JPH03504910A - 集積回路とそれについての装置の製造方法 - 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】

集積回路とそれについての装置の製造方法発明の分野 本発明は集積回路の製造と、さらに特別には、厚膜そして高温超伝導集積回路に 関するものである。 背景技術 技術における集積回路の製造方法が知られており、それは集積回路の構成部品製 作のための今日の技術に従い、後にこれらの構成部品の熱処理を行う基板（ｓｕ ｂｓｔｒａｔｅ）上の様々な混成物（ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ）　（金属、金属状の 物そして金属酸化物の懸濁液（ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｓ）と溶液（ｓｏｌｕｔｉ ｏｎｓ））の配置から構成される（Ｍ、Ｔｏｐｆｅｒ″Ｍｉｋｒｏｅｌｅｋｔｒ ｏｎｉｋａ　ｔｏｌｓｔｙｋｈ　Ｐｌｙｏｎｏｋ”／’ＴｈｉｃｋＦｉ１ｍ　Ｍ ｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ”／　、Ｍｏｓｃｏｗ：ＭＩＲＰｕｂｌｉｓｈ ｅｒｓ、１９７３．ｐｐ、２３−２９＋１０２−１１１．−Ｒｕｓｓｉａｎ　ｔ ｒａｎｓｌａｔｉｏｎ）　、ここで述べられている従来技術によれば、混成物は マスクのために基板上に配置され、次に続く製作され集積回路に要求されるトポ ロジーのテンプレートの処理により写真技術で生成される。ある混成物（金属、 金属状の物の懸濁液と溶液）の基板上への配・置は、熱処理の後に必要な能動そ して受動のマイクロエレクトロニクス集積回路を許容し、他の混成物（金属酸化 物）の配置はタライオトロン（ｃｒｙｏｔｒｏｎ）回路の受動構成部品を生成す る。 この従来の技術による方法は高品質な集積回路を提供したが複雑であった。何故 ならばそれはテンプレート製作の労力と時間の消費、一つの特定の回路だけに適 合しそして特別な保管状態、注意深い使用そしてそれぞれの使用後のクリーニン グを必要とする各々のテンプレートを含んでいるからである。さらには、テンプ レートの製作はそれに損傷を加えること無くテンプレートにより混成物を配置す るために特別のスキー　シ（ｓｑｕｅｅｇｅｅｓ）にそった特殊な技術とハード ウェアシステムを必要とする。この従来の技術による方法は実験的な集積回路の 製造そしてそれぞれの新しい回路に複雑で高価なテンプレートを提供する必要性 のために小規模な生産には特に適さない。 また技術における集積回路（ｉｂｉｄ、）を製造するための装置が知られており 、それは基板支持工程、配置された混成物の乾燥工程、熱処理工程が混入された 基板上に混成物を配置するためのシーケンシャルな位置決め工程、そして基板支 持工程を連続的に位置決めされた配置、乾燥と熱処理工程へ送るための手段から 構成される。適用された混成物は配置工程に送られ、これらは後で基板に関して 正確に位置決めされ前処理のなされたテンプレートにより対応する混成物を適用 べくスキージが与えられる。すでに述べたように、テンプレートの製作はスキー ジを用いた混成物配置が高価なテンプレートを損傷する危険性が故に微妙な操作 であり複雑なハードウェアと特殊な技術の使用を含む。 この従来技術による装置は又集積回路の小規模な生産と実験用途の製造には非効 果的である。 この発明はマスクやテンプレートの製作無しに能動そして受動構成部品の特殊な トポロジーの生産を確実にする、基板上の混成物の配置とそのための装置により 集積回路を製造する方法を提供する。 