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形成多孔膜的組合物、多孔膜及其形成方法、層間絕緣膜和半導(dǎo)體器件的制作方法

文檔序號(hào):3689781閱讀:160來源:國知局
專利名稱:形成多孔膜的組合物、多孔膜及其形成方法、層間絕緣膜和半導(dǎo)體器件的制作方法
背景技術(shù)
發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及薄膜形成的組合物,其中可以形成具有優(yōu)良的介電性質(zhì)、粘合性、膜均勻性和機(jī)械強(qiáng)度的多孔膜,并且降低了吸濕;多孔膜和形成其的方法;以及內(nèi)部包含多孔膜的半導(dǎo)體器件。
相關(guān)工藝的描述在半導(dǎo)體集成電路的制造中,由于電路是較緊密擁擠,增加了互連電容導(dǎo)致增加了互連延遲時(shí)間,由此阻礙了半導(dǎo)體電路性能的提高,所述的電容是金屬互連之間的寄生電容。這一互連延遲時(shí)間稱為RC延遲,其正比于金屬互連的電阻和互連之間靜電容的乘積。降低互連延遲時(shí)間要求降低金屬互連的電阻或互連電容。
金屬互連的電阻和互連電容的降低能夠防止密集擁擠的半導(dǎo)體器件引起互連延遲,由此得到較小和更快的低功率消耗的半導(dǎo)體器件。
在試圖降低金屬互連的電阻中,近些年來,在多層互連結(jié)構(gòu)中利用金屬銅互連多于常規(guī)的鋁互連。然而,單獨(dú)這一結(jié)構(gòu)的使用在提高性能方面有限制,因此降低互連電容對(duì)更高的半導(dǎo)體性能是迫切需要的。
降低互連電容的一種方法是降低在金屬互連之間設(shè)置的層間絕緣膜的相對(duì)介電常數(shù)。因而具有低的相對(duì)介電常數(shù)的絕緣膜,已經(jīng)考慮使用多孔膜代替已經(jīng)常規(guī)使用的氧化硅膜??梢哉f多孔膜是作為具有2.0或更小相對(duì)介電常數(shù)材料的僅有的實(shí)用膜,以及為形成多孔膜已經(jīng)建議了各種方法。
形成多孔膜的第一個(gè)方法如下合成一種含有熱不穩(wěn)定有機(jī)組分的硅氧烷聚合物的前體溶液;然后,前體溶液被施加到基質(zhì)上形成一個(gè)涂布膜;并隨后,應(yīng)用熱處理分解和揮發(fā)有機(jī)溶劑。結(jié)果是在薄膜中形成了大量微孔。
形成多孔膜的第二個(gè)方法,眾所周知進(jìn)行如下過程通過涂布或CVD方法硅膠溶液被施加到一種基質(zhì)上以便形成濕膠;而后,硅膠溶液經(jīng)歷縮合反應(yīng),同時(shí)通過控制來自濕膠溶劑的蒸發(fā)速度限制體積減少。
形成多孔膜的第三個(gè)方法,眾所周知是氧化硅微觀粒子溶液被施加到一種基質(zhì)上形成涂布膜,而后焙燒涂布膜形成氧化硅微觀粒子之間的大量微孔。
第四個(gè)方法,日本專利臨時(shí)出版號(hào)2000-44875建議關(guān)于多孔膜形成的組合物,其中以其包含三種化合物為特征,一種由(R′)nSi(OR″)4-n表示的化合物(A),(R′和R″是單價(jià)有機(jī)自由基,以及m是0~2的一個(gè)整數(shù));一種金屬螫合物(B);和具有聚烯烴氧化物結(jié)構(gòu)的化合物(C)。
然而,這些方法分別有主要的缺點(diǎn)如下在形成多孔膜的第一個(gè)方法中,硅氧烷聚合物前體溶液的合成增加了成本。另外,通過涂布前體溶液,涂布膜的形成增加了硅雜醇基團(tuán)殘留在涂布膜中的量,其中引起脫氣現(xiàn)象表明水及類似物在其后進(jìn)行的熱處理過程中的蒸發(fā)以及由于多孔膜的吸濕性也損壞了膜質(zhì)量。
在形成多孔膜的第二個(gè)方法中,濕膠溶劑蒸發(fā)的速度控制要求特定類型的涂布裝置,其增加了成本。另外,顯著量的硅醇?xì)埩粼谖⒖椎谋砻?,所述表面必須硅烷化,因?yàn)榉駝t吸濕性高從而膜質(zhì)量降低。硅烷化產(chǎn)生更復(fù)雜的過程。在通過CVD工藝形成濕膠的情況下,就必須使用特定類型的CVD裝置,其不同于通常在半導(dǎo)體工藝中使用的等離子CVD裝置,由此也增加了成本。
在形成多孔膜的第三個(gè)方法中,在硅石微粒子之間形成的微孔直徑變得很大,所述的直徑是通過幾何聚集的硅石微粒子的聚集結(jié)構(gòu)測(cè)定的。這使設(shè)置多孔膜的相對(duì)介電常數(shù)到2或更低變的困難。
在第四個(gè)方法的情況下,在三組分(A),(B),(C)中,為了增加組分(A),(C)的相容性,和在硬化之后產(chǎn)生涂布膜厚度的均勻性,金屬螯合物(B)是必需的。然而,因?yàn)樗沟弥圃旃に噺?fù)雜和增加了成本,所以它不是優(yōu)選的。因此,要求開發(fā)一種材料,其能夠使形成均相溶液而沒有螯合組分并且在硬化之后涂布膜是平坦的。
在比較形成多孔膜的常規(guī)方法中,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)可以如下形成具有中孔尺寸(具有2~50納米直徑的微孔)通道結(jié)構(gòu)的多孔體當(dāng)使用由表面活性劑制得的膠束為模板以形成該結(jié)構(gòu)時(shí),縮合硅鋁酸鹽、氧化硅或其類似物,而后通過焙燒或溶劑萃取除去表面活性劑組分。例如,Inagaki等人建議當(dāng)使用表面活性劑為模板時(shí)(J.Chem.Soc.Chem.Commun.,p.680,1993)使聚硅酸鹽在水中反應(yīng)。進(jìn)一步,日本專利臨時(shí)出版號(hào)9-194298公開在使用表面活性劑為模板時(shí),在水中酸性條件下四烷氧基硅烷反應(yīng),并施加到基質(zhì)表面以便形成具有1~2納米直徑微孔的氧化硅孔膜。
然而,這些方法有如下問題。在第一方法中,可以容易地形成粉狀多孔體,但是不可能在基質(zhì)上形成作為薄膜的多孔膜,其為半導(dǎo)體器件制造使用的基質(zhì)。在第二方法中,孔體可以形成于薄膜中,但是它不可能控制微孔的取向,以及它也不可能形成均勻的大面積薄膜。
日本專利臨時(shí)出版號(hào)2001-130911公開了一種形成氧化硅中孔薄膜的方法,為了穩(wěn)定,在調(diào)節(jié)混合物到pH3或更低之后,使用烷氧基硅和表面活性劑的酸解縮合物的混合物。
然而,也在這一方法中,溶質(zhì)濃度的限制可能使合適地控制涂布膜的厚度變得困難,由此也產(chǎn)生了施加它到實(shí)際半導(dǎo)體制造工藝中的困難。當(dāng)該溶液用水稀釋時(shí),涂布膜厚度變?yōu)榭煽刂频模?,氧化硅組分的縮聚速度增加失去了涂布溶液的穩(wěn)定性。
另一方面,日本專利臨時(shí)出版號(hào)2001-115029和2001-203197表明通過硅烷化合物的水解和縮合制備介電性質(zhì)優(yōu)良的涂布溶液。因?yàn)椋紤]到用在實(shí)際半導(dǎo)體制造工藝中彈性系數(shù)必須是5GPa或更高,所以這些發(fā)明可以說在機(jī)械強(qiáng)度是不滿意的。
如上提到的,常規(guī)材料有幾個(gè)問題,如在熱處理步驟中膜質(zhì)量的損壞和高成本。然而,多孔膜的形成導(dǎo)致具有大直徑的孔以至很難得到低介電常數(shù)。當(dāng)常規(guī)多孔膜被摻入到半導(dǎo)體器件的多層互連中作為絕緣膜時(shí),有一個(gè)問題,不能得到作為半導(dǎo)體器件必需的機(jī)械強(qiáng)度。
