基硅烷、二丙氧基一甲氧基硅烷、二丙氧基一乙氧基硅烷、二戊氧基一甲氧基硅烷、二戊氧基一乙氧基硅烷、二戊氧基一丙氧基硅烷、二苯氧基一甲氧基硅烷、二苯氧基一乙氧基硅烷、二苯氧基一丙氧基硅烷、甲氧基乙氧基丙氧基硅烷、一丙氧基二甲氧基硅烷、一丙氧基二乙氧基硅烷、一丁氧基二甲氧基硅烷、一戊氧基二乙氧基硅烷、一苯氧基二乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、甲基三丙氧基硅烷、甲基三戊氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三丙氧基硅烷、乙基三戊氧基硅烷、乙基三苯氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷、丙基三戊氧基硅烷、丙基三苯氧基硅烷、丁基三甲氧基硅烷、丁基三乙氧基硅烷、丁基三丙氧基硅烷、丁基三戊氧基硅烷、丁基三苯氧基硅烷、甲基一甲氧基二乙氧基硅烷、乙基一甲氧基二乙氧基硅烷、丙基一甲氧基二乙氧基硅烷、丁基一甲氧基二乙氧基硅烷、甲基一甲氧基二丙氧基硅烷、甲基一甲氧基二戊氧基硅烷、甲基一甲氧基二苯氧基硅烷、乙基一甲氧基二丙氧基硅烷、乙基一甲氧基二戊氧基硅烷、乙基一甲氧基二苯氧基硅烷、丙基一甲氧基二丙氧基硅烷、丙基一甲氧基二戊氧基硅烷、丙基一甲氧基二苯氧基硅烷、丁基一甲氧基二丙氧基硅烷、丁基一甲氧基二戊氧基硅烷、丁基一甲氧基二苯氧基硅烷、甲基甲氧基乙氧基丙氧基硅烷、丙基甲氧基乙氧基丙氧基硅烷、丁基甲氧基乙氧基丙氧基硅烷、甲基一甲氧基一乙氧基一丁氧基硅烷、乙基一甲氧基一乙氧基一丁氧基硅烷、丙基一甲氧基一乙氧基一丁氧基硅烷、丁基一甲氧基一乙氧基一丁氧基硅烷等，其中優(yōu)選三甲氧基硅烷、三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷。
作為硅烷化合物(iii)的具體例，可以舉出二甲氧基硅烷、二乙氧基硅烷、二丙氧基硅烷、二戊氧基硅烷、二苯氧基硅烷、甲氧基乙氧基硅烷、甲氧基丙氧基硅烷、甲氧基戊氧基硅烷、甲氧基苯氧基硅烷、乙氧基丙氧基硅烷、乙氧基戊氧基硅烷、乙氧基苯氧基硅烷、甲基二甲氧基硅烷、甲基甲氧基乙氧基硅烷、甲基二乙氧基硅烷、甲基甲氧基丙氧基硅烷、甲基甲氧基戊氧基硅烷、甲基甲氧基苯氧基硅烷、乙基二丙氧基硅烷、乙基甲氧基丙氧基硅烷、乙基二戊氧基硅烷、乙基二苯氧基硅烷、丙基二甲氧基硅烷、丙基甲氧基乙氧基硅烷、丙基乙氧基丙氧基硅烷、丙基二乙氧基硅烷、丙基二戊氧基硅烷、丙基二苯氧基硅烷、丁基二甲氧基硅烷、丁基甲氧基乙氧基硅烷、丁基二乙氧基硅烷、丁基乙氧基丙氧基硅烷、丁基二丙氧基硅烷、丁基甲基二戊氧基硅烷、丁基甲基二苯氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基甲氧基乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二甲基二戊氧基硅烷、二甲基二苯氧基硅烷、二甲基乙氧基丙氧基硅烷、二甲基二丙氧基硅烷、二乙基二甲氧基硅烷、二乙基甲氧基丙氧基硅烷、二乙基二乙氧基硅烷、二乙基乙氧基丙氧基硅烷、二丙基二甲氧基硅烷、二丙基二乙氧基硅烷、二丙基二戊氧基硅烷、二丙基二苯氧基硅烷、二丁基二甲氧基硅烷、二丁基二乙氧基硅烷、二丁基二丙氧基硅烷、二丁基甲氧基戊氧基硅烷、二丁基甲氧基苯戊氧基硅烷、甲基乙基二甲氧基硅烷、甲基乙基二乙氧基硅烷、甲基乙基二丙氧基硅烷、甲基乙基二戊氧基硅烷、甲基乙基二苯氧基硅烷、甲基丙基二甲氧基硅烷、甲基丙基二乙氧基硅烷、甲基丁基二甲氧基硅烷、甲基丁基二乙氧基硅烷、甲基丁基二丙氧基硅烷、甲基乙基乙氧基丙氧基硅烷、乙基丙基二甲氧基硅烷、乙基丙基甲氧基乙氧基硅烷、二丙基二甲氧基硅烷、二丙基甲氧基乙氧基硅烷、丙基丁基二甲氧基硅烷、丙基丁基二乙氧基硅烷、二丁基甲氧基乙氧基硅烷、二丁基甲氧基丙氧基硅烷、二丁基乙氧基丙氧基硅烷等，其中優(yōu)選二甲氧基硅烷、二乙氧基硅烷、甲基二甲氧基硅烷、甲基二乙氧基硅烷。
