DE69525157T2

DE69525157T2 - Glättungsfilm aus novolacpolymer für mikroelektronische strukturen

Info

Publication number: DE69525157T2
Application number: DE69525157T
Authority: DE
Inventors: Steven Drage
Original assignee: Honeywell International Inc
Current assignee: Honeywell International Inc
Priority date: 1994-07-06
Filing date: 1995-07-05
Publication date: 2002-08-22
Anticipated expiration: 2015-07-06
Also published as: AU3093495A; US5858547A; CA2194376A1; WO1996002066A3; KR970705168A; TW494278B; EP0769204B1; CN1156421A; EP0769204A2; CN1125690C; WO1996002066A2; JP3188471B2; DE69525157D1; ATE212475T1; KR100252579B1; IL114336A; IL114336A0; JPH09507966A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von Novolakpolymerzusammensetzungen als Planarisierungsfilme für mikroelektronische Strukturen, wie integrierte Schaltungen. Der Planarisierungsfilm bleibt bei Einwirkung von Wärme auf Substraten haften.

2. Hintergrund der Erfindung

Novolakpolymere haben bei der Herstellung von Substraten wie Multichipmodulen, Leiterplatten, integrierten Schaltungen und anderen mikroelektronischen Bauteilen umfangreiche Anwendung gefunden. So enthalten beispielsweise die für die mikrolithographische Strukturierung von Schaltungen verwendeten Photolacke häufig eine Novolakkomponente. Siehe z.B. Wolf et al., Silicon Processing for the VLSI Era, 1 Process Technology" 418 (1986).
Außerdem sind Novolakpolymere auch in Planarisierungsfilmen enthalten, die bei der Fertigung von mikroelektronischen Bauteilen verwendet werden. Unter einem "Planarisierungsfilm" ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein auf eine strukturierte Substratoberfläche aufgebrachter Film zur Glättung der Topographie des Substrats zu verstehen.
Die Planarisierung oder Glättung von Oberflächen ist bei der Fertigung von integrierten Schaltungen von essentieller Bedeutung. Mit der Verwendung der optischen Lithographie zur Abbildung noch kleinerer Strukturmerkmale wird beispielsweise die Schärfentiefe der Belichtungsanlage abnehmen. Daher ist es für eine korrekte Strukturierung der immer komplexer werdenden integrierten Schaltungen notwendig, die Topographie von mikroelektronischen Bauteilen mit Planarisierungsfilmen zu glätten. Siehe z.B. Stillwagon et al., Evaluation of Several Organic Materials as Planarizing Layers for Lithographic and Etchback Processing, 412 Polymers in Micrography, ACS Symp. Series, 252-265 (1989).
Damit ein Film für die Planarisierung geeignet ist, muß er ein Substrat, wie z.B. einen Siliciumwafer, kontinuierlich und vollständig bedecken, wenn letzteres Temperaturen im Bereich von etwa 20ºC und etwa 300ºC, Vakuumdrücken und Ätzverfahren, wie z.B. naßchemischem Ätzen oder Plasmaätzen, ausgesetzt ist. Unter "kontinuierlich" ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verstehen, daß der Film keine "blanken Flecken" aufweist, an denen die Substratoberfläche freiliegt.
Novolakpolymere mit einem niedrigen zahlenmittleren Molekulargewicht, d.h. diejenigen im Bereich von etwa 200 bis etwa 2000 atomaren Masseneinheiten ("u"), eignen sich besonders gut für die Herstellung von Planarisierungsfilmen, da sie im allgemeinen leichter fließen als andere Polymere mit höheren Molekulargewichten. Sofern nicht anders vermerkt, ist unter "Molekulargewicht" immer das zahlenmittlere Molekulargewicht zu verstehen. Derartige Polymere mit niedriger Viskosität, d.h. zwischen etwa 10 Centipoise und etwa 2000 Centipoise bei Temperaturen im Bereich von etwa 120ºC bis etwa 150ºC, sind bevorzugt, da sie in getrocknetem Zustand lokal, regional oder global planarisierte Filme auf strukturierten Substraten bilden.
