JPS63179547A - 導電性薄膜の加工方法 - 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〕 この発明は、基板上に塗布された導電性薄膜を所定のパ
ターンに加工する方法に関し、特にその表面部分に段差
を生じさせないようにした導電性薄膜の加工方法に関す
るものである。

〔従来の技術〕

半導体の製造においては、基板上に所望形状の導電パタ
ーンを高精度に形成することが重要になる。この導電パ
ターンの形成には、基板上に塗布された導電性薄膜を所
定形状に加工する方法が使用されている。

従来、基板上に塗布された導電性薄膜を所定形状に加工
する方法としては、第４図（ａ）〜（Ｃ）に示すエツチ
ングによる加工方法が用いられている。

即ち、このエツチングを利用した加工方法は、まず第４
図（ａ）〜（Ｃ）に示すように、基板１の表面全域に導
電性薄膜２を一様に形成した後、この導電性薄膜２の表
面全域にレジストを塗布してレジスト膜３を形成する。

そして、写真製版工程において、このレジスト膜３を所
望形状に露光することにより、この露光部分を化学変化
させる。次に、現像工程において、レジスト膜３に温水
等を噴霧することにより、このレジスト膜３の未露光部
分のみを除去して、該部分の真下部分に位置する導電性
薄膜２を露出させる。次に、第４図（ｂ）に示すように
、エツチング液を用いたウェット式あるいはエツチング
ガスを用いたドライ式等のエツチング工程において、エ
ツチング処理材４をレジスト膜３の表面および導電性薄
膜２の露出部分に噴射することにより、この導電性菌ｌ
ｌＡ２の露出部分を除去して、レジスト膜３が残されて
いる部分の真下に位置する導電性薄膜２のみをレジスト
パターンに対応したパターン形状に残している。

ここで、例えばドライ式エツチングにおいては、プラズ
マあるいはイオンビーム中において科学的活性種を作り
出し、その運動量およびエネルギーを電気的に制御して
、導電性薄膜材料をエツチング加工している。科学的活
性種は、材料によって異なるものであって、ポリシリコ
ンを使用した場合にはＣＣ１，、ＳＦ、等が用いられ、
アルミニウムであればＣＣ１，、ＢＣＩ：＋等が用いら
れる。

そして、プラズマ中においてエツチングが進行する理由
は、プラズマ中において発生した科学的活性種と被エツ
チング材料の原子との反応により、掻めて高い蒸気圧の
反応生成物が生じ、これが被エツチング材料から脱離し
て排気されることにより行われる。例えば、ＣＦ４プラ
ズマ中において、ポリシリコンがエツチングされる理由
は、Ｓｔ原子が４個のＦ原子と結合して、ＳｉＦ４なる
　分子となって気化し、これが排気されるためである。

次に、導電性薄膜２の表面に残されているレジスト３を
除去することにより、第４図（Ｃ）に示すように、所望
形状に加工された導電性薄膜２を基板１の表面に得てい
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の導電性薄膜の加工は以上のような工程を経て行わ
れていたので、第４図（Ｃ）に示すように、加工された
導電性薄膜の周辺部分に導電性薄膜の膜圧分の段差が生
じてしまうことになる。そして、この段差は基板上に更
に薄膜を形成して多層膜構造とする場合、第５図に示す
ように、上層膜の形状に導電性薄膜の段差形状が反映さ
れて被覆性が悪くなり、これに伴って上層膜に要求され
る絶縁性あるいは導電性等の特性が悪化する問題点があ
った。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、導電性薄膜の加工後に出現する基板表面の段
差を低減することができる導電性薄膜の加工方法を提供
することを目的とする。

［問題点を解決するための手段〕 この発明による導電性薄膜の加工方法は、酸化によって
絶縁性となる導電性材料′によって形成された導電性薄
膜の表面に、酸素イオンの透過を阻止する材料によって
所定形状のパターンを有する酸素イオン阻止膜を形成す
る工程と、この酸素イオン阻止膜を含む前記導電性薄膜
の前面に酸素イオンを照射する工程と、熱処理すること
により導電性薄膜の酸素イオン注入部分を酸化させて絶
縁性とする工程とからなるものである。

