JPH01125937A - 集積回路の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、集積回路の製造方法に関し、更に詳しくは基
本的集積回路の製造に伴う方法に関する。

以下余白 〔従来の技術〕 基本的集積回路の製造においては、金属層を選択的に除
去する。この除去は、たとえばレーザー加工や化学エツ
チングによって行なわれている。

通常、金属層の上には、機械的保護および電気的絶縁の
ために、燐をドープしたガラスあるいはシリコン窒化物
あるいはこれら両者のような絶縁保護被膜が形成されて
いる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、仕上げられた集積回路ブランク中の複数の金
属層の金属導電体の部分を選択的に除去できる、仕上げ
られた集積回路ブランクから基本的集積回路を製造する
方法を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、 基板上に金属層を少なくとも１層配設する工程、該金属
層の少なくとも１層を、照射されることによって耐エツ
チング性が選択された領域で消失し得る耐エツチング層
で被覆する工程、該耐エツチング層を照射することによ
って、選択された領域で該耐エツチング層の耐エツチン
グ性を消失させる工程、および 該選択された領域の下にある少なくとも１層の該金属層
を化学エツチングして集積回路の所要電気特性を得る工
程、 を含んで成る本発明の基本的集積回路の製造方法によっ
て達成される。

該耐エツチング層が、ＡＳ！Ｓ、Ｉ、ニトロセルロース
、ポリアミドもしくはレーザー吸収染料を高濃度で含有
するノボラック樹脂、ａ−Ｓｉ　：　Ｈｌａ−５ｉｘＯ
＋−ｘ　：　Ｈｓ　ａ−３ｉｘＮ＋−ｘ　：　Ｈ５ａ−
５ｉｌＯｙＮ＋−ｘ−ｙ　：Ｈ（０≦ｘ≦１．０≦ｙ≦
１）のようなアモルファス・シリコンから成る群から選
択された１種または２種以上で形成されることが望まし
い。

望ましくは、本発明の製造方法は、基板上に金属層を配
設する工程、該金属層を絶縁層で被覆し、そして除去さ
れる金属層の露出領域の上の部分の該絶縁層に多数の孤
立した開口部を形成する工程、少なくとも露出領域を耐
エツチング層で被覆する工程、選択された露出領域の耐
エツチング層を除去する工程、および露出領域を化学エ
ツチングして集積回路の所望電気特性を得る工程を含ん
で成る。　　　　・ 本発明の望ましい実施態様においては、絶縁層を被覆す
る工程をまず全面を被覆し次にマスクを用いることによ
って行なうことによって、エツチングで形成される多数
の孤立した開口部の位置を決定する。

更に、本発明の望ましい実施態様においては、あらかじ
め決定された金属層除去位置に対応して選択された開口
部の列を形成するようにマスクを形成する。

本発明においては、金属層の上に孤立して上記のように
形成された該開口部は、饋照射のビームが該開口部より
大きいか又は該開口部上辷正確に芯合わせなされない場
合に、該融解する領域の境界を正確に形成するために作
用する。したがって照射ビームの正確な位置決めを容易
に行なうことができる。

更に、本発明の望ましい実施態様においては、金属層の
上に形成された開口部のパターンは、次に行なうレーザ
ー加工のための所定パターンを限定できる。

更に、本発明の実施態様においては、下に金属がある耐
エツチング層を適当なレーザー照射で溶解することによ
って、エツチング可能領域を選択的に形成できる。

更に、本発明に従った実施態様において、耐エツチング
層の上に反射防止被膜を形成して、レーザー照射に要す
るエネルギーを減少させることができる。　　゛ 更に、本発明に従９た実施態様において、レーザー照射
に代えて電子ビーム照射や集束イオン・ビーム照射等の
他の適当なタイプの照射を行なってもよい。