如此,在半導(dǎo)體器件的多層互連中,當(dāng)用于絕緣膜的多孔膜介電常數(shù)是太高時(shí),在半導(dǎo)體器件的多層互連中,增加了RC延遲從而不能改進(jìn)半導(dǎo)體器件的性能(高速和低功率消耗)。這指出存在很大的問題。進(jìn)一步,具有低機(jī)械強(qiáng)度的多孔膜損壞了半導(dǎo)體器件的可靠性。
發(fā)明概述看以上描述的這些問題,本發(fā)明的目的是提供形成具有極好機(jī)械強(qiáng)度和優(yōu)良介電性質(zhì)的多孔膜的涂布液,其中使用半導(dǎo)體工藝的常規(guī)方法容易地形成具有要求的可控制厚度的薄膜。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供高性能和高可靠性半導(dǎo)體器件,其中內(nèi)部包括多孔膜。
直到現(xiàn)在,在低介電常數(shù)絕緣膜的制造領(lǐng)域中,在酸或堿性催化劑存在下,通過烷氧基硅烷化合物或鹵化的硅烷化合物原料的水解和縮合形成多數(shù)低介電常數(shù)絕緣膜。
尤其共同的是從縮合產(chǎn)物得到涂布的膜,其中在堿性催化劑存在下,已經(jīng)通過烷氧基硅烷化合物的水解和縮合生產(chǎn)了縮合產(chǎn)物。在這一工藝中,建議用許多辦法加入含硅交聯(lián)劑(以后稱,“交聯(lián)劑”)以改進(jìn)涂布膜的機(jī)械強(qiáng)度。例如,在專利出版號(hào)中發(fā)現(xiàn)許多方法如日本專利臨時(shí)出版號(hào)2001-354904和日本專利臨時(shí)出版號(hào)2002-20688。然而,發(fā)現(xiàn)常規(guī)交聯(lián)劑不能獲得膜的足夠的機(jī)械強(qiáng)度,因?yàn)橐粋€(gè)交聯(lián)劑分子僅僅有兩個(gè)官能硅原子,其中能夠交聯(lián)由水解和縮合生產(chǎn)的聚合物。
按照本發(fā)明,加入每個(gè)分子具有3或4個(gè)官能硅原子的交聯(lián)劑從而增加機(jī)械強(qiáng)度。如此,對(duì)于半導(dǎo)體制造工藝,發(fā)現(xiàn)了一種形成具有足夠機(jī)械強(qiáng)度和介電性質(zhì)多孔膜的組合物,及形成多孔膜的方法。根據(jù)這些發(fā)現(xiàn)完成了本發(fā)明。
按照本發(fā)明,提供形成多孔膜的組合物,所述的組合物包括縮合產(chǎn)物和有機(jī)溶劑,其中在堿性催化劑存在下,通過如下組分的水解和縮合得到縮合產(chǎn)物一種或多種由通式(1)R1kSi(OR2)4-k代表的硅烷化合物,其中R1代表有1~8個(gè)碳原子的有機(jī)基團(tuán),以及當(dāng)有二個(gè)或多個(gè)R1時(shí),這些R1可以是獨(dú)立相同的或不同的;R2代表有1~4碳原子的烷基,和當(dāng)有二個(gè)或多個(gè)R2時(shí),這些R2可以是獨(dú)立的,相同的或不同的;k是0~3的整數(shù);以及一種或多種由通式(2){Xi(Y)3-jSi-(L)m-}nMZ4-n代表的交聯(lián)劑,其中X代表氫原子,鹵原子或具有1~4個(gè)碳原子的烷氧基;Y代表氫原子,具有1~4個(gè)碳原子的烷基或苯基;Z代表氫原子,鹵原子或具有1~4個(gè)碳原子的烷基,具有1~4個(gè)碳原子的烷氧基或苯基;L代表直鏈或支鏈具有1~6個(gè)碳原子的亞烷基基團(tuán),具有1~6個(gè)碳原子的鏈烯烴,具有1~6個(gè)碳原子的炔烯烴或亞苯基;M代表碳原子或硅原子;j是1~3的整數(shù);m是0或1;和n是3或4。
按照本發(fā)明,提供制造多孔膜的方法,所述的方法包括施加所述的組合物到基質(zhì)的步驟以由此形成膜,干燥膜和加熱干燥的膜以便硬化膜。這些能夠被應(yīng)用到半導(dǎo)體制造工藝中,提供優(yōu)良的介電性質(zhì)和機(jī)械強(qiáng)度的層間(中間層)絕緣膜。
本發(fā)明的半導(dǎo)體器件包括其中的多孔膜,即由組合物形成的這一多孔膜,所述的組合物包括縮合產(chǎn)物和有機(jī)溶劑,其中在堿性催化劑存在下,通過如下組分的水解和縮合得到縮合產(chǎn)物一種或多種由通式(1)R1kSi(OR2)4-k代表的硅烷化合物,其中R1代表有1~8個(gè)碳原子的有機(jī)基團(tuán),以及當(dāng)有二個(gè)或多個(gè)R1時(shí),這些R1可以是獨(dú)立的,相同的或不同的;R2代表有1~4碳原子的烷基,和當(dāng)有二個(gè)或多個(gè)R2時(shí),這些R2可以是獨(dú)立的,相同的或不同的;k是0~3的整數(shù);以及一種或多種由通式(2){Xj(Y)3-jSi-(L)m-}nMZ4-n代表的交聯(lián)劑,其中X代表氫原子,鹵原子或具有1~4個(gè)碳原子的烷氧基;Y代表氫原子,具有1~4個(gè)碳原子的烷基或苯基;Z代表氫原子,鹵原子或具有1~4個(gè)碳原子的烷基,具有1~4個(gè)碳原子的烷氧基或苯基;L代表直鏈或支鏈的具有1~6個(gè)碳原子的亞烷基基團(tuán),具有1~6個(gè)碳原子的鏈烯烴,具有1~6個(gè)碳原子的炔烯烴或亞苯基;M代表碳原子或硅原子;j是1~3的整數(shù);m是0或1;和n是3或4。
具體地,在半導(dǎo)體器件中,所述的多孔膜可以用于多層互連之間的絕緣膜。
如此,保持半導(dǎo)體器件牢固的機(jī)械強(qiáng)度,降低多孔膜的吸濕性質(zhì)。因此,獲得半導(dǎo)體器件具有低介電常數(shù)的內(nèi)置絕緣膜。因?yàn)榻档土私^緣膜的介電常數(shù),所以降低了圍繞多層互連區(qū)域的寄生電容,導(dǎo)致半導(dǎo)體器件的高速運(yùn)行和低功率消耗。
而且,對(duì)本發(fā)明半導(dǎo)體器件,優(yōu)選所述的多孔膜是通過絕緣膜或?qū)娱g絕緣膜組成,所述的絕緣膜是在多層的互連的相同層中金屬互連之間的絕緣膜,所述的層間絕緣膜是直立的金屬互連層之間的層間絕緣膜。這種構(gòu)造可以得到高性能和高度可靠的半導(dǎo)體器件。
為形成本發(fā)明的多孔膜,組合物的使用能夠促進(jìn)具有合適控制厚度的多孔膜的形成。多孔膜有低介電常數(shù),和優(yōu)良的粘合性,膜均勻性和機(jī)械強(qiáng)度。另外,多孔膜的使用可以得到高性能和高度可靠的半導(dǎo)體器件,所述的多孔膜是通過本發(fā)明組合物形成的并作為多層互連的絕緣膜。
附圖簡述

圖1是本發(fā)明半導(dǎo)體器件的截面圖。
優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)描述在用于本發(fā)明的通式(1)中,R1代表具有1~8碳原子的有機(jī)基團(tuán)。有機(jī)基團(tuán)可以包括烷基,鏈烯基,炔基,芳基,或該基團(tuán)的一個(gè)或多個(gè)氫原子由如下基團(tuán)取代,如羥基,烷氧基,氨基,烷基氨基,或二烷基氨基。有機(jī)基團(tuán)可以包括甲基,乙基,丙基,異丙基,正丁基,異丁基,仲丁基,叔丁基,戊基,環(huán)戊基,己基,環(huán)己基,庚基,降冰片基(nornornyl),辛基,乙烯基,烯丙基,乙炔基,炔丙基,苯基,甲苯磺?;?toryl),3-甲氧基丙基,3-乙氧基丙基,3-丙基丙基,4-甲氧基丁基,4-乙氧基丁基,4-丙基丁基,3-甲基氨基丙基,3-乙基氨基丙基,3-丙基氨基丙基,4-甲基氨基丁基,4-乙基氨基丁基,4-丙基氨基丁基,3-(N,N-二甲基氨基)丙基,3-(N,N-二乙基氨基)丙基,4-(N,N-二甲基氨基)丁基,4-(N,N-二乙基氨基)丁基,和4-甲氧基苯基。
