FR2590407A1 - Direct deposition of metal patterns for use in integrated circuit devices - Google Patents

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Yung Sheng Liu
Christopher Paul Yakymyshyn
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Abstract

For direct deposition of patterns in refractory metal on a substrate 10, sources of radiating thermal energy 25 are used. Patterns in metallic tungsten are deposited selectively on silicon surfaces by relying on a vapour phase reaction brought about by a transient radiation source. Regular patterns in refractory metal are produced with a better resolution by directing the radiating energy by means of a mask 20 so as to bring about localised heating and cause a localised reduction of a refractory metallic gas by the silicon, for example.

Description

La présente invention concerne dans ses grandes lignes un procédé pour déposer directement sur une surface en silicium des motifs de lignes en métal réfractaire, de la taille du micron et, plus particulièrement, elle est relative au dépôt en phase gazeuse provoqué par une énergie rayonnante de métaux réfractaires, tels que le molybdène et le tungstène sur des surfaces en silicium. Le procédé de la présente invention est plus particulièrement utile pour le dépôt de lignes d'interconnexion conductrice formant des motifs dans des circuits intégrés. The present invention relates broadly to a process for depositing directly on a silicon surface line patterns of refractory metal, the size of a micron and, more particularly, it relates to the deposition in the gas phase caused by a radiant energy of refractory metals, such as molybdenum and tungsten on silicon surfaces. The method of the present invention is more particularly useful for depositing conductive interconnection lines forming patterns in integrated circuits.

Dans la fabrication des circuits intégrés à grande échelle et à très grande échelle, il est généralement souhaitable, à un certain stade du procédé, de former des motifs d'interconnexion en métal. La formation de ces motifs s'effectue souvent en déposant une couche métallique, en revêtant la couche avec un agent photorésistant, en exposant cet agent par l'intermédiaire d'un motif désiré, en développant l'agent photorésistant de manière à exposer des zones du métal sous-jacent, et enfin en enlevant le métal sousjacent de la couche déposée. Tout agent photorésistant restant est alors enlevé, ne laissant que le motif désiré des interconnexions en métal.De plus, alors qu'il est possible d'employer des procédés sélectifs de dépôt de métaux dans lesquels des motifs métalliques sont déposés sur certaines surfaces sélectives d'un matériau, de tels pro cédés ont tendance à se limiter à certains matériaux. In the manufacture of large-scale and very large-scale integrated circuits, it is generally desirable, at some stage of the process, to form metal interconnection patterns. The formation of these patterns is often carried out by depositing a metal layer, by coating the layer with a photoresist, by exposing this agent via a desired pattern, by developing the photoresist so as to expose areas of the underlying metal, and finally by removing the underlying metal from the deposited layer. Any remaining photoresist is then removed, leaving only the desired pattern of metal interconnects. In addition, it is possible to use selective metal deposition methods in which metallic patterns are deposited on certain selective surfaces of the metal. 'a material, such processes tend to be limited to certain materials.

Dans la fabrication des circuits intégrés à grande échelle et à très grande échelle, il est également souhaitable de pouvoir réaliser des connexions électriques à discrétion entre diverses parties du substrat. Il existe plusieurs raisons pour exécuter cette opération. Par exemple, dans les réseaux de portes, on effectue généralement la personnalisation en découpant des lignes d'interconnexion. In the manufacture of large-scale and very large-scale integrated circuits, it is also desirable to be able to make electrical connections at will between various parts of the substrate. There are several reasons for performing this operation. For example, in door networks, customization is generally carried out by cutting interconnection lines.

