JP2639672B2 - 炭素膜の形成された半導体装置の作製方法 - Google Patents
炭素膜の形成された半導体装置の作製方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 「発明の利用分野」 本発明はビッカース硬度2000g/mm2以上または熱伝導
度2.5W/cm deg以上の炭素または炭素を主成分とする被
膜（以下単に炭素膜という）を選択的にプラズマエッチ
ングすることによる半導体装置作製方法に関する。
度2.5W/cm deg以上の炭素または炭素を主成分とする被
膜（以下単に炭素膜という）を選択的にプラズマエッチ
ングすることによる半導体装置作製方法に関する。
「従来技術」 炭素膜のコーティングに関しては、本発明人の出願に
なる特許願『炭素被膜を有する複合体およびその作製方
法』（特願昭56−146936 昭和56年９月17日出願）が知
られている。しかしこれらは炭素膜の成膜に関して述べ
られているのみであり、この炭素または炭素を主成分と
する被膜の選択的なエッチングに関するものではない。
なる特許願『炭素被膜を有する複合体およびその作製方
法』（特願昭56−146936 昭和56年９月17日出願）が知
られている。しかしこれらは炭素膜の成膜に関して述べ
られているのみであり、この炭素または炭素を主成分と
する被膜の選択的なエッチングに関するものではない。
「従来の問題点」 さらにこのエッチングを微細加工が容易なドライエッ
チング方法、特に好ましくはプラズマエッチングを応用
することの可能性はまったく知られていない。そしてこ
の炭素膜は特に耐薬品性が強く、また硬度が大きいた
め、エッチングすることは不可能と思われていた。
チング方法、特に好ましくはプラズマエッチングを応用
することの可能性はまったく知られていない。そしてこ
の炭素膜は特に耐薬品性が強く、また硬度が大きいた
め、エッチングすることは不可能と思われていた。
しかし炭素膜の工業的応用を考えると、選択エッチン
グ方法の確立はきわめて重要なものである。
グ方法の確立はきわめて重要なものである。
本発明はかかる目的を解決するためになされたもので
ある。
ある。
「問題を解決すべき手段」 本発明は、半導体基板または基体（基板上に電気配線
等が設けられた全体）上に炭素または炭素を主成分とす
る被膜を形成し、この被膜上にプラズマ化した酸素化物
気体に対してブロッキング作用を有するマスクを配設
し、このマスク被膜のない炭素膜をプラズマ化して酸素
化物気体によりエッチング除去せんとするものである。
等が設けられた全体）上に炭素または炭素を主成分とす
る被膜を形成し、この被膜上にプラズマ化した酸素化物
気体に対してブロッキング作用を有するマスクを配設
し、このマスク被膜のない炭素膜をプラズマ化して酸素
化物気体によりエッチング除去せんとするものである。
本発明は、エチレン、メタンのような炭化水素気体を
直流または高周波、特に基体側に正の直流バイヤスを加
えた高周波電界によりプラズマを発生させた雰囲気中に
導入し、分解せしめることによりSP3混成軌道を有する
Ｃ−Ｃ結合を作り、結果として、グラファイトのような
非透光性の導電性または不良導電性の炭素を作るのでは
なく、作製条件により求められた光学的エネルギバンド
巾（Egという）が1.0eV以上、好ましくは1.5〜5.5eVを
有するダイヤモンドに類似の絶縁性の炭素または炭素を
主成分とする被膜を形成する。
直流または高周波、特に基体側に正の直流バイヤスを加
えた高周波電界によりプラズマを発生させた雰囲気中に
導入し、分解せしめることによりSP3混成軌道を有する
Ｃ−Ｃ結合を作り、結果として、グラファイトのような
非透光性の導電性または不良導電性の炭素を作るのでは
なく、作製条件により求められた光学的エネルギバンド
巾（Egという）が1.0eV以上、好ましくは1.5〜5.5eVを
有するダイヤモンドに類似の絶縁性の炭素または炭素を
主成分とする被膜を形成する。
本発明に用いる炭素は、その硬度もビッカース硬度が
2000Kg/mm2以上、好ましくは4500Kg/mm2以上、理想的に
は6500Kg/mm2というダイヤモンド類似の硬さを有する、
または熱伝導度が2.5W/cm deg以上好ましくは4.5〜6.0W
/cm degを有するアモルファス（非晶質）または５〜200
Åの大きさの微結晶性を有するセミアモファス（半非晶
質）構造を有する炭素またはこの炭素中に水素、ハロゲ
ン元素が25原子％以下またはIII価またはＶ価の不純物
が５原子％以下、また窒素がN/C≦0.05の濃度に添加さ
れたいわゆる炭素を主成分とする炭素（以下本発明にお
いては単に炭素という）を固定上に設けた複合体を設け
んとしたものである。
2000Kg/mm2以上、好ましくは4500Kg/mm2以上、理想的に
