專利名稱：空氣隙的形成的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明一般性地涉及電子器件制造領(lǐng)域。具體地，本發(fā)明涉及用空氣隙降低此類器件中的導(dǎo)體間的電容耦合的電子器件的制造。
集成電路技術(shù)的發(fā)展減小了集成電路的任何給定平面上的金屬線間的間隙。這種間隙現(xiàn)已達(dá)到亞微米量級。減小集成電路中導(dǎo)電元件間的間隙導(dǎo)致了相鄰導(dǎo)電線路間的電容耦合增加。這種電容耦合的增加產(chǎn)生了諸如串?dāng)_增大和電容損失增加的問題。
常用介電材料具有3.5-4.2的介電常數(shù)，例如二氧化硅具有4.2的介電常數(shù)。正在發(fā)展低介電常數(shù)(“低k值”)材料，以取代用于給定層上的導(dǎo)體之間和層與層之間的常用介電材料。這些低k值材料比常用的介電材料降低了導(dǎo)體間的電容耦合。這種低k值材料的實例是多孔二氧化硅，即在薄膜中帶有孔或空隙的二氧化硅薄膜。這種孔或空隙可以是真空或充滿空氣或其他氣體。低k值材料一般具有1.8-3.0的介電常數(shù)。然而，低k值材料并未在所有應(yīng)用中使用，因為它們在加工、造價和材料方面存在嚴(yán)重問題。
可能或理想的最低介電常數(shù)是1.0，這是真空的介電常數(shù)?？諝鈳缀跸喈?dāng)于1.001的介電常數(shù)。因此，已嘗試制造在金屬導(dǎo)線間帶有空氣隙，以降低導(dǎo)電元件間的電容耦合的半導(dǎo)體器件。已經(jīng)發(fā)展的空氣隙形成技術(shù)的復(fù)雜程度各不相同，但一般都是使用布置在金屬線之間的，可隨后除去以形成空氣隙的材料。然而，這些技術(shù)并不是沒有問題。
US專利No.5461003(Havemann等)公開了在多級互連結(jié)構(gòu)中形成空氣隙的方法。該方法在金屬線之間布置了諸如抗光蝕劑的可去除固體層，然后在可去除固體層上布置多孔層?？扇コ腆w層接著分解，分解產(chǎn)物穿過多孔層?？扇コ腆w層一般在含氧氣氛，尤其是氧等離子體中分解。該方法可能損害該結(jié)構(gòu)中的其他層，尤其是該結(jié)構(gòu)中別處使用的有機低k值介電材料。此外，抗光蝕劑中含有多種使分解溫度控制困難的成分。這樣，就可能需要很長時間才能完全除去抗光蝕劑，和/或要求苛刻的條件，以保證所有抗光蝕劑成分完全除去。該專利沒有指出固體材料除去后的任何殘余含量。
US專利No.6165890(Kohl等)公開了用聚環(huán)烯烴聚合物例如聚降冰片烯聚合物作為空氣隙形成材料，在電互連結(jié)構(gòu)中形成空氣隙的方法。然而，這種聚環(huán)烯烴聚合物的制造很昂貴，而且要求較高的分解溫度，例如380-450℃。這種溫度可能會損壞用于制造電互連結(jié)構(gòu)的其他材料。此外，聚環(huán)烯烴聚合物一般用金屬催化劑制備，這些金屬催化劑可能會污染聚合物，并導(dǎo)致在由這些聚合物形成的空氣隙中出現(xiàn)金屬離子污染。
一直需要一種很容易涂覆在線路結(jié)構(gòu)上的空氣隙形成材料，這種材料能被除去而殘留很少，甚至沒有殘留，而且能在與很寬范圍的材料相適宜的溫和條件下除去。
發(fā)明概述本發(fā)明提供了在器件中形成空氣隙的方法，包括以下步驟a)在器件基材上布置犧牲材料層；b)在犧牲材料層上布置多孔覆蓋材料；和然后c)除去犧牲材料層，形成空氣隙；其中犧牲材料層包括交聯(lián)聚合物。
本發(fā)明還提供了電子或光電子器件的制造方法，包括以下步驟a)在電子或光電子器件基材上布置犧牲材料層；b)在犧牲材料層上布置多孔覆蓋材料；和然后c)除去犧牲材料層，形成空氣隙；其中犧牲材料層包括交聯(lián)聚合物。
本發(fā)明進一步提供了電子或光電子器件的制造方法，包括以下步驟a)在電子或光電子器件基材上布置包括犧牲材料組合物的組合物；b)固化犧牲材料組合物，形成犧牲材料層；c)在犧牲材料層上布置多孔覆蓋材料；和然后d)除去犧牲材料層，形成空氣隙。
此外，本發(fā)明提供了包括包含金屬線和犧牲材料層的第一層和布置在金屬線和犧牲材料上的第二層的電子器件結(jié)構(gòu)；其中犧牲材料層包括交聯(lián)聚合物。
附圖簡述

圖1A-1D表示根據(jù)本發(fā)明的空氣隙形成的一個實施方案，未按比例。
圖2A-2D表示根據(jù)本發(fā)明的空氣隙形成的另一個的實施方案，未按比例。
圖3表示帶有根據(jù)本發(fā)明制備的空氣隙的另一種結(jié)構(gòu)，未按比例。
圖4A-4D表示根據(jù)本發(fā)明的空氣隙形成的其他實施方案，未按比例。
發(fā)明詳述如在整個本說明書中使用的，以下縮寫具有以下含義，除非文中另外明確指出℃＝攝氏度；μm＝微米；UV＝紫外線；rpm＝每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)；nm＝納米；＝埃；g＝克；％wt＝％(重量)；L＝升；mL＝毫升；min.＝分鐘；HEMA＝甲基丙烯酸羥乙酯；HPMA＝甲基丙烯酸羥丙酯；ALMA＝甲基丙烯酸烯丙酯；PETA＝三丙烯酸季戊四醇酯；PETMA＝三甲基丙烯酸季戊四醇酯；TMPTA＝三羥甲基丙烷三丙烯酸酯；TMPTMA＝三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯；和MMA＝甲基丙烯酸甲酯。
術(shù)語“(甲基)丙烯酸”包括丙烯酸和甲基丙烯酸，而術(shù)語“(甲基)丙烯酸酯”包括丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。同樣，術(shù)語“(甲基)丙烯酰胺”指丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺?！巴榛卑ㄖ辨?、支鏈和環(huán)狀烷基。術(shù)語“聚合物”包括均聚物和共聚物。術(shù)語“低聚物”和“低聚物的”指二聚物、三聚物、四聚物等?！皢误w”指能被聚合的任何烯屬或炔屬不飽和化合物。這種單體可含有一個或多個雙鍵或三鍵?！敖宦?lián)劑”和“交聯(lián)試劑”在本說明書中可互換，指帶有兩個或多個可聚合基團的化合物。在本文中使用的術(shù)語“固化”指使化合物的分子量增加的聚合、縮合或任何其他反應(yīng)。在本說明書中單獨的溶劑去除步驟不認(rèn)為是“固化”。然而，同時涉及溶劑去除和例如聚合的步驟屬于本文的術(shù)語“固化”的范圍?！胞u代”指氟代、氯代、溴代和碘代。同樣，“鹵化的”指氟化的、氯化的、溴化的和碘化的。
除非另有說明，所有用量為重量百分比，所有比值均為重量比。所有數(shù)值范圍均包含端值并可以任何順序組合，除非明確這種數(shù)值范圍限制為加和至100％。
本發(fā)明涉及在固體結(jié)構(gòu)中形成空氣隙的方法，用于形成空氣隙的犧牲材料，以及含有空氣隙的電子或光電子器件的制造方法。本發(fā)明還設(shè)想了含有犧牲材料的結(jié)構(gòu)。合適的電子器件包括但不限于互連結(jié)構(gòu)、半導(dǎo)體、半導(dǎo)體封裝、印刷線路板等。本文中使用的術(shù)語“電子器件”包括微機電器件(“MEMS”)和納米機電器件(“NEMS”)。合適的MEMS包括但不限于齒輪、可移動板、振蕩器、彈簧等。本文使用的術(shù)語“光電子器件”還用于包括光子器件。合適的光電子器件包括但不限于波導(dǎo)、分離器、陣列波導(dǎo)、耦合器、濾光器、偏振器、隔離器、波長分隔多路結(jié)構(gòu)、光學(xué)開關(guān)、衍射光柵、互連結(jié)構(gòu)、衰減器、放大器等。
在一個實施方案中，本發(fā)明提供了在器件中形成空氣隙的方法，包括以下步驟a)在器件基材上布置犧牲材料層；b)在犧牲材料層上布置覆蓋材料；和然后c)除去犧牲材料層，形成空氣隙；其中犧牲材料包括交聯(lián)聚合物。“空氣隙”在犧牲材料除去前所在的區(qū)域形成。可根據(jù)該方法形成的器件包括但不限于電子和光電子器件。
