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TWI849595B - 低介電常數含矽薄膜形成用前驅體、利用所述前驅體的低介電常數含矽薄膜形成方法以及包含所述低介電常數含矽薄膜的半導體器件 - Google Patents

低介電常數含矽薄膜形成用前驅體、利用所述前驅體的低介電常數含矽薄膜形成方法以及包含所述低介電常數含矽薄膜的半導體器件 Download PDF

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TWI849595B TW111145349A TW111145349A TWI849595B TW I849595 B TWI849595 B TW I849595B TW 111145349 A TW111145349 A TW 111145349A TW 111145349 A TW111145349 A TW 111145349A TW I849595 B TWI849595 B TW I849595B
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Abstract

本發明係有關一種低介電常數含矽薄膜形成用前驅體，其特徵在於包含以化學式1表示的含矽化合物，以及一種利用所述前驅體的薄膜形成方法，以及一種半導體元件，其特徵在於包括通過所述薄膜形成方法製造出的低介電常數含矽薄膜。
Figure 111145349-A0305-02-0001-25
在所述化學式1中，R各自獨立地為氫原子、或C1-C6的直鏈型或支鏈型或環型烷基、包含C1-C6的直鏈型或支鏈型或環型官能團的烯丙基、包含C1-C6的直鏈型或支鏈型或環型官能團的乙烯基、包含C1-C6的直鏈型或支鏈型或環型官能團的烷氧基、伯胺或仲胺基團、或包含C1-C6的官能團的苯基，L為從直鏈型、支鏈型、環型烷基或芳基中選擇的連接基團。

Description

低介電常數含矽薄膜形成用前驅體、利用所述前驅體的低介 電常數含矽薄膜形成方法以及包含所述低介電常數含矽薄膜的半導體器件
本發明係有關一種含矽薄膜形成用前驅體、利用所述前驅體的含矽薄膜形成方法以及包含所述含矽薄膜的半導體器件，尤指一種可以利用二醇鹽橋接的乙矽烷結構(Dialkoxide-bridged disilane)的含矽化合物形成低介電常數薄膜的前驅體、利用所述前驅體的含矽薄膜形成方法以及包含所述金屬薄膜的半導體器件。
伴隨著半導體器件的小型化以及高集成化，寄生電容也隨之增加並因此導致響應速度的延遲(RC delay)，從而正在積極開展旨在解決所述問題的研發活動。形成所述寄生電容的主要原因在於，因為金屬佈線與金屬佈線之間的距離過於接近，因此所述金屬佈線之間的配置會形成與電容器相同的結構，而為了減少如上所述的現象，需要利用低介電常數的絕緣物質形成在所述金屬部件之間形成的層間絕緣膜。
所述低介電常數的絕緣物質可以通過旋塗絕緣介質(SOD，spin-on dielectric)方式以及化學氣相沉積(Chemical vapor deposition，以下簡稱為CVD)方式形成，作為相關示例，可以以氟化矽酸鹽玻璃膜(Fluorinated Silicate Glass，以下簡稱為FSG膜)以及碳氧化矽(SiOC)膜為例。
作為目前為了形成低介電常數薄膜而使用的前驅體，可以以如八甲基環四矽氧烷(OMCTS)、二乙氧基甲基矽烷(DEMS)以及四乙氧基原矽酸鹽(TEOS)等為例。所述前驅體為液態，有利於沉積工程中的汽化，但是在所形成的薄膜中難以實現足夠的硬度，因此其適用範圍比較受限。