は6500Kg/mm2というダイヤモンド類似の硬さを有する、
または熱伝導度が2.5W/cm deg以上好ましくは4.5〜6.0W
/cm degを有するアモルファス（非晶質）または５〜200
Åの大きさの微結晶性を有するセミアモファス（半非晶
質）構造を有する炭素またはこの炭素中に水素、ハロゲ
ン元素が25原子％以下またはIII価またはＶ価の不純物
が５原子％以下、また窒素がN/C≦0.05の濃度に添加さ
れたいわゆる炭素を主成分とする炭素（以下本発明にお
いては単に炭素という）を固定上に設けた複合体を設け
んとしたものである。
本発明は、さらにこの炭素膜に対し、酸素（O2），大
気（酸素、窒素混合気体）,NO4,NO2,N2O,酸素と水素と
の混合気体，水等の酸素化物気体をプラズマ反応装置内
に導入し、好ましくは炭素膜を形成した反応装置と同じ
反応装置内に導入し、この装置内に予め配設されたエッ
チングがされるべき基体上のマスクのない部分の炭素膜
をプラズマエッチングをして除去する。
気（酸素、窒素混合気体）,NO4,NO2,N2O,酸素と水素と
の混合気体，水等の酸素化物気体をプラズマ反応装置内
に導入し、好ましくは炭素膜を形成した反応装置と同じ
反応装置内に導入し、この装置内に予め配設されたエッ
チングがされるべき基体上のマスクのない部分の炭素膜
をプラズマエッチングをして除去する。
本発明は、かくしてマイクロエレクトロニクス用の集
積回路等が半導体中に作られた基板上のボンディングパ
ッドまたは電気配線が形成されている基板上に炭素膜を
形成し、炭素膜を選択エッチングして用いたものであ
る。
積回路等が半導体中に作られた基板上のボンディングパ
ッドまたは電気配線が形成されている基板上に炭素膜を
形成し、炭素膜を選択エッチングして用いたものであ
る。
以下に図面に従って本発明の作製方法を記す。
「実施例１」 第１図は本発明を実施するための炭素または炭素を主
成分とする被膜を形成するため、およびかかる被膜を選
択的にエッチング除去するためのプラズマCVD装置およ
びプラズマエッチング装置即ちプラズマ処理装置の概要
を示す。
成分とする被膜を形成するため、およびかかる被膜を選
択的にエッチング除去するためのプラズマCVD装置およ
びプラズマエッチング装置即ちプラズマ処理装置の概要
を示す。
図面では、ガス系（10）において、キャリアガスであ
る水素を（11）より、反応性気体である炭化水素気体、
例えばメタン、エチレンを（12）より、炭素膜のエッチ
ング用気体である酸素化物気体、例えば酸素を（13），
六弗化硫黄等の弗化物気体のエッチング気体を（14）よ
りバルブ（28）、流量計（29）をへて反応系（30）中の
ノズル（25），（25′）に導入される。
る水素を（11）より、反応性気体である炭化水素気体、
例えばメタン、エチレンを（12）より、炭素膜のエッチ
ング用気体である酸素化物気体、例えば酸素を（13），
六弗化硫黄等の弗化物気体のエッチング気体を（14）よ
りバルブ（28）、流量計（29）をへて反応系（30）中の
ノズル（25），（25′）に導入される。
反応系（30）では、反応室（４），ロート，アンロー
ド用の予備室（５）を有し、その間にはゲイト弁（６）
を有する。処理される基板または基体は、予備室（５）
よりゲイト弁（６）を開として反応室（４）に至り、さ
らにゲイト弁（６）を閉とした後、反応室にて減圧下に
て炭素膜の成膜または炭素膜のエッチング処理を行う。
反応室（４）では第１の電極（２）およびその補助電極
（２′），被形成面または被エッチング面を具備する処
理用基板（１），第２の電極（３）を有し、一対の電極
（２），（３）間には、高周波電極（15），マッチング
トランス（16），直流バイヤス電源（17）より電気エネ
ルギが加えられ、プラズマ（40）が発生する。反応性気
体のより一層の分解を行うためには、2.45GHzのマイク
ロ波で励起室（26）にて20W〜2KWのマイクロ波励起を与
える。すると活性の反応性気体の量を増すことができ、
炭素の成膜速度を約５倍、炭素の酸素によるエッチング
速度を約４倍に向上することができた。
ド用の予備室（５）を有し、その間にはゲイト弁（６）
を有する。処理される基板または基体は、予備室（５）
よりゲイト弁（６）を開として反応室（４）に至り、さ
らにゲイト弁（６）を閉とした後、反応室にて減圧下に
て炭素膜の成膜または炭素膜のエッチング処理を行う。
反応室（４）では第１の電極（２）およびその補助電極
（２′），被形成面または被エッチング面を具備する処
理用基板（１），第２の電極（３）を有し、一対の電極
（２），（３）間には、高周波電極（15），マッチング
トランス（16），直流バイヤス電源（17）より電気エネ
ルギが加えられ、プラズマ（40）が発生する。反応性気
