JP2705345B2 - 配線形成方法 - Google Patents
配線形成方法Info
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Description
導体製造プロセスの一つであるレ−ザCVD反応を利用
する配線形成方法に関する。
成法による配線修正技術は、LSI等の多層配線構造基
板への適用が可能であり、LSIの開発期間の短縮等に
大きく貢献している。また装置としての操作性、安全性
にも優れているため、あらゆるLSIの生産現場への導
入が期待されている。しかし上部に絶縁保護膜を有さな
い段階で配線を修正する場合、基板表面の既存配線を横
切って直描配線を形成する必要が生じ、横切る既存配線
と直描配線間を所要箇所で絶縁することが要求される。
このように特定箇所に絶縁膜を形成する手段としてレ−
ザCVDによる局所絶縁技術が有望であることが198
8年秋期応用物理学会学術講演会講演予稿集534頁の
樋浦等の論文に提案されている。この方法は、紫外光に
よる光化学反応でシリコン酸化膜を形成するジシラン、
亜酸化窒素ガスの雰囲気中で、局所的な絶縁を所望する
箇所にArFエキシマレ−ザ光を照射して局所的に絶縁
膜を形成するものである。この方法では、通常配線直描
用のレ−ザCVDに用いる可視光源とは別に、高価でラ
ンニングコストの高いArFエキシマレ−ザを必要とす
るので、装置が大がかりで複雑となり、実用性に劣る欠
点がある。またジシランガスは空気中で自然発火するな
ど危険性の高いガスであるため取り扱いにも注意が必要
である。このように、従来の配線形成方法では、導電性
薄膜を堆積するレ−ザ直描CVDによる配線修正装置に
大きな変更を加えず、かつ安全性等のランニングコスト
や装置コストの増大を招くことなく、基板上の配線とC
VD配線間を絶縁する機能を付与することは困難であっ
た。本発明の目的は、以上のような従来の方法の欠点を
解決し、安価で安全性に優れ、かつ簡便に絶縁機能を付
与する配線形成方法を提供することにある。
より導電性物質を析出する原料ガスの雰囲気中に設置し
た基板の表面に、レ―ザ光を用いて配線を描画する配線
形成方法において、基板上にカリックスアレ―ン薄膜を
塗布形成する工程と、該カリックスアレ―ン薄膜が形成
された基板上に集光させたレ―ザ光を照射し、前記基板
に対して相対的に走査して配線を描画する工程とを備え
てなることを特徴とする配線形成方法である。また、本
発明の配線形成方法は、配線描画後の基板を有機溶媒で
洗浄することにより、描画配線下のカリックスアレ―ン
薄膜のみを残して他の部分のカリックスアレ―ン薄膜を
除去する工程を加えること、あるいは配線描画後の基板
を有機溶媒で洗浄することにより、カリックスアレ―ン
薄膜を全て除去する工程を加えることを含めることがで
きる。さらに、本発明の方法で用いられるカリックスア
レ―ンは、5,11,17,23,29,35ヘキサメ
チル37,38,39,40,41,42ヘキサアセト
キシカリックス[6]アレ―ンであることを好適とす
る。
る局所的な温度上昇を利用し、CVD原料ガスを分解し
て、基板上に導電性物質を堆積させる。CVD温度は、
原料ガスの種類や、CVD条件に依存するが、一般的に
は、300℃から1500℃程度の高温で行われること
が知られている。基板上の配線と直描CVD配線との間
に絶縁層を形成する手段としては、絶縁体となる材料を
基板上に塗布して、その上に直描CVD配線を形成する
方法が最も簡便であると考えられる。しかし、局所的な
絶縁を施したい場所以外にも絶縁膜層が残る場合、電気
的特性評価用のプロ―ビング針を、基板の所望の配線箇
所に立てて電気的コンタクトを取れなくなるので、絶縁
を施したい部分以外の絶縁層を簡便に除去するか、もし
くは、絶縁層がプロ―ビング針の針圧で簡単にはがれる
ことが実用的な方法を得るために必要である。他の必要
条件も加えて、レ−ザCVD配線形成方法で局所的な絶
縁機能を持たせるうえの条件をまとめて、以下に示す。
数1000オングストロ―ムから数μmの厚みの絶縁
膜を基板上に均一に塗布できること。十分な絶縁性が
あること。LSI応用を考えると、絶縁抵抗としては、
数10MΩ以上の値が要求される。CVD時に加わる
高温に対する耐熱性があること。局所的な絶縁を施し
た部分以外の絶縁膜を簡単に除去できるか、もしくは電
気的プロ―ビングに支障がないこと。
の検討を進めたところ、有機膜の一種であるカリックス
アレ―ンが上記の条件を満たし、さらに他材料にない優
位性を持つことを実験的に初めて明らかにした。使用し
たカリックスアレ―ンは、多くの有機溶媒に高い溶解性
を示す5,11,17,23,29,35ヘキサメチル
37,38,39,40,41,42ヘキサアセトキシ
カリックス[6]アレ―ンである。一般にカリックスア
レ―ンは、400℃程度の高い耐熱性を持つものが多い