Cela peut se faire avec un laser focalisé ou électriquement en faisant passer un courant suffisamment intense dans une liaison fusible. Cependant, il serait également souhaitable d'être en mesure de personnaliser des réseaux de portes, etc., par la formation de liaisons conductrices au lieu de les couper. D'une manière identique, dans la fabrication des dispositifs de visualisation à cristaux liquides, des problèmes de rendement peuvent se poser, en particulier dans le cas des dispositifs de visualisation qui ont de grandes dimensions et/ou sont adressés par matrice. Les défauts survenant dans de tels dispositifs prennent souvent la forme de connexions ouvertes dans les lignes de portes ou les lignes de données. Dans des cas de cette nature, l'ensemble des lignes du dispositif de visualisation peut être rendu non-fonctionnel.Plus généralement, les lignes conductrices qui présentent des profils en gradins car elles croisent d'autres lignes, sont particulièrement sensibles aux défauts dus aux circuits ouverts. On voit par conséquent que dans certains cas il serait extrêmement souhaitable de disposer d'interconnexions conductrices personnalisées qui pontent la connexion de circuits rompus ou dégradés. D'une façon identique, dans la fabrication des puces de circuits intégrés à très grande échelle, les rendements de production ne sont pas toujours aussi élevés qu'on le souhaiterait. Certains défauts se produisant dans un tel processus peuvent être corrigés par l'inclusion de lignes de connexion métalliques de la taille du micromètre qu'on ajoute d'une façon person nalisée de manière à corriger les défauts découverts, en particulier les circuits ouverts.En bref, l'intérêt porté à une écriture directe de structures métalliques en utilisant des dispositifs tels que des faisceaux laser a été entraîné par l'impulsion donnée à l'obtention d'interconnexions à discrétion dans les circuits à intégration à très grande échelle et les activités de conditionnement. D'autres applications concernent la correction des défauts des pastilles ou des masques, l'amélioration des rendements, le masquage localisé, et le revêtement, ainsi que la fabrication de circuits personnalisés.This can be done with a focused laser or electrically by passing a sufficiently strong current through a fusible link. However, it would also be desirable to be able to personalize door networks, etc., by forming conductive links instead of cutting them. Similarly, in the manufacture of liquid crystal display devices, performance problems may arise, in particular in the case of display devices which have large dimensions and / or are addressed by matrix. Faults occurring in such devices often take the form of open connections in door lines or data lines. In such cases, all the lines of the display device can be made non-functional. More generally, the conductive lines which have stepped profiles because they cross other lines, are particularly sensitive to faults due to open circuits. It can therefore be seen that in certain cases it would be extremely desirable to have personalized conductive interconnections which bridge the connection of broken or degraded circuits. Similarly, in the production of very large scale integrated circuit chips, production yields are not always as high as one would like. Certain faults occurring in such a process can be corrected by the inclusion of metallic connection lines the size of a micrometer, which are added in a personalized way so as to correct the faults discovered, in particular open circuits. in short, the interest in direct writing of metallic structures using devices such as laser beams was driven by the impetus given to obtaining discretionary interconnections in very large-scale integration circuits and conditioning activities. Other applications relate to the correction of defects in the pellets or masks, the improvement of yields, localized masking, and coating, as well as the manufacture of personalized circuits.

Ehrlich et Tsao ont annoncé la fabrication de structures en polysilicium ayant des dimensions de l'ordre du sous-micron au moyen d'un procédé pyrolytique employant la vapeur de SiC14 et la vapeur d'hydrogène à l'aide d'un laser à l'argon. On se reportera à ce sujet à la revue "Applied Physics Letters", Volume 44, page 267 (1984). Des recherches faites dans d'autres directions ont fait appel à des systèmes de dépôt thermique par vapeur chimique dans lesquels on utilise de l'hydrogène pour former des pellicules de tungstène conformément à la réaction de réduction suivante
6 + 3H2 ~ W + 6HF (1)
Le mécanisme de la réduction de l'hexafluorure de tungstène (WF6) en présence d'hydrogène a fait l'objet d'études poussées. On se reportera à l'article de J.B. Berkeley, A.Ehrlich and Tsao announced the manufacture of polysilicon structures with dimensions of the order of a sub-micron using a pyrolytic process using SiC14 vapor and hydrogen vapor using a laser 'argon. Reference is made to this subject in the review "Applied Physics Letters", Volume 44, page 267 (1984). Research in other directions has used chemical vapor deposition systems in which hydrogen is used to form tungsten films in accordance with the following reduction reaction
6 + 3H2 ~ W + 6HF (1)
The mechanism of reduction of tungsten hexafluoride (WF6) in the presence of hydrogen has been the subject of extensive studies. See the article by JB Berkeley, A.

