电子组件制造方法技术

本发明专利技术公开制造电子组件，特别是集成电路的方法。这些方法包括使用通过用可移除的孔原物（ｐｏｒｏｇｅｎ）材料制成的低介电常数材料。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
本专利技术一般性涉及电子组件制造领域。特别地，本专利技术系有关含有低介电常数材料的集成电路的制造。随着电子组件变得愈小，电子工业对于增加电子组件中的电路密度具有持续性的需求，例如，对于集成电路、电路板、多芯片模块、芯片检测装置等，且不会降低电性能，如串讯(crosstalk)或电容偶合；且也要增加这些组件中的讯号传递速度。藉由减低组件所用层间，或金属间的绝缘材料所具介电常数完成这些目标。一种减低这些层间，或金属间绝缘材料所具介电常数的方法为在绝缘膜片内掺入非常小，均匀分散的孔洞或空隙。于电子组件制造技艺中，特别是对集成电路，已知有多种有机和无机介电材料。适当的无机介电材料包括二氧化硅和有机聚氧化硅。适当的有机介电性材料包括热固性材料例如聚酰亚胺、聚芳烯醚、聚芳烯、聚三聚氰酸酯、聚苯并唑类、聚并环丁烯类等。一般而言，多孔型介电材料系通过先在B-阶段介电材料中掺入可移除性孔原物(porogen)，将含有孔原物的B-阶段介电材料配置到基板上，将B-阶段介电材料固化然后移除掉该聚合物而形成多孔型介电材料。例如，美国专利第5,895,263号(Carter et al.)揭示一种形成含有多孔型有机聚氧化硅介电性材料的集成电路的方法。美国专利第6,093,636号(Carter et al.)揭示一种形成含有多孔型热固性介电材料的集成电路的方法。于这两专利中所述方法都需要在任何后续加工步骤之前形成多孔型介电材料之步骤。多孔型介电材料相对于不含孔洞的相同介电材料具有减低的，且可能实质减低的介电常数。不过，于某些情况中，这些孔洞的存在会有问题。例如，经蚀刻到这些多孔型介电材料内的锐孔会因为介电材料中的孔洞或空隙而使其侧壁变得粗糙。此种侧壁粗糙性会增加沉积后续金属层例如障壁层或种层(Seed layer)的困难处。该障壁层或种层典型地系经化学或物理气相沈积成视线型式。因此，锐孔侧壁中的粗糙性倾向于会在障壁层及/或种层内造成不连续性。这些不连续性可能在电子组件的制造中对后续加工步骤及其性能有不利的影响。因此需要有一种制造包括具有实质连续锐孔的障壁层及/或种层之多孔性介电材料的电子组件的方法。专利技术概述令人惊讶地发现本专利技术方法可在经蚀刻之多孔型介电材料中的锐孔中提供具有实质连续性(优选地为连续性金属层及优选地为障壁层及/或种层)的电子组件。一方面，本专利技术提出一种制造电子组件的方法，其包括下列步骤a)在一基板表面上配置一B-阶段介电基质组合物，该组合物包括一或多种介电性基质材料及可移除的孔原物；b)未实质移除该孔原物的条件下固化该B-阶段介电基质组合物，形成介电性基质材料；c)将该介电性基质材料图样化(patterning)；d)在该介电性材料的表面上沉积一金属层；及e)以至少可部份移除掉该孔原物形成一多孔型介电材料层而不会实质地降解该介电材料的条件处理该介电性基质材料。另一方面，本专利技术提出一种制造电子组件的方法，其包括下列步骤a)在一基板表面上配置一B-阶段介电性基质组合物，该组合物包括一或多种介电性基质材料及可移除的孔原物；b)未实质移除该孔原物的条件下固化该B-阶段介电性基质组合物，形成介电性基质材料；c)将该介电性基质材料图样化；d)在该介电性材料的表面上沉积至少一障壁层或种层；e)沈积一锐孔填充金属层；f)将该锐孔填充金属层平面化；及g)以至少部份移除掉该孔原物形成多孔型介电材料层而不会实质地降解该介电性材料的条件处理该介电基质材料。另一方面，本专利技术提出一种制造电子组件的方法，其包括下列步骤a)在一基板表面上配置一B-阶段介电性基质组合物，该组合物包括一或多种介电性基质材料及可移除的孔原物；b)未实质移除该孔原物的条件下，固化该B-阶段介电性基质组合物，形成介电性基质材料；c)将该介电性基质材料图样化；d)在该介电性材料的表面上沉积一金属层；e)以至少部份移除该孔原物形成一多孔型介电材料层而不会实质地降解该介电材料的条件处理该介电基质材料；及(f)对该多孔型介电层施加后续加工步骤，其中所述的多孔型介电层不含加盖层。又另一方面，本专利技术提出一种包括不含加盖层的多孔型介电层的电子组件。 附图说明图1表示出现有技术电子组件，其包括以常规方式制得经配置在基板上具有孔洞或空隙的介电性材料，该图未按比例示出。图2表示出一种现有技术电子组件，其包括多孔型介电性材料，该图未按比例示出。图3表示出一种现有技术电子组件，其具有施涂于多孔型介电材料的不连续障壁层，该图未按比例示出。图4表示出一种电子组件其包括经配置在含有金属钉的基板上面含有可移除孔原物的介电材料，该图未按比例示出。图5表示出一种电子组件，其包括经配置在一含有可移除性聚合物的介电材料上的光阻层，该图未按比例示出。图6表示出一种电子组件，其在介电材料内具有直侧壁的锐孔，该图未按比例示出。图7表示出一种电子组件，其在含有可移除性孔原物的介电材料上具有经配置的实质连续性障壁层。图8表示出在平面处理后的电子组件，其包括多孔型介电材料、实质连续性障壁层及经金属处理的锐孔，该图未按比例示出。专利技术的详细说明如在本说明书整体所用者，除非文中另外有清楚指示，下列缩写具有下列意义℃＝摄氏度；UV＝紫外；且nm＝奈米。“锐孔”指的是任何凹陷条件，例如，通孔(vias)和沟漕(trenches)。“烷基”一词包括直链型、支链型和环状烷基。“孔原物”一词指的是孔洞形成性材料或部份体，例如，但不限于可与介电性材料共聚合形成嵌段共聚物的化合物，或分散于介电性材料中可在产生孔洞、空隙或自由容积后可移除的聚合材料或粒子。因此，“可移除性孔原物”、“可移除性聚合物”及“可移除性粒子”诸词在本说明书内可互换使用。“孔洞”、“空隙”及“自由容积”诸词在本说明书内可互换使用。“交联剂”及“交联性试剂”在本说明书内可互换使用。“聚合物”指的是聚合物和低聚物，且也包括均聚物和共聚物。“低聚物”和“低聚物型”两词指的是二聚物、三聚物、四聚物等。“单体”指的是能够聚合的任何乙烯型或乙炔型未饱和化合物，或能够通过缩合聚合的其它化合物。这些单体可含有一或多个双键或参键或能够缩合以形成聚合物的基。“B-阶段”一词指的是未经固化的介电性基质材料。“未经固化”意指可经聚合或固化形成较高分子量材料，例如涂料或膜，之任何介电性材料。这些B-阶段材料可为单体型、低聚物型或其混合物。B-阶段材料复包括聚合物型材料与单体，低聚物或单体/低聚物混合物的混合物。除非另外指明，否则所有量都是重量百分比且所有比例都是重量比。所有数值范围都是内含且可组合者。在常用的制备电子组件例如具有多孔型介电材料层的集成电路的方法中，首先是在一基板上配置含有可移除性聚合物之B-阶段介电材料。然后在设有实质地移除或降解该聚合物之下固化该B-阶段介电性材料而在该基板上形成含有可移除性聚合物的介电材料层、涂层或膜。接着以实质地移除该聚合物并在基板上形成多孔型介电材料的条件处理该介电性材料。这些介电材料与不含孔洞的这些材料相比，典型地具有较为低的介电常数。在形成该孔洞型介电材料之后，才对该基板施以后续加工步骤，例如，平版刻法、蚀刻、障壁层/种层沉积、金属化及平面化处理。这些传统方法会导致具有实质侧壁粗糙性的锐孔，其可能对后续加工步骤和组件性能有不利的影响。图1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造电子组件的方法，其包括下列步骤：ａ）在一基板表面上配置一Ｂ－阶段介电性基质组合物，该组合物包括一或多种介电性基质材料及可移除性孔原物；ｂ）在不实质地移除该孔原物的条件下固化该Ｂ－阶段介电性基质组合物，形成介电性基质材 料；ｃ）将该介电性基质材料图样化；ｄ）在该介电性材料的表面上沉积一金属层；及ｅ）以至少部份移除该孔原物而形成一多孔型介电材料层且不实质地降解该介电材料的条件处理该介电性基质材料。

