JPH02278820A - エアブリッジ金属相互接続の製造方法 - Google Patents
エアブリッジ金属相互接続の製造方法Info
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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。
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、−膜内に、半導体技術の製造に関し、ざらに
詳しくは、半導体素子上にエアブリッジ金属相互接続を
製造する方法に関する （従来の技術） エアブリッジ金属相互接続は、−膜内には、マイクロウ
ェーブ集積回路のようなガリウムヒ素素子に使用される
。
詳しくは、半導体素子上にエアブリッジ金属相互接続を
製造する方法に関する （従来の技術） エアブリッジ金属相互接続は、−膜内には、マイクロウ
ェーブ集積回路のようなガリウムヒ素素子に使用される
。
ガリウムヒ素素子は、高周波用途に使用される。
高い奇生容量が存在すると、高周波集積回路の性能は著
しく低下する。エアブリッジ技術は寄生容量を減らし、
ＩＧＨ２を超える高周波集積回路が、エアブリッジ技術
を使用しないで製造された高周波集積回路よりも低い損
失と高いゲインで機能することを可能にする。エアブリ
ッジ金属相互接続は、−膜内な絶縁層を空気で置き換え
たものである。絶縁層としての窒化物や酸化物の使用は
、窒化物や酸化物のｉｉ寄生容量が許容できない程度に
高い損失と低いゲインをもたらすため、高周波素子には
適さない。
しく低下する。エアブリッジ技術は寄生容量を減らし、
ＩＧＨ２を超える高周波集積回路が、エアブリッジ技術
を使用しないで製造された高周波集積回路よりも低い損
失と高いゲインで機能することを可能にする。エアブリ
ッジ金属相互接続は、−膜内な絶縁層を空気で置き換え
たものである。絶縁層としての窒化物や酸化物の使用は
、窒化物や酸化物のｉｉ寄生容量が許容できない程度に
高い損失と低いゲインをもたらすため、高周波素子には
適さない。
（発明が解決しようとする課題）
従来、エアブリッジは素子構造の表面に底部フォトレジ
スト層を設けて製造してきた。設けられた底部フォトレ
ジスト層がパターン化され、薄い金属グランド面が表面
に蒸着される。別のフォトレジスト層が金属グランド面
に加えられてパターン化される。次に、金属の厚層を上
部フォトレジストの開口部に電気メツキする。そこで、
上部フォトレジスト層を除去する場合に問題が発生する
。
スト層を設けて製造してきた。設けられた底部フォトレ
ジスト層がパターン化され、薄い金属グランド面が表面
に蒸着される。別のフォトレジスト層が金属グランド面
に加えられてパターン化される。次に、金属の厚層を上
部フォトレジストの開口部に電気メツキする。そこで、
上部フォトレジスト層を除去する場合に問題が発生する
。
すなわち、上部フォトレジスト層の除去に使用される現
像剤や溶剤が、構造の側面や薄い金属グランド面を通し
て底部フォトレジストをも溶解してしまう。次に一般的
にチタンヤ金によって構成されるグランドの面金匡は、
フッ化水素酸とチクニストリップと呼ぶシアン化物をベ
ースとする酸で除去される。フッ化水素酸はチタンに対
するエツチング用試薬であるが、これはまた窒化物もエ
ツチングし、したがって、もし底部フォトレジスト層内
に溶解した領域が存在すれば、その下にある・素子表面
の窒化物は全てエツチングされる。シアン化物をベース
とする酸は金をエツチングし、下地素子構造上の他の金
もまたエツチングされる。
像剤や溶剤が、構造の側面や薄い金属グランド面を通し
て底部フォトレジストをも溶解してしまう。次に一般的
にチタンヤ金によって構成されるグランドの面金匡は、
フッ化水素酸とチクニストリップと呼ぶシアン化物をベ
ースとする酸で除去される。フッ化水素酸はチタンに対
するエツチング用試薬であるが、これはまた窒化物もエ