用在這一發(fā)明中由通式(1)代表的硅烷化合物可以優(yōu)選包括,但是并不限于這些,四甲氧基硅烷,四乙氧基硅烷,四丙氧基硅烷,四丁氧基硅烷,甲基三甲氧基硅烷,甲基三乙氧基硅烷,甲基三丙氧基硅烷,乙基三甲氧基硅烷,丙基三甲氧基硅烷,丁基三甲氧基硅烷,戊基三甲氧基硅烷,己基三甲氧基硅烷,2-乙基己基三甲氧基硅烷,苯基三甲氧基硅烷,二甲基二甲氧基硅烷,二甲基二乙氧基硅烷,三甲基甲氧基硅烷,三乙基甲氧基硅烷和丁基二甲基甲氧基硅烷。
用在本發(fā)明中由通式(2)代表的膠聯(lián)劑可以優(yōu)選包括,但是并不限于這些,三甲硅烷基甲烷,三(甲基甲硅烷基)甲烷,三(苯基甲硅烷基)甲烷,三(二甲氧基甲硅烷基)甲烷,三(三甲氧基甲硅烷基)甲烷,三(二甲氧基甲基甲硅烷基)甲烷,三(二甲氧基苯基甲硅烷基)甲烷,三(二甲氧基甲硅烷基甲基)甲烷,三(三甲氧基甲硅烷基甲基)甲烷,三(二甲氧基甲基甲硅烷基甲基)甲烷,三(二甲氧基苯基甲硅烷基甲基)甲烷,三(1-(二甲氧基甲硅烷基)乙基)甲烷,三(1-(三甲氧基甲硅烷基)乙基)甲烷,三(1-(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙基)甲烷,三(1-(二甲氧基苯基甲硅烷基)乙基)甲烷,三(2-(二甲氧基甲硅烷基)乙基)甲烷,三(2-(三甲氧基甲硅烷基)乙基)甲烷,三(2-(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙基)甲烷,三(2-(二甲氧基苯基甲硅烷基)乙基)甲烷,三(2-(二甲氧基甲硅烷基)丙基)甲烷,三(2-(三甲氧基甲硅烷基)丙基)甲烷,三(2-(二甲氧基甲基甲硅烷基)丙基)甲烷,三(2-(二甲氧基苯基甲硅烷基)丙基)甲烷,三(3-(二甲氧基甲硅烷基)丙基)甲烷,三(3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基)甲烷,三(3-(二甲氧基甲基甲硅烷基)丙基)甲烷,三(3-(二甲氧基苯基甲硅烷基)丙基)甲烷,三(4-(二甲氧基甲硅烷基)丁基)甲烷,三(4-(三甲氧基甲硅烷基)丁基)甲烷,三(4-(二甲氧基甲基甲硅烷基)丁基)甲烷,三(4-(二甲氧基苯基甲硅烷基)丁基)甲烷,三(5-(二甲氧基甲硅烷基)戊基)甲烷,三(5-(三甲氧基甲硅烷基)戊基)甲烷,三(5-(二甲氧基甲基甲硅烷基)戊基)甲烷,三(5-(二甲氧基苯基甲硅烷基)戊基)甲烷,三(6-(二甲氧基甲硅烷基)己基)甲烷,三(6-(三甲氧基甲硅烷基)己基)甲烷,三(6-(二甲氧基甲基甲硅烷基)己基)甲烷,三(6-(二甲氧基苯基甲硅烷基)己基)甲烷,三(2-(二甲氧基甲硅烷基)乙炔基)甲烷,三(2-(三甲氧基甲硅烷基)乙炔基)甲烷,三(2-(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙炔基)甲烷,三(2-(二甲氧基苯基甲硅烷基)乙炔基)甲烷,三(4-(二甲氧基甲硅烷基)苯基)甲烷,三(4-(三甲氧基甲硅烷基)苯基)甲烷,三(4-(二甲氧基甲基甲硅烷基)苯基)甲烷,三(4-(二甲氧基苯基甲硅烷基)苯基)甲烷,1,1,1-三(二甲氧基甲硅烷基)乙烷,1,1,1-三(三甲氧基甲硅烷基)乙烷,1,1,1-三(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙烷,1,1,1-三(二甲氧基苯基甲硅烷基)乙烷,1,1,1-三(二甲氧基甲硅烷基甲基)乙烷,1,1,1-三(三甲氧基甲硅烷基甲基)乙烷,1,1,1-三(二甲氧基甲基甲硅烷基甲基)乙烷,1,1,1-三(二甲氧基苯基甲硅烷基甲基)乙烷,1,1,1-三(1-(二甲氧基甲硅烷基)乙基)乙烷,1,1,1-三(1-(三甲氧基甲硅烷基)乙基)乙烷,1,1,1-三(1-(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙基)乙烷,1,1,1-三(1-(二甲氧基苯基甲硅烷基)乙基)乙烷,1,1,1-三(2-(二甲氧基甲硅烷基)乙基)乙烷,1,1,1-三(2-(三甲氧基甲硅烷基)乙基)乙烷,1,1,1-三(2-(二甲氧基苯基甲硅烷基)乙基)乙烷,1,1,1-三(2-(二甲氧基苯基甲硅烷基)乙基)乙烷,1,1,1-三(2-(二甲氧基甲硅烷基)丙基)乙烷,1,1,1-三(2-(三甲氧基甲硅烷基)丙基)乙烷,1,1,1-三(2-(二甲氧基苯基甲硅烷基)丙基)乙烷,1,1,1-三(2-(二甲氧基苯基甲硅烷基)丙基)乙烷,1,1,1-三(3-(二甲氧基甲硅烷基)丙基)乙烷,1,1,1-三(3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基)乙烷,1,1,1-三(3-(二甲氧基甲基甲硅烷基)丙基)乙烷,1,1,1-三(3-(二甲氧基苯基甲硅烷基)丙基)乙烷,1,1,1-三(4-(二甲氧基甲硅烷基)丁基)乙烷,1,1,1-三(4-(三甲氧基甲硅烷基)丁基)乙烷,1,1,1-三(4-(二甲氧基甲基甲硅烷基)丁基)乙烷,1,1,1-三(4-(二甲氧基苯基甲硅烷基)丁基)乙烷,1,1,1-三(5-(二甲氧基甲硅烷基)戊基)乙烷,1,1,1-三(5-(三甲氧基甲硅烷基)戊基)乙烷,1,1,1-三(5-(二甲氧基甲基甲硅烷基)戊基)乙烷,1,1,1-三(5-(二甲氧基苯基甲硅烷基)戊基)乙烷,1,1,1-三(6-(二甲氧基甲硅烷基)己基)乙烷,1,1,1-三(6-(三甲氧基甲硅烷基)己基)乙烷,1,1,1-三(6-(二甲氧基甲基甲硅烷基)己基)乙烷,1,1,1-三(6-(二甲氧基苯基甲硅烷基)己基)乙烷,1,1,1-三(2-(二甲氧基甲硅烷基)乙炔基)乙烷,1,1,1-三(2-(三甲氧基甲硅烷基)乙炔基)乙烷,1,1,1-三(2-(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙炔基)乙烷,1,1,1-三(2-(二甲氧基苯基甲硅烷基)乙炔基)乙烷,1,1,1-三(4-(二甲氧基甲硅烷基)苯基)乙烷,1,1,1-三(4-(三甲氧基甲硅烷基)苯基)乙烷,1,1,1-三(4-(二甲氧基甲基甲硅烷基)苯基)乙烷,1,1,1-三(4-(二甲氧基苯基甲硅烷基)苯基)乙烷,α,α,α-三(二甲氧基甲硅烷基)甲苯,α,α,α-三(三甲氧基甲硅烷基)甲苯,α,α,α-三(二甲氧基甲基甲硅烷基)甲苯,α,α,α-三(二甲氧基苯基甲硅烷基)甲苯,α,α,α-三(二甲氧基甲硅烷基甲基)甲苯,α,α,α-三(三甲氧基甲硅烷基甲基)甲苯,α,α,α-三(二甲氧基甲基甲硅烷基甲基)甲苯,α,α,α-三(二甲氧基苯基甲硅烷基甲基)甲苯,α,α,α-三(2-(二甲氧基甲硅烷基)乙基)甲苯,α,α,α-三(2-(三甲氧基甲硅烷基)乙基)甲苯,α,α,α-三(2-(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙基)甲苯,α,α,α-三(2-(二甲氧基苯基甲硅烷基)乙基)甲苯,α,α,α-三(3-(二甲氧基甲硅烷基)丙基)甲苯,α,α,α-三(3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基)甲苯,α,α,α-三(3-(二甲氧基甲基甲硅烷基)丙基)甲苯,α,α,α-三(3-(二甲氧基苯基甲硅烷基)丙基)甲苯,α,α,α-三(4-(二甲氧基甲硅烷基)丁基)甲苯,α,α,α-三(4-(三甲氧基甲