体のより一層の分解を行うためには、2.45GHzのマイク
ロ波で励起室（26）にて20W〜2KWのマイクロ波励起を与
える。すると活性の反応性気体の量を増すことができ、
炭素の成膜速度を約５倍、炭素の酸素によるエッチング
速度を約４倍に向上することができた。
これらの反応性気体は、反応空間（40）で0.01〜1tor
r例えば0.1torrとし、高周波による電磁エネルギにより
50W〜5KWのエネルギを加えられる。直流バイヤスは、被
形成面上に−200〜600V（実質的には−400〜＋400V）を
加える。なぜなら、直流バイヤスが零のときは自己バイ
ヤスが−200V（第２の電極を接地レベルとして）を有し
ているためである。
r例えば0.1torrとし、高周波による電磁エネルギにより
50W〜5KWのエネルギを加えられる。直流バイヤスは、被
形成面上に−200〜600V（実質的には−400〜＋400V）を
加える。なぜなら、直流バイヤスが零のときは自己バイ
ヤスが−200V（第２の電極を接地レベルとして）を有し
ているためである。
成膜用の反応性気体は、例えばメタン：水素＝1:1と
した。第１の電極（２）の裏側には、例えば冷却または
加熱手段（９）を有し、基板温度を150〜−100℃に保持
させる。かくしてプラズマ（40）により被形成面上にビ
ッカーズ硬度2000Kg/mm2以上を有する、または／およ
び、熱伝導度2.5W/cm deg以上のＣ−Ｃ結合を多数形成
したアモルファス構造または微結晶構造を有するアルモ
ファス構造の炭素を生成させた。さらにこの電磁エネル
ギは50W〜1KWを供給し、単位面積あたり0.03〜3W/cm2の
プラズマエネルギを加えた。成膜速度は、100〜1000Å
／分を有し、特に表面温度を−50〜150℃とし、直流バ
イアスを＋100〜300V加えた場合、その成膜速度は100〜
200Å／分（メタンを用いマイクロ波を用いない場
合）、500〜1000Å／分（メタンを用いマイクロ波を用
いた場合、またはエチレンを用いマイクロ波を用いた場
合）を得た。これらはすべてビッカーズ硬度が2000Kg/m
m2以上を有する条件のみを良品とする。
した。第１の電極（２）の裏側には、例えば冷却または
加熱手段（９）を有し、基板温度を150〜−100℃に保持
させる。かくしてプラズマ（40）により被形成面上にビ
ッカーズ硬度2000Kg/mm2以上を有する、または／およ
び、熱伝導度2.5W/cm deg以上のＣ−Ｃ結合を多数形成
したアモルファス構造または微結晶構造を有するアルモ
ファス構造の炭素を生成させた。さらにこの電磁エネル
ギは50W〜1KWを供給し、単位面積あたり0.03〜3W/cm2の
プラズマエネルギを加えた。成膜速度は、100〜1000Å
／分を有し、特に表面温度を−50〜150℃とし、直流バ
イアスを＋100〜300V加えた場合、その成膜速度は100〜
200Å／分（メタンを用いマイクロ波を用いない場
合）、500〜1000Å／分（メタンを用いマイクロ波を用
いた場合、またはエチレンを用いマイクロ波を用いた場
合）を得た。これらはすべてビッカーズ硬度が2000Kg/m
m2以上を有する条件のみを良品とする。
もちろんグラファイトが主成分（50％以上）ならばき
わめて柔らかく、かつ黒色で本発明とはまったく異質な
ものである。
わめて柔らかく、かつ黒色で本発明とはまったく異質な
ものである。
この反応生成物は基体（１）上面に被膜として形成さ
れる。反応後の不要物は排気系（20）よりターボ分子ポ
ンプ（22）、ロータリーポンプ（23）を経て排気され
る。反応系は、0.001〜10torr代表的には0.01〜0.5torr
に保持されており、マイクロ波（26）、高周波のエネル
ギ（15）により反応系内はプラズマ状態（40）が生成さ
れる。特に励起源が1GHz以上、例えば2.45GHzの周波数
にあっては、Ｃ−Ｈ結合より水素を分離し、さらに高周
波源が0.1〜50MHz例えば13.56MHzの周波数にあっては、
Ｃ−Ｃ結合、Ｃ＝Ｃ結合を分解し、Ｃ−Ｃ結合または−
Ｃ−Ｃ−結合を作り、炭素の不対結合手同志を互いに衝
突させて共有結合させ、安定なダイヤモンド構造を局部
的に有した構造とさせ得る。
れる。反応後の不要物は排気系（20）よりターボ分子ポ
ンプ（22）、ロータリーポンプ（23）を経て排気され
る。反応系は、0.001〜10torr代表的には0.01〜0.5torr
に保持されており、マイクロ波（26）、高周波のエネル
ギ（15）により反応系内はプラズマ状態（40）が生成さ
れる。特に励起源が1GHz以上、例えば2.45GHzの周波数
にあっては、Ｃ−Ｈ結合より水素を分離し、さらに高周
波源が0.1〜50MHz例えば13.56MHzの周波数にあっては、
Ｃ−Ｃ結合、Ｃ＝Ｃ結合を分解し、Ｃ−Ｃ結合または−