〔作用〕

このような方法によって導電性薄膜を加工した場合には
、導電性薄膜をエツチング液ること無く、酸素イオンを
注入して絶縁性の酸化膜として残しておくのみでパター
ン形状グすることが可能になるために、これに伴ってそ
の表面が平坦化されることになる。この結果、多層膜を
構成する場合に上層へ影響を与える段差が無くなって、
上層膜の被覆性が向上することになる。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図（ａ）において、１１はシリコン等の基板、１２は基
板１１の表面全域に対して、酸化によって絶縁性となる
導電性材料によって一様に形成された導電性薄膜として
のポリシリコン薄膜、１３はこのポリシリコン薄膜１２
の表面全域に対して酸素イオンの透過を阻止する材料に
よって一様に塗布された酸素イオン阻止膜としてのレジ
スト膜である。

次に、このようにポリシリコン薄膜１２の表面全域に塗
布されたレジスト膜１３は、従来と同様に写真製版工程
において、このレジスト膜１３を所望形状に露光するこ
とにより、この露光部分を化学変化させる。次に、現像
工程において、レジスト膜１３に温水等を噴霧すること
により、このレジスト膜１３における未露光部分のみを
除去して、該部分の真下部分に位置する導電性薄膜１２
を第１図（ｂ）に示すように露出させる。

次に、従来行われていたエツチング工程を経ずに、第１
図（ｂ）に示すように、基板１１の上方から酸素イオン
１４をイオン注入法により注入する。

ここで、ポリシリコン薄膜１２の残したい部分の上には
、先の現像工程においてレジスト膜１３が残されている
。従って、注入される酸素イオン１４は、このレジスト
膜１３によって阻止されることから、ポリシリコン薄膜
１２はその露出部分のみに酸素イオンが１４が注入され
ることになる。

ただし、この酸素イオン１４の注入は、できるだけポリ
シリコン薄膜１２を透過せずに、ポリシリコン薄膜１２
を構成する層全域に酸素イオン１４が分布するように行
われることが好ましい。次に、ポリシリコン薄膜１２の
上に残されているレジスト膜１３を除去した後に、適当
な熱処理を行うと、酸素イオン１４が注入された領域の
ポリシリコン薄膜１２が、第１図（Ｃ）に示すように、
二酸化シリコン１５に変化する。

ここで、ポリシリコン薄膜１２が二酸化シリコン１５に
変化すると、その性質が導体から絶縁体に変化すること
から、係る酸素イオン１４の注入領域における電気的特
性は、ポリシリコン薄膜１２をエツチング処理により除
去したと同等の効果が得られることになる。

なお、上記適当な熱処理とは、ポリシリコン薄膜１２に
酸素イオン１４を注入したものを酸化させて絶縁物に変
化させるために必要な処理を称し、ポリシリコンの場合
には８００〜１２００°Ｃの熱処理となる。

このようにして加工されたポリシリコン薄膜１２の断面
は第１図（Ｃ）に示すようになり、またその表面は第２
図に示すようになって、パターンニングされた導電性薄
膜としてのポリシリコン薄膜１２の周囲が絶縁体として
の二酸化シリコン１５によって埋められた状態となる。

ここで、ポリシリコンが二酸化シリコンに変化する際に
、その体積が約２倍に膨張することから、二酸化シリコ
ンとなる部分の領域はポリシリコンの領域に較べて膜圧
が増加する。しかし、この場合におけるポリシリコン領
域と二酸化シリコン領域の段差は、従来のエツチング法
を使用して導電性薄膜をパターンニングした場合に生ず
る段差に比較して極めて小さいものとなり、略平坦面と
見做すことが出来る程度となる。

従って、第３図に示すように、ポリシリコン薄膜１２の
上に更に絶縁膜等の薄膜１６を形成する場合、平坦でか
つ均一な厚みとすることが容易に可能となる。この結果
、多層膜を形成する場合、下層の段差による凹凸が大き
な問題となるが、上記導電性薄膜の加工方法を用いるこ
とにより、パターンニングされた導電性薄膜は平面とな
ることから、パターンを有する薄膜を均一に多層化する
ことが可能になる。