犧牲材料可以是任何合適的交聯(lián)聚合物。交聯(lián)聚合物的實例包括但不限于含有作為聚合單元的(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸鏈烯基酯、(甲基)丙烯酸芳基酯、乙烯基芳族單體、含氮化合物及其硫代類似物、取代乙烯單體、環(huán)烯烴、取代環(huán)烯烴等中的一種或多種單體，以及一種或多種交聯(lián)劑的聚合物。
尤其合適的聚合物是包含作為聚合單元的一種或多種(甲基)丙烯酸單體、(甲基)丙烯酸酯單體、(甲基)丙烯酰胺單體或這些單體的任何組合的那些聚合物。這種聚合物可包括一種或多種其他單體作為聚合單元，例如上述那些單體。(甲基)丙烯酸酯單體包括(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸鏈烯基酯和芳族(甲基)丙烯酸酯。(甲基)丙烯酰胺單體包括(甲基)丙烯酰胺和烷基(甲基)丙烯酰胺?？捎糜诒景l(fā)明的(甲基)丙烯酸烷基酯通常為(甲基)丙烯酸(C1-C24)烷基酯。合適的(甲基)丙烯酸烷基酯包括但不限于“低餾分”(甲基)丙烯酸烷基酯、“中餾分”(甲基)丙烯酸烷基酯和“高餾分”(甲基)丙烯酸烷基酯。
“低餾分”(甲基)丙烯酸烷基酯一般是指其中的烷基含有1-6個碳原子的那些(甲基)丙烯酸烷基酯。合適的低餾分(甲基)丙烯酸烷基酯包括但不限于甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸環(huán)己酯、丙烯酸環(huán)己酯及其混合物。
“中餾分”(甲基)丙烯酸烷基酯一般是指其中的烷基含有7-15個碳原子的那些(甲基)丙烯酸烷基酯。合適的中餾分(甲基)丙烯酸烷基酯包括但不限于丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸癸酯、甲基丙烯酸異癸酯(基于支鏈(C10)烷基異構(gòu)體混合物)、甲基丙烯酸十一烷基酯、甲基丙烯酸十二烷基酯(也稱為甲基丙烯酸月桂酯)、甲基丙烯酸十三烷基酯、甲基丙烯酸十四烷基酯(也稱為甲基丙烯酸肉豆蔻酯)、甲基丙烯酸十五烷基酯及其混合物。
“高餾分”(甲基)丙烯酸烷基酯一般是指其中的烷基含有16-24個碳原子的那些(甲基)丙烯酸烷基酯。合適的高餾分(甲基)丙烯酸烷基酯包括但不限于甲基丙烯酸十六烷基酯、甲基丙烯酸十七烷基酯、甲基丙烯酸十八烷基酯、甲基丙烯酸十九烷基酯、甲基丙烯酸二十級烷基酯、甲基丙烯酸二十烷基酯及其混合物。
上述中餾分和高餾分(甲基)丙烯酸烷基酯單體通?？缮藤?，或可通過采用工業(yè)級的長鏈脂族醇的標(biāo)準(zhǔn)酯化反應(yīng)方法制備。這些商購的醇是在烷基中含有10-15或16-20個碳原子的不同鏈長度的醇的混合物。
本文使用的(甲基)丙烯酸烷基酯和(甲基)丙烯酸鏈烯基酯不僅用于包括所謂的單個(甲基)丙烯酸烷基酯或鏈烯基酯產(chǎn)品，還包括(甲基)丙烯酸烷基酯或鏈烯基酯與優(yōu)勢數(shù)量的所謂特定的(甲基)丙烯酸烷基酯或鏈烯基酯的混合物。因此，用于本發(fā)明的(甲基)丙烯酸烷基酯單體可以是單一單體或在烷基部分具有不同數(shù)量碳原子的單體的混合物。同樣，用于本發(fā)明的(甲基)丙烯酰胺和(甲基)丙烯酸烷基酯單體可非必要地被諸如羥基、二烷氨基或二烷氨基烷基取代。
合適的(甲基)丙烯酸羥烷基酯包括但不限于甲基丙烯酸-2-羥乙酯、丙烯酸-2-羥乙酯、甲基丙烯酸-2-羥丙酯、甲基丙烯酸-1-甲基-2-羥乙酯、丙烯酸-2-羥丙酯、丙烯酸-1-甲基-2-羥乙酯、甲基丙烯酸-2-羥丁酯、丙烯酸-2-羥丁酯及其混合物。用于本發(fā)明的其他取代的(甲基)丙烯酸酯和(甲基)丙烯酰胺單體是在烷基中帶有二烷氨基或二烷基氨烷基的那些。這種取代的(甲基)丙烯酸酯和(甲基)丙烯酰胺的實例包括但不限于甲基丙烯酸二甲基氨乙酯、丙烯酸二甲基氨乙酯、N，N-二甲基氨乙基甲基丙烯酰胺、N，N-二甲基氨丙基甲基丙烯酰胺、N，N-二甲基氨丁基甲基丙烯酰胺、N，N-二乙基氨乙基甲基丙烯酰胺、N，N-二乙基氨丙基甲基丙烯酰胺、N，N-二乙基氨丁基甲基丙烯酰胺、N-(1，1-二甲基-3-氧代丁基)丙烯酰胺、N-(1，3-二苯基-1-乙基-3-氧代丁基)丙烯酰胺、N-(1-甲基-1-苯基-3-氧代丁基)甲基丙烯酰胺，以及2-羥乙基丙烯酰胺、氨乙基亞乙基脲的N-甲基丙烯酰胺、N-甲基丙烯酰氧基乙基嗎啉、二甲基氨丙基胺的N-馬來酰亞胺，及其混合物。
用作本發(fā)明中的不飽和單體的乙烯基芳族單體包括但不限于苯乙烯、羥基苯乙烯、α-甲基苯乙烯、對甲基苯乙烯、乙基乙烯基苯、乙烯基萘、乙烯基二甲苯及其混合物。乙烯基芳族單體還包括它們相應(yīng)的取代的對應(yīng)物，例如鹵代的衍生物，即含有一個或多個鹵素基團，例如氟、氯或溴的衍生物；以及硝基、氰基、(C1-C10)烷氧基、鹵代(C1-C10)烷基、(C1-C10)烷酯基、羧基、氨基、(C1-C10)烷氨基衍生物等。
用作本發(fā)明的不飽和單體的含氮化合物及其硫代類似物包括但不限于乙烯基吡啶例如2-乙烯基吡啶或4-乙烯基吡啶；(C1-C8)烷基取代的N-乙烯基吡啶例如2-甲基-5-乙烯基吡啶、2-乙基-5-乙烯基吡啶、3-甲基-5-乙烯基吡啶、2，3-二甲基-5-乙烯基吡啶和2-甲基-3-乙基-5-乙烯基吡啶；甲基取代的喹啉和異喹啉；N-乙烯基己內(nèi)酰胺；N-乙烯基丁內(nèi)酰胺；N-乙烯基吡咯烷酮；乙烯基咪唑；N-乙烯基咔唑；N-乙烯基琥珀酰亞胺；(甲基)丙烯腈；鄰-、間-或?qū)?氨基苯乙烯；馬來酰亞胺；N-乙烯基噁唑烷酮；N，N-二甲基氨乙基乙烯基醚；2-氰基丙烯酸乙酯；乙烯基乙腈；N-乙烯基苯鄰二甲酰亞胺；N-乙烯基吡咯烷酮例如N-乙烯基硫代吡咯烷酮、3-甲基-1-乙烯基吡咯烷酮、4-甲基-1-乙烯基吡咯烷酮、5-甲基-1-乙烯基吡咯烷酮、3-乙基-1-乙烯基吡咯烷酮、3-丁基-1-乙烯基吡咯烷酮、3，3-二甲基-1-乙烯基吡咯烷酮、4，5-二甲基-1-乙烯基吡咯烷酮、5，5-二甲基-1-乙烯基吡咯烷酮、3，3，5-三甲基-1-乙烯基吡咯烷酮、4-乙基-1-乙烯基吡咯烷酮、5-甲基-5-乙基-1-乙烯基吡咯烷酮和3，4，5-三甲基-1-乙烯基吡咯烷酮；乙烯基吡咯；乙烯基苯胺；以及乙烯基哌啶。
在本發(fā)明中用作不飽和單體的取代乙烯單體包括但不限于乙酸乙烯酯、乙烯基甲酰胺、氯乙烯、乙烯基氟、乙烯基溴、1，1-二氯乙烯、1，1-二氟乙烯、1，1-二溴乙烯、四氟乙烯、三氟乙烯、乙酸三氟甲基乙烯酯和乙烯基醚。
此外，本發(fā)明的聚合物可包括作為聚合單元的一種或多種聚氧化烯烴單體。本文所用術(shù)語“聚氧化烯烴單體”包括具有通式X-(O-R)n-Y的單體，其中X＝氫，R＝(C1-C4)烷基，Y＝羥基或(C1-C4)烷氧基和N≥2，且更典型的是n＝2-50。合適的聚氧化烯烴單體包括但不限于聚氧化丙烯單體、聚氧化乙烯單體、聚(氧化乙烯/氧化丙烯)單體、聚氧化丁烯單體及其組合。聚(氧化乙烯/氧化丙烯)單體可含有氧化乙烯基嵌段和氧化丙烯基嵌段，或氧化乙烯基和氧化丙烯基可無規(guī)分布。這種單體一般具有1-50，更一般為2-50的聚合度。在另一個實施方案中，聚氧化烯烴單體可與另一種單體例如(甲基)丙烯酸或(甲基)丙烯酸烷基酯反應(yīng)，形成一種組合單體。這種組合單體包括但不限于聚(丙二醇)(甲基)丙烯酸酯、聚(丙二醇)烷基醚(甲基)丙烯酸酯、聚(丙二醇)苯基醚(甲基)丙烯酸酯、聚(丙二醇)4-壬基酚醚(甲基)丙烯酸酯、聚(乙二醇)(甲基)丙烯酸酯、聚(乙二醇)烷基醚(甲基)丙烯酸酯、聚(乙二醇)苯基醚(甲基)丙烯酸酯、聚(丙二醇/乙二醇)烷基醚(甲基)丙烯酸酯及其混合物。組合單體的實例包括三羥甲基丙烷乙氧基化三(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷丙氧基化三(甲基)丙烯酸酯，以及聚(丙二醇)甲基醚丙烯酸酯。這些組合單體尤其可用作本發(fā)明中的交聯(lián)劑。