Ｃ−Ｃ−結合を作り、炭素の不対結合手同志を互いに衝
突させて共有結合させ、安定なダイヤモンド構造を局部
的に有した構造とさせ得る。
かくして半導体（例えばシリコンウエハ）上に炭素特
に炭素中に水素を25モル％以下含有する炭素またはＰ、
ＩまたはＮ型の導電型を有する炭素を主成分とする被膜
を形成させることができた。
に炭素中に水素を25モル％以下含有する炭素またはＰ、
ＩまたはＮ型の導電型を有する炭素を主成分とする被膜
を形成させることができた。
「実施例２」 第２図は実施例１の作製方法によって得られた炭素
（34）がコーティングされた基体上にブロッキング機能
を有するマスク（35）を選択的に設け、このマスクを用
いてその下側の実施例１に予め作られた炭素膜（35）を
選択エッチングした例を示す。基板（31）の温度は室温
とした。
（34）がコーティングされた基体上にブロッキング機能
を有するマスク（35）を選択的に設け、このマスクを用
いてその下側の実施例１に予め作られた炭素膜（35）を
選択エッチングした例を示す。基板（31）の温度は室温
とした。
第２図において、マスク（35）として絶縁膜としては
酸化珪素、フォトレジスト、窒素珪素を基板または基板
（31）上の炭素膜（34）上に選択的に公知の方法にて形
成した。
酸化珪素、フォトレジスト、窒素珪素を基板または基板
（31）上の炭素膜（34）上に選択的に公知の方法にて形
成した。
さらにこのマスクを含めてこれら全体を第１図をプラ
スチック処理装置、この場合はプラズマエッチング装置
内に配設し、酸素（13）をガス系（10）より導入した。
そして高周波電界を一対の電極（３），（２）間に加え
た。すると電圧0.01〜1torr例えば0.1torrにして高周波
出力300Wにて350Å／分のエッチング速度にて炭素膜を
エッチングすることができた。この圧力を0.05torrとす
ると、そのエッチング速度は270Å／分に減少した。
スチック処理装置、この場合はプラズマエッチング装置
内に配設し、酸素（13）をガス系（10）より導入した。
そして高周波電界を一対の電極（３），（２）間に加え
た。すると電圧0.01〜1torr例えば0.1torrにして高周波
出力300Wにて350Å／分のエッチング速度にて炭素膜を
エッチングすることができた。この圧力を0.05torrとす
ると、そのエッチング速度は270Å／分に減少した。
その結果、スループットを上げ、量産性に優れたもの
であった。
であった。
エッチング処理の後、マスクを除去し選択的に炭素膜
（34−１），（34−２），（34−３）を設け、結果とし
て第２図（Ｂ）を得た。即ち、基板（31）上に選択的に
炭素膜（34）がコーティングされた基体とすることがで
きた。
（34−１），（34−２），（34−３）を設け、結果とし
て第２図（Ｂ）を得た。即ち、基板（31）上に選択的に
炭素膜（34）がコーティングされた基体とすることがで
きた。
「実施例３」 第３図は本発明の他の実施例を示す。
第３図において、半導体基板例えばシリコン基板（3
1）上に絶縁膜例えば酸化珪素膜（37）が窓あけをして
設けられている。さらにアルミニウム、シリコン、銀、
酸化物超伝導材料の電気配線（32）が公知のパターニン
グ方法により作られている。この後、酸化物気体のプラ
ズマ雰囲気にさらしても、この電気配線が酸化絶縁化し
ないためのブロッキング層（33）を設けた。ここでは絶
縁膜の場合は酸化珪素膜、リンガラスまたは窒化珪素膜
とした。さらにこの上に実施例１に従い0.1〜２μｍの
厚さ、例えば0.5μｍの厚さに炭素膜（34）を形成し
た。
1）上に絶縁膜例えば酸化珪素膜（37）が窓あけをして
設けられている。さらにアルミニウム、シリコン、銀、
酸化物超伝導材料の電気配線（32）が公知のパターニン
グ方法により作られている。この後、酸化物気体のプラ
ズマ雰囲気にさらしても、この電気配線が酸化絶縁化し
ないためのブロッキング層（33）を設けた。ここでは絶
縁膜の場合は酸化珪素膜、リンガラスまたは窒化珪素膜
とした。さらにこの上に実施例１に従い0.1〜２μｍの
厚さ、例えば0.5μｍの厚さに炭素膜（34）を形成し
た。
さらにこの上に酸素化物気体のプラズマ雰囲気でエッ
チングして炭素膜（34）を除去すべき領域を除いて他部
にマスクを設けた。この図面ではボンディングパッド上
の炭素膜を除去する例を示す。
チングして炭素膜（34）を除去すべき領域を除いて他部
にマスクを設けた。この図面ではボンディングパッド上
の炭素膜を除去する例を示す。
このマスクとして、この実施例では有機樹脂を用い
た。その１例として、これらの上部にフォトレジストを
設けた。
た。その１例として、これらの上部にフォトレジストを
設けた。
このフォトレジストはプラズマ化した酸素化物気体に
