JPS58502173A

JPS58502173A - ウエハ規模集積回路における、またそれに関する改良

Info

Publication number: JPS58502173A
Application number: JP82500160A
Authority: JP
Inventors: ベイリ・アラン・ジヨ−ジ
Original assignee: バロ−ス・コ−ポレ−ション; バロ−ス・マシ−ンズ・リミテツド
Priority date: 1981-12-21
Filing date: 1981-12-21
Publication date: 1983-12-15
Also published as: WO1983002362A1; DE3175280D1; EP0097147A1; EP0097147B1

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】ウェハ規模集積回路における、またそれに関する改良本発明はウェハ大の集積回路上のメタル化パターンを施す方法に関するものである。

ウェハ大の集積回路は、１つのパンケージにはめ込２よれた１枚の全つェハ大の活性回路として定色され１９る。普通は多数の同一の、あるい；よ別々の澄虐の集積回路が１枚の半導体ウェハ上に施されろ、“°グローバル接ｉセ”としで知られる確実な電気接ｖｃは全部の、あるいはほとんどの集積回路で一般的である。電力接続や普通の制御信丹を運ぶ接続はグローバル連理の適当な主題である。

ウェハ上の集積回路の大体的な部分に供給されるどのような信号もグローバル震号である。

ウニへ大東偵回路上のグローバル信号の分イ■の広範芒は、損失を最小にするために、その信号がメタル導通路を・通して送られるここを必要とする。

ウェハ大集積回路に必要なメタル化ハターンξ作るのに先行技術として２つの方法がある。

第１の方法Ｓは、ぞのウニへ上の個々の集積回路の全部に共通な１Ｄのマスクが用いられる。そのマスクは、最初そのウェハ上の１つの場所で、次に池の場所で −そのウェハ上の多数の逢返しのメタル領域？区画するのに用いられる。その各々の領域は個々の集積回路のメタル化パターンに相当する。この方法はパステップと繰返し″として知られ、すなわちそのウェハを制御された間隔で横切って繰返される同じパターンである。各々の集積回路に関するメタル領域は、グローバル線を含むことができる。その場合、これらの接続の配列や必要な繰返し対称性などが、グローバル接続を作る方法に厳しい制限をおくことになる。個々の集積回路に関するメタル領域はメタル化の第１のパターンとして施され、そして個々の集積回路間の相互接続がメタル化の第２のパターンとして施されるのが、より普通のの全領域あるいはほとんどの領域を覆うマスクである。そのメタル化パターンは、ウェハ上の各々の集積回路とそれら相互間の両方を含み、１回の操作で施される。

この第２の方法においでは、第１に十字によって決定される場所的精度の問題が生じる。ステップ繰返し方法では、現在、ウェハ上の場所の決定が導体の寸法の必然的な制御に関して、約２ミクロン以内の精度が可能である。他方、パターン発生器と同程度の精度でのみ作られ得る十字の利用では、１０ミクロン程度の精度でウェハ上の位置の決定かできるだけである。導体の位置や寸法の決定におけるこの５対１の低精度では、ウェハ上の個々の集積回路は、ステップ繰返しメタル化マスク法を用いたとしたら可能であろうよりもはるかに粗にしか詰められない。このような面積効率の損失で、ウェハ大の集積回路へ単一の十字メタル化マスク法を利用するのは全く魅力がない。

この第２の方法の第２の問題点は、ステップ繰返しの小さな面積のマスクをウェハ上に整列させるのが比較的容易であるのに対して、個々の集積回路の詳細を含んでいる十字を整合させるのは非常に困難で時間がかかり、さらに熟練を要することである。

以後、ウェハ大集積回路は、１枚の共通のサブストレート上の大多数が同一の集積回路領域からなる集積回路であるとし、前記領域の各々は電気的に導通のメタル化の領域内パターンを施されており、また前記領域の各々は電気的に導通のメタル化のグローバルパターンによって同時に作動するよう相互接続されている。

以後、ステップ繰返しマスク法は、１つのサブストレート上の大多数の場所において同じマスクを用いるマスク法とする。

以後、十字マスク法は、サブストレートの全表面を覆うマスクを用いるマスク法とする。

本発明は、ステップ繰返し光学マスク法で決定される局所的なメタル化としての領域を残すためと、十字光学マスク法によって決定されるグローバルメタル化としての領域を残すための共通の１枚のメタル層のエツチング過程を含む、ウェハ大集積回路のメタライジング法からなっている。

