專利名稱：具有增加的有關(guān)對(duì)準(zhǔn)和特征成形的彈性的納米壓印技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明之揭示系有關(guān)微結(jié)構(gòu)制造之領(lǐng)域，且尤系有關(guān)一種根據(jù)納
米壓印技術(shù)(nano imprint technique)而界定微結(jié)構(gòu)特征之方法。
背景技術(shù)：
諸如集成電路等的微結(jié)構(gòu)之制造需要在諸如硅襯底等適當(dāng)?shù)囊r底 的材料層中形成具有精確控制尺寸之微小區(qū)域。藉由圖案化材料層， 例如藉由執(zhí)行微影及蝕刻工藝，而產(chǎn)生這些具有精確控制尺寸之微小 區(qū)域。為達(dá)到此一目的，在傳統(tǒng)的半導(dǎo)體技術(shù)中，系在所考慮的材料 層之上形成掩膜層(mask layer),以便先在該掩膜層中界定這些微小區(qū) 域。 一般而言，掩膜層可包含以諸如光微影工藝的微影工藝圖案化之 光阻層，或利用該光阻層形成該掩膜層。在一般的微影工藝期間，可 以旋轉(zhuǎn)涂布法將光阻涂布在晶圓表面上，然后以紫外線輻射將光阻選 擇性地曝光。在將光阻顯影之后，將根據(jù)光阻的類型是正光阻或負(fù)光 阻而去除曝光部分或未曝光部分，以便在該光阻層中形成所需的圖案。 因?yàn)閺?fù)雜的集成電路中之圖案的尺寸不斷地減小，所以用來(lái)產(chǎn)生裝置 特征的圖案之設(shè)備必須滿足與所涉及的工藝的分辨率及疊對(duì)準(zhǔn)確度 (overlay accuracy)有關(guān)之嚴(yán)格要求。在這一點(diǎn)上，分辨率被視為在預(yù)定 的制造變化之條件下用來(lái)規(guī)定印制最小尺寸的影像的一致性能力之衡 量值。微影工藝代表了改善分辨率的一重要因素，其中系經(jīng)由光學(xué)成 像系統(tǒng)將光掩膜或光罩(reticle)中所含的圖案以光學(xué)方式轉(zhuǎn)移到襯底。 因此，投入了相當(dāng)多的努力，以便不斷地改善微影系統(tǒng)的諸如數(shù)值孔 徑(numerical aperture)、聚焦深度(depth of focus)、以及所使用光源的波 長(zhǎng)的光學(xué)特性。
在產(chǎn)生極小的特征尺寸(feature size)時(shí)，微影成像的品質(zhì)是極端重 要的。然而，至少同樣重要的是可在襯底表面上將影像定位之準(zhǔn)確度。 藉由相繼地圖案化材料層而制造諸如集成電路的許多類型的微結(jié)構(gòu)，其中，各后續(xù)的材料層上的特征具有界限清楚的相互空間關(guān)系。必須 將后續(xù)材料層中形成的每一圖案在指定的重合公差之內(nèi)對(duì)準(zhǔn)先前圖案 化的材料層中形成之對(duì)應(yīng)的圖案。系諸如因光阻厚度、烘烤溫度、曝 光及顯影的參數(shù)之不一致，而產(chǎn)生襯底上的光阻影像之變化，因而造 成了這些重合公差。此外，蝕刻工藝的不一致也可能導(dǎo)致被蝕刻的特 征之變化。此外，以光微影法將影像轉(zhuǎn)移到襯底上時(shí)，存在了使現(xiàn)有 材料層的圖案影像與先前形成的材料層之被蝕刻的圖案重疊之不確定 性。諸如一組掩膜內(nèi)之瑕疵、不同曝光時(shí)間的溫度差異、以及對(duì)準(zhǔn)工 具的有限重合能力等的數(shù)種因素影響到成像系統(tǒng)完美地使兩層重疊之 能力。因此，決定最后可得到的最小特征尺寸之首要準(zhǔn)則是用來(lái)產(chǎn)生 個(gè)別襯底層中的特征的分辨率、以及尤其是在微影工藝中由上述因素
造成的總疊對(duì)誤差(overlay error)。
微結(jié)構(gòu)的持續(xù)微縮需要對(duì)光微影系統(tǒng)的曝光波長(zhǎng)、光束光學(xué)、以 及對(duì)準(zhǔn)裝置等的參數(shù)有對(duì)應(yīng)的調(diào)整，以便提供所需的分辨率，然而， 此種對(duì)應(yīng)的調(diào)整對(duì)工具制造商的研發(fā)工作造成了沉重的負(fù)擔(dān)，而微結(jié) 構(gòu)制造商則要面對(duì)愈來(lái)愈多的工具投資以及可觀的擁有成本。因此， 已提供了用來(lái)界定各別材料層中之微結(jié)構(gòu)特征且同時(shí)避免或減少與傳 統(tǒng)光微影技術(shù)相關(guān)聯(lián)的某些問(wèn)題之新技術(shù)。 一種有前途的方法是納米 壓印技術(shù)，這是一種將模具(mold)或壓模(die)中界定的圖案以機(jī)械方式 轉(zhuǎn)移到適當(dāng)?shù)难谀又兄椒?，然后可用該掩膜層?lái)圖案化所考慮的 材料層。例如，在需要具有較小的特征尺寸、低寄生電容值、及對(duì)電 遷移(dectromigration)有高抗性的金屬化結(jié)構(gòu)的復(fù)雜半導(dǎo)體裝置的金屬 化層之制造期間，通常使用所謂的嵌入(inlaid)或鑲嵌(damascene)技術(shù)。 在用于形成提供集成電路的復(fù)雜電路布局的布線層(wiring layer)之此 種技術(shù)中，圖案化適當(dāng)?shù)慕殡姴牧弦员闳菁{溝槽及通孔，且接著以如 銅、銅合金、銀、或任何其它適當(dāng)金屬的高導(dǎo)電材料填滿該等溝槽及 通孔。因此，該通孔例如金屬線在不同堆棧金屬化層的金屬區(qū)域間提 供電性連接，故其必須在著重的金屬區(qū)間有精確的定位，其中至少在 下方金屬化層的金屬線及通孔之橫向尺寸大致等于最小關(guān)鍵尺寸 (critical dimension),也因而需要非常精密的微影技術(shù)。此外，可能也必 須針對(duì)光學(xué)圖案化技術(shù)而徹底控制較高裝置層中之表面構(gòu)形，因而可能因使用了低k(low-k)介電材料，進(jìn)而需要非常精密的平坦化技術(shù)，其 中這些低k介電材料的機(jī)械穩(wěn)定性可能比諸如二氧化硅及氮化硅等的 "傳統(tǒng)的"介電材料來(lái)的低。因此，藉由避免光學(xué)圖案化方法，可根據(jù) 納米壓印技術(shù)而形成各別的溝槽或通孔，當(dāng)要形成金屬線的溝槽時(shí)，
具有包含各別金屬線及用來(lái)形成溝槽的空間之離隙(reliO之對(duì)應(yīng)的壓
模接觸光阻材料或任何其它掩膜材料。在次一工藝步驟中，可將掩膜 層用來(lái)將該掩膜層中之圖案轉(zhuǎn)移到諸如金屬化層的介電材料的材料層 中。
雖然可藉由使用納米壓印技術(shù)而避免與光微影法相關(guān)聯(lián)的許多問(wèn)
題，但是必須將壓印工藝界定的溝槽精確地對(duì)準(zhǔn)先前形成的通孔，因
而也對(duì)壓印工藝技術(shù)加上了非常嚴(yán)格的限制。在其它的情形中，當(dāng)在
層間介電材料中直接形成開(kāi)孔時(shí)，納米壓印技術(shù)在該等開(kāi)孔的成形上
的彈性則會(huì)降低，此后，可能無(wú)法以傳統(tǒng)光微影技術(shù)中被用來(lái)作為一 種有效率的控制機(jī)制之方式再調(diào)整曝光及(或)蝕刻參數(shù)，以便得到諸如
錐體一般的成形。
本發(fā)明之揭示系有關(guān)可解決或至少減輕前文所述問(wèn)題的全部或部 分之各種方法。

發(fā)明內(nèi)容
下文中提出了本發(fā)明的簡(jiǎn)化概要，以提供對(duì)本發(fā)明的某些方面的 基本了解。此概要并不是本發(fā)明的徹底的概述。其目的并不是識(shí)別本 發(fā)明的關(guān)鍵性或重要的元件，也不是描述本發(fā)明的范圍。其唯一目的 只是以簡(jiǎn)化的形式提供某些觀念，作為將于后文中討論的更詳細(xì)的說(shuō) 明之前言。
一般而言，本發(fā)明所揭示的主題系有關(guān)一種形成諸如半導(dǎo)體裝置 的微結(jié)構(gòu)的特征之技術(shù)，使用了采用機(jī)械相互作用以便在指定的材料 層內(nèi)形成或提供諸如導(dǎo)線及通孔等的各別特征之技術(shù)。為達(dá)到此目的， 在某些方面提供了增進(jìn)程度的彈性，其方式為大幅減少用來(lái)形成諸如 半導(dǎo)體裝置的金屬化層所需的工藝步驟，其中，可在共同的壓印工藝 中界定通孔開(kāi)孔及溝槽。在其它方面，可根據(jù)被對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)的模具或壓 模，有效地調(diào)整溝槽及通孔等的側(cè)壁組構(gòu)，以便得到非垂直的側(cè)壁部
7分，這是因?yàn)榇朔N方式對(duì)諸如金屬化層中的特征的溝槽及開(kāi)孔等的多 個(gè)特定裝置特征可能是有利的。因此，當(dāng)考慮到復(fù)雜的半導(dǎo)體裝置之 金屬化結(jié)構(gòu)時(shí)，可藉由降低壓印技術(shù)的工藝復(fù)雜性且(或)提供各別特征 成形的增進(jìn)彈性，而可在降低的工藝復(fù)雜性下增進(jìn)各別微結(jié)構(gòu)裝置的 整體效能，這是因?yàn)榭芍T如減少關(guān)鍵性的對(duì)準(zhǔn)作業(yè)，且(或)可諸如藉由 得到較佳的填充性能而增進(jìn)某些電路特征的工藝效能。
根據(jù)本發(fā)明所揭示之一例示實(shí)施例， 一種方法包含下列歩驟將 通孔開(kāi)孔及溝槽共同地壓印到在襯底之上形成的可被模制的材料層 中，其中，該通孔開(kāi)孔及該溝槽對(duì)應(yīng)于微結(jié)構(gòu)裝置的金屬化結(jié)構(gòu)的特 征。此外，該方法包含下列步驟根據(jù)該通孔開(kāi)孔及該溝槽而形成通 孔及導(dǎo)線。
