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特開2022-98447ラメラトリブロックコポリマー、ポリマーナノコンポジット、または混合エピタキシーを使用するビア開口の調整
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022098447
(43)【公開日】2022-07-01
(54)【発明の名称】ラメラトリブロックコポリマー、ポリマーナノコンポジット、または混合エピタキシーを使用するビア開口の調整
(51)【国際特許分類】
   H01L 21/768 20060101AFI20220624BHJP
【FI】
H01L21/90 P
【審査請求】未請求
【請求項の数】42
【出願形態】OL
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2021187452
(22)【出願日】2021-11-18
(31)【優先権主張番号】63/128,264
(32)【優先日】2020-12-21
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】17/511,693
(32)【優先日】2021-10-27
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】591003943
【氏名又は名称】インテル・コーポレーション
(74)【代理人】
【識別番号】110000877
【氏名又は名称】龍華国際特許業務法人
(72)【発明者】
【氏名】ガープリート シン
(72)【発明者】
【氏名】フローリアン グストレイン
(72)【発明者】
【氏名】エウンナク ハン
(72)【発明者】
【氏名】マリー クライサク
(72)【発明者】
【氏名】テイシアー マーディ
(72)【発明者】
【氏名】シュアンシュアン チェン
(72)【発明者】
【氏名】ブランドン ジェィ ホーリービー
【テーマコード(参考)】
5F033
【Fターム(参考)】
5F033QQ01
5F033RR04
5F033SS07
5F033SS11
5F033SS15
5F033SS21
(57)【要約】      (修正有)
【課題】ラメラトリブロックコポリマー、ポリマーナノコンポジット及び混合エピタキシー手法を使用することによってビア開口を形成する方法を提供する。
【解決手段】ガイドパターン(例えば、トポグラフィガイドパターン、化学ガイドパターン、混合ガイドパターン)をICデバイス400の層の表面上に形成する段階と、ラメラトリブロックコポリマーを使用することによって、ガイドパターンに基づいてラメラ構造410を形成するか又はポリマーナノコンポジットを使用することによって、ガイドパターンに基づいて円筒構造を形成する段階と、ラメラ構造の少なくとも一部の各々からラメラ430を除去するか又は円筒構造の少なくとも一部の各々からナノ粒子を除去することによってビア開口を形成する段階と、を備える。
【選択図】図4
【特許請求の範囲】
【請求項1】
集積回路(IC)デバイスであって、
第1層と、
前記第1層に隣接する第2層であって、前記第2層は複数のラメラ構造を含み、前記複数のラメラ構造のそれぞれは、トリブロックコポリマーの第1ブロックを含む第1ラメラ、前記トリブロックコポリマーの第2ブロックを含む第2ラメラ、および、前記第1ラメラと前記第2ラメラとの間のビアを含む、第2層と
を備え、前記第1ラメラおよび前記第2ラメラは、電気的に絶縁され、前記ビアは導電性材料を含む、ICデバイス。
【請求項2】
前記第1ラメラおよび前記第2ラメラは同一のポリマーを含む、請求項1に記載のICデバイス。
【請求項3】
前記同一のポリマーは、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリジメチルシロキサン、何等かのポリエステル、何等かのポリウレタン、アクリル樹脂、エポキシ、P(t‐アクリル酸ブチル)、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、無水マレイン酸ポリマー、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアクリロニトリル、ポリブタジエン、ポリ酢酸ビニル、ポリ乳酸、ポリブチルアクリレート、ポリ乳酸、ポリカプロラクトン、ポリ(エチレングリコール)およびポリイソプレンの少なくとも1つを含む、請求項2に記載のICデバイス。
【請求項4】
前記第1層は、第1材料を含む複数の第1セクションと、前記第1材料とは異なる第2材料を含む複数の第2セクションとを含み、前記ビアは、前記第1層の前記複数の第1セクションの1つに隣接する前記第2層の一部にある、請求項1から3のいずれか一項に記載のICデバイス。
【請求項5】
前記第1材料は誘電体材料であり、前記第2材料は金属または金属化合物である、請求項4に記載のICデバイス。
【請求項6】
前記第1材料はレジスト材料であり、前記第2材料は非レジスト材料である、請求項4に記載のICデバイス。
【請求項7】
前記複数のラメラ構造の向きは、前記第1層の表面に対して垂直である、請求項1から6のいずれか一項に記載のICデバイス。
【請求項8】
前記第2層の表面に対して垂直な方向に沿った前記複数のラメラ構造の長さと、前記方向に沿った前記ビアの長さとの比率は、0.3~2.0の範囲にある、請求項1から7のいずれか一項に記載のICデバイス。
【請求項9】
前記複数のラメラ構造は、ラメラ相の前記トリブロックコポリマーに基づく、請求項1から8のいずれか一項に記載のICデバイス。
【請求項10】
前記ビアは、スルービア、埋設ビア、またはブラインドビアである、請求項1から9のいずれか一項に記載のICデバイス。
【請求項11】
請求項1から10のいずれか一項に記載のICデバイスと、
前記ICデバイスに結合された更なるICコンポーネントと
を備える集積回路(IC)パッケージ。
【請求項12】
前記更なるICコンポーネントは、パッケージ基板、インタポーザ、または更なるICダイのうち1つを含む、請求項11に記載のICパッケージ。
【請求項13】
請求項1から10のいずれか一項に記載のICデバイスは、メモリデバイス、コンピューティングデバイス、ウェアラブルデバイス、ハンドヘルド電子デバイス、および無線通信デバイスのうち少なくとも1つを含み得るか、または、その一部であり得る、請求項11または12に記載のICパッケージ。
【請求項14】
キャリア基板と、
前記キャリア基板に結合された、請求項1から10のいずれか一項に記載のICデバイス、および、請求項11から13のいずれか一項に記載のICパッケージのうち1または複数と
を備える電子デバイス。
【請求項15】
前記キャリア基板はマザーボードである、請求項14に記載の電子デバイス。
【請求項16】
前記キャリア基板はPCBである、請求項14に記載の電子デバイス。
【請求項17】
前記電子デバイスは、ウェアラブル電子デバイスまたはハンドヘルド電子デバイスである、請求項14から16のいずれか一項に記載の電子デバイス。
【請求項18】
前記電子デバイスは更に、1または複数の通信チップおよびアンテナを含む、請求項14から17のいずれか一項に記載の電子デバイス。
【請求項19】
前記電子デバイスはRF送受信機である、請求項14から18のいずれか一項に記載の電子デバイス。
【請求項20】
前記電子デバイスは、スイッチ、電力増幅器、低雑音増幅器、フィルタ、フィルタバンク、デュプレクサ、アップコンバータ、または、RF通信デバイス、例えばRF送受信機のダウンコンバータの1つである、請求項14から18のいずれか一項に記載の電子デバイス。
【請求項21】
前記電子デバイスはコンピューティングデバイスである、請求項14から18のいずれか一項に記載の電子デバイス。
【請求項22】
前記電子デバイスは、無線通信システムの基地局に含まれる、請求項14から21のいずれか一項に記載の電子デバイス。
【請求項23】
前記電子デバイスは、無線通信システムのユーザ機器デバイスに含まれる、請求項14から21のいずれか一項に記載の電子デバイス。
【請求項24】
集積回路(IC)デバイスのためのコンタクト孔を形成する方法であって、
前記ICデバイスの層の表面にガイドパターンを形成する段階と、
前記層の前記表面にラメラ相のトリブロックコポリマーを適用することによって、前記ガイドパターンに基づいて複数のラメラ構造を形成する段階であって、前記複数のラメラ構造のそれぞれは、第1ラメラ、第2ラメラ、および第3ラメラを含み、前記第2ラメラは、前記第1ラメラと前記第3ラメラとの間にある、段階と、
前記複数のラメラ構造の少なくとも一部から前記第2ラメラを除去することによって前記コンタクト孔を形成する段階と
を備える方法。
【請求項25】
前記第1ラメラおよび前記第3ラメラは両方、第1ポリマーを含み、前記第2ラメラは、前記第1ポリマーとは異なる第2ポリマーを含む、請求項24に記載の方法。
【請求項26】
前記複数のラメラ構造の向きは、前記層の前記表面に対して垂直である、請求項24または25に記載の方法。
【請求項27】
前記層は格子パターンを含み、前記層の前記表面上に前記ラメラ相の前記トリブロックコポリマーを適用することによって、少なくとも前記ガイドパターンに基づいて、前記複数のラメラ構造を形成する段階は、
前記層の前記表面上に前記ラメラ相の前記トリブロックコポリマーを適用することによって、前記ガイドパターンおよび前記層の前記格子パターンに基づいて前記複数のラメラ構造を形成する段階
を含む、請求項24から26のいずれか一項に記載の方法。
【請求項28】
前記格子パターンは、第1セクションおよび第2セクションの交互パターンを含み、前記第1セクションは第1材料を含み、前記第2セクションは、前記第1材料とは異なる第2材料を含む、請求項27に記載の方法。
【請求項29】
前記コンタクト孔は、前記層における前記第1セクションの少なくとも一部の上に形成される、請求項28に記載の方法。
【請求項30】
前記層の前記表面に対して垂直な方向に沿った前記複数のラメラ構造の長さと、前記方向に沿った前記コンタクト孔の長さとの比率は、0.3~2.0の範囲にある、請求項24から29のいずれか一項に記載の方法。
【請求項31】
前記ガイドパターンは、第1セクションおよび第2セクションの交互パターンを含み、
前記ガイドパターンは化学ガイドパターンであり、
前記第1セクションは第1材料を含み、
前記第2セクションは、前記第1材料とは異なる第2材料を含む、
請求項24から30のいずれか一項に記載の方法。
【請求項32】
前記ガイドパターンは、第1セクションおよび第2セクションの交互パターンを含み、
前記ガイドパターンはトポグラフィガイドパターンであり、
前記第2セクションは開口であり、
前記第1セクションは、前記開口を画定するガイド壁である、
請求項24から31のいずれか一項に記載の方法。
【請求項33】
前記ICデバイスの前記層の前記表面上に前記ガイドパターンを形成する段階は、
前記開口に化学ガイドパターンを形成する段階であって、前記化学ガイドパターンは、第3セクションおよび第4セクションの交互パターンを含む、段階
を含み、前記第3セクションは第3材料を含み、前記第4セクションは、前記第3材料とは異なる第4材料を含む、
請求項32に記載の方法。
【請求項34】
前記複数のラメラ構造の少なくとも一部から前記第2ラメラを除去することによって前記コンタクト孔を形成する段階は、
前記複数のラメラ構造の少なくとも一部に対してエッチング処理を実行して、前記第1ラメラおよび前記第3ラメラをエッチングするより高速で前記第2ラメラをエッチングする段階
を含む、請求項24から33のいずれか一項に記載の方法。
【請求項35】
集積回路(IC)デバイスのためのコンタクト孔を形成する方法であって、
前記ICデバイスの第1層の表面上にトポグラフィガイドパターンを形成する段階であって、前記トポグラフィガイドパターンは複数の開口を含む、段階と、
前記トポグラフィガイドパターンの前記複数の開口のそれぞれに化学ガイドパターンを形成する段階と、
前記化学ガイドパターンを有する前記複数の開口においてブロックコポリマーを適用することによって、第2層を形成する段階と、
前記第2層から前記ブロックコポリマーの一部を除去することによって、前記第2層において前記コンタクト孔を形成する段階と
を備える方法。
【請求項36】
前記ブロックコポリマーは、ラメラ相のトリブロックコポリマーである、請求項35に記載の方法。
【請求項37】
前記ラメラ相の前記トリブロックコポリマーは、第1ラメラ、第2ラメラおよび第3ラメラを含み、前記第2ラメラは前記第1ラメラと前記第3ラメラとの間にあり、前記第1ラメラおよび前記第3ラメラは第1ポリマーを含み、前記第2ラメラは、前記第1ポリマーとは異なる第2ポリマーを含む、請求項36に記載の方法。
【請求項38】
前記トポグラフィガイドパターンの前記複数の開口のそれぞれにおいて前記化学ガイドパターンを形成する段階は、
前記第1層において、格子パターンに基づいて前記化学ガイドパターンを形成する段階であって、前記格子パターンは、第1セクションおよび第2セクションの交互パターンを含む、段階を含む、請求項35から37のいずれか一項に記載の方法。
【請求項39】
前記第2層から前記ブロックコポリマーの一部を除去することによって、前記第2層において前記コンタクト孔を形成する段階は、
前記第1層における前記第1セクションの少なくとも一部の上にある前記第2層の一部において前記コンタクト孔を形成する段階
を含む、請求項38に記載の方法。
【請求項40】
請求項1から10のいずれか一項に記載のICデバイスを形成するためのプロセスを更に備える、上述の請求項のいずれか一項に記載の方法。
【請求項41】
請求項11から13のいずれか一項に記載のICパッケージを形成するためのプロセスを更に備える、上述の請求項のいずれか一項に記載の方法。
【請求項42】
請求項14から23のいずれか一項に記載の電子デバイスを形成するためのプロセスを更に備える、上述の請求項のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
[関連出願の相互参照]
本願は、参照によって全体として組み込まれる、2020年12月21日に出願された米国仮特許出願第63/128,264号の利益を主張する。
【0002】
本開示は、概して半導体デバイスに、より具体的には、半導体デバイスのビア開口に関する。
【背景技術】
【0003】
過去数十年にわたり、集積回路におけるフィーチャのスケーリングは、成長を続ける半導体産業を後押しする原動力であった。ますます微細なフィーチャへとスケーリングすることは、半導体チップの限られた面積上で機能ユニットの密度増大を可能にする。例えば、トランジスタサイズを縮小することにより、数が増加したメモリまたはロジックデバイスをチップ上に組み込みことが可能となり、収容力を増大させた製品の製造をもたらす。しかしながら、増加を続ける容量の原動力は、問題が無いわけではない。各デバイスおよび各インターコネクトのパフォーマンスの最適化の必要性は、ますます重要になっている。
【図面の簡単な説明】
【0004】
添付図面と併せて以下の詳細な説明を読むことにより、実施形態が容易に理解されよう。ここでの説明を簡易化するために、同様の参照符号は、同様の構造要素を指す。添付図面の図において、実施形態は、限定としてではなく、例として示されている。
【0005】
図1A】いくつかの実施形態による、ラメラ相のトリブロックコポリマーを示す。
図1B】いくつかの実施形態による、ラメラ相のトリブロックコポリマーを示す。
【0006】
図2】いくつかの実施形態による、ラメラトリブロックコポリマーのグラフォエピタキシーベースの誘導自己組織化(DSA)を使用することによってビア開口を形成するプロセスを示す。
図3】いくつかの実施形態による、ラメラトリブロックコポリマーのグラフォエピタキシーベースの誘導自己組織化(DSA)を使用することによってビア開口を形成するプロセスを示す。
図4】いくつかの実施形態による、ラメラトリブロックコポリマーのグラフォエピタキシーベースの誘導自己組織化(DSA)を使用することによってビア開口を形成するプロセスを示す。
図5】いくつかの実施形態による、ラメラトリブロックコポリマーのグラフォエピタキシーベースの誘導自己組織化(DSA)を使用することによってビア開口を形成するプロセスを示す。
図6】いくつかの実施形態による、ラメラトリブロックコポリマーのグラフォエピタキシーベースの誘導自己組織化(DSA)を使用することによってビア開口を形成するプロセスを示す。
【0007】
図7A】いくつかの実施形態によるポリマーナノコンポジットを示す。
図7B】いくつかの実施形態によるポリマーナノコンポジットを示す。
【0008】
図8】いくつかの実施形態による、ポリマーナノコンポジットを使用することによってビア開口を形成するプロセスを示す。
図9】いくつかの実施形態による、ポリマーナノコンポジットを使用することによってビア開口を形成するプロセスを示す。
図10】いくつかの実施形態による、ポリマーナノコンポジットを使用することによってビア開口を形成するプロセスを示す。
図11】いくつかの実施形態による、ポリマーナノコンポジットを使用することによってビア開口を形成するプロセスを示す。
【0009】
図12】いくつかの実施形態による、化学エピタキシーを使用することによってビア開口を形成するプロセスを示す。
図13】いくつかの実施形態による、化学エピタキシーを使用することによってビア開口を形成するプロセスを示す。
図14】いくつかの実施形態による、化学エピタキシーを使用することによってビア開口を形成するプロセスを示す。
図15】いくつかの実施形態による、化学エピタキシーを使用することによってビア開口を形成するプロセスを示す。
【0010】
図16】いくつかの実施形態による、格子層の格子パターンに基づいてビア開口を形成するプロセスを示す。
図17】いくつかの実施形態による、格子層の格子パターンに基づいてビア開口を形成するプロセスを示す。
図18】いくつかの実施形態による、格子層の格子パターンに基づいてビア開口を形成するプロセスを示す。
図19】いくつかの実施形態による、格子層の格子パターンに基づいてビア開口を形成するプロセスを示す。
図20】いくつかの実施形態による、格子層の格子パターンに基づいてビア開口を形成するプロセスを示す。
【0011】
図21】いくつかの実施形態による、混合エピタキシーを使用することによってビア開口を形成するプロセスを示す。
