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技術 有機含有材料の2つの層を有する電子装置を製造する方法

出願人 エヌエックスピービーヴィ
発明者 メイヤーペトラスエムマンダースバーソロームエス
出願日 1999年11月2日 (21年0ヶ月経過) 出願番号 2000-584510
公開日 2002年9月17日 (18年2ヶ月経過) 公開番号 2002-530881
状態 拒絶査定
技術分野 エレクトロルミネッセンス光源 電場発光光源(EL) 半導体集積回路装置の内部配線
主要キーワード パークウェイ 順応的 硬質マスク層 含有材 重ダマシーン ガス混合気 頂部層 中間ステップ
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図面 (20)

課題・解決手段

有機含有材料の2つの層を有する電子装置を製造する方法であって、有機含有材料の第1層(3)を基板(1)に付着するステップと、有機含有材料の第1層(3)を無機材料の第1層(4)により被覆するステップと、第1層(4)の無機材料とは異なる無機材料の第2層(5)を付着するステップと、第1開口(7)を有するレジストの第1マスク層を設けるステップと、無機材料の第2層(5)を第1開口(7)の位置において第2層の無機材料が第1層の無機材料に対して選択的にエッチングされるエッチング処理によりエッチングするステップと、レジストの第1マスク層を除去するステップと、第1開口(7)の位置において無機材料の第1層(4)をエッチングするステップと、有機含有材料の第2層(13)を付着するステップと、有機含有材料の第2層(13)を無機材料の第3層(14)で被覆するステップと、第3層(14)の無機材料とは異なる無機材料の第4層(15)を付着するステップと、第2開口(17)を有するレジストの第2マスク層を設けるステップと、無機材料の第4層(15)を第2開口(17)の位置において第4層の無機材料が第3層の無機材料に対して選択的にエッチングされるエッチング処理を用いてエッチングするステップと、レジストの第2マスク層を除去するステップと、第2開口(17)の位置において無機材料の第3層(14)をエッチングするステップと、有機含有材料の第2層(13)を第2開口(17)の位置において且つ有機含有材料の第1層(3)を第1開口(7)の位置において同時にエッチングするステップとを有している。

概要

背景

概要

有機含有材料の2つの層を有する電子装置を製造する方法であって、有機含有材料の第1層(3)を基板(1)に付着するステップと、有機含有材料の第1層(3)を無機材料の第1層(4)により被覆するステップと、第1層(4)の無機材料とは異なる無機材料の第2層(5)を付着するステップと、第1開口(7)を有するレジストの第1マスク層を設けるステップと、無機材料の第2層(5)を第1開口(7)の位置において第2層の無機材料が第1層の無機材料に対して選択的にエッチングされるエッチング処理によりエッチングするステップと、レジストの第1マスク層を除去するステップと、第1開口(7)の位置において無機材料の第1層(4)をエッチングするステップと、有機含有材料の第2層(13)を付着するステップと、有機含有材料の第2層(13)を無機材料の第3層(14)で被覆するステップと、第3層(14)の無機材料とは異なる無機材料の第4層(15)を付着するステップと、第2開口(17)を有するレジストの第2マスク層を設けるステップと、無機材料の第4層(15)を第2開口(17)の位置において第4層の無機材料が第3層の無機材料に対して選択的にエッチングされるエッチング処理を用いてエッチングするステップと、レジストの第2マスク層を除去するステップと、第2開口(17)の位置において無機材料の第3層(14)をエッチングするステップと、有機含有材料の第2層(13)を第2開口(17)の位置において且つ有機含有材料の第1層(3)を第1開口(7)の位置において同時にエッチングするステップとを有している。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
2件
牽制数
1件

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請求項1

有機含有材料の2つの層を有する電子装置を製造する方法であって、該方法が、・有機含有材料の第1層を基板に付着するステップと、・前記有機含有材料の第1層を無機材料の第1層により被覆するステップと、・前記第1層の無機材料とは異なる無機材料の第2層を付着するステップと、・第1開口を有するレジストの第1マスク層を設けるステップと、・前記第1開口の位置において前記無機材料の第2層をエッチングするステップと、・前記第1開口の位置において前記無機材料の第1層をエッチングするステップと、・有機含有材料の第2層を付着するステップと、・前記有機含有材料の第2層を無機材料の第3層で被覆するステップと、・前記第3層の無機材料とは異なる無機材料の第4層を付着するステップと、・第2開口を有するレジストの第2マスク層を設けるステップと、・前記第2開口の位置において前記無機材料の第4層をエッチングするステップと、・前記第2開口の位置において前記無機材料の第3層をエッチングするステップと、・前記第2開口の位置において前記有機含有材料の第2層をエッチングするステップと、を有するような方法において、・前記無機材料の第2層は、該第2層の無機材料が前記第1層の無機材料に対して選択的にエッチングされるようなエッチング処理によりエッチングされ、・前記レジストの第1マスク層は、前記無機材料の第2層をエッチングするステップと前記無機材料の第1層をエッチングするステップとの間において除去され、・前記無機材料の第4層は、該第4層の無機材料が前記第3層の無機材料に対して選択的にエッチングされるようなエッチング処理によりエッチングされ、・前記レジストの第2マスク層は、前記無機材料の第4層をエッチングするステップと前記無機材料の第3層をエッチングするステップとの間において除去され、・前記第2開口の位置において前記有機含有材料の第2層をエッチングするステップと前記第1開口の位置において前記有機含有材料の第1層をエッチングするステップとが、同時に発生する、ことを特徴とする有機含有材料の2つの層を有する電子装置を製造する方法。