根據(jù)本發(fā)明所揭示之另一例示實(shí)施例， 一種方法包含下列步驟 將開(kāi)孔壓印到在襯底之上形成的可被模制的材料層中，其中，該開(kāi)孔 對(duì)應(yīng)于微結(jié)構(gòu)裝置的特征，且具有在與該開(kāi)孔的底部不垂直方位上的 側(cè)壁部分。此外，該方法包含下列步驟根據(jù)該開(kāi)孔而形成該特征， 其中，該特征具有與該特征的底部不垂直的側(cè)壁部分。
根據(jù)本發(fā)明所揭示之又一例示實(shí)施例， 一種方法包含下列步驟 形成半導(dǎo)體裝置之金屬化層；以及將該金屬化層以機(jī)械方式轉(zhuǎn)移到形 成有多個(gè)電路元件于其上之襯底。


若參照前文中之說(shuō)明并配合各附圖，將可了解本發(fā)明之揭示，在 該等附圖中，類似的元件符號(hào)識(shí)別類似的元件，且其中
圖la至圖le是根據(jù)本發(fā)明揭示的例示實(shí)施例而在共同壓印工藝
中形成通孔/線金屬化結(jié)構(gòu)期間的微結(jié)構(gòu)之剖面示意圖，該共同壓印
工藝系用來(lái)在層間介電材料中直接形成各別的開(kāi)孔；
圖2a至圖2d是根據(jù)其它例示實(shí)施例而在基于共同壓印工藝以及 后續(xù)蝕刻工藝以制造通孔/線金屬化結(jié)構(gòu)期間的微結(jié)構(gòu)裝置之剖面示 意圖3a至圖3e是根據(jù)進(jìn)一步的例示實(shí)施例而在用來(lái)基于共同壓印 工藝以及后續(xù)的移除介電材料以形成通孔/線結(jié)構(gòu)的各制造階段期間之剖面示意圖4a至圖4c是根據(jù)其它例示實(shí)施例而形成壓印模具或壓模(亦即， 通孔/線結(jié)構(gòu)的負(fù)形)之流程示意圖5是根據(jù)本發(fā)明所揭示的其它例示實(shí)施例而將一或多個(gè)金屬化 結(jié)構(gòu)以機(jī)械方式轉(zhuǎn)移到包含多個(gè)電路元件之襯底的示意圖6a至圖6c是根據(jù)本發(fā)明所揭示的例示實(shí)施例的具有半導(dǎo)體裝 置的金屬化特征的各別負(fù)形的不垂直的側(cè)壁組構(gòu)的多個(gè)壓印模具或壓 模之剖面示意圖7a至圖7b是根據(jù)其它例示實(shí)施例而在基于錐形壓印壓?；蚰?具以形成隔離溝槽期間的半導(dǎo)體裝置之剖面示意圖；以及
圖8a至圖8d是根據(jù)本發(fā)明所揭示的其它例示實(shí)施例而在形成具 有以壓印技術(shù)得到的修改后的側(cè)壁組構(gòu)的諸如柵電極的導(dǎo)線的各制造 階段期間的半導(dǎo)體裝置之剖面示意圖。
雖然本發(fā)明所揭示之主題易于作出各種修改及替代形式，但是該 等圖式中系以舉例方式示出本發(fā)明的一些特定實(shí)施例，且已在本說(shuō)明 書(shū)中說(shuō)明了這些特定實(shí)施例。然而，我們應(yīng)當(dāng)了解，本說(shuō)明書(shū)對(duì)這些 特定實(shí)施例的說(shuō)明之用意并非將本發(fā)明限制在所揭示之特定形式，相 反地，本發(fā)明將涵蓋最后的申請(qǐng)專利范圍所界定的本發(fā)明的精神及范 圍內(nèi)之所有修改、等效物、及替代。
具體實(shí)施例方式
下文中將說(shuō)明本發(fā)明的各實(shí)施例。為了顧及說(shuō)明的清晰，在本說(shuō) 明書(shū)中將不說(shuō)明一實(shí)際實(shí)施例的所有特征。當(dāng)然，我們當(dāng)了解，在任 何此種實(shí)際實(shí)施例的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，必須作出許多與實(shí)施例相關(guān)的決定， 以便達(dá)到開(kāi)發(fā)者的特定目標(biāo)，這些特定的目標(biāo)包括諸如符合與系統(tǒng)相 關(guān)的及與商業(yè)相關(guān)的限制條件，而該等限制將隨著各實(shí)施例而有所不 同。此外，我們當(dāng)了解，雖然此種開(kāi)發(fā)的工作可能是復(fù)雜且耗時(shí)的， 但是此種開(kāi)發(fā)工作仍然是對(duì)此項(xiàng)技術(shù)具有一般知識(shí)者在參閱本發(fā)明的 揭示之后所從事的日常工作。
現(xiàn)在將參照各附圖而說(shuō)明本發(fā)明之主題。只為了解說(shuō)之用，而在 該等圖式中以示意圖之方式示出各種結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、及裝置，免得以熟習(xí)此項(xiàng)技術(shù)者所習(xí)知的細(xì)節(jié)模糊了本發(fā)明的揭示。然而，該等附圖被 加入，以便描述并解說(shuō)本發(fā)明的揭示之各例子。應(yīng)將本說(shuō)明書(shū)所用的 字及詞匯了解及詮釋為具有與熟習(xí)相關(guān)技術(shù)者對(duì)這些字及詞匯所了解 的一致之意義。不會(huì)因持續(xù)地在本說(shuō)明書(shū)中使用一術(shù)語(yǔ)或詞匯，即意 味著該術(shù)語(yǔ)或詞匯有特殊的定義(亦即與熟習(xí)此項(xiàng)技術(shù)者所了解的一般 及慣常的意義不同之定義)。如果想要使一術(shù)語(yǔ)或詞匯有一特殊的意義 (亦即與熟習(xí)此項(xiàng)技術(shù)者所了解的意義不同之意義)，則會(huì)在本說(shuō)明書(shū)中 直接且明確地提供該術(shù)語(yǔ)或詞匯的特殊定義之下定義之方式明確地述 及該特殊的定義。
一般而言，本發(fā)明所揭示的主題系有關(guān)一種用來(lái)形成諸如半導(dǎo)體 裝置等的微結(jié)構(gòu)的特征之技術(shù)，其中系至少以壓印技術(shù)取代某些光微
影步驟，而在該壓印技術(shù)中，系以可被模制的材料(moldable material) 與對(duì)應(yīng)的壓印模具或納米壓?；驔_壓器(stamp)間之直接機(jī)械接觸形成 特征、或形成特征之至少一掩膜層，其中在某些方面，可在共同的壓 印工藝中形成兩種不同類型的特征，以便減少所需對(duì)準(zhǔn)工藝的數(shù)目， 且亦減少諸如沉積步驟及平坦化步驟等的個(gè)別工藝步驟的數(shù)目。在另 一方面，可適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)各別的壓印模具，而完成各別特征的成形，以 便增進(jìn)各別特征的效能，且(或)增進(jìn)各別圖案化工藝之效能。例如，在 某些實(shí)施例中，可根據(jù)對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)的壓印壓模或模具而形成錐形通孔或 溝槽，以便有效地增進(jìn)對(duì)應(yīng)的沉積工藝之填充性能，而可靠地填入諸 如金屬或金屬合金等的導(dǎo)電材料。因此，可提高整體工藝效率。且因 而可降低制造成本，這是因?yàn)樵谠S多制造階段中，可避免成本高昂且 復(fù)雜的光微影步驟，或者可將各別的光微影工藝用來(lái)形成適當(dāng)?shù)膲河?模具，因而顯著"倍增"了各別光微影工藝的效率，這是因?yàn)閱我坏?光微影工藝可形成對(duì)應(yīng)的壓印模具或壓模，且又可將該壓印模具或壓 模用來(lái)處理多個(gè)襯底。
圖la以示意圖標(biāo)出微結(jié)構(gòu)裝置(100)，該微結(jié)構(gòu)裝置(100)在某些實(shí) 施例中可代表半導(dǎo)體裝置，該半導(dǎo)體裝置可容納金屬化結(jié)構(gòu)，用以在 電性連接該半導(dǎo)體裝置中形成的諸如晶體管、電容器、及電阻器等的 各別電路元件。在其它的例子中，微結(jié)構(gòu)裝置(100)可代表在其中形成 有光電元件及(或)機(jī)械元件等的元件之裝置。微結(jié)構(gòu)裝置(100)可包含襯底(IOI)，該襯底(101)可代表諸如基于硅的半導(dǎo)體襯底的任何適當(dāng)之襯 底，而當(dāng)考慮到在各別的絕緣層上形成適當(dāng)?shù)陌雽?dǎo)體層之絕緣層上覆