Unter "lokaler Planarisierung" ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Zustand zu verstehen, in dem der Film über eine Strecke von 0 bis etwa 5 linearen Mikrometern planar oder eben ist. "Regionale Planarisierung" bezieht sich auf einen Zustand, in dem der Film über eine Strecke von mindestens etwa 5 bis etwa 50 linearen Mikrometern auf der Substratoberfläche planar oder eben ist. "Globale Planarisierung" bezieht sich auf die gleiche Situation über größere Substratoberflächen, d.h. etwa 50 bis etwa 1000 linearen Mikrometern.
Nach dem Aufbringen des Polymermaterials auf das Substrat nach herkömmlichen Aufschleudermethoden wird die Polymer-Substrat-Zusammensetzung zur Verdampfung jeglicher im Filmmaterial vorhandener Lösungsmittelreste, zur weiteren Verringerung der Viskosität des Films und zur Verbesserung der Glättung des Films auf dem Substrat erhitzt. Eine Schwierigkeit bei der Erzielung der gewünschten Planarisierung wird durch die Ablösung des Films vom Substrat bei diesem Erhitzungsprozeß verursacht. Eine weitere Schwierigkeit besteht darin, daß die Verdampfung des Lösungsmittels aus der Polymerlösung, die nach dem Aufschleudern der Lösung auf die Substratoberfläche auftritt, eine Verringerung des Gesamtvolumens des Planarisierungsmaterials verursacht, die wiederum zu uneinheitlichen Beschichtungen führt.
Zur Verbesserung der Haftung von Filmen auf Substraten wurde u.a. bereits vorgeschlagen, die Substratoberfläche durch Überziehen mit einer dünnen Schicht eines Haftvermittlers, wie z.B. 3-Aminopropyltriethoxysilan, zu modifizieren. Diese Technik ist jedoch nicht wünschenswert, da sie dem Filmbildungsverfahren zusätzliche Schritte und Kosten hinzufügt.
Zur Verbesserung der Haftung des Films auf dem Substrat durch Vergrößerung der Kontaktfläche dazwischen wurden auch andere gängige Techniken verwendet, wie z.B. chemische und Plasma-Oberflächenreinigungsbehandlungen oder Oberflächenaufrauhungsbehandlungen, d.h. Ionenbeschuß. Diese Techniken sind jedoch nicht nur kosten- und zeitaufwendiger, sondern das Substrat wird durch die Strahlung aus der Plasmaquelle oft beschädigt.
Die Verwendung von Tensiden in speziell für die Filmbildung formulierten Novolakpolymerlösungen ist bekannt. Diese tensidhaltigen Lösungen bestehen jedoch aus Novolakpolymeren mit höheren Molekulargewichten, d.h. Novolaken mit mehr als 10.000 u, und eignen sich nur zur Herstellung von Photolacken und nicht zur Herstellung von Planarisierungsfilmen. Diese Lösungen enthalten nur geringe Tensidmengen, die in erster Linie zur Verhinderung von Schlieren und Unregelmäßigkeiten in den Novolak- oder Photolackfilmdicken dienen.
Es wäre wünschenswert, verbesserte kontinuierliche, einheitliche Planarisierungsfilme bereitzustellen, die nicht nur zur Erzielung von regionaler oder globaler Planarisierung von mikroelektronischen Bauteilen geeignet sind, sondern sich auch bei Einwirkung von Wärme nicht vom Substrat ablösen.

KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Erfindungsgemäß wird eine Zusammensetzung gemäß der Definition in Anspruch 1 als kontinuierlicher Planarisierungsfilm zur Glättung der Topographie eines mikroelektronischen Bauteils verwendet.
Die durch die vorliegende Erfindung erzielten kontinuierlichen Planarisierungsfilme bilden nicht nur vorteilhafterweise auf Substraten mit strukturierten (unregelmäßigen) Topographien, wie Strukturen integrierter Schaltungen, eine kontinuierliche, ebene, glatte Oberfläche, sondern lösen sich auch bei Einwirkung von Wärme, d.h. Temperaturen, die zur Verdampfung von Lösungsmittelresten und zur Induzierung des Filmverlaufs zur Planarisierung der Oberfläche angewandt werden, nicht vom Substrat ab. Derartige Temperaturen liegen in der Regel bei etwa 25ºC bis etwa 300ºC. Das hier bereitgestellte Verfahren zur Ausbildung des Films auf einem Substrat verringert auch vorteilhafterweise die Produktionszykluszeit für derartige beschichtete Substrate, da kein zusätzlicher Anfangsschritt der Ausbildung einer Haftschicht auf dem Substrat erforderlich ist.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Alle Angaben beziehen sich auf das Gewicht, sofern nicht anders vermerkt.
Die Zusammensetzung zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung wird dadurch hergestellt, daß man zunächst ein Novolakpolymer und ein Tensid miteinander vermischt, vorzugsweise bei Raumtemperatur und Raumdruck.
Die zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung geeigneten Novolakpolymere sind im Handel erhältlich oder durch Umsetzung von Phenolen oder Derivaten davon, wie z.B. ortho-, meta- und para-Kresol, mit Formaldehyd zugänglich. Die verallgemeinerte Struktur derartiger Novolake ist nachstehend in Formel I wiedergegeben:
worin R jeweils für Wasserstoff oder eine Kohlenwasserstoffgruppe mit bis zu 20 Kohlenstoffatomen steht und n im Bereich zwischen 2 und 200 liegt. Jede der Gruppen R kann an irgendeines der aromatischen Kohlenstoffatome, d.h. C&sub2; bis C&sub6;, gebunden sein. Ganz analog können die CH&sub2;-Gruppen (Methylengruppen) entweder an irgendeines der aromatischen Kohlenstoffatome, d.h. C&sub2; bis C&sub6;, oder irgendeinen aromatischen Ring gebunden sein. Das durchschnittliche Verhältnis von Methylengruppen zu aromatischen Ringen im Polymer kann zwischen etwa 0,5 bis etwa 1,5 variieren.
Gegebenenfalls kann das Novolakpolymer außerdem auch noch vernetzende Gruppen, wie von Hexamethylentriamin abgeleitete Gruppen, enthalten.
Bei dem bevorzugten Novolakpolymer handelt es sich um einen niedermolekularen Novolak mit einem Molekulargewicht im Bereich zwischen etwa 200 und etwa 20.000, vorzugsweise zwischen etwa 200 und etwa 2000 und besonders bevorzugt zwischen etwa 200 und etwa 1200 u. Zu derartigen bevorzugten Novolakpolymeren gehören phenolische Novolake, die sich von Phenol ableiten und an Wasserstoffatome, Methylengruppen und eine Hydroxylgruppe gebundene aromatische Ringe enthalten. Bevorzugt sind auch die kresylischen Novolakpolymere, die sich von ortho-, meta- oder para-Kresol ableiten, und aromatische Ringe, die an eine Methylengruppe in ortho-, meta- oder para-Stellung zu den Hydroxylgruppen gebunden sind, und an Methylengruppen und eine Hydroxylgruppe gebundene aromatische Ringe enthalten. Kresylische Copolymernovolake, die sich von verschiedenen Kombinationen von ortho-, meta- und para- Kresol ableiten, und Copolymere und Mischungen, die sich von verschiedenen Kombinationen von Phenol und ortho-, para- und meta-Kresol ableiten, können ebenfalls bevorzugt sein. Ganz besonders bevorzugt sind phenolische Novolakharze.