Brenner, et W.E. Reed dans la revue "Journal of Electrochemical Society", Volume 114, page 701 (1967). On se reportera également à l'article de W.A. Bryant dans la revue "Journal of Electrochemical Society", Volume 125, page 1534 (1978). Dans ces études, on a employé l'hydrogène comme gaz pour la réduction de l'hexafluorure de tungstène. Cependant, l'utilisation de l'hydrogène comme atmosphère réductrice soulève certains inconvénients dans l'écriture directe, provoquée par laser, des lignes en métal réfractaire sur des surfaces de silicium. Par exemple, comme une réaction en phase gazeuse est impliquée dans la cinétique de la réaction, la résolution peut être limitée aux vitesses d'écriture élevées.Alors qu'on ne saisit pas bien les raisons précises de tous les phénomènes de réaction se produisant dans les réactions de réduction à l'hydrogène de ce type, on pense généralement que la participation de l'hydrogène à la réaction au lieu d'une participation superficielle directe est un facteur contribuant à la limitation de la résolution.Brenner, and W.E. Reed in the journal "Journal of Electrochemical Society", Volume 114, page 701 (1967). Reference is also made to the article by W.A. Bryant in the journal "Journal of Electrochemical Society", Volume 125, page 1534 (1978). In these studies, hydrogen was used as the gas for the reduction of tungsten hexafluoride. However, the use of hydrogen as a reducing atmosphere raises certain drawbacks in the direct writing, caused by laser, of refractory metal lines on silicon surfaces. For example, as a gas phase reaction is involved in the kinetics of the reaction, the resolution may be limited to high write speeds. While the precise reasons for all of the reaction phenomena occurring in not fully understood reduction reactions to hydrogen of this type, it is generally believed that the participation of hydrogen in the reaction instead of direct surface participation is a contributing factor in limiting resolution.

En outre, l'utilisation de la réduction à l'hydrogène avec des lasers ne se traduit généralement pas par la formation de lignes métalliques avec une morphologie de la surface aussi régulière que celle obtenue lorsqu'on emploie seulement des réactions de réduction en surface.In addition, the use of hydrogen reduction with lasers does not generally result in the formation of metallic lines with a surface morphology as regular as that obtained when only surface reduction reactions are used.