硅(Silicon On Insulator;簡(jiǎn)稱SOI)架構(gòu)時(shí)，該基于硅的半導(dǎo)體襯底可包 含埋入絕緣層(圖中未示出)。在其它的例子中，微結(jié)構(gòu)裝置(100)可代表 在其上形成有適當(dāng)?shù)牟牧蠈又魏芜m當(dāng)?shù)妮d體材料，而該材料層可容 許制造各別的組成部分，且該等各別組成部分中之至少某些組成部分 可能需要對(duì)應(yīng)的金屬化結(jié)構(gòu)，以使提供該等各別電路元件間之電性互 連。又在另外其它的例子中，襯底(101)可代表任何適當(dāng)?shù)妮d體材料， 且在該載體材料之上形成了金屬化結(jié)構(gòu)，而可于后續(xù)的階段中將該金 屬化結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移到各別的半導(dǎo)體裝置，且將于下文中更詳細(xì)地說(shuō)明其中 之情形。在某些實(shí)施例中，可在襯底(101)中形成包括各別接觸區(qū)(102) 的多個(gè)特征，且可以高導(dǎo)電的半導(dǎo)體區(qū)及金屬區(qū)等的形式提供該等接 觸區(qū)(102)。此外，可在襯底(101)之上形成可被模制的材料層(103)，其 中在圖la所示之實(shí)施例中，層(103)可代表用來(lái)在其中形成金屬化結(jié)構(gòu) 的特征之適當(dāng)?shù)慕殡姴牧稀?br> 例如，在某些例示實(shí)施例中，可由具有3.0或更低的相對(duì)介電常 數(shù)的介電質(zhì)構(gòu)成該可被模制的材料層(103)，其中通常將此種介電質(zhì)稱 為低k介電質(zhì)，甚至稱為極低k介電質(zhì)。我們當(dāng)了解，在本說(shuō)明書(shū)的 前后文中，術(shù)語(yǔ)"可被模制的(moldable)"意指可容許與壓印模具或壓模 (亦即，將在材料層(103)中形成的開(kāi)孔之負(fù)形(negative form))間之機(jī)械 接觸以便使該可被模制的材料變形且隨后可移除該各別壓印壓模之材 料特性，其中在該壓印模具被移除之后，該可被模制的材料層(103)可 在后來(lái)大體上保持該變形后的形狀。例如，可使用種類很多的熱塑材 料，且可在加熱之后使該熱塑材料進(jìn)入低黏度狀態(tài)，以便可在該低黏 度狀態(tài)下完成材料(103)的各別變形，其中在使該熱塑材料冷卻之后， 縱然移除該變形壓印壓模，也可保持各別的變形后之形狀。在其它的 例子中，可提供低黏度狀態(tài)之諸如聚合物材料及光阻材料等的各別材 料，且可在使該等各別材料與各別的壓印模具接觸之后，根據(jù)諸如紫 外線輻射或熱處理等的方式使該等各別材料硬化，以便保持變形后的 形狀。
在圖la所示之實(shí)施例中，示出在與各別壓印模具或壓模(150)接觸之前的微結(jié)構(gòu)裝置(100)，該微結(jié)構(gòu)裝置(100)可包含由諸如硅、二氧化 硅、金屬、金屬合金、及某些塑料材料等的任何適當(dāng)材料制成之襯底
(151)。此外，壓印模具(150)可包含將在材料層(103)中形成的各別復(fù)雜 開(kāi)孔之多個(gè)負(fù)形(152)。在所示實(shí)施例中，負(fù)形(152)可包含通孔部分 (152A)及溝槽部分(152B)，而該等部分可對(duì)應(yīng)于將要在介電層(103)中 形成的金屬化結(jié)構(gòu)之各別通孔及金屬線。例如，在諸如裝置(100)的復(fù) 雜之微結(jié)構(gòu)裝置中，視所考慮的金屬化結(jié)構(gòu)層以及裝置(100)的任何電 路元件之最小關(guān)鍵尺寸而定，可能必須形成寬度為約為100納米(nm) 至數(shù)微米(y m)的各別金屬線與其它導(dǎo)線。
如前文所述，通常根據(jù)需要其中包括極復(fù)雜的對(duì)準(zhǔn)實(shí)體之極復(fù)雜 的微影工具的光微影及對(duì)應(yīng)之蝕刻工藝，而形成金屬化結(jié)構(gòu)的各別特 征。在形成通孔及與被連接到該通孔的金屬線之各別的制造序列期間， 不論所考慮的工藝策略為何，都必須使溝槽及通孔相互對(duì)準(zhǔn)，因而最 后可能造成各別設(shè)計(jì)規(guī)則必須考慮到的各別對(duì)準(zhǔn)誤差。藉由使用其中 包括對(duì)應(yīng)的通孔開(kāi)孔的各別負(fù)形(152A)以及代表各別溝槽的負(fù)形 (152B)，而使該等通孔及金屬線在高精確度下自動(dòng)相互對(duì)準(zhǔn)，因而減少 了工藝的復(fù)雜性，增加了裝置的性能，且能夠減少為了考慮到通孔開(kāi) 孔與溝槽間之某些程度的未對(duì)準(zhǔn)而通常必須提供的工藝裕度(process margin)。
用來(lái)形成微結(jié)構(gòu)裝置(100)的典型流程包含下文所述之工藝。依據(jù) 已為大家接受的技術(shù)(該等技術(shù)可包含將于下文中說(shuō)明的光微影工藝或 其它壓印工藝、離子植入工藝、蝕刻技術(shù)、及平坦化工藝等的技術(shù))而形 成了或可提供的諸如導(dǎo)電區(qū)(102)或任何其它電路元件等的任何微結(jié)構(gòu)特 征之后，可根據(jù)任何適當(dāng)?shù)某练e技術(shù)而形成可被模制的材料層(103)。 例如，當(dāng)層(103)是諸如特定聚合物材料或可被模制的光阻材料等的可 硬化的材料時(shí)，可在低黏度狀態(tài)以旋轉(zhuǎn)涂布技術(shù)下施加該層(103)，并 可將該層(103)保持在低黏度狀態(tài)。在其它實(shí)施例中，當(dāng)使用熱塑材料 時(shí)，可以任何適當(dāng)?shù)某练e技術(shù)形成該層(103)，并可諸如將該層(103)力口 熱而適當(dāng)?shù)靥幚碓搶?103)，以便將該層(103)轉(zhuǎn)變至高度的可變形狀態(tài)。 然后，將壓印模具(150)定位，并諸如使用各別的機(jī)械對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(圖中未 示出)或光學(xué)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記等的標(biāo)記，且以已為大家接受的對(duì)準(zhǔn)工具將該壓印模具(150)對(duì)準(zhǔn)微結(jié)構(gòu)(100)。在將壓印模具(150)及微結(jié)構(gòu)(100)適當(dāng)?shù)?相互定位之后，以箭頭(153)所示之方向使壓印模具(150)及(或)微結(jié)構(gòu) 裝置(100)有相對(duì)的移動(dòng)，同時(shí)其橫向位置大致維持不變。
圖lb以示意圖標(biāo)出與壓印模具(150)接觸的微結(jié)構(gòu)裝置(100)，其中 各別的負(fù)形(152)己使可被模制的材料層(103)變形，以便在該層(103)中 界定通孔開(kāi)孔及溝槽。然后，可諸如降低該層(103)的溫度，并以諸如 UV(紫外線)輻射等的適當(dāng)處理，得使該層(103)硬化，以便使該層(103) 的材料變成實(shí)質(zhì)上不可變形的狀態(tài)，亦即，在使該材料層(103)在移除 壓印模具(150)之后大體上能以所期望的高精確度保持其形狀之狀態(tài)。
圖lc以示意圖標(biāo)出以當(dāng)如箭頭(154)所示方向來(lái)移除壓印模具(150) 時(shí)之微結(jié)構(gòu)裝置(IOO)，其中移除壓印模具(150)時(shí)將因材料(103)的實(shí)質(zhì) 上不可變形之狀態(tài)而留下各別的被壓印之結(jié)構(gòu)(104)，該被壓印之結(jié)構(gòu) (104)包含在尺寸及形狀上分別實(shí)質(zhì)上對(duì)應(yīng)于壓印模具(L50)的各別負(fù)形 (152A)、 (152B)的通孔開(kāi)孔(104A)及溝槽(104B)。我們當(dāng)了解，壓印模 具(150)可在該層(103)的材料處于實(shí)質(zhì)上不可變形的纟犬態(tài)時(shí)，對(duì)該材料 具有低黏著性，且可使用納米壓印工藝的已為大家接受之技術(shù)，并根 據(jù)各別的表面處理或材料成分而實(shí)現(xiàn)該低黏著性。此外，在將通孔開(kāi) 孔(104A)及溝槽(104B)共同地壓印到該層(103)期間，該層(103)中之材 料的高度可能因各別負(fù)形(152)的額外體積而改變，其中可能根據(jù)各別 負(fù)形(152)在襯底(101)上之圖案密度，而局部地改變?cè)摳叨鹊母鲃e增加。 例如由于負(fù)形(152B)的圖案組構(gòu)，而無(wú)法提供襯底(101)上的該層(103) 的各別部分間之流體流動(dòng)，因而實(shí)質(zhì)上抑制了材料(103)在壓印模具 (150)的最后定位階段中之流體流動(dòng)時(shí)，模具(150)可具有各別的流體信 道(圖中未示出)，而該等流體信道可提供不同的裝置部分間之有效率的 流體流動(dòng)，或者可移除該層(103)的過(guò)量之材料。因此，在自處于其實(shí) 質(zhì)上不可變形的狀態(tài)的該層(103)去除壓印模具(150)之后，可得到實(shí)質(zhì) 上平坦的表面組構(gòu)，其中視該層(103)的過(guò)量材料是否在該層(103)的材 料轉(zhuǎn)變?yōu)椴豢勺冃蔚臓顟B(tài)之前被移除而定，該層(103)之厚度可能與原 先沉積的該層(103)之厚度不同。此外，各別的材料殘余物(104C)可能 因與微結(jié)構(gòu)(100)及(或)壓印模具(150)的表面構(gòu)形而仍然存在有輕度不 均勻于各別通孔開(kāi)孔(104A)的底部，因而造成與諸如導(dǎo)電區(qū)(102)等的下方結(jié)構(gòu)間之不完美的機(jī)械接觸。
圖Id以示意圖表示進(jìn)一步的先進(jìn)制造階段中之微結(jié)構(gòu)裝置(IOO)，
其中裝置(100)被施加用來(lái)移除材料殘余物(104C)的蝕刻環(huán)境(105)。在 該蝕刻工藝(105)期間，可使用已為大家接受的配方，以便有效率地移 除殘余物(104C)，其中在某些實(shí)施例中，可提供與導(dǎo)電區(qū)(102)的材料 有關(guān)的工藝(105)的蝕刻化學(xué)氣體之某一程度的選擇性。在此種方式下， 可控制蝕刻工藝(105)的工藝時(shí)間，以便可靠地移除整個(gè)襯底(101)上的 殘余物(104C)，且實(shí)質(zhì)上不會(huì)對(duì)下方區(qū)域(102)造成過(guò)度的損壞。此外， 由于蝕刻工藝(105)也許會(huì)移除通孔開(kāi)孔(104A)之外的該層(103)之材 料，然而，其中溝槽(104B)的各別深度可因溝槽(104B)內(nèi)與該層(103) 的水平表面部分(103S)之材料同時(shí)移除而保持實(shí)質(zhì)上相同，但是該層 (103)之總厚度將根據(jù)工藝(105)期間的過(guò)蝕刻程度而可能減少。然后， 可以諸如金屬或金屬合金等的導(dǎo)電材料填充各別的結(jié)構(gòu)(104)，而準(zhǔn)備 微結(jié)構(gòu)裝置(IOO)，以便提供各別的通孔及金屬線，而形成微結(jié)構(gòu)(IOO) 的各別金屬化結(jié)構(gòu)。