発明の開示 これは集積回路の製造方法において達成され、それは集積回路の構成部品を形成 すべく配置された混成物の熱処理を後に行う、あらかじめ設定されたトポロジー で集積回路の構成部品を形成する基板上の混成物の配置から成り、この発明によ れば、混成物は基板上にドツトパターンを生成する独自の小滴（ｄｒｏｐｌｅｔ ｓ）として配置され、特定された座標のシステムに従って位置づけされ、そのよ うなドツトパターンの各々は集積回路の構成部品の前形成（ｐｒｅｆｏｒｍ）を 構築し、次にすなわち生成される構成部品の前形成の熱処理が行われる。 この方法は、特定の回路のトポロジーを生成すべく基板上に様々な混成物の集積 回路の個別のドツトパターンを与え、その結果後の熱処理はテンプレートやマス ク無しに要求される集積回路を生じさせ、このことは実質的に集積回路の製造を 単純化する。 本発明の目的は又集積回路の製造のための装置においても達成され、それは基板 支持工程、集積回路の構成部品を形成すべく基板上に混成物を配置するためのシ ーケンシャルな位置決め工程、乾燥された混成物熱処理工程、当該工程間に位置 する混成物乾燥手段、そして基板支持工程を混成物配置工程にそして熱処理工程 に送るだめの運搬手段から成り、この発明によれば、各々の混成物配置工程は特 定された座標のシステムに編成された毛状のノズルを有するアレー（ａｒｒａｙ ）プレートとして設計されそしてこれらのノズルは配置された混成物を貯蔵する タンクにつながれ、そして毛状のノズルから混成物の小滴を選択的に噴出するた めの電気的な制御手段と毛状のノズルからの小滴を選択的に噴出するための電気 的な制御手段与に接続された制御装置が与えられそしてこの制御装置に接続され たパルス発生器によって駆動される。 特定の毛状のノズルからの混成物小滴を選択的に噴出し混成物を貯蔵するタンク につながる電気的制御手段、そしてこれらの電気的制御手段とパルス発生器に接 続される制御装置とを有し特定された座標のシステムにおいてその中に毛状のノ ズルを有するアレープレートの混成物配置工程を設計することは、基板上に配置 されたドツトパターンが複数のドツトパターンの形式で集積回路の構成部品を達 成することを許容する。これらの前形成はマスク無しに基板上に生成されそして 制御装置の制御下のスイッチング小滴噴出手段として定義され、どんな構成にも なされる。 それらの両側と各々のノズルの列に平行な一つの平面に置かれた反対の極性の電 極で制御装置に接続され、そして電極面に平行な平面ないの毛状ノズルの放出口 側に置かれた永久磁石層のシステムとして設計される毛状ノズルからの混成物の 小滴の選択的噴出手段のためのその電気的制御手段は都合がよい。 この設計構成は配置された混成物の小滴（導電性の液体における懸濁液や溶液） のパルス噴射を与え、小滴は望まれる回路形態を生成するために制御装置によっ て選択されたノズルのみから噴出される。すなわち配置された混成物の変質と電 極そして毛状のノズルの損失を避けるために電極と永久磁石の組合せを用いるこ とによってより低い電圧が使われることを許容する。 ４、

【図面の簡単な説明】

以下において本発明はその特定の実施例とそれの添付図面に関連して説明され、 そこでは： 第１図はこの発明の方法を描きながら、ドツトパターンを用いた集積回路の断片 やその上に配置される複数の異なる混成物のドツトを図式的に示している； 第２図は第１図（拡大されている）に示されている集積回路の断片上の導体を示 している； 第３回は混成物のドツト（拡大されている）を重ねることによって形成された、 第１図に示されている集積回路の断片上の導体部分を示している； 第４図はクライオトロン集積回路（拡大されている）の断片を示している； 第５図はマイクロエレクトロニクス集積回路（拡大されている）の断片を示して いる； 第６図は熱処理後の第１図の断片を示している；第７図はこの発明の集積回路の 製造のだめの装置の外観を図式的に示している； 第８図は第７図（拡大されている）の装置のＶｌｌｌ−ＶＩ１１部分を示してい る： 第９図は第７図（拡大されている）の装置のＩＸ−ＩＸ部分を示している。 