請求項2

請求項1に記載の方法において、前記レジストの第1及び第2マスク層が、等方性エッチングにより除去されることを特徴とする方法。

請求項3

請求項1に記載の方法において、低誘電率を有する誘電体材料が前記有機含有材料として使用されることを特徴とする方法。

請求項4

請求項1に記載の方法において、前記無機材料の第3層は、該第3層の無機材料が前記第4層の無機材料に対して選択的にエッチングされるようなエッチング処理によりエッチングされることを特徴とする方法。

請求項5

請求項1に記載の方法において、前記無機材料の第1層は、該第1層の無機材料が前記第2層の無機材料に対して選択的にエッチングされるようなエッチング処理によりエッチングされることを特徴とする方法。

請求項6

請求項1に記載の方法において、前記無機材料の第2層が前記有機含有材料の第2層の付着前に除去されることを特徴とする方法。

請求項7

請求項1に記載の方法において、前記無機材料の第1層が、前記有機含有材料の第1及び第2層よりも大幅に薄く付着されることを特徴とする方法。

請求項8

請求項1に記載の方法において、前記無機材料の第4層が、前記有機含有材料の第2及び第1層のエッチングよりも先に除去されることを特徴とする方法。

請求項9

請求項1又は請求項8に記載の方法において、前記有機含有材料の第1及び第2層のエッチングの間に、各々が前記有機含有材料の第1層に第1副構造を有し、前記有機含有材料の第2層に第2副構造を有するような構造が形成され、前記第1副構造はビアであり、前記第2副構造はビア又はトレンチのいずれかであり、前記第1及び第2副構造は、前記第2副構造上にも重なる導電材料により同時に充填され、前記第2副構造上に重なる前記導電材料が除去されることを特徴とする方法。

請求項10

請求項9に記載の方法において、前記無機材料の第3層か、又は前記無機材料の第4及び第3層の両層かのいずれかが、前記第2副構造上に重なる前記導電材料の除去の後に除去されることを特徴とする方法。

請求項11

請求項10に記載の方法において、前記第2副構造上に重なる前記導電材料と、前記無機材料の第3層か又は前記無機材料の第3及び第4層の両層かのいずれかとが、化学機械的研磨により除去されることを特徴とする方法。

請求項12

請求項1に記載の方法において、前記無機材料の第1層と第3層とが同一の材料で作製され、前記無機材料の第2層と第4層とが同一の材料で作製されることを特徴とする方法。

請求項13

請求項1に記載の方法において、エレクトロルミネセント特性を有する材料が前記有機含有材料として使用されることを特徴とする方法。

0001

本発明は、有機含有材料の2つの層を有する電子装置を製造する方法であって、該方法が、
・有機含有材料の第1層を基板に付着するステップと、
・有機含有材料の上記第1層を無機材料の第1層により被覆するステップと、
・上記第1層の無機材料とは異なる無機材料の第2層を付着するステップと、
・第1開口を有するレジストの第1マスク層を設けるステップと、
・上記第1開口の位置において前記無機材料の第2層をエッチングするステップと、
・上記第1開口の位置において前記無機材料の第1層をエッチングするステップと、
・有機含有材料の第2層を付着するステップと、
・前記有機含有材料の第2層を無機材料の第3層で被覆するステップと、
・前記第3層の無機材料とは異なる無機材料の第4層を付着するステップと、
・第2開口を有するレジストの第2マスク層を設けるステップと、
・上記第2開口の位置において前記無機材料の第4層をエッチングするステップと、
・上記第2開口の位置において前記無機材料の第3層をエッチングするステップと、
・上記第2開口の位置において前記有機含有材料の第2層をエッチングするステップと、
を有するような方法に関する。

