TW587256B - Method for controlling the sheet resistance of thin film resistors - Google Patents

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587256 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（1 ) 技術部份 一種用以製造薄膜電阻器至嚴密薄片電阻規格之方法 〇 背景及槪要 薄膜電阻器使用於大部份G a A s及I η P裝置及積 體電路製造方法中。在薄膜基體製造中，及在一些S i方 法中。電阻器薄片電阻普通具有特定容差± 1 5 %，唯由 特別小心製造薄膜電阻器，可控制電阻器薄片至± 1 〇 % 。然而’在許多積體電路設計，能控制薄片電阻至遠較嚴 密之容差則大爲有利。此在非常高速之積體電路中尤爲如 此’在此，在阻抗匹配電路中需要良好控制電阻値。 達成嚴密控制電阻器薄片電阻之方法爲再處理未具有 所需薄片電阻之任何薄膜，剝去該薄膜，並再沉積該薄膜 。然而’此一方法基本上使處理薄膜電阻器之成本加倍。 故此’需要低廉控制薄膜電阻器之薄片電阻至其目標値之 嚴密容差內。 本發明應付此需要。更明確言之，所發表之本發明方 法改進薄膜電阻器之容差至± 3 %以內或更佳，而額外處 理花費最低。爲此目的，用以控制薄膜電阻器之薄片電阻 t所發表之方法包括決定欲沉積於基體上之薄膜電阻器材 料之薄片電阻之所需之最後値。使用一沉積法沉積薄膜電 阻器材料於基體上，此方法足夠一貫，以達成所沉積之薄 膜電阻器材料之目標薄片電阻於一第一特定之容差內。薄 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） I--------------镛裝 —-------^訂----- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -4- 587256 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明説明（2 ) 膜電阻器材料由該沉積法沉積，以達成一目標薄片電阻等 於所需之最後値減第一特定之容差。然後由蝕刻或離子轟 擊法自所沉積之薄膜電阻器材料之表面移去小量之材料， 以提高薄片電阻至在該蝕刻或轟炸法之特性之第二特定容 差內之所需之最後値’在此，第二特定容差小於第一特定 容差。較宜之實施例中所用之蝕刻方法由氬濺射鈾刻法自 沉積之薄膜電阻器之表面均勻移去材料。 依據所發表之較宜實施例，該方法另包括在薄膜電阻 器沉積後，量度所沉積之薄膜電阻器材料之薄片電阻，由 量度或計算，決定所沉積之薄膜電阻器材料之厚度，計算 需移去之所沉積之薄膜電阻器材料之厚度，以提高薄片電 阻至所需之最後値，及根據該移去法之所量度之移去率， 計算用以執行該移去法，以移去需移去之所計算之厚度之 時間。而且，該方法包括自基體上之薄膜電阻器材料刻製 薄膜電阻器圖案。該刻製圖案可在薄片電阻提高至所需最 後値之前或之後執行。本發明可有利於控制重要之積體電 路設計上之薄膜電阻器薄片電阻至± 3 %以內，而額外處 理費用最低。 自以下本發明之較宜實施例之說明，可更明暸本發明 之此等及其他目的，特色，及優點。 附圖簡述 圖1 A爲一基體之放大側視圖，具有一薄膜電阻器材 料依本發明沉積於其上，.以達成一目標薄片電阻R s，此等 本紙張用中國國家標準（CNS )八4規格（210X297公釐） ' ' (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

-5- 587256 A7 —~^__ 五、發明説明（3 ) 於薄片電阻之所需之最後値減沉積方法之特定容差。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ® 1 B爲該基體之放大側視圖，具有圖1 A之薄膜電 阻器材料，在由氬濺射蝕刻自薄膜電阻器材料之表面均勻 移去小量之材料，以提高其薄片電阻至在蝕刻處理之特定 容差內之所需之最後値之後。 