例如，在大韓民國公開專利公報第10-2006-0029762號中，在使用SiH4以及SiF4氣體形成絕緣膜的工程商作為有機矽氧烷源氣體使用如甲基乙氧基矽烷(MTES)、二乙氧基甲基矽烷(DEMS)、二甲氧基甲基矽烷(DMOMS)、四甲基環四矽氧烷(TOMCATS)、二甲基二甲氧基矽烷(DMDMOS)、二甲基二氧甲矽烷基環己烷(DMDOSH)以及三甲基矽烷(Z3MS)等，但是所述有機矽氧烷源只是附加添加到前驅體中，在降低介電常數方面比較受限，而且在將所述有機矽氧烷源作為前驅體使用的情況下，還會造成硬度降低的問題，因此在薄膜形成工程中使用時比較受限。
先前技術文獻
專利文獻
大韓民國公開專利公報第10-2006-0029762號
本發明旨在解決如上所述之先前技術中存在的問題，其目的在於提供一種利用可以通過在薄膜形成工程中施加能量而輕易地發生分解的化學結構的含矽化合物輕易地對分子內的碳含量比進行調節並對所形成的薄膜的硬度進行改善的低介電常數含矽薄膜形成用前驅體。
此外，其目的在於提供一種可以通過使用所述低介電常數含矽薄膜形成用前驅體而形成低介電常數含矽薄膜的方法。
此外，其目的在於提供一種包含所述低介電常數含矽薄膜的半導體器件。
為了達成如上所述之目的，本發明的低介電常數含矽薄膜形成用前驅體，其特徵在於：包含以下述化學式1表示的含矽化合物。
Figure 111145349-A0305-02-0005-3
在所述化學式1中，R各自獨立地為氫原子、或C1-C6的直鏈型或支鏈型或環型烷基、包含C1-C6的直鏈型或支鏈型或環型官能團的烯丙基、包含C1-C6的直鏈型或支鏈型或環型官能團的乙烯基、包含C1-C6的直鏈型或支鏈型或環型官能團的烷氧基、伯胺或仲胺基團、或包含C1-C6的官能團的苯基，L為從直鏈型、支鏈型、環型烷基或芳基中選擇的連接基團。
具體來講，以所述化學式1表示的含矽化合物，可以為以下述化學式2至化學式4中的任一個表示的含矽化合物。
[化學式2]
Figure 111145349-A0305-02-0006-4
Figure 111145349-A0305-02-0006-5
Figure 111145349-A0305-02-0006-6
在所述化學式2至化學式4中，R各自獨立地為氫原子、或C1-C6的直鏈型或支鏈型或環型烷基、包含C1-C6的直鏈型或支鏈型或環型官能團的烯丙基、包含C1-C6的直鏈型或支鏈型或環型官能團的乙烯基、包含C1-C6的直鏈型或支鏈型或環型官能團的烷氧基、伯胺或仲胺基團、或包含C1-C6的官能團的苯基，n為1至8的整數。
此外，所述前驅體可以進一步包含溶劑。此時，所述溶劑可以為C1-C16的飽和或不飽和烴、酮、醚、乙二醇二甲醚、酯、四氫呋喃以及叔胺中的任一個或多個，相對於所述低介電常數含矽薄膜形成用前驅體的總重量可以包含1至99重量%。
此外，本發明的低介電常數含矽薄膜形成方法，包括：利用所述低介電常數含矽薄膜形成用前驅體在基板上形成薄膜的步驟。
此外，所述低介電常數含矽薄膜，可以通過旋塗絕緣介質(spin-on dielectric，SOD)工程、高密度等離子體化學氣相沉積(High Density Plasma-Chemical Vapor Deposition，HDPCVD)工程或原子層沉積(Atomic Layer Deposition，ALD)工程形成。
此外，可以包括：將所述低介電常數含矽薄膜形成用前驅體通過直接液體注入(DLI，Direct Liquid Injection)移送到腔室內部的步驟。
此外，可以包括：將所述低介電常數含矽薄膜形成用前驅體供應到基板上並通過生成等離子體而形成薄膜的步驟。
此外，本發明的半導體器件可以通過所述低介電常數含矽薄膜形成方法進行製造。
根據本發明的前驅體係以可以通過在薄膜形成工程中施加能量而輕易地發生分解的化學結構構成，因此在適用於低介電常數含矽薄膜的形成工程時，可以達成輕易地對分子內的碳含量比進行調節並對所形成的薄膜的硬度進行改善的效果。
此外，通過使用所述前驅體，可以製造出低介電常數含矽薄膜以及包含所述低介電常數含矽薄膜的半導體器件。
圖1係對由以化學式1表示的含矽化合物構成的前驅體在施加等離子體時形成反應區域的過程進行圖示的概念圖。