0002

斯様な方法は、ヨーロッパ特許出願公開第EP-A-0680085号から既知である。該既知の方法の一実施例においては、半導体装置における3つの金属被覆ベル導体間で電気的接続がなされ、該接続は、各々が2つの隣接する金属被覆レベルを分離する有機含有誘電体材料の2つの層を介してなされている。第1導電層絶縁層上に付着され、次いでパターン化され、これにより第1金属被覆レベルの導体が形成される。次いで、無機物質封止層が上記絶縁層の露出面及び上記第1金属被覆レベルの導体上に順応的に付着される。次いで、例えばパリレン(parylene)等の有機含有誘電体材料の第1層が、上記第1金属被覆レベルの導体間及び導体上に付着される。上記有機含有誘電体材料の第1層には、例えばシリコン酸化物等の無機キャップ層が設けられ、該キャップ層は例えばシリコン窒化物等の無機硬質マスク層により被覆される。開口を持つレジストのマスク層を設けた後、これら開口の位置において上記無機硬質マスク層、上記無機キャップ層及び上記有機含有誘電体材料の第1層を経てビア(via)がエッチング形成される。次いで、無機ビア不動態化層が、上記無機物質封止層、上記有機含有誘電体材料の第1層、上記無機キャップ層及び上記無機硬質マスク層の露出面を被覆するように付着される。第1金属被覆レベルの下側の導体に接触するために、上記無機ビア不動態化層は異方性エッチングにより上記ビアの底部から除去される。このステップの間において、上記無機ビア不動態化層は上記無機硬質マスク層の頂部からも同様に除去される。該無機硬質マスク層は、異方性エッチングの間に上記無機キャップ層のエッチングを防止するために付着される。次ぎに、第2導電層が上記ビアを充填するように付着され、該ビアの底部における上記第1金属被覆レベルの導体との電気的接続を形成する。上記ビアの上側の第2導電層の部分は、次いでパターン化され、これにより第2金属被覆レベルの導体を形成する。更なる無機物質封止層の順応的な付着及び有機含有誘電体材料の第2層の付着で開始して、上記一連の処理ステップが一度繰り返され、これにより、最終的に上記第1金属被覆レベルの導体、第2金属被覆レベルの導体及び第3金属被覆レベルの導体の間の電気的接続がなされ、該接続は導電材料により充填されたビアにより上記有機含有誘電体材料の第1及び第2層を経て成される。

0003

上記既知の方法の欠点は、上記ビアの寸法を制御するのが困難である点にある。

0004

本発明の1つの目的は、有機含有材料の2つの層を有する電子装置を製造する方法であって、上記有機含有材料の層に良好に規定された寸法を持つ構造を作製することを可能にするような方法を提供することにある。

0005

この目的のため、本発明によれば、冒頭で述べたような方法が、
・前記無機材料の第2層が、該第2層の無機材料が前記第1層の無機材料に対して選択的にエッチングされるようなエッチング処理によりエッチングされ、
・前記レジストの第1マスク層が、前記無機材料の第2層をエッチングするステップと前記無機材料の第1層をエッチングするステップとの間において除去され、
・前記無機材料の第4層が、該第4層の無機材料が前記第3層の無機材料に対して選択的にエッチングされるようなエッチング処理によりエッチングされ、
・前記レジストの第2マスク層が、前記無機材料の第4層をエッチングするステップと前記無機材料の第3層をエッチングするステップとの間において除去され、
・前記第2開口の位置において前記有機含有材料の第2層をエッチングするステップと前記第1開口の位置において前記有機含有材料の第1層をエッチングするステップとが、同時に発生する、
ことを特徴としている。

0006

レジストは主に有機材料を含み、レジストを除去するエッチング処理が有機含有材料もエッチング除去してしまうことが分かった。前述した既知の方法の実施例において言及された処理ステップの2つのシーケンスの各々においては、レジストのマスク層がビアの位置を規定するために付着される。該レジストのマスク層の除去の間に、当該ビアが最終的に転写される有機含有材料の層が露出される。従って、上記レジストと有機含有材料とが同時にエッチングされる。このエッチング処理の間において、当該レジストが完全に除去された後に、レジストをエッチングする状態からレジストをエッチングしない状態への遷移が生じる。この遷移は、著しいエッチング条件の変化を生じ、これにより当該エッチング処理の臨界的な寸法制御に悪影響を与える。これも処理ステップの2つのシーケンスを含む本発明による方法においては、有機含有材料の第1層のエッチングは、有機含有材料の第2層がエッチングされるまで延期される。処理ステップの各シーケンスにおいて、有機含有材料の層が付着され、該層には無機材料の底部層が設けられ、該層は無機材料の頂部層及びレジストのマスク層により被覆される。本発明による方法を用いることにより、上記有機含有材料の層は、レジストのマスク層の除去の間に露出されることはない。上記無機材料の頂部層は、該頂部層の無機材料が底部層の無機材料に対して選択的にエッチングされるようなエッチング処理によりエッチングされるので、上記無機材料の底部層は、該無機材料の頂部層のエッチング処理のタイミングが臨界的となることなく、きちんと維持される。結果として、上記レジストのマスク層は、有機含有材料の層に影響を与えることなく除去される。上記レジストのマスク層の除去の後、無機材料の底部層が、無機材料の頂部層をマスクとして用いることによりエッチングされる。最後に、処理ステップの両シーケンスを通過した後、有機含有材料の第2及び第1層が1つのステップでエッチングされる。この最後のエッチングステップの間においては、レジストをエッチングする状態からレジストをエッチングしない状態への遷移は発生しない。従って、前記既知の方法と比較して、本発明による方法は、上記有機含有材料の第1及び第2層にエッチングされる構造の寸法が一層良好に規定される結果となる。