在進一步的實施方案中，本發(fā)明聚合物可含有一種或多種含硅單體作為聚合單元。合適的含硅單體包括但不限于乙烯基三甲基硅烷、乙烯基三乙基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、二乙烯基硅烷、三乙烯基硅烷、二甲基二乙烯基硅烷、二乙烯基甲基硅烷、甲基三乙烯基硅烷、二苯基二乙烯基硅烷、二乙烯基苯基硅烷、三乙烯基苯基硅烷、二乙烯基甲基苯基硅烷、四乙烯基硅烷、二甲基乙烯基二硅氧烷、聚(甲基乙烯基硅氧烷)、聚(乙烯基氫化硅氧烷)、聚(苯基乙烯基硅氧烷)、烯丙氧基叔丁基二甲基硅烷、烯丙氧基三甲基硅烷、烯丙基三乙氧基硅烷、烯丙基三異丙基硅烷、烯丙基三甲氧基硅烷、烯丙基三甲基硅烷、烯丙基三苯基硅烷、二乙氧基甲基乙烯基硅烷、二乙基甲基乙烯基硅烷、二甲基乙氧基乙烯基硅烷、二甲基苯基乙烯基硅烷、乙氧基二苯基乙烯基硅烷、甲基雙(三甲基甲硅烷氧基)乙烯基硅烷、三乙酸基乙烯基硅烷、三乙氧基乙烯基硅烷、三乙基乙烯基硅烷、三苯基乙烯基硅烷、三(三甲基甲硅烷氧基)乙烯基硅烷、乙烯氧基三甲基硅烷、諸如(甲基)丙烯酸-γ-三甲氧基甲硅烷基丙酯的(甲基)丙烯酸-γ-三(C1-C6)烷氧基甲硅烷基丙酯、(甲基)丙烯酸-γ-三(C1-C6)烷基甲硅烷基丙酯、(甲基)丙烯酸-γ-二(C1-C6)烷氧基(C1-C6)烷基甲硅烷基丙酯、(甲基)丙烯酸-γ-二(C1-C6)烷基(C1-C6)烷氧基甲硅烷基丙酯、三(C1-C6)烷氧基甲硅烷基(甲基)丙烯酸乙烯酯、二(C1-C6)烷氧基(C1-C6)烷基甲硅烷基(甲基)丙烯酸乙烯酯、(C1-C6)烷氧基二(C1-C6)烷基甲硅烷基(甲基)丙烯酸乙烯酯、三(C1-C6)烷基甲硅烷基(甲基)丙烯酸乙烯酯、2-丙基硅倍半氧烷(silsesquioxane)(甲基)丙烯酸酯，以及它們的混合物。
本發(fā)明的聚合物是交聯(lián)的。任何用量的交聯(lián)劑都適用于本發(fā)明。本發(fā)明的聚合物一般含有至少1％(重量)的交聯(lián)劑(以聚合物的重量計)。以聚合物重量計為最多100％并包括100％的交聯(lián)劑可有效地用于本發(fā)明的聚合物中。優(yōu)選的是交聯(lián)劑用量為5-100％，更優(yōu)選為10-90％。其他合適的交聯(lián)劑用量是5-75％、10-75％和10-50％。在一個實施方案中，交聯(lián)的聚合物可僅僅包括交聯(lián)單體作為聚合單元，或可包括一種或多種其他單體。例如，包括三羥甲基丙烷三丙烯酸酯和三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯的交聯(lián)的聚合物尤其有用。
各種各樣的交聯(lián)劑都可用于本發(fā)明。合適的交聯(lián)劑包括但不限于二-、三-、四-或更高階的多官能烯屬或炔屬不飽和單體，更優(yōu)選多官能(甲基)丙烯酸酯單體。交聯(lián)劑的實例包括但不限于三乙烯基苯、二乙烯基甲苯、二乙烯基吡啶、二乙烯基萘、二乙烯基二甲苯、乙二醇二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、二甘醇二乙烯基醚、三乙烯基環(huán)己烷、甲基丙烯酸烯丙酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯(“EGDMA”)、二甘醇二甲基丙烯酸酯(“DEGDMA”)、丙二醇二甲基丙烯酸酯、丙二醇二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、二乙烯基苯(“DVB”)、甲基丙烯酸縮水甘油酯、1，3-丁二醇二丙烯酸酯、1，3-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1，4-丁二醇二丙烯酸酯、二甘醇二丙烯酸酯、1，6-己二醇二丙烯酸酯、1，6-己二醇二甲基丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、三甘醇二甲基丙烯酸酯、四甘醇二丙烯酸酯、四甘醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、乙氧基化的雙酚A二丙烯酸酯、乙氧基化的雙酚A二甲基丙烯酸酯、聚(丁二醇)二丙烯酸酯、三丙烯酸季戊四醇酯、三羥甲基丙烷三乙氧基三丙烯酸酯、丙氧基三丙烯酸甘油酯、四丙烯酸季戊四醇酯、四甲基丙烯酸季戊四醇酯、一羥基五丙烯酸二季戊四醇酯、1，4-苯二醇二丙烯酸酯、1，4-苯二醇二甲基丙烯酸酯、雙(丙烯酰氧乙基)磷酸酯、雙酚A二丙烯酸酯、雙酚A二甲基丙烯酸酯、1，4-丁二醇二丙烯酸酯、1，4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、2-丁烯-1，4-二醇二丙烯酸酯、2-丁烯-1，4-二醇二甲基丙烯酸酯、丁二醇二甲基丙烯酸酯、1，2，4-丁三醇三甲基丙烯酸酯、丙烯酸巴豆酯、甲基丙烯酸巴豆酯、1，4-環(huán)己二醇二丙烯酸酯、1，4-環(huán)己二醇二甲基丙烯酸酯、1，10-癸二醇二丙烯酸酯、1，10-癸二醇二甲基丙烯酸酯、異氰脲酸二烯丙酯、衣康酸二烯丙酯、雙酚A的二(3-丙烯酰氧乙基)醚、雙酚A的二(3-丙烯酰氧基-2-羥丙基)醚、富馬酸二烯丙酯、二異丙烯基苯、雙酚A的二(3-甲基丙烯酰氧乙基)醚、雙酚A的二(3-甲基丙烯酰氧基-2-羥丙基)醚、四氯雙酚A的二(3-甲基丙烯酰氧基-2-羥丙基)醚、四溴雙酚A的二(3-甲基丙烯酰氧基-2-羥丙基)醚、1，4-丁二醇的二(3-甲基丙烯酰氧基-2-羥丙基)醚、雙酚酸的二(3-甲基丙烯酰氧基-2-羥丙基)醚、2，2-二甲基-1，3-丙二醇二丙烯酸酯；2，2-二甲基-1，3-丙二醇二甲基丙烯酸酯、二丙二醇二甲基丙烯酸酯、三丙烯酸甘油酯、三甲基丙烯酸甘油酯、六亞甲基二醇二丙烯酸酯、六亞甲基二醇二甲基丙烯酸酯、氫化的雙酚A二甲基丙烯酸酯、蜜胺丙烯酸酯、N，N’-亞甲基雙丙烯酰胺、1，9-壬二醇二甲基丙烯酸酯、1，5-戊二醇二丙烯酸酯、1，5-戊二醇二甲基丙烯酸酯、三甲基丙烯酸季戊四醇酯、1-苯基-1，2-乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚氧乙基-2，2-二(對羥苯基)丙烷二丙烯酸酯、聚氧乙基-2，2-二(對羥苯基)丙烷二甲基丙烯酸酯、聚氧丙基三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、1，3-丙二醇二丙烯酸酯、1，3-丙二醇二甲基丙烯酸酯、丙氧基化的雙酚A二甲基丙烯酸酯、1，3，5-三丙烯?；鶜浠?s-三嗪、二丙烯酸三甘醇酯、1，3，5-異丙烯基苯、三羥甲基乙烷三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷二烯丙基醚一甲基丙烯酸酯、2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇二甲基丙烯酸酯、三(2-丙烯酰氧乙基)異氰脲酸酯、三(2-甲基丙烯酰氧乙基)異氰脲酸酯、二乙烯基硅烷、三乙烯基硅烷、二甲基二乙烯基硅烷、二乙烯基甲基硅烷、甲基三乙烯基硅烷、二苯基二乙烯基硅烷、二乙烯基苯基硅烷、三乙烯基苯基硅烷、二乙烯基甲基苯基硅烷、四乙烯基硅烷、二甲基乙烯基二硅氧烷、聚(甲基乙烯基硅氧烷)、聚(乙烯基氫化硅氧烷)、聚(苯基乙烯基硅氧烷)，以及它們的混合物。其他合適的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知的交聯(lián)劑也可用于本發(fā)明中。
可用于本發(fā)明的聚合物通?？蓮睦鏡ohm and Haas公司，Philadelphia，Pennsylvania商購，或可通過任何公知的方法例如乳液聚合、溶液聚合或懸浮聚合方法制備。例如，US專利No.6420441 B1(Allen等)公開了用乳液和溶液聚合兩種技術(shù)制備某種交聯(lián)的聚合物顆粒的方法。