ツチングし、したがって、もし底部フォトレジスト層内
に溶解した領域が存在すれば、その下にある・素子表面
の窒化物は全てエツチングされる。シアン化物をベース
とする酸は金をエツチングし、下地素子構造上の他の金
もまたエツチングされる。
これによって素子の歩留りが低下する。したがって、下
地半導体素子構造に障害を与えないエアブリッジ金属相
互接続の製造方法を提供する必要がある。
地半導体素子構造に障害を与えないエアブリッジ金属相
互接続の製造方法を提供する必要がある。
これの１つの方法は、上部フォトレジスト層と金属グラ
ンド面を除去するために、イオン・ミラー（ｉｏｎ−ｍ
ｉ Ｉ ＋ｅｒ＞工程を使用することである。イオン・
ミリングは垂直方向にのみエツチングし、側面を通して
底部フォトレジストを侵すことをしない。しかし、イオ
ン・ミラー工程の使用は、上部レジスト層や金属グラン
ド面を除去するのに効果的ではあるが、溶剤やウェット
・エツチングよりも高価である。ざらに、イオン・ミラ
ー工程は、潜在的にウェハー上に金属の残留物を残す可
能性がある。エアブリッジ金属相互接続の他の製造方法
は、フォトレジスト・リフト・オフ（Ｉ １ｆｔ−ｏｆ
ｆ）法を使用することである。
ンド面を除去するために、イオン・ミラー（ｉｏｎ−ｍ
ｉ Ｉ ＋ｅｒ＞工程を使用することである。イオン・
ミリングは垂直方向にのみエツチングし、側面を通して
底部フォトレジストを侵すことをしない。しかし、イオ
ン・ミラー工程の使用は、上部レジスト層や金属グラン
ド面を除去するのに効果的ではあるが、溶剤やウェット
・エツチングよりも高価である。ざらに、イオン・ミラ
ー工程は、潜在的にウェハー上に金属の残留物を残す可
能性がある。エアブリッジ金属相互接続の他の製造方法
は、フォトレジスト・リフト・オフ（Ｉ １ｆｔ−ｏｆ
ｆ）法を使用することである。
しかし、リフト・オフ法は、厚い金属に対しては良好な
許容度をもたらさない。したがって、歩留りを向上する
ためにリフト・オフ法以外の方法が望まれる。
許容度をもたらさない。したがって、歩留りを向上する
ためにリフト・オフ法以外の方法が望まれる。
このように、工程の歩留りを改善したエアブリッジ金属
相互接続の製造方法を提供プることが有益である。
相互接続の製造方法を提供プることが有益である。
したがって、本発明の目的は、安定したエアブリッジ構
造を作るエアブリッジ金属相互接続の製造方法を提供す
ることである。
造を作るエアブリッジ金属相互接続の製造方法を提供す
ることである。
本発明の他の目的は、下地素子構造をエツチングするこ
とのないエアブリッジ相互接続の製造方法を提供するこ
とである。
とのないエアブリッジ相互接続の製造方法を提供するこ
とである。
ざらに本発明の他の目的は、良好な工程の許容度を有す
るエアブリッジ相互接続を製造する改良された方法を提
供し、これによって、高い素子の歩留りと高周波素子の
製造を可能にすることである。
るエアブリッジ相互接続を製造する改良された方法を提
供し、これによって、高い素子の歩留りと高周波素子の
製造を可能にすることである。
（課題を解決するための手段）
本発明によれば、上記およびその他の目的と利点は、異
なった溶解性を有する２つのフォトレジストを使用して
エアブリッジ金属相互接続を製造する方法を提供するこ
とによって達成される。第１フォトレジスト層は半導体
素子構造上に堆積され、パターン化される。第１フォト
レジスト層と異なる第２フォトレジスト層が、次に堆積
され、パターン化される。その後、金層相互接続が露出
した金属グランド面に形成される。第２フォトレジスト
層は、第１フォトレジスト層を溶解することなく除去さ
れるが、その理由は、これが異なった溶解性を有してい
るからである。次に、金属グランド面は、下地半導体構
造をエツチングすることなく、ウェット・エツチングさ
れる。したがって、安定した金層相互接続層が高い歩留
まりをもって形成される。