図22】いくつかの実施形態による、混合エピタキシーを使用することによってビア開口を形成するプロセスを示す。
図23】いくつかの実施形態による、混合エピタキシーを使用することによってビア開口を形成するプロセスを示す。
図24】いくつかの実施形態による、混合エピタキシーを使用することによってビア開口を形成するプロセスを示す。
【0012】
図25】様々な実施形態による、ラメラトリブロックコポリマーを使用してビア開口を調整するプロセスを示すフローチャートである。
【0013】
図26】様々な実施形態による、ポリマーナノコンポジットを使用してビア開口を調整するプロセスを示すフローチャートである。
【0014】
図27】様々な実施形態による、混合エピタキシーを使用してビア開口を調整するプロセスを示すフローチャートである。
【0015】
図28A】本明細書に開示される実施形態のいずれかによる、1または複数のビア開口を含み得るウェハおよびダイの上面図である。
図28B】本明細書に開示される実施形態のいずれかによる、1または複数のビア開口を含み得るウェハおよびダイの上面図である。
【0016】
図29】本明細書において開示される実施形態のいずれかによる、1または複数のビア開口を有する1または複数のICデバイスを含み得る例示的なICパッケージの例の側断面図である。
【0017】
図30】本明細書に開示される実施形態のいずれかによる、1または複数のビア開口を実装する1または複数のICデバイスを有するコンポーネントを含み得るICデバイスアセンブリの側断面図である。
【0018】
図31】様々な実施形態による、ラメラトリブロックコポリマー、ポリマーナノコンポジット、または混合エピタキシーを使用することによって調整されるビア開口を有する1または複数の集積回路(IC)デバイスを含み得る例示的なコンピューティングデバイスのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
概要
集積回路は一般的に、ビアの上の金属線または他のインターコネクトをビアの下の金属線または他のインターコネクトに電気的に接続するために、当技術分野においてビアとして知られている導電性のマイクロ電子構造を含む。ビアは典型的には、リソグラフィプロセスによって形成される。代表的には、フォトレジスト層は、誘電体層上にスピンコーティングされ得、フォトレジスト層は、パターニングされたマスクを通って、パターニングされたアクティニック放射に露出され得、次に、露出された層は、フォトレジスト層において開口を形成するように現像され得る。次に、当該フォトレジスト層の開口をエッチングマスクとして使用することによって、ビア用の開口が誘電体層にエッチングされ得る。この開口はビア開口と称される。例示的なビア開口はコンタクト孔である。最後に、ビア開口は、1または複数の種類の金属または他の導電性材料で充填され、ビアが形成され得る。ビアは、めっきスルービア、ブラインドビア(例えば、印刷回路基板(PCB)の最外回路と隣接する内側の層とを接続するビア)、埋設ビア(例えば、PCBの回路層を接続するが、PCBの外側の層に到達しないビア)、または、他のタイプのビアであり得る。
【0020】
過去、ビアのサイズおよび間隔は徐々に縮小化されており、将来的に、少なくともいくつかのタイプの集積回路(例えば、高度マイクロプロセッサ、チップセットコンポーネント、グラフィックチップ等)に対するビアのサイズおよび間隔は、徐々に縮小され続けることが予測される。ビアのサイズの1つの尺度は、ビア開口の限界寸法(例えば、直径、または、いくつかの他の横断断面寸法)である。ビアの間隔の1つの尺度は、もっとも近い隣接するビアの間の中心間距離を表すビアピッチである。
【0021】
このようなリソグラフィ処理によって、極めて小さいビアを極めて小さいピッチでパターニングする場合、いくつかの課題が出現する。1つのそのような課題は、ビアと上層インターコネクトとの間のオーバレイ、およびビアと下層ランディングインターコネクトとの間のオーバレイが、概して、ビアピッチの4分の1のオーダにある高い許容範囲で制御される必要があることである。ビアピッチは、時間と共により小さくスケーリングするので、オーバレイの許容範囲は、リソグラフィ機器よりさらに大きい速度でこれらと共にスケーリングする傾向がある。
【0022】
別のそのような課題は、ビア開口の限界寸法は一般に、リソグラフィスキャナの分解能より速くスケーリングする傾向があることである。ビア開口の限界寸法を低減するために、ビア開口調整技術が存在する。しかしながら、低減される量は、最小ビアピッチによって、ならびに、光学近接補正(OPC)が十分に中性になるビア開口調整プロセスの能力によって制限される傾向があり、線幅粗さ(LWR)および/または限界寸法均一性(CDU)を著しく妥協しない傾向がある。さらに別のそのような課題は、限界寸法バジェットの同一の全体部分を維持するには、ビア開口の限界寸法が減少するにつれて、フォトレジストのLWRおよび/またはCDU特性が、概して、改善する必要があることである。しかしながら、現在、大部分のフォトレジストのLWRおよび/またはCDU特性は、ビア開口の限界寸法が減少するのと同じくらい迅速には改善していない。
【0023】
更なるこのような課題は、極めて小さいビアピッチが、概して、極端紫外線(EUV)リソグラフィスキャナの分解能さえ下回る傾向があることである。結果として、一般的に2、3、またはそれ以上の異なるリソグラフィマスクが使用され得、コストが増加する傾向がある。ある時点において、ピッチが減少を続ける場合、EUVスキャナを使用して、これらの極めて小さいピッチのためのビア開口を印刷することは、複数のマスクを用いても、不可能であり得る。EUVによって画定されたビア開口は、多くの設計の柔軟性を提供し、マスクの数を節約することを助けるが、EUVによって画定されたビア開口は、プロセスの確率論的性質に起因して、LWRおよび/またはCDUにおける多くの変動性を示す。限界寸法が減少するにつれて、変動性は増加する。加えて、必要なビア開口の限界寸法は、EUVが現在できることを超える。
【0024】
EUV孔の限界寸法を低減するための現在の最新の方法は、相対的に大きい孔を印刷し、次に、エッチングを使用して最終寸法までテーパリングすることである。最初の孔寸法の任意の変動性は、テーパリング後も持続し、孔の消失をもたらす場合もある。DSAベースのビア開口調整アプローチは、エッチングテーパリングなしで最終寸法までCDをスケーリングし、かつ、CDの変動を低減するために使用されてきた。DSAベースのビア開口調整は過去、円筒形ジブロックコポリマーを使用して実証されてきた。円筒形ジブロックコポリマーは、円筒(または孔)を形成するが、細長いビア開口を形成できない。円筒構造の1つの問題は、設計の柔軟性を制限することである。他の問題は、ジブロックコポリマーが、柔軟性(膨張および収縮)の限界にも起因して、CD不均一性の変動を調整できないことである。その結果、変動は十分に調整されない。
【0025】
したがって、ビア開口を調整するための改善された技術が必要である。
【0026】
本発明の実施形態は、第1層および第2層を含むICデバイスに関する。第2層は第1層に隣接する。第2層はラメラ構造を含む。個別のラメラ構造は2つのラメラ間のビアを含む。2つのラメラは電気的に絶縁され、ビアは導電性材料を含む。2つのラメラは、トリブロックコポリマーの2つの異なるブロックであり得る。2つのラメラは同一のポリマーを含み得る。ビアは導電性材料を含む。ビアは、スルービア、ブラインドビア、または埋設ビアであり得る。いくつかの実施形態において、第1層は、第1セクションおよび第2セクションの交互パターンである格子パターンを含む。第2セクションは、第1セクションとは異なる材料を含む。ビアは、第1層の第1セクションに隣接する第2層の部分にある。
【0027】
本発明の実施形態はまた、ラメラ相(「ラメラトリブロックコポリマー」)を形成するトリブロックコポリマーを使用することによってビア開口を調整することに関する。ジブロックコポリマーと比較して、ラメラトリブロックコポリマーは、圧縮および膨張に関して、より高い程度の柔軟性を示す。また、ラメラトリブロックコポリマーは、ICデバイスに望ましい、細長いビア開口を形成し得る。ジブロックコポリマーと比較して、ラメラトリブロックコポリマーは、入力パターンの変動について、遥かに広いプロセスウィンドウを示し、CDにおける大きい変動を有するビア開口を調整し得る。加えて、ラメラトリブロックコポリマーは、ビア開口の形状およびサイズに関して、遥かに高い柔軟性を提供する。様々な実施形態において、トリブロックコポリマー分子は、第1ポリマーの2つのブロック、および、第1ポリマーとは異なる第2ポリマーのブロックを含む。第2ポリマーのブロックは、第1ポリマーのブロックの間にある。トリブロックコポリマー分子のラメラ相は、3つのラメラ、すなわち、第1ポリマーの2つのラメラ、および、第1ポリマーの2つのラメラの間の第2ポリマーのラメラを含む。ラメラトリブロックコポリマーは、半導体層の表面上で自己組織化され得、半導体層の表面に対して垂直方向に延在する。ラメラトリブロックコポリマーの自己組織化は、グラフォエピタキシー、化学エピタキシー、または、両方の組み合わせに基づき得る。第2ポリマーのラメラは、ビア開口を形成するために、ラメラトリブロックコポリマーから除去され得る。ビア開口の寸法は、第2ポリマーのラメラの寸法に少なくとも部分的に基づく。いくつかの実施形態において、ビア開口の寸法の均一性を制御するために、第1ポリマーは第2ポリマーより強固である。そのようなラメラトリブロックコポリマーを使用することによって調整されたビア開口は、ジブロックコポリマーを使用することによって調整されたビア開口と比較して、より良いCDUを有し得る。
【0028】
本発明の更なる実施形態は、ポリマーナノコンポジットを使用することによってビア開口を調整することに関する。様々な実施形態において、ポリマーナノコンポジット分子は、ナノ粒子およびポリマー(例えばブロックコポリマー)を含む。ポリマー鎖はナノ粒子に取り付けられる。ナノ粒子は、複数の寸法のポリマーによって囲まれ得る。ポリマーナノコンポジットの一実施形態は、ナノ粒子が円筒である円筒形相を形成し、ポリマーは、ナノ粒子円筒を囲む中空の円筒である。ナノ粒子円筒がポリマーナノコンポジット分子から除去されることにより、ビア開口が形成され得る。ビア開口の寸法は、ナノ粒子の寸法に基づくので、ポリマーナノコンポジット分子のナノ粒子の寸法が一貫している限り、ビア開口は、同一または同様の寸法を有し得る。従って、ビア開口は、CDの変動とは無関係であり得、1つのCD分布を提供し得る。ポリマーの形状はCDを画定する。
【0029】
本発明の更なる実施形態は、混合エピタキシー手法を使用することによってビア開口を調整することに関する。混合エピタキシー手法は、グラフォエピタキシーおよび化学エピタキシーの組み合わせである。いくつかの実施形態において、グラフォエピタキシーは、壁および壁の間の開口を含むトポグラフィガイドパターンを形成するために使用される。更に、各開口において化学ガイドパターンを形成するために、化学エピタキシーが使用される。従って、混合エピタキシー手法は、トポグラフィガイドパターン、および、トポグラフィガイドパターン内の化学ガイドパターンを含む混合ガイドパターンを提供する。混合ガイドパターンは、ジブロックコポリマー、トリブロックコポリマーまたはポリマーナノコンポジットのDSAに使用され得る。そのようなアプローチは、ビアの配置中に発生し得る任意のEPE(エッジ配置エラー)を調整し得、望ましいビア設計にビアを誘導できる。グラフォエピタキシーだけに基づくビア開口調整と比較して、混合エピタキシー手法は、遥かに広いプロセスウィンドウを有し得、ビア開口のCD不均一性における遥かに大きい変動を許容し、調整し得る。このアプローチはまた、ビア開口設計における更なる柔軟性を提供し得る。
【0030】
本明細書において説明されるような、ラメラトリブロックコポリマー、ポリマーナノコンポジット、または混合エピタキシーを使用することによって調整される1または複数のビア開口を有する様々なICデバイスは、ICに関連付けられる1または複数のコンポーネントにおいて実装され得、もしくは、それに関連付けられ得、または/および、そのような様々なコンポーネントの間で実装され得る。様々な実施形態において、ICに関連付けられたコンポーネントは、例えば、トランジスタ、ダイオード、電源、抵抗器、コンデンサ、インダクタ、センサ、送信機、受信機、アンテナなどを含む。ICに関連付けられたコンポーネントは、ICに搭載されたもの、または、ICに接続されたものを含み得る。ICは、アナログまたはデジタルのいずれであり得、ICに関連付けられるコンポーネントに応じて、マイクロプロセッサ、オプトエレクトロニクス、ロジックブロック、音声増幅器など、多くの用途において使用され得る。ICは、コンピュータにおける1または複数の関連機能を実行するためのチップセットの一部として採用され得る。
【0031】
いくつかの実施形態において、本明細書において説明されるようなラメラトリブロックコポリマー、ポリマーナノコンポジット、または混合エピタキシーを使用することによって調整されるビア開口は、ICデバイスのメタライゼーションスタックの導電性ビアを形成するために使用され得る。「メタライゼーションスタック」(「インターコネクトスタック」と称される場合もある)という用語は、ICチップの異なる回路コンポーネントへの接続を提供するための1または複数のインターコネクトのスタックを指すために使用され得る。「インターコネクト」という用語は、ICに関連付けられた1または複数のコンポーネントへの、または/および、そのような様々なコンポーネント間の電気接続を提供するための、導電性材料から形成された任意の要素を説明するために使用され得る。一般的に、「インターコネクト」は導電線/配線(「線」または「金属線」または「トレンチ」と称される場合もある)および導電性ビア(「ビア」または「金属ビア」と称される場合もある)の両方を指し得る。一般的に、「導電線」という用語は、典型的には、ICチップの平面内に提供される層間低k誘電体を含む誘電体材料によって絶縁される導電素子を説明するために使用され得る。そのような導電線は典型的には、複数のレベルに、または、メタライゼーションスタックの複数の層にスタックされる。他方で、「導電性ビア」という用語は、異なるレベルの2以上のトレンチコンタクトを相互接続する導電素子を説明するために使用され得る。この目的で、ICチップの平面に対して実質的に垂直にビアが提供され得、隣接するレベルにおける2つの導電線、または、隣接するレベルにない2つの導電線を相互接続し得る。
【0032】
説明の目的で、特定の数、材料、および構成は、複数の例示的な実装の完全な理解を提供するために記載される。しかしながら、当業者にとっては、本開示が具体的な詳細なしで実施され得ること、または/および、本開示が、説明された態様の一部のみで実施され得ることは明らかである。他の場合において、例示的な実装を不明瞭化しないように、既知のフィーチャが省略または簡略化される。
【0033】
更に、実施され得る実施形態が例示として示される、本願の一部を形成する添付図面を参照する。他の実施形態が利用されてよいこと、並びに本開示の範囲を逸脱することなく、構造的または論理的な変更がなされてよいことを理解されたい。したがって、以下の詳細な説明は、限定的な意味で解釈されるべきではない。
【0034】
図面は、その中の要素の相対的配置を示すことを意図しており、これらの図のデバイスアセンブリは、具体的に示されない他の要素(例えば、様々な界面層)を含み得る。同様に、図面を参照して材料の特定配置が説明されるが、中間の材料がこれらの図面のデバイスおよびアセンブリに含まれ得る。なお更に、様々なデバイスの表示のいくつかの要素は、図面において、平面上の長方形として、または、直方体から形成されるものとして示されるが、また、例示的な構造のいくつかの概略図は、厳密な直角および直線で示されるが、これは単に説明を容易にするためのものであり、これらのアセンブリの実施形態は、半導体デバイスアセンブリを製造するために使用される製造プロセスの必要性から、場合によってはそれらに起因して不可避的に、曲線であり、丸みを帯び、または、さもなければ、不規則な形状であり得る。したがって、そのような概略図は、実際のプロセスの限界を反映しないことがあり得、当該限界により、例えば、走査電子顕微鏡(SEM)イメージ、または、透過電子顕微鏡(TEM)イメージを使用して、本明細書に説明される構造のいずれかが検証されるときに、フィーチャがそこまで「理想的」に見えないことがあり得ることが理解されるべきである。実際の構造のそのようなイメージにおいて、例えば、材料の不完全な直線のエッジ、テーパ状のビアまたは他の開口、意図しない丸みのある角、または、異なる材料層の厚さの変動、時折の捻じれ、エッジ、または、結晶領域内の組み合わせ転移、または、単一の原子もしくは原子の集団の時折の転移欠陥など、あり得るプロセスの欠陥も見られ得る。ここに列挙されないが、デバイス製造の分野において一般的な他の欠陥があり得る。例えば、光学顕微鏡、TEM、またはSEMを使用する、レイアウトおよびマスクデータの検査、および、回路を再構築するためのデバイスの一部のリバースエンジニアリング、または、例えば、物理的欠陥分析(PFA)を使用する、本明細書において説明される様々なデバイス要素の形状および位置を検出するためのデバイスの断面の検査は、本明細書において説明されるような裏側コンタクト形成のプレースホルダを使用して製造される1または複数のトランジスタ装置の存在の決定を可能にする。
【0035】
特許請求された発明の理解に最も寄与する態様において、様々なオペレーションは、順番に行われる複数の別個のアクションまたはオペレーションとして説明されてよい。しかしながら、記載の順序は、これらのオペレーションが必ず順序に依存するものであることを示唆するものとして解釈されるべきではない。特に、これらのオペレーションは、提示の順序で実行されてなくてよい。説明されるオペレーションは、説明される実施形態とは異なる順序で実行され得る。様々な追加のオペレーションが実行されてよく、または、説明されるオペレーションは、追加の実施形態において省略されてよい。
【0036】
本開示の目的において、「Aおよび/またはB」という文言は、(A)、(B)または(AおよびB)を意味する。本開示の目的において、「A、Bおよび/またはC」は、(A)、(B)、(C)、(AおよびB)、(AおよびC)、(BおよびC)または(A、B、およびC)を意味する。「間」という用語は、測定範囲を参照して使用されるとき、測定範囲の終端を含む。