圖le以示意圖表示進(jìn)一步的先進(jìn)制造階段中之微結(jié)構(gòu)裝置(IOO)， 其中系在先前形成的開(kāi)孔(104A)內(nèi)提供各別通孔(106A)，以便連接到 下方導(dǎo)電區(qū)(102)。此外，在先前被界定的溝槽(104B)內(nèi)形成導(dǎo)線 (106B)。因此，代表任何適當(dāng)介電材料的材料層(103)可結(jié)合導(dǎo)線(106B) 及通孔(106A)，而界定各別的金屬化層(107)，其中該等各別的導(dǎo)線 (106B)提供了層內(nèi)電連接，而該等通孔(106A)則提供了與可代表接觸 栓塞(plug)、電路元件的接觸區(qū)、以及下方金屬化層的金屬區(qū)等的導(dǎo) 電區(qū)(102)間之電性接觸。我們當(dāng)了解，視所考慮的微結(jié)構(gòu)(100)之技術(shù) 節(jié)點(diǎn)而定，橫向尺寸(亦即，圖le中的通孔(106A)及導(dǎo)線(106B)的水平 延伸)在極先進(jìn)的半導(dǎo)體裝置中可能是100納米或甚至更小許多，其中 該等各別的尺寸可取決于裝置層以及微結(jié)構(gòu)裝置(100)運(yùn)作期間發(fā)生的 各別電流密度。此外，我們當(dāng)了解，各別通孔(106A)及(或)導(dǎo)線(106B) 的特定形狀可根據(jù)設(shè)計(jì)要求而改變。例如，可在相同的裝置層內(nèi)改變 各別導(dǎo)線(106B)的寬度及(或)深度，因而提供了各別金屬化結(jié)構(gòu)有關(guān)沉 積技術(shù)之操作與工藝條件等高度的彈性。相同的原則適用于通孔 (106A)。此外，可根據(jù)任何適當(dāng)?shù)膶?dǎo)電材料而形成通孔(106A)及導(dǎo)線(106B)，其中在復(fù)雜的應(yīng)用中，可使用諸如銅、銅合金、銀、及銀合金 等的高導(dǎo)電金屬，以便提供高性能的金屬化結(jié)構(gòu)。視將要被填入各別
通孔開(kāi)孔(104A)及溝槽(104B)的導(dǎo)電材料之特性而定，該導(dǎo)電材料亦可 包含導(dǎo)電阻擋材料(conductive barrier material),以便實(shí)質(zhì)上阻止金屬擴(kuò) 散進(jìn)入周?chē)脑搶?103)的介電材料，且因而阻止金屬最后擴(kuò)散進(jìn)入敏 感的裝置區(qū)，且亦在實(shí)質(zhì)上抑制介電材料或其內(nèi)含的諸如氧及氟等的 活性成分與諸如銅及銅合金等的各別導(dǎo)電金屬間之不希望的相互作 用。
可根據(jù)下文所述之工藝而形成圖le所示之微結(jié)構(gòu)(100)。在蝕刻工 藝(105)(圖ld)之后，在某些實(shí)施例中，可根據(jù)諸如濺鍍沉積、化學(xué)氣 相沉積(Chemical Vapor Deposition;簡(jiǎn)稱CVD)、無(wú)電鍍覆(electroless plating)、以及原子層沉積(Atomic Layer Deposition;簡(jiǎn)稱ALD)等任何 適當(dāng)?shù)某练e技術(shù)而沉積各別的導(dǎo)電阻擋材料(圖中未示出)。例如，可以 濺鍍沈積技術(shù)沈積諸如鉭、氮化鉭、鈦、氮化鈦、鎢、及氮化鉤等的 適當(dāng)之材料，其中執(zhí)行蝕刻工藝(105)或額外的蝕刻步驟之方式可因先 前的濺射蝕刻步驟確保下方導(dǎo)電區(qū)(102)的可靠之露出。然后，可諸如 以濺鍍沉積及無(wú)電沉積等的沈積技術(shù)沈積諸如銅等的適當(dāng)之晶種材料 (seed material),然后沉積如銅、銅合金、銀、及銀合金等的塊狀金屬(bulk metal)。然后，可根據(jù)可包括電化學(xué)蝕刻及化學(xué)機(jī)械研磨CChemical Mechanical Polishing;簡(jiǎn)稱CMP)等任何適當(dāng)?shù)募夹g(shù)而移除諸如阻擋材 料、晶種材料、及實(shí)際塊狀金屬等的任何過(guò)量之材料。在某些實(shí)施例 中，于過(guò)量的材料之各別移除期間。執(zhí)行CMP工藝，因而使微結(jié)構(gòu)裝 置(100)的表面構(gòu)形平坦化，此種方式亦可移除在共同壓印工藝期間形 成通孔開(kāi)孔(104A)及溝槽(104B)(圖lc)時(shí)可能產(chǎn)生的高度上不需要之 差異。
因此，可易于在具有降低的工藝復(fù)雜度之高效果的工藝序列中形 成其中包括可具有任何適當(dāng)尺寸及形狀的通孔(106A)及導(dǎo)線(106B)之 金屬化層(107)，這是因?yàn)闊o(wú)須根據(jù)每一組成部分的個(gè)別對(duì)準(zhǔn)之共同微 影工藝即可形成通孔(106A)及導(dǎo)線(106B)。此外，可根據(jù)裝置要求而設(shè) 計(jì)通孔(106A)及導(dǎo)線(106B)(特別是在中間的部分)的特定尺寸及形狀， 而不會(huì)如同許多傳統(tǒng)圖案化機(jī)制的情形被光微影及蝕刻技術(shù)所限制。例如，如將于下文中更詳細(xì)地說(shuō)明的，可易于根據(jù)工藝及裝置要求而 調(diào)整通孔(106A)的及(或)導(dǎo)線(106B)的側(cè)壁，而實(shí)質(zhì)上不會(huì)受限于諸如
微影及蝕刻工藝等的工藝技術(shù)中之特定工藝參數(shù)。此外，在圖la至圖 le所示之實(shí)施例中，可在金屬化層(107)的介電材料(亦即，在可被模制 的材料層(103))中直接形成通孔(106A)及導(dǎo)線(106B)，因而也降低了工 藝復(fù)雜度。
請(qǐng)參閱圖2a至圖2d，現(xiàn)在將更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明所揭示的主題之 進(jìn)一步的實(shí)施例，其中得到了與金屬化層的介電材料有關(guān)之高程度的 彈性，因而可有效地使用不可被模制的材料，且仍然可以共同壓印技 術(shù)形成通孔及溝槽圖2a以示意圖標(biāo)出包含襯底(201)之微結(jié)構(gòu)裝置(200)，其中可在該 襯底(201)中形成導(dǎo)電區(qū)(202)，由將在襯底(201)之上形成的一或多個(gè)金 屬化層將提供至該等導(dǎo)電區(qū)(202)之電^fe連接。關(guān)于組成部分(201)及 (202)，可適用前文中參照微結(jié)構(gòu)裝置(100)所述之相同準(zhǔn)則。此外，在 該制造階段中，可在襯底(201)之上提供介電層(207)，其中可根據(jù)介電 層(207)的材料作為金屬化層的層間介電材料之特性，而選擇該層(207) 之材料。例如，在復(fù)雜的應(yīng)用中，介電層(207)可包含低k介電材料。 此外，可在介電層(207)之上形成掩膜層(203)，上述之掩膜層(203)可由 模制的材料所構(gòu)成，該可被模制的材料即是一種在機(jī)械上被壓印模具 (250)接觸時(shí)可具有高度可變形狀態(tài)之材料，且可使該可被模制的材料 進(jìn)入高不可變形的狀態(tài)，以便維持與壓印模具(250)接觸所造成的各別 變形程度。例如，掩膜層(203)可包含抗模制材料及熱塑材料等的材料。 壓印模具或壓模(250)可包含各別的襯底(251)，該襯底(251)上形成有其 中包括各別通孔開(kāi)孔的負(fù)形(252A)以及對(duì)應(yīng)于溝槽的對(duì)應(yīng)的負(fù)形 (252B)之各別的負(fù)形(252)。關(guān)于壓印模具(250)，可適用前文中參照模 具(150)所述之相同準(zhǔn)則。
在圖2a所示之制造期間，同樣亦以與前文中參照裝置(100)及模具 (150)所述之方式，使壓印模具(250)對(duì)準(zhǔn)微結(jié)構(gòu)裝置(200)，然后以箭頭 (253)所示之方向，使模具(250)接觸掩膜層(203)，其中掩膜層(203)系處 于低黏度狀態(tài)或高度可變形的狀態(tài)。
圖2b以示意圖標(biāo)出壓印模具(250)與掩膜層(203)接觸時(shí)的情形，其中執(zhí)行熱處理及(或)UV輻射等的各別處理，以便使掩膜層(203)的材料 進(jìn)入高度不可變形的狀態(tài)。
圖2c以示意圖標(biāo)出以箭頭(254)所示的方向，將壓印模具(250)之移 除，因而由于掩膜層(203)的實(shí)質(zhì)上不可變形之狀態(tài)而形成各別的通孔 開(kāi)孔(204A)及溝槽(204B)。關(guān)于壓印模具(250)在表面黏著性等因素上 之特性，可適用前文中參照壓印模具(150)所述之相同準(zhǔn)則。因此，在 移除了壓印模具(250)之后，然后可將產(chǎn)生圖案的掩膜層(203)用來(lái)作為 后續(xù)的非等向性蝕刻工藝(anisotropic etch process)之影像或掩膜，以便 將通孔開(kāi)孔(204A)及溝槽(204B)轉(zhuǎn)移到下方的介電層(207)。
