专利名称：一种低介电常数介质薄膜的纳米压印金属图形转移的方法
技术领域：
本发明属于微电子技术领域，具体涉及一种低介电常数介质薄膜的纳米压印转移 金属图形的方法。
背景技术：
集成电路的发展趋势是集成密度的不断增加，伴随着特征尺寸的不断减小，互 连延迟已经成为影响芯片速度的主要因素之一，而其中全局互连的时间延迟大大超过了 局域互连的贡献，成为决定芯片最终性能的决定因素。减少互连延时的一个办法是利 用低介电常数介质材料。目前的旋涂玻璃法(SOG)是普遍被采用的一种平坦化技术，因 此许多的SOG供应厂商为了提供低介电常数的SOG材料，也不断研发出像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。传统的金属互连制造工艺主通过 光刻，刻蚀和电镀等多个制造工艺实现低介电常数介质薄膜中的金属互联，步骤较多，成本 也相对较大。
发明内容
本发明的目的在于提出一种工艺简单，成本较低的低介电常数介质薄膜的纳米压 印金属图形转移的方法，以便用于微电子领域互连制造工艺。本发明的提出的低介电常数介质薄膜的纳米压印金属转移的方法，具体步骤为
(1)在衬底上淀积低介电常数介质薄膜；
(2)用表面具有一定金属图形的压印模具压印低介电常数介质薄膜，使金属图形转移 到低介电常数介质薄膜上；
(3)移除压印模具；
(4)对被压印的低介电常数介质薄膜固化成型。本发明中，所述的低介电常数介质薄膜包括HSQ(Hydrogen silesquioxane), MSQ(Methylsequioxane)，特氣龙禾口 PPLK(Photo Patternable Low Dielectrics)等。本发明中，步骤(1)所述淀积方法包括旋涂或滴定等。本发明中，步骤(2 )所述压印包括纳米压印，机械压印等。本发明中，步骤(4)所述的固化包括紫外固化，加热，退火固化等技术。本发明中，转移金属可以是铜、铝、或金等。本发明中，所用的衬底可以是硅，玻璃，晶圆等。本发明所提供的方法可以有效实现金属从模板到低介电常数材料介质薄膜中的 转移，能广泛应用于互连制造工艺中，大大降低生产成本。
图1A-1E为依据本发明方法的实例过程剖面示意图。
3
图中标号100衬底，102低介电常数介质薄膜，104压印模具上的金属，106压印 模具，102-1金属转移后的低介电常数介质薄膜，104-1转移到低介电常数介质薄膜的金 属，106-1金属转移后压印模具。
具体实施例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IA为衬底100的横截面图。所选择的衬底可以为硅，玻璃，晶圆等。本文中实 例选择的是硅。图IB为在衬底100上旋涂一层低介电常数介质薄膜102后的横截面图，低介 电常数介质薄膜可以为 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2000—2500r/ min旋涂在衬底100上，然后在115-125摄氏度(如120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IC为具有金属图形104的压印模具106加工压印低介电常数介质薄膜的横截 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图形的铜和硅基模具的 纳米压印技术。图ID为利用具有光栅金属图形的模具纳米压印图IC所示的低介电常数介质薄膜 102表面。在8—10兆帕(如8兆帕)的压力下维持18—25分钟(如20分钟)后，取下模 板，就实现了图IE所示的在介质薄膜102-1上的金属图形104-1转移。接着将带有金属铜 图形的低介电常数介质薄膜HSQ在240-260摄氏度(如250摄氏度)热板上加热25—32分 钟(如30分钟)，使得HSQ的固化，即完成从金属铜从基底硅模具材料106到低介电常数介 质薄膜HSQ 102的图形转移。在不偏离本发明的精神和范围的情况下还可以构成许多有很大差别的实施例。应 当理解，除了如所附的权利要求所限定的，本发明不限于在说明书中所述的具体实施例。本发明方法具有快速，有效等优点。而且能突破传统光学图形构造尺寸的极限，通 过使用具有金属图形的模具压印基于SOG技术的低介电常数介质薄膜，一次实现金属图形 从模具到介质薄膜的转移，步骤简单，成本低廉，因此具有极大的应用价值。
权利要求
一种低介电常数介质薄膜的纳米压印转移金属图形的方法，其特征在于具体步骤如下(1)在衬底上淀积低介电常数介质薄膜；(2)用表面具有一定金属图形的压印模具压印低介电常数介质薄膜，使金属图形转移到低介电常数介质薄膜上；(3)移除压印模具；(4)对所压印的介质薄膜进行固化成型。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述低介电常数介质为HSQ、MSQ、特氟龙 或 PPLK。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(1)中所述的淀积方法为旋涂或滴定。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(2)中所述压印方法为纳米压印或机 械压印。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(2)中所述的金属是铜、铝或金。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(4)中所述的固化为紫外固化，或加 热，退火固化。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的衬底为硅、玻璃或晶圆。
全文摘要
本发明属于微电子技术领域，具体为一种低介电常数介质薄膜的纳米压印金属图形转移的方法。本发明利用带有金属图形的模具纳米压印低介电常数介质薄膜，实现金属图形从模具到低介电常数介质薄膜的转移，从而达到在集成电路互连制造工艺中应用。相比于传统光刻、刻蚀和淀积技术实现金属互连而言，本发明简化了互连制造工艺步骤，大大地降低了生产成本。
文档编号B82B3/00GK101905864SQ201010252919
公开日2010年12月8日 申请日期2010年8月13日 优先权日2010年8月13日
发明者刘冉, 宗兆翔, 沈臻魁 申请人:复旦大学