金属-绝缘体-金属电容器形成技术的制作方法_2

文档序号:8909294阅读:来源:国知局
其它适当金属/材料将取决于给定应用,并且根据本公开内容将 是显而易见的。
[0035] 在一些情况下,所公开的技术可以与各种各样的互连环境和结构中的任何互连环 境和结构兼容。一些示例性的这种结构可以包括但不一定限于:单镶嵌结构;双镶嵌结构 (例如,具有下层通孔的线);各向异性结构;各向同性结构;和/或任何其它期望的1C结 构、互连或其它导电结构。而且,根据实施例,可以根据给定目标应用或最终用途的需求来 定制给定互连120的尺寸。给定互连120的其它适当构造将取决于给定应用,并且根据本 公开内容将是显而易见的。
[0036] 在一些情况下,ILD110及其一个或多个互连120可能经历化学机械平面化(CMP) 工艺或任何其它适当的抛光/平面化技术/工艺,如根据本公开内容将显而易见的。可以 执行1C100的平面化,以例如去除以下中的任何不期望的多余部分:(1)给定互连120 ;和 /或(2)ILD110。在一些实例中,例如,1C100可以是具有一个或多个器件和/或金属层 的部分加工的1C。根据本公开内容,许多适当的构造都是显而易见的。
[0037] 从图2还可看到,1C100可以包括钝化层130。在一些实施例中,可以将钝化层 130沉积为覆盖由下层ILD110和/或一个或多个互连120提供的形貌的大体上共形的层。 如根据本公开内容应当领会的,并且根据一个或多个实施例,可以使用各种各样的沉积技 术/工艺中的任何技术/工艺来将钝化层130设置在ILD110之上,所述沉积技术/工艺 例如但不一定限于:化学气相沉积(CVD);物理气相沉积(PVD)(例如,溅射);旋涂/旋压 沉积(SOD);电子束蒸发;原子层沉积(ALD);和/或上述技术/工艺中的任何技术/工艺 的组合。用于钝化层130的其它适当沉积工艺/技术将取决于给定应用,并且根据本公开 内容将是显而易见的。
[0038] 根据实施例,钝化层130可以被沉积为厚度在从单组分原子厚度(即,单层)到 给定应用所期望的厚度的范围内的层/膜。例如,在一些示例性实施例中,钝化层130可 以沉积有处于大约1000-2000nm或更大的范围内的厚度(例如,处于大约1000-1200nm或 更大、大约1200-1400nm或更大、大约1400-1600nm或更大、大约1600-1800nm或更大、大 约1800-2000nm或更大、或者大约1000-2000nm或更大的范围内的任何其它子范围的范围 内的厚度)。在一些其它示例性实施例中,钝化层130可以设置有处于大约lOOOnm或更小 的范围内的厚度。在一些情况下,钝化层130在这种形貌之上可以具有大体上均匀的厚度。 然而,所要求保护的发明不限于此,因为在一些其它实例中,钝化层130可以设置有非均匀 的或在其它情况下变化的厚度。例如,在一些情况下,钝化层130的第一部分可以具有第一 范围内的厚度,而其第二部分可以具有不同的第二范围内的厚度。钝化层130的其它适当 构造和/或厚度范围将取决于给定应用,并且根据本公开内容将是显而易见的。
[0039] 根据实施例,钝化层130可以包括各种各样的电介质材料中的任何电介质材料, 所述电介质材料包括但不一定限于:(1)氧化物,例如二氧化硅(Si02)、氧化铝(A1203)等; (2)氮化物,例如氮化硅(Si3N4) ;(3)碳化物,例如碳化硅(SiC) ;(4)碳氮化物,例如碳氮化 硅(SiCN) ;(5)氮氧化物,例如氮氧化硅(SiOxNy);和/或(6)上述材料中的任何材料的组 合(例如,SiCN/SiN等)。在一些实施例中,钝化层130可以被配置为不同材料的两个或更 多层的组合。在一些实例中,并且根据一些实施例,钝化层130可以是渐变的,以使其成分 例如跨越所述层的厚度发生变化。钝化层130的其它适当材料和/或构造将取决于给定应 用,并且根据本公开内容将是显而易见的。