よって若干エッチングされるため、窓（36）の炭素が完
全に除去されてしまう程度には残存させるに必要な耐プ
ラズマ性、固さまたは厚さを必要とする。
よって若干エッチングされるため、窓（36）の炭素が完
全に除去されてしまう程度には残存させるに必要な耐プ
ラズマ性、固さまたは厚さを必要とする。
またもしフォトレジストの耐プラズマ酸化物気体性が
十分とれない時は、このフォトレジストのマスクの下部
に再プラズマ化した酸素化物気体に対し耐える被膜、例
えば酸化珪化膜を作り、フォトレジストをマスクとして
まずその下の酸化珪素膜のエッチングを第１図における
ガス系より弗化物気体を導入して行う。次にこれら反応
室内全体をプラズマ化した酸素化物気体に置き換え、気
体上部全体をエッチング処理する。するとこのプラズマ
化した酸素化物気体によりフォトレジストのアッシング
による除去に加えて、窓（36）での炭素を除去すること
ができる。
十分とれない時は、このフォトレジストのマスクの下部
に再プラズマ化した酸素化物気体に対し耐える被膜、例
えば酸化珪化膜を作り、フォトレジストをマスクとして
まずその下の酸化珪素膜のエッチングを第１図における
ガス系より弗化物気体を導入して行う。次にこれら反応
室内全体をプラズマ化した酸素化物気体に置き換え、気
体上部全体をエッチング処理する。するとこのプラズマ
化した酸素化物気体によりフォトレジストのアッシング
による除去に加えて、窓（36）での炭素を除去すること
ができる。
第３図（Ｂ）はフォトレジストまたは酸化珪素をマス
ク（35）としてその下の窓（36）での炭素を除去したも
のである。
ク（35）としてその下の窓（36）での炭素を除去したも
のである。
そしてこの後、第１図のガス系での導入気体を弗化物
気体（14）とし窓（36）の上側のブロックキング層（3
3′）をエッチング除去した。
気体（14）とし窓（36）の上側のブロックキング層（3
3′）をエッチング除去した。
第３図（Ｃ）はこれらの処理の後、マスク（35）を公
知の方法により除去したものである。
知の方法により除去したものである。
ブロッキング層（33′）が酸化珪素の場合はマスク
（35）の除去と同時に除去され得、工程の簡略化が可能
である。
（35）の除去と同時に除去され得、工程の簡略化が可能
である。
かくして、本発明の炭素膜のコーティングの後、ウエ
ハのプローブテストを行い、さらにそれぞれのICチップ
にするため、スクライブ、ブレイク工程を経て、各半導
体チップが上面に炭素膜がコートされた構成をダイボン
ディング、ワイヤボンディングして完成させた。
ハのプローブテストを行い、さらにそれぞれのICチップ
にするため、スクライブ、ブレイク工程を経て、各半導
体チップが上面に炭素膜がコートされた構成をダイボン
ディング、ワイヤボンディングして完成させた。
「実施例４」 この実施例は、実施例におけるブロッキング層（33）
を導体とした場合の例を示す。即ち、炭素膜を半導体集
積回路が予め形成されたシリコンウエハの上表面に第４
図に示す如く形成した。
を導体とした場合の例を示す。即ち、炭素膜を半導体集
積回路が予め形成されたシリコンウエハの上表面に第４
図に示す如く形成した。
即ち、基板（31）上に絶縁膜、例えば酸化珪素絶縁膜
（37）、電気配線（32）、導体のブロッキング層（3
3）、炭素膜（34）を有する。この場合、ボンディング
パッドまたは電気配線はアルミニウム、不純物がドープ
された珪素、金属珪化物とした。また導体のブロッキン
グ層は金、白金、クロム、珪素（不純物がドープされた
珪素）、金属珪化物または酸化物超伝導セラミックス等
の酸化して絶縁物とならないものとした。
（37）、電気配線（32）、導体のブロッキング層（3
3）、炭素膜（34）を有する。この場合、ボンディング
パッドまたは電気配線はアルミニウム、不純物がドープ
された珪素、金属珪化物とした。また導体のブロッキン
グ層は金、白金、クロム、珪素（不純物がドープされた
珪素）、金属珪化物または酸化物超伝導セラミックス等
の酸化して絶縁物とならないものとした。
すると、導体膜（33）の酸化物絶縁物はプラズマエッ
チング処理にて導体の上部に絶縁膜が形成されず、ボン
ディング作業を容易に行うことができた。
チング処理にて導体の上部に絶縁膜が形成されず、ボン
ディング作業を容易に行うことができた。
即ち、例えばシリコンウエハの上面のアルミニウムの
電気回路（32）および金のブロッキング層（33）でパッ
トおよび電気配線を形成した後、その上に本発明の炭素
膜を0.1〜２μｍの厚さ、例えば0.5μｍの厚さに形成し
た。さらに実施例３に示す如く、選択除去用マスクを選
択的に設け、酸化物気体のプラズマエッチングにより炭
素膜を例えばボンディングパッド部のみ除去した。そし