【0037】
説明は、「一実施形態において(in an embodiment)」または「複数の実施形態において(in embodiments)」という文言を用いるが、当該文言はそれぞれ、同一のまたは異なる実施形態の1または複数を指してよい。本開示の実施形態に関して用いられる「備える(comprising)」、「含む(including)」、「有する(having)」等の用語は、同義語である。本開示は、図面の様々なフィーチャを説明するために、「上」、「下」、「上部」、「下部」、および「横」など、視点ベースの説明を使用し得るが、これらの用語は単に、説明を容易にするためのものであり、望ましい、または、必要な向きを示唆するものではない。添付図面は、必ずしも縮尺通りに描画されるものではない。別段の指定が無い限り、共通のオブジェクトを説明するための「第1」、「第2」、「第3」などの序詞の使用は単に、同様のオブジェクトの異なるインスタンスが参照されていることを示すものであり、そのように説明されるオブジェクトが、時間的、空間的、ランク、または、任意の他の方式において、与えられた順番である必要があることを示唆する意図はない。
【0038】
以下の詳細な説明において、例示的な実装の様々な態様は、業務の要旨を他の当業者に伝えるために当業者によって一般的に採用される用語を使用して説明される。
【0039】
例えば、いくつかの説明は、ソース領域/コンタクト、または、ドレイン領域/コンタクトのいずれかである特定のソースまたはドレイン領域またはコンタクトを参照し得る。しかしながら、別段の指定が無い限り、トランジスタのどの領域/コンタクトがソース領域/コンタクトとみなされ、どの領域/コンタクトがドレイン領域/コンタクトとみなされるかは重要でない。なぜなら、特定の動作条件において、ソースおよびドレインの指定は多くの場合、交換可能であるからである。したがって、本明細書において提供される説明は、領域/コンタクトがソース領域/コンタクトまたはドレイン領域/コンタクトのいずれであり得ることを示すために、「S/D領域/コンタクト」という用語を使用し得る。
【0040】
別の例において、別段の定めが無い限り、「パッケージ」および「ICパッケージ」という用語は、使用される場合、「ダイ」および「ICダイ」という用語と同義語であり、「絶縁」という用語は、「電気的絶縁」を意味し、「伝導」という用語は、「電気的伝導」を意味する。特定の要素は、本明細書において単数形で参照され得る、そのような要素は複数のサブ要素を含み得る。例えば、「導電性材料」は、1または複数の導電性材料を含み得る。
【0041】
別の例において、「酸化」、「炭化物」、「窒化物」などの用語は、使用される場合、それぞれ、酸素、炭素、窒素などを含む化合物を指し、「高k誘電体」という用語は、酸化ケイ素より高い誘電率を有する材料を指し、「低k誘電体」という用語は、酸化ケイ素より低い誘電率を有する材料を指す。
【0042】
更に別の例において、「接続」という用語は、接続されているものの間の、いかなる中間のデバイスも無い、直接的な電気的または磁気的接続を説明するために使用され得、一方、「結合」という用語は、接続されているものの間の直接的な電気的または磁気的接続、または、1または複数の中間の受動または能動デバイスを介する間接的な接続のいずれかを説明するために使用され得る。「回路」という用語は、互いに協働して望ましい機能を提供するように配置された1または複数の受動および/または能動コンポーネントを説明するために使用され得る。
【0043】
「実質的に」、「近い」、「概ね」、「近く」、および「約」という用語は一般に、本明細書において説明される、または、当技術分野において知られている特定の値の文脈に基づく、目標値の+/-5~20%以内であることを指す。同様に、様々な要素の向きを示す用語、例えば、「同一面」、「垂直」、「直交」、「平行」、または、要素間の任意の他の角度は一般に、本明細書において説明される、または、当技術分野において知られている特定の値の文脈に基づく、目標値の+/-5~20%以内であることを指す。
【0044】
加えて、用語「含む」、「含み」、「備える」、「備え」、「有する」、「有し」、または、それらの任意の他の変形は、非排他的な包含をカバーすることが意図される。例えば、要素の列挙を含む方法、プロセス、デバイスまたはシステムは、それらの要素のみに必ずしも限定されるものではなく、明示的に列挙されない他の要素、または、そのような方法、プロセス、デバイス、またはシステムに固有の他の要素を含み得る。また、「または」という用語は、包括的な「または」を指し、排他的な「または」を指すものではない。
【0045】
本開示のシステム、方法およびデバイスは各々、複数の革新的な態様を有するが、そのいずれも、単独では、本明細書において開示されるすべての望ましい属性に寄与しない。本明細書において説明される主題の1または複数の実装の詳細は、下の説明および添付図面において記載される。
例示的なラメラトリブロックコポリマー
【0046】
図1A図1Bは、いくつかの実施形態による、ラメラ相のトリブロックコポリマーを示す。ラメラ相のトリブロックコポリマーはまた、ラメラトリブロックコポリマーと称される。ラメラトリブロックコポリマーは、グラフォエピタキシー、化学エピタキシー、または混合エピタキシーに基づいて、DSAを通じてビア開口(コンタクト孔など)を調整するために使用され得る。図1Aは、いくつかの実施形態による、トリブロックコポリマー(「トリブロックコポリマー分子100」)の分子100を示す。図1Bは、いくつかの実施形態による、トリブロックコポリマーのラメラ構造130を示す。
【0047】
トリブロックコポリマー分子100は、共有結合したモノマーの鎖から形成されるポリマー分子である。トリブロックコポリマーにおいて、少なくとも2つの異なるタイプのモノマーがあり、これらの異なるタイプのモノマーは主に、モノマーの異なるブロックまたは連続的な列の中に含まれる。図1Aに示されるように、トリブロックコポリマー分子100は、ポリマーAの2つのブロック110、および、ポリマーBのブロック120を含む。ポリマーBのブロック120は、ポリマーAの2つのブロック110の間にある。ポリマーAのブロック110、および、ポリマーBのブロック120は、共に共有結合している。ポリマーAのブロックおよびポリマーBのブロックは、概ね等しい長さであり得る、または、1つのブロックが他方より著しく長いことがあり得る。ポリマーA110の個々のブロックは主に、共有結合で連結されたモノマーAの鎖(例えば、A‐A‐A‐A‐A...)を含み。一方、ポリマーBのブロック120は主に、共有結合で連結されたモノマーBの鎖(例えば、B‐B‐B‐B‐B...)を含む。モノマーAおよびBは、当技術分野において知られているブロックコポリマーにおいて使用される異なるタイプのモノマーのいずれかを表し得る。ポリマーA110およびポリマーB120の例として、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリジメチルシロキサン、何等かのポリエステル、何等かのポリウレタン、アクリル樹脂、エポキシ、P(t‐アクリル酸ブチル)、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、無水マレイン酸ポリマー、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアクリロニトリル、ポリブタジエン、ポリ酢酸ビニル、ポリ乳酸、ポリブチルアクリレート、ポリ乳酸、ポリカプロラクトン、ポリ(エチレングリコール)、ポリイソプレンなどが挙げられる。他の実施形態において、ポリマーA110またはポリマーB120は、他のポリマーであり得る。
【0048】
図1Aにおけるトリブロックコポリマー分子100は、ポリマーAの2つのブロック110、および、ポリマーBのブロック120を含むが、トリブロックコポリマー分子100の他の実施形態は、ポリマーAのブロック110、ポリマーBのブロック120、ポリマーCのブロックを含み得、ポリマーBのブロック120は、ポリマーAのブロック110とポリマーCのブロックとの間にある。ポリマーCは、ポリマーA110およびポリマーB120とは異なるポリマーである。また、個々のブロックは異なるタイプのモノマーを含み得る。例えば、個々のブロック自体は、2以上のタイプのモノマーのコポリマーであり得る。
【0049】
いくつかの実施形態において、ポリマーAのブロック110およびポリマーBのブロック120は、異なる化学的特性を有する。一例において、ブロックの1つは、相対的に疎水性が高い(例えば、水を嫌う)ことがあり得、他方は、相対的に親水性(水を好む)ことがあり得る。別の例として、ブロックの1つは、油との類似性が相対的に高いことがあり得、他のブロックは、水との類似性が相対的に高いことがあり得る。ポリマーの異なるブロック間の化学的特性のそのような違い(親水性と疎水性との違い、または、他の違い)は、トリブロックコポリマー分子100の自己組織化を引き起こし得る。例えば、自己組織化は、ポリマーブロックのミクロ相分離に基づき得る。概念的に、これは、一般に非混和性である油および水の相分離と同様であり得る。同様に、ポリマーブロック間の親水性の違い(例えば、1つのブロックは、相対的に疎水性であり、他方のブロックは相対的に親水性である)は、他方の化学的忌避性に起因して異なるポリマーブロックが互いに離れようとする、大まかに類似するミクロ相分離を引き起こし得る。
【0050】
しかしながら、ポリマーブロックは、互いに共有結合するので、巨視的なスケールで完全には分離できない。むしろ、所与のタイプのポリマーブロックは、同一のタイプの他の分子のポリマーブロックに対して分離する、または、それと集合する傾向があり得る。疎水性と親水性との違いに基づく、または、それ以外に基づく、トリブロックコポリマー分子100の自己組織化は、極めて小さい周期的構造(例えば、厳密な間隔を空けたナノスケール構造)を形成するために使用され得る。いくつかの実施形態において、トリブロックコポリマーは、ナノスケールのラメラ構造(例えば、3つのポリマーブロックから形成される3つのラメラを含むラメラ構造)、または、ビア開口を調整するのに使用され得る他のナノスケール構造を形成するために使用される。ラメラの寸法は、ポリマーブロックの長さに少なくとも部分的に依存する。トリブロックコポリマーは、六方最密充填円筒、体心立方球など、他の形状のナノ構造に自己組織化され得る。
【0051】
図1Bの実施形態において、トリブロックコポリマー分子100の自己組織化はラメラ構造130を形成する。下で更に説明されるように、ラメラ構造130は、グラフォエピタキシー、化学エピタキシー、または混合エピタキシーを使用することによって形成され得る。ラメラ構造130は、2つのポリマーAラメラ140および160、ならびにポリマーBラメラ150を含む。ポリマーBラメラ150は、2つのポリマーAラメラ140と160との間にある。ラメラ構造130は、ビア開口を調整するために、ICデバイスのビア開口において形成され得る。ポリマーBラメラ150が除去されることにより、ICデバイスにおいて調整されたビア開口が形成され得る。従って、ポリマーBラメラ150の寸法は、ビア開口の寸法を少なくとも部分的に画定する。
【0052】
いくつかの実施形態において、ポリマーA110およびポリマーB120は、異なる機械的特性を有する。例えば、ポリマーA110は、ポリマーB120より強固である。従って、ポリマーAラメラ140および160は、ポリマーBラメラ150より強固である。一実施形態において、ラメラ構造130のポリマーAラメラ140および160は、第1閾値より上の剛性を有し、ポリマーBラメラ150は、第1閾値より低い第2閾値より下の剛性を有する。ポリマーB120はより柔軟なので、トリブロックコポリマー分子110がラメラ構造130を形成するとき、ポリマーB120のブロックは、ポリマーA110のブロックの間で、より容易に伸長または圧縮され得る。一実施形態において、トリブロックコポリマー分子110の自己組織化中に、ポリマーB120のブロックは、それ自体で折れ曲がる。ポリマーAラメラ140および160のより高い剛性は、ポリマーBラメラ150の均一のサイズを確実にすることを助け、結果として、調整されたビア開口の均一のサイズを確実にすることを助ける。また、ポリマーBラメラ150は相対的に柔軟なので、ポリマーBラメラ150は、ポリマーAラメラ140および160をエッチングしない、または、ほとんどエッチングしないエッチング処理を通じて除去され得、これにより、調整されたビア開口の均一のサイズを更に確実にする。したがって、円筒形デブロックコポリマーを用いてビア開口を調整する方法と比較して、ラメラトリブロックコポリマーを使用するビア開口調整は、より良いCDUを提供する。
【0053】
いくつかの実施形態において、ラメラ構造130は、層170の表面上に形成される。図1Bに示されるように、ラメラ構造130は、層170の表面に対して垂直である、Y軸に沿った向きを有する。層170は半導体基板であり得る。いくつかの実施形態において、層170は、格子パターン、例えば、第1セクションおよび第2セクションの交互パターンを含む。第1セクションは、第2セクションとは異なる材料を含む。ラメラ構造130は、格子パターンに従って形成され得る。格子パターンに従ってラメラ構造を形成することに関する更なる詳細が、図16図20に関連して以下で説明される。
【0054】
図2図6は、いくつかの実施形態による、ラメラトリブロックコポリマーのグラフォエピタキシーベースのDSAを使用することによってビア開口520を形成するプロセスを示す。ラメラトリブロックコポリマーの一実施形態は、図1A図1Bに関連して上で説明されるラメラトリブロックコポリマーである。
【0055】
図2は、基板210上の(例えば、それに取り付けられた)中間層220を含むICデバイス200を示す。基板210は半導体材料を含み得る。半導体材料の例は、例えば、単結晶シリコン、多結晶シリコン、絶縁体上のシリコン(SOI)、他の好適な半導体材料、または、それらのいくつかの組み合わせを含む。基板210はまた、金属、誘電体、ドーパントなどの他の材料を含み得る。いくつかの実施形態において、基板210は、トランジスタなどの様々なICコンポーネントを含み得る。いくつかの実施形態において、基板210は、集積回路を製造するために使用される一般のワークピースオブジェクトである。
【0056】
中間層220は、誘電体または絶縁材料を含み得る。誘電体材料の例として、例えば、シリコン酸化物(例えば、二酸化シリコン(SiO))、ドープされたシリコン酸化物、フッ素化シリコン酸化物、炭素ドープされたシリコン酸化物、当技術分野において知られている様々な低k誘電体材料、および、それらの組み合わせを含む。誘電体層は、化学蒸着(CVD)、物理蒸着(PVD)などの従来の技法によって、または、他の堆積方法によって形成され得る。一実施形態において、中間層220は、ラメラトリブロックコポリマーの自己組織化をガイドする格子パターンを含む。格子パターンに関する更なる情報が、図16から図20に関連して以下で説明される。
【0057】
図3はICデバイス300を示す。ICデバイス300は、ICデバイス200上、例えば、中間層220の表面上にガイドパターン層310を形成することによって製造される。ガイドパターン層310はトポグラフィガイドパターンを含む。トポグラフィガイドパターンは、ラメラトリブロックコポリマーの自己組織化を誘導する。いくつかの実施形態において、トポグラフィガイドパターンは、通約可能性、側方秩序化、閉じ込め効果などの機構を通じてラメラトリブロックコポリマーの自己組織化を誘導する。
【0058】
図3において、トポグラフィガイドパターンは、開口320(個々に「開口320」と称される)およびガイド壁330(個々に「ガイド壁330」と称される)の交互パターンである。各開口320は、開口320を画定する2つのガイド壁330の間にある。ガイドパターン層310は、EUV、(例えば、波長193nmの紫外線(UV)光を使用することによる)液浸リソグラフィ、ディープUVリソグラフィ(例えば、ドライ193nmフォトリソグラフィ)など、様々なリソグラフィ技術を使用して形成され得る。開口320はビア開口であり得る。しかしながら、上で説明されたリソグラフィ技術の技術的課題に起因して、ビア開口は十分なCDUを有しない。ビア開口のサイズは、望ましい程度より、著しく変動し得る。したがって、ビア開口は、例えば、ラメラトリブロックコポリマーのDSAを通じて調整される必要がある。
【0059】
いくつかの実施形態において、ガイドパターン層310は、物理的に適合され得るか、または、化学的に修飾され得ることにより、ラメラトリブロックコポリマーの異なるポリマーブロックに対して異なる親和性を付与し、中間層220に対して垂直である、ラメラトリブロックコポリマーの向きを実施する。他の実施形態において、ガイドパターン層310を修飾するために表面処理が実行され得る。表面処理は、ガイドパターン層310の一部(例えば、開口320の表面)を化学的に中性にし得るか、または、トリブロックコポリマーの異なるポリマーブロックに対して少なくとも相対的により中性にし得る。非中性表面は、1つのポリマーブロックに対して、別のポリマーブロックより大きい相互作用(例えば、反発または誘引)の傾向を有し得る。そして、非中性表面は、望ましくないことがあり得る方式で、トリブロックコポリマーの自己組織化に影響する傾向がある。いくつかの実施形態において、表面処理は、トリブロックコポリマーの異なるポリマーブロックの間の中間である化学的特性(例えば、親水性/疎水性の特性)を有するコーティングの適用であり得る。いくつかの実施形態において、コーティングは、スピンコーティング、スプレーコーティング、ディップコーティング、浸漬コーティング、または、さもなければ、異なるポリマーブロックの対応する化学的特性の概ね間にある化学的特性(例えば、親水性)を有する材料の相対的に薄いコーティングを堆積または適用することによる適用であり得る。コーティングの例示的な材料は、異なるブロックコポリマーの交互のモノマーを有するコポリマーである。例えば、ポリマーAのブロックおよびポリマーBのブロックを含むトリブロックコポリマーについては、コーティングは、AおよびBのコポリマーを含み得、ここで、モノマーAおよびBは、コポリマー内において高度に混合される(例えば、A-B-A-B-A-B-AB-A-B、A-A-B-B-B-A-B-B-A-A-Aなど)。追加的に、または交互に、他のタイプの表面処理(例えば、酸化または脱酸化)が、ガイドパターン層310を修飾するために使用され得る。