[0040] 从图2还可以看出,在一些实施例中,1C100任选地可以包括硬掩模层140。在一 些情况下,可以将硬掩模层140沉积为覆盖由下层钝化层130提供的形貌的大体上共形的 层。根据一些实施例,可以使用各种各样的沉积技术/工艺中的任何技术/工艺来将硬掩模 层140设置在ILD110之上,所述沉积技术/工艺例如但不一定限于:化学气相沉积(CVD); 物理气相沉积(PVD)(例如,溅射);旋涂/旋压沉积(SOD);电子束蒸发;和/或上述技术 /工艺中的任何技术/工艺的组合。硬掩模层140的其它适当沉积工艺/技术将取决于给 定应用,并且根据本公开内容将是显而易见的。
[0041] 根据实施例,可以将硬掩模层140沉积为厚度在从单组分原子的厚度(即,单层) 到给定应用所期望的厚度的范围内的层/膜。例如,在一些示例性实施例中,硬掩模层140 可以沉积有处于大约10-1 〇〇〇A或更大的范围内的厚度(例如,处于大约200-500人或更 大、大约500-800A或更大、或大约丨0-1000A或更大的范围内的任何其它子范围的范围内 的厚度)。在一些情况下,硬掩模层140在这种形貌之上可以具有大体上均匀的厚度。然 而,所要求保护的发明不限于此,因为在一些其它实例中,硬掩模层140可以设置有非均匀 或在其它情况下变化的厚度。例如,在一些情况下,硬掩模层140的第一部分可以具有第一 范围内的厚度,而其第二部分可以具有不同的第二范围内的厚度。在一些实施例中,可以将 任选的硬掩模层140实施为单个层,而在一些其它实施例中,可以将任选的硬掩模层140实 施为多个层(例如,双层、三层等)。硬掩模层140的其它适当构造和/或厚度范围将取决 于给定应用,并且根据本公开内容将是显而易见的。
[0042] 根据实施例,任选的硬掩模层140可以包括各种各样的材料中的任何材料,所述 材料例如但不一定限于:(1)氮化娃(Si3N4) ;(2)二氧化娃(Si02) ;(3)氮氧化娃(Si0xNy); (4)碳氮化硅(SiCN) ; (5)具有大于或等于大约20% (例如,大约30-60 %或更大、大约 40-50%或更大等的范围内)的硅浓度的富硅聚合物,例如硅倍半氧烷、硅氧烷等;(6)氮化 钛(TiN);和/或(7)前述材料中的任何材料的组合。在一些情况下,包括给定硬掩模层140 的一种或多种材料可以至少部分地取决于包括下层钝化层130的(多种)材料。任选的硬 掩模层140的其它适当材料将取决于给定应用,并且根据本公开内容将是显而易见的。
[0043] 工艺流程可以如图3和4所示的那样继续进行,图3和图4分别示出根据本发明 的实施例的在沉积并处理定向自组装〇)SA)层150之后的图2的1C100。在一些实施例 中,DSA层150可以包括例如在经受非减法处理/加工时进行自组织/自组装的嵌段共聚 物材料。一些这种处理可以包括但不一定限于:(1)将DSA层150加热/焙烧到足够的温 度(例如,处于大约100_450°C的范围内);和/或(2)使DSA层150经受适当的溶剂环境, 例如具有溶剂(例如,甲苯或C7H8)的部分压力的惰性气体(例如,氮气或N2;氩气或Ar;氦 气或He;等)。给定DSA层150的其它适当的非减法处理技术将取决于给定应用,并且根据 本公开内容将是显而易见的。
[0044] 在任何这种情况下,根据一个或多个实施例,在处理时,DSA层150的DSA组成材料 150a和150b可能经历微相分离,因此分离成两个离析的相,由此将形成总体上有序的(例 如,周期性的、准周期性的、短程有序的、随机有序的等)纳米结构。如根据本公开内容将领 会的,两种DSA组成150a和150b的体积分数可以确定例如总体上圆柱形的孔的阵列或者 总体上圆柱形的结构的阵列是否由自组织产生。根据本公开内容,许多构造和变型将是显 而易见的。
