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TWI874780B - 用於形成二氧化矽層的組成物、二氧化矽層以及電子裝置 - Google Patents

用於形成二氧化矽層的組成物、二氧化矽層以及電子裝置 Download PDF

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TWI874780B
TWI874780B TW111122473A TW111122473A TWI874780B TW I874780 B TWI874780 B TW I874780B TW 111122473 A TW111122473 A TW 111122473A TW 111122473 A TW111122473 A TW 111122473A TW I874780 B TWI874780 B TW I874780B
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任浣熙
張勝宇
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黃丙奎
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南韓商三星Ｓｄｉ股份有限公司
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Abstract

本發明提供一種用於形成二氧化矽層的組成物，組成物包含含矽聚合物和溶劑，其中由關係式1計算的折射率（RI）減少率小於或等於3%；由組成物製造的二氧化矽層；以及包含二氧化矽層的電子裝置。 折射率（RI）減少率（%）= {(RI 100- RI 250) / RI 100} * 100 在關係式1中， RI 100：通過將用於形成二氧化矽層的組成物塗佈在8英寸裸晶圓上至7200埃厚度，且在100℃溫度下烘烤3分鐘，在633奈米波長處測量的折射率，且 RI 250：通過將用於形成二氧化矽層的組成物塗佈在8英寸裸晶圓上至7200埃厚度，且在250℃溫度下烘烤3分鐘，在633奈米波長處測量的折射率。

Description

用於形成二氧化矽層的組成物、二氧化矽層以及電子裝置
本揭露涉及一種用於形成二氧化矽層的組成物、二氧化矽層以及由所述二氧化矽層製造的電子裝置。
相關申請的交叉引用
本申請要求2021年6月21日在韓國知識產權局提交的韓國專利申請第10-2021-0080288號的優先權和權益，所述專利申請的全部內容以引用的方式併入本文中。
在平板顯示器裝置中，包含閘極電極、源極電極、汲極電極以及半導體的薄膜電晶體（thin film transistor；TFT）用作開關元件。平板顯示器裝置包含閘極線和資料線，所述閘極線用於傳輸用於控制薄膜電晶體的掃描訊號，所述資料線用於傳輸應用於畫素電極的訊號。另外，用於將其分隔的絕緣層形成於半導體與各種電極之間。絕緣層可為包含矽組分的二氧化矽層。
為提供具有絕緣特性的二氧化矽層，將包含無機聚矽氮烷的塗佈液用作旋塗電介質（Spin-On Dielectric；SOD）。在這種情況下，取決於基底的位置，二氧化矽層的厚度（THK）有偏差，這可能對以下工藝具有不利影響，從而可能對產品的絕緣特性具有不利效果。