好ましい一実施例では、拡散処理の終了時点まで製造された好ましくはシリコンの全つェハ大の集積回路は、その上の多数の拡散処理の領域の必要なそれぞれとオーミックコンタクトを形成するメタル張をその上に被せられる。そのメシルは、露光に続いてエツチングのレジストになるフォトレジストとともに被せるのがよい。拡散処理の領域は、すべて互いに同一であることが望ましく、その場合、拡散処理の領域上の７オトレジストは、ステップ繰返し単位の各領域に同じメタル化決定マスクを用いて露光される。拡散処理された各領域間のフォ［〜レジストは、好ましくは、ウェハの全領域を覆う１枚の十字マスクを用いて露光され、その各領域間のメタル化を決定する。両方の露光に続いて、好ましくは、そのフォトレジストは保存され、その露光されていない部分は、好ましくは洗い流される。その後、保存されたフォトレジストに保護されていないメタルは、好ましくはウェハ上にメタル化のパターンを残してエッチされる。

さらに、一実施例として添付された図と関連しｌ−記）ホに従−」て＊発明の説明をする。

第１図は、メタル化前の拡散処理を施したウェハサブストレー！′・を示す。

第２図は、第１図のサブス１−１ノートにメタルを被せたものを示す。

第３図は、第２図のメタルを被せられたサブストレートに露光前のフォトレジストを被せたものを示す。

第４図は、ステップ繰返しマスクを用いて局所的メタル化のためのフォトレジストの露光を示している。

第５図は、十字マスク法を用いてグローバルメタル化のためのフォトレジストの露光を示す。

第１図はシリコンウェハ１０の上に多数の同一の拡散処理を施して、それらの集積回路が作動するようにメタル化を付与することだけがめられているものを示している。

これらの領域１２はさらに相互に接続され、またウェハ大の集積回路を形成するために外界とも接続される。そして、それらの個々の領域１２は機能テストをパスした後大きな回路の部分として同時に作動する。

第２図は第１図のウェハがメタル層１４で覆われていることを示している。これは集積回路製造技術における普通の一般周知の方法で行なわれる。そのメタルはアルミであるが、同様に不都合なく使えるものは池の何でもよい。メタル層１４は拡散処理されたそれぞれの領域１２の部分とオーミックコンタクトを形成し、それらの領域はメタル化によって他のすべての点と電気的に接続されている。

第３図は、第２図のウェハ１０にメタル１４を被せたものにフォトレジスト層１６を被せることを示している。そのフォトレジストは露光されたときだけ保存されるタイプのものである。

第４凶はウェハ大集積回路の局所的メタル化の露光を示している。

領域１２の局所的メタル化のためのパターンを持った透光部をただ１つだけ持ったステップ繰返しマスク１８は、ウェハ１０とメタル１４上のフォトレジストの表面を横切って動かされ、そして各拡散処理された領域］２上に、その領域１２で必要なメタル化パターンと対応するところの露光されたフォトレジスト２４の領域を得るために光源２２を働かせる関係で停止させられる。

第５図は、局所的なメタル化のためのステップ繰返し露光に続いて、フォトレジスト１６を露光し、グローバルメタル化に必要とされる光パターンとすることを示している。

十字マスク２６はウェハ１０の全面を覆う。十字マスク２６が位置決めされた後、十字マスク２６上の透光領ｉｉｉ！２８舎規定するグローバルメタル化に対応して、フォトレジスト１６上のグローバル線３０の領域を露光するために光８２２が勧かされる。

したがって、それぞれステップ繰返し光学マスクと十字光学マスクを用いて、局所的なメタル化とグローバルメタル化の２回露光されるフォトレジスト１６は、照射光を受けたそれらの領域がメタルのエツチング液に対しで強固なポリマーのレジストとなり残る。

メタル層１４は、フォトレジスト１６によって保護されるそれらの′ｔ４域だけを残してエッチされる。すなわち、サブストレート１０上のこのウェハ大集積回路上に本発明による方法によって決定されたメタル化のパターンを残す。

拡散処理された領域１２は、全部が相互に同一である必要はないことを認識しなければならない。局所的メタル化マス７１８が６異なったタイプの領域１２のためのマスクに置換えられることによって、数種の異なった領域も可能である。ざらに他のターイブの７．ｌｔｉ′−レジスト機構も用い得ることも認識すべきである。たとえば、露光されなかったとぎだけ保存されるフオトレシス１へで、エツチングの後桟る必要のあるメタル領域１４から光を排除するように修正されたマスク２６．１８を用いる。ステップ繰返しマスキングに続く十字マスキングの順序は速乾される。事実、十字マスキングはステップ繰返しマスキングのステップ間で行なわれる。グローバル線のためのこの十字マスキングの手順は数段階で行なわれる。