圖2係根據實施例1的含矽化合物的核磁共振氫谱(1H-NMR)分析結果；圖3係根據實施例2的含矽化合物的核磁共振氫谱(1H-NMR)分析結果； 圖4係根據實施例3的含矽化合物的核磁共振氫谱(1H-NMR)分析結果；圖5係根據實施例4的含矽化合物的核磁共振氫谱(1H-NMR)分析結果；圖6係根據實施例1至4的含矽化合物的熱重分析儀(TGA)分析結果。
接下來，將對本發明進行更為詳細的說明。在說明書以及發明申請專利範圍中所使用的術語或單詞並不應該限定於一般或詞典上的含義做出解釋，而是應該立足於發明人可以為了以最佳的方式對自己的發明進行說明而對術語的概念做出適當定義的原則，以符合本發明之技術思想的含義以及概念做出解釋。
根據本發明的低介電常數含矽薄膜形成用前驅體，其特徵在於：包含以下述化學式1表示的含矽化合物。
Figure 111145349-A0305-02-0008-7
在所述化學式1中，R各自獨立地為氫原子、或C1-C6的直鏈型或支鏈型或環型烷基、包含C1-C6的直鏈型或支鏈型或環型官能團的烯丙基、包含C1-C6的直鏈型或支鏈型或環型官能團的乙烯基、包含C1-C6的直鏈型或支鏈型或環型官能團的烷氧基、伯胺或仲胺基團、或包含C1-C6的官能團的苯基，L為從直鏈型、支鏈型、環型烷基或芳基中選擇的連接基團。
在以所述化學式1表示的含矽化合物中，因為兩個矽烷化合物係以對稱的形態鍵合，因此在作為薄膜形成工程的前驅體使用時，可以獲得最佳的沉積效率。
以將如圖1所示的結構的含矽化合物適用於包膜形成工程的情況為例進行說明，因為對兩個矽烷化合物進行連接的烷氧基具有較低的鍵合能而很容發生斷裂(break-up)，因此在施加等離子體時將分解成在氧原子上形成自由基的中間體。藉此，將形成具有反映區域的兩個矽單體，從而可以大幅提升形成薄膜的速度。此外，因為所述反映區域與薄膜表面的反應基團可以氣密鍵合，因此可以提升所形成的薄膜的硬度。此外，因為在所述化學式1中R與矽原子鍵合，因此在被吸附到薄膜表面之後會在薄膜內形成Si-C鍵。通過如上所述的表面吸附過程，可以降低所形成的含矽薄膜的介電常數。
以所述化學式1表示的含矽化合物的連接基團為結合到矽原子的烷氧基之間的連接並以在施加能量時可以輕易地發生分解的結構構成，如上所述，可以從直鏈型、支鏈型、環型烷基或芳基中選擇。
具體來講，在所述連接基團為直鏈型或支鏈型烷基的情況下，以所述化學式1表示的含矽化合物可以為以下述化學式2表示的化合物。
Figure 111145349-A0305-02-0009-8
對所述R的定義與化學式1相同，所述n為1至8的整數，在所述兩個烷氧基之間可以結合各種形態的烷基。
此外，在所述連接基團為環型烷基的情況下，可以形成如下述化學式3所示的化學結構的化合物。
Figure 111145349-A0305-02-0010-9
對所述R的定義與化學式1相同，所述n為1至8的整數，在所述兩個烷氧基之間可以結合各種形態的環型烷基。
此外，在所述連接基團為芳基的情況下，可以形成如下述化學式4所示的化學結構的化合物。
Figure 111145349-A0305-02-0010-10
對所述R的定義與化學式1相同，在所述化學結構中，當有能量照射時芳基與氧之間可以發生斷裂並形成自由基。此外，以如上所述的方式形成的芳基可以提升薄膜內的碳含量。
此外，本發明的前驅體可以進一步包含溶劑。作為所述溶劑，可以使用C1-C16的飽和或不飽和烴、酮、醚、乙二醇二甲醚、酯、四氫呋喃以及叔胺中的任一個或所述之混合物。作為所述C1-C16的飽和或不飽和烴的實例，可以以甲苯以及庚烷等為例，而作為叔胺可以以二甲基乙胺為例。
尤其是，在含矽化合物在室溫下為固體狀態的情況下，包含可以對其進行溶解的溶劑為宜。即，在包含所述溶劑的情況下，以可對所述含矽化合物進行溶解的含量包含可對所述含矽化合物進行溶解的溶劑，相對於所述含矽薄膜形成用前驅體的總重量包含1至99重量%為宜。