確切地說，在通過旋塗方法將無機聚矽氮烷溶液塗佈且固化於圖案晶圓上時，出現了二氧化矽層的厚度取決於晶圓的位置、圖案塊的位置等而變化的現象。當層具有不均勻厚度（THK）時，其可對例如化學機械研磨（chemical mechanical polishing；CMP）的以下工藝具有不利影響。
因此，常規技術已嘗試通過增加聚矽氮烷合成的分子量來解決所述問題，但其可能在增加聚矽氮烷的分子量時因接觸水分而導致膠凝的問題。
一個實施例提供一種用於形成二氧化矽層的組成物，所述二氧化矽層可形成具有均勻厚度且空隙缺陷發生較少的膜。
另一實施例提供一種由用於形成二氧化矽層的組成物製造的二氧化矽層。
本發明的另一實施例提供一種包含二氧化矽層的電子裝置。
根據實施例，用於形成二氧化矽層的組成物包含含矽聚合物和溶劑，其中由關係式1計算的折射率（RI）減少率小於或等於3%。 [關係式1] 折射率（RI）減少率（%）= {(RI 100- RI 250) / RI 100} * 100 在關係式1中， RI 100：通過將用於形成二氧化矽層的組成物塗佈在8英寸裸晶圓上至7200埃厚度，且在100℃溫度下烘烤3分鐘，在633奈米波長處測量的折射率，且 RI 250：通過將用於形成二氧化矽層的組成物塗佈在8英寸裸晶圓上至7200埃厚度，且在250℃溫度下烘烤3分鐘，在633奈米波長處測量的折射率。
折射率（RI）減少率可小於3%。
含矽聚合物可為聚矽氮烷、聚矽氧氮烷或其組合。
聚矽氮烷可為無機聚矽氮烷。
含矽聚合物的重量平均分子量可為4,000克/莫耳到20,000克/莫耳。
按用於形成二氧化矽層的組成物的總量計，可以0.1重量%到30重量%的量包含含矽聚合物。
根據另一實施例，提供一種由前述用於形成二氧化矽層的組成物製造的二氧化矽層。
根據另一實施例，提供一種包含前述二氧化矽層的電子裝置。
通過控制與水分的反應性，可實現具有較少空隙缺陷和均勻厚度的二氧化矽層。
將詳細地描述本發明的實施例，使得本發明所涉及的領域的技術人員可以容易地實踐本發明的實施例。然而，本揭露可以許多不同形式實施，並且不應理解為限於本文所闡述的實例實施例。
在圖式中，為清楚起見，放大層、膜、面板、區等的厚度。在整篇說明書中，相同的附圖標記指定相同的元件。將理解，當一個元件，例如層、膜、區或基底被稱為「在」另一個元件「上」時，其可直接在另一個元件上，或還可存在介入元件。相反地，當元件被稱為「直接在」另一元件「上」時，不存在介入元件。
在本說明書中，當未另外提供定義時，「取代」是指化合物的氫由選自以下的取代基替換：鹵素原子（F、Br、Cl或I）、羥基、烷氧基、硝基、氰基、氨基、疊氮基、脒基、肼基、亞肼基、羰基、氨甲醯基、硫醇基、酯基、羧基或其鹽、磺酸基或其鹽、磷酸基或其鹽、C1到C20烷基、C2到C20烯基、C2到C20炔基、C6到C30芳基、C7到C30芳烷基、C1到C30烷氧基、C1到C20雜烷基、C2到C20雜芳基、C3到C20雜芳基烷基、C3到C30環烷基、C3到C15環烯基、C6到C15環炔基、C2到C30雜環烷基以及其組合。
另外，在本說明書中，當未另外提供定義時，「雜」是指包含選自N、O、S以及P的1到3個雜原子中的一個。
另外，在本說明書中，「*」意指與相同或不同原子或化學式鍵聯的部分。
下文中，描述根據本發明的實施例的用於形成二氧化矽層的組成物。