0007

本発明による方法の一実施例は、前記レジストの第1及び第2マスク層が、等方性エッチングにより除去されることを特徴とする。本発明による対策によれば、前記有機含有材料の層は、レジストのマスク層の除去の間に、無機材料の前記底部層により完全に覆われている。結果として、上記レジストのマスク層は、例えば酸素プラズマにおけるような等方性エッチングを用いて、上記有機含有材料の層の如何なるエッチングもなしに除去することができる。レジストが上記等方性エッチングにより非常に信頼性高く除去されるので、本発明による方法の該実施例の歩留まりは非常に高くなり得る。

0008

本発明による方法の一実施例は、低誘電率を有する誘電体材料が前記有機含有材料として使用されることを特徴とする。半導体装置における導体間の容量結合を低減するためには、低誘電率の誘電体材料を使用することが有利である。

0009

本発明による方法の一実施例は、前記無機材料の第3層が、該第3層の無機材料が前記第4層の無機材料に対して選択的にエッチングされるようなエッチング処理によりエッチングされることを特徴とする。この場合、無機材料の第4層は、無機材料の第3層と比較して相対的に薄くすることが可能である。無機材料の下側の第3層のエッチングの際のマスクとしての、無機材料の比較的薄い第4層の付着は、結果として、当該エッチング処理における寸法制御が改善されることになる。更に、無機材料の当該第4層の付着及び後の該層の除去に要する処理時間が短縮される。

0010

本発明による方法の一実施例は、前記無機材料の第1層が、該第1層の無機材料が前記第2層の無機材料に対して選択的にエッチングされるようなエッチング処理によりエッチングされることを特徴とする。この場合、無機材料の第2層は、無機材料の第1層と比較して相対的に薄くすることが可能である。無機材料の下側の第1層のエッチングの際のマスクとしての、無機材料の比較的薄い第2層の付着は、結果として、該エッチング処理における寸法制御が改善されることになる。更に、低誘電率の有機含有材料の第1層及び第2層の間の無機材料の比較的薄い第2層の存在は、全体としての誘電率を、従って半導体装置における導体間の容量結合を大幅に増加させることはない。更に、無機材料の当該第2層の付着及び後の可能性のある該層の除去に要する処理時間が短縮される。

0011

本発明による方法の一実施例は、前記無機材料の第2層が前記有機含有材料の第2層の付着前に除去されることを特徴とする。全体としての誘電率、従って半導体装置における導体間の容量結合を減少させるためには、無機材料の第2層を低誘電率を持つ有機含有材料の第2層を付着させる前に除去するのが有利である。

0012

本発明による方法の一実施例は、前記無機材料の第1層が、前記有機含有材料の第1及び第2層よりも大幅に薄く付着されることを特徴とする。このようにして、無機材料の第1層の、全体としての誘電率、従って半導体装置における導体間の容量結合に対する寄与を、可能な限り小さく維持することができる。

0013

本発明による方法の一実施例は、前記無機材料の第4層が、前記有機含有材料の第2及び第1層のエッチングよりも先に除去されることを特徴とする。無機材料の第4層が、有機含有材料の第2及び第1層に構造が形成される前に除去される場合は、当該構造の底部は、この無機材料の層の除去の間には依然として有機含有材料により覆われている。このようにして、この無機材料の層の除去の間における上記構造の底部の汚染が防止され、これにより、当該構造の底部における接触抵抗がむしろ低くなる。

0014

本発明による方法の一実施例は、前記有機含有材料の第1及び第2層のエッチングの間に、各々が前記有機含有材料の第1層に第1副構造を有し、前記有機含有材料の第2層に第2副構造を有するような構造が形成され、前記第1副構造はビアであり、前記第2副構造はビア又はトレンチのいずれかであり、前記第1及び第2副構造は、前記第2副構造上にも重なる導電材料により同時に充填され、前記第2副構造上に重なる前記導電材料が除去されることを特徴とする。この実施例は、各々がプラグと、導体か又は該プラグ上の他のプラグかのいずれかとの組み合わせを有する導体構造を高密度で形成することができるという利点を有している。上記第1副構造がプラグであり、第2副構造が導体である場合は、本方法は“二重ダマシーン方法”として知られている。2つの重ね合わされたプラグを作製するために適用される当該方法は、“二重ダマシーン方法”の変形であると考えることができる。

0015

本発明による方法の一実施例は、前記無機材料の第3層か、又は前記無機材料の第4及び第3層の両層かのいずれかが、前記第2副構造上に重なる前記導電材料の除去の後に除去されることを特徴とする。上記構造内の導電材料と該構造の底部と間の接触は、上記無機材料の第3層か、又は上記無機材料の第4及び第3層の両層かのいずれかの除去の前に達成されるので、無機材料の上述した層又は複数の層の除去の間における上記構造の底部の汚染は防止される。

0016

本発明による方法の一実施例は、前記第2副構造上に重なる前記導電材料と、前記無機材料の第3層か又は前記無機材料の第3及び第4層の両層かのいずれかとが、化学機械的研磨により除去されることを特徴とする。この場合、上記第2副構造上に重なる導電材料と、上述した無機材料の層又は複数の層との除去には、1つの処理ステップしか必要とされない。更に、有機含有材料は化学機械的研磨の間においては導電性及び無機質の材料よりも大幅に低い率で除去されることが分かった。従って、有機含有材料の第2層は、該化学機械的研磨動作においては停止層として働くことができる。