硅烷基)丁基)甲苯,α,α,α-三(4-(二甲氧基甲基甲硅烷基)丁基)甲苯,α,α,α-三(4-(二甲氧基苯基甲硅烷基)丁基)甲苯,四(二甲氧基甲硅烷基)甲烷,四(三甲氧基甲硅烷基)甲烷,四(二甲氧基甲基甲硅烷基)甲烷,四(二甲氧基苯基甲硅烷基)甲烷,四(二甲氧基甲硅烷基甲基)甲烷,四(三甲氧基甲硅烷基甲基)甲烷,四(二甲氧基甲基甲硅烷基甲基)甲烷,四(二甲氧基苯基甲硅烷基甲基)甲烷,四(2-(二甲氧基甲硅烷基)乙基)甲烷,四(2-(三甲氧基甲硅烷基)乙基)甲烷,四(2-(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙基)甲烷,四(2-(二甲氧基苯基甲硅烷基)乙基)甲烷,四(3-(二甲氧基甲硅烷基)丙基)甲烷,四(3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基)甲烷,四(3-(二甲氧基甲基甲硅烷基)丙基)甲烷,四(3-(二甲氧基苯基甲硅烷基)丙基)甲烷,四(4-(二甲氧基甲硅烷基)丁基)甲烷,四(4-(三甲氧基甲硅烷基)丁基)甲烷,四(4-(二甲氧基甲基甲硅烷基)丁基)甲烷,四(4-(二甲氧基苯基甲硅烷基)丁基)甲烷,四(5-(二甲氧基甲硅烷基)戊基)甲烷,四(5-(三甲氧基甲硅烷基)戊基)甲烷,四(5-(二甲氧基甲基甲硅烷基)戊基)甲烷,四(5-(二甲氧基苯基甲硅烷基)戊基)甲烷,四(6-(二甲氧基甲硅烷基)己基)甲烷,四(6-(三甲氧基甲硅烷基)己基)甲烷,四(6-(二甲氧基甲基甲硅烷基)己基)甲烷,四(6-(二甲氧基苯基甲硅烷基)己基)甲烷,四(4-(二甲氧基甲硅烷基)苯基)甲烷,四(4-(三甲氧基甲硅烷基)苯基)甲烷,四(4-(二甲氧基甲基甲硅烷基)苯基)甲烷,四(4-(二甲氧基苯基甲硅烷基)苯基)甲烷,三(二甲氧基甲硅烷基甲基)硅烷,三(三甲氧基甲硅烷基甲基)硅烷,三(二甲氧基甲基甲硅烷基甲基)硅烷,三(二甲氧基苯基甲硅烷基甲基)硅烷,三(1-(二甲氧基甲硅烷基)乙基)硅烷,三(1-(三甲氧基甲硅烷基)乙基)硅烷,三(1-(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙基)硅烷,三(1-(二甲氧基苯基甲硅烷基)乙基)硅烷,三(2-(二甲氧基甲硅烷基)乙基)硅烷,三(2-(三甲氧基甲硅烷基)乙基)硅烷,三(2-(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙基)硅烷,三(2-(二甲氧基苯基甲硅烷基)乙基)硅烷,三(2-(二甲氧基甲硅烷基)丙基)硅烷,三(2-(三甲氧基甲硅烷基)丙基)硅烷,三(2-(二甲氧基甲基甲硅烷基)丙基)硅烷,三(2-(二甲氧基苯基甲硅烷基)丙基)硅烷,三(3-(二甲氧基甲硅烷基)丙基)硅烷,三(3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基)硅烷,三(3-(二甲氧基甲基甲硅烷基)丙基)硅烷,三(3-(二甲氧基苯基甲硅烷基)丙基)硅烷,三(4-(二甲氧基甲硅烷基)丁基)硅烷,三(4-(三甲氧基甲硅烷基)丁基)硅烷,三(4-(二甲氧基甲基甲硅烷基)丁基)硅烷,三(4-(二甲氧基苯基甲硅烷基)丁基)硅烷,三(5-(二甲氧基甲硅烷基)戊基)硅烷,三(5-(三甲氧基甲硅烷基)戊基)硅烷,三(5-(二甲氧基甲基甲硅烷基)戊基)硅烷,三(5-(二甲氧基苯基甲硅烷基)戊基)硅烷,三(6-(二甲氧基甲硅烷基)己基)硅烷,三(6-(三甲氧基甲硅烷基)己基)硅烷,三(6-(二甲氧基甲基甲硅烷基)己基)硅烷,三(6-(二甲氧基苯基甲硅烷基)己基)硅烷,三(2-(二甲氧基甲硅烷基)乙炔基)硅烷,三(2-(三甲氧基甲硅烷基)乙炔基)硅烷,三(2-(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙炔基)硅烷,三(2-(二甲氧基苯基甲硅烷基)乙炔基)硅烷,三(4-(二甲氧基甲硅烷基)苯基)硅烷,三(4-(三甲氧基甲硅烷基)苯基)硅烷,三(4-(二甲氧基甲基甲硅烷基)苯基)硅烷,三(4-(二甲氧基苯基甲硅烷基)苯基)硅烷,三(二甲氧基甲硅烷基甲基)甲氧基硅烷,三(三甲氧基甲硅烷基甲基)甲氧基硅烷,三(二甲氧基甲基甲硅烷基甲基)甲氧基硅烷,三(二甲氧基苯基甲硅烷基甲基)甲氧基硅烷,三(1-(二甲氧基甲硅烷基)乙基)甲氧基硅烷,三(1-(三甲氧基甲硅烷基)乙基)甲氧基硅烷,三(1-(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙基)甲氧基硅烷,三(1-(二甲氧基苯基甲硅烷基)乙基)甲氧基硅烷,三(2-(二甲氧基甲硅烷基)乙基)甲氧基硅烷,三(2-(三甲氧基甲硅烷基)乙基)甲氧基硅烷,三(2-(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙基)甲氧基硅烷,三(2-(二甲氧基苯基甲硅烷基)乙基)甲氧基硅烷,三(2-(二甲氧基甲硅烷基)丙基)甲氧基硅烷,三(2-(三甲氧基甲硅烷基)丙基)甲氧基硅烷,三(2-(二甲氧基甲基甲硅烷基)丙基)甲氧基硅烷,三(2-(二甲氧基苯基甲硅烷基)丙基)甲氧基硅烷,三(3-(二甲氧基甲硅烷基)丙基)甲氧基硅烷,三(3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基)甲氧基硅烷,三(3-(二甲氧基甲基甲硅烷基)丙基)甲氧基硅烷,三(3-(二甲氧基苯基甲硅烷基)丙基)甲氧基硅烷,三(4-(二甲氧基甲硅烷基)丁基)甲氧基硅烷,三(4-(三甲氧基甲硅烷基)丁基)甲氧基硅烷,三(4-(二甲氧基甲基甲硅烷基)丁基)甲氧基硅烷,三(4-(二甲氧基苯基甲硅烷基)丁基)甲氧基硅烷,三(5-(二甲氧基甲硅烷基)戊基)甲氧基硅烷,三(5-(三甲氧基甲硅烷基)戊基)甲氧基硅烷,三(5-(二甲氧基甲基甲硅烷基)戊基)甲氧基硅烷,三(5-(二甲氧基苯基甲硅烷基)戊基)甲氧基硅烷,三(6-(二甲氧基甲硅烷基)己基)甲氧基硅烷,三(6-(三甲氧基甲硅烷基)己基)甲氧基硅烷,三(6-(二甲氧基甲基甲硅烷基)己基)甲氧基硅烷,三(6-(二甲氧基苯基甲硅烷基)己基)甲氧基硅烷,三(2-(二甲氧基甲硅烷基)乙炔基)甲氧基硅烷,三(2-(三甲氧基甲硅烷基)乙炔基)甲氧基硅烷,三(2-(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙炔基)甲氧基硅烷,三(2-(二甲氧基苯基甲硅烷基)乙炔基)甲氧基硅烷,三(4-(二甲氧基甲硅烷基)苯基)甲氧基硅烷,三(4-(三甲氧基甲硅烷基)苯基)甲氧基硅烷,三(4-(二甲氧基甲基甲硅烷基)苯基)甲氧基硅烷,三(4-(二甲氧基苯基甲硅烷基)苯基)甲氧基硅烷,三(二甲氧基甲硅烷基甲基)甲基硅烷,三(三甲氧基甲硅烷基甲基)甲基硅烷,三(二甲氧基甲基甲硅烷基甲基)甲基硅烷,三(二甲氧基苯基甲硅烷基甲基)甲基硅烷,三(1-(二甲氧基甲硅烷基)乙基)甲基硅烷,三(1-(三甲氧基甲硅烷基)乙基)甲基硅烷,三(1-(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙基)甲基硅烷,三(1-(二甲氧基苯基甲硅烷基)乙基)甲基硅烷,三(2-(二甲氧基甲硅烷基)乙基)甲基硅烷,三(2-(三甲氧基甲硅烷基)乙基)甲基硅烷,三(2-(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙基)甲基硅烷,三(2-(二甲氧基苯基甲硅烷基)乙基)甲基硅烷,三(2-(二甲氧基甲硅烷基)丙基)甲基硅烷,三(2-(三甲氧基甲硅烷基)丙基)甲基硅烷,三(2-(二甲