Geeignete Novolakpolymere enthalten vorzugsweise etwa 500 Teile pro Milliarde oder weniger, vorzugsweise 200 Teile pro Milliarde oder weniger, metallische Verunreinigungen, wie z.B. Natrium oder Kalium.
Als Tenside für die vorliegende Erfindung eignen sich u.a. nichtfluorierte und fluorierte organische Kohlenwasserstoffverbindungen und Gemische davon. Geeignete nichtfluorierte Kohlenwasserstoff-Tenside können aus alkylierten Derivaten von organischen Säuren und deren Estern mit etwa 5 bis etwa 50 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise von etwa 10 bis etwa 30 Kohlenstoffatomen, und Kombinationen davon bestehen. Als nichtfluorierte Kohlenwasserstoff-Tenside seien im einzelnen Dioctylsulfosuccinat und Fettalkoholpolyglykolsulfosuccinat, die beide im Handel von Sherex Chemical Company Inc., Dublin, Ohio, USA, unter dem Handelsnamen Varsulf erhältlich sind, und Kombinationen davon genannt. Geeignete fluorierte Kohlenwasserstoff- Tenside können aus alkylierten Derivaten von organischen Säuren und deren Estern mit etwa 5 bis etwa 50 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise von etwa 10 bis etwa 30 Kohlenstoffatomen, und mindestens einer Kohlenstoff- Fluor-Bindung und Kombinationen davon bestehen. Als fluorierte Kohlenwasserstoff-Tenside seien im einzelnen fluoraliphatische Oxyethylenaddukte, fluorierte Alkylalkoxylate und Sulfonamide mit etwa 5 bis etwa 20 Kohlenstoffatomen, fluoraliphatische polymere Ester aus Monomeren aus teilfluorierten Kohlenwasserstoffketten mit etwa 5 bis etwa 20 Kohlenstoffatomen mit daran gebundenen endständigen Estergruppen, fluoraliphatische Copolymere aus teilfluorierten Kohlenwasserstoffketten mit etwa 5 bis etwa 20 Kohlenstoffatomen mit daran gebundenen endständigen, unter Estern und Säuren ausgewählten funktionellen Gruppen und dergleichen und Kombinationen davon genannt. Diese fluorierten Tenside sind im Handel von 3M erhältlich.
Andere fluorierte Kohlenwasserstoff-Tenside sind Fluoralkylsulfonat-Alkylammoniumsalze mit etwa 5 bis etwa 60 Kohlenstoffatomen und insbesondere Fluoralkylsulfonat-Tetraalkylammoniumsalze mit etwa 5 bis etwa 60 Kohlenstoffatomen. Verfahren zur Herstellung dieser Fluoralkylsulfonat-Alkylammoniumsalz-Tenside sind an sich bekannt.
Bevorzugt sind fluoraliphatische polymere Ester mit der empirischen Formel CxHyFzOaNb, worin x = etwa 5 bis etwa 10, y = etwa 0 bis etwa 20, z = etwa 1 bis etwa 20, a = etwa 2 bis etwa 6 und b = etwa 0 bis etwa 1 steht, und einem Molekulargewicht von etwa 5500 bis 8500 u.
Besonders bevorzugt sind fluoraliphatische polymere Ester mit der obigen empirischen Formel mit x = etwa 8, y = etwa 13, z = etwa 1, a = etwa 4 und b = etwa 0 und einem Molekulargewicht von etwa 7000 u.
Geeignete Tenside enthalten 5 Teile pro Million oder weniger, vorzugsweise 2 Teile pro Million oder weniger, der oben beschriebenen metallischen Verunreinigungen.
In die Polymerlösung kann als dritte Komponente gegebenenfalls noch ein organisches Lösungsmittel eingearbeitet werden. Für die vorliegende Erfindung geeignete Lösungsmittel sind u.a. aliphatische und aromatische Kohlenwasserstoffe, Alkohole, Ketone, Ester, Ether, Etheralkohole, Etherester, Alkoholester, Ketonester, Ketonether, Ketonalkohole, Amide, Nitrile und Kombinationen davon. Als Lösungsmittel seien im einzelnen Ethanol, Isopropylalkohol, n-Propylalkohol, n-Butylalkohol, Aceton, Methylethylketon, Methylisobutylketon ("MIBK"), Essigsäureethylester, Milchsäureethylester, Essigsäure-n-butylester, Propylenglykolmonoethyletheracetat, Essigsäure-2-ethoxyethylester, 2-Methoxyethylether (Diglyme), Methylmethoxypropionat, Brenztraubensäureethylester, 2-Heptanon, 3-Ethylethoxypropionat, 4-Hydroxy-4-methyl-2-pentanon, Cyclohexanon, Essigsäureamylester und Kombinationen davon genannt.