0017

本発明による方法の一実施例は、前記無機材料の第1層と第3層とが同一の材料で作製され、前記無機材料の第2層と第4層とが同一の材料で作製されることを特徴とする。このようにして、当該電子装置の製造に必要とされる、異なる処理ステップの合計数が低減される。

0018

本発明による方法は、例えばポリ-(2-メトキシ-5-(3,7-ジメチルオクチルオキシ)-1,4-クロロメチルベンゼン{poly-(2-methoxy-5-(3,7-dimethyloctyloxy)-1,4-chloromethylbenzene) 等のエレクトロルミネセント特性を持つ有機含有材料をパターン化するのにも非常に好適である。

0019

本発明の、これら及び他の特徴は、以下に記載する実施例から明らかになるであろうし、これら実施例を参照して解説される。

0020

図1ないし13は、本発明による方法を用いた、有機含有材料の2つの層を有する電子装置の第1実施例の製造における多数の中間ステップ概念的断面図を表している。

0021

図1を参照すると、シリコン酸化物により被覆されたシリコン基板1には、スピンコーティングにより、有機含有材料の第1層3が設けられる。本例では、上記有機含有材料は、米国、ミシガン州、ミッドランドダウケミカルにより販売されている“SILK(C)”なる名称の、低誘電率を持つ材料である。導体2及び12なるパターンが基板1上に存在してもよく、これら導体2及び12は基板1内に形成された半導体装置に接続することができる。SILKの第1有機含有層3は、本例では低温(即ち、摂氏450度未満)でPE-CVDにより又はPVDにより付着されたシリコン酸化物であるような、無機材料の第1層4により被覆される。任意選択的に、上記SILKの第1有機含有層3には、上記シリコン酸化物の第1無機層4が付着される前に、接着層(図示略)が設けられる。上記シリコン酸化物の第1無機層4は、本例では低温(即ち、摂氏450度未満)でPE-CVDにより又はPVDにより付着されたシリコン窒化物であるような、無機材料の第2層5により被覆される。第1無機層4及び第2無機層5の材料は、これら層を互いに選択的にエッチングするために、相違している。最後に、第1開口7を有するレジストの第1マスク層6が、既知の技術を用いて、シリコン窒化物の第2無機層5に付着される。

0022

図2に示す状況は、例えばCH3Fガスを用いた異方性エッチングのような、シリコン窒化物がシリコン酸化物に対して選択的にエッチングされるようなエッチング処理を用いて、シリコン窒化物の第2無機層5を第1開口7の位置においてエッチングした後に得られる。結果として、シリコン窒化物の第2無機層5は局部的に除去することができる一方、シリコン酸化物の第1無機層4は停止層として作用するので、当該エッチング処理のタイミングは、最早、臨界的なものとはならない。このようにして、シリコン酸化物の第1無機層4は、比較的薄く付着させることができる。好ましくは、シリコン酸化物の第1無機層4は、SILKの第1有機含有層3及び後に付着されるべきSILKの第2有機含有層13よりも、かなり薄く付着されるものとする。シリコン酸化物の第1無機層4の厚さは、好ましくは、10nmと50nmとの間の範囲とし、SILKの第1及び第2有機含有層3及び13の合計厚さは、約0.5μmと2μmとの間の範囲とする。

0023

図3を参照すると、レジストの第1マスク層6が、該レジストがシリコン窒化物及びシリコン酸化物に対して選択的にエッチングされる、例えば酸素に基づく化学作用を用いた等方性エッチングのようなエッチング処理により除去される。結果として、レジストの第1マスク層6は、タイミングが臨界的となることなく、除去することができる。何故なら、シリコン酸化物の第1無機層4及びシリコン窒化物の第2無機層5は、殆ど影響を受けないからである。

0024

図4に示す状況は、例えばCO/C4F8ガス混合気を用いた異方性エッチングのような、シリコン酸化物がシリコン窒化物に対して選択的にエッチングされるようなエッチング処理を用いて、シリコン酸化物の第1無機層4を第1開口7の位置においてエッチングした後に得られる。結果として、シリコン酸化物の第1無機層4は局部的に除去することができ、その際、シリコン窒化物の第2無機層5はマスクとして作用する。この場合、シリコン窒化物の第2無機層5は、シリコン酸化物の第1層4に比較して相対的に薄くすることが可能である。しかしながら、シリコン酸化物の第1無機層4をシリコン窒化物の第2無機層5に対して選択的にエッチングする必要はないことに注意すべきである。何故なら、後者の無機層は、前者の無機層のエッチングに耐える程充分に厚い厚さに付着させることができるからである。