て金属パットを露呈させた。さらにマスクを除去した。
そして炭素膜をファイナルコート膜としてICチップの上
面に構成させた。
電気回路（32）および金のブロッキング層（33）でパッ
トおよび電気配線を形成した後、その上に本発明の炭素
膜を0.1〜２μｍの厚さ、例えば0.5μｍの厚さに形成し
た。さらに実施例３に示す如く、選択除去用マスクを選
択的に設け、酸化物気体のプラズマエッチングにより炭
素膜を例えばボンディングパッド部のみ除去した。そし
て金属パットを露呈させた。さらにマスクを除去した。
そして炭素膜をファイナルコート膜としてICチップの上
面に構成させた。
かくすると、炭素膜の高い熱伝導性のため、パワート
ランジスタ等により局部加熱された熱を速やかに全体に
広げることができ、局部的に電気物性が劣化または低下
することを防止できた。
ランジスタ等により局部加熱された熱を速やかに全体に
広げることができ、局部的に電気物性が劣化または低下
することを防止できた。
加えて、ナトリウムイオンに対するブロッキングも可
能となった。
能となった。
「実施例５」 第５図は本発明の他の実施例である。この図面におい
ては、ガラス基板またはグレイズドセラミック基板等の
絶縁基板上に印刷法またはフォトエッチング法により電
気配線（32）を形成した。さらにこれらの全面に実施例
１に示す如く、炭素または炭素を主成分とする被膜（3
4）を0.2〜２μｍの厚さに形成した。この後、金属マス
ク（41）を用いて開口部（36）を除き他部を覆った。そ
してこれらを実施例２に示す如く、酸素化物気体のプラ
ズマ雰囲気内に配置した。すると金属マスク、例えばス
テンレスマスク厚さ50〜500μｍに設けられた開口部（3
6）の炭素膜を選択的に除去することができた。
ては、ガラス基板またはグレイズドセラミック基板等の
絶縁基板上に印刷法またはフォトエッチング法により電
気配線（32）を形成した。さらにこれらの全面に実施例
１に示す如く、炭素または炭素を主成分とする被膜（3
4）を0.2〜２μｍの厚さに形成した。この後、金属マス
ク（41）を用いて開口部（36）を除き他部を覆った。そ
してこれらを実施例２に示す如く、酸素化物気体のプラ
ズマ雰囲気内に配置した。すると金属マスク、例えばス
テンレスマスク厚さ50〜500μｍに設けられた開口部（3
6）の炭素膜を選択的に除去することができた。
本発明において、この炭素膜上に他の第２の電気配線
を形成してもよい。また炭素または炭素膜を形成した
後、電気配線を形成する方法でもよい。いずれにおいて
も、電気配線部での発熱を速やかに全面に拡散し、局部
的昇温を防ぐことができる。
を形成してもよい。また炭素または炭素膜を形成した
後、電気配線を形成する方法でもよい。いずれにおいて
も、電気配線部での発熱を速やかに全面に拡散し、局部
的昇温を防ぐことができる。
「実施例６」 第６図は本発明の他の実施例である。主たるプロセス
は実施例３に従った。
は実施例３に従った。
第６図は半導体基板（31）、絶縁膜（37）、第１の電
気配線（32）、およびそのコンタクト（38）を有する。
これら全体に第１の炭素膜（34）を実施例１に従いコー
トした。そしてこの後、実施例２のプラズマエッチング
方法により他の開口（38′），（38″）をあけた。開口
（38″）は炭素膜の選択エッチングによる多層配線間の
相互連結であり、開口（38′）は基板（31）との連結用
である。さらに、第２の電気配線（32′）をスパッタ法
等でアルミニウムの成膜等により形成した。さらにこれ
らの上に他の第２の炭素膜またはその他のパッシベイシ
ョン膜（39）を形成した。そしてボンディングパッド部
の開口部（36）を開けたものである。
気配線（32）、およびそのコンタクト（38）を有する。
これら全体に第１の炭素膜（34）を実施例１に従いコー
トした。そしてこの後、実施例２のプラズマエッチング
方法により他の開口（38′），（38″）をあけた。開口
（38″）は炭素膜の選択エッチングによる多層配線間の
相互連結であり、開口（38′）は基板（31）との連結用
である。さらに、第２の電気配線（32′）をスパッタ法
等でアルミニウムの成膜等により形成した。さらにこれ
らの上に他の第２の炭素膜またはその他のパッシベイシ
ョン膜（39）を形成した。そしてボンディングパッド部
の開口部（36）を開けたものである。
この場合、炭素膜（34）は第２の電気配線の下側に設
けられており、この炭素膜は外部よりのナトリウム等の
基板内への侵入を防ぐことができた。そして半導体基板
内でのパワートランジスタ等の大電流動作による局部発
熱を防ぐことができた。また第２の電気回路は上下両面
を炭素膜で取り囲み、他の絶縁膜と接触されない状態と
することもできる。
けられており、この炭素膜は外部よりのナトリウム等の
基板内への侵入を防ぐことができた。そして半導体基板