Claims

【特許請求の範囲】１．　共通なサブストレート上の多数の同一の回路からなる集積回路をメタル化する方法であって、前記各回路領域でのメタル化として、ステップ繰返し光学マスキング法で決定されたメタル化領域を残すような、かつ前記回路領域間のメタル化として、十字光学マスキング法によって決定されたメタル化領域を残すような、共通メタル層のエツチングを含む方法。２、　前記十字光学マスキング法が、前記回路領域間の前記メタル化領域の異なった部分の連続するマスキングを含む請求の範囲第１項記載の方法。３゜　前記回路領域間の前記メタル化領域の前記連続したマスキングの段階が、前記連続するマスキングの手順の各段階で、同じ十字マスクを異なった場所へ変位させて用いることにより行なわれる請求の範囲第２項記載の方法。４、　前記ステップ繰返しマスキング法と前記十字マスキング法が、露光に続く前記共通メタル層のエツチングを阻止するところの共通なフォトレジスト層の露光を含む請求の範囲第３項記載の方法。５、　前記共通サブストレートが円形で半導体ウェハであって、前記大多数の回路領域が多数のデータ処理のセルからなる請求の範囲第１項、第２項、第３項あるいは第４項記載の方法。６、　前記ステップ繰返しマスキング法と前記十字マスキング法が、露光されなかった場合だけ前記共通メタル層のエツチングを阻止するところの共通フォトレジスト層の露光を含む請求の範囲第３項記載の方法。７、　前記共通サブストレーｔ・が円形で半導体ウェハであって、前記大多数の回路領域が多数のデータ処理セルよりなる請求の範囲第６項記載の方法。８、　前記ステップ繰返しマスキング法と前記十字マスキング法が、露光に引き続いて行なわれる前記共通メタル層のエツチングを阻止する共通フォトレジスト層の露光を含む請求の範囲第２項記載の方法。９、　前記ステップ繰返しマスキング法と前記十字マスキング法が、露光されなかった場合のみ前記共通メタル層のエツチングを阻止する共通フォトレジスト層の露光を含む請求の範囲第２項記載の方法。１０、前記共通サブストレートが半導体で円形のウェハでその中の前記回路領域の大多数が多数のデータ処理のセルからなる請求の範囲第８項または第９項記載の方法。１１、　前記ステップ繰返しマスキング法と前記十字マスキング法が、露光に引き続いて行なわれる前記共通メタル層のエツチングを阻止する共通フォトレジスト層の露光を含む請求の範囲第１項記載の方法。１２、　前記ステップくりかえしマスキング法と前記十字マスキング法が、露光されなかった場合のみ前記共通メタル層のエツチングを阻止する共通フォトレジスト層の露光を含む請求の範囲第１項記載の方法。１３．　前記共通サブストレートが円形の半導体ウェハで、前記回路領域の大多数が多数のデータ処理セルからなる請求の範囲第１１項または第１２項記載の方法。１４、　添付された図面を参照することによって本質的に示されている方法。１５、　集積回路が共通なサブストレート上の多数の同一な集積回路からなる前記集積回路のメタル化のための装置であって、前記各回路領域のメタル化としてステップ繰返し光学マスキング法で決定されるメタル化の領域を残すためと、前記回路領域間のメタル化として十字光学マスキング方によって決定されるメタル化領域を残すための共通メタル層をエツチングする手段からなる装置。１６、　前記十字マスキング法が前記回路領域間の前記メタル化領域の異なった部分の連続するマスキングを含む請求の範囲第１５項記載の装置。１７、　前記回路領域間の前記メタル化領域の前記連続するマスキングの段階が、前記連続したマスキング方法の連続する各段階のために、同じ十字マスクを異なった場所に変位して用いることによって行なわれる請求の範囲第１６項記載の装置。１８、　前記ステップ繰返しマスキング法と前記十字マスキング法が、露光に引き続いて行なわれる前記共通メタル層のエツチングを阻止する共通フォトレジスト層の露光を含む請求の範囲第１７項記載の装置。１９、　前記共通サブストレートが円形の半導体ウェハからなり前記回路領域の大多数が多数のデータ処理セルからなるものに用いられる請求の範囲第１８項記載の装置。２０、　前記ステップ繰返しマスキング法と前記十字マスキング法が、露光されなかった場合のみ前記共通メタル層のエツチングを阻止するための共通フォトレジスト層の露光を含む請求の範囲第１７項記載の装置。２１、　前記共通サブストレートが円形の半導体ウェハからなり前記回路領域の大多数が多数のデータ処理セルからなるものに利用する請求の範囲第２０項記載の１！