[發明專利]包含嵌段共聚物的組合物和使用該組合物生產硅質膜的方法

在審

• 申請號: 202080026363.6
• 申請日: 2020-04-06
• 公開（公告）號: CN113677744A
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發明（設計）人: 藤原嵩士;佐藤敦彥
• 申請（專利權）人: 默克專利有限公司
• 主分類號: C08J3/28
• 分類號: C08J3/28;C08G77/60;C09D183/16;H01L21/02;C08G77/32;C08G77/38
• 代理公司: 北京三幸商標專利事務所(普通合伙) 11216
• 代理人: 劉卓然

提供一種能夠填充窄且高縱橫比的溝槽并且能夠制造厚的硅質膜的硅質膜制造用組合物。[解決手段]本發明提供一種硅質膜制造用組合物，其包含(a)嵌段共聚物，其具有：具有5個或更多個硅原子的線性和/或環狀聚硅烷主鏈嵌段和具有15個或更多個硅原子的聚碳硅烷主鏈嵌段，和(b)溶劑。

技術領域

本發明涉及一種用于生產硅質膜的組合物，其包含具有聚硅烷主鏈嵌段和聚碳硅烷主鏈嵌段的嵌段共聚物。此外，本發明還涉及使用其形成硅質膜的方法。

背景技術

在電子器件尤其是半導體器件的制造中，層間絕緣膜形成在晶體管元件和位線之間、位線和電容器之間、電容器和金屬布線之間、多個金屬布線之間，等等。此外，絕緣材料填充在設置在襯底表面等上的隔離溝槽中。此外，在基板表面上形成半導體元件后，使用密封材料形成涂層以提供封裝。這種層間絕緣膜和涂層通常由硅質材料形成。

化學氣相沉積法(CVD法)、溶膠-凝膠法、包含含硅聚合物的組合物的涂布方法和烘烤法等用于形成硅質膜的方法。其中，使用組合物形成硅質膜的方法比較簡單，因此多被采用。為了形成硅質膜，將包含含硅聚合物如聚硅氮烷、聚硅氧烷、聚硅氧氮烷或聚硅烷的組合物涂布在襯底等的表面上并烘烤以氧化包含在聚合物中的硅以形成硅質膜。

需要能夠填充半導體器件的窄且高的縱橫比(高寬比)的溝槽并且能夠通過固化轉化為高密度膜的材料。此外，由于3D NAND技術的發展，迫切需要比以前更厚的硅質膜。

US 5,602,060公開了一種用于生產半導體器件的方法，該方法包括將聚碳硅烷在溶劑中的溶液施加到襯底上并在氧化氣氛中固化聚碳硅烷層以轉化為氧化硅層的步驟。

日本專利申請特開2008-210929公開了一種在氧分壓為50～3,000ppm的氣氛下固化聚碳硅烷層的方法，其中至少一種方法選自熱處理、紫外線照射和電子束照射。

聚硅烷/聚碳硅烷共聚物的合成方法從US 8,466,076已知。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：US 5,602,060

專利文獻2：日本專利申請特開2008-210929

專利文獻3：US 8,466,076

發明內容

本發明的一個實施方案提供了一種硅質膜制造用組合物，其可以填充窄且高縱橫比的溝槽并且可以產生厚的硅質膜。

本發明的另一個實施方案提供了一種制造具有優異電性能的硅質膜的方法。

本發明的又一實施方案提供了一種制造具有優異電性能硅質膜的電子器件的方法。

本發明的一個實施方案提供了一種硅質膜制造用組合物，其包含，(a)嵌段共聚物，其具有：具有5個或更多個硅原子的線性和/或環狀聚硅烷主鏈嵌段(以下稱為“嵌段A”)以及具有15個或更多個硅原子的聚碳硅烷主鏈嵌段(以下稱為“嵌段B”)，其中嵌段A的至少一個硅原子與嵌段B的至少一個硅原子以單鍵和/或含有硅原子的交聯劑鍵合，和(b)溶劑。

嵌段A包含5個或更多個從通式(I-1)至(I-3)表示的單元中選出的至少一種的重復單元：

其中R^Ia、R^Ib和R^Ic各自獨立地為氫、鹵素、C₁-C₆烷基或C₆-C₁₀芳基。

嵌段B包含15個或更多個從通式(II-1)至(II-4)表示的單元中選出的至少一種的重復單元：