JPH02189307A - 平坦化材料 - Google Patents
平坦化材料Info
- Publication number
- JPH02189307A JPH02189307A JP1061889A JP1061889A JPH02189307A JP H02189307 A JPH02189307 A JP H02189307A JP 1061889 A JP1061889 A JP 1061889A JP 1061889 A JP1061889 A JP 1061889A JP H02189307 A JPH02189307 A JP H02189307A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- polystyrene
- flat surface
- flattening
- film
- flattening material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野コ
本発明は凹凸を有する基板の平坦化材料に関する。
［従来の技術］
半導体集積回路素子あるいはバルブメモリ素子等の超小
型素子においては絶縁体と導体層とを順次積層形成する
ことが必要とされている。
型素子においては絶縁体と導体層とを順次積層形成する
ことが必要とされている。
しかしながら、導体層数が２層、３層と多層化するに従
い導体層の段差がより急峻となり、導体層が交叉すると
ころで断線やショート等を生じ、実質的な積層構成を困
難にしている。
い導体層の段差がより急峻となり、導体層が交叉すると
ころで断線やショート等を生じ、実質的な積層構成を困
難にしている。
上述した導体層の断線を防止するためには、導体層を形
成する前の絶縁層表面を平坦化することが有効である。
成する前の絶縁層表面を平坦化することが有効である。
これに対して、分子量１０００００のポリスチレンまた
はその誘導体のごとき熱変形温度の低い材料を回転塗布
後、熱変形温度以上（たとえば２００℃）に加熱して流
動し平坦化した有機樹脂面を得た後、紫外線硬化しドラ
イエツチングにより絶縁層の平坦面を得る方法（特開昭
５９−２２５５２６号公報）や分子量が１００００以下
のポリスチレンを用い絶縁層の平坦面を得る方法（特開
昭６３−１５０９２３号公報）がある。
はその誘導体のごとき熱変形温度の低い材料を回転塗布
後、熱変形温度以上（たとえば２００℃）に加熱して流
動し平坦化した有機樹脂面を得た後、紫外線硬化しドラ
イエツチングにより絶縁層の平坦面を得る方法（特開昭
５９−２２５５２６号公報）や分子量が１００００以下
のポリスチレンを用い絶縁層の平坦面を得る方法（特開
昭６３−１５０９２３号公報）がある。
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、これらの方法は、段差幅が増えるにした
がって平坦化が不良になり、５００μｍ程度の幅の段差
ではほとんど平坦化できないという問題があった。
がって平坦化が不良になり、５００μｍ程度の幅の段差
ではほとんど平坦化できないという問題があった。
［課題を解決するための手段］
本発明者らは、段差幅が５００μｍ以上に亘って段差幅
依存性がなくほぼ理想的に平坦化できる平坦化材料につ
いて鋭意検討した結果、本発明に達した。
依存性がなくほぼ理想的に平坦化できる平坦化材料につ
いて鋭意検討した結果、本発明に達した。
すなわち本発明は、星状構造を有するポリスチレンまた
はポリスチレン誘導体からなることを特徴とする平坦化
材料である。
はポリスチレン誘導体からなることを特徴とする平坦化
材料である。
星状構造を有するポリスチレンまたはポリスチレン誘導
体としては、−船人： ％式％ ［式（３）中、Ｒ７、Ｒ８およびＲ８は、水素原子、メ
チル基またはハロゲン原子、Ｘは、ハロゲン原子、ｍお
よびｎは、Ｏまたは１以上の整数を表し、同時にＯにな
ることはない。コ）で示される有機高分子が挙げられる
、 一般式（１）において、Ｒ１の３価の基としては、１式
（１）および（２）中、Ｒ１は、３価の基、Ｒ２は、４
価の基、Ｒ５、Ｒ４、Ｒ６およびＲ６ば、−船人：など
の３価の芳香族基またはリン原子が挙げられる。また、
−船人（２）においてＲ２の４価の基としては’
／Ｇ’％ こＣ−Ｃ）（−、ンＣ）（Ｃ）ｌ
乏などの 子または Ｃ）ｌＢｓｉｃ）１２ＣＨｚＳｉＣＨ３ＣＨ
ＢＳｉＯ３ｉＣＨａ−船人（３）において、Ｒ７、Ｒ８
およびＲ９のハロゲン原子としては塩素原子、臭素原子
、フッ素原子のうち好ましいものは、塩素原子またはフ
ッ土原子である。