なった溶解性を有する２つのフォトレジストを使用して
エアブリッジ金属相互接続を製造する方法を提供するこ
とによって達成される。第１フォトレジスト層は半導体
素子構造上に堆積され、パターン化される。第１フォト
レジスト層と異なる第２フォトレジスト層が、次に堆積
され、パターン化される。その後、金層相互接続が露出
した金属グランド面に形成される。第２フォトレジスト
層は、第１フォトレジスト層を溶解することなく除去さ
れるが、その理由は、これが異なった溶解性を有してい
るからである。次に、金属グランド面は、下地半導体構
造をエツチングすることなく、ウェット・エツチングさ
れる。したがって、安定した金層相互接続層が高い歩留
まりをもって形成される。
（実施例）
第１図は、製造工程の中間段階における半導体構造の部
分断面図である。素子構造１０は、表面に設はパターン
化されたポリマー１２を有する基板１１を示す。基板１
１は、最終製造段階にある集積回路構造でおる。好適な
実施例では、ポリマー１２はポジ型フォトレジスト層で
ある。ポジ型フォトレジスト層は、説明を明確にする目
的のみに使用されているもので、他の場合にはネガ型フ
ォトレジスト層を使用することもできる。ここでは、シ
プレー社（Ｓｈｉｐｌｃｙ ｃｏｍｐａｎｙ ）から入
手できるポジ型フォトレジスト層８２４００−３３が使
用される。フォトレジスト層１２の厚みによって、形成
されるエアブリッジ金属相互接続の空間が決定される。
分断面図である。素子構造１０は、表面に設はパターン
化されたポリマー１２を有する基板１１を示す。基板１
１は、最終製造段階にある集積回路構造でおる。好適な
実施例では、ポリマー１２はポジ型フォトレジスト層で
ある。ポジ型フォトレジスト層は、説明を明確にする目
的のみに使用されているもので、他の場合にはネガ型フ
ォトレジスト層を使用することもできる。ここでは、シ
プレー社（Ｓｈｉｐｌｃｙ ｃｏｍｐａｎｙ ）から入
手できるポジ型フォトレジスト層８２４００−３３が使
用される。フォトレジスト層１２の厚みによって、形成
されるエアブリッジ金属相互接続の空間が決定される。
この実施例では、約２乃至３ミクロンの厚さが使用され
る。
る。
第２図は、表面に金属グランド面１３を形成した第１図
の素子構造１０を示す。金属グランド面１３は、蒸着、
スパッタリング等の技術上周知の適当な方法で形成する
ことができる。金層グランド面１３は、チタン層と金層
によって構成されることが望ましい、チタンは半導体基
板１１の表面に良好な接着力を与え、金は良好な導電体
として機能する。金属グランド面全体の厚みは、約８０
０オングストロームとして示されているが、伯の厚みも
容易に使用することができる。
の素子構造１０を示す。金属グランド面１３は、蒸着、
スパッタリング等の技術上周知の適当な方法で形成する
ことができる。金層グランド面１３は、チタン層と金層
によって構成されることが望ましい、チタンは半導体基
板１１の表面に良好な接着力を与え、金は良好な導電体
として機能する。金属グランド面全体の厚みは、約８０
０オングストロームとして示されているが、伯の厚みも
容易に使用することができる。
第３図は、基板１１の表面に第２ポリマー１５を設けて
パターン化し、金属グランド面１３を露出して残した第
２図の素子構造１０を示す。好適な実施例では、ポリマ
ー１５もまたポジ型フォトレジスト層である。フォトレ
ジスト層１５の溶解性は、フォトレジスト層１２とは異
なってい々ければならない。フォトレジスト層１５を除
去するために使用する適当な溶剤または現像剤は、フォ
トレジスト層１２のいずれの部分をも除去するもので必
ってはならない。例えば、フォトレジスト層１２とは異
なる溶解性を持つフォトレジスト層１５は、アメリカン
・ヘキスト（Ａｍｅｒｉｃａｎ ｔｌｏｅｃｈｓｔ Ｃ
ｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）社から入手できるＡＺ４３３０
