适用于高级平面化应用的材料和旋涂方法技术

本发明专利技术公开提供了一种组合物，所述组合物包括树脂，所述树脂包括一种或多种硅基材料、一种或多种有机基材料、或硅基材料和有机基材料的组合。所述组合物还包括沸点为140℃至250℃的第一溶剂和沸点为50℃至110℃的第二溶剂，其中所述第一溶剂与所述第二溶剂的重量比为1∶1至1∶5。还提供了将所述涂层施用到基底上的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】适用于高级平面化应用的材料和旋涂方法相关申请的交叉引用本申请要求于2016年6月21日提交的标题为“适用于高级平面化应用的材料和旋涂方法(MATERIALSANDSPINCOATINGMETHODSSUITABLEFORADVANCEDPLANARIZATIONAPPLICATIONS)”的美国临时专利申请序列号62/352,783的第35章U.S.C.§119(e)的权益，其全部公开内容通过引用方式明确地并入本文。
本公开整体涉及使用旋涂方法施用加的材料，诸如平面化材料。
技术介绍
平面化是使用平面化技术增加半导体晶片表面的平坦度的过程。用于半导体器件制造的起始原始晶片通常具有平直或平坦表面，其中蚀刻有多个间隙或沟槽。随着晶片经历器件制造的各个步骤，通过不同的生长和沉积技术在晶片表面上沉积不同材料、形状和深度的层。有时，需要移除已经沉积在晶片上的这些材料的部分。该系列材料生长、沉积和移除步骤降低了晶片表面的平坦性或平面性。增加施用到晶片的层数同时减小蚀刻线或沟槽的宽度的现代制造技术可增加晶片非平面性的可能性。典型的涂层配制物使用单一溶剂或具有相似沸点的溶剂组合。通常，具有高沸点溶剂的涂层配制物具有较高的粘度，具有低沸点溶剂的涂层配制物具有较低的粘度。虽然可能需要具有高粘度的涂层配制物来提供较厚的涂层，但此类涂层可能不足以提供间隙或沟槽的填充，特别是具有相对高的长径比的间隙或沟槽。相反，较低粘度的涂层配制物通常提供足够的间隙填充能力，但是较低的粘度通常导致沿晶片表面形成较薄的涂层。需要对前述内容进行改善，其中下层基底的表面特征可以用高固体含量平面化配制物完全填充。
技术实现思路
本公开提供了适用于通过旋涂工艺平面化具有高长径比结构的沟槽的平面化涂层配制物。本专利技术还提供了一种涂层配制物，其具有不同沸点的溶剂混合物，其中涂层配制物分散在晶片上。然后旋转晶片以蒸发低BP溶剂；之后，将高转/分钟(RPM)旋转施用到晶片上以建立所需的涂层厚度。然后，给晶片提供停止时间以促进该配制物沿晶片表面的流动，随后使晶片固化。在一个示例性实施方案中，提供了组合物。该组合物包括树脂，该树脂包括一种或多种硅基材料、一种或多种有机基材料、或硅基材料和有机基材料的组合。该组合物还包括至少一种沸点为140℃至250℃的第一溶剂和至少一种沸点为50℃至110℃的第二溶剂，其中第一溶剂与第二溶剂的重量比为1:1至1:5。在更具体的实施方案中，第一溶剂与第二溶剂的重量比为1:3至1:4。在上述实施方案中任一项的一个更具体的实施方案中，第一溶剂包括至少一种溶剂，该溶剂选自由以下项构成的组：二丙二醇甲醚、三丙二醇甲醚、丙二醇单甲醚乙酸酯、正丙氧基丙醇和碳酸丙烯酯、γ-丁内酯、乳酸乙酯和乙酯。在更具体的实施方案中，第一溶剂是丙二醇单甲醚乙酸酯。在上述实施方案中任一项的一个更具体的实施方案中，第二溶剂包括至少一种溶剂，该溶剂选自由以下项构成的组：丙酮、乙酸乙酯、甲醇、乙醇、丙醇、丁醇和异丙醇。在一个甚至更具体的实施方案中，第二溶剂选自由以下项构成的组：丙酮和异丙醇。