根據實施例的用於形成二氧化矽層的組成物包含含矽聚合物和溶劑，由關係式1計算的折射率（RI）減少率（reduction rate）小於或等於3%。 [關係式1] 折射率（RI）減少率（%）= {(RI 100- RI 250) / RI 100} * 100 在關係式1中， RI 100：通過將用於形成二氧化矽層的組成物塗佈在8英寸裸晶圓上至7200埃厚度，且在100℃溫度下烘烤3分鐘，在633奈米波長處測量的折射率，且 RI 250：通過將用於形成二氧化矽層的組成物塗佈在8英寸裸晶圓上至7200埃厚度，且在250℃溫度下烘烤3分鐘，在633奈米波長處測量的折射率。
RI減少率指示含矽聚合物與空氣中的水分反應的程度。
換句話說，含矽聚合物與水分反應且因此形成Si-O鍵，而用於形成二氧化矽層的組成物在塗佈之後固化，其中Si-O鍵越多，RI減少率越低。因此，由於根據關係式1計算的RI減少率較小，因此形成Si-O鍵的程度（即，與水分的反應性）可較低。
由用於具有較小RI減少率的二氧化矽層的組成物形成的二氧化矽層可抑制與水分的反應性和與水分的體積膨脹，且因此均勻地形成。
另外，由於抑制Si-O鍵的形成，由於在固化期間當含矽聚合物形成為二氧化矽層時產生的氣體可容易地去除，因此可極大地改進由於氣體而在二氧化矽層的表面上引起的空隙缺陷。
換句話說，當關係式1大於或等於約3，例如小於約3時，根據實施例的用於形成二氧化矽層的組成物可形成具有較小空隙且展示令人滿意的間隙填充的均勻膜。
在本發明中，由J.A.伍拉姆公司（J.A. WOOLLAM Co.）製造的M-2000用於測量在約633奈米的波長處的折射率，且由此計算出根據烘烤溫度的折射率減少率且用作與水分的反應性的指示符。
用於形成二氧化矽層的組成物中的含矽聚合物可以是例如有機-無機聚矽氮烷、有機-無機聚矽氧氮烷或其組合。
含矽聚合物可包含例如由化學式1表示的部分。 [化學式1]
在化學式1中，R 1到R 3各自獨立地為氫、經取代或未經取代的C1到C30烷基、經取代或未經取代的C3到C30環烷基、經取代或未經取代的C6到C30芳基、經取代或未經取代的C7到C30芳烷基、經取代或未經取代的C1到C30雜烷基、經取代或未經取代的C2到C30雜環烷基、經取代或未經取代的C2到C30烯基、經取代或未經取代的C1到C30烷氧基、羧基、醛基、羥基或其組合，且 「*」指示鍵聯點。
舉例來說，含矽聚合物可為由鹵代矽烷與氨的反應產生的聚矽氮烷。
舉例來說，聚矽氮烷可為無機聚矽氮烷。
舉例來說，用於形成二氧化矽層的組成物中所包含的含矽聚合物可包含由化學式2表示的部分。 [化學式2]
化學式2的R 4到R 7各自獨立地為氫、經取代或未經取代的C1到C30烷基、經取代或未經取代的C3到C30環烷基、經取代或未經取代的C6到C30芳基、經取代或未經取代的C7到C30芳烷基、經取代或未經取代的C1到C30雜烷基、經取代或未經取代的C2到C30雜環烷基、經取代或未經取代的C2到C30烯基、經取代或未經取代的C1到C30烷氧基、羧基、醛基、羥基或其組合，且 「*」指示鍵聯點。
舉例來說，含矽聚合物可包含由化學式1表示的部分和/或由化學式2表示的部分，並且可更包含由化學式3表示的部分。 [化學式3]
由化學式3表示的部分為末端以氫封端的結構，且按聚矽氮烷或聚矽氧氮烷結構的Si-H鍵的總量計可以15到35重量%的量包含。當化學式3的部分在所述範圍內包含於聚矽氮烷或聚矽氧氮烷結構中時，會防止SiH 3部分分散至SiH 4中，同時在熱處理期間充分進行氧化反應，且可以防止填料圖案中出現裂紋。
含矽聚合物的重量平均分子量可為4,000克/莫耳到20,000克/莫耳，例如5,000克/莫耳到20,000克/莫耳，例如6,000克/莫耳到20,000克/莫耳，例如7,000克/莫耳到15,000克/莫耳，例如7,000克/莫耳到10,000克/莫耳，但不限於此。當含矽聚合物的重量平均分子量滿足以上範圍時，由用於形成二氧化矽層的組成物製造的二氧化矽層可具有極佳膜厚度均勻性特性。