Bevorzugte Lösungsmittel für die vorliegende Erfindung sind n-Butylalkohol, Methylisobutylketon, Milchsäureethylester, Essigsäure-n-butylester, Propylenglykolmonoethyletheracetat, Methylmethoxypropionat, Brenztraubensäureethylester, 2-Heptanon, 3-Ethylethoxypropionat, 4-Hydroxy-4-methyl-2-pentanon, Cyclohexanon, Essigsäureamylester und Kombinationen davon.
Die Polymerlösung enthält vorzugsweise etwa 1 bis etwa 90 Prozent, besonders bevorzugt etwa 10 bis etwa 50 Prozent und ganz besonders bevorzugt etwa 20 bis etwa 40 Prozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Polymerlösung, des Novolakpolymers und vorzugsweise etwa 0,01 bis etwa 5 Prozent, besonders bevorzugt etwa 0,1 bis etwa 1 Prozent und ganz besonders bevorzugt etwa 0,3 bis etwa 0,7 Prozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Polymerlösung, des Tensids. Das gegebenenfalls vorhandene Lösungsmittel kann in einer Menge im Bereich zwischen etwa 10 bis etwa 90 Prozent, vorzugsweise zwischen etwa 50 und etwa 90 Prozent und ganz besonders bevorzugt zwischen etwa 60 und etwa 80 Prozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Polymerlösung, vorliegen.
Das Aufbringen der Polymerlösung auf das Substrat kann auf einem beliebigen üblichen Weg erfolgen, wie z.B. durch Aufschleudern. Vorzugsweise bringt man die Lösung mittig auf das Substrat auf und schleudert dieses dann bei Geschwindigkeiten zwischen etwa 500 und etwa 6000 Upm, vorzugsweise zwischen etwa 1500 und etwa 4000 Upm, über einen Zeitraum von etwa 5 bis etwa 60 Sekunden, vorzugsweise etwa 10 bis etwa 30 Sekunden, um die Lösung gleichmäßig über die Substratoberfläche zu verteilen.
Bei der Ausübung der vorliegenden Erfindung werden die Zusammensetzungen in der Regel auf Wafersubstrate, wie z.B. Siliciumwafer, die auf ihrer Oberfläche eine Schaltkreisstruktur aufweisen und zu integrierten Schaltungen oder anderen mikroelektronischen Bauteilen zu verarbeiten sind, aufgebracht.
Das beschichtete Substrat wird dann auf einem beliebigen, an sich bekannten Weg erhitzt. Vorzugsweise erfolgt das Erhitzen der Kombination dadurch, daß man sie auf eine Heizplatte stellt. Dies geschieht kommerziell in der Regel mit Hilfe eines herkömmlichen integrierten Schleuderbeschichter/Heizplatte-Systems. Bei dieser Art des Erhitzens wird nicht nur das Lösungsmittel schnell und direkt aus der Lösung ausgetrieben und der Film zum Fließen gebracht, sondern es ist auch eine einfache Abstellung auf eine kontinuierliche Verarbeitung möglich. Das beschichtete Substrat wird in der Regel etwa 0,5 Minuten bis etwa 5,0 Minuten bei Temperaturen im Bereich zwischen etwa 50ºC und etwa 300ºC, besonders bevorzugt etwa 100ºC und etwa 200ºC, erhitzt. Unter Einhaltung der gleichen Zeit- und Temperaturbereiche kann man auch mehrere Heizplatten, d.h. zwischen etwa 2 und etwa 5, verwenden, wenngleich das Erhitzen mit Hilfe einer Heizplatte bevorzugt ist.
Nach dem Erhitzen der Beschichtung beträgt die Dicke des erhaltenen Films etwa 0,2 bis etwa 3,0 Mikrometer, vorzugsweise etwa 0,5 bis etwa 2,5 Mikrometer und ganz besonders bevorzugt etwa 0,7 bis etwa 2,0 Mikrometer. Die erfindungsgemäß hergestellten Filme weisen eine Dickenstandardabweichung von weniger als 2% und vorzugsweise weniger als 1% der durchschnittlichen Filmdicke auf.
Die Auswirkungen der Beschichtung von Substraten mit den Novolakpolymerlösungen zur Erzeugung eines sich darauf befindlichen verbesserten kontinuierlichen planarisierten Films gemäß der vorliegenden Erfindung werden nun anhand der folgenden Beispiele, die die Erfindung in keiner Weise einschränken sollen, veranschaulicht.