圖2d以示意圖標(biāo)出在非等向性蝕刻工藝(205)期間之微結(jié)構(gòu)裝置 (200)，其中可使用對(duì)掩膜層(203)的材料及該層(207)的下方介電材料有 類似的蝕刻率之蝕刻化學(xué)劑。因此，可建立高非等向性蝕刻的作用， 這是因?yàn)椴恍枰搶?203)與(207)加材料間之顯著蝕刻選擇性。因此， 在蝕刻工藝(205)期間，連同介電層(207)的露出部分之材料而移除愈來(lái) 愈多的掩膜層(203)之材料。在jft種方式下，掩膜層(203)的通孔開(kāi)孔 (204A)及溝槽(204B)愈來(lái)愈被"推"入介電層(207)(原文說(shuō)明書(shū)為206)， 以便最后得到介電層(207)中之各別通孔開(kāi)孔(207A)及溝槽(207B)，其 中因工藝(205)的高非等向性作用，而可實(shí)現(xiàn)高度的蝕刻精確度。因此， 在蝕刻工藝(205)的最后階段中，掩膜層(203)的殘余物(現(xiàn)標(biāo)示為203R) 可覆蓋介電層(207)，而蝕刻工藝(205)可繼續(xù)進(jìn)行，以便可靠地露出通 孔開(kāi)孔(207A)的底部之各別導(dǎo)電區(qū)(202)，其中殘余物(203R)可被蝕刻 工藝(205)所消耗掉。在某些例示實(shí)施例中，在蝕刻工藝(205)的最后階 段，可保留殘余物(203R)，然后可執(zhí)行額外的蝕刻工藝，例如，在殘余 物(203R)的材料與介電層(207)之間有較高的選擇性的干式化學(xué)工藝， 或濕式化學(xué)工藝，以便移除殘余物(203R)，因而提供了較高的工藝彈性， 因?yàn)樵诖搜谀?203)的初始厚度是較不重要的。
在蝕刻工藝(205)或后續(xù)的額外蝕刻步驟移除了殘余物(203R)之 后，可以類似于前文中參照?qǐng)Dle而對(duì)裝置(100)所述之方式執(zhí)行對(duì)微結(jié) 構(gòu)裝置(200)的進(jìn)一步處理。亦即，可執(zhí)行任何適當(dāng)?shù)墓に囆蛄?，以?填入諸如阻擋材料及高導(dǎo)電金屬等的適當(dāng)之導(dǎo)電材料，以便提供各別 的通孔及導(dǎo)線，而通常連同介電層(207)而界定各別的金屬化層。因此，根據(jù)高效率的壓印工藝而形成各別的金屬化結(jié)構(gòu)，可在共同的工藝步 驟中形成各別的通孔開(kāi)孔及溝槽，且于選擇金屬化層的適當(dāng)介電材料 時(shí)，同時(shí)提供了高度的彈性。
請(qǐng)參閱圖3a至圖3d，現(xiàn)在將說(shuō)明可根據(jù)有效率的壓印技術(shù)而形成 金屬化結(jié)構(gòu)之進(jìn)一歩的實(shí)施例，其中可將犧牲層用來(lái)界定各別的通孔 開(kāi)孔及溝槽且形成該金屬化結(jié)構(gòu)。
圖3a是微結(jié)構(gòu)裝置(300)之剖面示意圖，其中該微結(jié)構(gòu)裝置(300) 包含襯底(301)以及在該襯底(301)之上形成的可被模制的材料層(303)。 此外，圖中示出在自該層(303)移除期間的壓印模具(350)，該壓印模具 (350)包含用于通孔開(kāi)孔(352A)及溝槽(352B)的負(fù)形，其中該層(303)系 處于高度不可變形的狀態(tài)，以便在該層(303)中界定通孔開(kāi)孔(304A)及 溝槽(304B)。關(guān)于壓印模具(350)的特性，請(qǐng)參閱前文所述的各別組成 部分(150)及(250)。此外，j斂結(jié)構(gòu)(300)可代表前文中參照裝置(100)及 (200)所述的微結(jié)構(gòu)裝置，或可代表用來(lái)在其中形成一或多個(gè)金屬化結(jié) 構(gòu)之基礎(chǔ)組成部分。因此，襯底(301)可代表用來(lái)在其上形成可被模制 的材料層(303)之任何適當(dāng)?shù)妮d體材料，且在某些例示實(shí)施例中可具有 在其中形成的各別電路元件及導(dǎo)電區(qū)(圖中未示出)，但是在其它實(shí)施例 中，可在襯底(301)中實(shí)質(zhì)上不提供其它的功能性組成部分。可被模制 的材料層(303)可以由任何形式之適當(dāng)?shù)牟牧纤峁?，且該材料的介?特性可能不是必要的，這是因?yàn)榭蓪⒃搶?303)用來(lái)作為犧牲層，因而 在該犧牲層中形成了各別的通孔及金屬線之后，即可移除該犧牲層。
圖3b以示意圖標(biāo)出在進(jìn)一步的先進(jìn)制造階段中之微結(jié)構(gòu)裝置 (300)。系在犧牲層(303)中形成各別的通孔(306A)及導(dǎo)線(306B)，其中 可將任何適當(dāng)?shù)膶?dǎo)電材料用來(lái)形成通孔(306A)及導(dǎo)線(306B)。在一例示 實(shí)施例中，可將諸如銅、銅合金、銀、及銀合金等的適當(dāng)之高導(dǎo)電金 屬填入該等各別的通孔開(kāi)孔(304A)及溝槽(304B)(圖3a)，其中可以不需 要用來(lái)形成各別阻擋材料的先前步驟，這是因?yàn)榭稍谏院蟮碾A段中提 供對(duì)應(yīng)的阻擋特性。在某些例示實(shí)施例中，襯底(301)的一表面部分可 包含諸如鈀、鉬、及銅等的任何適當(dāng)之催化劑材料，且于形成通孔開(kāi) 孔(304A)及溝槽(304B溯間可露出該催化劑材料。因此，可諸如根據(jù)銅 及銅合金而使用高效率的無(wú)電鍍覆技術(shù)，因而顯著地放寬與填充性能
18有關(guān)之任何限制，在傳統(tǒng)用以自下到上之方式可靠地填充高深寬比
(aspect ratio)的開(kāi)孔之電鍍體系中，通常會(huì)碰到這些限制。因此，配合 在共同壓印工藝中以高效率之方式界定各別的通孔開(kāi)孔(304A)及溝槽 (304B)，即可獲致與填充性能及阻擋沉積有關(guān)的工藝復(fù)雜度之進(jìn)一歩減 少及工藝績(jī)效的提高。
圖3c以示意圖表示在用來(lái)將犧牲層(303)選擇性地移除到金屬化結(jié) 構(gòu)(306)的選擇性等向性蝕刻工藝(isotropic etch process)(308)期間之微 結(jié)構(gòu)裝置(300)。為達(dá)到此一目的，可使用高選擇性的蝕刻配方，其中 選擇適當(dāng)材料時(shí)有高度的彈性，這是因?yàn)樵谠摴餐瑝河」に嚻陂g只提 供該層(303)有關(guān)所期望的特性，而該層(303)的介電特性與此是無(wú)關(guān)的。
圖3d以示意圖表示在進(jìn)一步的先進(jìn)制造階段中之微結(jié)構(gòu)裝置 (300)。此處，裝置(300)接受一處理(309)，以便在金屬化結(jié)構(gòu)(306)的露 出表面部分上形成各別的阻擋層(310)。如前文所述，對(duì)于多個(gè)諸如銅 及銅合金等的高導(dǎo)電金屬而言，需要金屬的可靠之包封層(endosure)， 以便抑制與周?chē)慕殡姴牧祥g之相互作用。此外，由于在高復(fù)雜的集 成電路中通常可能遭遇的適度的高電流密度，電遷移效應(yīng)對(duì)各別金屬 化結(jié)構(gòu)的整體可靠性及所造成的使用壽命可能扮演極重要的角色。因 為電遷移效應(yīng)與擴(kuò)散路徑的存在之間有高度的相關(guān)性，所以任何接口 區(qū)對(duì)電遷移都可能有相當(dāng)高的關(guān)鍵性，因而整體電遷移行為可能顯著 地取決于與阻擋材料間之各別接口的品質(zhì)。因此，由于在沒(méi)有周?chē)?電材料的情形下提供了阻擋層(310)，所以可使用諸如無(wú)電鍍覆等的高 效率制造技術(shù)，因而提供了金屬化結(jié)構(gòu)(306)的可靠且均勻的包封層， 且又可形成諸如鈷/鎢/硼、鈷/鎢/磷等的高效果之阻擋材料，其 中已知該等阻擋材料與銅材料結(jié)合時(shí)將呈現(xiàn)對(duì)電遷移效應(yīng)的高抗性。 因此，藉由對(duì)應(yīng)地露出金屬化結(jié)構(gòu)(306)的表面部分，即可以一種自行 對(duì)準(zhǔn)的方式沉積各別的材料，因而以一種相當(dāng)均勻之方式形成阻擋層 (310)。因此，可顯著提高各別金屬化結(jié)構(gòu)(306)的整體性能，且又因共 同地產(chǎn)生各別通孔開(kāi)孔(304A)及溝槽(304B)之圖案，而仍然可實(shí)現(xiàn)較低 的工藝復(fù)雜度及較高的準(zhǔn)確度。
圖3e以示意圖表示在沉積工藝(311)期間之微結(jié)構(gòu)裝置(300)，該沉 積工藝(311)系用來(lái)形成適當(dāng)?shù)慕殡妼?307)，以便配合金屬化結(jié)構(gòu)(306)而界定各別的金屬化層。沉積工藝(311)可代表諸如旋轉(zhuǎn)涂布及CVD 技術(shù)等的任何適當(dāng)之沉積技術(shù)，以便用可具有復(fù)雜的集成電路所需的
低相對(duì)介電常數(shù)之適當(dāng)?shù)慕殡姴牧峡煽康匕饨饘倩Y(jié)構(gòu)(306)。視沉 積工藝(311)的特性而定，可以諸如CMP技術(shù)移除介電層(307)的任何 過(guò)量之材料，以便提供實(shí)質(zhì)上平坦的表面構(gòu)形，其中可在露出阻擋層 (310)的上方部分時(shí)，立即可靠地停止該工藝，而在其它例示實(shí)施例中， 可將CMP與選擇性蝕刻工藝結(jié)合，且亦可根據(jù)阻擋層(310)的露出而控 制該選擇性蝕刻工藝。
請(qǐng)參閱圖4a至圖4c，現(xiàn)在將說(shuō)明進(jìn)一歩之實(shí)施例，其中可形成適 當(dāng)?shù)膲河∧＞呋驂耗?，以便提供與溝槽結(jié)合的通孔開(kāi)孔之負(fù)形。