以下余白 〔実施例〕 第１図は、基板１０（典型的にはシリコンもしくはガリ
ウム・ひ素の基板）を有する典型的な集積回路の一部分
を示す横断゛面図である。基板１０の上に配設された複
数のイオン注入層（または拡散ドープ層）１２および１
３は、絶縁層１４および１５（たとえばシリコン酸化物
、シリコン窒化物、ポリイミド等の層）に被覆されてい
る。絶縁層１４および１５の上に、導電層（たとえばポ
リシリコン・ゲート）１６が配設されている。ゲート１
６と絶縁層１４および１５は更に絶縁層１７（たとえば
燐をドープした（またはドープしない）シリコン酸化物
、シリコン窒化物、またはポリイミドの層）で被覆され
ている。絶縁層１５および１７には、層１０　、１２　
、１３、および１６を必要部位で電気的に接続するため
の接続孔が形成されて□いる。

層１７の上には、金属導電層１８　（たとえばアルミニ
ウム、鼾、金、チクダン、モリブデン、ニッケル、クロ
ム、タングステン、またはこれらの組合せの層で、シリ
コンを含有しまたは含有しない層）が配設されており、
拡散層１３の一部と局所的に接続している０層１７およ
び１８の上には、更に絶縁層１９（たとえばシリコン酸
化物、シリコン窒化物、またはポリイミドの層）が配設
されている。絶縁層１９の上に更に金属導電層２°０が
局所的に堆積していることもある０層１９および２◇の
上に絶縁保護層２１が配設されｔいる。

第２図は、第１図と同じ構成の集積回路を本発明に従っ
た加工の途中段階を示す、絶縁層１９および２１に孤立
した開口部２２を参照符号ＡおよびＢの位置に形成して
金属層１８および２０をそれぞれ露出させた０本発明に
おいては、除去したい金属の上の全ての位置で絶縁層に
開口部を形成する。

第３図は、第２図の状態に加工した後、揮発性耐エツチ
ング層３０（典型的にはアモルファス・シリコン（ａ−
５ｉ）の層）を被覆する０層３０は、パルス・レーザー
（たとえばＱスイッチ方式のＹＡＧレーザ−）のエネル
ギーを少なくとも１０％は吸収するように選択され、典
型的な厚さは１０００〜１５０００Ａである。

層３０は、金属層１８および２０、および金属と半導体
層１０．１２．１３、および１６との接続性に撰傷を与
えずに段差部分を十分に被覆するように、２５０℃より
低い温度でのプラズマ励起型低温化学蒸着やスパッタリ
ングによって堆積したａ−Ｓｉであることが望ましい。

層３０は少なくとも次のうちの１種を化学的構成成分と
して含有することが望ましい−ＡＳ２Ｓ３、ニトロセル
ロース、ポリイミド、またはノボラック樹脂（レーザー
吸収染料の濃度が高いもの）、アモルファス・シリコン
（たとえばａ−８ｔ　：　Ｈ５ａ−Ｓｉ、０＋−ｘ　：
　Ｈ％　ａ−５ｉ、ＩＮ＋−ｘ　：　Ｈ，、ａ−３ｔ、
Ｏ，Ｎ、−ｘ−、：Ｈ（０≦ｘ≦１．０≦ｙ≦１）。

ａ−Ｓｉ１ｇにはドーピング・レベル１０％まで燐もし
くはほう素をドープしてよい、水素量は２０％以下でよ
い。

反射防止被膜３１　（波長５３２０　Ａのレーザー照射
の場合は、典型的には厚さ６６５Ａのシリコン窒化物）
を耐エツチング層３０の上に配設して、層３０にエツチ
ング可能ウィンドーを形成するのに要するエネルギーを
減少させることができる。簡単のために、反射防止被覆
３１は第３図にのみ示した。

被膜３１を配設した後、金属を除去したい位置に対応す
る選択された位置の開口部２２の上のアモルファス・シ
リコン層３０をレーザー・エネルギーの照射によって吹
き飛ばす。レーザー照射は、典型的なパルス・エネルギ
ー０．２Ｊ／−〜ＩＯＪ／ｄの倍周波数パルスＹＡＧレ
ーザーで行なうことができる。この目的で、パルス・レ
ーザー・ダイオードあるいはエキシマ・レーザーを用い
ることもできる。

