[发明专利]聚硅氮烷、含有它的硅质膜形成用组合物以及使用它制造硅质膜的方法

说明书

[问题]本发明提供即使在含臭氧环境下也能够抑制膜厚变化和空隙的聚硅氮烷和包含该聚硅氮烷的硅质膜形成用组合物。[解决手段]一种含有N‑Si键的聚硅氮烷，其中，具有3个N‑Si键的N原子的数量(NAsupgt;3/supgt;)与具有2个N‑Si键的N原子的数量(NAsupgt;2/supgt;)的比(NAsupgt;3/supgt;/NAsupgt;2/supgt;)为1.8～6.0。

技术领域

本发明涉及聚硅氮烷和含有聚硅氮烷的硅质膜形成用组合物。另外，本发明还涉及使用聚硅氮烷制造硅质膜的方法、硅质膜以及含有硅质膜的电子器件。

背景技术

在电子器件特别是半导体器件的制造中，晶体管元件与位线之间、位线与电容器之间、电容器与金属布线之间、多条金属布线之间等有时形成层间绝缘膜。此外，可以将绝缘物质嵌入设置在基材等的表面上的隔离槽中。此外，在基材表面上形成半导体器件之后，可以使用密封材料形成覆盖层以进行封装。这种层间绝缘膜和覆盖层多由硅质材料制成。

在电子器件领域，器件规则逐渐变得精细，并且需要更精细尺寸的将器件中包含的各元件间隔开的绝缘结构。然而，随着绝缘结构越来越精细，构成沟槽等的硅质膜中的缺陷数量越来越多，电子器件的制造效率降低的问题越来越严重。

作为硅质膜的形成方法，使用化学气相沉积法(CVD法)、溶胶凝胶法、涂布含有含硅聚合物的组合物并进行烧制的方法等。其中，使用组合物形成硅质膜的方法由于比较简单而多被采用。为了形成这样的硅质膜，将含有聚硅氮烷、聚硅氧烷、聚硅氧氮烷、聚硅烷等含硅聚合物的组合物涂布于基材等的表面，进行烧制，使聚合物中含有的硅氧化，形成硅质膜。已经研究了在这种情况下减少所形成的硅质膜中缺陷的方法。例如，研究了通过使用含有对氧化的稳定性高的全氢聚硅氮烷的组合物来形成缺陷较少的硅质膜(专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开第2015/115369号公报

发明内容

发明所要解决的课题

本发明人等发现，含有聚硅氮烷的组合物在含氧气氛中形成硅质膜，但当臭氧也共存于气氛中时，臭氧对硅质膜的特性产生不利影响。此外，需要即使在臭氧存在下也能够形成能抑制膜厚度变化和缺陷的硅质膜的聚硅氮烷。

用于解决课题的手段

本发明提供一种含有N-Si键的聚硅氮烷，其中，具有3个N-Si键的N原子的数量(NA³)与具有2个N-Si键的N原子的数量(NA²)的比(NA³/NA²)为1.8～6.0。

其中，

在所述聚硅氮烷的红外吸收光谱中，存在于3500至3250cm^-1的对应于N-H键的峰强度和存在于1065至695cm^-1的对应于Si-N键的峰强度各自定义为对应于N-H键和Si-N键的吸光度，根据下式计算膜厚d(cm)的薄膜中存在的N-H键和Si-N键的键合量/cm³(N)：

N＝A∫α(ω)/ω·dω

其中，

A为比例常数，N-H键中使用A_N-H：2.6×10²⁰(cm^-2)，Si-N键中使用A_Si-N：7.7×10¹⁸(cm^-2)，

α(ω)为吸收系数，ω为波数(cm^-1)，α(ω)＝1/d×吸光度×ln10，并且