圖4a是在先進(jìn)制造階段中之壓印模具或壓模(450)的剖面示意圖。 壓模(450)可包含任何適當(dāng)?shù)囊r底(451)，襯底(451)可代表其上形成有一 表面部分之任何適當(dāng)?shù)妮d體材料，其中該表面部分可根據(jù)各別的工藝 技術(shù)而進(jìn)行適當(dāng)?shù)膱D案化。例如，襯底(451)可代表其上形成有硅層、 二氧化硅層、— 或在其中形成通孔開(kāi)孔及溝槽的各別負(fù)影像或負(fù)形之后 續(xù)工藝期間提供所需的機(jī)械穩(wěn)定性及各別蝕刻特性的任何其它適當(dāng)?shù)?材料之硅襯底。可在襯底(451)的一上部分或襯底(451)上提供的任何適 當(dāng)?shù)牟牧蠈又行纬蓽喜鄣膶?duì)應(yīng)之負(fù)形(452B)，其中可由諸如二氧化硅及 氮化硅等的可對(duì)襯底(451)的周?chē)牧暇哂懈呶g刻選擇性的任何適當(dāng)之 材料構(gòu)成負(fù)形(452B)。此外，可在襯底(451)之上形成蝕刻終止層(455)、 以及可在其中形成各別的通孔開(kāi)孔負(fù)形(452A)之接續(xù)的額外之材料層 (456)。視工藝及裝置要求而定，可由與負(fù)形(452B)實(shí)質(zhì)上相同的材料 構(gòu)成負(fù)形(452A)，或可由不同的材料構(gòu)成負(fù)形(452A)。在圖4a所示之 例示實(shí)施例中，該層(456)的材料以及負(fù)形(452A)的材料可對(duì)指定的蝕 刻配方呈現(xiàn)高度的蝕刻選擇性。例如，可由多晶硅等的材料構(gòu)成該層 (456)，而可由二氧化硅、氮化硅等的材料構(gòu)成負(fù)形(452A)。
圖4a所示之用來(lái)形成壓印模具(450)的典型流程可包含下文所述之 工藝。首先，可圖案化襯底(451)，以便容納各別的溝槽，且可根據(jù)光 微影及各別的蝕刻技術(shù)而完成該圖案化工藝，以便提供各別的光阻掩 膜，并根據(jù)該光阻掩膜而圖案化襯底(451)。在其它例示實(shí)施例中，可 根據(jù)各別的壓印模具而圖案化包括可被模制的材料之各別的掩膜層，然后可將所產(chǎn)生的圖案化之掩膜層用來(lái)作為蝕刻掩膜，用以將該等各 別的溝槽轉(zhuǎn)移到襯底(451)。例如，用于硅及其它適當(dāng)材料的各別之蝕 刻技術(shù)是在此項(xiàng)技術(shù)中已為大家接受的。然后，可根據(jù)諸如高密度電
漿CVD或低壓(sub-atmospheric)CVD等的已為大家接受之沉積技 術(shù)，而以諸如二氧化硅等的適當(dāng)之材料填入襯底(451)中形成的溝槽。 然后，可以CMP工藝將該表面構(gòu)形平坦化，且可根據(jù)已為大家接受 的工藝技術(shù)沈積諸如由氮化硅構(gòu)成之蝕刻終止層(455)。當(dāng)以多晶硅材 料之形式提供該層(456)時(shí)，可以諸如低壓CVD工藝沉積該層(456)。 然后，可圖案化該層(456)，以便容納與負(fù)形(452A)對(duì)應(yīng)的各別開(kāi)孔， 且可根據(jù)光微影及非等向性蝕刻工藝或根據(jù)壓印工藝技術(shù)而完成上述 步驟，其中可在該層(456)之上形成對(duì)應(yīng)之可被模制的材料層，然后亦 可以前文中所述之方式，以各別的壓印技術(shù)圖案化該層(456)。然后， 根據(jù)對(duì)應(yīng)的光阻掩膜或任何其它的蝕刻掩膜，可圖案化該層(456)，并 可以諸如二氧化硅等的適當(dāng)之材料重新填充該各別的開(kāi)孔。因此，可
根據(jù)己為大家接受的微影技術(shù)，或可根據(jù)將在后續(xù)工藝步驟中制造負(fù) 形(452B)及(452A)之壓印技術(shù)，而形成圖4a所示之壓模(450)。
圖4b以示意圖標(biāo)出在進(jìn)一步的先進(jìn)制造階段中之壓印壓模(450)。 在一例示實(shí)施例中，可執(zhí)行選擇性蝕刻工藝(457)，以便選擇性地移除 該層(456)之材料，且同時(shí)實(shí)質(zhì)上維持負(fù)形(452A)之材料。例如，高選 擇性蝕刻的濕式化學(xué)蝕刻工藝是用來(lái)相對(duì)于二氧化硅而選擇性地移除 多晶硅的技術(shù)中已為大家所接受的工藝。在其它實(shí)施例中，可使用高 選擇性干式蝕刻工藝。在其它實(shí)施例中，蝕刻工藝(457)可代表根據(jù)實(shí) 質(zhì)上覆蓋可自該層(456)直接形成的負(fù)形(452A)之蝕刻掩膜(圖中未示 出)的高非等向性蝕刻工藝。為達(dá)到此一目的，可以前文中參照?qǐng)D4a 所述之類似方式形成壓印模具(450)，以便容納負(fù)形(452B)，然后可以 前文所述之方式沉積蝕刻終止層(455)及該層(456)。然后，可使用形式 為諸如以光微影技術(shù)或形成的光阻掩膜或諸如以壓印技術(shù)形成的任何 其它掩膜等的各別蝕刻掩膜，以便覆蓋該等部分(452A)，然后可在蝕 刻工藝(457)期間自該層(456)的材料形成該等部分(452A)。因此，不論 所選擇何種方式，在完成蝕刻工藝(457)之后，皆可提供負(fù)形(452A)。
圖4c以示意圖表示在進(jìn)一步的選擇性蝕刻工藝(458)期間之壓印模具(450)，其中該選擇性蝕刻工藝(458)系用來(lái)相對(duì)于負(fù)形(452A)、 (452B) 之材料而選擇性地移除襯底(451)之材料。例如，相對(duì)于二氧化硅而移 除硅之高選擇性蝕刻配方是此項(xiàng)技術(shù)中已為大家接受的蝕刻配方。為 了可靠地控制蝕刻工藝(458)，可針對(duì)此一目的而提供可由與負(fù)形 (452A)、 (452B)實(shí)質(zhì)上相同的材料構(gòu)成之對(duì)應(yīng)的蝕刻終止層(圖中未示 出)。因此，在完成了蝕刻工藝(458)之后，各別的負(fù)形(452A)、 (452B) 被露出，且可實(shí)質(zhì)上代表將根據(jù)共同壓印工藝而在其它襯底上被形成 的金屬化結(jié)構(gòu)的對(duì)應(yīng)的通孔開(kāi)孔及溝槽。我們當(dāng)了解，可針對(duì)后續(xù)的 壓印工藝而以諸如表面改質(zhì)(surface modification)工藝等的任何適當(dāng)?shù)?方式準(zhǔn)備壓模(450)，以便適當(dāng)?shù)販p少與任何適當(dāng)?shù)目杀荒Ｖ频牟牧嫌?關(guān)之表面粗糙度或黏著性。例如，可根據(jù)諸如CVD或ALD等適當(dāng)?shù)?沉積技術(shù)而形成各別的表面薄膜。在其它實(shí)施例中，可執(zhí)行諸如氮化 等的各別表面處理，以便提供所需的表面特性。我們亦當(dāng)了解，視工 藝技術(shù)而定，可根據(jù)先前的工藝技術(shù)而調(diào)整各別負(fù)形的特定組構(gòu)(亦即， 尺寸及形狀)。例如，如果需要各別負(fù)形(452B)的不同之高度，則可覆 蓋壓模(450)的對(duì)應(yīng)部分，且可執(zhí)行對(duì)應(yīng)的非等向性蝕刻工藝，以便自 未被覆蓋的負(fù)形(452B)選擇性地移除材料。在其它的例子中，當(dāng)以壓印 技術(shù)界定各別的蝕刻掩膜時(shí)，可根據(jù)各別的壓印模具而得到各別負(fù)形 (452A)、 (452B)的不同之尺寸及形狀。因此，如前文中參照微結(jié)構(gòu)裝置 (100)、 (200)、及(300)所述的，可將壓模(450)有效率地用于工藝技術(shù)中， 且亦可結(jié)合將被說(shuō)明的其它例示實(shí)施例來(lái)使用。在另外的實(shí)施例中， 可將壓印模具(450)本身形成為金屬化結(jié)構(gòu)，然后可以前文所述之方式 將該金屬化結(jié)構(gòu)"壓印"在如裝置(IOO)、 (200)、及(300)等的各別之微結(jié) 構(gòu)裝置上。
圖5以示意圖標(biāo)出金屬化結(jié)構(gòu)(550)，而在某些例示實(shí)施例中，可 將該金屬化結(jié)構(gòu)(550)視為將被壓印到(亦即，被以機(jī)械方式連接到)各別 微結(jié)構(gòu)裝置(500)之"壓印模具或壓模"，其中該微結(jié)構(gòu)裝置(500)可代表 其中包含被連接到一些各別接觸部分(511)的多個(gè)電路元件(510)之半導(dǎo) 體裝置。金屬化結(jié)構(gòu)(550)又可包含一或多個(gè)金屬化層，且可根據(jù)前文 中參照各別金屬化層(107)、 (207)、及(307)所述之工藝技術(shù)，或可根據(jù) 前文中參照壓模(450)所述之流程，而形成該等一或多個(gè)金屬化層，其中可根據(jù)適當(dāng)?shù)慕饘俨牧隙纬稍摰雀鲃e的負(fù)形。在一例示實(shí)施例中， 可根據(jù)用來(lái)以前文所述之方式共同地產(chǎn)生與各別的通孔(552A)結(jié)合之
各別的金屬線(552B)的圖案之各別的壓印工藝而形成金屬化結(jié)構(gòu) (550)，其中可重復(fù)多個(gè)各別的工藝序列，以便在需要時(shí)提供多個(gè)金屬 化層。然后可根據(jù)前文所述之對(duì)準(zhǔn)程序而將金屬化結(jié)構(gòu)(550)對(duì)準(zhǔn)裝置 (500)。此外，在某些例示實(shí)施例中，可提供諸如形式為適當(dāng)?shù)碾娊赓|(zhì) 溶液之薄層之"可被模制的"層(503)，其中在金屬化結(jié)構(gòu)(550)與該層 (503)接觸時(shí)，可利用該電解質(zhì)溶液而開(kāi)始選擇性材料沉積，以便提供 與該等接觸部分(511)之電性及機(jī)械接觸。然后，可移除該層(503)的過(guò) 量之材料，且可以可在高黏度狀態(tài)下被施加的適當(dāng)?shù)慕殡姴牧先〈?過(guò)量之材料。