圖2爲本發明方法步驟之流程圖，左方之製程1爲在 調整薄片電阻至d： 3 %內或更佳前刻製電阻器材料圖案之 情形’流程圖右方之製程2爲在調整薄片電阻後刻製電阻 器材料圖案之情形開始R s爲目標値以下一 〇 %至2 〇 %蒸 發或機射沉積T F R材料於基體上製程1製程2蝕刻或剝 去電阻器材料，以形成T F R量度薄膜R s計算或量度電阻 器厚度計算欲移去之材料厚度，以到達目標R S計算移去所 需之T F R厚度之蝕刻時間由濺射/化學蝕刻鈾刻去所需 之A F R厚度量度薄膜Rs計算/量度薄膜厚度計算欲移去 之材料厚度，以到達目標r s計算移去所需之丁 f R厚度之 蝕刻時間由濺射/化學蝕刻蝕刻去所需之A F R厚度造圖 及蝕刻（或剝去）電阻器 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 主要元件對照表 1 薄膜電阻器 2 薄膜電阻器材料 3 基體/晶圓 詳細.說明 本纸張尺度適用^國國家標^iTcNS) A4規格-----——— -6 - 587256 A7 B7 --- —^— -—----—--- 五、發明説明（4 ) 現參考附圖，依本發明製造之一薄膜電阻器1顯示於 圖1 B。電阻器1包含一薄膜電阻器材料2受支持於一基 體/晶圓3上。該薄膜電阻器可形成非常高速積體電路， 諸如GaAs或InP積體電路裝置之一部份。用以製造 薄膜電阻器1之本發明方法包括先沉積薄膜電阻器材料2 於基體3上至較之所需之最後値爲小之薄片電阻。閱圖1 A，電阻器材料由蒸發或濺射沉積法沉積。例如，如沉積 過程足夠一貫，以達成在± 1 0%以內之目標薄片電阻， 則沉積該薄膜電阻器材料至等於所需最後値之9 0 %之薄 片電阻。此導致所有初始薄膜薄片電阻在所需之最後薄片 電阻之8 0%至1 0 0%之範圍中。 薄膜電阻由蝕刻提高至其最後値，宜使用A r鈾刻或 離子轟擊’以移去少量之材料，其距薄膜電阻器之表面之 厚度在圖1 B中由4標示。此由先量度薄膜電阻器薄片電 阻’然後在氬濺射鈾刻中蝕刻該薄膜電阻器經過先經校準 之時間而達成。由於在氬濺射蝕刻中可控制移去材料可至 數埃內，故薄膜電阻器薄片電阻可常規控制至其目標値之 ± 3 %以內。 在所發表之實施例中之電阻器材料2爲N i C r ，該 方法可應用於所有各種薄膜電阻器材料，諸如其他高電阻 係數材料，包括T a N，C r S i ，及C r s丨〇，以及 較低電阻係數材料，包括T i ，T i S i 2，w，M 〇， A u，A g，及各種金屬。薄膜電阻器材料2之厚度可自 小於5 0 A至超過5 〇，〇 〇 〇 a。在圖丄A之基體上之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）" ' • . i ·. ϋϋ : . .. -- .. · I - I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 587256 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（5 ) 沉積之材料2之初始薄膜電阻可大於1 〇 6歐/平方至小於 〇 · 1歐/平方，視設計標準而定。薄膜電阻之所需之最 後値爲任何已指定爲目標値者，且如上述，具有約± 1 5 %之普通特定容差，實際範圍更似± 1 〇%。 氬爲較宜之濺射蝕刻氣體，但本發明方法可使用任何 其他氣體，此可由蝕刻或離子轟擊移去電阻器材料。調整 機射蝕刻系統之氬縣射飽刻條件，俾在一鈾刻率上提供均 句之蝕刻，在合理之時間中，例如約1 0秒至數十分鐘之 範圍內移去所需之材料量。濺射蝕刻之條件變化相當大， 視蝕刻系統爲單晶圓機器或批次機器而定。普通製程參數 之範圍之例爲：電力，數十瓦至1， 〇〇〇瓦以上；電壓 ，數十伏至數1 0 0伏；壓力，數十# τ 0 r r至數 T 〇 r r ;及氣體流率，少於1 〇 c c/mi η至大於 100cc/min〇 宜調整該等參數，俾在約1 〇秒中移去.1 %以下至 3 %以上之總電阻器材料。用以離子轟擊或化學蝕刻該薄 膜電阻器材料之任何其他材料可需要相似之蝕刻率。 爲建立校準之蝕刻時間，俾在沉積後，對圖1 B之電 阻器1達成所需之最後薄膜薄片電阻，量度圖1 A中之薄 膜電阻器材料2之薄片電阻。然後由量度或根據其厚度（ 假定電阻係數固定）之計算，決定圖1 A中之薄膜電阻材 料之厚度。然後計算需移去之電阻器材料之厚度4，以達 成最後目標薄片電阻値。然後根據用以移去電阻器材料之 濺射餓刻（或化學鈾刻）之前所量度之鈾刻率，計算需鈾 i紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4&格（210X 297公釐) - ^辦衣------1T------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -8- 587256 A7 ___ B7 五、發明説明（6 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 刻薄膜電阻器材材2 ，以移去厚度4之時間。