Selon un mode de réalisation préféré de la présente invention, un procédé pour le dépôt de métal réfractaire sur une surface en silicium comprend les étapes consistant à disposer la surface en silicium dans une atmosphère comprenant un composé gazeux de métal réfractaire tel que l'hexafluorure de tungstène. La surface en silicium qui peut être formée en motif ou non, est alors chauffée momen tanément dans cette atmosphère par l'intermédiaire d'un masque avec une source étendue rayonnant de la chaleur telle qu'un laser ou une lampe incohérente pendant un court laps de temps. Le chauffage se produit suivant un profil prescrit à une température suffisante pour chauffer la surface de manière à amorcer une réaction de réduction en surface dans laquelle le métal réfractaire est réduit et déposé sur la surface de silicium ou autres sortes de surfaces, ou à leur place, lesquelles agissent en agent réducteur. On remarquera que le dépôt de la présente invention peut s'effectuer sur une surface de silicium amorphe, cristallin, ou polycristallin. Le traitement est de préférence effectue dans une chambre sous vide avec une pression partielle gazeuse de
WF6 comprise entre 130 Pa et 13 kPa avec de l'argon comme gaz tampon à une pression partielle d'environ 102 kPa. La couche de métal réfractaire déposée a une épaisseur comprise typiquement entre environ 10 et 100 nm.Dans le procédé de la présente invention, la surface même du silicium agit en agent réducteur pour le gaz contenant un métal. Par exemple, l'utilisation d'hexachlorure de tungstène produit la réaction chimique suivante
2 WF6 + 3 Si - 2 W + 3SiF4 (2)
Dans les procédés de dépôt par vapeur chimique provoqué par rayonnement, employant un chauffage transitoire pour le dépôt de surfaces métalliques à motifs, la réaction se produit typiquement pendant une durée comprise entre quelques secondes et un temps inférieur à quelques millisecondes, cette durée étant fonction de la durée du chauffage transitoire. Les conditions de dépôt peuvent être réglées en faisant varier la puissance et la pression du gaz.According to a preferred embodiment of the present invention, a method for depositing refractory metal on a silicon surface comprises the steps of disposing the silicon surface in an atmosphere comprising a gaseous refractory metal compound such as hexafluoride tungsten. The silicon surface, which may or may not be formed in a pattern, is then temporarily heated in this atmosphere by means of a mask with an extended source radiating heat such as a laser or an incoherent lamp for a short time. of time. Heating occurs according to a prescribed profile at a temperature sufficient to heat the surface so as to initiate a surface reduction reaction in which the refractory metal is reduced and deposited on or in place of the surface of silicon or other kinds of surfaces , which act as a reducing agent. It will be noted that the deposition of the present invention can be carried out on an amorphous, crystalline, or polycrystalline silicon surface. The treatment is preferably carried out in a vacuum chamber with a partial gas pressure of
WF6 between 130 Pa and 13 kPa with argon as a buffer gas at a partial pressure of around 102 kPa. The layer of refractory metal deposited has a thickness typically between approximately 10 and 100 nm. In the process of the present invention, the very surface of the silicon acts as a reducing agent for the gas containing a metal. For example, the use of tungsten hexachloride produces the following chemical reaction
2 WF6 + 3 Si - 2 W + 3SiF4 (2)
In radiation induced chemical vapor deposition processes employing transient heating for the deposition of patterned metal surfaces, the reaction typically occurs for a period of time between a few seconds and a time of less than a few milliseconds, this time being a function of the duration of transient heating. The deposition conditions can be adjusted by varying the power and the pressure of the gas.

Par conséquent, la présente invention a pour objet un procédé pour la formation directe d'un motif métallique sur une surface. Therefore, the present invention relates to a method for the direct formation of a metallic pattern on a surface.

La présente invention a pour autre objet un procédé pour la formation de lignes métalliques d'interconnexion en motifs sur des puces de circuits électriques. Another subject of the present invention is a method for forming metallic interconnection lines in patterns on electrical circuit chips.

La présente invention a encore pour objet un procédé pour diminuer la largeur des lignes métalliques en motifs dans divers procédés de fabrication de semi-conducteurs, comprenant la production de puces ou de masques de circuits de semi-conducteurs à intégration à très grande échelle. The present invention also relates to a method for reducing the width of the metallic lines in patterns in various semiconductor manufacturing processes, comprising the production of chips or masks of semiconductor circuits with very large scale integration.

Enfin, mais sans que cela soit limitatif, la présente invention a pour objet un procédé pour la formation de motifs métalliques de haute résolution sur un substrat qui est alors utilisé en conjonction avec d'autres procédés soit à titre d'étape d'attaque soit à titre de base pour la croissance de couches épaisses. Finally, but without being limiting, the present invention relates to a process for the formation of high resolution metallic patterns on a substrate which is then used in conjunction with other processes either as an attack step or as a basis for the growth of thick layers.

La suite de la description se réfère aux figures annexées qui représentent respectivement
Figure 1A, une vue en coupe, en élévation de côté, d'un substrat auquel on doit conférer un motif de matériau conducteur de l'électricité selon le procédé de la présente invention
figure 1B, une vue en coupe, en élévation de côté, du substrat de la figure 1A auquel on a ajouté une surface réductrice telle qu'une couche de polysilicium ou de silicium amorphe, avec ou sans motif
figure 1C, une vue en coupe, en élévation de côté, du substrat de la figure 1B traité en conformité avec le procédé de la présente invention au moyen d'une source étendue de rayonnement électromagnétique par l'intermédiaire d'un masque de formation de motif, le motif résultant ayant, comme indiqué, une meilleure résolution ;;
figure 1D, le procédé de la présente invention après le traitement illustré en figure 1C
figure 1E, une vue en coupe, en élévation de côté, de la structure du motif formé en figure 1D dans le procédé de la présente invention à l'issue duquel la couche 15 a été enlevée, par exemple par attaque sélective.The following description refers to the appended figures which respectively represent
Figure 1A, a sectional view, in side elevation, of a substrate which must be imparted a pattern of electrically conductive material according to the method of the present invention
FIG. 1B, a sectional view, in side elevation, of the substrate of FIG. 1A to which a reducing surface has been added such as a layer of polysilicon or of amorphous silicon, with or without pattern
FIG. 1C, a sectional view, in side elevation, of the substrate of FIG. 1B treated in accordance with the method of the present invention by means of an extended source of electromagnetic radiation by means of a mask for forming pattern, the resulting pattern having, as indicated, better resolution ;;
FIG. 1D, the method of the present invention after the treatment illustrated in FIG. 1C
Figure 1E, a sectional view, in side elevation, of the structure of the pattern formed in Figure 1D in the method of the present invention after which the layer 15 was removed, for example by selective etching.

