[发明专利]用于半导体器件的具有改善的填隙特性的有机硅烷聚合物及使用其的涂层组合物

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于制造半导体器件且具优异填隙特性的 聚合物，及使用该聚合物的组合物。

背景技术

一种用于在半导体器件中填隙的理想的涂层组合物必须符合 下列要求：(1)在基材中，必须可以利用一般的旋涂技术而完全 填满孔洞(其长径比(即，高度(或深度)/直径比)为1或更大， 且直径为70nm或更小)，且该基材可以被平面化以获得均一的厚 度；(2)在该涂层膜中不存在气泡及缝隙；(3)无论基材中孔洞 的密度如何，该薄膜的厚度必须是均匀的；(4)该平面化的薄膜 必须可以在热固化之后通过利用氢氟酸溶液处理以所需要的速度 移除，且在这些孔洞中不留下任何残余物；以及(5)在储存期间， 该涂层组合物必须是稳定的。

特别是，在半导体器件中，涂层组合物的最基本的填隙特性很 大程度取决于该组合物中所含有的聚合物的分子量。当该组合物中 所含有的聚合物的分子量较小时，一般的涂层组合物的填隙特性倾 向于更为有利。因此，只要达到完全填充缝隙，当该聚合物的分子 量增大时，在半导体器件中聚合物或含有该聚合物的组合物的填隙 特性会是优异的。

碳基聚合物在半导体器件中被用于填隙。近年来，半导体器件 的微型化使孔洞的尺寸减小至低于70nm。然而，当传统的碳基聚 合物通过灰化而移除时，孔洞的内表面是坚韧的，其使得在后续加 工步骤中难以施用介电材料。因此，在半导体器件中，需要用于填 隙的新颖的有机硅烷聚合物及使用该聚合物的组合物，消除灰化的 需求，以降低加工设备的成本，且可通过利用氢氟酸溶液(用于移 除氧化物)的湿蚀刻有效地移除图案化孔洞中的聚合物。再者，当 半导体器件在尺寸及厚度上变得非常小时，可有效填充较小孔洞的 聚合物或组合物的需求变得更为迫切。

聚合物的填隙特性的限度主要取决于这些聚合物的分子量范 围，其可实现完全填隙。因此，寻找符合上述需求的新颖的聚合物 变得非常重要。

发明内容

技术问题

本发明的一个目的是提供一种在半导体器件中用于填隙的新 的聚合物，该聚合物具有优异的填隙特性，且可在焙烤固化之后， 通过利用氢氟酸溶液进行处理而立即从孔洞中移除。

本发明的另一目的是提供一种包括所述聚合物的组合物。

技术方案

根据本发明的一个方面，提供了一种在半导体器件中用于填隙 的聚合物(在下文中，也简称为“填隙聚合物”)，其中该聚合物 由一种或多种化合物的水解物的缩聚反应而制备，这些化合物选自 由下述化学式1、2、3和4的化合物所组成的组：

[RO]₃Si-[CH₂]_n-Si[OR]₃    (1)

其中n为由0至2，且每个R为C₁-C₆烷基基团；

[RO]₃Si-[CH₂]_nX        (2)

其中X为C₆-C₁₂芳基，n为0至2，且R为C₁-C₆烷基基团；

[RO]₃Si-R’                (3)

其中R及R’独立地为C₁-C₆烷基基团；以及

[RO]₃Si-H                    (4)

其中R为C₁-C₆烷基基团。

根据本发明的另一方面，提供了一种在半导体器件中用于填隙 的组合物(在下文中，也简称为“填隙组合物”)，包括该填隙聚 合物及溶剂。

该组合物可进一步包括交联剂及酸催化剂。

该组合物还可进一步包括至少一种选自稳定剂及表面活性剂 的添加剂。

有益效果