【0060】
図4は、ラメラトリブロックコポリマーでICデバイス300の開口320を充填することによって形成されるICデバイス400を示す。いくつかの実施形態において、開口320はトリブロックコポリマーの融解物で充填される。トリブロックコポリマーは、例えば、トリブロックコポリマーにおける3つのブロックのミクロ相分離を通じて、ガイドパターンによって誘導されて自己組織化し、ラメラトリブロックコポリマーを形成する。一実施形態において、トリブロックコポリマーの自己組織化は、トリブロックコポリマー分子の異なるポリマーブロックの再配置または再位置決めを通じて発生する。トリブロックコポリマーの自己組織化は、トポグラフィガイドパターンによって誘導される。一実施形態において、トリブロックコポリマーの自己組織化は、表面力、例えば、ガイド壁330によって適用される引張力によって駆動され得る。自己組織化プロセス中、ラメラ構造410は、ガイド壁330に対してアライメントされる。これは、リソグラフィアライメントと比較してより良いアライメントを実現し、したがって、非常に小さい(例えばナノスケール)ビア開口を形成するために使用され得る。
【0061】
いくつかの実施形態において、自己組織化を開始、加速、または、さもなければ促進するべく、アニール処理がトリブロックコポリマーに適用され得る。いくつかの実施形態において、アニール処理は、溶剤蒸気の雰囲気において発生する溶剤アニール処理であり得る。溶剤蒸気は、アセトン、テトラヒドロフラン、または他のタイプの有機溶媒の蒸気であり得る。溶剤アニール処理は、トリブロックコポリマーなど、より大きいポリマーの拡散および自己組織化キネティクスを意図するものであり得る。他の実施形態において、アニール処理は、トリブロックコポリマーの温度を増加させるように動作可能である処理を含み得る。そのような処理の一例として、ICデバイス400(例えば、オーブンにおける、または、サーマルランプ下の)を加熱すること、赤外線をトリブロックコポリマーに適用すること、または、さもなければ、トリブロックコポリマーに熱を加える、もしくは、トリブロックコポリマーの温度を増加させることが挙げられる。加熱は、ミクロ相分離の速度を増加させるべく、エネルギーをトリブロックコポリマー分子の分子に提供し、それらをより流動的/柔軟にすることを助け得る。アニールは、ミクロ相分離の速度を増加させるほど十分に高いが、トリブロックコポリマーまたはICデバイス400の他のコンポーネントの損傷を回避するほど十分に低い温度で実行される。いくつかの実施形態において、アニール温度は50℃~300℃の範囲にある。
【0062】
図3に示されるように、ラメラ構造410(個々に「ラメラ構造410」と称される)は、開口320を充填し、ガイド壁330の間に存在する。ラメラ構造410の一実施形態は、図1Bにおけるラメラ構造130である。図3の実施形態において、各開口320は、1つのトリブロックコポリマー分子、例えば、1つのラメラ構造410を形成する、図1Aにおけるトリブロックコポリマー分子100で充填される。他の実施形態において、各開口320は、複数のラメラ構造を形成する複数のトリブロックコポリマー分子で充填され得る。
【0063】
ラメラ構造410は、第1ラメラ420、第2ラメラ430、および第3ラメラ440を含み、これらは、トリブロックコポリマーの3つのブロックから形成される。第2ラメラ430は、第1ラメラ420と第3ラメラ440との間にあり、第1ラメラ420および第3ラメラ440とは異なるポリマーを有する。第1ラメラ420の一実施形態は、図1BにおけるポリマーAラメラ140である。第2ラメラ430の一実施形態は図1BにおけるポリマーBラメラ150である。第3ラメラ440の一実施形態は、図1BにおけるポリマーAラメラ160である。ラメラ構造410の他の実施形態は、異なるラメラを含み得る。例えば、第1ラメラ420は、第3ラメラ440とは異なるポリマーを含み得る。第1ラメラ420、第2ラメラ430、および第3ラメラ440は、図4に示されるように、中間層220に対して垂直に、Y軸に沿って延在する。図4において、Y軸に沿ったラメラ構造410の長さは、開口320の長さより小さい。他の実施形態において、ラメラ構造410の長さは、開口320の長さと同一であり得る。第1ラメラ420、第2ラメラ430、および第3ラメラ440は、X軸またはZ軸に沿った、同一または異なる幅を有し得る。
【0064】
トリブロックコポリマー分子の自己組織化により、ラメラ構造410は、例えばX次元およびZ次元において、対応する開口320の実質的に中心に合わせられ得る。第1ラメラ420の寸法(X軸に沿った幅、または、Z軸に沿った長さなど)、第2ラメラ430、または第3ラメラ440は、トリブロックコポリマーの対応するブロックの長さに少なくとも部分的に基づき得る。第1および第3ラメラ420および440についてのポリマーブロックが同一または同様の長さを有する実施形態において、第2ラメラ430は、開口320の中心に、または、その中心の近くに配置され得る。様々な実施形態において、第1ラメラ420および第3ラメラ440は、第2ラメラ430より強固であり、第2ラメラ430が形成される空間を画定し得る。空間が大きい一実施形態において、第2ラメラ430を形成するポリマーブロックは、伸長して空間を充填し得る。空間が小さい別の実施形態において、第2ラメラ430を形成するポリマーブロックは、空間に嵌合するように圧縮され得る。例えば、第2ラメラ430を形成するポリマーブロックは、それ自体で折り曲がり、空間に嵌合し得る。そのようなトリブロックコポリマーを使用することによって、第2ラメラ430の寸法は、第1および第3ラメラ420を形成するポリマーブロックの長さを制御することによって制御され得る。
【0065】
図5は、ビア開口520(個々に「ビア開口510」と称される)が形成されるビア開口層510を含むICデバイス500を示す。ビア開口520は、対応するラメラ構造410から第2ラメラ430を除去することによって形成される。ビア開口520は、1または複数のビア開口壁530(個々に「ビア開口壁530」と称される)およびガイド壁330によって画定される。ビア開口壁530は、対応するラメラ構造410の第1ラメラ420および第3ラメラ440、ならびに、ガイド壁330の1または複数の部分を含む。
【0066】
いくつかの実施形態において、第2ラメラ430は、ラメラ構造410に対するエッチング処理(例えば、選択的エッチング処理)を実行することによって除去される。第2ラメラ430は、第1ラメラ420および第3ラメラ440より高速でエッチングされる。第1ラメラ420および第3ラメラ440は、エッチング処理の後に、完全に、または、実質的にエッチングされていないままである。一実施形態において、エッチング処理は、等方性の化学的選択的エッチングを含む。別の実施形態において、エッチング処理は、ラメラ構造410の上部にハードマスクを配置することを含む。ハードマスクは、第2ラメラ430に対応する孔を含み、その結果、第2ラメラ430は、エッチングに対して露出されるが、第1および第3ラメラ420および440は露出されない。第1ラメラ420および第3ラメラ440の剛性が高いことはまた、第1ラメラ420および第3ラメラ440のエッチングを除去または低減することを助ける。
【0067】
いくつかの実施形態において、Y軸に沿ったラメラ構造410の長さと、Y軸に沿ったビア開口430の長さとの比率は、0.3~2.0の範囲にある。一実施形態において、ラメラ構造410の長さとビア開口430の長さとの比率は、0.3~1.5の範囲にある。図5の実施形態は、第2ラメラ430をすべてのラメラ構造410から除去する。他の実施形態において、第2ラメラ430は、ラメラ構造410のサブセットから除去される。図5は、全体の第2ラメラ430の除去を示す。他の実施形態において、ビア開口520は、第2ラメラ430の部分を除去することによって形成され得る。図6に示されるように、ビア開口520は、長方形の断面を有する。他の実施形態において、ビア開口520の断面は、他の形状、例えば、正方形、曲線形状などを有し得る。
【0068】
図6は、ビア620を含むICデバイス600の上面図を示す。いくつかの実施形態において、ビア開口520は、金属または合金などの導電性材料で部分的または完全に充填され、対応するビア620を形成する。ビア620は、スルービア、ブラインドビア、または埋設ビアであり得る。Y軸に沿ったラメラ構造410の長さと、Y軸に沿ったビア620の長さとの比率は、0.3~2.0の範囲にあり得る。
【0069】
図7A図7Bは、いくつかの実施形態によるポリマーナノコンポジットを示す。図7Aは、ポリマーナノコンポジット(「ポリマーナノコンポジット分子700」)の分子700を示す。ポリマーナノコンポジット分子700は、XおよびY次元においてナノ粒子720を囲むポリマー710を含む。ポリマー710の1または複数の鎖はナノ粒子720上に取り付けられる。ポリマー710は、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリジメチルシロキサン、何等かのポリエステル、何等かのポリウレタン、アクリル樹脂、エポキシ、P(t‐アクリル酸ブチル)、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、無水マレイン酸ポリマー、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアクリロニトリル、ポリブタジエン、ポリ酢酸ビニル、ポリ乳酸、ポリブチルアクリレート、ポリ乳酸、ポリカプロラクトン、ポリ(エチレングリコール)、ポリイソプレンなどであり得る。ナノ粒子720はナノスケールのサイズを有する。例えば、X、YまたはZ次元におけるナノ粒子720のサイズは1~100ナノメートルの範囲にある。ナノ粒子720は、無機材料からできていてよい。ナノ粒子720の例示的な材料は、SiO、Ag、Au、CdSe、Fe、グラフェン、TiOx、SnOx、ZrOx、シルセスキオキサンなどを含む。
【0070】
図7Bは、層730の表面上のポリマーナノコンポジット分子700によって形成される円筒構造740を示す。他の実施形態において、円筒構造740は、複数のポリマーナノコンポジット分子700によって形成され得る。円筒構造740は、層730の表面に対して垂直にY軸に沿って延在する。円筒構造740は、ポリマー710から形成されるポリマー円筒750、および、ナノ粒子720から形成されるナノ粒子円筒760を含む。ポリマー円筒750は中空であり、X次元およびY次元においてナノ粒子円筒760を囲む。従って、ポリマー円筒750の内径は、ナノ粒子円筒760の直径と同一であり、ポリマー円筒750の外径は、ナノ粒子円筒760の直径より大きい。Z軸に沿ったポリマー円筒750の長さは、Z軸に沿ったナノ粒子円筒760の長さと同一である。他の実施形態において、ポリマー円筒750の長さは、ナノ粒子円筒760の長さより短いか、または、長いことがあり得る。
【0071】
層170は半導体基板であり得る。いくつかの実施形態において、層730は、格子パターン、例えば、第1セクションおよび第2セクションの交互パターンを含む。第1セクションは、第2セクションとは異なる材料を含む。円筒構造740は、格子パターンに従って形成され得る。
【0072】
図8図11は、いくつかの実施形態による、ポリマーナノコンポジットを使用することによってビア開口1020を形成するプロセスを示す。図8は、ICデバイス800を示す。ICデバイス800は、基板810、基板810上の(例えば、取り付けられた)中間層820、および、中間層820上のガイドパターン層850を含む。他の実施形態において、ICデバイス800は異なるコンポーネントを含み得る。例えば、ICデバイス800は、中間層820を含まないことがあり得、ガイドパターン層850は基板810上で形成される。
【0073】
基板810は半導体材料を含み得る。半導体材料の例は例えば、単結晶シリコン、多結晶シリコン、SOI、他の好適な半導体材料、または、それらのいくつかの組み合わせを含む。基板810はまた、金属、誘電体、ドーパントなどの他の材料を含み得る。いくつかの実施形態において、基板810は、トランジスタなどの様々なICコンポーネントを含み得る。いくつかの実施形態において、基板810は、集積回路を製造するために使用される一般のワークピースオブジェクトである。
【0074】
中間層820は、誘電体または絶縁材料を含む。誘電体材料の例として、例えば、シリコン酸化物(例えば、二酸化シリコン(SiO))、ドープされたシリコン酸化物、フッ素化シリコン酸化物、炭素ドープされたシリコン酸化物、当技術分野において知られている様々な低k誘電体材料、および、それらの組み合わせを含む。誘電体層は、従来の技法、例えば、CVD、プラズマ強化CVD、PVD、ALD(原子層堆積)、プラズマ強化ALD、スピニングオン、アニール、または、他の堆積方法などによって形成され得る。一実施形態において、中間層820は、ラメラトリブロックコポリマーの自己組織化をガイドする格子パターンを含む。
【0075】
ガイドパターン層850はトポグラフィガイドパターンを含む。図8において、トポグラフィガイドパターンは、ガイド壁830(個々に「ガイド壁830」と称される)および開口840(個々に「開口840」と称される)の交互パターンである。各開口840は、開口840を画定する2つのガイド壁830の間にある。いくつかの実施形態において、ガイドパターン層850は、EUV、(例えば、波長193nmの紫外線を使用することによる)液浸リソグラフィ、ディープUVリソグラフィ(例えば、ドライ193nmフォトリソグラフィ)、他のタイプのリソグラフィ技術を使用することによって形成される。トポグラフィガイドパターンは三次元である。
【0076】
図9は、円筒構造940(個々に「円筒構造940」と称される)でICデバイス800の開口840を充填することによって形成されるICデバイス900を示す。円筒構造940の一実施形態は、図7Bにおける円筒構造740である。図9に示されるように、円筒構造940は、ガイド壁830の間に存在する。円筒構造940は、ガイドパターン層850上に、例えば、ガイドパターン層850の開口840内に、ポリマーナノコンポジットを適用することによって形成される。
【0077】
円筒構造940は、ポリマーナノコンポジット分子、例えば、図7Aにおけるポリマーナノコンポジット分子700から形成される。円筒構造940はポリマー円筒950およびナノ粒子円筒960を含む。ポリマー円筒950は中空であり、X次元およびZ次元において、少なくとも部分的にナノ粒子円筒960を囲む。一実施形態において、ポリマー円筒950は、図7Aにおけるポリマー710によって形成され、ナノ粒子円筒960はナノ粒子720によって形成される。円筒構造940は、図9に示されるように、中間層820に対して垂直に、Y軸に沿って延在する。図9において、Y軸に沿った円筒構造940の長さは、開口840の長さより小さい。他の実施形態において、円筒構造940の長さは、開口840の長さと同一であり得る。ポリマー円筒950は、可能な限り効率的にビア開口内の空間を占有するように拡張または収縮し得る。
【0078】
ガイドパターン層850におけるトポグラフィガイドパターンは、ポリマーナノコンポジット分子を誘導して円筒構造940を形成する。いくつかの実施形態において、トポグラフィガイドパターンは、通約可能性、側方秩序化、閉じ込め効果などの機構を通じて円筒構造940の形成を誘導する。円筒構造940の形成は、ガイド壁330によって適用される表面力、例えば、引張力によって駆動され得る。形成プロセス中に、円筒構造940は、ガイド壁830に対してアライメントされる。これは、リソグラフィアライメントと比較してより良いアライメントを実現し、したがって、非常に小さいビア開口(例えばナノスケール)を形成するために使用され得る。また、ナノ粒子はポリマー(例えば、図7Aに示される)によって囲まれるので、ナノ粒子円筒960は、例えば、X次元およびZ次元において、対応する開口840における中心に、または実質的に中心に合わせられ得る。ポリマー円筒950の寸法(例えば、外径または長さ)は、ポリマー円筒950を形成するポリマーの鎖の相対的な長さに少なくとも部分的に基づき得る。ナノ粒子円筒960の寸法(例えば、直径または長さ)は、ナノ粒子円筒960を形成するナノ粒子の寸法に少なくとも部分的に基づき得る。ポリマーナノコンポジット分子におけるポリマーは、ポリマー円筒950およびナノ粒子円筒960の直径、ならびに、ポリマー円筒950およびナノ粒子円筒960のピッチ(もっとも近い隣接する円筒構造940の間の中心間の間隔)が予め定められたピッチについて適切であるように設計され得る。
【0079】
いくつかの実施形態においては、ポリマー円筒950またはナノ粒子円筒960の形成を開始、加速、または、さもなければ促進するべく、アニール処理が円筒構造940に適用され得る。いくつかの実施形態において、アニール処理は、溶剤蒸気の雰囲気において発生する溶剤アニール処理であり得る。溶剤蒸気は、アセトン、テトラヒドロフラン、または他のタイプの有機溶媒の蒸気であり得る。溶剤アニール処理は、トリブロックコポリマーなど、より大きいポリマーの拡散および自己組織化キネティクスを意図するものであり得る。他の実施形態において、アニール処理は、円筒構造940の温度を増加させるように動作可能である処理を含み得る。そのような処理の一例は、ICデバイス900を(例えば、オーブンにおいて、または、サーマルランプ下で)加熱すること、赤外線を円筒構造940に適用すること、または、さもなければ、円筒構造940に熱を加える、もしくはその温度を増加させることである。アニールは、自己組織化の速度を増加させるほど十分に高いが、円筒構造940、または、ICデバイス900の他のコンポーネントの損傷を回避するほど十分に低い温度で実行される。
【0080】