置。２２、　前記ステップ繰返しマスキング法と前記十字マスキング法が、露光されなかった部分のみで前記共通メタル層のエツチングを阻止するための共通フォトレジスト層の露光を含む請求の範囲第１６項記載の装置。２３、　前記ステップ繰返しマスキング法と前記十字マスキング法が、露光されなかった部分のみで前記共通メタル層のエツチングを阻止するための共通フォトレジスト層の露光を含む請求の範囲第１６項記載の装置。２４、　前記共通サブストレートが円形の半導体ウェハからなり前記回路領域の大多数が多数のデータ処理セルからなるものに利用する請求の範囲第２２項または第２３項に記載の装置。２５、　前記ステップ繰返しマスキング法と前記十字マスキング法が、露光された部分のみで前記共通メタル層のエツチングを阻止するための共通フォトレジスト層の露光を含む請求の範囲第１５項記載の装置。２６、　前記ステップ繰返しマスキング法と前記十字マスキング法が、露光されなかった部分のみで前記共通メタル層のエツチングを阻止するための共通フォトレジスト層の露光を含む請求の範囲第１５項記載の装置。２７、　前記共通サブストレートが円形の半導体ウェハで、前記回路領域の大多数が多数のデータ処理セルからなるものに利用される請求の範囲第２５項または第２６項記載の装置。２８、　添付された図面の参照によって本質的に記述されている装置。２９、　共通サブストレート上の多数の同一な回路領域からなる集積回路で、また前記各回路領域中のメタル化として、ステップ繰返し光学マスキング法によって決められるメタル化領域を残すための共通メタル層のエツチングと、前記回路領域間のメタル化として、十字光学マスキング法によって決定されるメタル化の領域を残すための共通メタル層のエツチングとを含む方法によって製造されることを特徴とする集積回路。３０、　前記十字光学マスキング法が、前記回路領域間の前記メタル化領域の異なった部分の連続するマスキングを含む請求の範囲第２９項記載の集積回路。３１、　前記回路領域間の前記メタル化領域の前記連続するマスキングの段階が、前記連続するマスキング過程の各段階において、同じ十字マスクを異なった場所へ変位させて用０・ることにより行なわれる請求の範囲第３０項記載の集積回路。３２、　前記ステップ繰返しマスキング法と前記十字マスキング法が、露光された部分においてのみ前記共通メタル層のエツチングを阻止するだめの共通フォトレジスト層の露光を含む請求の範囲第３１項記載の集積回路。３３、　前記共通サブストレートが円形の半導体ウェハで、前記回路領域の大多数が多数のデータ処理セルからなる請求の範囲第３２項記載の集積回路。３４、　前記ステップ繰返しマスキング法と前記十字マスキング法が、露光されなかった部分においてのみ前記共通メタル化領域のエツチングを阻止するための共通フォトレジスト層の露光を含む請求の範囲第３１項記載の集積回路。３５、　前記共通サブストレートが円形の半導体ウェハで、前記回路＠域の大多数が多数のデータ処理セルからなる請求の範囲第２９項ないし第３４項に記載の集積回路。３６、　前記ステップ繰返しマスキング法と前記十字マスキング法が、露光された部分において前記共通メタル層のエツチングを阻止するための共通フォトレジスト層の露光を含む請求の範囲第３０項記載の集積回路。３７、　前記ステップ繰返しマスキング法と前記十字マスキング法が、露光されなかった部分において前記共通金属層のエツチングを阻止するための共通フォトレジスト層の露光を含む請求の範囲第３０項記載の集積回路。３８、　前記共通サブストレートが円形の半導体ウェハで、前記回路領域の大多数が多数のデータ処理セルからなる請求の範囲第３６項または第３７項記載の集積回路。３９、　前記ステップ繰返しマスキング法と前記十字マスキング法が、露光された部分において前記共通メタル層のエツチングを阻止するための共通フォトレジスト層の露光を含む請求の範囲第２９項記載の集積回路。４０、前記ステップ繰返しマスキング法と前記十字マスキング法が、露光されなかった部分において前記共通メタル層のエツチングを阻止するための共通フォトレジスト層の露光を含む請求の範囲第２９項記載の集積回路。４１、　前記共通サブストレートが円形の半導体ウニＡで、前記回路＠域の大多数が多数のデータ処理セルｈ＼らなる請求の範囲第３９項あるいは第４０項記載の集積回路。４２、　添付された図面の参照により本質的に示されている集積回路。