0025

図5を参照すると、シリコン窒化物の第2無機層5が、該層がシリコン酸化物の第1無機層4に対して選択的に除去されるような処理、例えば燐酸を用いたエッチングのようなエッチングにより、除去される。結果として、シリコン窒化物の第2無機層5は、タイミングが臨界的となることなく、除去することができる。何故なら、シリコン酸化物の第1無機層4が停止層として作用するからである。

0026

図6に示すように、本例ではSILKであるような有機含有材料の第2層13が、シリコン酸化物の第1無機層4及びSILKの第1有機含有層3の露出面に付着される。該SILKの第2有機含有層13には、次いで、本例ではシリコン酸化物であるような無機材料の第3層14が設けられ、該層は本例ではシリコン窒化物であるような無機材料の第4層15により被覆される。任意選択的に、SILKの第2有機含有層13には、シリコン酸化物の第3無機層14が付着される前に、接着層(図示略)が設けられる。第3無機層14と第4無機層15との材料は、これらの層を互いに選択的にエッチングするために、相違している。SILKの第2有機含有層13、シリコン酸化物の第3無機層14及びシリコン窒化物の第4無機層15を付着させるために使用される方法は、図1を参照して述べたものと同様である。最後に、第2開口17を持つレジストの第2マスク層16が、既知の技術を用いて、シリコン窒化物の第4無機層15に付着される。

0027

図7に示す状況は、例えばCH3Fガスを用いた異方性エッチングのような、シリコン窒化物がシリコン酸化物に対して選択的にエッチングされるようなエッチング処理を用いて、シリコン窒化物の第4無機層15を第2開口17の位置においてエッチングした後に得られる。結果として、シリコン窒化物の第4無機層15は局部的に除去することができる一方、シリコン酸化物の第3無機層14は停止層として作用するので、当該エッチング処理のタイミングは、最早、臨界的なものとはならない。このようにして、シリコン酸化物の第3無機層14は、比較的薄く付着させることができる。

0028

図8を参照すると、レジストの第2マスク層16が、該レジストがシリコン窒化物及びシリコン酸化物に対して選択的にエッチングされる、例えば酸素に基づく化学作用を用いた等方性エッチングのようなエッチング処理により除去される。結果として、レジストの第2マスク層16は、タイミングが臨界的となることなく、除去することができる。何故なら、シリコン酸化物の第3無機層14及びシリコン窒化物の第4無機層15は、殆ど影響を受けないからである。

0029

図9に示す状況は、例えばCO/C4F8ガス混合気を用いた異方性エッチングのような、シリコン酸化物がシリコン窒化物に対して選択的にエッチングされるようなエッチング処理を用いて、シリコン酸化物の第3無機層14を第2開口17の位置においてエッチングした後に得られる。結果として、シリコン酸化物の第3無機層14は局部的に除去することができ、その際、シリコン窒化物の第4無機層15はマスクとして作用する。この場合、シリコン窒化物の第4無機層15は、シリコン酸化物の第3層14に比較して相対的に薄くすることが可能である。しかしながら、シリコン酸化物の第3無機層14をシリコン窒化物の第4無機層15に対して選択的にエッチングする必要はないことに注意すべきである。何故なら、後者の無機層は、前者の無機層のエッチングに耐える程充分に厚い厚さに付着させることができるからである。

0030

図10を参照すると、シリコン窒化物の第4無機層15が、該層がシリコン酸化物の第3無機層14に対して選択的に除去されるような処理、例えば燐酸を用いたエッチングにより、除去される。結果として、シリコン窒化物の第4無機層15は、タイミングが臨界的となることなく、除去することができる。何故なら、シリコン酸化物の第3無機層14が停止層として作用するからである。

0031

図11の状況は、例えばHBr/O2エッチングのような、SILKがシリコン酸化物に対して選択的にエッチングされるようなエッチング処理を用いて、第2開口17の位置においてSILKの第2有機含有層13を及び第1開口7の位置においてSILKの第1有機含有層3を同時にエッチングした後に得られる。このようにして、SILKの第1有機含有層3に第1副構造8を有し、SILKの第2有機含有層13に第2副構造18を有するような構造が形成され、上記第1副構造8はビアであり、第2副構造18はビア又はトレンチのいずれかである。

0032

図12を参照すると、上記第1及び第2の副構造8及び18は、例えばアルミニウム又は銅等の導電材料9により充填され、該導電材料は第2副構造18及びシリコン酸化物の第3無機層14上にも重なる。該導電材料9は電気メッキ、PVD又はCVDにより付着される。

0033

図13に示す状況は、SILKの第2有機含有層13が露出されるまで、上記の上に重なっている導電材料9及びシリコン酸化物の第3無機層14を除去することにより得られる。これは、例えば米国、エルドラド・ヒルズ、ロバート・ジェーマシューズ・パークウェイ5080のキャボットにより販売されているSS-EP-A-5600等のスラリを用いた化学機械的研磨により実行することができる。このようにして、プラグと該プラグ上の導体又は他のプラグのいずれかとの組み合わせを有する導体構造が形成される。上記の第1副構造がプラグであり、第2副構造が導体である場合は、当該方法は“二重ダマシーン方法(dual-damascene process)”として知られている。2つの重ね合わされたプラグを作製するために適用される該方法は、上記“二重ダマシーン方法”の変形例と考えることができる。“ダマシーン方法”の適用は、通常、高密度の導体構造を可能にする。

