[发明专利]适用于高级平面化应用的材料和旋涂方法

说明书

本发明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。

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(MATERIALS AND SPIN COATING METHODS SUITABLE FOR ADVANCED PLANARIZATIONAPPLICATIONS)”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。

技术领域

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。

背景技术

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。

发明内容

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。本发明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。