[发明专利]一种构造低介电常数介质材料表面形貌的方法

说明书

技术领域

本发明属于微电子技术领域，具体涉及一种构造互连工艺中低介电常数介质材料表面形貌的方法。

背景技术

随着超大规模集成电路的发展，多层布线已成必须，并成为确定集成电路性能和成本的重要因素之一。为了减小互连线的RC，采用低介电常数介质材料是提高性能的有效途径之一。旋涂玻璃法，简称SOG，是现在最普遍被采用的一种局部性的平坦化技术。它是一种把溶于溶剂的介电材料，以旋涂的方式涂于晶圆上，因此成为相当方便的技术，且填沟能力也很不错。因此许多的SOG供应厂商为了提供低介电常数的SOG材料，已不断研发出像HSQ(Hydrogen silesquioxane)和MSQ(Methylsequioxane)等聚合物材料，其最小介电常数值约2.6～2.8,已经广泛的被应用于先进的半导体互连制造工艺中。

传统的互连制造工艺对介质材料的表面形貌图形化主要靠光刻和刻蚀工艺来完成，工艺步骤较多，成本相对较高。举例来说，在集成电路应用最广泛的双大马士革工艺，对于低介电常数材料的形貌图形化需要先进行一次光刻和刻蚀沟道，再进行光刻和刻蚀通孔才完成。

发明内容

本发明的目的在于提出一种工艺步骤简单，成本较低的构造低介电常数介质材料表面形貌图形化的方法，以用于微电子领域互连制造工艺。

本发明提出的构造低介电常数介质材料表面形貌图形化的方法，其具体步骤包括：

（1）在衬底上淀积低介电常数介质材料薄膜； 

（2）用表面具有一定形貌图形的压印模具压印低介电常数介质材料薄膜，在薄膜上得到图形形貌；

（3）对被压印的低介电常数介质材料薄膜固化成型。 

本发明中，所述的低介电常数介质材料包括HSQ(Hydrogen silesquioxane)， MSQ(Methylsequioxane)，特氟龙和PPLK(Photo Patternable Low Dielectrics)等。

本发明中，步骤（1）中所述淀积低介电常数介质材料薄膜的方法包括旋涂，滴定等。

本发明中，步骤（2）中所述压印的方法包括纳米压印，机械压印等。

本发明中，步骤（3）中所述的固化技术包括紫外固化，加热，退火固化等技术。

本发明中，所述的衬底为硅、玻璃或晶圆。

本发明所提供的构造低介电常数介质材料表面形貌的方法可以有效实现互连制造工艺中的结构，应用广泛，大大降低生产成本。

附图说明

图1A-1E为依据本发明方法的实例过程剖面示意图。

图2A-2B为某一配比下的HSQ(Hydrogen silesquioxane)低介电常数介质材料在以1微米周期，100nm线宽的硅模板压印后的效果示意图。

图中标号：100衬底，102 低介电常数介质材料薄膜，102-1 压印过后的低介电常数介质材料，104 光栅结构的压印模具。

具体实施方式

下文结合图示在参考实施例中更具体地描述本发明，本发明提供优选实施例，但不应该被认为仅限于在此阐述的实施例。在图中，为了方便说明，放大了层和区域的厚度，所示大小并不代表实际尺寸。

参考图是本发明的理想化实施例的示意图，本发明所示的实施例不应该被认为仅限于图中所示区域的特定形状，在本发明实施例中，均以光栅结构表示，图中的表示是示意性的，但这不应该被认为限制本发明的范围。

图1为依据本发明方法应用的实例的制备过程剖面示意图。

图1A为衬底100的横截面图。所选择的衬底可以为硅或晶圆等。本文中实例选择的是硅。

图1B为在衬底100上旋涂一层低介电常数介质材料薄膜102后的横截面图，低介电常数介质材料可以为HSQ(Hydrogen silesquioxane)， MSQ(Methylsequioxane)，特氟龙和PPLK(Photo Patternable Low Dielectrics)等。本实例使用的是HSQ(Hydrogen silesquioxane)，先将其以一定比例溶于甲基异丁基酮MIBK溶剂中，再以2000r/min旋涂在衬底100上，然后在140--160摄氏度（如150摄氏度）的热板上对其加热8—12分钟如（10分钟），从而得到介质薄膜102。 

图1C为利用压印模具104加工压印低介电常数介质材料的横截面图，加工方法可以为纳米压印，机械压印等。本实例采用具有光栅结构的模具纳米压印技术。