在另一个具体的实施方案中，第二溶剂为丙酮。在又一个更具体的实施方案中，第二溶剂为异丙醇。在上述实施方案中任一项的更具体的实施方案中，树脂包含一种或多种硅基材料，这种硅基材料由一种或多种有机烷氧基硅烷前体形成，这些有机烷氧基硅烷前体选自由以下项构成的组：原硅酸四乙酯(TEOS)、甲基三甲氧基硅烷(MTMOS)、甲基三乙氧基硅烷(MTEOS)、二甲基二乙氧基硅烷(DMDEOS)、苯基三乙氧基硅烷(PTEOS)、乙烯基三乙氧基硅烷(VTEOS)、二甲基二甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、以及它们的组合。在一个甚至更具体的实施方案中，第一溶剂选自由以下项构成的组：二丙二醇甲醚、三丙二醇甲醚、丙二醇单甲醚乙酸酯、正丙氧基丙醇和碳酸丙烯酯、γ-丁内酯、乳酸乙酯和乙酯，并且其中第二溶剂选自由以下项构成的组：丙酮、乙酸乙酯、甲醇、乙醇、丙醇、丁醇和异丙醇。在更具体的实施方案中，第一溶剂是丙二醇单甲醚乙酸酯，第二溶剂是异丙醇。在上述实施方案中任一项的更具体的实施方案中，树脂包含一种或多种有机基材料，该有机基材料选自由以下项构成的组：邻甲酚、甲醛和酚醛清漆基树脂。在一个甚至更具体的实施方案中，第一溶剂选自由以下项构成的组：二丙二醇甲醚、三丙二醇甲醚、丙二醇单甲醚乙酸酯、正丙氧基丙醇和碳酸丙烯酯、γ-丁内酯和乳酸乙酯和乙酯，并且其中第二溶剂选自由以下项构成的组：丙酮、乙酸乙酯、甲醇、乙醇、丙醇、丁醇和异丙醇。在更具体的实施方案中，第一溶剂是丙二醇单甲醚乙酸酯，并且第二溶剂选自丙酮异丙醇。在一个示例性实施方案中，提供了将涂层施用到基底上的方法。该方法包括：将涂层以第一速度分配到基底上；以小于或等于第一速度的第二速度旋转涂层，以便涂层在基底的表面上涂覆并实现平坦表面；将速度增加到大于第一速度和第二速度的第三速度，以便建立所需的膜厚度；以及提供停止时间以促进流动来实现平坦表面。在更具体的实施方案中，第一速度在100转/分钟至500转/分钟之间；第二速度在0转/分钟至500转/分钟之间；第三速度在1500转/分钟至5000转/分钟之间。在一个实施方案中，该涂层包括树脂，该树脂包括：一种或多种硅基材料、一种或多种有机基材料、或硅基材料和有机基材料的组合；沸点为140℃至250℃的至少一种第一溶剂；以及沸点为50℃至120℃的至少一种第二溶剂；其中第一溶剂与第二溶剂的重量比为1:1至1:5。在另一个实施方案中，该涂层包含上述实施方案中任一项的组合物。在另一个示例性实施方案中，提供了将涂层施用到基底上的方法。该方法包括：将涂层以第一速度分配到基底上；以小于或等于第一速度的第二速度旋转该涂层，以便该涂层在基底的表面上涂覆，实现平坦表面，以及蒸发第二溶剂；将速度增加到大于第一速度和第二速度的第三速度，以便建立所需的膜厚度；以及提供停止时间以促进流动来实现平坦表面；其中第一速度在100转/分钟至500转/分钟之间；第二速度在0转/分钟至500转/分钟之间；第三速度在1500转/分钟至5000转/分钟之间。在一个实施方案中，该涂层包括树脂，该树脂包括：一种或多种硅基材料、一种或多种有机基材料、或硅基材料和有机基材料的组合；沸点为140℃至250℃的至少一种第一溶剂；以及沸点为50℃至120℃的至少一种第二溶剂；其中第一溶剂与第二溶剂的重量比为1:1至1:5。在另一个实施方案中，该涂层包含上述实施方案中任一项的组合物。