体としては、−船人： ％式％ ［式（３）中、Ｒ７、Ｒ８およびＲ８は、水素原子、メ
チル基またはハロゲン原子、Ｘは、ハロゲン原子、ｍお
よびｎは、Ｏまたは１以上の整数を表し、同時にＯにな
ることはない。コ）で示される有機高分子が挙げられる
、 一般式（１）において、Ｒ１の３価の基としては、１式
（１）および（２）中、Ｒ１は、３価の基、Ｒ２は、４
価の基、Ｒ５、Ｒ４、Ｒ６およびＲ６ば、−船人：など
の３価の芳香族基またはリン原子が挙げられる。また、
−船人（２）においてＲ２の４価の基としては’
／Ｇ’％ こＣ−Ｃ）（−、ンＣ）（Ｃ）ｌ
乏などの 子または Ｃ）ｌＢｓｉｃ）１２ＣＨｚＳｉＣＨ３ＣＨ
ＢＳｉＯ３ｉＣＨａ−船人（３）において、Ｒ７、Ｒ８
およびＲ９のハロゲン原子としては塩素原子、臭素原子
、フッ素原子のうち好ましいものは、塩素原子またはフ
ッ土原子である。
ｍ、 ｎについては、好ましくは、ｎｔは、０〜３０、
ｎは、０〜２０である。ｍ＋ｎは、通常２〜３０である
。
ｎは、０〜２０である。ｍ＋ｎは、通常２〜３０である
。
本発明で使用されるポリスチレンまたはポリスチレン誘
導体の分子量（重量平均分子量）は、通常５００〜１０
０００であり、好ましくは、５００〜１５００である。
導体の分子量（重量平均分子量）は、通常５００〜１０
０００であり、好ましくは、５００〜１５００である。
分子量が５００未満であれば、有機高分子は室温でも流
動体となる傾向があり、塗布時のスピン回転時間が長く
なるほど膜厚が薄くなり膜厚の制御性の面で問題がある
。また、分子量が１００００を越えると理想的な平坦化
面を得られなくなる。
動体となる傾向があり、塗布時のスピン回転時間が長く
なるほど膜厚が薄くなり膜厚の制御性の面で問題がある
。また、分子量が１００００を越えると理想的な平坦化
面を得られなくなる。
星状構造を有するポリスチレンまたはポリスチレン誘導
体は、スチレンまたはスチレン誘導体をブチルリチウム
、ナトリウムナフタレン錯体などによるアニオン重合後
、ハロゲンまたはハロゲンを含有する官能基を３または
４個有する化合物（トリクロロベンゼン、三塩化リン、
テトラクロロメチルベンゼン、テトラクロロシラン）を
加えることにより、またさらにハロゲン化ジメチルエー
テル、ジハロゲン化ジメチルエーテルまたは（ハロゲン
化水素＋ホルマリン）などのハロゲン化アルキル化剤お
よび塩化亜鉛、塩化鉄またはフッ化ホウ素などのルイス
酸によるハロゲン化アルキル化により合成できる。
体は、スチレンまたはスチレン誘導体をブチルリチウム
、ナトリウムナフタレン錯体などによるアニオン重合後
、ハロゲンまたはハロゲンを含有する官能基を３または
４個有する化合物（トリクロロベンゼン、三塩化リン、
テトラクロロメチルベンゼン、テトラクロロシラン）を
加えることにより、またさらにハロゲン化ジメチルエー
テル、ジハロゲン化ジメチルエーテルまたは（ハロゲン
化水素＋ホルマリン）などのハロゲン化アルキル化剤お
よび塩化亜鉛、塩化鉄またはフッ化ホウ素などのルイス
酸によるハロゲン化アルキル化により合成できる。
本発明の平坦化材料は、−船人（１）または（２）で示
される有機高分子を芳香族炭化水素（トルエン、キシレ
ンなど）、エステル化合物（酢酸エチルセロソルブなど
）などに溶解して使用する状態となる。この場合の固形
物濃度は重量基準で通常１０〜６０％である。
される有機高分子を芳香族炭化水素（トルエン、キシレ
ンなど）、エステル化合物（酢酸エチルセロソルブなど
）などに溶解して使用する状態となる。この場合の固形
物濃度は重量基準で通常１０〜６０％である。
本発明の平坦化材料の使用方法は、以下の通りである。
まず、段差を有する絶縁膜基板（例えば、酸化ケイ素、
窒化ケイ素、ポリシリコンなど）上に・−船人（１）ま
たは（２）で示される有機高分子をスピン塗布法、スプ
レー塗布法などにより膜厚０゜１〜１０μｍとなるよう
に塗布する。続いて、得られた有機高分子膜を赤外線ラ
ンプ、ホットプレート、クリーンオ・−ブンなどにより
通常１００〜２４０℃で加熱し、溶融流動させ平坦化面
を得た後該有機高分子膜の耐熱性を向上するために紫外
線または電子線を照射し架橋せしめ、そして、反応性ド
ライエツチング装置により該有機高分子膜をドライエッ
ヂングし、前記絶縁膜に平坦面を転写することによって
、理想的に平坦化された絶縁膜が得られる。
窒化ケイ素、ポリシリコンなど）上に・−船人（１）ま
たは（２）で示される有機高分子をスピン塗布法、スプ
レー塗布法などにより膜厚０゜１〜１０μｍとなるよう
に塗布する。続いて、得られた有機高分子膜を赤外線ラ
ンプ、ホットプレート、クリーンオ・−ブンなどにより