【技术特征摘要】
US 2000-9-13 60/232,1271.一种制造电子组件的方法，其包括下列步骤a)在一基板表面上配置一B-阶段介电性基质组合物，该组合物包括一或多种介电性基质材料及可移除性孔原物；b)在不实质地移除该孔原物的条件下固化该B-阶段介电性基质组合物，形成介电性基质材料；c)将该介电性基质材料图样化；d)在该介电性材料的表面上沉积一金属层；及e)以至少部份移除该孔原物而形成一多孔型介电材料层且不实质地降解该介电材料的条件处理该介电性基质材料。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述的B-阶段介电材料选自下列中之一或多项有机聚氧化硅；硅、硼或铝的碳化物、氧化物、氮化物和氧氟化物；苯并环丁烯类；聚(芳基酯)类；聚(醚酮)类；聚碳酸酯类；聚(芳烯醚)类；聚芳族烃类；聚(全氟烃类)；聚酰亚胺类；聚苯并噁唑类和聚环烯烃类。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述的B-阶段介电性材料选自烷基硅倍半氧烷；芳基硅倍半氧烷；烷基/芳基硅倍半氧烷混合物；及烷基硅倍半氧烷混合物。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述的金属层为一或多层障壁层、种层或锐孔填充金属层。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述的可移除性孔原物系与该B-阶段介电材料基本上兼容的。6.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括下述步骤在至少部份移除该孔原物之前将该金属层平面化处理。7.一种制造电子组件的方法，其包括下述步骤a)在一基板表面上配置一B-阶段介电性基质组合物，该组合物包括一或多种介电性基质材料及可移除性孔原物；b)在不实质地移除该孔原物的条件下固化该B-阶段介电性基质组合物，形成介电性基质材料；c)将该介电性基质材料图样化；d)在该介电性材料的表面上沉积至少一障壁层或种层；e)沉积锐孔填充金属层；f)将该锐孔填充金属层平面化处理；及g)以至少部份移除该孔原物而...

【专利技术属性】
技术研发人员：MK贾伦杰，游元金，
申请(专利权)人：希普利公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]