と呼ばれるポジ型フォトレジストである。フォトレジス
ト層１５の厚さは、第４図に示す金層層１６の所望の厚
さによって決まる。例示目的のため、フがトレジスト層
１５の厚みは約は３ミクロンとして示されている。
パターン化し、金属グランド面１３を露出して残した第
２図の素子構造１０を示す。好適な実施例では、ポリマ
ー１５もまたポジ型フォトレジスト層である。フォトレ
ジスト層１５の溶解性は、フォトレジスト層１２とは異
なってい々ければならない。フォトレジスト層１５を除
去するために使用する適当な溶剤または現像剤は、フォ
トレジスト層１２のいずれの部分をも除去するもので必
ってはならない。例えば、フォトレジスト層１２とは異
なる溶解性を持つフォトレジスト層１５は、アメリカン
・ヘキスト（Ａｍｅｒｉｃａｎ ｔｌｏｅｃｈｓｔ Ｃ
ｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）社から入手できるＡＺ４３３０
と呼ばれるポジ型フォトレジストである。フォトレジス
ト層１５の厚さは、第４図に示す金層層１６の所望の厚
さによって決まる。例示目的のため、フがトレジスト層
１５の厚みは約は３ミクロンとして示されている。
第４図は、金属グランド面１３の露出面上に形成された
金属層１６を有する第３図の素子構造１０を示す。金属
層１６は、金属グランド面１３の露出部に電気メツキさ
れることが望ましい。金層層１６は、良好な導電体であ
る金または他の金属から作ることができる。金属層１６
の厚さは、半導体素子１０の用途によって決定される。
金属層１６を有する第３図の素子構造１０を示す。金属
層１６は、金属グランド面１３の露出部に電気メツキさ
れることが望ましい。金層層１６は、良好な導電体であ
る金または他の金属から作ることができる。金属層１６
の厚さは、半導体素子１０の用途によって決定される。
低周波に適用する場合、約３ミクロンの厚さを有する金
属層１６が望ましい。
属層１６が望ましい。
第５図は、フォトレジスト層１５を除去した第４図の素
子構造１０を示す。フォトレジスト層１５は、適当な現
像剤または溶剤によって除去される。例えば、シプレー
社の供給するマイクロポジット（Ｈｉｃｒｏｐｏｓｉｔ
）現像剤は、フォトレジスト層１２に影響を与えないで
フォトレジスト層１５を除去するのに使用することがで
きる。
子構造１０を示す。フォトレジスト層１５は、適当な現
像剤または溶剤によって除去される。例えば、シプレー
社の供給するマイクロポジット（Ｈｉｃｒｏｐｏｓｉｔ
）現像剤は、フォトレジスト層１２に影響を与えないで
フォトレジスト層１５を除去するのに使用することがで
きる。
第６図は、金属グランド面１３の露出部を除去した素子
構造１０を示す。グランド面１３は、つエツト・エツチ
ングで除去されるのが望ましい。
構造１０を示す。グランド面１３は、つエツト・エツチ
ングで除去されるのが望ましい。
グランド面１３の金層は、チクニストリップと呼ぶシア
ン化物をベースとする酸で除去し、チタンはフッ化水素
酸で除去することができる。本発明では、フッ化水素酸
トテクニストリップのいずれも基板１１の表面を侵ざな
いが、その理由は、フォトレジスト層１２が完全に影響
を受けないからである。他のエツチング用試薬もまた基
板１１の表面に影響を及ぼさないで使用可能である。
ン化物をベースとする酸で除去し、チタンはフッ化水素
酸で除去することができる。本発明では、フッ化水素酸
トテクニストリップのいずれも基板１１の表面を侵ざな
いが、その理由は、フォトレジスト層１２が完全に影響
を受けないからである。他のエツチング用試薬もまた基
板１１の表面に影響を及ぼさないで使用可能である。
第７図は、フォトレジスト層１２を除去した第６図の素
子構造１０を示す。フォトレジスト層１２は、適当な現
像剤または溶剤を使用して除去することができる。例え
ば、フォトレジスト層１２を除去するために、アセトン
を使用することができる。
子構造１０を示す。フォトレジスト層１２は、適当な現