いくつかの実施形態において、ガイドパターン層850は、物理的に適合され得るか、または、化学的に修飾されることにより、異なる親和性をポリマーナノコンポジットにおけるポリマーおよびナノ粒子に付与し、中間層820に対して垂直である、ポリマー円筒950およびナノ粒子円筒960の向きを実施する。他の実施形態において、ガイドパターン層850を修飾するために表面処理が実行され得る。表面処理は、ガイドパターン層850の部分(例えば、開口320の表面)を化学的に中性にし得るか、または、ポリマーおよびナノ粒子と比べて少なくとも相対的により中性にし得る。非中性表面は、ナノコンポジットより、ポリマーに対して、より大きい相互作用(例えば、反発または誘引)の傾向を有し得る。そして、非中性表面は、望ましくないことがあり得る方式で円筒構造940の形成に影響する傾向がある。いくつかの実施形態においては、表面処理は、ポリマーとナノコンポジットとの間の中間にある化学特性(例えば、親水性/疎水性の特性)を有するコーティングの適用であり得る。いくつかの実施形態において、コーティングは、スピンコーティング、スプレーコーティング、ディップコーティング、浸漬コーティング、または、さもなければ、ポリマーおよびナノコンポジットの対応する化学的特性の概ね間にある化学的特性(例えば、親水性)を有する材料の相対的に薄いコーティングを堆積または適用することによる適用であり得る。追加的に、または交互に、ガイドパターン層850を修飾するために、他のタイプの表面処理(例えば、酸化または脱酸化)が使用され得る。
【0081】
図10は、ビア開口1020(個々に「ビア開口1020」と称される)が形成されるビア開口層1010を含むICデバイス1000を示す。図11はICデバイス1000の上面図を示す。ナノ粒子円筒960を円筒構造940から除去することによってビア開口1020が形成される。ビア開口1020は、対応するビア開口壁1030によって画定される。ビア開口壁1030はポリマー円筒950である。図10の実施形態は、ナノ粒子円筒960をすべての円筒構造940から除去する。他の実施形態において、ナノ粒子円筒960は円筒構造940のサブセットから除去される。図10は、全体のナノ粒子円筒960の除去を示す。他の実施形態において、ビア開口1020は、ナノ粒子円筒960の部分を除去することによって形成され得る。いくつかの実施形態において、Y軸に沿った円筒構造940の長さと、Y軸に沿ったビア開口1020の長さとの比率は、0.3~2.0の範囲にある。いくつかの実施形態において、ビア開口1020のいくつか、またはすべては、導電性材料で部分的または完全に充填され得、ビアが形成される。
【0082】
いくつかの実施形態においては、ナノ粒子円筒960は、円筒構造940上にエッチング処理(例えば、選択的エッチング処理)を実行することによって除去される。ナノ粒子円筒960は、ポリマー円筒950より高速でエッチングされる。ポリマー円筒950は、エッチング処理後、実質的にエッチングされていないままであり得る。一実施形態において、エッチング処理は、等方性の化学的選択的エッチングを含む。図11に示されるように、ビア開口1020は、円形の断面を有する。他の実施形態において、ビア開口1020の断面は、例えば、正方形、長方形など、他の形状を有し得る。
【0083】
図12図15は、いくつかの実施形態による、化学エピタキシーを使用することによってビア開口1520を形成するプロセスを示す。ビア開口形成は、トリブロックコポリマー(例えば、図1A図1Bに関連して上で説明されるトリブロックコポリマー)、または、ポリマーナノコンポジット(例えば、図7A図7Bに関連して上で説明されたポリマーナノコンポジット)を使用し得る。
【0084】
図12は、基板1210上に中間層1220を含むICデバイス1200を示す。基板1210は半導体材料を含み得る。半導体材料の例は例えば、単結晶シリコン、多結晶シリコン、SOI、他の好適な半導体材料、または、それらのいくつかの組み合わせを含む。基板1210はまた、金属、誘電体、ドーパントなど、他の材料を含み得る。いくつかの実施形態において、基板1210は、トランジスタなどの様々なICコンポーネントを含み得る。いくつかの実施形態において、基板1210は、集積回路を製造するために使用される一般のワークピースオブジェクトである。
【0085】
中間層1220は、誘電体または絶縁材料を含む。誘電体材料の例として、例えば、シリコン酸化物(例えば、二酸化シリコン(SiO))、ドープされたシリコン酸化物、フッ素化シリコン酸化物、炭素ドープされたシリコン酸化物、当技術分野において知られている様々な低k誘電体材料、および、それらの組み合わせを含む。誘電体層は、例えば、CVD、PVDなどの従来の技法、または、他の堆積方法によって形成され得る。一実施形態において、中間層220は、ラメラトリブロックコポリマーの自己組織化をガイドする格子パターンを含む。
【0086】
図13はICデバイス1300を示す。ICデバイス1300は、ICデバイス1200上、例えば、中間層1220の表面上にガイドパターン層1310を生成することによって形成される。ガイドパターン層1310は化学ガイドパターンを含む。図13において、化学ガイドパターンは、第1セクション1320(個々に「第1セクション1320」と称される)および第2セクション1330(個々に第2セクション1330と称される)の交互パターンである。各第2セクション1330は、第2セクション1330を画定する2つの第1セクション1320の間にある。第1セクション1320は、第2セクション1330とは異なる化学的特性を有する。トリブロックコポリマーが使用される実施形態において、第1セクション1320または第2セクション1330は、トリブロックコポリマーの異なるポリマーブロックに対して異なる化学親和性を有し、中間層1220に垂直である、ラメラトリブロックコポリマーの向きを実施する。ポリマーナノコンポジットが使用される実施形態において、第1セクション1320または第2セクション1330は、ポリマーナノコンポジットにおけるポリマーおよびナノコンポジットに対して異なる化学親和性を有する。従って、化学ガイドパターンは、トリブロックコポリマーおよびポリマーナノコンポジットの自己組織化をガイドし得る。一実施形態において、第1セクション1320は、第2セクション1330とは異なる材料を含む。
【0087】
図14は、ガイドパターン層1310上に反復構造層1410を形成することによって生成されるICデバイス1400を示す。反復構造層1410は、複数の構造1420(個々に「構造1420」と称される)を含む。構造1420は、第1要素1430および第2要素1440を含み、第2材料は、第1要素1430によって少なくとも部分的に囲まれる。構造1420は、トリブロックコポリマーまたはポリマーナノコンポジットをガイドパターン層1310上に適用することによって形成され得る。
【0088】
いくつかの実施形態において、反復構造層1410は、トリブロックコポリマーを使用することによって形成される。構造1420は、ラメラ構造、例えば、図1Bにおけるラメラ構造130である。第1要素1430は、ラメラ構造の2つのラメラ、例えば、図1BにおけるポリマーAラメラ140および160を含む。第2要素1440は、図1BにおけるポリマーBラメラ150であり得る。一実施形態において、トリブロックコポリマーはガイドパターン層1310上に堆積される。ガイドパターン層1310の化学ガイドパターンは、トリブロックコポリマーのミクロ相分離をガイドする。一実施形態において、ガイドパターン層1310の第2セクション1330(または、第1セクション1320)は、トリブロックコポリマーにおける異なるポリマーに対して異なる化学的親和性を有する。例えば、第2セクション1330は、ポリマーAに対して、ポリマーBより強い化学親和性を有する。従って、ポリマーAのラメラは、ポリマーBのラメラより速い速度で第2セクション1330上に形成される。従って、トリブロックコポリマーは、化学ガイドパターンに基づいて、自己組織化し、ラメラ構造を形成する。トリブロックコポリマーの自己組織化は、第2セクション1330の異なる化学的親和性によって駆動される。自己組織化プロセス中に、ラメラ構造は、第2セクション1330に対してアライメントされる。これは、リソグラフィアライメントと比較してより良いアライメントを実現し、したがって、非常に小さいビア開口(例えばナノスケール)を形成するために使用され得る。いくつかの実施形態において、自己組織化を開始、加速、またはさもなければ、促進するべく、アニール処理がトリブロックコポリマーに適用され得る。アニール処理は、トリブロックコポリマーの温度を増加するように動作可能である処理を含み得る。アニールは、ミクロ相分離の速度を増加させるほど十分に高いが、トリブロックコポリマーまたはICデバイス1400の他のコンポーネントの損傷を回避するほど十分に低い温度で実行される。
【0089】
他の実施形態において、反復構造層1410は、ポリマーナノコンポジットを使用することによって形成され得る。構造1420は円筒構造、例えば、図7Bにおける円筒構造740である。第1要素1430はポリマー円筒750であり得、第2要素1440は図7Bにおけるナノ粒子円筒760であり得る。ガイドパターン層1310の化学ガイドパターンは、円筒構造の形成をガイドする。一実施形態において、ガイドパターン層1310の第2セクション1330(または第1セクション1320)は、ポリマーナノコンポジットにおけるポリマーおよびナノ粒子に対して異なる化学的親和性を有する。例えば、第2セクション1330は、ポリマーに対して、ナノ粒子より強い化学的親和性を有する。従って、ポリマー円筒は、ナノ粒子円筒より速い速度で第2セクション1330上に形成される。円筒構造は、第2セクション1330に対してアライメントされる。これは、リソグラフィアライメントと比較してより良いアライメントを実現し、したがって、非常に小さいビア開口(例えば、ナノスケール)を形成するために使用され得る。いくつかの実施形態において、円筒構造の形成を開始、加速、またはさもなければ、促進するべく、アニール処理がポリマーナノコンポジットに適用され得る。アニール処理は、ポリマーナノコンポジットの温度を増加させるように動作可能である処理を含み得る。
【0090】
図15は、ビア開口1520(個々に「ビア開口1520」と称される)が形成されるビア開口層1510を含むICデバイス1500を示す。ビア開口1520は、構造1420から第2要素1440を除去することによって形成される。ビア開口1520は、対応するビア開口壁1530によって画定される。ビア開口壁1530は、構造1420の第1要素1430を含む。図15の実施形態は、すべての構造1420から第2要素1440を除去する。他の実施形態において、第2要素1440は、構造1420のサブセットから除去される。図15は、全体の第2要素1440の除去を示す。他の実施形態において、ビア開口1520は、第2要素1440の部分を除去することによって形成され得る。いくつかの実施形態において、Y軸に沿った構造1420の長さと、Y軸に沿ったビア開口1520の長さとの比率は、0.3~2.0の範囲にある。いくつかの実施形態において、ビア開口1520の一部またはすべては、導電性材料で部分的または完全に充填され、ビアが形成され得る。
【0091】
いくつかの実施形態において、第2要素1440は、反復構造層1410に対してエッチング処理(例えば、選択的エッチング処理)を実行することによって除去される。第2要素1440は、第1要素1430より高速でエッチングされる。第1要素1430は、エッチング処理後、実質的にエッチングされていないままであり得る。一実施形態において、エッチング処理は、等方性の化学的選択的エッチングを含む。
【0092】
図16図20は、いくつかの実施形態による、格子層1600の格子パターンに基づいてビア開口1910を形成するプロセスを示す。図16は、格子層1600の斜視図である。格子層1600は、第1格子セクション1610(個々に「第1格子セクション1610」と称される)および第2格子セクション1620(個々に「第2格子セクション1620」と称される)を含む。第1格子セクション1610および第2格子セクション1620は、交互パターンである格子パターンを形成する。例えば、各第2格子セクション1620は、2つの第1格子セクション1610の間にある。格子パターンは、ビア開口1910がどこに形成されるかを制限する。図16図20の実施形態において、ビア開口1910は第1格子セクション1610上に形成され、ビア開口1910は第2格子セクション1620上に形成されない。格子層1600は、中間層220、820または1220の一実施形態であり得る。
【0093】
第1格子セクション1610は、第2格子セクション1620とは異なる材料を含む。一実施形態において、第1格子セクション1610は誘電体材料を含み、第2格子セクション1620は、金属または合金などの非誘電体材料を含む。誘電体材料の例は、酸化ケイ素、ドープされた酸化ケイ素、フッ素化酸化ケイ素、炭素ドープされた酸化物などを含む。第2格子セクション1620は、コバルト(Co)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、AlドープCu、ルテニウム(Ru)、モリブデン(Mo)、チタン(Ti)、窒化チタン(TiN)、酸化アルミニウム(AlO)、酸化ハフニウム(HfO)、酸化ジルコニウム(ZrO)、酸化チタン(TiO)、タングステン(W)、などの金属または金属化合物を含む金属セクションである。別の実施形態において、第1格子セクション1610は、誘電体材料(例えば、上で列挙される例)を含み、第2格子セクション1620は、金属酸化物(例えば、アルミナなど)、炭素窒化物、炭化物など、異なる誘電体材料を含む。更に別の実施形態において、第1格子セクション1610はレジスト材料を含み、第2格子セクション1620は非レジスト材料を含む。更に別の実施形態において、第1格子セクション1610は、ポジ型フォトレジスト材料を含み、第2格子セクション1620は、ネガ型フォトレジスト材料を含む。
【0094】
図17は、格子層1600上にガイドパターン層1700を形成することを示す。ガイドパターン層1700は、格子層1600の格子パターンに基づいて形成されるガイドパターンを有する。ガイドパターン層1700は、格子層1600の一部を変更することによって形成され得る。交互に、ガイドパターン層1700は、格子層1600の上部に形成されるコーティングである。ガイドパターンは、第1材料1710および第2材料1720の交互パターンである。図17に示されるように、第1材料1710は第1格子セクション1610上にあり、第2材料1720は第2格子セクション1620上にある。ガイドパターン層1700は、図12図15に関連して上で説明される化学ガイドパターンであり得る。
【0095】
いくつかの実施形態において、ガイドパターン層1700は、例えば、格子層1600の第1格子セクション1610または第2格子セクション1620に表面処理を任意で適用することによって、格子層1600の表面処理を通じて形成される。一実施形態において、例えば、末端基を使用することによって、ポリマーが格子層1600に格子化され得る。末端基の例として、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリジメチルシロキサン、何等かのポリエステル、何等かのポリウレタン、アクリル樹脂、エポキシ、P(t‐アクリル酸ブチル)、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、無水マレイン酸ポリマー、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアクリロニトリル、ポリブタジエン、ポリ酢酸ビニル、ポリ乳酸、ポリブチルアクリレート、ポリ乳酸、ポリカプロラクトン、ポリ(エチレングリコール)、ポリイソプレンなどが挙げられる。ポリマーは、選択的に、第1格子セクション1610または第2格子セクション1620に格子化され得る。
【0096】
いくつかの実施形態において、第2格子セクション1620を覆うが第1格子セクション1610を露出するために(または、その逆も成立する)、マスクが格子層1600に配置され得る。マスクの配置後、表面処理が実行され、その結果、第1格子セクション1610は処理されるが第2格子セクション1620は処理されない。表面処理は、第1格子セクション1610または第2格子セクション1620の化学的親和性を異なる材料に変更し得る。第2格子セクション1620を例として挙げると、第2格子セクション1620上の第2材料1720は、トリブロックコポリマーにおけるポリマーAのブロックに対して、ポリマーBのブロックより強い化学的親和性を有し得る。別の例として、第2材料1720は、ポリマーナノコンポジットにおけるポリマーに対して、ポリマーナノコンポジットにおけるナノ粒子より強い化学的親和性を有し得る。
【0097】
図18は、ガイドパターンに基づいて、格子層1600上に反復構造層1800を形成することを示す。反復構造層1800は、第1要素1810および第2要素1820を含む反復構造を有する。反復構造は、ガイドパターン層1700におけるガイドパターンに対応する。図18に示されるように、第2要素1820は、例えば、第1材料1710に対する第2要素1820のより強い化学的親和性に起因して、第1材料1710上で形成されるが、第2材料1720上で形成されない。
【0098】
反復構造層1800は、図12図15に関連して上で説明された反復構造層1410であり得る。一実施形態において、反復構造はラメラ構造130であり、第1要素1810はポリマーAのラメラ140および160であり、第2要素1820はポリマーBのラメラ150である。別の実施形態において、反復構造は円筒構造740であり、第1要素1810はポリマー円筒750であり、第2要素1820はナノ粒子円筒760である。
【0099】
図19は、反復構造層1800からビア開口層1900を形成することを示す。図20はビア開口層1900の上面図である。図19において、第2要素1820は、反復構造層1800から除去され、ビア開口1910が形成される。ビア開口1910は、第1要素1810を含むビア開口壁1910によって画定される。第2要素1820は、第1格子セクション1610の上にある第1材料1710の上にあるので、図20に示されるように、ビア開口は第1格子セクション1610上に形成され、第2格子セクション1620上に形成されない。従って、格子層1600における格子パターンは、ビア開口1920の位置を画定する。いくつかの実施形態において、ビア開口1910の一部または全部が、部分的または完全に導電性材料で充填されることによりビアが形成され得、その結果、ビアの位置は格子パターンによっても画定される。
【0100】