可用于本發(fā)明中作為犧牲材料的聚合物一般具有約1000-10000000，更一般為10000-5000000，甚至更一般為10000-1000000的重均分子量。當(dāng)采用交聯(lián)的聚合物顆粒時，這種聚合物顆粒一般具有最大1000nm的平均粒度，例如在1-1000nm范圍內(nèi)。其他合適的粒度范圍為1-200nm、1-50nm和1-20nm。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員很容易理解的是，可采用各種各樣的粒度。這些聚合物顆粒的粒度多分散性為1.0001-10，更一般為1.001-5，甚至更一般為1.01-3。在一個實施方案中，犧牲材料層包括作為聚合單元的一種或多種甲基丙烯酸酯單體。這種甲基丙烯酸酯單體可作為單官能單體、交聯(lián)劑或同時作為二者存在于犧牲材料中。
將犧牲材料布置在基材上，形成犧牲材料層。這種層可通過將含有交聯(lián)聚合物的組合物布置在基材上來形成。另外，這種犧牲材料層還可通過將含有一種或多種交聯(lián)劑的組合物布置在基材上，隨后固化這一種或多種交聯(lián)劑，在基材上形成交聯(lián)的聚合物來形成。非必要地，含有一種或多種交聯(lián)劑的這種組合物還可含有一種或多種單體、一種或多種未交聯(lián)的聚合物、一種或多種交聯(lián)的聚合物，或上述的任意混合物。這樣，本發(fā)明還提供了器件的制造方法，包括以下步驟a)將包括犧牲材料組合物的組合物布置在電子或光電子器件基材上；b)固化犧牲材料組合物，形成犧牲材料層；c)將覆蓋材料布置在犧牲材料層上；和然后d)除去犧牲材料層，形成空氣隙。優(yōu)選的是通過沉積一層交聯(lián)聚合物顆粒、通過沉積含有一種或多種交聯(lián)劑的組合物然后固化、通過沉積含有交聯(lián)聚合物顆粒和一種或多種交聯(lián)劑的組合物然后固化，或通過沉積含有未交聯(lián)的聚合物和一種或多種交聯(lián)劑的組合物然后固化，將犧牲材料層布置在基材上。
犧牲材料層可以熔體形式，以干膜形式，通過化學(xué)氣相沉積，或以溶劑中的組合物形式布置在基材上?？刹捎酶鞣N各樣的溶劑。溶劑的選擇將取決于具體的應(yīng)用領(lǐng)域以及聚合物的組成。合適的溶劑包括但不限于酮例如甲基異丁基酮、甲基異戊基酮、二異丁基酮、環(huán)己酮和2-庚酮；內(nèi)酯例如γ-丁內(nèi)酯和γ-己內(nèi)酯；酯例如乳酸乙酯、丙二醇一甲醚乙酸酯、乙酸正戊酯和乙酸正丁酯；醚例如丙二醇一甲醚、二苯基醚、茴香醚；N-甲基-2-吡咯烷酮；N，N’-二甲基亞丙基脲；芳族溶劑例如、甲苯和二甲苯；醇；烴；酸或它們的混合物?？捎萌魏魏线m的方法，例如旋涂、浸涂、輥涂、幕涂等將犧牲材料熔體或組合物布置在基材上。
非必要地，犧牲材料層可以是多功能的，即可起到一種以上的作用。例如，當(dāng)犧牲材料層含有染料且不另外具有光活性時，這種犧牲材料層還可用作有機抗反射層。
此外，犧牲材料層可含有一種或多種添加劑例如助流劑、增稠劑等。這些添加劑的含量一般很少，例如≤5％(重量)，更一般為≤3％。
當(dāng)犧牲材料組合物在基材上固化形成犧牲材料層時，這種固化可以通過能提高組合物中一種或多種成分的分子量的任何方法進行。這種方法一般是聚合。這種聚合可以通過諸如Diels-Alder、陰離子、陽離子和優(yōu)選的自由基聚合反應(yīng)的任何方法進行。聚合反應(yīng)可由熱、光化學(xué)或二者的結(jié)合來引發(fā)。然后可向犧牲材料組合物中加入任何合適的聚合反應(yīng)催化劑諸如熱酸生成元、熱堿生成元、光酸生成元、光堿生成元、自由基引發(fā)劑等?？刹捎眠@些催化劑的混合物。合適的光酸和光堿發(fā)生器是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知的。在一個實施方案中，將在基材上固化的犧牲材料組合物中含有一種或多種自由基聚合反應(yīng)引發(fā)劑。
合適的聚合反應(yīng)催化劑的實例包括但不限于偶氮化合物、含硫化合物、金屬鹽和配合物、肟、胺、多核化合物、有機羰基化合物及其混合物，如US專利No.4343885的第13欄第26行-第17欄第18行中描述的；和9，10-蒽醌；1-氯蒽醌；2-氯蒽醌；2-甲基蒽醌；2-乙基蒽醌；2-叔丁基蒽醌；八甲基蒽醌；1，4-萘醌；9，10-菲醌；1，2-苯并蒽醌；2，3-苯并蒽醌；2-甲基-1，4-萘醌；2，3-二氯萘醌；1，4-二甲基蒽醌；2，3-二甲基蒽醌；2-苯基蒽醌；2，3-二苯基蒽醌；3-氯-2-甲基蒽醌；惹醌；7，8，9，10-四氫化萘醌；以及1，2，3，4-四氫化苯并蒽-7，12-二酮。其他還可使用的聚合反應(yīng)引發(fā)劑參見US專利No.2760863中，包括連酮醛基醇例如苯偶姻、新戊偶姻(pivaloin)、偶姻醚例如苯偶姻甲基醚和乙基醚；α-烴取代的芳族偶姻，包括α-甲基苯偶姻、α-烯丙基苯偶姻和α-苯基苯偶姻。US專利號2850445、2875047、3097096、3074974、3097097和3145104中公開的光還原性染料和還原劑，以及US專利號3427161、3479185和3549367中描述的吩嗪、噁嗪和醌類染料；苯酮、帶有氫給體的2，4，5-三苯基咪唑基二聚體，及其混合物，也可用作光引發(fā)劑。US專利No.4162162中公開的敏化劑也可與光引發(fā)劑一起使用。盡管三苯基膦不是自由基生成元，但也可包括在光活性化學(xué)體系中作為催化劑。這種自由基生成元尤其適于與可負(fù)性作用光成像的組合物一起使用。
特別合適的光引發(fā)劑包括3-苯基-5-異噁唑酮/苯并蒽酮；2-叔丁基蒽醌；2，2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮；1-羥基環(huán)己基苯基酮，以及二乙氧基苯乙酮。其他合適的光引發(fā)劑公開在Nippon Kagaku Kaisha No.1192-199(1984)中，包括含有3，3’-羰基雙(7-二乙基氨基香豆素)、1-甲基-2-芐基亞甲基-1，2-二氫化萘酚(1，2d)噻唑或9-苯基丫啶的2，4，6-三(三氯甲基)-1，3，5-三嗪；含有9-苯基丫啶的2-巰基苯并咪唑；和含有9-芴酮或1-甲基-2-芐基亞甲基-1，2-二氫化萘酚(1，2d)噻唑的3-苯基-5-異噁唑啉。
光引發(fā)劑的實例是帶有嗎啉基和s-苯基的酮，例如US專利4582862(Berner等)公開的那些。優(yōu)選的光活性劑成分是2-甲基-1-[4-(甲基硫代)苯基]-2-嗎啉代丙-1-酮。
可非必要地采用光活性劑成分的混合物。當(dāng)使用兩種光活性劑成分時，它們可以諸如99∶1-1∶99的任何比例使用。這種光活性劑成分一般以基于組合物總重為0.05-10％(重量)，更一般為0.1-5％(重量)，甚至更一般為0.1-2％(重量)的量存在。
本發(fā)明的犧牲材料必須能從基材上除去?？捎酶鞣N各樣的條件實現(xiàn)這種去除，包括但不限于暴露在熱、壓力、真空或輻照下，所述輻照例如但不限于光化射線、紅外線、微波、紫外線、X射線、γ射線、α粒子、中子束以及電子束，溶解，化學(xué)刻蝕，等離子刻蝕等。可以理解的是，可使用一種以上除去犧牲材料的方法，例如加熱與光化輻照的結(jié)合。光化輻照與加熱結(jié)合使用可降低除去犧牲材料所需的溫度。在一個實施方案中，光化射線是紫外光。紫外光源的實例是例如可從Xenon Corp.，Woburn，Massachusetts購得的脈沖寬譜紫外光源。