Dans l'utilisation du dépôt en phase gazeuse provoqué par un rayonnement pour le traitement de matériaux électroniques et la fabrication de dispositifs, il existe fondamentalement deux approches, à savoir : (1) le dépôt provoqué par des réactions pyrolytiques ou photolytiques qui sont effectuées directement par le rayonnement et (2) le dépôt obtenu lorsqu'on modifie par un rayonnement un état de surface. Les derniers procédés comprennent, par exemple, la modification des réactions catalytiques ou des barrières de nucléation par un rayonnement afin de renforcer ou d'inhiber la croissance ultérieure de pellicules.Le procédé décrit dans la présente demande est axé sur l'utilisation des réactions de pyrolyse provoquées par un rayonnement électromagnétique par l'intermédiaire d'un masque à motifs, en particulier celles obtenues par une énergie laser ou autres sources d'énergie rayonnante. Dans un mode de réalisation préféré de la présente invention, le procédé emploie. une réaction de réduction de l'hexafluorure de tungstène par une surface de silicium provoquée par un chauffage localisé en utilisant une source étendue de rayonnement transitoire (c'est-a'-dire non focalisée). Comme les procédés pyrolytiques dépendent beaucoup de la température locale, la vitesse de la réaction est fortement influencée par des conditions de température non-linéaires telles que celles produites par un faisceau laser ou par le passage dans une ouverture. In the use of gas deposition caused by radiation for the processing of electronic materials and the manufacture of devices, there are basically two approaches, namely: (1) the deposition caused by pyrolytic or photolytic reactions which are carried out directly by radiation and (2) the deposit obtained when a surface state is modified by radiation. The latter methods include, for example, modifying catalytic reactions or nucleation barriers with radiation to enhance or inhibit the subsequent growth of dandruff. The method described in the present application is focused on the use of pyrolysis caused by electromagnetic radiation through a patterned mask, especially those obtained by laser energy or other sources of radiant energy. In a preferred embodiment of the present invention, the method employs. a reduction reaction of tungsten hexafluoride by a silicon surface caused by localized heating using an extensive source of transient (i.e., non-focused) radiation. As the pyrolytic processes are very dependent on the local temperature, the speed of the reaction is strongly influenced by non-linear temperature conditions such as those produced by a laser beam or by passing through an opening.

