[发明专利]聚硅氮烷处理溶剂及用该溶剂处理聚硅氮烷的方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚硅氮烷处理溶剂，适用于处理形成在基材上的聚硅氮烷涂覆膜或聚硅氮烷膜或类似物，以及使用该溶剂处理聚硅氮烷化合物或者聚硅氮烷涂覆膜的处理方法。更具体地，本发明提供聚硅氮烷处理溶剂，和适用于除去边缘珠粒的处理方法，其中聚硅氮烷涂覆膜在基底上形成之后，处理其边缘部分的涂覆膜。

背景技术

公知硅质膜用作绝缘膜，电介质膜，保护膜，亲水膜等。这些硅质膜通过各种方法形成在基材上，例如PVD法(例如溅涂法)，CVD法，溶胶-凝胶法，和形成聚硅氧烷涂覆膜或聚硅氮烷涂覆膜并通过焙烧将该涂覆膜转化成硅质膜的方法等等。在这些方法中，PVD和CVD方法的问题在于设备昂贵，而且为了形成良好的涂覆膜需要非常复杂的控制。溶胶-凝胶法的缺点在于必要的焙烧温度为500℃或更高。而且使用聚硅氧烷的方法的问题如由于所形成的膜的厚度减少而产生裂纹等等。另一方面，近来已经特别注意到，涂覆聚硅氮烷化合物溶液(下文中各种聚硅氮烷化合物统统简称为“聚硅氮烷”)并将涂覆膜转化成硅质膜的方法是可通过低温焙烧简单形成性能优良的硅质膜且所形成的硅质膜具有优良性能的方法。

这些硅质膜广泛应用于例如半导体元件如LSI和TFT液晶显示元件中的夹层绝缘膜，平面化膜，钝化膜和元件间隔离绝缘体等等。经常采用如下方法来形成半导体元件等中的上述硅质膜。特别地，首先在基底上旋涂聚硅氮烷溶液，该基底具有或不具有高度差，并非强制性选择地配置有半导体、线路、电极等。将该涂层加热以从涂覆膜中除去溶剂。然后将该涂层在350℃或更高的温度焙烧，将聚硅氮烷转变成硅质膜。该转化的硅质膜用作夹层绝缘膜，平面化膜，钝化膜，元件间隔离绝缘体等。但已知该方法的缺点在于：当聚硅氮烷溶液旋涂在基底上时，在基底外周形成了珠粒，而且溶液流到基底的背面。为了防止基底外周部分的涂覆膜由于存在珠粒而厚度变得不均匀，通常进行边缘珠粒除去处理(下称“EBR处理”)，其中涂覆聚硅氮烷溶液之后，将处理溶剂涂覆或喷涂到形成于基底表面侧的聚硅氮烷涂覆膜的外周部分上，除去(边缘切除)其外周部分的聚硅氮烷涂覆膜。此外，还可以进行背面清洗，以除去流至并沉积在基底背面上的聚硅氮烷，使背面变得干净。

另外，根据进行随后处理的需要，有时应将使用上述方法涂覆形成的聚硅氮烷膜从基底上分离，而且沉积在涂覆设备例如旋转涂覆机上的聚硅氮烷应该被清洗掉。

例如已知使用丙二醇单甲基醚乙酸酯(PGMEA)作为清洗液或剥离液除去聚硅氮烷。然而，使用普通清洗液或剥离液的缺点在于：在某些情况下，聚硅氮烷不能令人满意地被清洗或剥离，或者即使能够进行令人满意的聚硅氮烷的清洗或剥离，也会由于废液槽中废液的凝胶化或气体如硅烷、氢或氨气的产生，而在涂覆设备中发生废液线的阻塞。当发生废液凝胶时，应该经常清洗涂覆设备和废液线。而且当硅烷气体或类似物从废液槽中释放，例如硅烷的浓度超过自发着火界限，会发生非常危险的状况，其中当废液槽的盖子被打开时，会发生爆炸。

由聚硅氮烷涂覆膜形成的硅质膜可以应用于各种领域，例如，不仅作为半导体元件，还作为液晶显示元件和等离子体显示面板(PDP)中的电介质膜，绝缘膜或分隔壁膜，还作为汽车等车体表面，住宅的内外装饰，以及各种制品，例如玻璃制品，陶器器具和塑料制品的保护膜。而且在这些领域，与制备半导体元件的情况相同，在一些情形下，沉积在非必要部分上的聚硅氮烷膜必须除去。

考虑到上述因素，已经研制了用于减少废液凝胶化和气体释放量的聚硅氮烷处理溶剂。例如专利文献1公开了聚硅氮烷处理溶剂，包含选自以下的至少一种溶剂或两种或多种溶剂的混合物：二甲苯，苯甲醚，萘烷，环己烷，环己烯，甲基环己烷，乙基环己烷，柠檬烯，己烷，辛烷，壬烷，癸烷，C8-C11烷烃混合物，C8-C11芳烃混合物，含不小于5wt％且不超过25wt％的C8或更高芳香烃的脂肪族烃/脂环烃混合物，和二丁基醚。

但从近年来满足更高精确度质量控制、安全可靠等要求的角度看，与现有技术相比，需要处理溶剂能够进一步降低废液的凝胶化和气体释放量。而且还需要不含任何对人体具有强毒性的化合物(例如萘，三甲苯，和二甲苯)的溶剂。此外，还需要其中聚硅氮烷的溶解度高，并对于聚硅氮烷和作为底层的基底等没有明显影响的处理溶剂。虽然这样的溶剂也已在EBR处理中使用，在EBR处理中产生的边缘切割部分，在某些情形中，在膜和膜除去部分之间会产生膜厚度增加部分，称作隆起。该隆起会导致在焙烧膜时产生裂纹或者膜分离。基于以上原因，需要能够制备在EBR处理后具有较好边缘切割部分形状的处理溶剂。