図21図24は、いくつかの実施形態による、混合エピタキシーを使用することによってビア開口2420を形成するプロセスを示す。混合エピタキシーは、グラフォエピタキシーおよび化学エピタキシーの組み合わせである。図21はICデバイス2100を示す。ICデバイス2100は、基板2110、基板2110上の(例えば、それに取り付けられた)中間層2120、および、中間層2120上のガイドパターン層2130を含む。他の実施形態において、ICデバイス2100は異なるコンポーネントを含み得る。例えば、ICデバイス2100は、中間層2120を含まないことがあり得、ガイドパターン層2130は基板2110上に形成される。
【0101】
基板2110は半導体材料を含み得る。半導体材料の例は例えば、単結晶シリコン、多結晶シリコン、SOI、他の好適な半導体材料、または、それらのいくつかの組み合わせを含む。基板2110はまた、金属、誘電体、ドーパントなど、他の材料を含み得る。いくつかの実施形態において、基板2110は、トランジスタなど様々なICコンポーネントを含み得る。いくつかの実施形態において、基板2110は、集積回路を製造するために使用される一般のワークピースオブジェクトである。
【0102】
中間層2120は、誘電体または絶縁材料を含む。誘電体材料の例として、例えば、シリコン酸化物(例えば、二酸化シリコン(SiO))、ドープされたシリコン酸化物、フッ素化シリコン酸化物、炭素ドープされたシリコン酸化物、当技術分野において知られている様々な低k誘電体材料、および、それらの組み合わせを含む。誘電体層は、例えば、CVD、PVDなどの従来の技法、または、他の堆積方法によって形成され得る。一実施形態において、中間層2120は、ラメラトリブロックコポリマーの自己組織化をガイドする格子パターンを含む。
【0103】
ガイドパターン層2130はトポグラフィガイドパターンを含む。トポグラフィガイドパターンは、ラメラトリブロックコポリマーの自己組織化、または、円筒形ポリマーコンポジットの形成を誘導する。いくつかの実施形態において、トポグラフィガイドパターンは、通約可能性、側方秩序化、閉じ込め効果などの機構を通じて、ラメラトリブロックコポリマーの自己組織化、または、円筒形ポリマーコンポジットの形成を誘導する。図21において、トポグラフィガイドパターンは、ガイド壁2140(個々に「ガイド壁2140」と称される)および開口2150(個々に「開口2150」と称される)の交互パターンである。各開口2150は、開口2150を画定する2つのガイド壁2140の間にある。いくつかの実施形態において、ガイドパターン層2130は、EUV、(例えば、波長193nmの紫外線を使用することによる)液浸リソグラフィ、ディープUVリソグラフィ(例えば、ドライ193nmフォトリソグラフィ)、他のタイプのリソグラフィ技術を使用することによって形成される。トポグラフィガイドパターンは三次元である。開口2150は、ラメラトリブロックコポリマーのDSAのための空間を提供する。いくつかの実施形態において、ガイドパターン層2130は、物理的に適合され得るか、または、化学的に修飾され得ることにより、ラメラトリブロックコポリマーの異なるポリマーブロックに対して異なる親和性を付与し、中間層2120に対して垂直である、ラメラトリブロックコポリマーの向きを実施する。
【0104】
図22は、混合ガイドパターン層2210を含むICデバイス2200を示す。混合ガイドパターン層2210は、ICデバイス2100の開口2150の各々に化学ガイドパターンを形成することによって形成される。図22において、化学ガイドパターンは、第1セクション2220(個々に「第1セクション2220」と称される)および第2セクション2230(個々に「第2セクション2230」と称される)の交互パターンである。各第2セクション2230は、第2セクション2230を画定する2つの第1セクション2220の間にある。第1セクション2220は、第2セクション2230とは異なる化学的特性を有する。トリブロックコポリマーが使用される実施形態において、第1セクション2220または第2セクション2230は、トリブロックコポリマーの異なるポリマーブロックに対して異なる化学親和性を有し、中間層2120に対して垂直である、ラメラトリブロックコポリマーの向きを実施する。ポリマーナノコンポジットが使用される実施形態において、第1セクション2220または第2セクション2230は、ポリマーナノコンポジットにおけるポリマーおよびナノコンポジットに対して異なる化学親和性を有する。従って、化学ガイドパターンは、トリブロックコポリマーおよびポリマーナノコンポジットの自己組織化をガイドし得る。一実施形態において、第1セクション2220は、第2セクション2230とは異なる材料を含む。
【0105】
図23は、混合ガイドパターンに基づいて反復構造層2310を形成することによって生成されるICデバイス2300を示す。反復構造層2310は、開口2150において形成される複数の構造2320(個々に「構造2320」と称される)を含む。構造2320は、トリブロックコポリマーまたはポリマーナノコンポジットを、化学ガイドパターンを有する開口2150に適用することによって形成され得る。図23において、各開口2510は3つの構造2320で充填される。他の実施形態において、開口2510は、異なる数の構造2320で充填され得る。構造2320は、第1要素2330および第2要素2340を含む。
【0106】
いくつかの実施形態において、反復構造層2310は、トリブロックコポリマーを使用することによって形成される。例えば、トリブロックコポリマーは、混合ガイドパターン層2210の開口2150に堆積される。混合ガイドパターン層2210のトポグラフィおよび化学ガイドパターンは、トリブロックコポリマーのミクロ相分離をガイドする。トリブロックコポリマーの自己組織化は、ガイド壁2140、および、第1セクション2220または第2セクション2230の異なる化学親和性によって駆動され得る。他の実施形態において、反復構造層2310は、ポリマーナノコンポジットを使用することによって形成され得る。構造2320は、円筒構造、例えば、図7Bにおける円筒構造740である。第1要素2330はポリマー円筒750であり得、第2要素2340は図7Bにおけるナノ粒子円筒760であり得る。混合ガイドパターン層2210のトポグラフィおよび化学ガイドパターン。円筒構造は、ガイド壁2140および第2セクション2230に対してアライメントされる。これは、リソグラフィアライメントと比較してより良いアライメントを実現し、したがって、非常に小さいビア開口(例えば、ナノスケール)を形成するために使用され得る。
【0107】
構造2320のアライメントは、トポグラフィガイドパターンおよび化学ガイドパターンの両方に基づき、したがって、トポグラフィガイドパターンまたは化学ガイドパターン単独に基づくアライメントより良いことがあり得る。いくつかの実施形態において、構造2320の形成を開始、加速、または、さもなければ促進するべく、アニール処理が、トリブロックコポリマーまたはポリマーナノコンポジットに適用され得る。アニール処理は、ポリマーナノコンポジットの温度を増加させるように動作可能である処理を含み得る。
【0108】
図24は、ビア開口2420(個々に「ビア開口2410」と称される)が形成されるビア開口層2410を含むICデバイス2400を示す。ビア開口2420は、ビア開口壁2430(個々に「ビア開口壁2430」と称される)によって画定される。ビア開口2420は、第2要素2340を構造2320から除去することによって形成される。ビア開口2420のビア開口壁2430は、構造2320の第1要素2330である。図24の実施形態は、すべての構造2320から第2要素2340を除去する。他の実施形態において、第2要素2340は構造2320のサブセットから除去される。図24は、全体の第2要素2340の除去を示す。他の実施形態において、ビア開口520は、第2要素2340の部分を除去することによって形成され得る。いくつかの実施形態において、Y軸に沿った構造2320の長さと、Y軸に沿ったビア開口2420の長さとの比率は、0.3~2.0の範囲にある。いくつかの実施形態において、ビア開口2420のいくつかまたはすべてが、部分的または完全に導電性材料で充填されることにより、ビアが形成され得る。
【0109】
いくつかの実施形態において、第2要素2340は、反復構造層2310に対してエッチング処理(例えば、選択的エッチング処理)を実行することによって除去される。第2要素2340は、第1要素2330より高速でエッチングされる。第1要素2330は、エッチング処理後に、実質的にエッチングされていないままであり得る。一実施形態において、エッチング処理は、等方性の化学的選択的エッチングを含む。
【0110】
図25は、様々な実施形態による、ラメラトリブロックコポリマーを使用してビア開口を調整するプロセス2500を示すフローチャートである。プロセス2500は、ICデバイスの層の表面上にガイドパターンを形成すること2510を含む。プロセスはまた、ラメラ相のトリブロックコポリマーを層の表面に適用することによって、ガイドパターンに基づいて複数のラメラ構造を形成すること2520を含む。複数のラメラ構造のそれぞれは、第1ラメラ、第2ラメラ、および第3ラメラを含む。第2ラメラは第1ラメラと第3ラメラとの間にある。プロセスは更に、第2ラメラを少なくともいくつかの(例えば、すべての)ラメラ構造を除去することによってビア開口(コンタクト孔など)を形成すること2530を含む。
【0111】
図26は、様々な実施形態による、ポリマーナノコンポジットを使用してビア開口を調整するプロセス2600を示すフローチャートである。プロセス2600は、ICデバイスの層の表面上にガイドパターンを形成すること2610を含む。プロセス2600はまた、層の表面上にポリマーナノコンポジット材料を適用することによって、少なくともガイドパターンに基づく複数の構造を形成すること2620を含む。ポリマーナノコンポジット材料は、ナノ粒子、および、ナノ粒子に取り付けられたポリマー鎖を含む。プロセス2600は更に、ナノ粒子を構造から除去することによってビア開口(コンタクト孔など)を形成すること2630を含む。
【0112】
図27は、様々な実施形態による、混合エピタキシーを使用してビア開口を調整するプロセス2700を示すフローチャートである。プロセス2700は、ICデバイスの第1層の表面上にトポグラフィガイドパターンを形成すること2710を含み、トポグラフィガイドパターンは、複数の開口を含む(トポグラフィガイドパターンは更に、開口を画定する複数のガイド壁を含み得る)。プロセス2700はまた、トポグラフィガイドパターンの開口のそれぞれにおいて化学ガイドパターンを形成すること2720を含む(例えば、化学ガイドパターンは、複数の第1セクションおよび複数の第2セクションを含み、第1セクションは第1材料を含み、第2セクションは、第1材料とは異なる第2材料を含む)。プロセス2700はまた、化学ガイドパターンを有する開口においてブロックコポリマーを適用することによって第2層を形成すること2730(例えば、第1層上に第2層を形成すること)を含む。プロセス2700は更に、ブロックコポリマーの部分を第2層から除去することによって、第2層においてビア開口(コンタクト孔など)を形成すること2740を含む。
【0113】
図28A図28Bは、本明細書において開示される実施形態のいずれかによる1または複数のビア開口を含み得るウェハ2800およびダイ2802の上面図である。いくつかの実施形態において、ダイ2802は、本明細書において開示される実施形態のいずれかによるICパッケージに含まれ得る。例えば、ダイ2802のいずれかは、図29に示されるICパッケージ2980において、ダイ2256のいずれかとして機能し得る。ウェハ2800は、半導体材料から構成され得るか、または、ウェハ2800の表面上に形成されたIC構造を有する1または複数のダイ2802を含み得る。ダイ2802のの各々は、任意の好適なIC(例えば、本明細書において説明されるような1または複数のビア開口を含むIC)を含む半導体製品の反復単位であり得る。半導体製品の製造が完了した後(例えば、本明細書において説明される1または複数のビア開口の製造後、例えば、本明細書において説明されるICデバイスの任意の実施形態の製造後)に、ウェハ2800は、シンギュレーションプロセスを受け得る。ここでは、半導体製品のディスクリート「チップ」を提供するために、ダイ2802の各々は、互いから分離される。特に、本明細書において開示される1または複数のビア開口を含むデバイスは、ウェハ2800の形態(例えば、シンギュレーションされていない)、または、ダイ2802の形態(例えば、シンギュレーションされている)をとり得る。ダイ2802は、1または複数のダイオード、1または複数のトランジスタを含み得、任意で、電気信号をダイオードおよびトランジスタ、ならびに、任意の他のICコンポーネントにルーティングするための補助回路を含む。いくつかの実施形態において、ウェハ2800またはダイ2802は、ESD保護デバイス、RF FEデバイス、メモリデバイス(例えば、スタティックランダムアクセスメモリ(SRAM)デバイス、ロジックデバイス(例えば、AND、OR,NAND、またはNORゲート)、または、任意の他の好適な回路要素を実装し得る。複数のデバイスは、単一のダイ2802上で組み合わされ得る。
【0114】
図29は、本明細書において開示される実施形態のいずれかによる、1または複数のビア開口を有する1または複数のICデバイスを含み得る例示的なICパッケージ2900の例の側断面図である。いくつかの実施形態において、ICパッケージ2900は、システムインパッケージ(SiP)であり得る。
【0115】
図29に示されるように、ICパッケージ2900はパッケージ基板2952を含み得る。パッケージ基板2952は、誘電体材料(例えば、セラミック、ガラス、有機および無機材料の組み合わせ、ビルドアップフィルム、フィルタ粒子を有するエポキシフィルムなどであり、異なる材料を有する埋め込まれた部分を有し得る)から形成され得、面2972と面2974との間、または、面2972上の異なる位置の間、および/または、面2974上の異なる位置の間の誘電体材料を通じて延在する導電性経路を有し得る。
【0116】
パッケージ基板2952は、パッケージ基板2952を通じて導電性経路2962に結合された導電性コンタクト2963を含み得、ダイ2956および/またはインタポーザ2957内における回路が、様々な導電性コンタクト2964(または、示されない、パッケージ基板2952に含まれる他のデバイス)に電気的に結合することを可能にする。
【0117】
ICパッケージ2900は、インタポーザ2957のパッケージ基板2952ビア導電性コンタクト2961、第1レベルインターコネクト2965、および、パッケージ基板2952の導電性コンタクト2963に結合されたインタポーザ2957を含み得る。図29に示される第1レベルインターコネクト2965は、はんだバンプであるが、任意の好適な第1レベルのインターコネクト2965が使用され得る。いくつかの実施形態において、インタポーザ2957がICパッケージ2900に含まれないことがあり得、代わりに、ダイ2956が、第1レベル相互接続2965により、面2972における導電性コンタクト2963に直接結合され得る。
【0118】
ICパッケージ2900は、ダイ2956の導電性コンタクト2954と、第1レベル相互接続2958と、インタポーザ2957の導電性コンタクト2960とを介してインタポーザ2957に結合された1または複数のダイ2956を含み得る。導電性コンタクト2960は、インタポーザ2957を通じて導電性経路(示されない)に結合されることでダイ2956内の回路が導電性コンタクト2961の様々なものに(またはインタポーザ2957に含まれる他のデバイス(示されない)に)電気的に結合することを可能にし得る。図29に示される第1レベル相互接続2958ははんだバンプであるが、任意の適切な第1レベル相互接続2958が用いられ得る。本明細書において用いられる場合、「導電性コンタクト」は、異なるコンポーネント間のインタフェースとして機能する導電性材料(例えば、金属)の一部分を指し得る。導電性コンタクトは、あるコンポーネントの表面内へ窪んでいてもよく、当該表面と同一平面上にあってもよく、当該表面から離れて延在してもよく、かつ、任意の適切な形態(例えば、導電性パッドまたはソケット)を取ってよい。
【0119】
いくつかの実施形態において、アンダーフィル材料2966が、第1レベル相互接続2965の周囲のパッケージ基板2952とインタポーザ2957との間に配置されてよく、モールド化合物2968が、ダイ2956およびインタポーザ2957の周囲に配置され、パッケージ基板2952と接触してよい。いくつかの実施形態において、アンダーフィル材料2966はモールド化合物2968と同一であり得る。アンダーフィル材料2966およびモールド化合物2968に用いられ得る例示的な材料は適切な場合、エポキシモールド材料である。第2レベル相互接続2970が、導電性コンタクト2964に結合され得る。図29に示される第2レベル相互接続2970は、(例えば、ボールグリッドアレイ配置用の)はんだボールであるが、任意の適切な第2レベル相互接続29770(例えば、ピングリッドアレイ配置におけるピンまたはランドグリッドアレイ配置におけるランド)が用いられ得る。第2レベル相互接続2970は、回路基板(例えば、マザーボード)、インタポーザ、または当技術分野において既知であり、かつ、図29を参照して下に述べられる別のICパッケージなどの別のコンポーネントにICパッケージ2900を結合させるために用いられ得る。
【0120】
ダイ2956は、本明細書において説明されるダイ2802の実施形態のいずれかの形態をとり得、1または複数のビア開口を有するICデバイスの実施形態のいずれか、例えば、本明細書において説明されるICデバイスのいずれかを含み得る。ICパッケージ2900が複数のダイ2956を含む実施形態において、ICパッケージ2900は、マルチチップパッケージと称され得る。重要なこととして、本明細書に説明される実施形態のいずれかによれば、ICパッケージ2900のMCP実装のそのような実施形態においても、1または複数のビア開口は、単一チップにおいて提供され得る。ダイ2956は、任意の望ましい機能を実行するための回路を含み得る。例えば、ダイ2956の1または複数は、本明細書に説明される1または複数のビア開口を含むESD保護ダイであり得、ダイ2956の1または複数は、ロジックダイ(例えば、シリコンベースのダイ)であり得、ダイ2956の1または複数は、メモリダイ(例えば、高帯域幅メモリ)などであり得る。いくつかの実施形態において、ダイ2956のいずれかは、例えば、上で説明させるものなどの、1または複数のビア開口を含み得、いくつかの実施形態において、ダイ2956の少なくとも一部は、任意のビア開口を含まないことがあり得る。