在犧牲材料層上沉積覆蓋材料。覆蓋材料可以是具有足夠的孔隙度，允許犧牲材料層通過此材料除去的任何材料構(gòu)成的層。這種覆蓋材料可以是有機、無機或有機-無機材料。優(yōu)選的是覆蓋材料是介電材料層，更優(yōu)選的是具有低k值的介電材料。覆蓋材料的實例包括但不限于無機材料諸如硅、硼或鋁的碳化物、氧化物、氮化物和氧氟化物；有機聚二氧化硅材料；硅氧烷；硅酸鹽；硅氮烷；和有機材料，諸如苯并環(huán)丁烯、聚(芳基酯)、聚(醚酮)、聚碳酸酯、聚酰亞胺、氟化聚酰亞胺、聚降冰片烯、聚(亞芳基醚)；聚芳族烴諸如聚萘、聚喹喔啉；聚(全氟化烴)諸如聚(四氟乙烯)，以及聚苯并噁唑。合適的覆蓋材料可以商品名Zirkon HM2800、TEFLON、AVATREL、BCB、AEROGEL、XEROGEL、PARYLENE F和PARYLENE N購得。
“有機聚二氧化硅材料”(或有機硅氧烷)指包括硅、碳、氧和氫原子的化合物。在一個實施方案中，合適的有機聚二氧化硅材料含有一種或多種通式(I)或(II)的硅烷的水解產(chǎn)物或部分縮合物RaSiY4-a(I)R1b(R2O)3-bSi(R3)cSi(OR4)3-dR5d(II)其中R為氫、(C1-C8)烷基、(C7-C12)芳烷基、取代的(C7-C12)芳烷基、芳基和取代的芳基；Y為任何可水解基團；a為0-2的整數(shù)；R1、R2、R4和R5獨立地選自氫、(C1-C6)烷基、(C7-C12)芳烷基、取代的(C7-C12)芳烷基、芳基和取代的芳基；R3選自(C1-C10)烷基、-(CH2)h-、-(CH2)h1-Ek-(CH2)h2-、-(CH2)h-Z、亞芳基、取代的亞芳基和亞芳基醚；E選自氧、NR6和Z；Z選自芳基和取代的芳基；R6選自氫、(C1-C6)烷基、芳基和取代的芳基；b和d各為0-2的整數(shù)；c為0-6的整數(shù)；而h、h1、h2和k獨立地為1-6的整數(shù)；條件是R、R1、R3和R5中至少一個不為氫。通常當(dāng)a＝0時，水解產(chǎn)物或部分縮合物中存在通式(II)的化合物，其中R1、R3和R5中至少一個不為氫。一般水解產(chǎn)物或部分縮合物含有至少一種帶有一種有機基團R、R1、R3或R5的通式(I)或(II)的硅烷?！叭〈姆纪榛?、“取代的芳基”和“取代的亞芳基”指其一個或多個氫被諸如氰基、羥基、巰基、鹵素、(C1-C6)烷基、(C1-C6)烷氧基等的其它取代基代替的芳烷基、芳基或亞芳基。
優(yōu)選的是R為(C1-C4)烷基、芐基、羥基芐基、苯乙基或苯基，更優(yōu)選的是甲基、乙基、異丁基、叔丁基或苯基。合適的可水解基團Y包括但不限于鹵素、(C1-C6)烷氧基、酰氧基等，優(yōu)選的是氯代和(C1-C2)烷氧基。合適的通式(I)的有機硅烷包括但不限于甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、甲苯基三甲氧基硅烷、甲苯基三乙氧基硅烷、丙基三丙氧基硅烷、異丙基三乙氧基硅烷、異丙基三丙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、異丁基三乙氧基硅烷、異丁基三甲氧基硅烷、叔丁基三乙氧基硅烷、叔丁基三甲氧基硅烷、環(huán)己基三甲氧基硅烷、環(huán)己基三乙氧基硅烷、芐基三甲氧基硅烷、芐基三乙氧基硅烷、苯乙基三甲氧基硅烷、羥基芐基三甲氧基硅烷、羥基苯乙基三甲氧基硅烷和羥基苯乙基三乙氧基硅烷。
通式(II)的有機硅烷優(yōu)選的包括其中R1和R5獨立地為(C1-C4)烷基、芐基、羥基芐基、苯乙基或苯基的那些。優(yōu)選的R1和R5是甲基、乙基、叔丁基、異丁基和苯基。優(yōu)選的R3為(C1-C10)烷基、-(CH2)b-、亞芳基、亞芳基醚和-(CH2)h1-E-(CH2)h2-。合適的通式(II)的化合物包括但不限于其中R3為亞甲基、亞乙基、亞丙基、亞丁基、亞己基、亞降冰片基、亞環(huán)己基、亞苯基、亞苯基醚、亞萘基和-CH2-C6H4-CH2-的那些。更優(yōu)選的是c為1-4。
合適的通式(II)的有機硅烷包括但不限于雙(六甲氧基甲硅烷基)甲烷、雙(六乙氧基甲硅烷基)甲烷、雙(六苯氧基甲硅烷基)甲烷、雙(二甲氧基甲基甲硅烷基)甲烷、雙(二乙氧基甲基甲硅烷基)甲烷、雙(二甲氧基苯基甲硅烷基)甲烷、雙(二乙氧基苯基甲硅烷基)甲烷、雙(甲氧基二甲基甲硅烷基)甲烷、雙(乙氧基二甲基甲硅烷基)甲烷、雙(甲氧基二苯基甲硅烷基)甲烷、雙(乙氧基二苯基甲硅烷基)甲烷、雙(六甲氧基甲硅烷基)乙烷、雙(六乙氧基甲硅烷基)乙烷、雙(六苯氧基甲硅烷基)乙烷、雙(二甲氧基甲基甲硅烷基)乙烷、雙(二乙氧基甲基甲硅烷基)乙烷、雙(二甲氧基苯基甲硅烷基)乙烷、雙(二乙氧基苯基甲硅烷基)乙烷、雙(甲氧基二甲基甲硅烷基)乙烷、雙(乙氧基二甲基甲硅烷基)乙烷、雙(甲氧基二苯基甲硅烷基)乙烷、雙(乙氧基二苯基甲硅烷基)乙烷、1，3-雙(六甲氧基甲硅烷基)丙烷、1，3-雙(六乙氧基甲硅烷基)丙烷、1，3-雙(六苯氧基甲硅烷基)丙烷、1，3-雙(二甲氧基甲基甲硅烷基)丙烷、1，3-雙(二乙氧基甲基甲硅烷基)丙烷、1，3-雙(二甲氧基苯基甲硅烷基)丙烷、1，3-雙(二乙氧基苯基甲硅烷基)丙烷、1，3-雙(甲氧基二甲基甲硅烷基)丙烷、1，3-雙(乙氧基二甲基甲硅烷基)丙烷、1，3-雙(甲氧基二苯基甲硅烷基)丙烷、1，3-雙(乙氧基二苯基甲硅烷基)丙烷等。
當(dāng)有機聚二氧化硅材料包括通式(II)的有機硅烷的水解產(chǎn)物或部分縮合物時，c可以是0，條件是R1和R5中至少一個不為氫。在一個作為選擇的實施方案中，有機聚二氧化硅材料可包括通式(I)和(II)二者的有機硅烷的共水解產(chǎn)物或部分共縮合物。在這種共水解產(chǎn)物或部分共縮合物中，通式(II)中的c可為0，條件是R、R1和R5中至少一個不為氫。
在一個實施方案中，合適的有機聚二氧化硅材料為通式(I)的化合物的水解產(chǎn)物或部分縮合物。這種有機聚二氧化硅材料具有通式(III)((R7R8SiO)e(R9SiO1.5)f(R10SiO1.5)g(SiO2)r)n(III)其中R7、R8、R9和R10獨立地選自氫、(C1-C6)烷基、(C7-C12)芳烷基、取代的(C7-C12)芳烷基、芳基和取代的芳基；e、g和r獨立地是0-1的數(shù)；f為0.2-1的數(shù)；n為3-10000的整數(shù)；條件是e+f+g+r＝1；且條件是R7、R8和R9中至少一個不為氫。在上述通式(III)中，e、f、g和r表示各自成分的摩爾比。這種摩爾比可在0-1之間變化。在上述通式中，n指材料中重復(fù)單元的數(shù)。
合適的有機聚二氧化硅材料包括但不限于硅倍半氧烷、部分縮合的鹵代硅烷或烷氧基硅烷諸如數(shù)均分子量為500-20000的通過受控水解部分縮合的四乙氧基硅烷；含有組分RSiO3、O3SiRS3、R2SiO2和O2SiR3SiO2的有機改性的硅酸鹽(其中R為有機取代基)；以及有Si(OR)4作為單體單元的部分縮合的原硅酸鹽。硅倍半氧烷為RSiO1.5類型的聚合的硅酸鹽材料，其中R為有機取代基。合適的硅倍半氧烷為烷基硅倍半氧烷；芳基硅倍半氧烷；烷基/芳基硅倍半氧烷混合物；烷基硅倍半氧烷的混合物。硅倍半氧烷材料包括硅倍半氧烷的均聚物、硅倍半氧烷的共聚物或它們的混合物。這種材料通?？缮藤徎蛲ㄟ^公知的方法制備。
在作為選擇的實施方案中，有機聚二氧化硅材料可含有除上述含硅單體外的各種各樣的其他單體。例如，有機聚二氧化硅材料還可含有交聯(lián)劑，以及碳硅烷部分。這種交聯(lián)劑可以是本說明書別處描述的任何交聯(lián)劑，或用于含硅材料的任何其他公知的交聯(lián)劑。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解的是，可采用交聯(lián)劑的組合。碳硅烷部分指具有(Si-C)x結(jié)構(gòu)的部分，例如(Si-A)x結(jié)構(gòu)，其中A為取代或未取代的亞烷基或亞芳基，例如SiR3CH2-、-SiR2CH2-、 和 ，其中R一般為氫但可以是任何有機或無機基團。合適的無機基團包括有機硅、甲硅烷氧基或硅烷基(silanyl)部分。這些碳硅烷部分一般是即以導(dǎo)致復(fù)雜的支化結(jié)構(gòu)的方式“頭尾”連接即帶有Si-C-Si鍵。特別有用的碳硅烷部分是具有重復(fù)單元(SiHxCH2)和(SiHy-1(CH＝CH2)CH2)的那些，其中x＝0-3和y＝1-3。這些重復(fù)單元可以1-100000，優(yōu)選為1-10000的任何數(shù)量存在于有機聚二氧化硅樹脂中。合適的碳硅烷前體是US專利號5153295(Whitmarsh等)和6395649(Wu)中公開的那些。