舉例來說，按用於形成二氧化矽層的組成物計，含矽聚合物可以0.1重量%到30重量%的量包含。
包含於用於形成二氧化矽層的組成物中的溶劑不受特定限制，只要其為能夠溶解含矽聚合物的溶劑，且確切地說，可包含選自以下各者中的至少一者：苯、甲苯、二甲苯、乙苯、二乙苯、三甲苯、三乙苯、環己烷、環己烯、十氫萘、二戊烯、戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、乙基環己烷、甲基環己烷、環己烷、環己烯、對薄荷烷、二丙醚、二丁醚、苯甲醚、乙酸丁酯、乙酸戊酯、甲基異丁基酮以及其組合。
用於形成二氧化矽層的組成物可更包含熱酸產生劑（thermal acid generator；TAG）。
熱酸產生劑可為添加劑，所述添加劑用以改良顯影用於形成二氧化矽層的組成物的顯影性，且由此使組成物的有機矽烷類縮合聚合物在相對低溫度下顯影。
如果熱酸產生劑因熱量而產生酸（H +），那麼其可包含任何化合物而不受特定限制。具體來說，熱酸產生劑可包含在90℃或高於90℃下活化且產生足夠酸並且還具有低揮發性的化合物。
熱酸產生劑可例如選自甲苯磺酸硝基苯甲酯、苯磺酸硝基苯甲酯、苯酚磺酸酯以及其組合。
按用於形成二氧化矽層的組成物的總量計，熱酸產生劑可以0.01重量%到25重量%的量包含，且在所述範圍內，縮合聚合物可在低溫度下顯影且同時具有改進的塗佈屬性。
用於形成二氧化矽層的組成物可更包含表面活性劑。
表面活性劑不受特定限制，且可為例如以下物質的非離子表面活性劑：聚氧乙烯烷基醚，例如聚氧乙烯十二烷基醚、聚氧乙烯十八烷基醚、聚氧乙烯十六烷基醚、聚氧乙烯油醇等；聚氧乙烯烷基烯丙基醚，例如聚氧乙烯壬基酚醚等；聚氧乙烯·聚氧丙烯嵌段共聚物；聚氧乙烯山梨醇脂肪酸酯，例如山梨醇單月桂酸酯、山梨醇單棕櫚酸酯、山梨醇單硬脂酸酯、山梨醇單油酸酯、聚氧乙烯山梨醇單硬脂酸酯、聚氧乙烯山梨醇三油酸酯、聚氧乙烯山梨醇三硬酯酸酯等；伊夫妥EF301（EFTOP EF301）、伊夫妥EF303、伊夫妥EF352的氟類表面活性劑（托化工製品有限公司（Tochem Products Co., Ltd.））、麥格菲斯F171（MEGAFACE F171）、麥格菲斯F173（大日本油墨及化學有限公司（Dainippon Ink & Chem., Inc.））、氟洛拉FC430（FLUORAD FC430）、氟羅拉FC431（住友3M（Sumitomo 3M））、旭硝子AG710（Asahi guardAG710）、索龍S-382（Surflon S-382）、SC101、SC102、SC103、SC104、SC105、SC106（旭玻璃有限公司（Asahi Glass Co., Ltd.））等；其它矽酮類表面活性劑，例如有機矽氧烷聚合物KP341（信越化學有限公司（Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.））等。
按用於形成二氧化矽層的組成物的總量計，表面活性劑可以0.001重量%到10重量%的量包含，且在所述範圍內，可改進溶液的分散且同時可改進層的均勻厚度。
用於形成二氧化矽層的組成物可為其中含矽聚合物和組分溶解於混合溶劑中的溶液形式。
根據另一實施例，一種製備二氧化矽層的方法可包含：塗佈前述用於形成二氧化矽層的組成物，乾燥塗佈有用於形成二氧化矽層的前述組成物的基底，以及固化用於形成二氧化矽層的組成物。