像剤または溶剤を使用して除去することができる。例え
ば、フォトレジスト層１２を除去するために、アセトン
を使用することができる。
このようにして形成されたのは安定したエアブリッジ金
属相互接続であり、これは高い歩留りで製造することの
できる金属層１３と１６とによって構成される。エアブ
リッジ金属相互接続は、基板１１の表面に２つの場所で
接触し、接点間の空間には窒化物や酸化物のように一般
的な絶縁層の代わりに空気がある。エアブリッジ金属相
互接続の艮ざは、−膜面に約１５０ミクロンである。こ
れによって、奇生容量を低くすることができ、半導体素
子の性能が向上する。
属相互接続であり、これは高い歩留りで製造することの
できる金属層１３と１６とによって構成される。エアブ
リッジ金属相互接続は、基板１１の表面に２つの場所で
接触し、接点間の空間には窒化物や酸化物のように一般
的な絶縁層の代わりに空気がある。エアブリッジ金属相
互接続の艮ざは、−膜面に約１５０ミクロンである。こ
れによって、奇生容量を低くすることができ、半導体素
子の性能が向上する。
これまで、エアブリッジ金属相互接続を製造する新しい
改良された方法が開示され、この方法は、高周波の用途
に使用される集積回路を製造する場合に、安定した金属
相互接続と高い歩留りとをもたらす。
改良された方法が開示され、この方法は、高周波の用途
に使用される集積回路を製造する場合に、安定した金属
相互接続と高い歩留りとをもたらす。
第１図乃至７図は、本発明の一実施例に従ったエアブリ
ッジ相互接続製造方法の各工程を順を追って示した、半
導体構造の部分断面図である。 （主要符号の説明） １０・・・・・・素子構造 １１・・・・・・基板 １２・・・・・・第１ポリマー １３・・・・・・金属グランド面 １５・・・・・・第２ポリマー １６・・・・・・金属層
ッジ相互接続製造方法の各工程を順を追って示した、半
導体構造の部分断面図である。 （主要符号の説明） １０・・・・・・素子構造 １１・・・・・・基板 １２・・・・・・第１ポリマー １３・・・・・・金属グランド面 １５・・・・・・第２ポリマー １６・・・・・・金属層
Claims (6)
- （１）エアブリッジ金属相互接続を製造する方法におい
て： 半導体基板を設ける段階； 基板に第１ポリマーを適用する段階； 第１ポリマーをパターン化してその中に複数の開口部を
設ける段階； 第１ポリマー上に、かつ第１ポリマーの開口部を通じて
基板上に第１金属層を形成する段階；第１金属層上に、
第１ポリマーと異なった溶解性を有する第２ポリマーを
適用する段階； 第２ポリマーをパターン化してその中に少なくとも１つ
の開口部を設ける段階； 第１ポリマーの開口部を通じて第１金属層の一部上に第
２金属層を形成する段階； 第１ポリマーを溶解しない溶剤で第２ポリマーを除去す
る段階； 第２金属層の下以外にある第１金属層を除去する段階；
および 第１ポリマーを除去し、以ってエアブリッジ金属相互接
続を形成する段階； から成ることを特徴とする方法。 - （２）第１ポリマーが約２乃至３ミクロンの厚さを有し
、これによつてエアブリッジ金属相互接続の厚さが決め
られることを特徴とする請求項１記載の方法。 - （３）第２ポリマーを除去するために使用する溶剤が、
第１ポリマーを除去しない現像剤であることを特徴とす
る請求項１記載の方法。 - （４）第２ポリマーを除去するために使用する溶剤が、
第１ポリマーを除去しない溶剤であることを特徴とする
請求項１記載の方法。 - （５）第１金属層が約８００オングストロームの合計厚
さを有するチタンと金とによつて構成され、第２金属層
が約３ミクロンの厚さを有する金によって構成されるこ
とを特徴とする請求項１記載の方法。 - （６）第１および第２ポリマーがポジ型フォトレジスト
層であることを特徴とする請求項１記載の方法。
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