氧基甲基甲硅烷基)丙基)甲基硅烷,三(2-(二甲氧基苯基甲硅烷基)丙基)甲基硅烷,三(3-(二甲氧基甲硅烷基)丙基)甲基硅烷,三(3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基)甲基硅烷,三(3-(二甲氧基甲基甲硅烷基)丙基)甲基硅烷,三(3-(二甲氧基苯基甲硅烷基)丙基)甲基硅烷,三(4-(二甲氧基甲硅烷基)丁基)甲基硅烷,三(4-(三甲氧基甲硅烷基)丁基)甲基硅烷,三(4-(二甲氧基甲基甲硅烷基)丁基)甲基硅烷,三(4-(二甲氧基苯基甲硅烷基)丁基)甲基硅烷,三(5-(二甲氧基甲硅烷基)戊基)甲基硅烷,三(5-(三甲氧基甲硅烷基)戊基)甲基硅烷,三(5-(二甲氧基甲基甲硅烷基)戊基)甲基硅烷,三(5-(二甲氧基苯基甲硅烷基)戊基)甲基硅烷,三(6-(二甲氧基甲硅烷基)己基)甲基硅烷,三(6-(三甲氧基甲硅烷基)己基)甲基硅烷,三(6-(二甲氧基甲基甲硅烷基)己基)甲基硅烷,三(6-(二甲氧基苯基甲硅烷基)己基)甲基硅烷,三(2-(二甲氧基甲硅烷基)乙炔基)甲基硅烷,三(2-(三甲氧基甲硅烷基)乙炔基)甲基硅烷,三(2-(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙炔基)甲基硅烷,三(2-(二甲氧基苯基甲硅烷基)乙炔基)甲基硅烷,三(4-(二甲氧基甲硅烷基)苯基)甲基硅烷,三(4-(三甲氧基甲硅烷基)苯基)甲基硅烷,三(4-(二甲氧基甲基甲硅烷基)苯基)甲基硅烷,三(4-(二甲氧基苯基甲硅烷基)苯基)甲基硅烷,四(二甲氧基甲硅烷基甲基)硅烷,四(三甲氧基甲硅烷基甲基)硅烷,四(二甲氧基甲基甲硅烷基甲基)硅烷,四(二甲氧基苯基甲硅烷基甲基)硅烷,四(1-(二甲氧基甲硅烷基)乙基)硅烷,四(1-(三甲氧基甲硅烷基)乙基)硅烷,四(1-(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙基)硅烷,四(1-(二甲氧基苯基甲硅烷基)乙基)硅烷,四(2-(二甲氧基甲硅烷基)乙基)硅烷,四(2-(三甲氧基甲硅烷基)乙基)硅烷,四(2-(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙基)硅烷,四(2-(二甲氧基苯基甲硅烷基)乙基)硅烷,四(2-(二甲氧基甲硅烷基)丙基)硅烷,四(2-(三甲氧基甲硅烷基)丙基)硅烷,四(2-(二甲氧基甲基甲硅烷基)丙基)硅烷,四(2-(二甲氧基苯基甲硅烷基)丙基)硅烷,四(3-(二甲氧基甲硅烷基)丙基)硅烷,四(3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基)硅烷,四(3-(二甲氧基甲基甲硅烷基)丙基)硅烷,四(3-(二甲氧基苯基甲硅烷基)丙基)硅烷,四(4-(二甲氧基甲硅烷基)丁基)硅烷,四(4-(三甲氧基甲硅烷基)丁基)硅烷,四(4-(二甲氧基甲基甲硅烷基)丁基)硅烷,四(4-(二甲氧基苯基甲硅烷基)丁基)硅烷,四(5-(二甲氧基甲硅烷基)戊基)硅烷,四(5-(三甲氧基甲硅烷基)戊基)硅烷,四(5-(二甲氧基甲基甲硅烷基)戊基)硅烷,四(5-(二甲氧基苯基甲硅烷基)戊基)硅烷,四(6-(二甲氧基甲硅烷基)己基)硅烷,四(6-(三甲氧基甲硅烷基)己基)硅烷,四(6-(二甲氧基甲基甲硅烷基)己基)硅烷,四(6-(二甲氧基苯基甲硅烷基)己基)硅烷,四(2-(二甲氧基甲硅烷基)乙炔基)硅烷,四(2-(三甲氧基甲硅烷基)乙炔基)硅烷,四(2-(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙炔基)硅烷,四(2-(二甲氧基苯基甲硅烷基)乙炔基)硅烷,四(4-(二甲氧基甲硅烷基)苯基)硅烷,四(4-(三甲氧基甲硅烷基)苯基)硅烷,四(4-(二甲氧基甲基甲硅烷基)苯基)硅烷和四(4-(二甲氧基苯基甲硅烷基)苯基)硅烷。這些化合物單獨(dú)使用,或作為二種或多種化合物的混合物使用。
用在本發(fā)明中由通式(2)代表的膠聯(lián)劑的優(yōu)選示例可以包括三(1-(三甲氧基甲硅烷基)乙基)甲烷,三(1-(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙基)甲烷,三(2-(三甲氧基甲硅烷基)乙基)甲烷,三(2-(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙基)甲烷,三(3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基)甲烷,三(3-(二甲氧基甲基甲硅烷基)丙基)甲烷,三(4-(三甲氧基甲硅烷基)丁基)甲烷,三(4-(二甲氧基甲基甲硅烷基)丁基)甲烷,1,1,1-三(三甲氧基甲硅烷基)乙烷,1,1,1-三(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙烷,四(三甲氧基甲硅烷基)甲烷,四(二甲氧基甲基甲硅烷基)甲烷,四(三甲氧基甲硅烷基甲基)甲烷,四(二甲氧基甲基甲硅烷基甲基)甲烷,四(2-(三甲氧基甲硅烷基)乙基)甲烷,四(2-(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙基)甲烷,三(三甲氧基甲硅烷基甲基)硅烷,三(二甲氧基甲基甲硅烷基甲基)硅烷,三(1-(二甲氧基甲硅烷基)乙基)硅烷,三(1-(三甲氧基甲硅烷基)乙基)硅烷,三(1-(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙基)硅烷,三(2-(二甲氧基甲硅烷基)乙基)硅烷,三(2-(三甲氧基甲硅烷基)乙基)硅烷,三(2-(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙基)硅烷,三(2-(二甲氧基甲硅烷基)丙基)硅烷,三(2-(三甲氧基甲硅烷基)丙基)硅烷,三(2-(二甲氧基甲基甲硅烷基)丙基)硅烷,三(3-(二甲氧基甲硅烷基)丙基)硅烷,三(3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基)硅烷,三(3-(二甲氧基甲基甲硅烷基)丙基)硅烷,三(三甲氧基甲硅烷基甲基)甲氧基硅烷,三(二甲氧基甲基甲硅烷基甲基)甲氧基硅烷,三(1-(二甲氧基甲硅烷基)乙基)甲氧基硅烷,三(1-(三甲氧基甲硅烷基)乙基)甲氧基硅烷,三(1-(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙基)甲氧基硅烷,三(2-(二甲氧基甲硅烷基)乙基)甲氧基硅烷,三(2-(三甲氧基甲硅烷基)乙基)甲氧基硅烷,三(2-(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙基)甲氧基硅烷,三(2-(二甲氧基甲硅烷基)丙基)甲氧基硅烷,三(2-(三甲氧基甲硅烷基)丙基)甲氧基硅烷,三(2-(二甲氧基甲基甲硅烷基)丙基)甲氧基硅烷,三(3-(二甲氧基甲硅烷基)丙基)甲氧基硅烷,三(3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基)甲氧基硅烷,三(3-(二甲氧基甲基甲硅烷基)丙基)甲氧基硅烷,三(二甲氧基甲硅烷基甲基)甲基硅烷,三(三甲氧基甲硅烷基甲基)甲基硅烷,三(二甲氧基甲基甲硅烷基甲基)甲基硅烷,三(1-(二甲氧基甲硅烷基)乙基)甲基硅烷,三(1-(三甲氧基甲硅烷基)乙基)甲基硅烷,三(1-(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙基)甲基硅烷,三(2-(二甲氧基甲硅烷基)乙基)甲基硅烷,三(2-(三甲氧基甲硅烷基)乙基)甲基硅烷,三(2-(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙基)甲基硅烷,三(2-(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙基)甲基硅烷,三(2-(二甲氧基甲硅烷基)丙基)甲基硅烷,三(2-(三甲氧基甲硅烷基)丙基)甲基硅烷,三(2-(二甲氧基甲基甲硅烷基)丙基)甲基硅烷,三(3-(二甲氧基甲硅烷基)丙基)甲基硅烷,三(3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基)甲基硅烷,三(3-(二甲氧基甲基甲硅烷基)丙基)甲基硅烷,四(二甲氧基甲硅烷基甲基)硅烷,四(三甲氧基甲硅烷基甲基)硅烷,四(二甲氧基甲基甲硅烷基甲基)硅烷,四(1-(二甲氧基甲硅烷基)乙基)硅烷,四(1-(三甲氧基甲硅烷基)乙基)硅烷,四(1-(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙基)硅烷,四(2-(二甲氧基甲硅烷基)乙基)硅烷,四(2-(三甲氧基甲硅烷基)乙基)硅烷,四(2-(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙基)硅烷,四(2-(二甲氧基甲硅烷基)丙基)硅烷,四(2-(三甲氧基甲硅烷基)丙基)硅烷,四(2-(二甲氧基甲基甲硅烷基)丙基)硅烷,四(3-(二甲氧基甲硅烷基)丙基)硅烷,四(3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基)硅烷,四(3-(二甲氧基甲基甲硅烷基)丙基)硅烷。
在本發(fā)明使用的由通式(2)代表的膠聯(lián)劑的特別優(yōu)選的示例可以包括三(1-(三甲氧基甲硅烷基)乙基)甲烷,三(1-(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙基)甲烷,三(2-(三甲氧基甲硅烷基)乙基)甲烷,三(2-(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙基)甲烷,三(3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基)甲烷,三(3-(二甲氧基甲基甲硅烷基)丙基)甲烷,三(1-(二甲氧基甲硅烷基)乙基)硅烷,三(1-(三甲氧基甲硅烷基)乙基)硅烷,三(1-(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙基)硅烷,三(2-(二甲氧基甲硅烷基)乙基)硅烷,三(2-(三甲氧基甲硅烷基)乙基)硅烷,三(2-(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙基)硅烷,三(2-(二甲氧基甲硅烷基)丙基)硅烷,三(2-(三甲氧基甲硅烷基)丙基)硅烷,三(2-(二甲氧基甲基甲硅烷基)丙基)硅烷,三(3-(二甲氧基甲硅烷基)丙基)硅烷,三(3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基)硅烷,三(3-(二甲氧基甲基甲硅烷基)丙基)硅烷,三(1-(二甲氧基甲硅烷基)乙基)甲基硅烷,三(1-(三甲氧基甲硅烷基)乙基)甲基硅烷,三(1-(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙基)甲基硅烷,三(2-(二甲氧基甲硅烷基)乙基)甲基硅烷,三(2-(三甲氧基甲硅烷基)乙基)甲基硅烷,三(2-(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙基)甲基硅烷,三(2-(二甲氧基甲硅烷基)丙基)甲基硅烷,三(2-(三甲氧基甲硅烷基)丙基)甲基硅烷,三(2-(二甲氧基甲基甲硅烷基)丙基)甲基硅烷,三(3-(二甲氧基甲硅烷基)丙基)甲基硅烷,三(3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基)甲基硅烷,三(3-(二甲氧基甲基甲硅烷基)丙基)甲基硅烷。
按照硅烷一個(gè)或多個(gè)化合物的總量(摩爾),優(yōu)選可以加入0.0001~1.0倍量(摩爾)的膠聯(lián)劑,更優(yōu)選是0.001~0.5倍。
在本發(fā)明中使用的堿性催化劑可以包括,但是并不限于此,胺類如氨,乙胺,丙胺,二異丙胺,三乙胺和三乙醇胺;氫氧化季銨如氫氧化四甲銨,氫氧化四乙基銨,氫氧化四丙銨,氫氧化四丁基銨,和膽堿。優(yōu)選的堿性催化劑可以是氫氧化季銨。更優(yōu)選的堿性催化劑選自氫氧化四甲銨, 膽堿和氫氧化四丙銨。
按照硅烷一個(gè)或多個(gè)化合物原材料的量(摩爾),優(yōu)選可以加入0.001~100倍量(摩爾)的堿性催化劑,更優(yōu)選0.01~10倍量。
在這個(gè)反應(yīng)中使用的有機(jī)溶劑可以是這樣一種溶劑,如對(duì)應(yīng)硅烷化合物的烷氧基團(tuán)的醇類。該溶劑可以包括,但是不是限制于此,甲醇,乙醇,異丙醇,丁醇,丙二醇單甲醚,丙二醇單丙醚,丙二醇單丙醚乙酸酯,乳酸乙酯和環(huán)己酮。
按照硅烷化合物總量(重量),優(yōu)選該溶劑可以是在0.1~500倍的量(重量),更優(yōu)選1~100倍。
按照硅烷一個(gè)或多個(gè)化合物的量(摩爾),用于水解和縮合的水優(yōu)選可以是在0.5~1000的量(摩爾),更優(yōu)選在1~100倍。
對(duì)于該反應(yīng)優(yōu)選的反應(yīng)溫度通??梢允?℃到該醇類的沸點(diǎn),所述的醇類是通過水解和縮合生產(chǎn)的,優(yōu)選室溫~100℃。盡管并不是特別限制反應(yīng)時(shí)間,但是通常可以是在10分鐘~30小時(shí),更優(yōu)選30分鐘~10小時(shí)。
利用基于聚乙烯的凝膠滲透色譜法(GPC),縮合產(chǎn)物優(yōu)選可以具有10,000~1,000,000的重量平均分子量。
通過置換縮合產(chǎn)物溶液的溶劑以便制備涂布液的溶劑可以包括脂肪烴溶劑如正-戊烷,異-戊烷,正-己烷,異-己烷,正-庚烷,2,2,4-三甲基戊烷,正-辛烷,異-辛烷,環(huán)己烷和甲基環(huán)己烷;芳基烴溶劑如苯,甲苯,二甲苯,乙苯,三甲基苯,甲乙苯,正-丙苯,異丙苯,二乙苯,異丁苯,三乙苯,二異丙苯和正-戊基萘;酮類溶劑如丙酮,甲基乙基酮,甲基正-丙基酮,甲基正-丁基酮,甲基異丁基酮,環(huán)己酮,2-己酮,甲基環(huán)己酮,2,4-戊二酮,2,5-己二酮,雙丙酮醇,苯乙酮和肟硫磷;醚類溶劑如乙醚,異丙基醚,正-丁基醚,正-己基醚,2-乙基己基醚,二氧戊環(huán),4-甲基二氧戊環(huán),二氧雜環(huán)己烷,二甲基二氧雜環(huán)己烷,乙二醇單正丁基醚,乙二醇單正己基醚,乙二醇單苯基醚,乙二醇單-2-乙基丁醚,乙二醇雙丁醚,二甘醇單甲基醚,二甘醇二甲基醚,二甘醇單乙基醚,二甘醇二乙基醚,二甘醇單丙基醚,二甘醇二丙基醚,二甘醇單丁基醚,二甘醇二丁基醚,四氫呋喃,2-甲基四氫呋喃,丙二醇單甲基醚,丙二醇二甲基醚,丙二醇單乙基醚,丙二醇二乙基醚,丙二醇單丙基醚,丙二醇二丙基醚,丙二醇單丁基醚,雙丙甘醇二甲醚,雙丙甘醇二乙醚,雙丙甘醇二丙醚和雙丙甘醇二丁醚;酯類溶劑如碳酸二乙酯,乙酸乙酯,γ-丁內(nèi)酯,γ-戊內(nèi)酯,乙酸正丙酯,乙酸異丙酯,乙酸正丁酯,乙酸異丁酯,乙酸仲丁酯,乙酸正戊酯,乙酸3-甲氧基丁酯,乙酸甲基戊酯,乙酸2-乙基丁酯,乙酸2-乙基已酯,乙酸芐酯,乙酸環(huán)己酯,乙酸甲基環(huán)己酯,乙酸正壬酯,乙酰乙酸甲酯,乙酰乙酸乙酯,乙二醇單甲基醚乙酸酯,乙二醇單乙基醚乙酸酯,二甘醇單甲基醚乙酸酯,二甘醇單乙基醚乙酸酯,二甘醇單正丁基醚乙酸酯,丙二醇單甲基醚乙酸酯,丙二醇單乙基醚乙酸酯,雙丙甘醇單甲基醚乙酸酯,雙丙甘醇單乙基醚乙酸酯,雙丙甘醇單正丁基醚乙酸酯,二乙酸乙二醇酯,乙酸甲氧基三甘醇酯,丙酸乙酯,丙酸正丁酯,丙酸異戊酯,丙酸乙酯,草酸二乙酯,草酸二正丁酯,乳酸甲酯,乳酸乙酯,乳酸正丁酯,乳酸正戊酯,丙二酸二乙酯,鄰苯二甲酸二甲酯,鄰苯二甲酸二乙酯;含氮溶劑如N-甲基甲酰胺,N,N-二甲基甲酰胺,乙酰胺,N-甲基乙酰胺,N,N-二甲基乙酰胺,N-甲基丙酰胺和N-甲基吡咯烷酮;含硫溶劑如甲硫醚,乙硫醚,噻吩,四氫噻吩,二甲亞砜,環(huán)丁砜和1,3-丙磺酸內(nèi)酯??梢詥我换蜃鳛槎N或以上的混合物使用這些溶劑。