在進一步的實施方案中，有機聚二氧化硅覆蓋材料可用旋涂碳硅烷部分或碳硅烷前體來應(yīng)用。如果采用碳硅烷前體，則先涂覆一層這種前體，然后通過例如用熱、光或二者結(jié)合將這種前體轉(zhuǎn)化為碳硅烷。
其他合適的有機聚二氧化硅材料是一種或多種通式(I)和/或(II)的有機硅烷與一種或多種具有通式SiY4的四官能硅烷的共水解產(chǎn)物或部分縮合物，其中Y為以上定義的任何可水解基因。合適的通式SiY4的的四官能硅烷包括但不限于四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四氯硅烷等。這種有機硅烷與四官能硅烷的比例一般為99∶1-1∶99，優(yōu)選為95∶5-5∶95，更優(yōu)選為90∶10-10∶90，甚至更優(yōu)選為80∶20-20∶80。
當(dāng)用有機材料作為面涂層時，應(yīng)選擇在用于除去犧牲材料的條件下穩(wěn)定的材料。在一個實施方案中，覆蓋材料由諸如有機聚二氧化硅材料的無機材料組成，尤其是包含硅倍半氧烷。尤其有用的硅倍半氧烷是甲基硅倍半氧烷、乙基硅倍半氧烷、丙基硅倍半氧烷、異丁基硅倍半氧烷、叔丁基硅倍半氧烷、苯基硅倍半氧烷、甲苯基硅倍半氧烷、芐基硅倍半氧烷或它們的混合物。尤其合適的是甲基硅倍半氧烷、苯基硅倍半氧烷和它們的混合物。其他可用的硅倍半氧烷混合物包括氫化硅倍半氧烷與烷基、芳基或烷基/芳基硅倍半氧烷的混合物。
如上所述，覆蓋材料應(yīng)具有足夠的孔隙率，使?fàn)奚牧夏芡ㄟ^其除去。這種孔隙率可以是所用材料固有的，例如在二氧化硅基干凝膠或氣凝膠的情況下，或通過其他措施賦予的。合適的賦予孔隙率的措施包括用“多孔原”(“porogens”)或孔隙形成材料。多孔原的實例包括但不限于可去除溶劑、可去除單體或聚合物等，參見例如US專利號5700844、5776990、5895265(Carter等)、6271273(You等)、6391932(Gore等)，以及6420441 B1(Allen等)中用多孔原制備多孔介電材料的方法。當(dāng)用多孔原制備多孔覆蓋材料時，其用量一般為1-50％wt。其他合適的多孔原用量為1-20％wt，1-10％wt和1-5％wt。多孔層中的孔隙率水平通常約與用于形成多孔層的多孔原的用量成當(dāng)量。例如，含有5％wt多孔原的覆蓋層在除去多孔原后將提供具有約5％孔隙率的覆蓋層。從覆蓋層除去多孔原的典型條件包括上述用于除去犧牲材料的條件。具體說，可通過加熱、光化輻照或加熱與光化輻照結(jié)合來除去多孔原。特別合適的光化射線是紫外光線。
特別合適的覆蓋材料是多孔有機聚二氧化硅材料。這種多孔有機聚二氧化硅覆蓋材料一般通過從有機聚二氧化硅覆蓋材料中除去聚合物而形成。當(dāng)采用這種方法時，用于形成有機聚二氧化硅覆蓋材料的多孔原從有機聚二氧化硅材料中除去采用的條件與用于除去犧牲材料的條件相同，或作為選擇地采用不除去犧牲材料的條件。在一個實施方案中，可將任何多孔原從有機聚二氧化硅覆蓋材料中除去，形成多孔覆蓋材料，同時除去犧牲材料。作為選擇，可先將任何多孔原從有機聚二氧化硅材料中除去，形成多孔覆蓋材料，然后可除去犧牲材料。在再另一個實施方案中，當(dāng)覆蓋材料具有可除去犧牲材料的足夠的固有孔隙率并含有多孔原時，可在除去犧牲材料之前、同時或之后，將這種多孔原從覆蓋材料中除去。此時，多孔原無需完全從覆蓋材料中除去。
本發(fā)明的犧牲材料可用于在通過諸如金屬鑲嵌或雙重金屬鑲嵌工藝的各種方法，以及通過其他器件制造技術(shù)制成的器件中形成空氣隙。犧牲材料通常通過任何上述措施布置在基材上。然后在犧牲材料上布置多孔覆蓋層。覆蓋材料可通過包括但不限于旋涂、輥涂、幕涂、化學(xué)氣相沉積、層壓等的任何合適的措施布置在犧牲材料上。這種方法是沉積介電材料領(lǐng)域的普通技術(shù)人員公知的。
然后將犧牲材料置于能將其降解、分解，或其他使?fàn)奚牧闲纬赡艽┻^多孔覆蓋材料的揮發(fā)性片斷或成分的條件下，從而除去犧牲材料。在一個實施方案中，犧牲材料通過加熱除去。這種加熱過程可在諸如空氣的含氧氣氛下，或在諸如氮氣或氬氣的惰性氣氛下進行。本發(fā)明的犧牲材料通常在150-450℃或更高的溫度下加熱時除去。更一般地，犧牲材料在225-400℃溫度下加熱時除去。在另一個實施方案中，犧牲材料通過加熱與諸如紫外光線的光化輻照結(jié)合除去。本發(fā)明的優(yōu)點是犧牲材料的具體去除溫度可通過所用單體、所用交聯(lián)劑的選擇，和通過所用單體與交聯(lián)劑的用量來控制。這種選擇是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員力所能及的。本發(fā)明的犧牲材料在去除后的殘留物一般非常少，例如≤10％wt，優(yōu)選為≤％wt，更優(yōu)選為≤2％wt。
在另一個實施方案中，犧牲材料布置在具有金屬線圖案的基材上。圖1A到1D表示空氣隙形成的第一實施方案，其中金屬線在將犧牲材料布置在基材上之前形成(未按比例)。在圖1A中，提供了包括其上布置了介電層10的基材5，和在介電層10上布置的金屬線15的結(jié)構(gòu)。然后將犧牲材料布置在圖1A的結(jié)構(gòu)上，形成圖1B的結(jié)構(gòu)，其中犧牲材料20布置在介電層10上和金屬線15之間。然后將多孔覆蓋層25布置在犧牲材料20和金屬線15上，如圖1C所示。然后將圖1C的結(jié)構(gòu)置于諸如加熱的條件下，所述條件會降解、分解或另外使?fàn)奚牧?0形成揮發(fā)性片斷或成分，然后這些片斷或成分通過多孔覆蓋層25除去。結(jié)果在犧牲材料20曾經(jīng)存在的地方形成空氣隙21，如圖1D所示。
在另一個實施方案中，犧牲材料可在這種特定水平的結(jié)構(gòu)中在形成金屬線以前布置在基材上。圖2A到2D表示在金屬鑲嵌工藝中使用犧牲材料的空氣隙的形成方法(未按比例)。犧牲材料35首先布置在基材30上，如圖2A所示。然后對犧牲材料35制圖。這種制圖可通過諸如將抗光蝕劑布置在犧牲材料上，然后成像、顯影并蝕刻的各種手段來實現(xiàn)。另外，犧牲材料本身可以是可光成像的。當(dāng)采用可光成像的犧牲材料時，可通過將其置于適當(dāng)波長的光化射線下通過掩模曝光，隨后顯影來直接成像。這種平版印刷工藝是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知的。制圖后，在犧牲材料35中形成金屬線40，如圖2B所示。然后將多孔覆蓋層45布置在犧牲材料35和金屬線40上，如圖2C所示。然后將圖2C的結(jié)構(gòu)置于諸如加熱的條件下，所述條件會降解、分解或另外使?fàn)奚牧?5形成揮發(fā)性片斷或成分，然后這些片斷或成分通過多孔覆蓋材料45除去。結(jié)果在犧牲材料35曾經(jīng)存在的地方形成空氣隙36，如圖2D所示。
在金屬鑲嵌工藝的另一實施方案中，可在將多孔覆蓋材料布置在犧牲材料和銅線上之前，在銅線上沉積阻擋層。由該非必要的步驟產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)示于圖3，其中銅線40布置在基材30上，銅遷移阻擋層41布置在銅線40上，多孔覆蓋材料45布置在阻擋層41上，而空氣隙36在除去犧牲材料后形成。這樣，本發(fā)明就提供了一種電子器件，該器件包括形成于基材上的銅線(銅線上布置了一個或多個銅擴散阻擋層)，在至少一部分銅線之間和銅擴散阻擋層之間形成的空氣隙，以及布置在銅擴散阻擋層和空氣隙上的多孔覆蓋材料。