用于獲得上述反應(yīng)產(chǎn)物的硅烷化合物，可以從上述硅烷化合物(i)～(iii)中適當選擇。
更優(yōu)選的組合是硅烷化合物(i)和硅烷化合物(ii)的組合。當使用硅烷化合物(i)和硅烷化合物(ii)時，它們的使用比例優(yōu)選為硅烷化合物(i)在5～90摩爾％的范圍內(nèi)、硅烷化合物(ii)在95～10摩爾％的范圍內(nèi)；更優(yōu)選為硅烷化合物(i)在10～80摩爾％的范圍內(nèi)、硅烷化合物(ii)在90～20摩爾％的范圍內(nèi)；進一步優(yōu)選為硅烷化合物(i)在15～75摩爾％的范圍內(nèi)、硅烷化合物(ii)在85～25摩爾％的范圍內(nèi)。另外，硅烷化合物(ii)更優(yōu)選為上述通式(III)中的R5是烷基或苯基、優(yōu)選是烷基的化合物。
上述反應(yīng)產(chǎn)物可以通過如下所示的方法調(diào)制，即在酸催化劑、水、有機溶劑存在的條件下，使從上述硅烷化合物(i)～(iii)當中選擇的1種以上化合物發(fā)生水解、縮合反應(yīng)，從而進行調(diào)制。
作為上述酸催化劑可以使用有機酸、無機酸當中的任一種。
作為無機酸，可以使用硫酸、磷酸、硝酸、鹽酸等，其中優(yōu)選磷酸、硝酸。
作為上述有機酸，可以使用蟻酸、草酸、富馬酸、馬來酸、冰醋酸、乙酸酐、丙酸、正丁酸等羧酸以及具有含硫酸殘基的有機酸。
作為具有上述含硫酸殘基的有機酸，可以舉出有機磺酸，作為這些酯化物，可以舉出有機硫酸酯、有機亞硫酸酯等。其中，特別優(yōu)選有機磺酸，例如用下述通式(V)表示的化合物。
R13-X…(V)(式中，R13是可以具有取代基的烴基，X是磺酸基)在上述通式(V)中，作為R13的烴基，優(yōu)選碳原子數(shù)為1～20的烴基，該烴基可以是飽和的烴基，也可以是不飽和烴基，可以是直鏈狀、支鏈狀、環(huán)狀當中的任一種。
當烴基R13為環(huán)狀基時，例如可以是苯基、萘基、蒽基等芳香族烴基，其中優(yōu)選苯基。在該芳香族烴基中的芳香環(huán)上，作為取代基可以結(jié)合有1個或多個碳原子數(shù)為1～20的烴基。作為該芳香環(huán)上的取代基的烴基可以是飽和烴基，也可以是不飽和烴基，可以是直鏈狀、支鏈狀、環(huán)狀當中的任一種。
另外，烴基R13可以具有1個或多個取代基，作為該取代基，可以舉例為氟原子等鹵素原子、磺酸基、羧基、羥基、氨基、氰基等。
作為用上述通式(V)表示的有機磺酸，從抗蝕圖案下部的形狀改善效果的觀點出發(fā)，特別優(yōu)選九氟丁烷磺酸、甲烷磺酸、三氟甲烷磺酸、十二烷基苯磺酸或它們的混合物等。
上述酸催化劑在有水存在的情況下可起到使硅烷化合物水解時的催化劑的使用，所使用的酸催化劑的量可以調(diào)制成如下，即，水解反應(yīng)的反應(yīng)體系中的濃度在1～1000ppm、特別優(yōu)選在5～800ppm的范圍內(nèi)。
關(guān)于水的添加量，由于硅氧烷聚合物的水解率會因此而改變，所以可根據(jù)所需要的水解率而確定。
