[发明专利]间隙填充方法

说明书

本发明提供一种制造半导体装置的方法，其包括：提供半导体装置衬底，所述衬底的表面上具有浮雕图像，所述浮雕图像具有多个待填充的间隙；将涂层组合物施加至所述浮雕图像以提供涂层，其中所述涂层组合物包含(i)聚亚芳基寡聚物，其包含一种或多种具有两个或更多个环戊二烯酮部分的第一单体，和一种或多种具有芳香族部分和两个或更多个炔基部分的第二单体作为聚合单元；其中所述聚亚芳基寡聚物具有1000至6000Da的M_w、1至2的PDI，以及1:>1的总第一单体比总第二单体的摩尔比；和(ii)一种或多种有机溶剂；固化所述涂层以形成聚亚芳基膜；使所述聚亚芳基膜图案化；以及将所述图案转移至所述半导体装置衬底。

技术领域

本发明总体上涉及聚亚芳基材料领域，并且更确切地涉及用于电子应用的聚亚芳基寡聚物。

背景技术

众所周知，在光刻工艺中，如果抗蚀剂图案过高(高深宽比)，则抗蚀剂图案可能由于来自所用显影剂的表面张力而坍陷。已设计出多层抗蚀剂工艺(例如三层和四层工艺)，其可在需要高深宽比时解决这个图案坍陷的问题。这种多层工艺使用抗蚀剂顶层、一个或多个中间层和底部层(或底层)。在这种多层抗蚀剂工艺中，顶部光致抗蚀剂层以典型方式经图案化和显影，以提供抗蚀剂图案。然后通常通过蚀刻将图案转移至一个或多个中间层。选择每一中间层，使得使用不同蚀刻工艺，例如不同等离子体蚀刻。最后，通常通过蚀刻将图案转移至底层。这种中间层可由多种材料构成，而底层材料通常由高碳含量材料构成。选择底层材料，以提供所需抗反射性质、平坦化性质以及蚀刻选择性。

用于底层的现有技术包括化学气相沉积(CVD)的碳和溶液加工的高碳含量聚合物。CVD材料具有若干严重局限性，包括高拥有成本、不能在衬底上形成覆盖形貌的平坦化层，以及在用于图案对准的633nm下的高吸光度。由于这些原因，行业上已改为用溶液加工的高碳含量材料作为底层。理想的底层需要符合以下性质：能通过旋涂工艺浇铸到衬底上；在加热时热固且排气和升华较低；可溶于常用加工溶剂而具有良好的设备相容性；具有适当的n/k比率，以与当前使用的硅硬掩模和底部抗反射剂(BARC)层一起作用，从而赋予光致抗蚀剂图案化所需的低反射率；以及在高达>400℃下是热稳定的，从而不会在后续的氮氧化硅(SiON)CVD工艺中受损。

众所周知，相对低分子量的材料具有相对低的粘度，并且流动至衬底中的特征中，例如流动至通孔和沟槽中，以提供平坦化层。底层材料必须能在高达400℃下以相对低的排气平坦化。对于作为高碳含量底层的应用，任何组合物都必须在加热时热固。然而，这种相对低分子量的交联添加剂易于在固化过程中发生不需要的排气和升华。

美国已公开专利申请案第2009/0081377号公开了一种膜形成组合物，其具有光致产酸剂和经交联或可交联聚亚苯基，所述经交联或可交联聚亚苯基为具有两个或更多个二烯基团的化合物与具有两个或更多个亲二烯体基团的化合物之间的狄尔斯-阿尔德反应(Diels-Alder reaction)的产物。这个已公开专利申请案公开了双环戊二烯酮作为合适的具有两个或更多个二烯基团的化合物，和多官能乙炔作为具有两个或更多个亲二烯体基团的化合物。这些膜形成组合物显示改进的机械强度并且被公开用于在集成电路中形成多个永久集成的电介质层。