发明名称 具介电组合物之电子装置及其制造方法
摘要 本发明提出一种新颖之介电组合物,其可用于制造电子装置,诸如积体电路装置及积体电路封装装置。该介电组合物系藉着使可热分解之孔隙生成剂(porogen)经由偶联剂交联于主体聚合物,之后加热至适于分解成孔隙生成剂之温度而制备。形成之多孔性物质具有低于约3.0之介电常数,部分材料系具有低于约2.5之介电常数。本发明亦提出积体电路装置、积体电路封装装置、及其制造方法。
申请公布号 TW495902 申请公布日期 2002.07.21
申请号 TW089123981 申请日期 2001.02.15
申请人 万国商业机器公司 发明人 克拉格 强 奥克;詹姆士 L 海利克;罗柏特 D 米勒;威利 法克森
分类号 H01L21/76 主分类号 H01L21/76
代理机构 代理人 陈长文 台北巿敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种积体电路装置,包括:(a)一基材;(b)个别金属电路线,位于该基材上;及(c)一介电组合物,位于该个别金属电路线之上及/或之间,该介电组合物系包含具有小于300埃直径之密闭胞格孔、介于约5百分比至35百分比范围内之孔隙率、及低于3.0之介电常数的多孔性聚合物材料,其中该聚合物材料系包含处理前分子量介于约750至100,000范围内、且具有至少约400℃之玻璃化温度之主体聚合物。2.如申请专利范围第1项之积体电路装置,其中该主体聚合物系含矽。3.如申请专利范围第2项之积体电路装置,其中该主体聚合物系选自矽倍半氧烷、烷氧基矽烷、有机矽酸盐、原矽酸盐、及其组合物。4.如申请专利范围第3项之积体电路装置,其中该主体聚合物系为矽倍半氧烷。5.如申请专利范围第4项之积体电路装置,其中该矽倍半氧烷系选自氢矽倍半氧烷、烷基矽倍半氧烷、芳基矽倍半氧烷、及其衍生物与组合物。6.如申请专利范围第5项之积体电路装置,其中该主体聚合物系选自氢矽倍半氧烷、低烷基矽倍半氧烷及苯基矽倍半氧烷。7.如申请专利范围第2项之积体电路装置,其中该主体聚合物系为聚醯亚胺与矽倍半氧烷之共聚物。8.如申请专利范围第1项之积体电路装置,其中该主体聚合物系为聚醯亚胺。9.如申请专利范围第1项之积体电路装置,其中该主体聚合物系为聚苯并环丁烯。10.如申请专利范围第1项之积体电路装置,其中该主体聚合物系为聚(芳烯)。11.如申请专利范围第1项之积体电路装置,其中该主体聚合物系为聚(芳醚)。12.一种形成积体电路之方法,其包括:(a)于一基材上沉积金属薄膜;(b)使该金属薄膜进行平版印刷图型化,以于该基材上提供个别金属电路线之图型;(c)制备(i)热易变性孔隙生成剂,其具有可共价键结于另一分子部分上之反应性部位,(ii)热安定性、低介电常数主体聚合物,具有玻璃化温度Tg,及(iii)偶联剂,可共价键结于孔隙生成剂及主体聚合物之反应性部位之溶液,使该溶液沉积于该基材上金属线周围;(d)将该溶液加热至可使该孔隙生成剂经由偶联剂偶联于该主体聚合物的温度TC,以形成聚合物基质,其中该孔隙生成剂系以不连续相存在于由该主体聚合物所形成之连续相中;及(e)将该聚合物基质加热至可降解该孔隙生成剂而不影响该主体聚合物之温度TD,其中TD系大于TC,但低于Tg。13.如申请专利范围第12项之方法,其中该主体聚合物系含矽。14.如申请专利范围第13项之方法,其中该主体聚合物系选自矽倍半氧烷、烷氧基矽烷、有机矽酸盐、原矽酸盐、及其组合物。15.如申请专利范围第14项之方法,其中该主体聚合物系为矽倍半氧烷。16.如申请专利范围第15项之方法,其中该矽倍半氧烷系选自氢矽倍半氧烷、烷基矽倍半氧烷、芳基矽倍半氧烷、及其衍生物和组合物。17.如申请专利范围第16项之方法,其中该主体聚合物系选自氢矽倍半氧烷、低烷基矽倍半氧烷及苯基矽倍半氧烷。18.如申请专利范围第14项之方法,其中该主体聚合物系为聚醯亚胺与矽倍半氧烷之共聚物。19.