更に、本発明に従った実施態様においては、金属上の耐
エツチング層を適当なレーザー照射によって溶解するこ
とによって、エツチング可能領域を選択的に形成するこ
ともできる。このような例としては、層３０がアモルフ
ァス・シリコンで形成されており且つ層１８がアルミニ
ウムまたはゴールドで形成されている場合がある。この
場合、レーザー照射が行なわれると、アモルファス・シ
リコンが加熱されてアルミニウムと反応する結果、アモ
ルファス・シリコン層中に微細な金属フィラメントが形
成されると共にアルミニウム層中にはアルミニウムがド
ープされたシリコンの微細結晶粒が形成される。その結
果、耐エツチング層は選択された領域において金属エツ
チング媒体を透過し易くなる。レーザー・パルス・ピー
ク出力が十分に高ければ（すなわち１００ＯＯＷ／ｃｄ
より高ければ）、耐エツチング層の一部は吹き飛ばされ
得る。

典型的には、レーザー照射は、パルス持続時間０．１秒
以下、典型的パルスエネルギー０．２Ｊ／ｃｄ〜１００
ＯＪ／ｃｄの倍周波数パルスＹＡＧレーザーで行なうこ
とができる。この目的で、パルス・レーザー・ダイオー
ドあるいはエキシマ・レーザーを用いることもできる。

更に、本発明に従った実施態様において、耐エツチング
層の上に反射防止被膜を形成して、レーザー照射に要す
るエネルギーを減少させることができる。

更に、本発明に従った実施態様において、レーザー照射
に代えて電子ビーム照射や集束イオン・ビーム照射等の
他の適当なタイプの照射を行なってもよい、たとえば、
ＩＱ＋７〜ＩＱ１９イオン／ｃ＋Ｊ、！ネルキー密度１
０Ｊ／ｃｄ以上のイオン・ビームが適当である。

アモルファス・シリコン層３０下の選択された位置にエ
ツチング可能領域を形成した後に、典型的には燐酸およ
び酢酸と組合わせた硝酸のような溶液のアルミニウムエ
ツチング媒体によって集積回路ブランクをエツチングし
て、上記形成されたエツチング可能領域上の開口部２２
の下の金属を除去する。金属の除去は塩素を含むプラズ
マによって行なってもよい。重要なことは、エツチング
その他の方法で金属を除去する場合に、開口部２２を形
成した表面を含む集積回路の表面の残りの部分を層３０
が保護する作用を必ず有することである。第５図は上記
の選択的な金属除去を行なって部分的に完成した集積回
路を示す。

金属除去を行なった後、ＩＰ−ＨＮＯｓ−ＣＨｓＣＯＯ
Ｈの溶液あるいはＫｅＦガスのような湿式あるいは乾式
のアモルファス・シリコン・エツチング媒体によって、
アモルファス・シリコン層３０を除去することができる
。この段階を第６図に示す。

第７図は、第２図の状態を示す走査型電子顕微鏡写真（
倍率：　ｘ２３００）である。

本発明が、以上の説明および図面に限定されないことは
当業者に十分理解されるはずである０本発明は特許請求
の範囲のみによって限定される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、典型的な集積回路の一部分を示す横断面図、 第２図は、第１図と同じ構成の集積回路の絶縁層に開口
部を形成した状態を示す横断面図、第３図は、第２図の
集積回路に耐エツチング被膜とその上の反射防止被膜と
を被覆した状態を示す横断面図、 第４図は、第３図の集積回路の耐エツチング被膜を開口
部の１カ所についてレーザー除去した状態を示す横断面
図、 第５図は、第４図の耐エツチング被膜を除去した部分の
金属を化学エツチングした状態を示す横断面図、 第６図は、第５図の集積回路の耐エツチング被膜を除去
した状態を示す横断面図、および第７図は、絶縁層に開
口部を形成した第２図の集積回路の表面状態を示す考査
型電子顕微鏡写真である。 １０・・・基板、 １４　、１５　、１７　、１９・・・絶縁層、１８　、
２０・・・金属導電層、 ２２・・・開口部、 ３０・・・耐エツチング層、 ３１・・・反射防止被膜。 以下余白 図面のニジＣ（８宕に変更なし） 第１図 第２図 第　５図 第６図 手続補正書（方式） 昭和６３年４月ノ５日 特許庁長官　小　川　邦　夫　殿 １、事件の表示 昭和６２年特許願第２９６２５０号 λ　発明の名称 集積回路の製造方法 １　補正をする者 事件との関係　　　　　特許出願人 氏名　メイル　イスラエル　ヤナイ　（外１名）４、代
理人 住所　〒１０５東京都港区虎ノ門−丁目８番ｌＯ号＆　
補正命令の日付 昭和６３年２月２３日（発送口）　　く≦１儒ご）６、
補正の対象 （２）明細書の「図面の簡単な説明の欄」（３）図面 ７、補正の内容 （１）別紙の通り （２）明細書１６頁８行の「表面状態」を１表面の結晶
の構造１に訂正する。 （３）図面の浄書（内容に変更なし） ８、添付書類の目録 （１）　　委任状及び訳文　　　　　　　　　　各２通
（２）浄書図面　　　　　各１通