BEISPIELE

Beispiel 1

39,70 g eines niedermolekularen (750 u) kresylischen Novolakpolymers wurden unter Umgebungsbedingungen in 29,78 g n-Butylalkohol und 29,78 g 1-Methoxy-2-propanol gelöst, was 99,26 g einer Lösung von kresylischem Novolakpolymer ergab. 34,8 g dieser Lösung von kresylischem Novolakpolymer wurden unter Umgebungsbedingungen mit 1,74 einer Lösung eines fluoraliphatischen polymeren Estertensids, die 10 Prozent eines Tensids mit der empirischen Formel CxHyFzOaNb, worin x = etwa 5 bis etwa 10, y = etwa 9 bis etwa 16, z = etwa 1 bis etwa 2, a = etwa 2 bis etwa 6 und b = etwa 0 bis etwa 1 steht, und einem Molekulargewicht von etwa 5500 bis 8500 u und 90 Prozent n-Butylalkohol enthielt, versetzt. Die erhaltene Polymerlösung wurde dann mit Hilfe einer Pipette auf einen unstrukturierten Siliciumwafer aufgebracht, welcher dann zur einheitlichen Ausbreitung der Polymerlösung über die Waferoberfläche etwa 20 Sekunden bei etwa 3000 Upm geschleudert wurde, was eine Beschichtung mit einer Dicke von etwa 1 Mikrometer bis etwa 4 Mikrometer ergab. Der Wafer wurde dann etwa 2 Minuten auf eine 120ºC heiße Heizplatte und dann 2 Minuten auf eine 210ºC heiße Heizplatte gestellt.
Der erhaltene Film auf dem Wafer zeigte keinerlei Entnetzung, Abperlung oder Ablösung davon. Unter den Begriffen "Entnetzung" oder "Abperlung" ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Zustand zu verstehen, bei dem ein Film in teilweise flüssigem Zustand sich von der Oberfläche eines Substrats zurückzieht und darauf "Perlen" und keinen kontinuierlichen Film bildet. Die gemessene durchschnittliche Filmdicke betrug 2,08 Mikrometer mit einer Standardabweichung von 20 Nanometer (0,96% der durchschnittlichen Dicke). Der erhaltene beschichtete Wafer wies eine weitgehend einheitliche planare Oberfläche auf.

Beispiel 2. (zum Vergleich)

2 g der gemäß Beispiel 1 hergestellten Lösung von kresylischem Novolak ohne Tensid wurden analog Beispiel 1 auf einen unstrukturierten Siliciumwafer aufgebracht, geschleudert und dann erhitzt. Während des 2minütigen Erhitzens des Wafers auf 120ºC entnetzte der Film und löste sich in erheblichem Maße ab. Am Ende der Erhitzungsbehandlungen waren ungefähr 20% des Wafers nicht von dem Film bedeckt.

Beispiel 3

39,73 g eines niedermolekularen (950 u) phenolischen Novolakharzes wurden bei Raumtemperatur und Raumdruck in 29,79 g n-Butylalkohol und 29,79 g 1-Methoxy-2- propanol gelöst, was 99,32 g einer Novolakpolymerlösung ergab. 10,28 g der Novolakpolymerlösung wurden unter Umgebungsbedingungen mit 0,50 g der Tensidlösung aus Beispiel 1 versetzt. Die erhaltene Polymerlösung wurde dann auf einen unstrukturierten Siliciumwafer aufgebracht und analog Beispiel 1 geschleudert. Dann wurde der Wafer etwa 1 Minute auf eine 150ºC heiße Heizplatte und dann etwa 2 Minuten auf eine 250ºC heiße Heizplatte gestellt.
Der erhaltene Film zeigte keinerlei Entnetzung, Abperlung oder Ablösung vom Wafer. Die gemessene durchschnittliche Filmdicke betrug 1,74 Mikrometer mit einer Standardabweichung von 15,1 Nanometer (0,87% der durchschnittlichen Dicke). Der beschichtete Wafer wies ferner eine weitgehend einheitliche planare Oberfläche auf.

Beispiel 4 (zum Vergleich)

Die gemäß Beispiel 3 hergestellte Novolaklösung ohne Tensid wurde analog Beispiel 1 auf einen unstrukturierten Siliciumwafer aufgeschleudert. Während des einminütigen Erhitzens des Wafers auf 150ºC entnetzte der Film in erheblichem Maße vom Substrat. Dann wurde der Wafer 2 Minuten bei 250ºC erhitzt, wonach ungefähr 70 Prozent der Waferoberfläche nicht mit Film bedeckt waren.

Beispiel 5

400 g des phenolischen Novolakharzes aus Beispiel 3 wurden bei Raumtemperatur und Raumdruck in 600 g Methylisobutylketon gelöst. Diese Lösung wurde mit 24,47 g der Tensidlösung aus Beispiel 1 und weiteren 25,76 g MIBK versetzt, was 1050,23 g Novolakpolymerlösung ergab. 2 g dieser Novolakpolymerlösung wurden mit Hilfe einer Pipette auf einen unstrukturierten Siliciumwafer aufgebracht und etwa 20 Sekunden bei etwa 2100 Upm aufgeschleudert. Der Wafer wurde dann 2 Minuten auf eine 200ºC heiße Heizplatte gestellt.
Der erhaltene Film auf dem Wafer zeigte keinerlei Entnetzung, Abperlung oder Ablösung vom Wafer. Die gemessene durchschnittliche Filmdicke betrug 2,04 Mikrometer mit einer Dickenstandardabweichung von 3,6 Nanometer (0,18% der durchschnittlichen Dicke). Der erhaltene beschichtete Wafer wies eine weitgehend einheitliche planare Oberfläche auf.