On portera maintenant son attention aux figures lA-lE dans lesquelles on a illustré un mode de réalisation du procédé de la présente invention. Plus particulièrement, la figure 1A illustre un substrat 10 sur lequel on souhaite former un motif métallique. La figure 1B illustre une première étape dans la formation du motif métallique. En particulier, on dépose une couche réductrice 15 sur le substrat 10. La couche 15 peut être en silicium cristallin, en silicium polycristallin, ou en silicium amorphe. En général, à cause des températures élevées nécessaires au traitement, le silicium cristallin est un matériau plus difficile à déposer.Selon la présente invention, la couche 15 est exposée à une source étendue de rayonnement thermique 25 par l'inter médiaire d'un masque 20 dans une atmosphère d'un composé contenant au moins un métal gazeux. On choisit ce composé de manière qu'il soit capable d'être réduit, par exemple, par le silicium. L'énergie rayonnante 25 provoque un chauffage localisé de zones ll' et 12' dans la couche 15. Le chauffage localisé dans l'ambiance choisie produit une réaction telle que celle décrite ci-dessus dans l'équation (2). De fait, le silicium des régions 1l' et 12' est remplacé par des zones conductrices 11 et 12. Cette étape et la structure obtenue sont représentées en figures 1C et 1D. A cause de la nature non-linéaire dont il a été question plus haut, on améliore la résolution du motif produit.Les ambiances ayant la préférence sont l'hexafluorure de tungstène ou l'hexafluorure de molybdène. Comme le chauffage se produit dans une ambiance contenant un composé de métal réfractaire gazeux réactif, le silicium chauffé dans la couche 15 réagit con formément à l'équation (2) pour transformer une partie de la couche de silicium en tungstène ou en molybdène, alors qu'il y a une formation simultanée de tétrafluorure de silicium gazeux. La couche de silicium 15 peut alors être enlevée par attaque sélective, laissant des motifs métalliques conducteurs 11 et 12 déposés sur le substrat 10. Alors que la figure 1E est seulement une vue en coupe, on comprendra# que la métallisation déposée s'étend suivant des motifs sensiblement de même longueur que le masque 20.On remarquera également que la largeur de l'ouverture du masque 20 est plus grande que celle des régions chauffées 11' et 12'. Attention will now be paid to FIGS. 1A-1E in which an embodiment of the method of the present invention has been illustrated. More particularly, FIG. 1A illustrates a substrate 10 on which it is desired to form a metallic pattern. FIG. 1B illustrates a first step in the formation of the metallic pattern. In particular, a reducing layer 15 is deposited on the substrate 10. The layer 15 can be made of crystalline silicon, polycrystalline silicon, or amorphous silicon. In general, due to the high temperatures required for processing, crystalline silicon is a more difficult material to deposit. According to the present invention, the layer 15 is exposed to an extended source of thermal radiation 25 through a mask. In an atmosphere of a compound containing at least one gaseous metal. This compound is chosen so that it is capable of being reduced, for example, by silicon. The radiant energy 25 causes a localized heating of zones 11 'and 12' in the layer 15. The localized heating in the chosen environment produces a reaction such as that described above in equation (2). In fact, the silicon of regions 11 'and 12' is replaced by conductive zones 11 and 12. This step and the structure obtained are shown in FIGS. 1C and 1D. Due to the non-linear nature discussed above, the resolution of the pattern produced is improved. The preferred moods are tungsten hexafluoride or molybdenum hexafluoride. As the heating takes place in an environment containing a reactive gaseous refractory metal compound, the silicon heated in layer 15 reacts in accordance with equation (2) to transform part of the silicon layer into tungsten or molybdenum, so that there is a simultaneous formation of gaseous silicon tetrafluoride. The silicon layer 15 can then be removed by selective etching, leaving conductive metallic patterns 11 and 12 deposited on the substrate 10. While FIG. 1E is only a sectional view, it will be understood # that the metallization deposited extends along patterns substantially the same length as the mask 20. It will also be noted that the width of the opening of the mask 20 is greater than that of the heated regions 11 'and 12'.

Comme le procédé de la présente invention est base sur l'effet donné par un chauffage localisé, les motifs de métallisation ainsi produits sont réellement plus petits que les motifs présents sur le masque 20. Cela confère un avantage important à la présente invention en ce sens que les circuits finalement créés présentent des largeurs de lignes inférieures à la résolution en largeur de ligne du masque employé. L'efficacité du procédé venant d'être décrit dans la formation de motifs métalliques dans du silicium a fait l'objet de démonstrations dans des expériences de formation de lignes en tungstène en employant un chauffage par laser focalisé. Les mêmes conditions d'ambiance, de température et de pression sont applicables au présent procédé.As the process of the present invention is based on the effect given by localized heating, the metallization patterns thus produced are actually smaller than the patterns present on the mask 20. This gives an important advantage to the present invention in this sense. that the circuits finally created have line widths less than the line width resolution of the mask used. The efficiency of the process which has just been described in the formation of metallic patterns in silicon has been the subject of demonstrations in experiments for forming tungsten lines using a focused laser heating. The same ambient, temperature and pressure conditions are applicable to the present process.