舉例來說，用於形成二氧化矽層的組成物可使用例如旋塗、狹縫塗佈、噴墨印刷的溶液法來塗佈。
基底可為例如裝置基底，例如半導體、液晶等，但不限於此。
當完成用於形成二氧化矽層的組成物的塗佈時，接著乾燥和固化基底。可例如在大於或等於約100℃的溫度下執行乾燥和固化，且可通過施加例如熱、紫外光、微波、聲波或超聲波的能量來執行。
舉例來說，可在約100℃到約200℃下執行乾燥，且可通過乾燥去除用於形成二氧化矽層的組成物中的溶劑。另外，可在約250℃到1,000℃下執行固化，且可通過固化將用於形成二氧化矽層的組成物轉化成薄氧化物膜。
根據本發明的另一實施例，提供一種根據前述方法製造的二氧化矽層。二氧化矽層可為例如絕緣層、分離層、硬塗層等，但不限於此。
根據本發明的另一實施例，提供一種包含二氧化矽層的電子裝置。電子裝置可為例如顯示裝置，例如LCD或LED；或半導體裝置。
以下實例更詳細地說明本發明的實施例。然而，這些實例是示例性的，且本揭露不限於此。 製備用於形成二氧化矽層的組成物 合成實例 1 ： 製備無機聚矽氮烷的半成品 （ A ）
配備有攪拌器和溫度控制器的2升反應器內部用乾燥氮氣替換。隨後，將1,500克乾燥吡啶放入其中，且接著冷卻到5℃。接著，歷經1小時向其中緩慢添加100克二氯矽烷。隨後，歷經3小時向其中緩慢添加70克氨。當氨完全添加到其中時，向其中添加乾燥氮氣30分鐘，且從其中去除反應器中剩餘的氨。在乾燥氮氣氛圍下，用1微米鐵氟龍（TEFLON）（四氟乙烯）過濾器過濾所獲得的白色漿料產物，獲得1,000克濾液。在向其中添加1,000克乾燥二甲苯之後，通過重複三次用旋轉式蒸發器將溶劑從吡啶替換為二甲苯而將其中的固體調整為60%，且接著用孔徑為0.1微米鐵氟龍（四氟乙烯）過濾器過濾。通過此方法，獲得固體含量為60%且重量平均分子量為3,000克/莫耳的無機聚矽氮烷半成品（A）。 （ 製備無機聚矽氮烷 ） 實例 1
通過將50克根據合成實施例1的無機聚矽氮烷半成品（A）、400克乾燥吡啶、80克乾燥二甲苯以及6500立方厘米NH 3氣體放入配備有攪拌器和溫度控制器的1升反應器中，將其加熱至100℃，且用旋轉式蒸發器在70℃下用二丁醚重複替換溶劑4次以將固體濃度調整為20%，且隨後用0.1微米鐵氟龍（四氟乙烯）過濾器過濾固體，來獲得用於形成二氧化矽層的組成物，所述組成物包含無機聚矽氮烷，重量平均分子量為9,200克/莫耳。 實例 2
通過將50克根據合成實施例1的無機聚矽氮烷半成品（A）、350克乾燥吡啶、70克乾燥二甲苯以及3250立方厘米NH 3氣體放入配備有攪拌器和溫度控制器的1升反應器中，將其加熱至100℃，且用旋轉式蒸發器在70℃下用二丁醚重複替換溶劑4次以將固體濃度調整為20%，且隨後用0.1微米鐵氟龍（四氟乙烯）過濾器過濾固體，來獲得用於形成二氧化矽層的組成物，所述組成物包含無機聚矽氮烷，重量平均分子量為9,400克/莫耳。 實例 3
將50克根據合成實例1的無機聚矽氮烷半成品（A）、513克乾燥吡啶以及50克乾燥二甲苯放入配備有攪拌器和溫度控制器的1升反應器中且加熱到100℃。在反應期間，反應器壓力維持在3巴。當反應完成時，通過在70℃下用二丁醚重複替換溶劑4次以將固體濃度調整為20%且用0.1微米鐵氟龍（四氟乙烯）過濾器過濾固體，來獲得用於形成二氧化矽層的組成物，所述組成物的重量平均分子量為7,100克/莫耳且包含無機聚矽氮烷。 比較例 1