因為包含或不包含所述溶劑的前驅體可以被汽化，因此可以以前驅體氣體的形態供應到腔室內部。因此，根據含矽化合物的類型，當在室溫下以液態存在且可以輕易地發生汽化時，也可以在沒有單獨的溶劑的情況下執行薄膜成型工程。
此外，在使用所述含矽化合物形成低介電常數含矽薄膜時，可以利用旋塗絕緣介質(spin-on dielectric，SOD)工程、高密度等離子體化學氣相沉積(High Density Plasma-Chemical Vapor Deposition，HDP-CVD)工程或原子層沉積(Atomic Layer Deposition，ALD)工程形成薄膜。
例如，在適用高密度等離子體化學氣相沉積(HDP-CVD)工程的情況下，因為與常壓化學氣相沉積(AP-CVD)工程、低壓化學氣相沉積(LP-CVD)工程或等離子體強化化學氣相沉積(PE-CVD)工程相比可以在高真空以及高功率條件下執行，因此可以形成結構緻密且機械特性優秀的薄膜。
為此，形成薄膜的工程，包括：將所述低介電常數含矽薄膜形成用前驅體通過直接液體注入(DLI，Direct Liquid Injection)移送到腔室內部的步驟；以及，通過在將與移送到所述腔室內部的所述前驅體不同的源氣體供應到基板上的狀態下施加等離子體而形成薄膜的步驟。
例如，通過向形成有金屬佈線圖案的基板供應所述低介電常數含矽薄膜形成用前驅體氣體、氧氣以及作為運載氣體的氫氣並在其中生成等離子體，可以形成對在所述基板上形成的金屬佈線圖案之間的縫隙進行填充的低介電常數的層間絕緣膜。此外，在需要形成氟化矽絕緣膜的情況下，也可以以同時供應氟源氣體的方式形成薄膜。
此外，根據層間絕緣膜的類型，通過在向基板供應矽源氣體、氟源氣體、氧氣以及含碳氣體的同時供應運載氣體即氫氣並生成等離子體，可以形成對基板上的金屬佈線圖案之間的縫隙進行填充的低介電常數的絕緣膜。
作為所述氟源，可以使用通常所使用的SiF4，而作為包含碳的氣體，可以使用如CH4、C2H4、C2H6、C2H2以及C6H6等烴氣體，或使用如甲基乙氧基矽烷(MTES)、二乙氧基甲基矽烷(DEMS)、二甲氧基甲基矽烷(DMOMS)、四甲基環四矽氧烷(TOMCATS)、二甲基二甲氧基矽烷(DMDMOS)、二甲基二氧甲矽烷基環己烷(DMDOSH)以及三甲基矽烷等有機矽氧烷源氣體。
用於形成所述薄膜的工程，可以在1至1000mTorr的腔室內壓力條件下執行。此外，用於在所述腔室內生成等離子體的源功率為500至9,000W為宜，而偏置功率為0至5,000W為宜。此外，在一部分情況下也可以不施加所述偏置功率。
在所述薄膜形成工程中，因為在本發明中使用的含矽化合物的結構特性，在形成層間絕緣膜時將同時形成微細的空隙。通過形成如上所述的空隙，可以進一步降低所述層間絕緣膜的介電常數，從而達成與目前的層間絕緣膜相比更低的介電常數。
此外，因為可以提升含矽化合物與薄膜表面之間的結合力，因此可以提升所形成的薄膜的機械特性。
此外，因為可以藉助於所述氫氣的流入而提升縫隙填充能力，因此可以在所述金屬佈線之間形成沒有無效區(void)的層間絕緣膜，從而防止可能會因為所述無效區而導致的工程不良下良。
此外，通過適用所述薄膜形成工程，可以製造出包含低介電常數含矽薄膜的半導體器件。此時，所述低介電常數含矽薄膜將作為層間絕緣膜形成氟化矽酸鹽玻璃(FSG，Fluarinated Silicate Glass)或有機矽酸鹽玻璃(OSG，Organo Silicate Glass)膜，藉此減少半導體器件的佈線之間的寄生電容器並形成高品質的半導體器件。
接下來，將參閱實施例對本發明的效果進行說明。
實施例1：4,4,6,7,9,9-六甲基-3,5,8,10-四氧雜-4,9-二矽雜十二烷(4,4,6,7,9,9-hexamethyl-3,5,8,10-tetraoxa-4,9-disiladodecane)的製造