好ましい実施例 この発明の方法は、基板１（第１図）が基板上に形成する独自の小滴、特定され た座標ｘ−Ｙのシステムに位置づけされたドツトパターンＡ　、　Ｂ　、　Ｂｌ からＢ１、Ｃ、Ｃ，からＣ２として、液状の金属、金属状の物そして金属酸化物 の懸濁液と溶液の形式で混成物をシーケンシャルにその上に配置するのに使われ るということに帰着する。当該ドツトパターンの各々は個々の回路構成部品を構 築し、例えばドツトパターンＡ、ＣそしてＤは能動そして受動回路構成部品を形 成し、ドツトパターンＢは導体を形成する。このようにして、回路は基板１（第 １図）上に前形成される。 第２図に示すように、回路の電流導体構成部品は小滴の直径“ｄ”がそれらのピ ッチ°ｔ″より小さく基板上に金属懸濁液の小滴２を配置することによって形成 されてもよい。懸濁液乾燥後の次に続く金属小片溶解中に、この直径は°Ｄ”に 増大する。第３図は重複した小滴の配置を示している。 第４図は金属酸化物の溶液からなる複数のドツト３と金属溶液からなる複数のド ツト４の基板１上への配置によるクライオトロン集積回路の製作を示している。 その後で小滴は乾燥、溶解そして冷却され、すなわち金属酸化物配置の領域で単 結晶や多結晶半導体（熱処理の状態による）の層を形成する。液体窒素でそのよ うなりライオトロン回路をイマージング（ｉｍｍｅｒｇｉｎｇ）することはそれ をマイクロウェーブ発振、光受信器、混合器、等のエミッタとして使うのに適合 させる。 第５図に示されるように、マイクロエレクトロニクス集積回路は金属状の溶液の 小滴の形式の複数のドツト５と金属懸濁液の小滴の形式の複数のドツト６を半導 体基板上に配置することによって製作される。そのような回路前形成の熱処理は 能動そして受動回路構成部品それぞれを生成する。 以上で述べられた操作は、すなわち、独自の小滴の形式の混成物を基板上にパタ ーン形式に配置すること、各々の配置操作の後に配置された混成物を乾燥するこ と、そして全ての混成物の配置の後に熱処理を行うことは集積回路を生じさせ、 その断片は第６図に回路構成部品Ａ゛、Ｂ゛、Ｂ、ｌ　からＢ、’　、Ｃ’、Ｃ ，’、Ｄをもって描かれている。 能動そして受動の集積回路の構成部品を製作するのに必要とされる懸濁液と溶液 の成分と又乾燥そして熱処理の状態は、それらが直接この発明に関与しないし技 術においてこれらはよく知られているので、詳細には論じられない。 基板１上に混成物の独自の小滴を配置することはどんな既知の技術によっても達 成されるかもしれないが、しかし最も好適なものは第７図に図式的に示されてい る集積回路を製作するだめの以下で述べられる装置を用いて実施されるものとし てのこの発明の方法である。 この発明の集積回路を製造する装置（第７図）はステップ運搬装置８のそれらの 運搬手段に搭載された基板１支持工程７から成る。装置は基板１工程上に配置さ れシーケンシャルに位置決めされた混成物：金属状の物の配置工程９、金属酸化 物溶液配置工程１０そして金属懸濁液配置工程１１、そしてまた熱処理工程１２ 、例えばそしてインダクタ、電磁放射のエミッタ、レーザ等から構成される。乾 燥工程１３は工程９．１０．１１．１２の間に置かれる。明らかに、装置は各々 が様々な混成物を配置すべく幾つかの工程９．１０．１１から成る。全ての工程 は運搬装置８によって与えられる移動ステップに等しいピッチで位置づけされる 。ステップ運搬装置８は各々の混成物配置工程９．１０．