内でのパワートランジスタ等の大電流動作による局部発
熱を防ぐことができた。また第２の電気回路は上下両面
を炭素膜で取り囲み、他の絶縁膜と接触されない状態と
することもできる。
「効果」 本発明方法により、化学的にきわめて安定な炭素の選
択エッチングが初めてできたため、半導体集積回路等の
ファイナルコーティング等の層間絶縁膜に用いることが
できた。またサーマルヘッドその他の表面をこすって走
行する電気用部材にきわめて有効である。特にこの炭素
膜は熱伝導率が2.5W/cm deg以上、代表的には4.0〜6.0W
/cm degとダイヤモンドの6.6W/cm degに近いため、高速
テープ状キャリア走行により発生する熱、ICの中の局部
大電流の発生による発熱を全体に均一に分散して逃が
し、局部的な昇温およびそれに伴う特性劣化、特性低下
を防ぐことができるため、耐摩耗性、高熱伝導性、炭素
膜特有の高平滑性等多くの特性を併用して有効に用いて
いる。
択エッチングが初めてできたため、半導体集積回路等の
ファイナルコーティング等の層間絶縁膜に用いることが
できた。またサーマルヘッドその他の表面をこすって走
行する電気用部材にきわめて有効である。特にこの炭素
膜は熱伝導率が2.5W/cm deg以上、代表的には4.0〜6.0W
/cm degとダイヤモンドの6.6W/cm degに近いため、高速
テープ状キャリア走行により発生する熱、ICの中の局部
大電流の発生による発熱を全体に均一に分散して逃が
し、局部的な昇温およびそれに伴う特性劣化、特性低下
を防ぐことができるため、耐摩耗性、高熱伝導性、炭素
膜特有の高平滑性等多くの特性を併用して有効に用いて
いる。
本発明において、電気回路に用いる酸化物超伝導材料
として（A1-XBx）yCuzOw x＝0.3〜1,y＝２〜4,z＝1.5〜
3.5,w＝４〜10で示され、Ａとしては元素周期表III a
族、III b族、V a族、V b族の元素の１つまたは複数種
よりなり、Ｂとしては元素周期表II a族の元素の１つま
たは複数種よりなる高温超伝導材料がその代表例であ
る。例えばBi1Sr1Ca1Cu2〜3O4〜10,YBa2Cu3O6〜8,Y0.5B
i0.5Sr1Ca1Cu2〜3O4〜10,Bi1Sr1Mg0.5Ca0.5Cu2〜3O4〜
10,Bi0.5Al0.5Sr1Ca1Cu2〜3O4〜10等を上げることがで
きる。これらの材料はAl,Cu,Au等と同様に電子ビーム蒸
着法、スパッタ法、光CVD法、光PVD法を用いて実施例３
〜６の電気回路用薄膜とすることができる。
として（A1-XBx）yCuzOw x＝0.3〜1,y＝２〜4,z＝1.5〜
3.5,w＝４〜10で示され、Ａとしては元素周期表III a
族、III b族、V a族、V b族の元素の１つまたは複数種
よりなり、Ｂとしては元素周期表II a族の元素の１つま
たは複数種よりなる高温超伝導材料がその代表例であ
る。例えばBi1Sr1Ca1Cu2〜3O4〜10,YBa2Cu3O6〜8,Y0.5B
i0.5Sr1Ca1Cu2〜3O4〜10,Bi1Sr1Mg0.5Ca0.5Cu2〜3O4〜
10,Bi0.5Al0.5Sr1Ca1Cu2〜3O4〜10等を上げることがで
きる。これらの材料はAl,Cu,Au等と同様に電子ビーム蒸
着法、スパッタ法、光CVD法、光PVD法を用いて実施例３
〜６の電気回路用薄膜とすることができる。
第１図は本発明の炭素または炭素を主成分とする被膜の
成膜またはエッチングを行うための装置の概要を示す。 第２図、第３図、第４図、第５図および第６図は本発明
の実施例を示す。
成膜またはエッチングを行うための装置の概要を示す。 第２図、第３図、第４図、第５図および第６図は本発明
の実施例を示す。
Claims (3)
- 【請求項１】半導体基板に少なくとも１つの半導体素子
が設けられ、前記半導体基板上方に電気配線またはボン
ディングパッドを形成する工程と、該電気配線または該
ボンディングパッド上にプラズマ化した酸素化物気体に
対するブロッキング層と炭素または炭素を主成分とする
被膜とを形成する工程と、該被膜上にボンディングパッ
ド上の如き不要の炭素または炭素を主成分とする被膜を
除去するため、マスクを配設して前記プラズマ化した酸
素化物気体により炭素または炭素を主成分とする被膜を
選択的に除去する工程とを有することを特徴とする炭素
膜の形成された半導体装置の作製方法。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項において、ブロッキ
ング層は有機樹脂、酸化珪素、窒化珪素またはこれらの
複合化した被膜または金、白金、クロム等の耐酸化性金
属よりなることを特徴とする炭素膜の形成された半導体
装置の作製方法。 - 【請求項３】特許請求の範囲第１項において、プラズマ