【0121】
図29に示されるICパッケージ2900は、フリップチップパッケージであり得るが、他のパッケージアーキテクチャが使用され得る。例えば、ICパッケージ2900は、埋め込みウェハレベルボールグリッドアレイ(eWLB)パッケージなどのボールグリッドアレイ(BGA)パッケージであり得る。別の例において、ICパッケージ2900は、ウェハレベルチップスケールパッケージ(WLCSP)またはパネルファンアウト(FO)パッケージであってよい。2つのダイ2956が図29のICパッケージ2900に示されるが、ICパッケージ2900は、任意の望ましい数のダイ2956を含み得る。ICパッケージ2900は、パッケージ基板2952の第1の面2972もしくは第2の面2974またはインタポーザ2957のいずれかの面上に配置された表面実装型の抵抗器、コンデンサおよびインダクタなど、追加の受動コンポーネントを含み得る。より一般的には、ICパッケージ2900は、当技術分野において既知である任意の他の能動コンポーネントまたは受動コンポーネントを含み得る。
【0122】
図30は、本明細書に開示される実施形態のいずれかによる、1または複数のビア開口を実装する1または複数のICデバイスを有するコンポーネントを含み得るICデバイスアセンブリ3000の側断面図である。ICデバイスアセンブリ3000は、(例えば、マザーボードであり得る)回路基板3002上に配置された多数のコンポーネントを含む。ICデバイスアセンブリ3000は、回路基板3002の第1の面3040上および回路基板3002の対向する第2の面3042上に配置された複数のコンポーネントを含み、一般的にコンポーネントは面3040および3042のうちの一方または両方に配置され得る。特に、ICデバイスアセンブリ3000のコンポーネントの任意の好適な1つは、本明細書に開示される実施形態のいずれかによる1または複数のビア開口を実装するICデバイスのいずれかを含み得、例えば、ICデバイスアセンブリ3000を参照して下に説明されるICパッケージのいずれかは、図29を参照して上で説明されるICパッケージ2900の実施形態のいずれかの形態をとり得る(例えば、ダイ2956において1または複数のビア開口を含み得る)。
【0123】
いくつかの実施形態において、回路基板3002は、誘電体材料の層により互いに分離され、かつ、導電性ビアにより相互接続された複数の金属層を含むPCBであってよい。当該金属層のうちのいずれか1または複数が、回路基板3002に結合されたコンポーネント間で電気信号を(任意で、他の金属層と連携して)転送するために、所望の回路パターンで形成され得る。他の実施形態において、回路基板3002は、非PCB基板であってよい。
【0124】
図30に示されるICデバイスアセンブリ3000は、結合コンポーネント3016によって回路基板3002の第1の面3040に結合されたパッケージ-オン-インタポーザ構造3036を含む。結合コンポーネント3016は、パッケージ-オン-インタポーザ構造3036を回路基板3002へ電気的かつ機械的に結合させてよく、はんだボール(例えば、図30に示される)、ソケットの雄部分および雌部分、接着剤、アンダーフィル材料、および/または任意の他の適切な電気的および/または機械的な結合構造を含んでよい。
【0125】
パッケージ-オン-インタポーザ構造3036は、結合コンポーネント3018によりインタポーザ3004に結合されたICパッケージ3020を含んでよい。結合コンポーネント3018は、結合コンポーネント3016を参照して上述した形態など、当該用途での任意の適切な形態を取り得る。ICパッケージ3020は、例えば、ダイ(図28Bのダイ2802)、ICデバイス(例えば、上で説明されたICデバイス)、または、任意の他の好適なコンポーネントであり得る、または、それを含み得る。特に、ICパッケージ3020は、本明細書に説明される1または複数のビア開口を含み得る。図30には単一のICパッケージ3020が示されているが、複数のICパッケージがインタポーザ3004に結合されてよく、実際、追加のインタポーザがインタポーザ3004に結合されてよい。インタポーザ3004は、回路基板3002とICパッケージ3020とを架橋するように使用される介在基板を提供し得る。一般的に、インタポーザ3004は、より幅広のピッチに接続を広げてよく、または、異なる接続へと接続をリルートしてよい。例えば、インタポーザ3004は、回路基板3002との結合のために、ICパッケージ3020(例えばダイ)を、結合コンポーネント3016のBGAに結合し得る。図30に示される実施形態において、ICパッケージ3020および回路基板3002は、インタポーザ3004の反対側に取り付けられる。他の実施形態において、ICパッケージ3020および回路基板3002は、インタポーザ3004の同じ側に取り付けられ得る。いくつかの実施形態において、3以上のコンポーネントがインタポーザ3004によって相互接続され得る。
【0126】
インタポーザ3004は、エポキシ樹脂、グラスファイバ強化エポキシ樹脂、セラミック材料、またはポリイミドなどのポリマー材料で形成され得る。いくつかの実装において、インタポーザ3004は、シリコン、ゲルマニウム、並びに他のIII‐V族およびIV族材料などの、半導体基板に使用される上記で説明された材料と同一の材料を含み得る、交互に重なる強固または柔軟な材料で形成され得る。インタポーザ3004は、金属インターコネクト3008、および限定されないが、シリコン貫通ビア(TSV)3006を含むビア3010を含み得る。インタポーザ3004は、受動デバイスおよび能動デバイスの両方を含む埋め込みデバイス3014を更に含み得る。そのようなデバイスは、限定されるものではないが、コンデンサ、デカップリングコンデンサ、抵抗器、インダクタ、ヒューズ、ダイオード、変圧器、センサ、ESD保護デバイスおよびメモリデバイスを含み得る。更なるRFデバイス、電力増幅器、電力管理デバイス、アンテナ、アレイ、センサおよび微小電気機械システム(MEMS)デバイスなどのより複雑なデバイスもインタポーザ3004上に形成され得る。いくつかの実施形態において、本明細書に説明される1または複数のビア開口を実装するICデバイスはまた、インタポーザ3004において/上で実装され得る。パッケージ-オン-インタポーザ構造3036は、当技術分野において既知のパッケージ-オン-インタポーザ構造のいずれかの形態を取り得る。
【0127】
ICデバイスアセンブリ3000は、結合コンポーネント3022によって回路基板3002の第1の面3040に結合されるICパッケージ3024を含み得る。結合コンポーネント3022は、結合コンポーネント3016を参照して上で説明される実施形態のいずれかの形態を取り得、ICパッケージ3024は、ICパッケージ3020を参照して上で説明される実施形態のいずれかの形態を取り得る。
【0128】
図30中に図示されたICデバイスアセンブリ3000は、結合コンポーネント3028により回路基板3002の第2の面3042に結合されたパッケージ-オン-パッケージ構造3034を含む。パッケージ-オン-パッケージ構造3034は、ICパッケージ3026が回路基板3002とICパッケージ3032との間に配置されるように、結合コンポーネント3030によって共に結合されるICパッケージ3026およびICパッケージ3032を含み得る。結合コンポーネント3028および3030は、上述の結合コンポーネント3016の実施形態のいずれかの形態を取ってよく、ICパッケージ3026および3032は、上述のICパッケージ3020の実施形態のいずれかの形態を取ってよい。パッケージ-オン-パッケージ構造3034は、当技術分野において既知のパッケージ-オン-パッケージ構造のいずれかに従って構成され得る。
【0129】
図31は、本明細書に開示される実施形態のいずれかによる、裏側コンタクト形成のためにプレースホルダを使用して製造された1または複数のトランジスタ装置を有する1または複数のコンポーネントを含み得る例示的なコンピューティングデバイス3100のブロック図である。例えば、コンピューティングデバイス3100のコンポーネントの任意の好適な1つは、本明細書に開示される実施形態のいずれかによる1または複数のビア開口を含むダイ(例えば、図28Bのダイ2802)を含み得る。コンピューティングデバイス3100のコンポーネントのいずれかは、ICデバイス(例えば、図1A図24のICデバイスの任意の実施形態)および/またはICパッケージ(例えば、図29のICパッケージ2900)を含み得る。コンピューティングデバイス3100のコンポーネントのいずれかは、ICデバイスアセンブリ(例えば、図30のICデバイスアセンブリ3000)を含み得る。多数のコンポーネントがコンピューティングデバイス3100に含まれるものとして図31に示されているが、これらのコンポーネントのうちのいずれか1または複数は、当該用途に適している場合、省略または重複され得る。いくつかの実施形態において、コンピューティングデバイス3100に含まれるコンポーネントのいくつかまたはすべては、1または複数のマザーボードに取り付けられ得る。いくつかの実施形態において、これらのコンポーネントのいくつかまたはすべては、単一のシステムオンチップ(SoC)ダイ上に製造される。
【0130】
追加的に、様々な実施形態において、コンピューティングデバイス3100は、図31に示されるコンポーネントのうちの1または複数を含まなくてよいが、コンピューティングデバイス3100は、1または複数のコンポーネントを結合させるためのインタフェース回路を含んでよい。例えば、コンピューティングデバイス3100は、ディスプレイデバイス3106を含まなくてよいが、ディスプレイデバイス3106が結合され得るディスプレイデバイスインタフェース回路(例えば、コネクタおよびドライバ回路)を含んでよい。別の一連の例において、コンピューティングデバイス3100は、オーディオ入力デバイス3118またはオーディオ出力デバイス3108を含まなくてよいが、オーディオ入力デバイス3118またはオーディオ出力デバイス3108が結合され得るオーディオ入力または出力デバイスインタフェース回路(例えば、コネクタおよび支持回路)を含んでよい。
【0131】
コンピューティングデバイス3100は、処理デバイス3102(例えば、1または複数の処理デバイス)を含み得る。本明細書において用いられる場合、「処理デバイス」または「プロセッサ」という用語は、レジスタおよび/またはメモリからの電子データを処理して、当該電子データをレジスタおよび/またはメモリに格納され得る他の電子データへ変換する任意のデバイスまたはデバイスの部分を指し得る。処理デバイス3102は、1または複数のデジタル信号プロセッサ(DSP)、特定用途向けIC(ASIC)、中央処理装置(CPU)、グラフィックス処理ユニット(GPU)、暗号プロセッサ(ハードウェア内で暗号アルゴリズムを実行する専用プロセッサ)、サーバプロセッサまたは任意の他の適切な処理デバイスを含み得る。コンピューティングデバイス3100は、メモリ3104を含み得、メモリ3104はそれ自体で、揮発性メモリ(例えば、DRAM)、不揮発性メモリ(例えば、リードオンリメモリ(ROM))、フラッシュメモリ、ソリッドステートメモリおよび/またはハードドライブなど、1または複数のメモリデバイスを含み得る。いくつかの実施形態において、メモリ3104は、ダイを処理デバイス3102と共有するメモリを含み得る。
【0132】
いくつかの実施形態において、コンピューティングデバイス3100は、通信チップ3112(例えば、1または複数の通信チップ)を含み得る。例えば、通信チップ3112は、コンピューティングデバイス3100との間でデータを転送するための無線通信を管理するよう構成され得る。「無線」という用語およびその派生語は、非固体媒体を通じた変調済み電磁放射の使用を通じてデータを通信し得る回路、デバイス、システム、方法、技術、通信チャネル等を説明するために用いられ得る。関連するデバイスがいくつかの実施形態において配線を含まないことがあるが、当該用語は、関連するデバイスが任意の配線を含まないことを示唆しているわけではない。
【0133】
通信チップ3112は、多くの無線規格またはプロトコルのうち任意のものを実装してよく、これらとしては、限定ではないが、Wi‐Fi(IEEE802.11ファミリ)、IEEE802.16規格(例えば、IEEE802.16‐2005修正)を含む米国電気電子学会(IEEE)規格、任意の修正、更新および/または改定(例えば、アドバンストLTEプロジェクト、ウルトラモバイルブロードバンド(UMB)プロジェクト(「3GPP2」とも呼ばれる)等)を含むLong‐Term Evolution(LTE)プロジェクトが含まれる。IEEE802.16と互換性があるブロードバンド無線アクセス(BWA)ネットワークは一般的に、WiMAX(登録商標)ネットワークと称される。この頭字語は、ワールドワイドインターオペラビリティフォーマイクロウェーブアクセスを表し、IEEE802.16規格の準拠および相互運用性試験に合格した製品用の認証マークである。通信チップ3112は、グローバルシステムフォーモバイルコミュニケーション(GSM(登録商標))、汎用パケット無線サービス(GPRS)、ユニバーサル移動通信システム(UMTS)、高速パケットアクセス(HSPA)、発展型HSPA(E-HSPA)、またはLTEネットワークに従って動作し得る。通信チップ3112は、GSM(登録商標)発展型高速データ伝送(EDGE)、GSM(登録商標)のEDGE無線アクセスネットワーク(GERAN)、ユニバーサルテレストリアル無線アクセスネットワーク(UTRAN)、または発展型UTRAN(E-UTRAN)に従って動作することができる。通信チップ3112は、符号分割多重アクセス(CDMA)、時分割多重アクセス(TDMA)、デジタルエンハンストコードレス電気通信(DECT)、エボリューションデータオプティマイズド(EV-DO)およびそれらの派生物、ならびに3G、4G、5Gおよびそれ以降のものとして指定される任意の他の無線プロトコルに従って動作し得る。通信チップ3112は、他の実施形態において他の無線プロトコルに従って動作させることができる。コンピューティングデバイス3100は、無線通信を容易にするための、および/または他の無線通信(AMまたはFM無線伝送など)を受信するためのアンテナ3122を含み得る。
【0134】
いくつかの実施形態において、通信チップ3112は、電気、光または任意の他の適切な通信プロトコル(例えば、Ethernet(登録商標))などの有線通信を管理し得る。上記のように、通信チップ3112は、複数の通信チップを含み得る。例えば、第1通信チップ3112は、Wi-Fi(登録商標)またはBluetooth(登録商標)などのより短距離の無線通信専用であってよく、第2通信チップ3112は、全地球測位システム(GPS)、EDGE、GPRS、CDMA、WiMAX(登録商標)、LTE、EV-DOまたは他のものなどのより長距離の無線通信専用であってよい。いくつかの実施形態において、第1通信チップ3112は、無線通信専用であってよく、第2通信チップ3112は、有線通信専用であってよい。
【0135】
コンピューティングデバイス3100はバッテリ/電源回路3114を含み得る。バッテリ/電源回路3114は、1または複数のエネルギー貯蔵デバイス(例えば、バッテリまたはコンデンサ)、および/またはコンピューティングデバイス3100とは別個のエネルギー源(例えば、AC線電力)にコンピューティングデバイス3100の結合コンポーネントのための回路を含み得る。
【0136】
コンピューティングデバイス3100は、ディスプレイデバイス3106(または上述の対応するインタフェース回路)を含み得る。ディスプレイデバイス3106は、例えば、ヘッドアップディスプレイ、コンピュータモニタ、プロジェクタ、タッチスクリーンディスプレイ、液晶ディスプレイ(LCD)、発光ダイオードディスプレイまたはフラットパネルディスプレイなどの任意の視覚インジケータを含み得る。
【0137】
コンピューティングデバイス3100は、オーディオ出力デバイス3108(または上述の対応するインタフェース回路)を含み得る。オーディオ出力デバイス3108は、例えば、スピーカ、ヘッドセットまたはイヤバッドなど、可聴インジケータを生成する任意のデバイスを含み得る。
【0138】
コンピューティングデバイス3100は、オーディオ入力デバイス3118(または上述の対応するインタフェース回路)を含み得る。オーディオ入力デバイス3118は、マイク、マイクアレイ、またはデジタル機器(例えば、楽器デジタルインタフェース(MIDI)出力を有する機器)など、音を表す信号を生成する任意のデバイスを含み得る。
【0139】
コンピューティングデバイス3100は、GPSデバイス3116(または上述の対応するインタフェース回路)を含み得る。GPSデバイス3116は、衛星ベースシステムと通信してよく、当技術分野において公知の方法でコンピューティングデバイス3100の位置を受信し得る。
【0140】
コンピューティングデバイス3100は、他の出力デバイス3110(または上述したように、対応するインタフェース回路)を含んでよい。他の出力デバイス3110の例は、オーディオコーデック、ビデオコーデック、プリンタ、情報を他のデバイスに提供するための有線式もしくは無線式のトランスミッタ、または追加のストレージデバイスを含み得る。
【0141】
コンピューティングデバイス3100は、他の入力デバイス3120(または上述したように、対応するインタフェース回路)を含んでよい。他の入力デバイス3120の例は、加速度計、ジャイロスコープ、コンパス、撮像デバイス、キーボード、マウスなどのカーソル制御デバイス、スタイラス、タッチパッド、バーコードリーダ、クイックレスポンス(QR)コードリーダ、任意のセンサ、または無線周波数識別(RFID)リーダを含み得る。
【0142】