１１、例えば光学機械 やレーザ手段そして高分解能を有する位置から数値への変換器の下での基板支持 工程７の正確な位置づけを確実におこなうよう駆動され（示されていない）そし て制御される。これらの装置は技術においてよく知られており、マスクやテンプ レートの正確な位置づけに広く使われ、従ってここでは詳細には論じられ無い。 第８図に示されるように、各々の工程９．１０、や１１は、並列に組まれそして Ｘ−Ｙ座標システムを形成する毛状のノズル１５を有するアレープレート１４を 含む。ノズル１５は制御装置１６（第７図）に記憶されたプログラムの制御の下 で混成物の小滴を選択的に噴出するように設計されている。各々の配置工程は制 御装置１６に接続され、混成物の小滴の選択的噴出のための電気的に制御される 手段から成る。各々のノズル１５は誘電体プレート１７の中にあり、アレープレ ート１４の構成部分の一部を成し、配置される混成物（導電性液体の懸濁液と溶 液）で満たされたタンク１８が与えられそして毛状のノズル１５につながれる。 小滴選択噴出手段は直接導電バスを構成しそして制御装置１６に接続される共通 電極２０と、そして電極１９．２０のそれに平行な面上に置かれ、ジャンパー２ ２（第９図）によって個別電極１９へ接続される個々の電極１９．２０の導電バ ス２１を有し、ノズルの各々の列の両側と毛状のノズルの軸に垂直な共通面内に 位置する反対極性の共通電極２０と複数の個別電極１９である。導電ハス２１は 又制御装置１６へ接続されそして共通電極２０（第８図）に垂直な線にそって置 かれその結果電極１９．２０の対応する列はＸ−Ｙ座標を形成する。そのような 設計構成は各々のノズル１５当たりに一対の電極１９．２０を提供し、そして各 々の一対の電極１９．２０は制御装置１６を通して電圧パルス発生器２３からの 電圧パルスによってエネルギーを与えられるか又はそうでなくてもよい。 ノズル１５の放出口側で、アレープレート１４は混成物選択噴出手段の構成部分 の一部を成す永久磁石層２４（第９図）が与えられる。 ステップ運搬装置８の動作方向は第７図の矢印で示されている。この発明の集積 回路の製造装置は以下のように機能する。 前の動作で、制御プログラムは製造されるべき集積回路の特定のトポロジーによ って決定されるのだが、混成物の小滴の選択された噴出のための電気的制御手段 でスイ・ステップ電極１９．２０のシーケンスを定義すべくロードされる。明ら かに、制御装置１６は基本的にはスイッチング装置であり、例えば電極１９．２ ０の格子に一致した格子として構成されたキーアレー（ａｒｒａｙ　ｏｆ　ｋｅ ｙｓ）である。制御装置１６は又再ロード可能なコンピュータの記憶装置として 、又はいかなる他のプログラム可能装置として設計されてもよく、そして全ての 混成物配置工程に共通でもよい。座標Ｘ−Ｙ格子（第８図）は又制御装置１６に よって定義されそして基板の全領域に渡って又はそのある部分だけに渡って毛状 のノズル１５のそれより大きいピッチの特色をなしてもよい。 各々の配置工程９．１０．１１のアレープレート１４のタンク１８は適当な懸濁 液や溶液で満たされる。 基板１は基板支持工程７に適合しそしてステップ運搬装置８は基板１が配置され るべき工程９、例えば金属状の物の溶液、のアレープレート１４の下に位置決め されるように−ステップ可動される。制御装置１６からの命令で、対応する電極 １９．２０はパルス発生器２３から電圧パルスを受は取り、このことはこのアレ ープレート１４のタンク１８内に貯蔵されている液体が電極１９．２０がそれに ついて制御装置１６によりパルス発生器２３へ接続される全てのノズル１５によ る独自の小滴の形式で噴出されるようにする。小滴のパルス噴出は毛状のノズル １５を満たしそして電極１９．２０と永久磁石［２４の間を流れる導電液体によ って運ばれる電流の相互作用で与えられる。