在將利用5L的己烷溶解200g(1.55mol)的二氯二甲基矽烷的溶液冷卻至低溫(約為0℃)狀態之後，依次緩緩添加90.4mL(1.55mol)的乙醇以及215mL(1.55mol)的三乙胺，然後在室溫下進行大約6小時的攪拌。在將反應物重新冷卻至低溫(約為0℃)狀態之後，添加70.7mL(0.77mol)的2,3-丁二醇和259mL(1.86mol)的三乙胺以及1L的己烷的混合物，接下來在室溫下進行大約12小時的攪拌。對最終反應物進行過濾並將過濾液在減壓條件下去除溶劑，從而獲得無色液體。對所獲得的液體進行減壓提純(70℃(bath基準)@0.2torr)，從而獲得159.5g的無色液體即4,4,6,7,9,9-六甲基-3,5,8,10-四氧雜-4,9-二矽雜十二烷(4,4,6,7,9,9-hexamethyl-3,5,8,10-tetraoxa-4,9-disiladodecane)(產率：70%)。
生成物的核磁共振(NMR)分析結構如圖2所示，其特徵峰值如下。
1H-NMR(C6D6)：δ 0.16[s,12H,-Si(OCH2CH3)(CH3)2],1.15[t,J=7.0Hz,6H,meso-Si(OCH2CH3)(CH3)2],1.22-1.25[m,6.8H,dl -Si(OCH2CH3)(CH3)2 and -OCH(CH3)],3.65-3.72[m,4H,meso and dl -Si(OCH2CH3)(CH3)2],3.79-3.86[m,1.7H,meso -OCH(CH3)],3.95-4.02[m,0.5H,dl -OCH(CH3)]
實施例2：1,2-雙((乙氧基二甲基甲矽烷基)氧基)環己烷(1,2-bis((ethoxydimethylsilyl)oxy)cyclohexane)的製造
在將利用500mL的己烷溶解20g(0.15mol)的二氯二甲基矽烷的溶液冷卻至低溫(約為0℃)狀態之後，依次緩緩添加9mL(0.15mol)的乙醇以及21.5mL(0.15mol)的三乙胺，然後在室溫下進行大約6小時的攪拌。在將反 應物重新冷卻至低溫(約為0℃)狀態之後，添加8.9g(0.07mol)的1,2-环己二醇和26mL(0.18mol)的三乙胺以及100mL的四氫呋喃的混合物，接下來在室溫下進行大約12小時的攪拌。對最終反應物進行過濾並將過濾液在減壓條件下去除溶劑，從而獲得無色液體。對所獲得的液體進行減壓提純(100℃(bath基準)@0.2torr)，從而獲得13.2g的無色液體即1,2-雙((乙氧基二甲基甲矽烷基)氧基)環己烷(1,2-bis((ethoxydimethylsilyl)oxy)cyclohexane)(產率：53%)。
生成物的核磁共振(NMR)分析結構如圖3所示，其特徵峰值如下。
1H-NMR(C6D6)：δ 0.21-0.24[m,12H,-Si(OCH2CH3)(CH3)2],1.16-1.20[m,7.3H,-Si(OCH2CH3)(CH3)2],1.36-1.46[m,2.8H,cycle-(CHCH2-CH2)-],1.51-1.57[m,1.1H,cycle-(CHCH2-CH2)-],1.64-1.72[m,1.5H,cycle-(CHCH2-CH2)-],1.86-1.94[m,1.6H,cycle-(CHCH2-CH2)-],1.96-2.03[m,1.1H,cycle-(CHCH2-CH2)-],3.70-3.76[m,4.9H,cycle-(CHCH2-CH2)- and -Si(OCH2CH3)(CH3)2],3.86-3.88[m,1.1H,cycle-(CHCH2-CH2)-]
實施例3：1,4-雙((乙氧基二甲基甲矽烷基)氧基)環己烷(1,4-bis((ethoxydimethylsilyl)oxy)cyclohexane)的製造