が、有機溶媒には、ほとんど溶けないことが知られてい
る。我々は、有機溶媒に易溶な上記のカリックスアレ―
ンを開発し、かつ基板にスピンコ−トすることで均一な
薄膜を形成できることをすでに見い出している(特願平
2−249151号)。さらに本発明の目的である絶縁
膜としての特性も優れていることが判明し、本発明を成
すに至った。
LSI相当の基板に、カリックスアレ―ンを2000オ
ングストロ―ム厚形成した後、W(CO)6をCVDガ
スとして、光源にArレ−ザを用い、カリックスアレ―
ン上にW配線を直描し、基板のAl配線とCVDによる
W配線の間の抵抗を測定して評価した。その結果、絶縁
抵抗としては、再現性よく10V印加電圧時にも100
MΩ以上あることを確認した。また、CVD温度に関連
するレ−ザ照射パワ―や、描画速度等のCVD条件を選
択すると、基板上のカリックスアレ―ン上にWを堆積す
ることの他に、カリックスアレ―ン膜に溝を掘った状態
で基板表面に接触させてW線を堆積できることもわかっ
た。これらのことは、基板上の配線と直描線の間を必要
に応じて絶縁させたり、導通させることが、CVD条件
により選択できることを意味し、応用上の利点が大きい
と考えられる。また、カリックスアレ―ン膜の熱伝導率
が、通常の酸化シリコン膜等に比べ一桁程度低いため
に、カリックスアレ―ン層が、熱的な絶縁層としても機
能する結果、基板の局所的な熱伝導性の違いがCVD配
線の形状に影響を与えにくく、直描CVD特性の制御性
も大きく向上することがわかった。また、局所的な絶縁
を施した部分以外のカリックスアレ―ン膜は、エチルア
ルコ−ルに10秒程度浸しただけで、簡単に除去でき
た。局所的な絶縁を施した場所は、CVDしたW配線が
マスクとして作用するために、短時間では除去されない
ため洗浄後も十分な絶縁性を維持していることを確認し
た。また、有機溶媒中にさらに長く浸すことにより、W
配線下のカリックスアレ−ン膜も含めてすべて除去する
ことができる。そのほか、カリックスアレ―ンを通して
基板上の配線にプロ―ビング針を立てると針圧により、
簡単にカリックスアレ―ン層がはがれて、下層の配線に
電気的コンタクトをとることができた。以上述べたよう
に、従来のレ−ザCVDによる配線修正方法において、
基板上に薄いカリックスアレ―ン層を形成した後にレ−
ザCVD配線形成を行うことで、直描配線と基板上の既
存配線の間を、CVD条件により絶縁もしくは導通のい
ずれかの状態にしながら、CVD配線を形成することが
可能となる。また、CVD配線形成後の基板上の不要な
カリックスアレ―ン層は、安全な有機溶媒で容易に除去
することができる。
て説明する。図1は、本発明の配線形成方法の一実施例
の構成図である。CVDチェンバ−10内のX−Yステ
−ジ7上には5,11,17,23,29,35ヘキサ
メチル37,38,39,40,41,42ヘキサアセ
トキシカリックス[6]アレ―ン8を2000オングス
トロ―ム塗布した基板9を保持する。X−Yステ−ジ7
は、基板9を照射レ―ザ光に対し相対的に走査して、C
VDによるW配線5を直描するために用いる。基板9
は、Al配線がむき出しとなっている保護膜なしLSI
である。Arレ−ザからなるレ−ザ光源1の出射光は、
顕微レ−ザ照射光学系2、およびCVDチェンバ−10
の窓4を順次通過して基板9に照射される。基板9上の
レ−ザビ−ム径は2μmである。レ―ザ光照射部近傍の
状況はモニタカメラ3でモニタできる構成になってい
る。1 TorrのW(CO)6と大気圧のArキャリア
ガスからなるCVD原料ガスは、CVD原料ガス供給ユ
ニット6からCVDチェンバ−10に供給される。
アレ―ンを塗布した基板9上で、基板上のむき出しAl
配線を越えて、レ―ザ光照射強度100mW、描画速度
0.5μm/sでCVDによるW配線を形成したとこ
ろ、この条件では、W配線は、カリックスアレ―ン層に
食い込むことなくカリックスアレ―ンの上に形成でき
た。堆積させたW配線と、基板上のAl配線の絶縁抵抗
は、10V印加時に100MΩ以上あり、LSI応用に
十分な耐圧が得られた。また、レ−ザ照射強度を300
mW、描画速度を0.5μm/sとして、W配線を堆積
させた場合には、Al配線と堆積させたW配線の抵抗
は、3Ωと十分に低い値で導通させることができた。照
射強度に対する絶縁と導通のしきい値は200mW付近
にあり、このしきい値から20mW程度以上離れた照射
強度に設定することで、絶縁,導通の状態を再現性よく
選択することができた。またCVDによるW配線を直描
した後、電気特性測定用のプロ―ビング針を基板上のA
l配線に立てて、導通をとることは容易であった。これ
は、カリックスアレ―ン8と基板9との付着力があまり
強くなく、かつ堅くて脆い性質があるために、プロ―ビ
ング針の針圧で容易にカリックスアレ―ン層がはがれる
ためと推定される。また、W配線形成をした基板上のカ
リックスアレ―ン8はエチルアルコ−ルに10秒程度浸