なお、上記実施例においては、導電性薄膜の材料として
、ポリシリコンを使用した場合についてめみ説明したが
、この発明はこれに限定されるものではなく、酸素イオ
ンの注入と熱処理により酸化されて絶縁性となる導電性
材料であればいかなる材料であっても良く、このような
条件を満たす材料としては、例えばアルミニウム、アル
ミシリコン、アルミシリコン銅、白金および高融点金属
としてのモリブデン、タングステン、チタンとそのシリ
サイド等がある。また、上記実施例においては、基板上
に直接形成した導電性薄膜を加工する場合について説明
したが、この発明はこれに限定されるものでは無く、積
層膜上でのパターンニングに適用しても同様な効果が得
られることば言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば導電性薄膜をエ
ッッチタグすること無く、酸素イオンを注入して絶縁性
の酸化膜として残しておくのみでパターンニングするこ
とが可能になるために、これに伴ってその表面が平坦化
されることになる。

この結果、多層膜を構成する場合に上層へ影響を与える
段差が無くなって、上層膜の被覆性が向上することから
、この上層膜の特性を十分に発揮させる平坦な多層膜が
容易に得られる優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（Ｃ）はこの発明の一実施例による導電
性薄膜の加工方法を説明するための断面図、第２図はこ
の発明によって加工された導電性薄膜の子図（ａ）〜（
Ｃ）は従来の導電性薄膜の加工方法を説明するための断
面図、第５図は従来の方法によって加工された導電性薄
膜上に絶縁膜を形成した場合の断面図である。 １１は基板、１２はポリシリコン薄膜（導電性薄膜）、
１３はレジスト膜（酸素イオン阻止膜）、１４は酸素イ
オン、１５は二酸化シリコン、１６は絶縁膜。 代理人　　大台増雄　（外２名）　　　　　　′４′ｌ
″′ｃ″）７゜ ２１Ｚ＜ｅ） 才２図 才ｊ図 才４　図（ｃＬ） う 才４図（ｂ） ２４図（Ｃ） 手続補正書（自発） ２、発明の名称 導電性薄膜の加工方法 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　　　　　東京都千代田区丸の内二丁目２番３号
。 名　称　　（６０１）三菱電機株式会社代表者志岐守哉 ４、代理人 住　所　　　　東京都千代田区丸の内二丁目２番３号５
、補正の対象 り明細書の発明の詳細な説明の欄 、補正の内容 １）明細書第２頁第１５行目に「塗布」とあるを、−堆
積」と補正する。 （２）同第２頁第１８行目に「塗布された」とあるを、
「堆積された」と補正する。 （３）同第５頁第５行目に「膜圧分の」とあるを、「膜
厚分の」と補正する。 （４）同第６頁第８行目に［エッッチタグするＪとある
を、「エツチングするＪと補正する。 （５）同第６頁第１０行目に「パターニングする」とあ
るを、「パターニングする」と補正する。 ６）同第８頁第２行目に「イオンが１４」とあるそ、「
イオン１４」と補正する。 ？）同第１０頁第３行目〜４行目に「パターニングされ
た」とあるを、「パターニングされた」二補正する。 ］８）同第１０頁第１９行目〜２０行目に「パターニン
グに」とあるを、「パターニングに」と補正する。 （９）同第１１頁６行目に「パターニングする」とある
を、「パターニングする」と補正する。 ↓・スニ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）酸化によって絶縁性となる導電性材料によって形
   成された導電性薄膜の表面に、酸素イオンの透過を阻止
   する材料によって所定形状のパターンを有する酸素イオ
   ン阻止膜を形成する工程と、この酸素イオン阻止膜を含
   む前記導電性薄膜の前面に酸素イオンを照射する工程と
   、熱処理することにより導電性薄膜の酸素イオン注入部
   分を酸化させて絶縁性とする工程、とからなることを特
   徴とする導電性薄膜の加工方法。
2. （２）熱処理することにより導電性薄膜の酸素イオン注
   入部分を酸化させて絶縁性とする工程は、酸素イオン阻
   止膜を除去した後に行うことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の導電性薄膜の加工方法。
3. （３）酸素イオン阻止膜は、レジストを塗布して写真製
   版技術を利用して形成することを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の導電性薄膜の加工方法。
4. （４）導電性薄膜は、ポリシリコンによって形成される
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の導電性薄
   膜の加工方法。