在將利用500mL的己烷溶解10g(0.08mol)的二氯二甲基矽烷的溶液冷卻至低溫(約為0℃)狀態之後，依次緩緩添加4.5mL(0.08mol)的乙醇以及10.8mL(0.08mol)的三乙胺，然後在室溫下進行大約6小時的攪拌。在將反應物重新冷卻至低溫(約為0℃)狀態之後，添加4.5g(0.04mol)的1,4-环己二醇和11.8mL(0.09mol)的三乙胺以及100mL的四氫呋喃的混合物，接下來在室溫下進行大約12小時的攪拌。對最終反應物進行過濾並將過濾液在減壓條件下去除溶劑，從而獲得無色液體。對所獲得的液體進行減壓提純(100℃(bath基 準)@0.6torr)，從而獲得7.9g的無色液體即1,4-雙((乙氧基二甲基甲矽烷基)氧基)環己烷(1,4-bis((ethoxydimethylsilyl)oxy)cyclohexane)(產率：62%)。
生成物的核磁共振(NMR)分析結構如圖4所示，其特徵峰值如下。
1H-NMR(C6D6)：δ 0.15[d,12H,J=6.0Hz -Si(OCH2CH3)(CH3)2],1.14[t,J=7.0Hz,5.6H,-Si(OCH2CH3)(CH3)2],1.46-1.55,1.91-2.00[m,4.3H,cycle-CH(CH2-CH2)CH-],1.91-2.00[m,4.3H,cycle-CH(CH2-CH2)CH-],3.67[q,3.9H,-Si(OCH2CH3)(CH3)2],3.82-3.89[m,2.1H,cycle-CH(CH2-CH2)CH-]
實施例4：1,2-雙((乙氧基二甲基甲矽烷基)氧基)苯(1,4-bis((ethoxydimethylsilyl)oxy)benzene)的製造
在將利用500mL的己烷溶解10g(0.08mol)的二氯二甲基矽烷的溶液冷卻至低溫(約為0℃)狀態之後，依次緩緩添加4.5mL(0.08mol)的乙醇以及10.8mL(0.08mol)的三乙胺，然後在室溫下進行大約6小時的攪拌。在將反應物重新冷卻至低溫(約為0℃)狀態之後，添加4.2g(0.04mol)的1,2-二羥基苯和11.8mL(0.09mol)的三乙胺以及100mL的四氫呋喃的混合物，接下來在室溫下進行大約12小時的攪拌。對最終反應物進行過濾並將過濾液在減壓條件下去除溶劑，從而獲得無色液體。對所獲得的液體進行減壓提純(175℃(bath基準)@0.4torr)，從而獲得3.2g的無色液體即1,2-雙((乙氧基二甲基甲矽烷基)氧基)苯(1,2-bis((ethoxydimethylsilyl)oxy)benzene)(產率：25%)。
生成物的核磁共振(NMR)分析結構如圖5所示，其特徵峰值如下。
1H-NMR(C6D6)：δ 0.26[s,12H,-Si(OCH2CH3)(CH3)2],1.13[t,6.5H,J=7.0Hz,-Si(OCH2CH3)(CH3)2],3.74[q,4.3H,-Si(OCH2CH3)(CH3)2],6.79-6.83[m,2.5H,aromatic-C(CH=CH)-],7.09-7.13[m,2.2H,aromatic-C(CH=CH)-]
此外，對實施例1至實施例4的化合物進行熱重分析儀(TGA)分析的結果如圖6所示，在100至200℃的區域內觀察到重量損失。通過如上所述的結果可以確認，可以在相對較低的溫度下進行沉積。
按照如下所述的方式，執行了通過利用實施例1至實施例4的化合物的沉積工程形成薄膜的試驗評估。
製造例
為了執行低介電常數含矽薄膜的沉積工程，在反應腔室內安裝6英吋p-型Si晶圓並利用氬(Ar)氣體對方反應腔室內部進行吹掃。在120℃的汽化器(vaporizer)中，以0.4g/min的速度以及400sccm的運載氣體的條件將前驅體供應到施加400W的等離子體的腔室，並對350至400℃的工程溫度以及2至10sccm的氧氣(O2)注入量下通過分裂(split)沉積的低介電常數含矽薄膜的沉積率(GPC)進行測定，其結果如下述表1所示。
Figure 111145349-A0305-02-0016-11
通過所沉積的薄膜的X射線光電子能譜(XPS)分析而對薄膜內的矽、氧以及碳的含量進行測定的結果如下述表2所示。
表2
Figure 111145349-A0305-02-0017-12