すだけで、除去することができた。この除去処理をした
後もCVDによるW配線5がマスクとして作用するため
にW配線下のカリックスアレ―ン8は除去されず、下地
Al配線とCVDによるW配線との間に十分な絶縁性が
保たれていた。
スアレ―ン8の厚みを1μm程度に厚くし、配線を直描
後、カリックスアレ―ン8をエチルアルコ―ルに2分間
浸した場合について述べる。2分程度浸すことにより、
基板上のカリックスアレ―ン8は、直描配線下も含めす
べてエチルアルコ―ルに溶解するため、洗浄後は、直描
配線と既存配線間は、空気層を介して絶縁することがで
きた。この場合には直描配線を支えるために直描配線の
一部は、カリックスアレ―ン8に食い込ませて、基板上
に直接付着させる必要があるが、エアブリッジ構造は、
上下の配線間の容量的な結合を最小限にできる利点があ
る。
来のレ−ザCVDによる配線形成方法を適用した装置
に、改良を施すことなく、局所的な絶縁機能を付与する
ことが可能となり、従来方法に比べ、配線形成の適用領
域を格段に拡大させることが可能となる。この絶縁機能
付与のためのコストは、従来の配線修正装置の価格、お
よびランニングコストに比べ無視できる程度に小さく、
しかも安全で実用性の高い配線形成方法を得ることがで
きる。
である。
照射光学系 3 モニタカメラ 4 窓 5 W配線 6 CVD原料
ガス供給ユニット 7 X−Yステ−ジ 8 カリックス
アレ―ン 9 基板 10 CVDチ
ェンバ−
Claims (4)
- 【請求項1】 熱分解反応により導電性物質を析出する
原料ガスの雰囲気中に設置した基板の表面に、レ―ザ光
を用いて配線を描画する配線形成方法において、基板上
にカリックスアレ―ン薄膜を塗布形成する工程と、該カ
リックスアレ―ン薄膜が形成された基板上に集光させた
レ―ザ光を照射し、前記基板に対して相対的に走査して
配線を描画する工程とを備えてなることを特徴とする配
線形成方法。 - 【請求項2】 配線描画後の基板を有機溶媒で洗浄する
ことにより、描画配線下のカリックスアレ―ン薄膜のみ
を残して他の部分のカリックスアレ―ン薄膜を除去する
工程を加えることを特徴とする請求項1記載の配線形成
方法。 - 【請求項3】 配線描画後の基板を有機溶媒で洗浄する
ことにより、カリックスアレ―ン薄膜を全て除去する工
程を加えることを特徴とする請求項1記載の配線形成方
法。 - 【請求項4】 カリックスアレ―ンは、5,11,1
7,23,29,35ヘキサメチル37,38,39,
40,41,42ヘキサアセトキシカリックス[6]ア
レ―ンである請求項1記載の配線形成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8126191A JP2705345B2 (ja) | 1991-03-22 | 1991-03-22 | 配線形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8126191A JP2705345B2 (ja) | 1991-03-22 | 1991-03-22 | 配線形成方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04293238A JPH04293238A (ja) | 1992-10-16 |
JP2705345B2 true JP2705345B2 (ja) | 1998-01-28 |
Family
ID=13741425
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8126191A Expired - Lifetime JP2705345B2 (ja) | 1991-03-22 | 1991-03-22 | 配線形成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2705345B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
IT1282709B1 (it) * | 1996-02-28 | 1998-03-31 | Nec Corp | Procedimento di formazione di configurazione ultrafine e procedimento di incisione ultrafine utilizzando derivato di |
-
1991
- 1991-03-22 JP JP8126191A patent/JP2705345B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH04293238A (ja) | 1992-10-16 |
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