如申请专利范围第12项之方法,其中该主体聚合物系为聚醯亚胺。20.如申请专利范围第12项之方法,其中该主体聚合物系为聚苯并环丁烯。21.如申请专利范围第12项之方法,其中该主体聚合物系为聚(芳烯)。22.如申请专利范围第12项之方法,其中该主体聚合物系为聚(芳基醚)。23.如申请专利范围第12项之方法,其中该主体聚合物之处理前分子量系介于约750至100,000范围内。24.如申请专利范围第12项之方法,其中该孔隙生成剂系为具有反应性表面官能度之经交联毫微粒子。25.如申请专利范围第12项之方法,其中该孔隙生成剂系包括以乙烯基为主之聚合物。26.如申请专利范围第12项之方法,其中该孔隙生成剂系为一聚合物,包括聚碳酸酯、聚酯、聚、聚丙交酯、聚内酯及其组合物。27.如申请专利范围第12项之方法,其中该孔隙生成剂系为一聚合物,包含选自苯乙烯、经卤化苯乙烯、经羟基取代之苯乙烯、经低烷基取代之苯乙烯、丙烯酸、丙烯醯胺、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、氧化乙烯、氧化丙烯及其组合物的单体单元。28.如申请专利范围第27项之方法,其中该孔隙生成剂系为聚(甲基丙烯酸甲酯)。29.如申请专利范围第27项之方法,其中该孔隙生成剂系为聚苯乙烯。30.如申请专利范围第27项之方法,其中该孔隙生成剂系为聚(氧化丙烯)。31.如申请专利范围第12项之方法,其中该聚合物基质系包含平均小于约20毫微米直径之孔隙生成剂功能区域。32.如申请专利范围第12项之方法,其中该孔隙生成剂系存在于该聚合物基质之约5百分比至35百分比。33.如申请专利范围第12项之方法,其中该偶联剂系具有通式R1-L-R2,其中R1系为可共价键结于该孔隙生成剂之反应性部位的官能基,L系为含有至少两个碳原子之伸烃基键结基,且R2系为可共价键结于该主体聚合物的官能基。34.如申请专利范围第33项之方法,其中L系选自伸烷基、伸芳基及烷基醚键结,视情况经一或多个低烷基、卤素或芳基取代基所取代。35.如申请专利范围第34项之方法,其中L系为伸烷基。36.如申请专利范围第35项之方法,其中L系为C2-C12伸烷基。37.如申请专利范围第36项之方法,其中L系为C2-C6伸烷基。38.如申请专利范围第37项之方法,其中L系为正伸丙基或正伸丁基。39.如申请专利范围第34项之方法,其中L系为伸芳基。40.如申请专利范围第34项之方法,其中L系为烷基醚键结。41.如申请专利范围第33项之方法,其中该孔隙生成剂之反应性部位及R1官能基彼此系为反应性基团。42.如申请专利范围第41项之方法,其中该孔隙生成剂之反应性基团系为羟基或胺基,且R1系选自异氰酸酯基、烯酮、氰基、亚胺醚、碳化二亚胺、醛及酮。43.如申请专利范围第33项之方法,其中该主体聚合物系为矽倍半氧烷,且R2系为-SiX3,其中至少一个X系为脱离基。44.如申请专利范围第43项之方法,其中所有三个X部分皆为脱离基。45.如申请专利范围第44项之方法,其中每个X皆为低烷氧基或卤基。46.一种积体电路封装装置,用以提供信号及电流于一积体电路晶片,该封装装置系包括:(i)一基材,具有用以连接至电路板的导体装置,(ii)多层交替绝缘及导电层,位于该基材上,其中该绝缘层中之至少一层包括一介电组合物,其包含具有小于300埃直径之密闭胞格孔、介于约5百分比至35百分比范围内之孔隙率、及低于3.0之介电常数的多孔性聚合物材料,其中该聚合物材料系包含处理前分子量介于约750至100,000范围内、且具有至少约400℃之玻璃化温度之主体聚合物。图式简单说明:图1系为使用本发明新颖介电材料制造之积体电路装置的部分剖面图。图2-5系说明使用本发明介电材料制造积体电路装置的方法。图6-8系说明使用本发明介电材料制造积体电路装置的备择方法。
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