用這樣一種方法進(jìn)行溶劑的交換,其中在低于一個(gè)大氣壓的壓強(qiáng)下,利用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器或蒸發(fā)容器蒸發(fā)縮合產(chǎn)物溶液的溶劑,并且向其中加入新的溶劑。然而,可以用其它方法進(jìn)行溶劑的交換。
具有合適自旋轉(zhuǎn)數(shù)下,通過自旋-涂布合適控制濃度的涂布液可以形成要求厚度的薄膜。例如,薄膜的實(shí)際膜厚可以大約是0.2~1微米,但是不是限定于這一范圍。如通過施加幾次涂布液,可以增加薄膜的厚度。用于稀釋溶液的溶劑可以包括與所述溶劑相同的溶劑,所述的溶劑是用于置換使用的溶劑??梢詥为?dú)或以二種及以上的混合物使用溶劑。
盡管稀釋的程度取決于粘度和設(shè)計(jì)的膜厚度,但是在稀釋溶液中通常可以包含50~99wt%,優(yōu)選75~95wt%的溶劑。
在50~150℃優(yōu)選加熱如此制備的膜幾分鐘,在干燥步驟中(在半導(dǎo)體工藝中通常稱為預(yù)烘)以便除去溶劑。為了硬化涂布膜,加熱步驟跟隨著干燥步驟。在加熱步驟中,加熱涂布膜優(yōu)選150~500℃,更優(yōu)選200~400℃。加熱時(shí)間可以優(yōu)選是1~300分鐘,更優(yōu)選1~100分鐘。
得到的膜在整個(gè)膜中有高的機(jī)械強(qiáng)度。通過納米壓頭測(cè)量,硬度一般是1~10Gpa,和彈性模量一般是5~50GPa。這一表明得到的膜比多孔材料有較高的機(jī)械強(qiáng)度,所述的多孔材料通過加入熱分解聚合物到聚硅氧烷樹脂中,及熱除去聚合物以便形成孔。這是因?yàn)椴牧暇哂?.05~2GPa的硬度和1.0~4.0GPa的彈性模量。
本發(fā)明的多孔膜可以特別優(yōu)選作為在半導(dǎo)體集成電路中互連的層間絕緣膜。要求半導(dǎo)體器件降低互連電容從而防止當(dāng)高度集成化時(shí)互連的延遲。為了達(dá)到這一目的已經(jīng)開發(fā)了各種辦法,并它們之一是降低在金屬互連之間設(shè)置的層間絕緣膜的相對(duì)介電常數(shù)。當(dāng)通過使用本發(fā)明的形成多孔膜的組合物制備層間絕緣膜時(shí),可使半導(dǎo)體器件小型化和快速以及低能耗。
有一個(gè)常規(guī)的問題,當(dāng)通過引入膜中孔以便降低介電常數(shù)制備多孔膜時(shí),膜的機(jī)械強(qiáng)度隨著組成薄膜材料密度的降低而降低。機(jī)械強(qiáng)度的降低不僅影響半導(dǎo)體器件本身的強(qiáng)度,而且在在制造工藝中通常使用的化工機(jī)械拋光工藝中由于不足的強(qiáng)度引起剝落。特別是,當(dāng)用于半導(dǎo)體的層間的絕緣膜時(shí),本發(fā)明的具有高機(jī)械強(qiáng)度和相對(duì)低介電常數(shù)的多孔膜可防止這種剝落,由此使得有可能制造高速,高可靠和小體積的半導(dǎo)體器件。
如下將描述本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的實(shí)施例。圖1表明本發(fā)明半導(dǎo)體器件示例的截面圖。
在圖1中,基質(zhì)1是Si半導(dǎo)體基質(zhì)如Si基質(zhì)或SOI(Si在絕緣體上)基質(zhì);然而,它可能是一個(gè)復(fù)合半導(dǎo)體基質(zhì)如SiGe或GaAs。層間絕緣膜包括接觸層的層間絕緣膜2;互連層的層間絕緣膜3,5,7,9,11,13,15和17;中間層的層間絕緣膜4,6,8,10,12,14,和16。相應(yīng)最低層間絕緣膜3經(jīng)過最高層絕緣膜17的互連層被分別縮記為M1,M2,M3,M4,M5,M6,M7,和M8。相應(yīng)最低層間絕緣膜4經(jīng)過最高層絕緣膜16的中間層被分別縮記為V1,V2,V3,V4,V5,V6,和V7。盡管一些金屬互連指標(biāo)號(hào)18和21~24,但是沒有標(biāo)記數(shù)字具有相同型式的其它區(qū)域也表示金屬互連。通道塞19由金屬制造。在銅互連情況下,通常使用銅。與通道塞19相同型式的區(qū)域代表經(jīng)過通道塞盡管它們?cè)诤唸D中沒有標(biāo)記數(shù)字。接觸塞20與在基質(zhì)1的頂部表面或到該基質(zhì)形成的半導(dǎo)體門(圖中沒有畫出)相連接。如此,互連層和中間層交替地堆積,和通常多層互連表示M1和高于M1的區(qū)域。一般地,M1~M3稱為局部互連,M4和M5稱為中間互連或半全部互連,和M6~M8稱為全部連接。
在本發(fā)明的半導(dǎo)體器件中,本發(fā)明的多孔膜被用為互連層的一個(gè)或多個(gè)層間絕緣膜3,5,7,9,11,13,15,和17或中間層的絕緣膜4,6,8,10,12,14,和16。
例如,當(dāng)本發(fā)明的多孔膜被用為互連層(M1)的層間絕緣膜3時(shí),可以極大地降低金屬互連21和金屬互連22之間的互連電容。當(dāng)本發(fā)明的多孔膜被用為中間層(V1)的層間絕緣膜4時(shí),可以極大地降低金屬互連23和金屬互連24之間的互連電容。使用本發(fā)明的低相對(duì)介電常數(shù)的多孔膜作為互連層能夠極大地降低在同樣層中的金屬互連電容。另一方面,使用本發(fā)明的低相對(duì)介電常數(shù)多孔膜作為中間層能夠極大地降低直立金屬互連之間的層間電容。
因此,對(duì)所有互連層和中間層使用本發(fā)明的多孔膜能夠極大地降低互連寄生電容。所以,使用本發(fā)明的多孔膜作為互連的絕緣膜可防止常規(guī)的問題,那就是,當(dāng)通過堆積多孔膜形成多層互連時(shí),由于多孔膜吸濕導(dǎo)致介電常數(shù)的增加。結(jié)果,半導(dǎo)體器件能夠以高速和低能耗性能運(yùn)行。
本發(fā)明的多孔膜能夠使半導(dǎo)體器件通過其高機(jī)械強(qiáng)度有較高的機(jī)械強(qiáng)度,由此極大地改進(jìn)制造產(chǎn)率和半導(dǎo)體器件的可靠性。
經(jīng)過如下示例將具體地描述本發(fā)明,但是并不局限于它們。