因此，可根據(jù)前文所述之高效率壓印技術(shù)而形成金屬化結(jié)構(gòu)(550)， 其中可將用來(lái)形成各別半導(dǎo)體裝置的金屬化結(jié)構(gòu)之工藝與用來(lái)形成電 路元件之制造序列解除耦合。在此種方式下，可顯著地縮短其中包括 金屬化結(jié)構(gòu)(550)及半導(dǎo)體裝置(500)之整個(gè)裝置的總制造時(shí)間，而可改 善工藝的彈性與產(chǎn)能，這是因?yàn)榻饘倩Y(jié)構(gòu)或裝置層級(jí)中之任何故障 可能不會(huì)造成完整微結(jié)構(gòu)裝置的損失。
請(qǐng)參閱圖6a至圖6c，現(xiàn)在將說(shuō)明進(jìn)一步之實(shí)施例，其中提供了被 適當(dāng)設(shè)計(jì)的壓印模具或壓模，以便提供各別電路特征(尤其是其側(cè)壁部 分)之適當(dāng)?shù)男螤睢?br> 圖6a以示意圖表示壓印模具(650)，該壓印模具(650)包含襯底(651) 以及各別電路特征之多個(gè)負(fù)形(652)，而該多個(gè)負(fù)形(652)在一例示實(shí)施 例中可代表通孔開(kāi)孔的負(fù)形(652A)、以及用于金屬化結(jié)構(gòu)的導(dǎo)線的溝 槽之負(fù)形(652B)。在其它例示實(shí)施例中，如將于下文中有更詳細(xì)的說(shuō)明， 該等各別的負(fù)形(652)可代表諸如隔離溝槽與柵電極等的其它電路元 件。關(guān)于襯底(651)及負(fù)形(652)的材料成分，可適用前文中參照壓印模 具(150)、 (250)、 (350)、 (450)所述之相同準(zhǔn)則。在所示之實(shí)施例中，負(fù) 形(652A) 、 (652B)的各別側(cè)壁(652S)之至少上方部分可包含與底部 (652D)不垂直之方位。其中，在一例示實(shí)施例中，各別側(cè)壁部分(652S) 可界定錐形，該錐形提供了通孔開(kāi)孔及溝槽的各別上方部分之較大的 寬度或直徑，因而可在各別沉積技術(shù)期間有效率地改善填充性能。圖6b以示意圖標(biāo)出其上形成有用于各別通孔開(kāi)孔的負(fù)形(652A)之 壓印模具(650)，而當(dāng)可針對(duì)通孔開(kāi)孔及溝槽而分別執(zhí)行圖案產(chǎn)生工藝 時(shí)，該壓印模具(650)將是有利的。應(yīng)當(dāng)了解，視裝置及工藝要求而定， 負(fù)形(652A)的側(cè)壁(652S)可能不一定是具有整個(gè)深度之連續(xù)錐形，但是 可具有不同的側(cè)壁角。例如，可只在側(cè)壁(652S:i的上部分提供該側(cè)壁 (652S)之顯著坡度，但是下部分可具有相對(duì)于底部(652D)為實(shí)質(zhì)上垂直 的方位。然而，任何其它的側(cè)壁組構(gòu)可根據(jù)裝置的要求而被提供。
圖6c以示意圖標(biāo)出其中包含各別溝槽的負(fù)形(652B)之壓印模具 (650)，其中可根據(jù)裝置要求而提供適當(dāng)?shù)某叽?在本例子中，為側(cè)壁部 分(652S)之各別錐形)。
因此，于使用形成開(kāi)孔之壓印模具(650)時(shí)，可顯著地增進(jìn)后續(xù)沉 積阻擋材料及(或)塊狀材料時(shí)之填充性能，因而增加各別金屬化結(jié)構(gòu)的 可靠性，這是因?yàn)橹T如阻擋材料的更可靠之沉積可顯著地造就對(duì)電遷 移更強(qiáng)的抗性，且亦可提供較佳之電氣及機(jī)械特性。例如，可配合前 文所述之工藝技術(shù)而有利地使用圖6a所示之壓印模具(650)，其中系在 共同壓印工藝中形成各別的通孔開(kāi)孔及溝槽。另一方面，可將圖6b及 圖6c中所示之壓印模具(650)有利地利用于各別的工藝序列，其中系在 各別的工藝步驟中產(chǎn)生各別通孔開(kāi)孔及溝槽之圖案。
請(qǐng)參閱圖7a至圖7b及圖8a至圖8d，現(xiàn)在將說(shuō)明可將具有非垂直 的側(cè)壁部分之各別壓印模具用來(lái)產(chǎn)生復(fù)雜集成電路的金屬化結(jié)構(gòu)以外 的電路元件的圖案的進(jìn)一步實(shí)施例。
圖7a是包含襯底(701)的半導(dǎo)體裝置(:700:)之剖面示意圖，該襯底 (701)可代表其上形成有材料層之任何適當(dāng)?shù)囊r底，而該材料層系用來(lái) 在其中形成諸如晶體管及電容等的半導(dǎo)體元件。例如，襯底(701)可代 表其上形成有含硅半導(dǎo)體層之載體材料，而該含硅半導(dǎo)體層是用來(lái)在 其中形成各別的電路元件。在這一點(diǎn)上，含硅半導(dǎo)體層系被理解為包 含大量的硅(例如，等于或大于大約50原子百分率的硅)之實(shí)質(zhì)上結(jié)晶 之半導(dǎo)體層。此外，可在襯底C701)之上形成掩膜層(703)，且可在該掩 膜層(703)中形成具有側(cè)壁(704S)之各別的開(kāi)孔(704B)，側(cè)壁(704S)至少 部分具有與開(kāi)孔(704B)的底部(704D)不垂直之方位。在一例示實(shí)施例 中，開(kāi)孔(704B)可代表用來(lái)形成襯底(701)中之對(duì)應(yīng)的溝槽之溝槽，而該等溝槽可被用來(lái)作為復(fù)雜的半導(dǎo)體裝置之隔離溝槽，用以界定襯底 (701)中之對(duì)應(yīng)的主動(dòng)區(qū)。
用來(lái)形成圖7a所示的裝置(700)之典型流程可包含下文所述之工 藝。在提供了襯底(701)之后，可以適當(dāng)?shù)某练e技術(shù)形成該層(703)，其 中該層(703)的材料是可被模制的材料，亦即，如同前文中諸如參照?qǐng)D 6c所述的，當(dāng)使該層(703)接觸可具有任何適當(dāng)形狀之對(duì)應(yīng)的壓印模具 (圖中未示出)時(shí)，該層(703)可處于低黏度狀態(tài)或可高度可變形的狀態(tài)。 因此，具有被各別設(shè)計(jì)的側(cè)壁部分之各別壓印模具可導(dǎo)致形成具有所 需不垂直形狀(例如，圖7a所示之錐形結(jié)構(gòu))之對(duì)應(yīng)的開(kāi)孔(704B)。然 后，可如前文所述而移除該壓印模具，而此時(shí)該層(703)之材料系處于 高度不可變形的狀態(tài)。然后，可使裝置(700)接受對(duì)應(yīng)的蝕刻工藝(705)， 在該蝕刻工藝(705)期間，可移除該層(703)的材料以及襯底(701)的露出 部分之材料，因而漸增地將開(kāi)孔(704B)轉(zhuǎn)移到襯底(701)。
圖7b以示意圖標(biāo)出在蝕刻工藝(705)完成之后的半導(dǎo)體裝置(700)， 其中在襯底(701)中形成了各別的開(kāi)孔(706B)，且其中系根據(jù)分別成形 的開(kāi)孔(704B)而得到所需的錐形(亦即，側(cè)壁部分(706S)的不垂直之結(jié) 構(gòu))。因此，藉由提供具有所需尺寸及形狀的各別壓印模具，無(wú)須特別 調(diào)整蝕刻技術(shù)等的工藝技術(shù)，即可在高彈性下設(shè)計(jì)的開(kāi)孔(706B)之各別 結(jié)構(gòu)。
圖8a以示意圖標(biāo)出包含襯底(801)之半導(dǎo)體裝置(800)，該襯底(801) 具有形成于其上之材料層(807)，而在一例示實(shí)施例中，該材料層(807) 可包含諸如二氧化硅等可與后續(xù)工藝步驟兼容的任何適當(dāng)之材料。此 外，可在該層(807)之上形成掩膜層(803)，且該掩膜層(803)可在其中形 成對(duì)應(yīng)的開(kāi)孔(804B)，該開(kāi)孔(804B)具有包括與開(kāi)孔(804B)的底部 (804D)不垂直的一側(cè)壁部分(804S)之指定之形狀。在圖8a所示之實(shí)施 例中，開(kāi)孔(804B)可在上部分中具有加大的直徑，且在下部分為呈現(xiàn)實(shí) 質(zhì)上固定的寬度。例如，開(kāi)孔(804B)可代表將要在襯底(801)之上形成 的柵電極。
用來(lái)形成圖8a所表示的形成半導(dǎo)體裝置(800)之典型制造流程可包 含前文所述之類似工藝，其中，在可依據(jù)圖7a及圖7b所示的隔離溝 槽而形成的任何隔離結(jié)構(gòu)之后，可根據(jù)已為大家接受的沉積技術(shù)而形成材料層(807)。然后，可根據(jù)適當(dāng)?shù)募夹g(shù)而形成可被模制的材料層
(803)，然后可根據(jù)被適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)之壓印模具而形成開(kāi)孔(804B)，以便 得到開(kāi)孔(804B)的形狀之所需結(jié)構(gòu)。在本例子中，可提供具有實(shí)質(zhì)上固 定的寬度之實(shí)質(zhì)上固定的下部分，以便得到界限清楚的柵極長(zhǎng)度，同 時(shí)該開(kāi)孔的上部分可提供各別柵電極的增強(qiáng)之導(dǎo)電性。在對(duì)應(yīng)地硬化 該層(803)，且移除各別壓印模具，而形成了開(kāi)孔(804B)之后，可使裝 置(800)接受各別的非等向性蝕刻工藝(805)，以便共同地移除該層(803) 之材料、以及該層(807)的露出部分之材料，因而漸增地將開(kāi)孔(804B) 轉(zhuǎn)移到該層(807)中。