在金屬鑲嵌工藝的再另一個實施方案中，多孔覆蓋材料在金屬線形成前布置在犧牲材料上。在圖4A中，犧牲材料55布置在基材50上。然后將多孔覆蓋材料60布置在犧牲材料55上，如圖4B所示。對多孔覆蓋材料60和犧牲材料55都進行制圖?？赏ㄟ^將抗光蝕劑布置在多孔覆蓋層60上，隨后成像、顯影和蝕刻來實現(xiàn)制圖。另外，多孔覆蓋層，或多孔覆蓋層與犧牲材料，都可以是可光成像的。當(dāng)采用可光成像的多孔覆蓋層時，可通過將其置于適當(dāng)波長的光化射線下通過掩模曝光，隨后顯影和刻蝕來直接成像。這種平版印刷工藝是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知的。制圖后，通過氣相沉積、無電金屬鍍膜或電解金屬鍍膜，在犧牲材料55和多孔覆蓋層60中形成金屬線65，如圖4C所示。然后將圖4C的結(jié)構(gòu)置于諸如加熱的條件下，所述條件會降解、分解或另外使?fàn)奚牧?5形成揮發(fā)性片斷或成分，然后這些片斷或成分通過多孔覆蓋材料60除去。結(jié)果在犧牲材料55曾經(jīng)存在的地方形成空氣隙56，如圖4D所示。因此，本發(fā)明也提供了包含布置在基材上的金屬線和犧牲材料，以及布置在犧牲材料上并緊鄰金屬線的覆蓋材料的電子器件結(jié)構(gòu)。本發(fā)明還提供了包括布置在基材上的金屬線、在至少一部分金屬線之間形成的空氣隙、布置在空氣隙上并緊鄰金屬線的覆蓋材料的電子器件。在這種結(jié)構(gòu)的一個實施方案中，金屬線是銅線。在另一個實施方案中，將銅擴散阻擋層布置在銅線上。在再另一個實施方案中，覆蓋材料起到銅擴散阻擋層的作用。在這些結(jié)構(gòu)中，覆蓋材料不是布置在金屬線上。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解的是，術(shù)語“金屬線”指適合于傳導(dǎo)電信號的任何金屬沉積物，例如通路(vias)和溝槽。
當(dāng)在金屬鑲嵌工藝中使用本發(fā)明的犧牲材料時，提供發(fā)生阻擋層沉積的活性點也可能是很重要的。這種活性點應(yīng)均勻分布在表面上。這一點對于物理氣相沉積方法不是很關(guān)鍵，但對于化學(xué)氣相沉積(“CVD”)，特別是對于原子層氣相沉積(“ALD”)是很關(guān)鍵的。在原子層沉積中，先將蝕刻表面暴露在真空室內(nèi)的活性氣體中，通過金屬與聚合物表面的官能團反應(yīng)，沉積單層金屬原子，從而沉積阻擋層。盡管可采用包括TaCl5、W(CO)6和TiBr4的任何其他活性金屬物種，但用作這種沉積的前體的典型分子是四氯化鈦。在隨后的步驟中，從真空室除去多余的金屬前體，然后將諸如氨的不同氣體引入表面，與殘留在表面上的TiCl3和TiCl2反應(yīng)。該反應(yīng)導(dǎo)致Ti-N鍵的形成，然后除去多余的氨。重復(fù)該過程，直到產(chǎn)生足夠厚的阻擋層，以防止銅擴散。也可采用諸如甲胺的其他胺。也可與胺結(jié)合使用或單獨使用碳前體，以產(chǎn)生碳氮化鈦或碳化鈦層，而不是與氨反應(yīng)形成的氮化鈦層。類似的組合可通過采用鎢、鉭，或本領(lǐng)域公知的用于形成阻擋層的其他金屬前體來制備。
在犧牲材料中產(chǎn)生足夠的表面官能度的一個方法是，將反應(yīng)性官能團諸如羧基、胺、亞胺、肟、羥基、醛、二硫化物或硫羥基或它們的任何組合摻入犧牲材料中，使反應(yīng)性金屬物種與刻蝕后的犧牲材料均勻反應(yīng)，從而使阻擋層要求的厚度降至最小。產(chǎn)生均勻阻擋層的另一個實施方案采用這樣的犧牲聚合物，所述聚合物包括含硅單體或其他氧化物或陶瓷或諸如含有鈦或鋁的其他含金屬單體作為聚合單元，這種聚合物在刻蝕后能提供足夠數(shù)量的表面硅烷醇基，給反應(yīng)性金屬物種提供良好的表面覆蓋率。這種作為選擇的方法是優(yōu)選的，因為硅-氧-金屬鍵相當(dāng)穩(wěn)定，將在阻擋層與犧牲材料間提供良好的粘合力。產(chǎn)生表面官能團的再另一種方法是，將犧牲材料暴露在反應(yīng)性溶液或等離子體中，其將存在的官能團轉(zhuǎn)化為將與CVD或ALD金屬前體反應(yīng)的官能團。在一個實施方案中，由對四氯化鈦沒有活性的(甲基)丙烯酸酯部分構(gòu)成的犧牲材料暴露在含氧等離子體中，其將表面官能團轉(zhuǎn)化成諸如羥基和/或羧基的部分。這些基團比未用等離子體處理的基團對鈦前體的活性更高。
本發(fā)明的交聯(lián)的聚合物犧牲材料在空氣隙的形成方面提供了超出普通犧牲材料的許多優(yōu)點。這種交聯(lián)的聚合物可以定制成提供這樣的材料，所述材料能在要求的溫度范圍內(nèi)除去，能在比常用材料低的溫度下除去，能比常用材料留下的殘余量更少，能制成可光成像的材料，能在光滑的金屬線上產(chǎn)生均勻的側(cè)壁，并能作為沉積其他阻擋材料的手段。
在再另一個實施方案中，本發(fā)明的犧牲材料可用于MEMS和NEMS的制造。這種器件的一個重要方面是某些制圖部件從器件基材上部分或全部物理分離。這種分離使這種機電器件中可產(chǎn)生機械移動。
本發(fā)明提供了一種機電器件的制造方法，該方法包括在器件基材上布置犧牲材料層，在犧牲材料層上布置面材料層，非必要地固化面材料層以提供要求的機械性能，對犧牲材料層制圖以形成要求的機電部件，以及除去犧牲材料層。犧牲材料層可通過上述任何方法布置在基材上。一般在添加面材料層前烘烤犧牲材料，以除去任何溶劑。非必要地，可在添加面材料層前固化犧牲材料層。犧牲材料層通常在這種材料制圖前固化。犧牲材料可通過上述任何方法制圖。面材料層一般通過氣相沉積技術(shù)或通過旋涂技術(shù)布置在犧牲材料層上，但可采用其他合適的技術(shù)。面材料層包括但不限于碳化硅、氮化硅、二氧化硅、鋁、氮化鈦、二氧化鈦、高電阻率材料、金屬、合金等。尤其有用的金屬包括鎢、鉭、鈦、銅、銀、金和鉑。尤其有用的合金是含有一種或多種上述金屬的合金?？捎酶鞣N各樣的其他材料作為面材料層，條件是它們能涂覆和加工而不會降解犧牲材料層。當(dāng)面材料層為前陶瓷材料層時，一般通過例如加熱或其他合適的措施固化，在面材料層中提供要求的性能。合適的要求的機械性能包括但不限于抗拉強度、硬度、彈性、耐磨性和斷裂韌度。用于固化面材料層的任何加熱步驟的溫度一般這樣選擇，使其低于犧牲材料層的降解或去除溫度。在后續(xù)的犧牲材料膜去除后，面材料層可進一步固化，使初始固化步驟設(shè)定的要求的機械性能最大化。
本發(fā)明還提供了一種機電器件的制造方法，包括在器件基材上布置犧牲材料層、對犧牲材料層制圖、在犧牲材料層上布置面材料層、非必要地固化面材料層以提供要求的機械性能，以及除去犧牲材料層等步驟。
犧牲材料層的去除釋放了器件上用于物理移動的部件。犧牲材料層可通過上述任何方法例如加熱、光照、用等離子體干式顯影、用諸如堿或其他脫模劑的化學(xué)物質(zhì)濕式顯影等除去。合適的機電部件包括但不限于齒輪、傳動裝置、振動臂、滑塊、應(yīng)變板、拉桿等。本發(fā)明可用于在例如用于色譜技術(shù)中的SoC裝置中形成空隙。
以下實施例用于進一步描述本發(fā)明的各個方面，但并不在任何方面限制本實施例1-29交聯(lián)聚合物顆粒用US專利號6420441 B1(Allen等)中公開的溶液聚合技術(shù)制備。交聯(lián)聚合物的組合物示于表1。
表1
實施例30在適于旋涂的溶劑，例如丙二醇一甲醚乙酸酯中，制備含有實施例1-29中的任何一種的交聯(lián)聚合物的組合物。然后將這些組合物旋涂在一系列膜片上，形成犧牲材料膜。然后將膜片在150℃下輕烘烤1分鐘，除去溶劑。然后將含有甲基硅倍半氧烷和苯基硅倍半氧烷以及作為可去除多孔原的交聯(lián)聚合物顆粒的有機聚二氧化硅材料布置在犧牲材料表面上作為覆蓋材料。將有機聚二氧化硅在90℃下輕烘烤10分鐘，然后在130℃下烘烤，以固化有機聚二氧化硅材料。然后將商購的抗光蝕劑涂覆在有機聚二氧化硅上。然后將抗光蝕劑烘烤、成像和顯影。然后刻蝕有機聚二氧化硅材料和犧牲材料，形成圖案，然后除去抗光蝕劑，用常規(guī)氣相沉積方法形成鉭/氮化鉭阻擋層和銅顆粒層。然后用購自Shipley公司，Marlborough，Massachusetts的Ultrafill 2001銅電鍍浴，在標(biāo)準(zhǔn)電鍍條件下在圖案中形成銅線。電鍍后用化學(xué)機械平面化法(plarnarization)，用購自Rodel，Inc.，Newark，Delaware的商品漿料和型號IC 1010墊片對膜片平面化。平面化后，在250℃下加熱膜片1小時，除去有機聚二氧化硅材料中的可去除多孔原，形成多孔有機聚二氧化硅覆蓋材料。然后在400-450℃下加熱膜片1小時，除去犧牲材料，形成空氣隙。