Par exemple, on a déposé de fines lignes de tungstène de la taille du micron avec une largeur minimum des lignes de 1 micromètre à une vitesse de plusieurs centimètres par seconde sur une surface en silicium cristallin balayée par un faisceau laser focalisé à l'argon ayant un spot d'environ 20 micromètres dans une chambre de réaction contenant de l'hexafluorure de tunsgtène à une pression partielle de 13 kPa et de l'argon comme gaz tampon inerte à 2 une pression partielle d'environ 102 kPa. La mesure de la résistivité des lignes déposées a donné une valeur inférieure à 1 milîiohm/centimètre.  For example, thin lines of tungsten the size of a micron with a minimum line width of 1 micrometer were deposited at a speed of several centimeters per second on a crystalline silicon surface scanned by a laser beam focused with argon having a spot of about 20 micrometers in a reaction chamber containing tunsgtene hexafluoride at a partial pressure of 13 kPa and argon as an inert buffer gas at a partial pressure of about 102 kPa. The measurement of the resistivity of the deposited lines gave a value of less than 1 milîiohm / centimeter.

Dans un autre exemple du procédé de la présente invention, on a déposé une pellicule de tungstène ayant une épaisseur supérieure à environ 100 nanomètres sur une couche de silicium amorphe qui, à son tour, fut déposée sur un substrat en bioxyde de silicium dans une chambre de réaction contenant de 1'hexafluorure de tungstène à une pression partielle de 13 kPa et du gaz argon à une pression partielle de 102 kPa. On peut employer des lasers à ondes entretenues, à grenat yttrium-aluminium et à grenat yttrium-aluminium pulsés, doublés en fréquence. In another example of the process of the present invention, a tungsten film having a thickness greater than about 100 nanometers was deposited on a layer of amorphous silicon which, in turn, was deposited on a silicon dioxide substrate in a chamber reaction vessel containing tungsten hexafluoride at a partial pressure of 13 kPa and argon gas at a partial pressure of 102 kPa. Continuous wave lasers, with yttrium-aluminum garnet and pulsed yttrium-aluminum garnet lasers, doubled in frequency.

On notera que dans la présente invention il est généralement souhaitable de chauffer la surface du silicium a une temérature comprise entre environ 3500C et 550 0C. On notera également qu'il y a lieu d'éviter les températures anormalement élevées à cause de la tendance à la formation de siliciure de tungstène. On remarquera aussi que, alors qu'on emploie de préférence des faisceaux laser pour provoquer un chauffage localisé, on peut utiliser aussi d'autres sources d'énergie rayonnante. Note that in the present invention it is generally desirable to heat the surface of the silicon to a temperature between about 3500C and 550 0C. It should also be noted that abnormally high temperatures should be avoided because of the tendency to form tungsten silicide. It will also be noted that, while laser beams are preferably used to cause localized heating, other sources of radiant energy can also be used.

D'après ce qui précède, on remarquera que le procédé de la présente invenion permet d'obtenir un dépôt direct de motifs en métal réfractaire sur un substrat avec une meilleure résolution et une réduction des étapes de traitement. On voit aussi que la présente invention permet d'obtenir une meilleure résolution en tirant profit de la dépendance non-linéaire vis-à-vis de la température des vitesses de réaction chimique pour produire des particula rités plus petites. On voit aussi que le procédé de la présente invention fournit un mécanisme pour l'écriture de lignes fines ayant une résistivité électrique appropriée. On note également que la présente invention permet la formation de lignes conductrices même dans des zones où la présence de différences dues à des gradins dans des circuits intégrés est une nécessité. On remarque aussi que le procédé de la présente invention satisfait les objectifs exPosés ci-dessus.  From the above, it will be noted that the process of the present invention makes it possible to obtain a direct deposition of refractory metal patterns on a substrate with better resolution and a reduction in the processing steps. It can also be seen that the present invention makes it possible to obtain a better resolution by taking advantage of the non-linear dependence on the temperature of the chemical reaction rates in order to produce smaller peculiarities. It can also be seen that the method of the present invention provides a mechanism for writing fine lines having an appropriate electrical resistivity. It is also noted that the present invention allows the formation of conductive lines even in areas where the presence of differences due to steps in integrated circuits is a necessity. It is also noted that the process of the present invention satisfies the objectives set out above.