將50克根據合成實例1的無機聚矽氮烷半成品（A）、200克乾燥吡啶以及80克乾燥二甲苯放入配備有攪拌器和溫度控制器的1升反應器中且加熱到100℃。在反應期間，反應器壓力維持在3巴。當反應完成時，通過在70℃下用二丁醚重複替換溶劑4次以將固體濃度調整為20%且用0.1微米鐵氟龍（四氟乙烯）過濾器過濾固體，來獲得用於形成二氧化矽層的組成物，所述組成物的重量平均分子量為10,500克/莫耳且包含無機聚矽氮烷。 比較例 2
通過將50克根據合成實施例1的無機聚矽氮烷半成品（A）、150克乾燥吡啶以及70克乾燥二甲苯放入配備有攪拌器和溫度控制器的1升反應器中，將其加熱至100℃，且用旋轉式蒸發器在70℃下用二丁醚重複替換溶劑4次以將固體濃度調整為20%，且用0.1微米鐵氟龍（四氟乙烯）過濾器過濾固體，來獲得用於形成二氧化矽層的組成物，所述組成物包含無機聚矽氮烷，重量平均分子量為9,400克/莫耳。 比較例 3
通過將50克根據合成實施例1的無機聚矽氮烷半成品（A）、120克乾燥吡啶以及60克乾燥二甲苯放入配備有攪拌器和溫度控制器的1升反應器中，將其加熱至100℃，且用旋轉式蒸發器在70℃下用二丁醚重複替換溶劑4次以將固體濃度調整為20%，且用0.1微米鐵氟龍（四氟乙烯）過濾器過濾固體，來獲得用於形成二氧化矽層的組成物，所述組成物包含無機聚矽氮烷，重量平均分子量為8,500克/莫耳。 比較例 4
通過將50克根據合成實施例1的無機聚矽氮烷半成品（A）、513克乾燥吡啶以及50克乾燥二甲苯放入配備有攪拌器和溫度控制器的1升反應器中，按無機聚矽氮烷半成品（A）的重量計，向其添加1.5莫耳% N,N,N',N'-四甲基-1,6-己二胺，將混合物加熱至100℃，用旋轉式蒸發器在70℃下用二丁醚重複替換溶劑4次以將固體濃度調整為20%，且用0.1微米鐵氟龍（四氟乙烯）過濾器過濾固體，來獲得用於形成二氧化矽層的組成物，所述組成物包含無機聚矽氮烷，重量平均分子量為5,500克/莫耳。 比較例 5
通過將50克根據合成實施例1的無機聚矽氮烷半成品（A）、513克乾燥吡啶以及50克乾燥二甲苯放入配備有攪拌器和溫度控制器的1升反應器中，按無機聚矽氮烷半成品（A）的重量計，向其添加3.0莫耳% N,N,N',N'-四甲基-1,6-己二胺，將混合物加熱至100℃，用旋轉式蒸發器在70℃下用二丁醚重複替換溶劑4次以將固體濃度調整為20%，且用0.1微米鐵氟龍（四氟乙烯）過濾器過濾固體，來獲得用於形成二氧化矽層的組成物，所述組成物包含無機聚矽氮烷，重量平均分子量為9,500克/莫耳。 評估 1 ： 測量 RI 減少率
根據實例1到實例3以及比較例1到比較例5的用於形成二氧化矽層的組成物分別提取3立方厘米，接著塗覆在直徑為8英寸的裸晶圓的中心上，且用旋塗器（MS-A200，三笠有限公司（MIKASA Co., Ltd.））在1500轉/分下旋塗20秒，在100℃下烘烤3分鐘，且通過使用M-2000（J.A.伍拉姆公司）測量633奈米波長下的折射率（RI 100）。
另外，在250℃下烘烤3分鐘之後，通過使用M-2000（J.A.伍拉姆公司）測量633奈米波長下的另一折射率（RI 250）。
在100℃和250℃下的折射率用於根據以下關係式1計算RI減少率。 [關係式1] 折射率（RI）減少率（%）= {(RI 100- RI 250) / RI 100} * 100 在關係式1中， RI 100：通過將用於形成二氧化矽層的組成物塗佈在8英寸裸晶圓上至7200埃厚度，且在100℃溫度下烘烤3分鐘，在633奈米波長處測量的折射率，且 RI 250：通過將用於形成二氧化矽層的組成物塗佈在8英寸裸晶圓上至7200埃厚度，且在250℃溫度下烘烤3分鐘，在633奈米波長處測量的折射率。