此外，對所沉積的薄膜的k值以及模數(modulus)進行測定的結果如下述表3所示。
Figure 111145349-A0305-02-0017-13
通過表3中的結果可以確認，所沉積的薄膜在具有低介電常數的同時呈現出較高的機械物性。這表明使用本發明的含矽薄膜形成用前驅體可以形成高品質的低介電常數薄膜。
在上述內容中參閱較佳的實施形態對本發明進行了說明，但是本發明並不限定於所述實施形態，具有本發明所屬技術領域之一般知識的人員可以在不脫離本發明之要旨的範圍內進行各種變形以及變更。如上所述的變形例以及變更例都應該解釋為包含在本發明以及所附的發明申請專利範圍之內。
Figure 111145349-A0305-02-0002-2

Claims (10)

  1. 一種低介電常數含矽薄膜形成用前驅體，其包含以下述化學式表示的含矽化合物：
    Figure 111145349-A0305-02-0018-14
     在該化學式1中，R各自獨立地為氫原子、或C1-C6的直鏈型或支鏈型或環型烷基、包含C1-C6的直鏈型或支鏈型或環型官能團的烯丙基、包含C1-C6的直鏈型或支鏈型或環型官能團的乙烯基、包含C1-C6的直鏈型或支鏈型或環型官能團的烷氧基、伯胺或仲胺基團、或包含C1-C6的官能團的苯基，L為從直鏈型、支鏈型、環型烷基或芳基中選擇的連接基團，其中六個R中包含2個烷氧基。
  2. 如請求項1所述之低介電常數含矽薄膜形成用前驅體，其中以該化學式1表示的含矽化合物，係以下述化學式2至化學式4中的任一個表示的含矽化合物：
    Figure 111145349-A0305-02-0018-15
     [化學式3]
    Figure 111145349-A0305-02-0019-16
    Figure 111145349-A0305-02-0019-17
     在該化學式2至化學式4中，R各自獨立地為氫原子、或C1-C6的直鏈型或支鏈型或環型烷基、包含C1-C6的直鏈型或支鏈型或環型官能團的烯丙基、包含C1-C6的直鏈型或支鏈型或環型官能團的乙烯基、包含C1-C6的直鏈型或支鏈型或環型官能團的烷氧基、伯胺或仲胺基團、或包含C1-C6的官能團的苯基，n為1至8的整數。
  3. 如請求項1所述之低介電常數含矽薄膜形成用前驅體，其進一步包含溶劑。
  4. 如請求項3所述之低介電常數含矽薄膜形成用前驅體，其中該溶劑為C1-C16的飽和或不飽和烴、酮、醚、乙二醇二甲醚、酯以及叔胺中的任一個或多個。
  5. 如請求項3所述之低介電常數含矽薄膜形成用前驅體，其中該溶劑相對於該低介電常數含矽薄膜形成用前驅體的總重量包含1至99重量%。
  6. 一種低介電常數含矽薄膜形成方法，其包括：利用如請求項1或請求項3中任一項所述的低介電常數含矽薄膜形成用前驅體在一基板上形成薄膜的步驟。
  7. 如請求項6所述之低介電常數含矽薄膜形成方法，其中該低介電常數含矽薄膜，通過旋塗絕緣介質(spin-on dielectric，SOD)工程、高密度等離子體化學氣相沉積(High Density Plasma-Chemical Vapor Deposition，HDP-CVD)工程或原子層沉積(Atomic Layer Deposition，ALD)工程形成。
  8. 如請求項6所述之低介電常數含矽薄膜形成方法，其包括將該低介電常數含矽薄膜形成用前驅體通過直接液體注入(DLI，Direct Liquid Injection)移送到腔室內部的步驟。
  9. 如請求項6所述之低介電常數含矽薄膜形成方法，其包括將該低介電常數含矽薄膜形成用前驅體供應到該基板上並通過生成等離子體而形成薄膜的步驟。
  10. 一種半導體器件，其包括：一低介電常數含矽薄膜，其通過如請求項6所述之低介電常數含矽薄膜形成方法進行製造。
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