[发明专利]一种低介电常数材料薄膜及其制备方法

权利要求书

1.一种低介电常数材料薄膜，其特征在于，该低介电常数材料薄膜的制备方式为：以含氟萘乙基有机硅单体和烃基二氯硅烷为起始原料，以四甲基二乙烯基硅氧烷为封端剂，通过缩合反应制得含氟萘乙基乙烯基硅油，该含氟萘乙基乙烯基硅油和含氢硅氧烷混合，涂于硅片上形成一层薄膜，利用紫外光照射使所述薄膜发生反应，然后对薄膜进行退火处理，制得所述低介电常数材料薄膜；所述含氟萘乙基有机硅单体的结构如式(Ⅰ)所示，

其中，R_f为-(CH₂)_m(CF₂)_nF或-(CH₂)_m(CF₂)_nH，其中m为1～2的整数，n为1～10的整数；R₁为甲基或苯基；R₂为-H或R_f；R₃为-H或R_f。

2.如权利要求1所述的低介电常数材料薄膜，其特征在于：所述烃基二氯硅烷为二甲基二氯硅烷、二苯基二氯硅烷或甲基苯基二氯硅烷。

3.如权利要求1所述的低介电常数材料薄膜，其特征在于：所述含氢硅氧烷为含氢硅油。

4.如权利要求1所述的低介电常数材料薄膜，其特征在于：所述低介电常数材料薄膜的介电常数为2.0～2.5。

5.权利要求1-4任一项所述的低介电常数材料薄膜的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1，将所述含氟萘乙基有机硅单体和烃基二氯硅烷混合均匀，滴入水和溶剂的混合液中，滴加完毕后，加热至30～80℃，保温反应1～8h，蒸馏除去溶剂和水，加入四甲基二乙烯基二硅氧烷和催化剂，加热至60～150℃，保温反应2～8h，制得含氟萘乙基乙烯基硅油；

步骤2，将前述含氟萘乙基乙烯基硅油和含氢硅氧烷加入溶剂中混合均匀，涂于硅片上形成一层薄膜，利用紫外光对所述薄膜进行辐照，使其发生反应，然后对该薄膜进行退火处理，制得所述低介电常数材料。

6.如权利要求5所述的低介电常数材料薄膜的制备方法，其特征在于：所述烃基二氯硅烷为二甲基二氯硅烷、二苯基二氯硅烷或甲基苯基二氯硅烷；所述催化剂为浓硫酸或三氟甲磺酸；所述溶剂为甲苯、己烷、四氢呋喃、乙酸乙酯或乙醇。

7.如权利要求5所述的低介电常数材料薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤2中含氢硅氧烷的含量为0.1％～1.6％。

8.如权利要求5所述的低介电常数材料薄膜的制备方法，其特征在于：所述含氢硅氧烷为1，3，5，7-四甲基环四硅氧烷。

9.如权利要求5所述的低介电常数材料薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤2中紫外光对薄膜进行辐照的条件为：所述紫外光的波长为240～260纳米，功率为15～30瓦，紫外光发光管与薄膜的距离为15～20cm，紫外光辐照时间为3～8天。

10.如权利要求5所述的低介电常数材料薄膜的制备方法，其特征在于：所述的含氟萘乙基有机硅单体、烃基二氯硅烷、四甲基二乙烯基二硅氧烷的摩尔比依次为1～500：1～2000：1～10；含氟萘乙基乙烯基硅油、含氢硅氧烷、溶剂的质量比依次为1～100：1～50：1～1000。

11.如权利要求5所述的低介电常数材料薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤2中对薄膜进行退火处理的方式为：将薄膜放入氮气环境中进行退火处理，其退火温度为200～400℃，退火时间为10～30分钟。