本說明書中的硅氧烷聚合物的水解率，是指在用于合成該硅氧烷聚合物的水解反應(yīng)的反應(yīng)體系中的存在的、水分子的數(shù)量(摩爾數(shù))相對硅烷化合物中的烷氧基的數(shù)量(摩爾數(shù))的比例(單位％)。
在本發(fā)明中，硅氧烷聚合物的水解率優(yōu)選為50～200％，更優(yōu)選的范圍是75～180％。通過使該水解率在上述范圍的下限值以上，可以穩(wěn)定獲得二氧化硅系被膜的良好膜質(zhì)。通過使其為上述范圍的上限值以下，可以改善二氧化硅系被膜形成用涂布液的保存穩(wěn)定性。
作為水解反應(yīng)的反應(yīng)體系中的有機溶劑，可以舉例為甲醇、乙醇、丙醇、正丁醇等一元醇，3-甲氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯等羧酸烷基酯，乙二醇、二甘醇、丙二醇、甘油、三羥甲基丙烷、己三醇等多元醇，乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、乙二醇單丙醚、乙二醇單丁醚、二甘醇單甲醚、二甘醇單乙醚、二甘醇單丙醚、二甘醇單丁醚、丙二醇單甲醚、丙二醇單乙醚、丙二醇單丙醚、丙二醇單丁醚等多元醇的單醚類或它們的單乙酸酯類，醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丁酯等酯類，丙酮、甲乙酮、甲基異戊基酮等酮類；乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、乙二醇二丙醚、乙二醇二丁醚、丙二醇二甲醚、丙二醇二乙醚、二甘醇二甲醚、二甘醇二乙醚、二甘醇甲基乙基醚等多元醇的羥基全被烷基醚化的多元醇醚類等。
上述有機溶劑可以單獨使用，可以組合2種以上使用。
本發(fā)明的二氧化硅系被膜形成用涂布液中，作為溶劑中的必要成分含有正丁醇和3-甲氧基丙酸甲酯，所以作為合成硅氧烷聚合物的反應(yīng)體系中的有機溶劑，優(yōu)選使用正丁醇和3-甲氧基丙酸甲酯的混合溶劑。
當使用正丁醇和3-甲氧基丙酸甲酯的混合溶劑時，它們的質(zhì)量比(正丁醇/3-甲氧基丙酸甲酯)優(yōu)選在20/80～80/20的范圍內(nèi)，更優(yōu)選的范圍為30/70～70/30。
通過使正丁醇和3-甲氧基丙酸甲酯的質(zhì)量比在上述范圍內(nèi)，可以抑制涂布時的凹陷，獲得改善涂布性而提高掩埋性的效果、在形成二氧化硅系被膜時產(chǎn)生的有機氣體量減少的效果、以及涂布液的經(jīng)時穩(wěn)定性得到提高的效果。特別在使正丁醇的量在上述范圍的下限值以上時，涂布過程中不易出現(xiàn)凹陷等不良情形。另外，通過使3-甲氧基丙酸甲酯的量在上述范圍的下限值以上，可以改善涂布液的保存穩(wěn)定性。
通過在這樣的反應(yīng)體系中進行水解反應(yīng)，可以得到硅氧烷聚合物。完成該水解反應(yīng)通常需5～100小時左右，若要縮短反應(yīng)時間，最好在不超過80℃的溫度范圍內(nèi)進行加熱。
反應(yīng)結(jié)束后，能得到含有已合成的硅氧烷聚合物和用于反應(yīng)的有機溶劑的反應(yīng)溶液。該反應(yīng)溶液可以直接用作二氧化硅系被膜形成用涂布液，但為了調(diào)整至理想的固體成分濃度，優(yōu)選將進一步添加稀釋溶劑而進行了稀釋的液體用作二氧化硅系被膜形成用涂布液。