結果は基板１上の独自の混成物（金 属状の物の溶Ｗ７．）の小滴形式のド・ントパターンである。 ステップ運搬装置８はそして再び−ステップ可動されそして小滴２からの液体を 蒸発させるために乾燥工程１３の下に基板支持工程７を位置ずける。その後にス テップ運搬装置８はまた再び−ステップ可動されそして基板１は金属酸化物の溶 液の小滴を受は取るために配置工程１０の下へ置かれ、前記処理が繰り返され、 その後工程１１は同様な方法で金属懸濁液の配置を与える。全ての混成物が基板 １上に配置されそして乾燥された後に、ドツトパターン（第１図）は集積回路の 構成部品の前形成を表す複数のドツトの形式で基板１上に生成されそしてステッ プ運搬装置８は基板１を独自の小滴が連合され必要な物理−化学的な変換が生じ そしてそれらを集積回路の導体と受動そして能動構成部品に変換する熱処理工程 １２の下へ位置づけるために−ステップ可動される。その後、基板は冷却され（ 示されていない）、このことは回路構成部品に要求される物理的処理で終わり、 従って構成部品の特定のトポロジーと構成を有する最終的な集積回路チ・ノブが 作られる。 産業上の適応性 この発明はマイクロエレクトロニクスとタライオトロニクスにおいて上手に使用 されることができ、そして実験的な集積回路の製造そして小規模生産において最 も効果がある。 国際調査報告

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．それらから集積回路の混成物を生成するための様々な混成物の先に決められ たトポロジーによる基板（１）上の配置から成り、次に集積回路構成部品を形成 するこれらの混成物の熱処理を行うものであって、混成物は特定されたＸ−Ｙ座 標のシステムにおいてドットパターン（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）を生成するための独自 の小滴として基板（１）上に配置され、そこでは各々のドットパターン（Ａ、Ｂ 、Ｃ、Ｄ）は個々の集積回路構成部品の前形成を構成し、次にすなわち生成され る前形成の熱処理を行うことを特徴とする集積回路の製造のための方法。
2. ２．基板（１）支持工程（７）、そこから集積回路構成部品を生成する混成物を 基板（１）上に配置するシーケンシャルな位置決め工程（９、１０、１１）、乾 燥した混成物を処理するための熱処理工程（１２）、配置された混成物を乾燥す るための当該工程の乾燥手段（１３）と基板支持工程（７）を混成物配置工程（ ９、１０、１１）に運ぶための運搬手段（８）との間に位置する、乾燥手段（１ ３）そして熱処理工程（１２）から成り、混成物配置工程（９、１０、１１）の 各々は特定のＸ−Ｙ座標のシステムにおいてその上に編成された毛状のノズル（ １５）を有するアレープレート（１４）をもって設計され、当該毛状のノズル（ １５）は配置される混成物を貯蔵するタンク（１８）と毛状のノズル（１５）か らの小滴の選択的噴出のための電気的に制御される手段につながれ、そして又そ れによって、それはさらに小滴（２）の選択的噴出のための電気的に制御される 手段と電圧パルス発生器（２１）に接続される制御装置（１６）から成ることを 特徴とする集積回路の製造のための装置。
3. ３．毛状のノズル（１５）からの小滴（２）の選択的噴出のための電気的に制御 される手段はノズル（１５）の縦方向の軸と毛状のノズル（１５）の各々の列の 両側に垂直な共通平面上に位置し、反対極性の電極（１９、２０）で制御装置（ １６）に接続され、そして反対極性の電極（１９、２０）を含むそれに平行な平 面上に毛状ノズル（１５）の放出口側から配置された永久磁石層（２４）のシス テムとして設計されることを特徴とする請求項２記載の装置。