此等步驟顯 示於圖2之流程圖中。由圖1 A及1 B之薄膜電阻器斷面 所示之製程1中顯示可在調整薄片電阻至± 3或以內前， 刻製基體上之電阻器。製程在調整薄片電阻後，刻製電阻 器之圖案。 本發明方法使積體電路製造者可控制薄膜電阻器薄片 電阻至目標値之嚴密容差內，額外處理花費最少。本發明 可用以控制任何型式之積體電路或基體上之薄膜電阻器之 薄片電阻，此等使用薄膜電阻器於其電路中。 雖此處已顯示及說明本發明之僅一實施例，但精於本 藝之人士容易明瞭用以控制薄膜電阻器之薄片電阻之方法 可改變，而不脫離本發明之範圍。故此，本發明並不限於 此處所示及所述之細節，而是函蓋後附申請專利範圍所包 含之所有改變及修改。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

Claims (1)

1. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 587256 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1 1 · 一種用以控制薄膜電阻器之薄片電阻之方法，包 含： 決定欲沉積於基體上之薄膜電阻器材料之薄片電阻之 所需之最後値， 使用一沉積處理沉積該薄膜電阻器材料於該基體上， 此沉積處理足以達成該沉積薄膜電阻器材料之目標薄片電 阻於第一特定容差內，由該沉積處理來沉積薄膜電阻器材 料，以達成目標薄片電阻，此目標薄片電阻等於所需之最 後値減去該第一特定容差，及‘ 由蝕刻及離子轟擊移去處理的其中之一移去所沉積之 薄膜電阻器材料之表面之小量材料，以提高薄片電阻至在 該移去法之特性之一第二特定容差內之所需之最後値，第 二特定容差小於第一特定容差。 2 ·如申請專利範圍第1項所述之方法，另包含在該. 沉積後，量度該沉積薄膜電阻器材料之薄片電阻，決定該 沉積薄膜電阻器材料之厚度，計算欲移去之該沉積薄膜電 阻器材料之厚度，以提高其薄片電阻至所需最後値，及根 據該移去處理之量度移去率，計算用以執行該移去處理之 時間，以移去該計算厚度。 ， 3 ·如申g靑專利範圍第2項所述之方法，其中決定該 沉積薄膜電阻器材料之厚度是由量度沉積薄膜電阻器材料 達成。 4 ·如申請專利範圍第2項所述之方法，其中決定該 沉積薄膜電阻器材料之厚度是由計算達成，使用該量度之 本紙張尺度適用中國國家樣準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） '~ ~ ---------0^-------訂------Φ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -10- 587256 A8 B8 C8 ___ D8 六、申請專利範圍 2 薄片電阻及有關厚度及薄片電阻之該材料之基準特性。 5 ·如申請專利範圍第1項所述之方法，另包括·· 由基體上之薄膜電阻器材料刻製薄膜電阻器之圖案。 6 ·如申請專利範圍第5項所述之方法，其中該刻製 圖案是在薄片電阻提高至該所需最後値之前完成。 7 ·如申請專利範圍第5項所述之方法，其中該刻製 圖案是在薄片電阻提高至該所需最後値之後完成。 8 ·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中： 沉積處理選自蒸發及濺射沆積所組成之族群。 9 ·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中在自約 1 0秒至數十分鐘之範圍內之時間中，自沉積薄膜電阻器 材料之該表面均勻移去該小量材料。 1 0 ·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中： 該基體爲GaAs或InP積體電路基體。 . 1 1 .如申請專利範圍第1項所述之方法，其中： 該移去步驟包括氬濺射蝕刻。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ’tT 4 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） -11 -