實施例31重復(fù)實施例30的過程，但改變各步驟的順序。犧牲材料布置在膜片上并干燥后，用常用的平版印刷技術(shù)制圖，隨后刻蝕和沉積阻擋層。然后在膜片上已刻蝕的部件中沉積銅，然后平面化膜片。平面化后，將含有甲基硅倍半氧烷和苯基硅倍半氧烷以及作為可去除的多孔原的交聯(lián)聚合物顆粒的有機聚二氧化硅材料布置在犧牲材料和銅線表面上作為覆蓋材料。將有機聚二氧化硅在90℃下輕烘烤10分鐘，然后在130℃下烘烤，以固化有機聚二氧化硅材料。然后通過在250℃下加熱膜片1小時，除去有機聚二氧化硅材料中的可去除多孔原，形成多孔有機聚二氧化硅覆蓋材料。然后在400-450℃下加熱膜片1小時，除去犧牲材料，形成空氣隙。
實施例32將在丙二醇一甲醚乙酸酯中含有TMPTMA和自由基聚合反應(yīng)催化劑的犧牲材料組合物旋涂在膜片上。然后輕烘烤膜片除去溶劑。然后將所得犧牲材料層在適當(dāng)波長的光化射線下遮蓋曝光，引發(fā)TMPTMA聚合，形成犧牲材料膜。然后根據(jù)實施例30或?qū)嵤├?1的方法處理該薄膜。
實施例33重復(fù)實施例32的過程，不同的是犧牲材料組合物含有TMPTMA、自由基聚合反應(yīng)催化劑、以70/30的重量比含有苯乙烯和PETMA作為聚合單元的聚合物，以及丙二醇一甲醚乙酸酯。
實施例34通過將下表中的成分按所列數(shù)量混合，制備光敏性的、可加熱去除的組合物。組合物的總固體含量量≥60％。
表2
將該組合物如下旋涂在半導(dǎo)體膜片上。將組合物分配到靜止膜片的中心上，以2500rpm旋轉(zhuǎn)膜片1分鐘，將組合物在膜片上鋪展開。接著，除去膜片兩面邊緣的小液滴。然后在100℃下在熱板上(不接觸)烘烤(1分鐘)組合物，然后冷卻。
隨后將涂覆的膜片通過掩模在365nm下成像。然后用乳酸對成像的組合物顯影，提供帶圖案的光敏組合物。
接著在膜片上氣相沉積鉭/氮化鉭阻擋層。然后在阻擋層上氣相沉積銅。再用商購的銅電鍍浴(例如購自Shipley公司的Ultrafill 2001)將銅填充部件。隨后用化學(xué)機械拋光法將膜片平面化，除去沉積在犧牲材料面上的銅和阻擋沉積物。只在銅上沉積無電銅(CoWP)擴散阻擋層，將銅層密封。然后將含有10％wt多孔原的有機聚二氧化硅介電組合物，例如購自Shipley公司，Marlborough，Massachusetts的Zirkon LK 2700介電材料旋涂在膜片上。有機聚二氧化硅介電組合物通過加熱到250℃而至少部分固化，隨后將膜片加熱到足以除去多孔原的溫度，然后將膜片加熱到350-450℃，除去犧牲材料。
實施例35向裝有有機溶劑的燒瓶中加入70g實施例7的聚合物顆粒組合物。將甲基丙烯酸酐以少于聚合物顆粒中羥基含量水平的摩爾比加入燒瓶中。攪拌溶液2小時，然后將10g離子交換樹脂(IRA-400，購自Rohm and Haas公司)加入溶液中。再過濾溶液除去離子交換樹脂。隨后向溶液中加入30gTMPTMA和自由基引發(fā)劑(購自Ciba Geigy的IRGACURE 500)。然后將混合物涂覆到電子器件基材上并在300-350℃固化。所得薄膜是穩(wěn)定的。將有機聚二氧化硅覆蓋材料涂覆到固化的混合物上。然后將器件在氮氣下加熱到400℃，除去固化的聚合物混合物并形成空氣隙。
實施例36通過混合40.3g苯乙烯/甲基丙烯酸-2-羥乙酯/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸正丁酯的Dowanol PM溶液(27％固體)、45g glycouril交聯(lián)劑(Powderlink1174)的乳酸乙酯溶液(10％固體)、0.15g對甲苯磺酸和16.5g Dowanol PM乙酸酯來制備溶液。所得固體成分的重量比為69％聚合物、30％交聯(lián)劑和1％酸催化劑，總固體含量為15％。然后過濾(0.05μm過濾器)該材料并以2500rpm涂覆在200mm硅膜片上，再在150℃輕烘烤，得到約600nm厚的薄膜。將該材料在450℃下在氮氣下分解60分鐘，測量所得薄膜厚度的變化(見下表3)。
實施例37通過混合47.6g羥基聚丙二醇甲基丙烯酸酯/三甲基丙烯酸三羥甲基丙酯(90/10)的Dowanol PM乙酸酯溶液(14.5％固體)、30g glycouril交聯(lián)劑(Powderlink 1174)的乳酸乙酯溶液(10％固體)、0.1g對甲苯磺酸和22.3gDowanol PM乙酸酯來制備溶液。所得固體成分的重量比為69％聚合物、30％交聯(lián)劑和1％酸催化劑，總固體含量為10％。然后過濾(0.05μm過濾器)該材料并以2500rpm涂覆在200mm硅膜片上，再在150℃下輕烘烤，得到約80nm厚的薄膜。將該材料在450℃下在氮氣下分解60分鐘，測量所得薄膜厚度的變化(見下表3)。
表3
在表3中，術(shù)語“FTL”指在450℃下烘烤后的薄膜厚度損失。這些數(shù)據(jù)清楚地表明，烘烤后損失了＞80％的薄膜厚度。
權(quán)利要求
1.一種電子、光電子或機電器件的制造方法，其包括以下步驟a)在器件基材上布置犧牲材料層；b)在犧牲材料層上布置覆蓋材料；和然后c)除去犧牲材料層形成空氣隙；其中犧牲材料層包含交聯(lián)聚合物。
2.權(quán)利要求1的方法，其中犧牲材料為可光成像的。
3.權(quán)利要求1至2中任何一項的方法，其中器件基材包含金屬線。
4.權(quán)利要求1至3中任何一項的方法，其進一步包含以下步驟i)將覆蓋材料和犧牲材料層制圖形成部件；和ii)向部件中沉積金屬，其中步驟i)和ii)在步驟b)之后和步驟c)之前進行。
5.權(quán)利要求1至4中任何一項的方法，其中覆蓋材料具有足夠的孔隙率，使?fàn)奚牧夏芡ㄟ^其除去。
6.權(quán)利要求1至5中任何一項的方法，其進一步包括非必要地固化覆蓋材料以提供要求的機械性能，將犧牲材料制圖以形成要求的機電部件，以及除去犧牲材料層的步驟。
7.一種電子器件，其包含含有金屬線和布置在金屬線之間的犧牲材料層的第一層，以及布置在金屬線和犧牲材料上的第二層；其中犧牲材料層包含交聯(lián)的聚合物。
8.一種電子器件，其包含金屬線和布置在金屬線之間的犧牲材料，以及布置在犧牲材料上并與金屬線鄰接的覆蓋材料。
9.一種電子器件，其包含形成于基材上的銅線，所述銅線具有布置在其上的一個或多個銅擴散阻擋層；至少部分銅線之間和銅擴散阻擋層之間形成的空氣隙；以及布置在銅擴散阻擋層和空氣隙上的多孔覆蓋材料。
10.一種電子器件，其包含布置在基材上的金屬線，至少部分金屬線之間形成的空氣隙，和布置在空氣隙上并與金屬線鄰接的覆蓋材料。
全文摘要
本發(fā)明提供了在固體結(jié)構(gòu)中形成空氣隙的方法。在該方法中，犧牲材料上覆蓋了覆蓋層。然后通過覆蓋層除去犧牲材料，留下空氣隙。這種空氣隙尤其可用作諸如電互連結(jié)構(gòu)的電子器件中的金屬線之間的絕緣。本發(fā)明還提供了含有空氣隙的結(jié)構(gòu)。
文檔編號H01L21/764GK1495877SQ03125579
公開日2004年5月12日 申請日期2003年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月13日
發(fā)明者M·K·加拉格爾, D·A·格朗貝克, T·G·亞當(dāng)斯, J·M·卡爾弗特, M K 加拉格爾, 亞當(dāng)斯, 卡爾弗特, 格朗貝克 申請人:希普雷公司