[0045] 为此,根据一些实施例,用于DSA层150的一些示例性适当材料可以包括但不一定 限于:聚(苯乙烯-b-甲基丙烯酸盐甲酯);聚(苯乙烯-b-环氧乙烷);聚(苯乙烯-b-丙 交酯);聚(氧化丙烯-b_苯乙烯-共-4-乙烯基氮苯);聚(苯乙烯-b-4-乙烯基氮苯); 聚(苯乙烯-b-聚二甲基硅氧烷);聚(苯乙烯-b-甲基丙烯酸盐);聚(甲基丙烯酸盐甲 酯-b-n-壬基丙烯酸酯);和/或上述材料中的任何材料的组合。在一些实施例中,DSA层 150可以包括嵌段共聚物,其例如具有两个、三个、四个或更多嵌段(block)。在一些情况 下,层150可以包括均聚物和/或聚合物的混合(例如,所述聚合物自身可以是嵌段、混合 物、均聚物等)。在一些示例性实例中,DSA层150可以包括具有纳米颗粒(例如,聚苯乙烯 胶乳或PSL球粒)的胶状悬浮的旋压材料。在一些其它实例中,层150可以包括一种或多 种非聚合物相材料(例如,诸如0-Ti-Cr之类的金属组成),它们在受到处理(例如,加热、 暴露于溶剂等)时发生离析。从更普遍的意义上讲,可以使用响应于处理(例如,加热、冷 却、向心力、暴露于适当溶剂环境等)而离析成不同的相的任何材料,随后可以响应于彼此 而对不同的相进行蚀刻,以提供期望的图案。用于牺牲层150的其它适当材料将取决于给 定应用和可用加工设备等的因素,并且根据本公开内容将是显而易见的。
[0046] 在一些实施例中,可以使用例如旋涂/旋压沉积(SOD)或者任何其它适当的沉积 技术/工艺来将DSA层150沉积为膜(例如,在焙烧之前,如图3所示),如根据本公开内容 将显而易见的。此外,根据一些实施例,可以根据给定目标应用或最终用途的需要而将DSA 层150沉积为具有任何给定厚度的层/膜。例如,在一些实例中,在焙烧之前,DSA层150 可以是覆盖由任选的硬掩模层140 (如果存在的话)和/或钝化层130提供的形貌的大体 上共形的层。在焙烧之后(例如,如图4所示),在一些实施例中,DSA层150可以具有处于 大约10-1000人或更大的范围内的厚度(例如,处于大约200-500人、大约500-800人或更 大、或者大约10-丨000/\或更大的范围内的任何子范围内的厚度)。DSA层150的其它适当 构造和/或厚度范围将取决于给定应用,并且根据本公开内容将是显而易见的。
[0047] 接下来,工艺流程将如图5所示的那样继续进行,图5示出了根据本发明的实施例 的在进行选择性蚀刻之后的图4的1C100。如图所示,DSA层150已经被选择性蚀刻,以使 DSA组成150b被去除/蚀刻掉,在1C100的表面上留下DSA组成150a。然而,应当注意到, 所要求保护的发明不限于此,因为在一些其它实施例中,DSA层150替代地可以被选择性蚀 亥丨J,以使DSA组成150a被去除,而DSA组成150b保留在1C100上。在任一种情况下,根据 实施例,对DSA层150的选择性蚀刻在1C100的表面上产生经图案化的DSA层150'。
[0048] 在DSA层150包括例如聚(苯乙烯-b-甲基丙烯酸盐甲酯)(PS-b-PMMA)的一些 实施例中,可以有选择地蚀刻掉DSA组成150b(例如,PMMA),留下DSA组成150a(例如,PS) 的经图案化的层150'。例如,考虑图5',其是根据本发明的实施例的对DSA层150进行选 择性蚀刻之后的示例性1C100的倾斜透视扫描电子显微镜(SEM)图像。如图可见,已经有 选择地蚀刻掉DSA组成150b,留下DSA组成150a的具有形成于其中的多个凹陷/孔152的 经图案化的层150'。
[0049] 根据实施例,可以使用各种各样的蚀刻工艺和化学试剂中的任何蚀刻工艺和化学 试剂来执行对DSA层150的选择性蚀刻。例如,为了蚀刻掉包括PMMA的DSA组成150b,一 些适当的蚀刻工艺/化学试剂可以包括但不一定限于:(1)利用紫外线(UV)曝光随后施用 乙酸(C2H402)的湿法蚀刻工艺;和/或⑵在低偏置电源下利用氧气(0 2)和氩气(Ar)的 干法蚀刻工艺。然而,所要求保护的发明不限于此,并且给定DSA层150的其它适当的蚀刻 工艺和/或化学试剂将取决于给定应用,并且根据本公开内容将是显而易见的。
[0050] 此后,工艺流程可以如图6所示的那
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