Применение кремнийорганических пленкообразующих композиций в технологии производства интегральных схем

В настоящее время, для планаризации многоуровневой металлизированной разводки СБИС и УБИС широко используются пленки, полученные методом центрифугирования из кремнийорганических пленкообразующих растворов (НЦР-пленки – Spin-On-Glass (SOG)). Основным достоинством такого способа планаризации является то, что состав полученного из раствора слоя практически соответствует оксиду кремния, что позволяет использовать его в качестве составной части межуровневого диэлектрика, а свойства таких слоев близки к свойствам плазмохимического оксида кремния. Кроме того, следует отметить низкую стоимость и энергоемкость используемого при этом оборудования, низкую токсичность используемых реагентов и простоту утилизации продуктов реакции.

Для создания планаризующих пленок используются пленкообразующие растворы, содержащие соединения, разлагающиеся при сравнительно низких температурах. Этими материалами могут быть продукты гидролитической поликонденсации либо органополисилоксанов, таких как полисилан, полисилоксан, полисилазан и т.д., либо алкоксисиланов или других кремнийорганических соединений, которые при гидролитической поликонденсации образуют силоксановые цепи, склонные к полимеризации.

Промышленно пригодные НЦР-материалы можно условно разделить на следующие типы:

a. силикаты (подобные SiO₂) [SiO₂]_n.

b. измененные силикаты: фосфоросиликаты [SiP_xO_y]_n, боросиликаты [SiB_xO_y]_n, борофосфоросиликаты [SiP_xB_yO_z]_n, силоксаны [R_xSiO_y]_n, силсесквиоксаны, новые полимеры, аэрогели, пористые органические/неорганические структуры с низкой диэлектрической проницаемостью

Химическая структура НЦР-пленок различных типов представлена на рис.

Рис. Химическая структура НЦР-пленок.

Силикатные НЦР материалы рекомендуются в качестве стоп-слоя при использовании трехслойного резиста с металло-ионным проявителем. Эти материалы формируют твердые пленки чистого SiO₂, которые чувствительны к растрескиванию при образовании пленки с избыточной толщиной или при рассогласовании с термическим коэффициентом расширения подложки.

Легированные силикатные НЦР пленки используются в основном для сглаживания рельефа поликремния, являются более стойкими к растрескиванию и обеспечивают превосходные способности, такие как геттерирование ионов натрия и более низкие температуры расплавления по сравнению с чистыми силикатами. Кроме того, легированные силикатные НЦР-пленки используются в качестве источника примесей.

Многие типы силикатных НЦР пленок после отжига при 400°С содержат незначительное количество групп (Si-OH), которые приводят к более худшим электрическим свойствам по сравнению с пленками оксидов, полученными другими методами. Однако, силикаты и легированные силикаты могут быть легко уплотнены при температурах 800-900°С для получения высококачественного диэлектрического материала.

Силоксаны, силсесквиоксаны и новые полимерные пленки изначально используются при температурах ниже 450°С и являются высокоустойчивыми к растрескиванию, даже при большей толщине, Электрические свойства некоторых из этих пленок сравнимы с низкотемпературными ХОГФ-пленками.

Дата добавления: 2015-07-26; просмотров: 386; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!