コンピューティングデバイス3100は、ハンドヘルド電気デバイスもしくはモバイルコンピューティングデバイス(例えば、携帯電話、スマートフォン、モバイルインターネットデバイス、音楽プレーヤ、タブレットコンピュータ、ラップトップコンピュータ、ネットブックコンピュータ、ウルトラブックコンピュータ、パーソナルデジタルアシスタント(PDA)、ウルトラモバイルパーソナルコンピュータ等)、デスクトップコンピューティングデバイス、サーバデバイスもしくは他のネットワーク接続されたコンピューティングコンポーネント、プリンタ、スキャナ、モニタ、セットトップボックス、エンタテインメント制御ユニット、車両制御ユニット、デジタルカメラ、デジタルビデオレコーダまたはウェアラブルコンピューティングデバイスなど、任意の所望のフォームファクタを有し得る。いくつかの実施形態において、コンピューティングデバイス3100は、データを処理する任意の他の電子デバイスであってよい。
[選択例]
【0143】
以下の段落には、本明細書に開示した実施形態のうちの様々な例を示す。
【0144】
例1はICデバイスを提供する。ICデバイスは、第1層と、第1層に隣接する第2層と、複数のラメラ構造を含む第2層とを備え、ラメラ構造のそれぞれは、トリブロックコポリマーの第1ブロックを含む第1ラメラと、トリブロックコポリマーの第2ブロックを含む第2ラメラと、第1ラメラと第2ラメラとの間のビアとを含み、第1ラメラおよび第2ラメラは電気的に絶縁され、ビアは導電性材料を含む。
【0145】
例2は、請求項1によるICデバイスを提供し、第1ラメラおよび第2ラメラは同一のポリマーを含む。
【0146】
例3は、請求項2によるICデバイスを提供し、同一のポリマーは、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリジメチルシロキサン、何等かのポリエステル、何等かのポリウレタン、アクリル樹脂、エポキシ、P(t‐アクリル酸ブチル)、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、無水マレイン酸ポリマー、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアクリロニトリル、ポリブタジエン、ポリ酢酸ビニル、ポリ乳酸、ポリブチルアクリレート、ポリ乳酸、ポリカプロラクトン、ポリ(エチレングリコール)およびポリイソプレンから成るグループから選択される。
【0147】
例4は、上述の請求項のいずれかによるICデバイスを提供し、第1層は、第1材料を含む複数の第1セクションと、第1材料とは異なる第2材料を含む複数の第2セクションとを含み、ビアは、第1層の第1セクションの1つに隣接する第2層における部分にある。
【0148】
例5は、請求項4によるICデバイスを提供し、第1材料は誘電体材料であり、第2材料は金属または金属化合物である。
【0149】
例6は、請求項4によるICデバイスを提供し、第1材料はレジスト材料であり、第2材料は非レジスト材料である。
【0150】
例7は、上述の請求項のいずれかによるICデバイスを提供し、ラメラ構造の向きは、第1層の表面に対して垂直である。
【0151】
例8は、上述の請求項のいずれかによるICデバイスを提供し、第2層の表面に対して垂直方向に沿ったラメラ構造の長さと、方向に沿ったビアの長さとの比率は、0.3~2.0の範囲にある。
【0152】
例9は、上述の請求項のいずれかによるICデバイスを提供し、ビアは導電性材料を含む。
【0153】
例10は、上述の請求項のいずれかによるICデバイスを提供し、ビアはスルービア、埋設ビア、またはブラインドビアである。
【0154】
例11は、ICパッケージを提供する。ICパッケージは、上述の請求項のいずれかによるICデバイスと、ICデバイスに結合された更なるICコンポーネントとを含む。
【0155】
例12は、請求項11によるICパッケージを提供し、更なるICコンポーネントは、パッケージ基板、インタポーザ、または更なるICダイの1つを含む。
【0156】
例13は、請求項11または12によるICパッケージを提供し、請求項1から10のいずれか一項によるICデバイスは、メモリデバイス、コンピューティングデバイス、ウェアラブルデバイス、ハンドヘルド電子デバイス、および無線通信デバイスのうち少なくとも1つを含み得るか、または、その一部であり得る。
【0157】
例14は電子デバイスを提供する。電子デバイスは、キャリア基板と、キャリア基板に結合された、請求項1から10のいずれか一項によるICデバイス、および、請求項11から13のいずれか一項に記載のICパッケージの1または複数とを備える。
【0158】
例15は、請求項14による電子デバイスを提供し、キャリア基板はマザーボードである。
【0159】
例16は、請求項14による電子デバイスを提供し、キャリア基板はPCBである。
【0160】
例17は、請求項14から16のいずれか一項による電子デバイスを提供し、電子デバイスは、ウェアラブル電子デバイスまたはハンドヘルド電子デバイスである。
【0161】
例18は、請求項14から17のいずれか一項による電子デバイスを提供し、電子デバイスは更に、1または複数の通信チップおよびアンテナを含む。
【0162】
例19は、請求項14から18のいずれか一項による電子デバイスを提供し、電子デバイスはRF送受信機である。
【0163】
例20は、請求項14から18のいずれか一項による電子デバイスを提供し、電子デバイスは、スイッチ、電力増幅器、低雑音増幅器、フィルタ、フィルタバンク、デュプレクサ、アップコンバータ、または、RF通信デバイス、例えばRF送受信機のダウンコンバータの1つである。
【0164】
例21は、請求項14から18のいずれか一項による電子デバイスを提供し、電子デバイスはコンピューティングデバイスである。
【0165】
例22は、請求項14から21のいずれか一項による電子デバイスを提供し、電子デバイスは、無線通信システムの基地局に含まれる。
【0166】
例23は、請求項14から21のいずれか一項による電子デバイスを提供し、電子デバイスは無線通信システムのユーザ機器デバイスに含まれる。
【0167】
例24は、集積回路(IC)デバイスのためのコンタクト孔を形成する方法を提供し、方法は、ICデバイスの層の表面にガイドパターンを形成する段階と、層の表面にラメラ相のトリブロックコポリマーを適用することによって、ガイドパターンに基づいて複数のラメラ構造を形成する段階であって、複数のラメラ構造のそれぞれは、第1ラメラ、第2ラメラ、および第3ラメラを含み、第2ラメラは、第1ラメラと第3ラメラとの間にある、段階と、ラメラ構造の少なくとも一部から第2ラメラを除去することによってコンタクト孔を形成する段階とを備える。
【0168】
例25は、請求項24のいずれか一項に記載の方法を提供し、第1ラメラおよび第3ラメラは両方、第1ポリマーを含み、第2ラメラは、第1ポリマーとは異なる第2ポリマーを含む。
【0169】
例26は、請求項21から35のいずれかによる方法を提供し、ラメラ構造の向きは、層の表面に対して垂直である。
【0170】
例27は、請求項24から26のいずれか一項による方法を提供し、層は格子パターンを含み、層の表面上にラメラ相のトリブロックコポリマーを適用することによって、少なくともガイドパターンに基づいて複数のラメラ構造を形成する段階は、
【0171】
層の表面上にラメラ相のトリブロックコポリマーを適用することによって、ガイドパターンおよび層の格子パターンに基づいて複数のラメラ構造を形成する段階を含む。
【0172】
例28は、請求項27による方法を提供し、格子パターンは、第1セクションおよび第2セクションの交互パターンを含み、第1セクションは第1材料を含み、第2セクションは第1材料とは異なる第2材料を含む。
【0173】
例29は、請求項28による方法を提供し、コンタクト孔は、層における第1セクションの少なくとも一部の上に形成される。
【0174】
例30は、請求項24から29のいずれか一項に記載の方法を提供し、層の表面に対して垂直方向に沿ったラメラ構造の長さと、方向に沿ったコンタクト孔の長さとの比率は、0.3~2.0の範囲にある。
【0175】
例31は、請求項24から30のいずれか一項による方法を提供し、ガイドパターンは、第1セクションおよび第2セクションの交互パターンを含み、ガイドパターンは、化学ガイドパターンであり、第1セクションは第1材料を含み、第2セクションは、第1材料とは異なる第2材料を含む。
【0176】
例32は、請求項24から31のいずれか一項による方法を提供し、ガイドパターンは、第1セクションおよび第2セクションの交互パターンを含み、ガイドパターンはトポグラフィガイドパターンであり、第2セクションは開口であり、第1セクションは、開口を画定するガイド壁である。
【0177】
例33は、請求項32による方法を提供し、ICデバイスの層の表面上にガイドパターンを形成する段階は、開口に化学ガイドパターンを形成する段階であって、化学ガイドパターンは、第3セクションおよび第4セクションの交互パターンを含む、段階を含み、第3セクションは第3材料を含み、第4セクションは、第3材料とは異なる第4材料を含む。
【0178】
例34は、請求項24から33のいずれか一項による方法を提供し、ラメラ構造の少なくとも一部から第2ラメラを除去することによってコンタクト孔を形成する段階は、ラメラ構造の少なくとも一部に対してエッチング処理を実行して、第1ラメラおよび第3ラメラをエッチングするより高速で第2ラメラをエッチングする段階を含む。
【0179】
例35は、集積回路(IC)デバイスのためのコンタクト孔を形成する方法を提供し、方法は、ICデバイスの第1層の表面上にトポグラフィガイドパターンを形成する段階であって、トポグラフィガイドパターンは複数の開口を含む、段階と、トポグラフィガイドパターンの開口のそれぞれに化学ガイドパターンを形成する段階と、化学ガイドパターンを有する開口においてブロックコポリマーを適用することによって、第2層を形成する段階と、第2層からブロックコポリマーの一部を除去することによって、第2層においてコンタクト孔を形成する段階とを備える。
【0180】
例36は、請求項35に記載の方法を提供し、ブロックコポリマーは、ラメラ相のトリブロックコポリマーである。
【0181】
例37は、請求項36による方法を提供し、ラメラ相のトリブロックコポリマーは、第1ラメラ、第2ラメラおよび第3ラメラを含み、第2ラメラは第1ラメラと第3ラメラとの間にあり、第1ラメラおよび第3ラメラは第1ポリマーを含み、第2ラメラは、第1ポリマーとは異なる第2ポリマーを含む。
【0182】
例38は、請求項35から37のいずれか一項による方法を提供し、トポグラフィガイドパターンの開口のそれぞれにおいて化学ガイドパターンを形成する段階は、第1層において、格子パターンに基づいて化学ガイドパターンを形成する段階であって、格子パターンは、第1セクションおよび第2セクションの交互パターンを含む、段階を含む。
【0183】
例39は、請求項38による方法を提供し、第2層からブロックコポリマーの一部を除去することによって、第2層においてコンタクト孔を形成する段階は、第1層における第1セクションの少なくとも一部の上にある第2層の一部においてコンタクト孔を形成する段階を含む。
【0184】
例40は、上述の請求項のいずれか一項による方法を提供し、更に、請求項1から10のいずれか一項によるICデバイスを形成するためのプロセスを含む。
【0185】
例41は、上述の請求項のいずれか一項による方法を提供し、更に、請求項11から13のいずれか一項によるICパッケージを形成するためのプロセスを含む。
【0186】
例42は、上述の請求項のいずれか一項による方法を提供し、請求項14から23のいずれか一項による電子デバイスを形成するためのプロセスを更に含む。
【0187】
要約書で説明される事項を含む、示された本開示の実装の上述の説明は、包括的であること、または開示された厳密な形式に開示を限定することを意図するものではない。本明細書において、例示の目的で、本開示の具体的な実装および例が説明されているが、当業者にとって明らかであるように、様々な同等の修正が、本開示の範囲内において可能である。これらの変形は、上記の詳細な説明に鑑みて本開示に加えられ得る。
[他の可能な項目]
(項目1)
集積回路(IC)デバイスであって、
第1層と、
上記第1層に隣接する第2層であって、上記第2層は複数のラメラ構造を含み、上記ラメラ構造のそれぞれは、トリブロックコポリマーの第1ブロックを含む第1ラメラ、上記トリブロックコポリマーの第2ブロックを含む第2ラメラ、および、上記第1ラメラと上記第2ラメラとの間のビアを含む、第2層と
を備え、上記第1ラメラおよび上記第2ラメラは、電気的に絶縁され、上記ビアは導電性材料を含む、ICデバイス。
(項目2)
上記第1ラメラおよび上記第2ラメラは同一のポリマーを含む、項目1に記載のICデバイス。
(項目3)
上記同一のポリマーは、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリジメチルシロキサン、何等かのポリエステル、何等かのポリウレタン、アクリル樹脂、エポキシ、P(t‐アクリル酸ブチル)、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、無水マレイン酸ポリマー、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアクリロニトリル、ポリブタジエン、ポリ酢酸ビニル、ポリ乳酸、ポリブチルアクリレート、ポリ乳酸、ポリカプロラクトン、ポリ(エチレングリコール)およびポリイソプレンの少なくとも1つを含む、項目2に記載のICデバイス。
(項目4)
上記第1層は、第1材料を含む複数の第1セクションと、上記第1材料とは異なる第2材料を含む複数の第2セクションとを含み、上記ビアは、上記第1層の上記第1セクションの1つに隣接する上記第2層における部分にある、項目1に記載のICデバイス。
(項目5)
上記第1材料は誘電体材料であり、z第2材料は金属または金属化合物である、項目4に記載のICデバイス。
(項目6)
上記第1材料はレジスト材料であり、上記第2材料は非レジスト材料である、項目4に記載のICデバイス。
(項目7)
上記ラメラ構造の向きは、上記第1層の表面に対して垂直である、項目1に記載のICデバイス。
(項目8)
上記第2層の上記表面に対して垂直方向に沿った上記ラメラ構造の長さと、上記方向に沿った上記ビアの長さとの比率は、0.3~2.0の範囲にある、項目1に記載のICデバイス。
(項目9)
上記複数のラメラ構造は、ラメラ相のトリブロックコポリマーに基づく、項目1に記載のICデバイス。
(項目10)
上記ビアは、スルービア、埋設ビア、またはブラインドビアである、項目1に記載のICデバイス。
(項目11)
集積回路(IC)デバイスのためのビア開口を形成する方法であって、
上記ICデバイスの層の表面にガイドパターンを形成する段階と、
上記層の上記表面にラメラ相のトリブロックコポリマーを適用することによって、上記ガイドパターンに基づいて複数のラメラ構造を形成する段階であって、上記複数のラメラ構造のそれぞれは、第1ラメラ、第2ラメラ、および第3ラメラを含み、上記第2ラメラは、上記第1ラメラと上記第3ラメラとの間にある、段階と、
上記ラメラ構造の少なくとも一部から上記第2ラメラを除去することによって上記ビア開口を形成する段階と
を備える方法。
(項目12)
上記第1ラメラおよび上記第3ラメラは両方、第1ポリマーを含み、上記第2ラメラは、上記第1ポリマーとは異なる第2ポリマーを含む、項目11に記載の方法。
(項目13)
上記ラメラ構造の向きは、上記層の上記表面に対して垂直である、項目11に記載の方法。
(項目14)
上記層は格子パターンを含み、上記層の上記表面上に上記ラメラ相の上記トリブロックコポリマーを適用することによって、少なくとも上記ガイドパターンに基づいて、上記複数のラメラ構造を形成する段階は、
上記層の上記表面上に上記ラメラ相の上記トリブロックコポリマーを適用することによって、上記ガイドパターンおよび上記層の上記格子パターンに基づいて上記複数のラメラ構造を形成する段階
を含む、項目11に記載の方法。
(項目15)
上記層の上記表面に対して垂直方向に沿った上記ラメラ構造の長さと、上記方向に沿った上記ビア開口の長さとの比率は、0.3~2.0の範囲にある、項目11に記載の方法。
(項目16)
集積回路(IC)デバイスのためのビア開口を形成する方法であって、
上記ICデバイスの第1層の表面上にトポグラフィガイドパターンを形成する段階であって、上記トポグラフィガイドパターンは複数の開口を含む、段階と、
上記トポグラフィガイドパターンの開口のそれぞれに化学ガイドパターンを形成する段階と、
上記化学ガイドパターンを有する上記開口においてブロックコポリマーを適用することによって、第2層を形成する段階と、
上記第2層から上記ブロックコポリマーの一部を除去することによって、上記第2層において上記ビア開口を形成する段階と
を備える方法。
(項目17)
上記ブロックコポリマーは、ラメラ相のトリブロックコポリマーである、項目16に記載の方法。
(項目18)
上記ラメラ相の上記トリブロックコポリマーは、第1ラメラ、第2ラメラおよび第3ラメラを含み、上記第2ラメラは上記第1ラメラと上記第3ラメラとの間にあり、上記第1ラメラおよび上記第3ラメラは第1ポリマーを含み、上記第2ラメラは、上記第1ポリマーとは異なる第2ポリマーを含む、項目17に記載の方法。
(項目19)
上記トポグラフィガイドパターンの上記開口のそれぞれにおいて上記化学ガイドパターンを形成する段階は、
上記第1層において、格子パターンに基づいて上記化学ガイドパターンを形成する段階であって、上記格子パターンは、第1セクションおよび第2セクションの交互パターンを含む、段階を含む、項目16に記載の方法。
(項目20)
上記第2層から上記ブロックコポリマーの一部を除去することによって、上記第2層において上記ビア開口を形成する段階は、
上記第1層における上記第1セクションの少なくとも一部の上にある上記第2層の一部において上記ビア開口を形成する段階
を含む、項目19に記載の方法。
図1A
図1B
図2
図3
図4
図5
図6
図7A
図7B
図8
図9
図10
図11
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図15
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図28B
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図31
【外国語明細書】