化する酸素化物気体は酸素、大気（酸素と窒素との混合
気体），水,N2O,NO,NO2またはこれらの複合気体よりな
ることを特徴とする炭素膜の形成された半導体装置の作
製方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63022382A JP2639672B2 (ja) | 1988-02-01 | 1988-02-01 | 炭素膜の形成された半導体装置の作製方法 |
| DE1989628477 DE68928477T2 (de) | 1988-02-01 | 1989-02-01 | Elektronische Anordnungen mit Kohlenstoffschichten |
| EP89300962A EP0327336B1 (en) | 1988-02-01 | 1989-02-01 | Electronic devices incorporating carbon films |
| US07/965,434 US5330616A (en) | 1988-02-01 | 1992-10-23 | Electric device provided with carbon pattern structure and manufacturing method for the same |
| JP05346534A JP3067003B2 (ja) | 1988-02-01 | 1993-12-23 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63022382A JP2639672B2 (ja) | 1988-02-01 | 1988-02-01 | 炭素膜の形成された半導体装置の作製方法 |
| US07/965,434 US5330616A (en) | 1988-02-01 | 1992-10-23 | Electric device provided with carbon pattern structure and manufacturing method for the same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01196828A JPH01196828A (ja) | 1989-08-08 |
| JP2639672B2 true JP2639672B2 (ja) | 1997-08-13 |
Family
ID=26359585
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63022382A Expired - Lifetime JP2639672B2 (ja) | 1988-02-01 | 1988-02-01 | 炭素膜の形成された半導体装置の作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2639672B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110117731A (zh) * | 2019-05-17 | 2019-08-13 | 北京科技大学 | 一种超高热导率金刚石颗粒增强铝基复合材料的制备方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58212136A (ja) * | 1982-06-03 | 1983-12-09 | Toshiba Corp | 微細パタ−ンの形成方法 |
| JPS60117723A (ja) * | 1983-11-30 | 1985-06-25 | Fujitsu Ltd | 微細パタ−ンの形成方法 |
| JPS62136025A (ja) * | 1985-12-10 | 1987-06-19 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 極微細パタン加工用カ−ボン膜及び極微細パタン加工方法 |
-
1988
- 1988-02-01 JP JP63022382A patent/JP2639672B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110117731A (zh) * | 2019-05-17 | 2019-08-13 | 北京科技大学 | 一种超高热导率金刚石颗粒增强铝基复合材料的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01196828A (ja) | 1989-08-08 |
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