通常１００〜２４０℃で加熱し、溶融流動させ平坦化面
を得た後該有機高分子膜の耐熱性を向上するために紫外
線または電子線を照射し架橋せしめ、そして、反応性ド
ライエツチング装置により該有機高分子膜をドライエッ
ヂングし、前記絶縁膜に平坦面を転写することによって
、理想的に平坦化された絶縁膜が得られる。
［作用］
本発明者らは、種々の有機膜材料をスピン塗布法により
段差を有する基板に塗布し、一定温度で加熱した後の平
坦化性をタリステップで測定したところ、本発明におけ
る星状構造を有するポリスチレンまたはポリスチレン誘
導体を用いると平坦化性が著しく向上し、段差幅が広く
なった場合でも理想的な平坦面を得ることができる。
段差を有する基板に塗布し、一定温度で加熱した後の平
坦化性をタリステップで測定したところ、本発明におけ
る星状構造を有するポリスチレンまたはポリスチレン誘
導体を用いると平坦化性が著しく向上し、段差幅が広く
なった場合でも理想的な平坦面を得ることができる。
第１図は、本発明の星状構造を有するポリスチレン（重
量平均分子量、１４００）からなる平坦化材料を６００
０人の初期段差を有する基板上に塗布し、２００℃で６
０分間加熱した後の塗布膜に残留する高低差を示したも
のである。
量平均分子量、１４００）からなる平坦化材料を６００
０人の初期段差を有する基板上に塗布し、２００℃で６
０分間加熱した後の塗布膜に残留する高低差を示したも
のである。
また、比較のために、通常の線状構造のポリスチレン（
重量平均分子量、１４００および１６０００ ）につい
ても併せて示した。
重量平均分子量、１４００および１６０００ ）につい
ても併せて示した。
本発明の平坦化材料は、段差幅が広くなった場合でも理
想的な平坦面を得られている。これは、本発明における
星状構造を有する有機高分子が、加熱時の溶融状態にお
いて線状構造の有機高分子と比べて有機高分子間のから
まりが少ないため、加熱時の流動性が優れていると考え
られる。
想的な平坦面を得られている。これは、本発明における
星状構造を有する有機高分子が、加熱時の溶融状態にお
いて線状構造の有機高分子と比べて有機高分子間のから
まりが少ないため、加熱時の流動性が優れていると考え
られる。
［実施例］
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、
本発明の範囲はこれらの実施例によって限定されるもの
ではない。
本発明の範囲はこれらの実施例によって限定されるもの
ではない。
実施例］。
厚さ６０００人の半導体パターン上にＳｉＯ□を８００
０人被着した基板上に、下式（４）で示される本発明の
平坦化材料をキシレンを溶媒として厚さ７０００人塗布
した。塗布後、窒素雰囲気中、２００℃で６０分間加熱
し、続い゛Ｃ窒素雰囲気中遠紫外光で１分間照射し硬化
させた。 次に反応性イオンエツチング装置にて、高周
波電力１００Ｗ、チャンバー内圧力４．５Ｐａ、 ＣＦ
４流量３０ＳＣ：ＣＭ、 Ｏｚ流Ｊｉ２．５ＳＣＣＭの
条件でエツチングした。 エツチング後、はぼ有機高分
子膜の塗布膜形状がそのまま５ｔＯｚ膜に転写され、導
体幅５００μｍ以上にわたって高低差が１０００Å以下
となりほぼ理想的な平坦面が得られた。
０人被着した基板上に、下式（４）で示される本発明の
平坦化材料をキシレンを溶媒として厚さ７０００人塗布
した。塗布後、窒素雰囲気中、２００℃で６０分間加熱
し、続い゛Ｃ窒素雰囲気中遠紫外光で１分間照射し硬化
させた。 次に反応性イオンエツチング装置にて、高周
波電力１００Ｗ、チャンバー内圧力４．５Ｐａ、 ＣＦ
４流量３０ＳＣ：ＣＭ、 Ｏｚ流Ｊｉ２．５ＳＣＣＭの
条件でエツチングした。 エツチング後、はぼ有機高分
子膜の塗布膜形状がそのまま５ｔＯｚ膜に転写され、導
体幅５００μｍ以上にわたって高低差が１０００Å以下
となりほぼ理想的な平坦面が得られた。
（重量平均分子量２０００、クロロメチル化スチレンユ
ニット４０％） 実施例２ 実施例１と全く同じ方法で式（４）で示される平坦化材
料のみを式（５）で示される平坦化材料にかえて実験を
行なった。その結果、実施例１とまったく同様の結果が
得られ基板の平坦化を行なうことができた。
ニット４０％） 実施例２ 実施例１と全く同じ方法で式（４）で示される平坦化材
料のみを式（５）で示される平坦化材料にかえて実験を
行なった。その結果、実施例１とまったく同様の結果が
得られ基板の平坦化を行なうことができた。
たく同様の結果が得られ基板の平坦化を行なうことがで
きた。
きた。
（重量平均分子量１４００、クロロメチル化スチレンユ