0034

図14及び15は、本発明による製造方法を使用した、有機含有材料の2つの層を有する電子装置の第2実施例の製造における2つの中間ステップの概念的断面図を表している。この第2実施例においては、シリコン窒化物の第4無機層15は、第1及び第2副構造8及び18が導電材料9により充填される前に削除されることはなく、上記導電材料は第2副構造18及びシリコン窒化物の第4無機層15上にも重なる。

0035

図9の状況から開始して、図14の状況は、例えばHBr/O2又はSO2/O2エッチングのような、SILKがシリコン窒化物に対して選択的にエッチングされるようなエッチング処理を用い、第2開口17の位置においてSILKの第2有機含有層13を、及び第1開口7の位置においてSILKの第1有機含有層3を同時にエッチングした後に得られる。

0036

図15を参照すると、第1及び第2副構造8及び18は、電気メッキ、PVD又はCVDを用いて例えばアルミニウム又は銅等の導電材料9により充填され、該導電材料は第2副構造18及びシリコン窒化物の第4無機層15上にも重なっている。次いで、SILKの第2有機含有層13が露出されるまで、上記の上に重なる導電材料9、シリコン窒化物の第4無機層15及びシリコン酸化物の第3無機層14が除去される。これは、例えば、結果の状況が示された図13を参照して言及されたSS-EP-A-5600等のスラリを用いた化学機械的研磨により実行することができる。

0037

図16ないし21は、本発明による方法を用いた、有機含有材料の2つの層を有する電子装置の第3実施例の製造における多数の中間ステップの概念的断面図を表している。この第3実施例において、シリコン窒化物の第2無機層5はSILKの第2有機含有層13が付着される前に除去されることはない。

0038

図4の状況から開始して、図16の状況は、シリコン窒化物の第2無機層5及びSILKの第1有機含有層3の露出面にSILKの第2有機含有層13を先ず付着した後に得られる。この場合、SILKの第2有機含有層13には、シリコン酸化物の第3無機層14が設けられ、該無機層14はシリコン窒化物の第4無機層15により被覆される。任意選択的に、SILKの第2有機含有層13には、シリコン酸化物の第3無機層14が付着される前に接着層(図示略)が設けられる。第3無機層14と第4無機層15との材料は、これら層を互いに選択的にエッチングするために、相違している。SILKの第2有機含有層13、シリコン酸化物の第3無機層14及びシリコン窒化物の第4無機層15を付着させるために使用される方法は、図1を参照して言及したものと同様である。最後に、第2開口17を持つレジストの第2マスク層16が、既知の技術を用いてシリコン窒化物の第4無機層15に付着される。

0039

図17を参照すると、先ずシリコン窒化物の第4無機層15が、例えばCH3Fガスを用いた異方性エッチングのような、シリコン窒化物がシリコン酸化物に対して選択的にエッチングされるようなエッチング処理を用いて第2開口17の位置でエッチングされる。結果として、シリコン窒化物の第4無機層15は局部的に除去することができ、その際にシリコン酸化物の第3無機層14は停止層として働くので、該エッチング処理のタイミングは、最早、臨界的なものではない。このようにして、シリコン酸化物の第3無機層14は比較的に薄く付着させることができる。次いで、レジストの第2マスク層16が、例えば酸素に基づく化学作用を用いた等方性エッチングのような、上記レジストがシリコン窒化物及びシリコン酸化物に対して選択的にエッチングされるエッチング処理において除去される。結果として、レジストの第2マスク層16は、タイミングが臨界的になることなく、除去することができる。何故なら、シリコン酸化物の第3無機層14及びシリコン窒化物の第4無機層15は殆ど影響を受けないからである。最後に、シリコン酸化物の第3無機層14が、例えばCO/C4F8ガス混合気を用いた異方性エッチングのような、シリコン酸化物がシリコン窒化物に対して選択的にエッチングされるエッチング処理を用いて、第2開口17の位置でエッチングされる。結果として、シリコン酸化物の第3無機層14は局部的に除去され、その際にシリコン窒化物の第4無機層15はマスクとして働く。この場合、シリコン窒化物の第4無機層15は、シリコン酸化物の第3無機層14に較べて相対的に薄くすることができる。しかしながら、シリコン酸化物の第3無機層14をシリコン窒化物の第4無機層15に対して選択的にエッチングする必要はないことに注意すべきである。何故なら、後者の無機層は、前者の無機層のエッチングに耐える程充分に厚い厚さに付着させることができるからである。

0040

図18を参照すると、シリコン窒化物の第4無機層15が、該層がシリコン酸化物の第3無機層14に対して選択的に除去されるような処理、例えば燐酸を用いたエッチングにより、除去される。結果として、シリコン窒化物の第4無機層15は、タイミングが臨界的となることなく、除去することができる。何故なら、シリコン酸化物の第3無機層14が停止層として作用するからである。