圖8b以示意圖標(biāo)出在蝕刻工藝(805)完成后之裝置(800)，因而形成 了對(duì)應(yīng)的開(kāi)孔(807B)。
圖8c以示意圖標(biāo)出在進(jìn)一步的先進(jìn)制造階段中之裝置(800)。此處， 在開(kāi)孔(807B)的底部上形成了柵極絕緣層(812)，其中柵極絕緣層(812) 可具有將要被形成的各別晶體管元件所需的而與材料成分及厚度有關(guān) 的任何適當(dāng)之結(jié)構(gòu)。此外，可形成諸如多晶硅等的柵電極材料層(813)， 以便可靠地填充開(kāi)孔(807B)。為達(dá)到此一目的，可使用諸如低壓CVD 等的適當(dāng)之技術(shù)。然后，可以CMP技術(shù)移除該層(813)的任何過(guò)量之材 料。
圖8d以示意圖標(biāo)出在進(jìn)一步的先進(jìn)制造階段中之裝置(800)。此 處，移除該層(807)，以便維持柵電極(813A)，該柵電極(813A)有具有 寬度(813U)之上部分，且有具有寬度(813L)之下部分，因而提供了柵電 極(813A)的較佳導(dǎo)電性，而仍維持寬度(813L)所實(shí)質(zhì)上界定之所需柵極 長(zhǎng)度?？筛鶕?jù)高選擇性蝕刻工藝而形成柵電極(813A)。其中，可使用 已為大家接受的等向性蝕刻技術(shù)。例如，如果可由氮化硅構(gòu)成柵極絕 緣層(812)，則可使用已為大家接受的等向性蝕刻配方，以便將以二氧 化硅的形式提供之該層(813)的材料選擇性地移除到柵電極(813A)與柵 極絕緣層(812)。在其它的例子中，當(dāng)可根據(jù)二氧化硅而形成柵極絕緣 層(812)時(shí)，可選擇該層(807)的適當(dāng)之材料，例如，選擇氮化硅、或諸 如聚合物材料等的任何其它適當(dāng)之材料，且被選擇的材料只可具有能 夠可靠地集積柵電極材料(813)之能力。
因此，本發(fā)明所揭示的主題提供了一種用來(lái)產(chǎn)生微結(jié)構(gòu)特征的圖案之增進(jìn)技術(shù)，且在根據(jù)壓印技術(shù)的諸如通孔及金屬線的金屬化結(jié)構(gòu) 之某些實(shí)施例中，可共同地壓印通孔開(kāi)孔及溝槽，以便至少避免某些 復(fù)雜的對(duì)準(zhǔn)程序，而顯著地減少工藝復(fù)雜度。為達(dá)到此一目的，可使 用其中包含通孔及導(dǎo)線結(jié)構(gòu)的被適當(dāng)組構(gòu)之壓印模具。在其它面向中， 可根據(jù)各別設(shè)計(jì)的壓印模具而調(diào)整各別電路特征之形狀(尤其是電路特 征的側(cè)壁結(jié)構(gòu))，因而提供了形成諸如通孔、金屬線、隔離溝槽、與柵 電極等電路特征時(shí)之高程度的彈性，其中除了整體尺寸之外，可調(diào)整 側(cè)壁結(jié)構(gòu)，以便包含不垂直部分，用以改善各別電路特征的工藝及(或) 最終效能。因此，除了降低的工藝復(fù)雜度之外，并可實(shí)現(xiàn)增進(jìn)的裝置 效能，這是因?yàn)橛嘘P(guān)諸如金屬化結(jié)構(gòu)等方面，可在考慮到電遷移時(shí)得 到增進(jìn)的可靠性及效能。此外，金屬化結(jié)構(gòu)的至少大部分之"以機(jī)械方 式"圖案化可提供形成各別結(jié)構(gòu)時(shí)的較大之彈性，其中在某些例示實(shí)施 例中，可使金屬化結(jié)構(gòu)的形成與裝置層級(jí)中之電路元件的形成完全脫 離，因而可顯著地縮短整體制造時(shí)間，并可提高制造良率。
前文所揭示之特定實(shí)施例只是舉例，這是因?yàn)槭煜ご隧?xiàng)技術(shù)者在 自本發(fā)明的揭示獲益之后，將可輕易以不同但等效的方式修改且實(shí)施 本發(fā)明。例如，可按照不同的順序執(zhí)行前文所述之工藝步驟。此外， 除了最后的申請(qǐng)專利范圍所述者之外，本發(fā)明將不限于本說(shuō)明書(shū)中示 出的結(jié)構(gòu)或設(shè)計(jì)之細(xì)節(jié)。因此，顯然可改變或修改前文中揭示的某些 實(shí)施例，且所有這類變動(dòng)將被視為在本發(fā)明之范圍及精神內(nèi)。因此， 最后的申請(qǐng)專利范圍將述及本發(fā)明所尋求的保護(hù)。
權(quán)利要求
1、一種方法，包括下列步驟將通孔開(kāi)孔及溝槽共同地壓印到在襯底之上形成的可被模制的材料層中，該通孔開(kāi)孔及該溝槽對(duì)應(yīng)于微結(jié)構(gòu)裝置的金屬化結(jié)構(gòu)的特征；以及根據(jù)該通孔開(kāi)孔及該溝槽而形成通孔及導(dǎo)線。
2、 如權(quán)利要求l所述的方法，進(jìn)一步包括下列步驟以導(dǎo)電材料填入該通孔開(kāi)孔及該溝槽。
3、 如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括下列步驟使用其中形成 有該通孔開(kāi)孔及該溝槽的該可被模制的材料層作為掩膜，圖案化位于 該襯底與該可被模制的材料層之間的材料層。
4、 如權(quán)利要求3所述的方法，其中，圖案化該材料層包括下列步驟 于共同的非等向性蝕刻工藝中蝕刻該可被模制的材料層及該材料層。
5、 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，該可被模制的材料層包括具有大約3.0或更小的相對(duì)介電常數(shù)的介電材料。
6、 如權(quán)利要求3所述的方法，其中，該可被模制的材料層包括具有 大約3.0或更小的相對(duì)介電常數(shù)的介電材料。
7、 如權(quán)利要求2所述的方法，進(jìn)一步包括下列步驟在以導(dǎo)電材料 填入該通孔開(kāi)孔及該溝槽之后，移除該可被模制的材料層的至少一部 分。
8、 如權(quán)利要求7所述的方法，進(jìn)一步包括下列步驟在該通孔及該導(dǎo)線的露出表面部分上形成導(dǎo)電阻擋層。
9、 如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括下列步驟在形成該通孔及該導(dǎo)線之前，先自該通孔開(kāi)孔的底部移除該可被模制的材料層的殘
10、 如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一歩包括下列步驟形成代表該通 孔及該導(dǎo)線的負(fù)影像的壓印模具，以及將該通孔開(kāi)孔及該溝槽共同地 壓印到在多個(gè)襯底之上設(shè)置的多個(gè)可被模制的材料層中。
11、 如權(quán)利要求10所述的方法，其中，形成該壓印模具包括下列步 驟執(zhí)行用于圖案化模具襯底的微影工藝及蝕刻工藝，以便容納該通 孔開(kāi)孔及該溝槽的該負(fù)影像。
12、 如權(quán)利要求10所述的方法，其中，以壓印工藝形成該壓印模具。
13、 一種方法，包括下列步驟將開(kāi)孔壓印到在襯底之上形成的可被模制的材料層中，該開(kāi)孔 對(duì)應(yīng)于微結(jié)構(gòu)裝置的特征，且具有在與該開(kāi)孔的底部不垂直方位上 的側(cè)壁部分；以及根據(jù)該開(kāi)孔而形成該特征，該特征具有與該特征的底部不垂直 的側(cè)壁部分。
14、 如權(quán)利要求13所述的方法，其中，壓印該開(kāi)孔包括下列步驟 使用代表負(fù)形的壓印模具，該負(fù)形包括與該負(fù)形的底部不垂直的側(cè)壁 部分。
15、 如權(quán)利要求13所述的方法，其中，該開(kāi)孔代表用于形成該微結(jié) 構(gòu)裝置的金屬化層的含金屬區(qū)的通孔開(kāi)孔及溝槽中的至少一者。
16、 如權(quán)利要求13所述的方法， 填入該開(kāi)孔，以便形成該特征。
17、 如權(quán)利要求13所述的方法， 模制的材料層作為掩膜，而以非等進(jìn)一步包括下列步驟以導(dǎo)電材料進(jìn)一步包括下列步驟使用該可被 向性蝕刻工藝圖案化在該可被模制的材料層之下形成的材料層。
18、如權(quán)利要求17所述的方法，其中，該特征代表半導(dǎo)體裝置的隔 離溝槽與柵電極中之一者。
19、如權(quán)利要求17所述的方法，其中，該特征代表半導(dǎo)體裝置的金 屬化層的通孔開(kāi)孔及溝槽中的至少一者。
20、 一種方法，包括下列步驟形成半導(dǎo)體裝置的金屬化層；以及將該金屬化層以機(jī)械方式轉(zhuǎn)移到形成有多個(gè)電路元件于其上的襯底。
全文摘要
藉由根據(jù)可共同地在可被模制的材料(103)上形成通孔開(kāi)孔(viaopening)及溝槽壓印技術(shù)(150)而形成金屬化結(jié)構(gòu)，可因省略了傳統(tǒng)工藝技術(shù)中需要至少一另外的對(duì)準(zhǔn)工藝，而使工藝復(fù)雜性獲得顯著的降低。此外，亦可藉由提供被適當(dāng)設(shè)計(jì)的壓印模具而增加壓印微影術(shù)的彈性及效率，以便提供展現(xiàn)增加的填充能力的通孔開(kāi)孔及溝槽，也因而改善了最后得到的金屬化結(jié)構(gòu)有關(guān)可靠性及對(duì)電遷移的抗性等之效能。
文檔編號(hào)H01L21/768GK101479842SQ200780024239
公開(kāi)日2009年7月8日 申請(qǐng)日期2007年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月30日
發(fā)明者C·彼得斯, F·福斯特爾, R·塞德?tīng)?申請(qǐng)人:先進(jìn)微裝置公司