實(shí)施例1均勻地混合95克1.68wt%的氫氧化四甲銨(Tama化學(xué)品公司制造)溶液和178克乙醇。升溫該溶液到60℃之后,在該溫度經(jīng)2小時(shí)逐滴加入19.3克甲基三甲氧基硅烷,26.9克四乙氧基硅烷和5克三(2-(三甲氧基甲硅烷基)乙基)甲基硅烷的混合物。而后,在60℃攪拌溶液2小時(shí)并另外加入10.5克20wt%的馬來酸和165克丙二醇單丙醚。利用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器濃縮合成溶液直到溶液為160克。加入150克乙酸乙酯和150克超純水,攪拌,而后靜置分離得到有機(jī)相。再次濃縮有機(jī)相直到溶液重量達(dá)到150克從而生產(chǎn)要求的涂布液。涂布液被施加到具有1500rpm的旋轉(zhuǎn)涂布機(jī)的8英寸片上一分鐘。在120℃加熱涂布膜二分鐘在熱板上生產(chǎn)有5600埃厚度的薄膜。在250℃又加熱3分鐘,然后,在清潔的爐中和氮?dú)夥障?50℃加熱1小時(shí)。得到的膜有7200埃的厚度。薄膜有2.3的介電常數(shù)和8.1GPa的彈性模量。
使用自動(dòng)汞探測(cè)CV法通過自動(dòng)汞CV測(cè)量裝置495-CV系統(tǒng)(由日本SSM公司制造)測(cè)量介電常數(shù)。使用納米壓頭(由納米儀器公司制造)測(cè)量彈性模量。
實(shí)施例2按照實(shí)施例中相同的方式得到涂布液,不同的是加入95.8克2.23wt%的膽堿(Tama化學(xué)品公司制造)水溶液代替1.68wt%的氫氧化四甲銨溶液。按照實(shí)施例1同樣的方式得到涂布的膜。膜有5800埃的厚度,2.3的介電常數(shù)和7.9GPa的彈性模量。
實(shí)施例3按照實(shí)施例中相同的方式得到涂布液,不同的是加入97.5克3.78wt%的氫氧化四丙銨(Tama化學(xué)品公司制造)水溶液代替1.68wt%的氫氧化四甲銨溶液。按照實(shí)施例1同樣的方式得到涂布的膜。膜有4800埃的厚度,2.2的介電常數(shù)和5.9GPa的彈性模量。
比較實(shí)施例1按照實(shí)施例中相同的方式得到涂布液,不同的是不加入實(shí)施例1中的三(2-(三甲氧基甲硅烷基)乙基)甲基硅烷。按照實(shí)施例1同樣的方式得到涂布的膜。膜有4900埃的厚度,2.2的介電常數(shù)和4.5GPa的彈性模量。
比較實(shí)施例2按照實(shí)施例中相同的方式得到涂布液,不同的是加入5克1,2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷代替三(2-(三甲氧基甲硅烷基)乙基)甲基硅烷。按照實(shí)施例1同樣的方式得到涂布的膜。膜有5200埃的厚度,2.3的介電常數(shù)和4.8GPa的彈性模量。
結(jié)果見表1。
權(quán)利要求
1.一種包含縮合產(chǎn)物和有機(jī)溶劑用于形成多孔膜的組合物,其中在堿性催化劑存在下,通過如下組分的水解和縮合得到縮合產(chǎn)物一種或多種由通式(1)R1kSi(OR2)4-k代表的硅烷化合物,其中R1代表有1~8個(gè)碳原子的有機(jī)基團(tuán),以及當(dāng)有二個(gè)或多個(gè)R1時(shí),這些R1可以獨(dú)立的,相同或不同;R2代表有1~4個(gè)碳原子的烷基,和當(dāng)有二個(gè)或多個(gè)R2時(shí),這些R2可以是獨(dú)立的,相同或不同;k是0~3的整數(shù);以及一種或多種由通式(2){Xj(Y)3-jSi-(L)m-}nMZ4-n代表的交聯(lián)劑,其中X代表氫原子、鹵原子或具有1~4個(gè)碳原子的烷氧基;Y代表氫原子、具有1~4個(gè)碳原子的烷基或苯基;Z代表氫原子、鹵原子或具有1~4個(gè)碳原子的烷基、具有1~4個(gè)碳原子的烷氧基或苯基;L代表直鏈或支鏈具有1~6個(gè)碳原子的亞烷基、具有1~6個(gè)碳原子的鏈烯烴、具有1~6個(gè)碳原子的炔烯烴或亞苯基;M代表碳原子或硅原子;j是1~3的整數(shù);m是0或1;和n是3或4。
2.權(quán)利要求1用于形成多孔膜的組合物,其中所述的堿性催化劑是氫氧化季銨鹽。
3.權(quán)利要求2用于形成多孔膜的組合物,其中所述的氫氧化季銨鹽選自氫氧化四甲銨、膽堿和氫氧化四丙銨。
4.一種制造多孔膜的方法,包括將權(quán)利要求1~3任一權(quán)所述的組合物施加到基質(zhì)上的步驟,以便在其上形成薄膜,干燥膜和加熱干燥的膜從而硬化膜。
5.一種多孔膜,由權(quán)利要求1~3任一權(quán)利要求所述的組合物形成。
6.一種層間絕緣膜,由權(quán)利要求1~3任一權(quán)利要求所述的組合物形成。
7.一種半導(dǎo)體器件,其中包括多孔膜,所述多孔膜通過包含縮合產(chǎn)物和有機(jī)溶劑的組合物形成,其中在堿性催化劑存在下,通過如下組分的水解和縮合得到縮合產(chǎn)物一種或多種由通式(1)R1kSi(OR2)4-k代表的硅烷化合物,其中R1代表有1~8個(gè)碳原子的有機(jī)基團(tuán),以及當(dāng)有二個(gè)或多個(gè)R1時(shí),這些R1可以是獨(dú)立的,相同或不同;R2代表有1~4碳原子的烷基,和當(dāng)有二個(gè)或多個(gè)R2時(shí),這些R2可以是獨(dú)立的,相同或不同;k是0~3的整數(shù);以及一種或多種由通式(2){Xj(Y)3-jSi-(L)m-}nMZ4-n代表的交聯(lián)劑,其中X代表氫原子、鹵原子或具有1~4個(gè)碳原子的烷氧基;Y代表氫原子、具有1~4個(gè)碳原子的烷基或苯基;Z代表氫原子、鹵原子或具有1~4個(gè)碳原子的烷基、具有1~4個(gè)碳原子的烷氧基或苯基;L代表直鏈或支鏈具有1~6個(gè)碳原子的亞烷基、具有1~6個(gè)碳原子的鏈烯烴、具有1~6個(gè)碳原子的炔烯烴或亞苯基;M代表碳原子或硅原子;j是1~3的整數(shù);m是0或1;和n是3或4。
8.按照權(quán)利要求7的半導(dǎo)體器件,其中所述的堿性催化劑是氫氧化季銨鹽。
9.權(quán)利要求7的半導(dǎo)體器件,其中所述的氫氧化季銨鹽選自氫氧化四甲銨、膽堿和氫氧化四丙銨。
10.按照權(quán)利要求7~9任一權(quán)利要求的半導(dǎo)體器件,其中所述的多孔膜由絕緣膜或?qū)娱g絕緣膜所組成,所述的絕緣膜是在多層互連相同層中的金屬互連之間的絕緣膜,所述的層間絕緣膜是直立金屬互連層之間的層間絕緣膜。
全文摘要
使用常規(guī)的半導(dǎo)體工藝,提供一種可以形成多孔膜的涂布液,所述的多孔膜具有要求可控的厚度和優(yōu)良的介電和力學(xué)性質(zhì)。特別是,提供一種形成多孔膜的組合物,所述的組合物包括縮合產(chǎn)物和有機(jī)溶劑,其中在堿性催化劑存在下通過一種或多種由通式(1)R
文檔編號(hào)C08L83/14GK1531031SQ200410028268
公開日2004年9月22日 申請(qǐng)日期2004年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月10日
發(fā)明者荻原勤, 八木橋不二夫, 中川秀夫, 笹子勝, 不二夫, 夫 申請(qǐng)人:信越化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社, 松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社
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