发明名称 二成份之毫微米级球体的制法以及将其用作半导体装置用低介电常数材料的用途
摘要 本发明提出一种制备用于微电子装置的绝缘层之方法,藉此可减少微电子装置中的电容耦合与传输延迟。本发明可包括形成由陶瓷核心10与非极性涂层20所构成的球体粒子之稳定溶液。此溶液可施加到微电子基材上并经乾燥形成连续孔洞层。本发明也揭示出将这些粒子黏合在一起成为整体层之新颖方法。本发明方法形成的孔洞层具有一非常低的介电常数,且可以用谙于微电子加工成形技艺者所常用且可用到的设备与技术予以制造。
申请公布号 TW385522 申请公布日期 2000.03.21
申请号 TW087114589 申请日期 1998.10.06
申请人 麦克.爱尔斯 发明人 麦克.爱尔斯
分类号 H01L21/76 主分类号 H01L21/76
代理机构 代理人 林志刚 台北巿南京东路二段一二五号七楼
主权项 1.一种在半导体装置内形成一孔洞型绝缘体之方法,其包括(a)提出一固体基材,其具有一层经造图的导体,或要在随后于其上加上该图案者;(b)制备含有粒子与溶剂之溶液,其中该粒子系由被一实质不同材料的涂层所包围住的陶瓷核心所构成者;(c)在该基材上沈积一该溶液的膜使得任何该等导体之间的间隙皆被该溶液所实质地填充;(d)将该膜乾燥使得该等粒子在该基材上形成一连续层;及(e)处理该层使得该粒子涂层形成在相邻粒子之间与在该粒子与该基材之间的交联而形成具有低于3.0介电常数的实质经键结孔洞型介电层,由是使该等导体所具,电容耦合与传输延迟皆相对于固体二氧化矽获得实质地减低,且其中该粒子的填充密度与该层的孔率之和等于一。2.如申请专利范围第1项之方法,其中该粒子所含该陶瓷核心包括二氧化矽。3.如申请专利范围第1项之方法,其中该粒子所具该陶瓷核心具有在2至100毫微米近似范围内之直径。4.如申请专利范围第1项之方法,其中该粒子涂层系有机物。5.如申请专利范围第1项之方法,其中该粒子涂层具有在0.5至2毫微米近似范围内之厚度。6.如申请专利范围第1项之方法,其中该粒子涂层具有高耐热性,由是使该等层可实质地忍受在微电子制造中遭遇到的在300-500℃大概范围内之加工制造温度。7.如申请专利范围第1项之方法,其中该粒子涂层具有抗温性。8.如申请专利范围第1项之方法,其中该粒子涂层可遏止该粒子发生降解,凝结,絮凝,或胶凝。9.如申请专利范围第1项之方法,其中该交联处理系经由下述而完成的:(a)选自下列所成组合之中的方法:热处理,电子撞击,与用电磁幅射处理,或彼等的组合;及(b)用一添加剂与该溶液混合以增加该处理的交联效率。10.如申请专利范围第1项之方法,其中在沈积该溶液之前,该基材系经用一化学剂处理使得该基材的表面呈疏水性,由是实质地增强该粒子对该基材的黏着。11.一种在微电子装置内形成孔洞型绝缘体之方法,其包括:(a)提出一固体基材,其具有一层经造图的导体,或要在随后于其上加上该图案者;(b)制备含有粒子与溶剂的一第一与第二溶液,其中该粒子系由被一实质不同材料薄涂层所包围的陶瓷核心所构成者;(c)在该基材上沈积一该第一溶液的第一膜使得任何该等导体之间的间隙皆被该溶液所实质地填充;(d)将该膜乾燥使得该等粒子在该基材上形成一连续层;(e)在该基材上沈积该第二溶液的一第二膜;(f)将该第二膜乾燥使得该粒子在该基材上形成一连续膜;及(g)处理该等层使得该粒子涂层在相邻粒子之间与在该粒子与该基材之间形成交联而形成具有低于3.0介电常数的实质经键结孔洞型介电层,由是使该等导体所具电容耦合和传输延迟相对于固体二氧化矽获得实质地减低,且其中该粒子的填充密度的该层的孔率之和等于一。12.如申请专利范围第11项之方法,其中该第一膜的该乾燥产生孔率在40-80%大概范围内之层且该第二膜的乾燥产生孔率实质地低于该第一膜所产生値之层。13.如申请专利范围第11项之方法,其中该第二溶液所含粒子系实质地小于该第一溶液所含粒子,由是使这些粒子可实质地填充该第一膜所含孔洞,且实质地保护该层免于被液体所穿透。14.如申请专利范围第11项之方法,其中该第二溶液所含粒子可形成实质密实顶层且实质地保护该第一层免于被液体所穿透。图式简单说明:第一图所示为本发明一典型实施例所用程序步骤之方块图。第二图为于本发明典型实施例中所制毫微米级球体之横断面图。第三图A-第三图C显示出本发明实施例中所制毫微米级球体的数种可能填充排列,以及填充密度对材料所具孔率之影响。第四图显示以本发明方法形成的毫微米级球体作为典型半导体装置中的介电层之最后应用。
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