由關係式1計算的RI減少率繪示於表1中。 評估 2: 評估厚度均勻性
通過使用旋塗器（MS-A200，三笠有限公司）將根據實例1到實例3以及比較例1到比較例5的用於形成二氧化矽層的組成物分別塗佈在直徑為8英寸的晶圓上，所述晶圓圖案化為具有0.2到10微米的線寬度和0.2微米的空間寬度。
隨後，將所塗佈的晶圓在150℃下烘烤3分鐘，在氧氣（O 2）氛圍下加熱到1,000℃，在H 2/O 2氛圍下在對應溫度下固化1小時，獲得由根據實例1到實例5以及比較例1到比較例5的每一組成物形成的二氧化矽層。
將塗佈有二氧化矽層的圖案化晶圓沿著直徑切割成徑向形式，且接著通過使用SEM（SU-8230，日立有限公司（Hitachi, Ltd.））測量厚度監控（Thickness Monitoring；TM，90微米× 90微米）位置的厚度。
圖5為繪示用於厚度均勻性評估的圖案化晶圓的厚度測量位置的示意圖。
如圖5中所繪示，TM位置包含17個徑向裸片，且以每1個裸片5個點測量每一裸片的厚度，總計85個點。
在初次塗佈之後，雖然以每3小時為一單元（0小時，3小時，6小時，9小時）更多地進行塗佈持續9小時，但觀測到隨時間推移的變化。在等待時間期間，以5分鐘間隔進行虛擬分配以防止噴嘴硬化，且以每一塗佈3片計算厚度的標準偏差，總計12片，且結果繪示於表1中。 評估 3 ： 評估空隙缺陷
根據實例1到實例3以及比較例1到比較例5的用於形成二氧化矽層的各組成物提取3立方厘米，且通過使用旋塗器（MS-A200，三笠有限公司）塗佈在8英寸晶圓上，所述晶圓圖案化為具有0.2到10微米的線寬度和0.2微米的空間寬度。
隨後，將所塗佈的晶圓在加熱板上在150℃下加熱並乾燥3分鐘，在1,000℃下濕固化60分鐘，獲得由根據實例1到實例3以及比較例1到比較例5的各組成物形成的二氧化矽層。
切割樣本的橫截面以暴露精細圖案，浸漬於1重量%稀氫氟酸（dilute hydrofluoric acid；DHF）中120秒，用DI水洗滌，用N 2氣體乾燥，且隨後通過FE-SEM照片檢查。
根據通過FE-SEM照片確認的空隙缺陷程度，以好/壞/差的順序給出標準，且接著繪示於表1中。 （好：間隙中無空隙，大小小於1.0微米的空隙占面積的小於或等於10%；差：大小大於或等於1.0微米的空隙占面積的小於30%；壞：大小為1.0微米或大於1.0微米的空隙占面積的大於或等於90%） [表1]
RI 100 RI 250 RI減少率（%） 厚度偏差 （微米） 空隙缺陷
實例1 1.57707 1.53563 2.63 5.4 好
實例2 1.57841 1.53602 2.69 5.6 好
實例3 1.57601 1.53344 2.70 5.1 好
比較例1 1.5786 1.530001 3.08 13.4 差
比較例2 1.57917 1.52417 3.48 30.2 差
比較例3 1.57889 1.53099 3.03 14.2 差
比較例4 1.57860 1.50424 4.71 25.5 壞
比較例5 1.57872 1.49854 5.08 48.4 壞
參考表1和圖1到圖4，根據實例1到實例3的用於二氧化矽層的組成物展現小於或等於3%、且確切地說小於3%的RI減少率和10微米或小於10微米的厚度偏差以及改進的空隙缺陷。