對本發(fā)明的二氧化硅系被膜形成用涂布液的SiO2換算濃度沒有特別限制，但優(yōu)選為1～30質(zhì)量％左右，更優(yōu)選為5～25質(zhì)量％左右。
作為上述稀釋溶劑，優(yōu)選從上述作為水解反應(yīng)中的有機溶劑所列舉的溶劑中適當選擇使用，但除此之外的通常的有機溶劑也可以使用。
更優(yōu)選的稀釋溶劑是上述正丁醇和3-甲氧基丙酸甲酯的混合溶劑。
在二氧化硅系被膜形成用涂布液中的溶劑中，在不損壞本發(fā)明效果的范圍內(nèi)可以含有除正丁醇和3-甲氧基丙酸甲酯之外的溶劑，但正丁醇和3-甲氧基丙酸甲酯的總含量優(yōu)選占二氧化硅系被膜形成用涂布液中的溶劑的50質(zhì)量％以上，更優(yōu)選為80質(zhì)量％以上，進一步優(yōu)選為98％以上，最優(yōu)選為100質(zhì)量％。
在含有上述反應(yīng)溶液的二氧化硅系被膜形成用涂布液中，含有通過硅烷化合物的水解反應(yīng)而生成的醇，在醇過量混入的情況下，通過減壓蒸餾除去醇即可。減壓蒸餾最好在真空度為39.9×102～39.9×103Pa、優(yōu)選66.5×102～26.6×103Pa且溫度為20℃～50℃的條件下進行2～6小時。
本發(fā)明的二氧化硅系被膜形成用涂布液優(yōu)選用于形成作為平坦化膜或?qū)娱g絕緣膜的二氧化硅系被膜。作為使用本發(fā)明的二氧化硅系被膜形成用涂布液形成二氧化硅系被膜的方法，可以使用通常的SOG法。
例如，首先為了使二氧化硅系被膜形成用涂布液在基體上形成規(guī)定膜厚，采用旋轉(zhuǎn)涂布、流延涂布、軋輥涂布等涂布方法進行涂布而形成涂膜。涂膜的厚度可以根據(jù)應(yīng)用的基體種類而適當選擇。
接著，在電熱板上烘焙。此時的烘焙溫度例如為80～500℃左右，更優(yōu)選為80～300℃左右。通常該烘焙所需的時間為10～360秒，優(yōu)選為90～210秒。烘焙處理可以在改變烘焙溫度的條件下分多個階段進行。
隨后，通過高溫燒成可以得到二氧化硅系被膜。燒成溫度通常在350℃以上，優(yōu)選為350～450℃左右。
本發(fā)明的二氧化硅系被膜形成用涂布液可以無間隙地掩埋基體表面的凹凸間的空隙，其掩埋性出色，可以形成優(yōu)質(zhì)的被用作平坦化膜或?qū)娱g絕緣膜的二氧化硅系被膜。
例如如后述的實施例所示，可以實現(xiàn)能夠無間隙地掩埋寬度為0.1μm的L&S圖案(1∶1)的出色的掩埋性。
混合甲基三甲氧基硅烷367.7g(2.7摩爾)、四甲氧基硅烷411.0g(2.7摩爾)、正丁醇690.5g、3-甲氧基丙酸甲酯690.5g，并進行攪拌。然后，添加水340.2g(19.0摩爾)、濃度為60質(zhì)量％的硝酸58.9μl，進而攪拌3小時使其發(fā)生水解反應(yīng)。水解率約為100％。
隨后，通過在26℃下使其反應(yīng)2天，得到含有硅氧烷聚合物的反應(yīng)溶液。反應(yīng)溶液中的硅氧烷聚合物的重均分子量(Mw)為1559。
在2415.2g上述反應(yīng)溶液中混合作為稀釋溶劑的正丁醇388.8g和3-甲氧基丙酸甲酯388.8g，得到二氧化硅系被膜形成用涂布液。
(掩埋性的評價)準備在硅晶圓上形成有0.1μm的11L&S圖案的基體。
采用旋涂法在該基體上涂布在上述中得到的二氧化硅系被膜形成用涂布液，用電熱板進行烘焙處理。烘焙處理中的加熱條件是在80℃下烘焙1分鐘、接著在150℃下烘焙1分鐘、接著在200℃下烘焙1分鐘，進行多階段烘焙。隨后，在空氣中400℃下燒成而得到二氧化硅系被膜。