Beispiel 6

2 g der Lösung von phenolischem Novolakpolymer mit dem Tensid aus Beispiel 5 wurden mit Hilfe einer Pipette auf einen strukturierten Siliciumwafer aufgebracht und etwa 20 Sekunden bei etwa 1000 Upm aufgeschleudert. Der Wafer wurde dann etwa 2 Minuten auf eine 200ºC heiße Heizplatte gestellt.
Der erhaltene Film auf dem Wafer zeigte keinerlei Entnetzung, Abperlung oder Ablösung vom Wafer. Die gemessene durchschnittliche Filmdicke betrug 2,04 Mikrometer mit einer Dickenstandardabweichung von 5,0 Nanometer (0,25% der durchschnittlichen Dicke). Der erhaltene beschichtete Wafer war weitgehend global planarisiert.
Die oben beschriebenen Beispiele zeigen, daß Lösungen von niedermolekularem Novolak ohne das beanspruchte Tensid (Beispiele 2 und 4) zu schneller Ablösung bei Einwirkung von Wärme neigten. Im Gegensatz dazu lösten sich die ein Tensid enthaltenden Lösungen nicht nur bei Einwirkung von Wärme nicht vom Substrat ab, sondern ergaben auch einen glatten planarisierten Film, der die Substratoberfläche kontinuierlich bedeckte.

Claims

1. Verwendung einer Zusammensetzung, die ein niedermolekulares Novolakharz und ein Tensid aus der Gruppe bestehend aus einem nichtfluorierten Kohlenwasserstoff, einem fluorierten Kohlenwasserstoff und Kombinationen davon enthält, als kontinuierlicher Planarisierungsfilm zur Glättung der Topographie eines mikroelektronischen Bauteils.

2. Verwendung nach Anspruch 1, bei der der Planarisierungsfilm dadurch gebildet wird, daß man die Zusammensetzung auf eine Oberfläche des Bauteils aufbringt und die Zusammensetzung und das Bauteil zur Ausbildung des kontinuierlichen Planarisierungsfilms erhitzt.

3. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Zusammensetzung außerdem auch noch ein organisches Lösungsmittel enthält.

4. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Zusammensetzung, bezogen auf ihr Gesamtgewicht, etwa 1 bis 90 Gewichtsprozent eines niedermolekularen Novolakharzes, etwa 0,01 bis etwa 5 Gewichtsprozent des Tensids und etwa 0 bis etwa 90 Gewichtsprozent des Lösungsmittels enthält.

5. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Novolakharz ein Molekulargewicht zwischen etwa 200 und 20.000 u aufweist.

6. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der es sich bei dem nichtfluorierten Kohlenwasserstoff-Tensid um ein aliphatisches Derivat von organischen Säuren und deren Estern mit etwa 5 bis etwa 50 Kohlenstoffatomen und Kombinationen davon handelt.

7. Verwendung nach Anspruch 6, bei der das nichtfluorierte Kohlenwasserstoff-Tensid aus der Gruppe bestehend aus Dioctylsulfosuccinat, Fettalkoholpolyglykolsulfosuccinaten und Kombinationen davon stammt.

6. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der es sich bei dem fluorierten Tensid um ein aliphatisches Derivat von organischen Säuren und deren Estern mit etwa 5 bis etwa 50 Kohlenstoffatomen und mindestens einer Kohlenstoff-Fluor-Bindung, ein Fluoralkylsulfonat- Alkylammoniumsalz mit etwa 5 bis etwa 60 Kohlenstoffatomen und mindestens einer Kohlenstoff-Fluor-Bindung und Kombinationen davon handelt.

9. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Oberfläche des Bauteils durch den Film lokal, regional oder global planarisiert wird.

10. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der es sich bei dem fluorierten Tensid um einen fluoraliphatischen polymeren Ester mit der empirischen Formel CxHyFzOaNb, worin x = etwa 5 bis etwa 10, y = etwa 0 bis etwa 20, z = etwa 1 bis etwa 20, a = etwa 2 bis etwa 6 und b = etwa 0 bis etwa 1 steht, und einem Molekulargewicht von etwa 5500 bis 8500 atomaren Masseneinheiten handelt.