0041

図19の状況は、例えばHBr/O2エッチングのような、SILKがシリコン酸化物に対して選択的にエッチングされるようなエッチング処理を用いて、第2開口17の位置においてSILKの第2有機含有層13を及び第1開口7の位置においてSILKの第1有機含有層3を同時にエッチングした後に得られる。

0042

図20を参照すると、第1及び第2の副構造8及び18は、例えばアルミニウム又は銅等の導電材料9により充填され、該導電材料は上記第2副構造18及びシリコン酸化物の第3無機層14上にも重なっている。該導電材料9は電気メッキ、PVD又はCVDにより付着される。

0043

図21に示す状況は、SILKの第2有機含有層13が露出されるまで、上記の上に重なっている導電材料9及びシリコン酸化物の第3無機層14を、例えばSS-EP-A-5600のようなスラリを用いた化学機械的研磨により除去した後に得られる。

0044

図22及び23は、本発明による方法を用いた、有機含有材料の2つの層を有する電子装置の第4実施例の製造における2つの中間ステップの概念的断面を表している。この第4実施例において、シリコン窒化物の第2無機層5はSILKの第2有機含有層13を付着させる前には除去されておらず、シリコン窒化物の第4無機層15は第1及び第2副構造8及び18が導電材料9により充填され、該導電材料が上記第2副構造18及びシリコン窒化物の第4無機層15上に重なる前には除去されていない。

0045

図17に示す状況から開始して、図22に示す状況は、例えばHBr/O2又はSO2/O2エッチング等の、SILKがシリコン窒化物に対して選択的にエッチングされるようなエッチング処理を用いて、SILKの第2有機含有層13を第2開口17の位置において、及びSILKの第1有機含有層3を第1開口7の位置において同時にエッチングした後に得られる。

0046

図23を参照すると、第1及び第2の副構造8及び18は、電気メッキ、PVD又はCVDを用いて、例えばアルミニウム又は銅等の導電材料9により充填され、該導電材料は上記第2副構造18及びシリコン窒化物の第4無機層15上にも重なる。次いで、上記の上に重なっている導電材料9、シリコン窒化物の第4無機層15及びシリコン酸化物の第3無機層14が、例えばSS-EP-A-5600のようなスラリを用いた化学機械的研磨により、SILKの第2有機含有層13が露出されるまで除去される。結果としての状況は、図21に示されている。

0047

尚、本発明は、上述した実施例に限定されるものではないことに注意されたい。例えば、無機材料の第3層、又は無機材料の第4及び第3層の両層は、前記の上に重なる導電材料の除去の後に、除去する代わりに維持することもできる。更に、前記レジストは、フォトレジスト、eビームレジスト又はx線レジストとすることができる。SILK(C)に加えて、パリレン(Parylene(C))又はテフロン登録商標)(C)型材料のような他の有機含有材料も、本発明による方法に
より構造化することができる。線内及び線間容量を調整するために、有機含有材
料の第1及び第2層に対して、異なる材料を使用することができる。誘電体有機
含有材料をパターン化する他に、本方法は、例えばポリ-(2-メトキシ-5-(3,7-ジ
メチルオクチルオキシ)-1,4-クロロメチルベンゼン{poly-(2-methoxy-5-(3,7-d
imethyloctyloxy)-1,4-chloromethylbenzene) 等のエレクトロルミネセント特性
を持つ有機含有材料をパターン化するのにも非常に好適である。

0048

上述した実施例においては、シリコン酸化物が無機材料の第1及び第3層の両方に使用される一方、シリコン窒化物が無機材料の第2及び第4層の両方に使用されている。しかしながら、材料の同一の組み合わせが、無機材料の第1及び第2層と、無機材料の第3及び第4層との両方に使用される必要はない。以下に解説するように、多数の組み合わせが可能である。無機材料の第3及び第4層に関しては、付着された前記有機含有材料の安定温度(典型的には、摂氏400度から450度の範囲である)より低い温度で付着することができる限り、共に絶縁体半導体及び金属を使用することができる。下記に示す表の上側部分は、これらの層に対して使用されるべき材料の対を、これら材料をエッチングするための適切な処理と共に掲載している。無機材料の第1及び第2層に関しては、状況は異なる。無機材料の第1層に対しては、絶縁体のみが適用可能である。何故なら、この層は有機含有材料の第2層を付着させる前に除去されることはないからである。無機材料の第2層に使用されるべき材料の型は、この層が有機含有材料の第2層を付着させる前に除去されるか否かに依存する。該層が除去される状況では、共に絶縁体、金属及び半導体を使用することができるが、該層が除去されない場合は絶縁体のみが適用可能である。同じ表の下側の部分は、無機材料の第1及び第2層に使用されるべき材料の対を、無機材料の第2層が有機含有材料の第2層が付着される前に除去される状況に対しての適切なエッチング処理と共に掲載している。付着された上記有機含有材料の安定温度(典型的には、摂氏400度から450度の範囲である)より低い温度で付着することが可能な材料が選択されるべきであることに注意されたい。

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