Claims (13)

REVENDICATIONCLAIM 1. Procédé pour le dépôt d'un métal réfractaire sur un substrat, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à : 1. Method for depositing a refractory metal on a substrate, characterized in that it comprises the steps consisting in: disposer le substrat (10) dans une ambiance contenant au moins un composé de métal réfractaire gazeux, ce composé pouvant être réduit par le substrat ; et placing the substrate (10) in an environment containing at least one gaseous refractory metal compound, this compound being able to be reduced by the substrate; and chauffer le substrat dans ladite ambiance par l'intermédiaire d'un masque (20) au moyen d'une source (25) de rayonnement thermique transitoire, jusqu a une température suffisante pour amorcer la réduction en surface dans laquelle le métal réfractaire est réduit et déposé à la place d'au moins une partie du matériau du substrat en conformité avec le motif du masque. heating the substrate in said atmosphere by means of a mask (20) by means of a source (25) of transient thermal radiation, to a temperature sufficient to initiate the reduction in surface area in which the refractory metal is reduced and deposited in place of at least part of the substrate material in accordance with the pattern of the mask. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le substrat réducteur (10) comporte une surface choisie dans le groupe constitue du silicium cristallin, du silicium polycristallin, et du silicium amorphe. 2. Method according to claim 1, characterized in that the reducing substrate (10) has a surface chosen from the group consisting of crystalline silicon, polycrystalline silicon, and amorphous silicon. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le chauffage est effectué par un faisceau laser. 3. Method according to claim 1, characterized in that the heating is carried out by a laser beam. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le chauffage est effectué par une lampe incohérente. 4. Method according to claim 1, characterized in that the heating is carried out by an incoherent lamp. 5. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la lampe comprend une source de rayonnement électromagnétique. 5. Method according to claim 3, characterized in that the lamp comprises a source of electromagnetic radiation. 6. Procédé selon la revendication 1, caractérise en ce que le composé de métal réfractaire gazeux est choisi dans le groupe constitué de 1'hexafluorure de tungstène et de l'hexafluorure de molybdène. 6. Method according to claim 1, characterized in that the gaseous refractory metal compound is chosen from the group consisting of tungsten hexafluoride and molybdenum hexafluoride. 7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le composé de métal réfractaire gazeux est présent à une pression partielle comprise entre environ 130 Pa et environ 13 kPa. 7. Method according to claim 1, characterized in that the gaseous refractory metal compound is present at a partial pressure between about 130 Pa and about 13 kPa. 8.Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on chauffe le substrat (10) jusqu'à une température comprise entre environ 3500C et 5500C.  8. Method according to claim 1, characterized in that the substrate (10) is heated to a temperature between approximately 3500C and 5500C. 9. Procédé selon la revendication 1, caractérise en ce que la température est insuffisante pour amorcer la formation de siliciures de métaux réfractaires, 9. Method according to claim 1, characterized in that the temperature is insufficient to initiate the formation of silicides of refractory metals, 10. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ambiance dans laquelle la surface de silicium est disposée comporte également un gaz tampon inerte. 10. Method according to claim 1, characterized in that the atmosphere in which the silicon surface is arranged also comprises an inert buffer gas. 11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que le gaz tampon comprend de l'argon. 11. Method according to claim 10, characterized in that the buffer gas comprises argon. 12. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que le gaz tampon est présent à une pression partielle d'environ 102 kPa. 12. Method according to claim 10, characterized in that the buffer gas is present at a partial pressure of approximately 102 kPa. 13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comprend en outre l'étape consistant à enlever le silicium (15) n'ayant pas réagi de la couche de silicium.  13. The method of claim 12, characterized in that it further comprises the step of removing the unreacted silicon (15) from the silicon layer.
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