相反地，根據比較例1到比較例5的用於二氧化矽層的組成物展現大於3%的RI減少率和大於10微米的厚度偏差。
參考圖2到圖4，與由根據比較例的用於二氧化矽層的組成物形成的二氧化矽層相比較，由根據實例的用於二氧化矽層的組成物形成的二氧化矽層在濕蝕刻之後在每一二氧化矽層的橫截面上展現相對較少數目的空隙。
雖然已結合當前被認為實用的實例實施例的內容描述了本發明，但應理解，本發明不限於所公開的實施例。相反地，旨在涵蓋包含在所附申請專利範圍的精神和範圍內的各種修改和等效佈置。
無
圖1為繪示根據實例1到實例3以及比較例1到比較例4的用於形成二氧化矽層的組成物的RI減少率與二氧化矽層厚度的標準偏差之間的相關性的曲線圖。 圖2繪示由根據實例1至3的用於形成二氧化矽層的組成物製造的二氧化矽層的濕式蝕刻之後的圖案晶圓間隙內部的FE-SEM圖像。 圖3繪示由根據比較例1到比較例3的用於形成二氧化矽層的組成物製造的二氧化矽層的濕式蝕刻之後的圖案晶圓間隙內部的FE-SEM圖像。 圖4繪示由根據比較例4和比較例5的用於形成二氧化矽層的組成物製造的二氧化矽層的濕式蝕刻之後的圖案晶圓間隙內部的FE-SEM圖像。 圖5為繪示用於厚度均勻性評估的圖案晶圓的厚度測量位置的示意圖。

Claims (6)

  1. 一種用於形成二氧化矽層的組成物，包括：含矽聚合物，所述含矽聚合物為聚矽氮烷、聚矽氧氮烷或其組合；以及溶劑，其中由關係式1計算的折射率RI減少率小於或等於3%：[關係式1]折射率RI減少率(%)={(RI100-RI250)/RI100}*100其中，在關係式1中，RI100：通過將用於形成所述二氧化矽層的所述組成物塗佈在8英寸裸晶圓上至7200埃厚度，且在100℃溫度下烘烤3分鐘，在633奈米波長處測量的折射率，且RI250：通過將用於形成所述二氧化矽層的所述組成物塗佈在8英寸裸晶圓上至7200埃厚度，且在250℃溫度下烘烤3分鐘，在633奈米波長處測量的折射率，其中按用於形成所述二氧化矽層的所述組成物的總量計，以0.1重量%到30重量%的量包含所述含矽聚合物，且其中所述含矽聚合物包括由化學式1表示的部分以及由化學式3表示的部分：[化學式1]
    Figure 111122473-A0305-13-0002-1
     [化學式3]＊-SiH3在化學式1中，R1到R3各自獨立地為氫、經取代或未經取代的C1到C30烷基、經取代或未經取代的C3到C30環烷基、經取代或未經取代的C6到C30芳基、經取代或未經取代的C7到C30芳烷基、經取代或未經取代的C1到C30雜烷基、經取代或未經取代的C2到C30雜環烷基、經取代或未經取代的C2到C30烯基、經取代或未經取代的C1到C30烷氧基、羧基、醛基、羥基或其組合，且「*」指示鍵聯點，且按所述聚矽氮烷或所述聚矽氧氮烷的Si-H鍵的總量計，以15重量%到35重量%的量包含由化學式3表示的所述部分。
  2. 如請求項1所述的用於形成二氧化矽層的組成物，其中所述折射率RI減少率小於3%。
  3. 如請求項1所述的用於形成二氧化矽層的組成物，其中所述聚矽氮烷為無機聚矽氮烷。
  4. 如請求項1所述的用於形成二氧化矽層的組成物，其中所述含矽聚合物的重量平均分子量為4,000克/莫耳到20,000克/莫耳。
  5. 一種二氧化矽層，由如請求項1至請求項4中任一項所述的用於形成二氧化矽層的組成物製造。
  6. 一種電子裝置，包括如請求項5所述的二氧化矽層。
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