ニット４０％） 実施例３ 実施例１と全く同じ方法で式（４）で示される平坦化材
料のみを式（６）で示される平坦化材料にかえて実験を
行なった。その結果、実施例１どまっ（重量平均分子量
１３００、クロロメチル化スチレンユニット４０％） ［発明の効果］ 本発明の平坦化材料を用いてエッチバックによる平坦化
を行なえば、段差幅に依存しない理想的な平坦面が得ら
れる。また、本発明の平坦化材料は、半導体集積回路素
子製造におけるリソグラフイー工程において、多層レジ
スト法の下層材料（平坦化層用材料）としても使用する
ことができる。
ニット４０％） 実施例３ 実施例１と全く同じ方法で式（４）で示される平坦化材
料のみを式（６）で示される平坦化材料にかえて実験を
行なった。その結果、実施例１どまっ（重量平均分子量
１３００、クロロメチル化スチレンユニット４０％） ［発明の効果］ 本発明の平坦化材料を用いてエッチバックによる平坦化
を行なえば、段差幅に依存しない理想的な平坦面が得ら
れる。また、本発明の平坦化材料は、半導体集積回路素
子製造におけるリソグラフイー工程において、多層レジ
スト法の下層材料（平坦化層用材料）としても使用する
ことができる。
第１図は、本発明の平坦化材料およびポリスチレンを２
００℃で加熱した後の段差平坦化の段差幅依存性を示す
図。 図面 （μｍ）
００℃で加熱した後の段差平坦化の段差幅依存性を示す
図。 図面 （μｍ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、星状構造を有するポリスチレンまたはポリスチレン
誘導体からなることを特徴とする平坦化材料。 ２、ポリスチレンまたはポリスチレン誘導体の分子量が
５００〜１００００である請求項１記載の平坦化材料。 ３、ポリスチレンまたはポリスチレン誘導体が一般式： ▲数式、化学式、表等があります▼（１） または▲数式、化学式、表等があります▼（２） ｛式（１）および（２）中、Ｒ＿１は、３価の基、Ｒ＿
２は、４価の基、Ｒ＿３、Ｒ＿４、Ｒ＿５およびＲ＿６
は、一般式： ▲数式、化学式、表等があります▼（３） ［式（３）中、Ｒ＿７、Ｒ＿８およびＲ＿９は、水素原
子、メチル基またはハロゲン原子、Ｘは、ハロゲン原子
、ｍおよびｎは、０または１以上の整数を表し、同時に
０になることはない。］｝で示される星状構造の有機高
分子である請求項１または２記載の平坦化材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1061889A JPH02189307A (ja) | 1989-01-19 | 1989-01-19 | 平坦化材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1061889A JPH02189307A (ja) | 1989-01-19 | 1989-01-19 | 平坦化材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02189307A true JPH02189307A (ja) | 1990-07-25 |
Family
ID=11755216
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1061889A Pending JPH02189307A (ja) | 1989-01-19 | 1989-01-19 | 平坦化材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02189307A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012510562A (ja) * | 2008-12-02 | 2012-05-10 | アルベマール・コーポレーシヨン | 分岐および星型分岐スチレンの重合体、短鎖重合体、ならびに付加物、それらの合成、それらの臭素化、およびそれらの使用 |
-
1989
- 1989-01-19 JP JP1061889A patent/JPH02189307A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012510562A (ja) * | 2008-12-02 | 2012-05-10 | アルベマール・コーポレーシヨン | 分岐および星型分岐スチレンの重合体、短鎖重合体、ならびに付加物、それらの合成、それらの臭素化、およびそれらの使用 |
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