對于得到的二氧化硅系被膜，采用SEM(掃描型電子顯微鏡)觀察了截面，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在圖案之間的空隙內(nèi)沒有產(chǎn)生間隙，也沒有掩埋不良，掩埋性良好。
(實施例2)在上述實施例1中，改變水解率，調(diào)制成二氧化硅系被膜形成用涂布液。
即，混合甲基三甲氧基硅烷176.8g(1.3摩爾)、四甲氧基硅烷197.6g(1.3摩爾)、正丁醇249.0g、3-甲氧基丙酸甲酯249.0g，并進行攪拌。然后，添加水327.6g(18.3摩爾)、濃度為60質(zhì)量％的硝酸28.3μl，進而攪拌3小時使其發(fā)生水解反應(yīng)。水解率約為200％。
隨后，通過在26℃下使其反應(yīng)2天，得到含有硅氧烷聚合物的反應(yīng)溶液。反應(yīng)溶液中的硅氧烷聚合物的重均分子量(Mw)為1741。
在150g上述反應(yīng)溶液中混合作為稀釋溶劑的正丁醇24.8g和3-甲氧基丙酸甲酯24.8g，得到二氧化硅系被膜形成用涂布液。
對于得到的二氧化硅系被膜形成用涂布液，與實施例1相同地進行了掩埋性評價。結(jié)果在圖案之間的空隙內(nèi)沒有產(chǎn)生間隙，也沒有掩埋不良，掩埋性良好。
(比較例1)在實施例2中，不使用正丁醇和3-甲氧基丙酸甲酯，而是分別使用690.5g丙酮和異丙醇(IPA)，調(diào)制了二氧化硅系被膜形成用涂布液。
水解反應(yīng)中的水解率約為200％。反應(yīng)溶液中的硅氧烷聚合物的重均分子量(Mw)為1956。
對于得到的二氧化硅系被膜形成用涂布液，與實施例1相同地進行掩埋性評價。結(jié)果觀察到在圖案之間的空隙內(nèi)產(chǎn)生了少量間隙，在微細圖案中的掩埋性較差。
權(quán)利要求
1.一種二氧化硅系被膜形成用涂布液，其中含有硅氧烷聚合物和溶劑，其特征在于，所述溶劑中含有正丁醇和3-甲氧基丙酸甲酯。
2.如權(quán)利要求1所述的二氧化硅系被膜形成用涂布液，其特征在于，所述正丁醇和3一甲氧基丙酸甲酯的質(zhì)量比為20/80～80/20。
3.如權(quán)利要求1所述的二氧化硅系被膜形成用涂布液，其特征在于，所述硅烷化合物，是使從用下述通式(I)表示的硅烷化合物中選擇的至少1種化合物發(fā)生水解反應(yīng)而得到的反應(yīng)產(chǎn)物，R4-nSi(OR’)n…(I)式中，R獨立地表示氫原子、烷基或苯基，R’獨立地表示烷基或苯基，n表示2～4的整數(shù)。
4.如權(quán)利要求1所述的二氧化硅系被膜形成用涂布液，其特征在于，所述硅氧烷聚合物的重均分子量為1000～3000。
5.如權(quán)利要求1～4中任意一項所述的二氧化硅系被膜形成用涂布液，其特征在于，所述硅氧烷聚合物的水解率為50～200％。
全文摘要
本發(fā)明提供一種二氧化硅系被膜形成用涂布液，其中含有硅氧烷聚合物和溶劑，所述溶劑中含有正丁醇和3－甲氧基丙酸甲酯。由此，可以得到能夠無間隙地掩埋微小的空隙的二氧化硅系被膜形成用涂布液。
文檔編號H01L51/40GK1754930SQ20051008605
公開日2006年4月5日 申請日期2005年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月28日
發(fā)明者高濱昌, 佐藤功 申請人:東京應(yīng)化工業(yè)株式會社