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基板上に金属層を少なくとも１層配設する工程、該
   金属層の少なくとも１層を、照射されることによって耐
   エッチング性が選択された領域で消失し得る耐エッチン
   グ層で被覆する工程、該耐エッチング層を照射すること
   によって、選択された領域で該耐エッチング層の耐エッ
   チング性を消失させる工程、および該選択された領域の
   下にある少なくとも１層の該金属層を化学エッチングし
   て集積回路の所要電気特性を得る工程、を含んで成る基
   本的集積回路の製造方法。 ２、該少なくとも１層の金属層を絶縁層で最初に被覆し
   て、除去される金属層の領域の上の部分の該絶縁層に多
   数の孤立した開口部を形成する工程を更に含むことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の製造方法。 ３、該照射がレーザー照射であることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項または第２項に記載の製造方法。 ４、該照射がイオン・ビーム照射であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項または第２項に記載の製造方法
   。 ５、該照射が電子ビーム照射であることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項または第２項に記載の製造方法。 ６、該照射が、波長が３５０ｎｍより大きいレーザー照
   射であることを特徴とする特許請求の範囲第１項または
   第２項に記載の製造方法。 ７、該選択された領域で露出された金属層を反射防止被
   膜で被覆する工程を更に含むことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項から第６項までのいずれか１項に記載の製
   造方法。 ８、該耐エッチング層を反射防止被膜で被覆する工程を
   更に含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項から第
   ７項までのいずれか１項に記載の製造方法。 ９、該金属層にレーザー・エネルギーを照射して該金属
   層を融解させる工程を更に含むことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項から第８項までのいずれか１項に記載の
   製造方法。 １０、該金属層の上に孤立して形成された該開口部が、
   該照射のビームが該開口部より大きいか又は該開口部上
   に正確に芯合わせなされない場合に該融解する領域の境
   界を正確に形成するために作用することを特徴とする特
   許請求の範囲第９項記載の製造方法。 １１、該耐エッチング層が、Ａｓ＿２Ｓ＿３ニトロセル
   ロース、ポリアミドもしくはレーザー吸収染料を高濃度
   で含有するノボラック樹脂、ａ−Ｓｉ：Ｈ、ａ−Ｓｉ＿
   Ｏ＿１＿−＿ｘ：Ｈ、ａ−Ｓｉ＿ｘＮ＿１＿−＿：Ｈ、
   ａ−Ｓｉ＿ｘＯ＿ｙＮ＿１＿−＿ｘ＿−＿ｙ：Ｈ（０≦
   ｘ≦１、０≦ｙ≦１）のようなアモルファス・シリコン
   から成る群から選択された１種または２種以上で形成さ
   れることを特徴とする特許請求の範囲第１項から第１０
   項までのいずれか１項に記載の製造方法。 １２、該選択された領域で該耐エッチング層の耐エッチ
   ング性を該照射によって消失させる工程が、該選択され
   た領域で該耐エッチング層を除去する工程を含むことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項から第１１項までのい
   ずれか１項に記載の製造方法。 １３、該選択された領域で該耐エッチング層の耐エッチ
   ング性を該照射によって消失させる工程が、該選択され
   た領域で該耐エッチング層と該金属層とを反応させる工
   程を含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項から第
   １２項までのいずれか１項に記載の製造方法。 １４、該反射防止被膜がシリコン窒化物を含んで成るこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項から第１３項まで
   のいずれか１項に記載の製造方法。