在上述实施方案中任一项的更具体的实施方案中，第一溶剂包括至少一种溶剂，该溶剂选自由以下项构成的组：二丙二醇甲醚、三丙二醇甲醚、丙二醇单甲醚乙酸酯、正丙氧基丙醇和碳酸丙烯酯、γ-丁内酯、乳酸乙酯和乙酯。在甚至更具体的实施方案中，第一溶剂是丙二醇单甲醚乙酸酯。在另一个更具体的实施方案中，第一溶剂为异丙醇。在上述实施方案中任一项的另一个更具体的实施方案中，第二溶剂包括至少一种溶剂，该溶剂选自由以下项构成的组：丙酮、乙酸乙酯、甲醇、乙醇、丙醇、丁醇和异丙醇。在甚至更具体的实施方案中，第二溶剂选自丙酮和异丙醇。在上述实施方案中任一项的另一个更具体的实施方案中，第一溶剂是PGMEA，第二溶剂选自丙酮和异丙醇。在另一个更具体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种组合物，包含：树脂，所述树脂包含一种或多种硅基材料、一种或多种有机基材料、或硅基材料和有机基材料的组合；至少一种第一溶剂，所述至少一种第一溶剂的沸点为140℃至250℃；以及至少一种第二溶剂，所述至少一种第二溶剂的沸点为50℃至110℃；其中所述第一溶剂与所述第二溶剂的重量比为1:1至1:5。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.21 US 62/352,783;2017.05.31 US 15/609,8181.一种组合物，包含：树脂，所述树脂包含一种或多种硅基材料、一种或多种有机基材料、或硅基材料和有机基材料的组合；至少一种第一溶剂，所述至少一种第一溶剂的沸点为140℃至250℃；以及至少一种第二溶剂，所述至少一种第二溶剂的沸点为50℃至110℃；其中所述第一溶剂与所述第二溶剂的重量比为1:1至1:5。2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述树脂包含一种或多种硅基材料，所述硅基材料由一种或多种有机烷氧基硅烷前体形成，所述有机烷氧基硅烷前体选自由以下项构成的组：原硅酸四乙酯(TEOS)、甲基三甲氧基硅烷(MTMOS)、甲基三乙氧基硅烷(MTEOS)、二甲基二乙氧基硅烷(DMDEOS)、苯基三乙氧基硅烷(PTEOS)、乙烯基三乙氧基硅烷(VTEOS)、二甲基二甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、以及它们的组合。3.根据权利要求2所述的组合物，其中所述第一溶剂包括至少一种溶剂，所述溶剂选自由以下项构成的组：二丙二醇甲醚、三丙二醇甲醚、丙二醇单甲醚乙酸酯、正丙氧基丙醇和碳酸丙烯酯、γ-丁内酯、乳酸乙酯和乙酯，并且其中所述第二溶剂包括选自由以下项构成的组的至少一种溶剂：丙酮、乙酸乙酯、甲醇、乙醇、丙醇、丁醇和异丙醇。4.一种将涂层施用到基底上的方法，包括：将所述涂层以第一速度分配到所述基底上，其中所述涂层包括：树脂，所述树脂包含一种或多种硅基材料、一种或多种有机基材料、或硅基材料和有机基材料的组合；至少一种第一溶剂，所述至少一种第一溶剂的沸点为140℃至250℃；以及至少一种第二溶剂，所述至少一种第二溶剂的沸点为50℃至120℃；其中所述第一溶剂与所述第二溶剂的重量比为1:1至1:5；以小于或等于所述第一速度的第二速度旋转所述涂层，以便所述涂层在所述基底的所述表面上涂覆并实现平坦表面；将所述速度增加到大于所述第一速度...

【专利技术属性】
技术研发人员：德萨拉吉·瓦拉帕萨德，罗纳德·R·卡特桑斯，谢松元，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：美国,US