JPS6324640A - 耐熱金属を付着させる方法およびその装置 - Google Patents

耐熱金属を付着させる方法およびその装置

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JPS6324640A
JPS6324640A JP62134814A JP13481487A JPS6324640A JP S6324640 A JPS6324640 A JP S6324640A JP 62134814 A JP62134814 A JP 62134814A JP 13481487 A JP13481487 A JP 13481487A JP S6324640 A JPS6324640 A JP S6324640A
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pattern
laser
refractory metal
reaction
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JP62134814A
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ジェリー・ジー・ブラック
ダニエル・ジェイ・イアーリッチ
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Massachusetts Institute of Technology
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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】 半導体集積回路の製造の際、半導体材料の層上または層
内に形成される回路部品間の相互接続の抵抗が小さいこ
とは欠くことができないことである。一般に、そのよう
な相互接続は、よく知られている写真平板マスキング、
エツチングおよび金属蒸着法を用いる微細回路製造プロ
セスの一つの工程としてつくられる。過去数年間、レー
ザービームの局部エネルギー刺激による相互接続の直接
的な書き込みが、活発な研究分野となってきた。
そのような方法は、欠陥の修理または既存の集積回路の
変更に極めて有用であって、従来の写真平板の必要性お
よびこれに伴う複雑性が回避される。
最も広く用いられる直接書き込み法は、シランか１゛）
のポリシリコンの熱分解１・１１１１て；ｌ’）　、＋
　ｌこ。シランガスをジボランのような材料に大量にド
ープすると、適度に導電性の相互接続（精々５００ミク
ロオーム−ｃｍ）が付着される。このシステムはＣＭＯ
Ｓゲートアレー回路（Ｅｈｒｌｉｃｈ等、１９ｇ２（１
））および他の電子デバイスの修理または変更に用いら
れてきた。
金属を直接付着するための多くの実験的解決策はこの間
試みられてきた。たいていのそのような解決策は、化学
的または光学的な限界のために非常にゆっくりしたもの
であったり、あるいは外国産のまたは毒性の高い材料を
使用する必要があった。実際には各々の場合において、
書き込み速度および／または相互接続材料の全体の厚み
は、技術的にＧ用な値よりかなり下である。ポリシリコ
ン相互接続の場合、速度および厚みは適切であるが、導
電度が金属のものより２０低い（２ｄｅｃａｄｅｓｂｃ
ｌｏｗ）。
タングステンおよびタングステン珪化物は、それらの珪
素に対する接触抵抗が低く、電子移動に対する感受性が
小さくそして導電度が高い（各々６および７０ミクロオ
ーム−ｃｍ）　　　ため、超大規模集積（ＶＬＳＩ）相
互接続材料としてますます注口を浴びている。
広範囲なコーティングに対しては、数年の間、タングス
テンおよびその珪化物の層を形成するために化学蒸着法
、（ＣＶＤ）が持ちいられてきた〔たとえば、Ｓｈａｗ
およびＡｍ１ｃｋ　（１９７０）参照〕（４）成長速度
は通常１００　ｎｍ／分（またはおおよそ６ミクロメ一
ター／時）の範囲内である。これらの材料を任意の直接
書き込み領域に持ち込む様々な試みが発表されてきた。
ＢｅｒｇおよびＭａｔｔｏｘ（１９７３）　（５）は赤
外線レーザーおよびＷＦ６／Ｈ２ガス混合物を用いてタ
ングステンを付着させた。この場合、厚みは１００　ｎ
ｍに限定され、レーザー出力および生じる局所的加熱は
極めて高かった。さらに、高温のファーネスアニーリン
グの後にレーザーによる付着が行なわれなければ、すぐ
れた金属導電性が一貫して得られなかった。Ｄｅｕｔｓ
ｅｈ　＆　Ｒａｔｈｍａｎ（１９８４）　　　は従来の
ＣＶＤタングステンおよびこの材料の紫外線−レーザー
強化付着の比較を行なった。これらの場合、レーザーは
幅の広い固定スポットモードで用い、そしてまた抵抗の
小さい材料を得るために高温が必要であった。成長速度
および／厚みは、に記のものと非常に似ていた。
さらに最近では、露出シリコン上のタングステンクラッ
ドをやめて、裏面の材料たどえ゛ばＳｉＯに影響を及ぼ
さずに、ＷＦ６が固体シリコン（６〜８）を還元する、
興味深い反応を用いることがさかんになってきた。これ
は、ＷＦ６のシリコン還元によってシリコン上にタング
ステンを形成する選択的付着反応である： ３Ｓｉ　＋２ＷＦ６＝３Ｓｉ　Ｆ４＋２Ｗこの方法は、
シリコンデバイスにたびたび使用されるポリシリコン相
互接続の導電性の改良に用いるために、ＣＴｓａｏ　＆
　Ｂｕｓｔａ　（１９８４）　　　）および他の多くで
広範囲に研究されてきた。
１１ｃｒｍａｎ等（１９８４）　　　およびＬｉｕ等（
１９８５）（３ａ）（３ｂ） はこの反応をバルクシリコン上へのタングステンコーテ
ィングの直接書き込みに用いたが、厚みは１００　ｎｍ
に限定され、そしてたいていの回路への応用には、回路
デバイスのショートを防止するために、シリコン基板と
相互接続金属との間に電気絶縁が必要である。
従って、研究者等の上記の大きな努力にもかかわらず、
速い直線書き込み速度にてそして基板の損傷を避けるの
に十分に低い温度にて、すぐれた接着性を有する、抵抗
の小さい耐熱金属パターンを基板」二へ付着する満足な
方法は報告されていない。
本発明は一般に、反応チャンバー内の基板上に、なじめ
決められた低い抵抗の耐熱金属または耐熱金属珪化物を
付着するための、接触耐熱金属法に関する。耐熱金属は
タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）またはチタン
（Ｔ　ｉ）である。耐熱金属の流動ガス状弗化物または
塩化物化合物およびシリコン合釘ガス、たとえばシラン
（Ｓ　ｉＨ４）、ジシラン（Ｓ１２Ｈ６）またはジクロ
ロシラン（Ｓｉ　ＣΩ２Ｈ２）を反応チャンバーへ導入
する。
レーザービームからの光子エネルギーを、所望の金属パ
ターンを書き込む路にそった基板を横切りて走査する。
レーザービームからのエネルギーは、二つの反応体ガス
間の反応を開始しそして局在化しそして反応を導（のに
十分なものであり、−方Ｓｉ化合物は反応を維持する触
媒となり、レーザービームの路に添って耐熱金属を付着
させる。
厚みが２００　ｎｍより上の付着に対しては、不活性な
応力除去材料、たとえばポリイミド、の適当な基板表面
を基板上に施して、耐熱金属の接着を確実によくする。
最適な性能をもたらすための適した反応体の比、ガス容
量およびレーザー走査速度の範囲は、図面と関連して詳
しく説明する。この説明において、好ましい耐熱金属ガ
ス状（ＲＭＧ）化合物はＷＦ６でありＳｉ化合物はシラ
ンであり、以後たいていの我々の実験はこれらの材料で
行なった。
しかしながら、本方法は、シラン／六弗化モリブデンま
たはシラン／四塩化チタン混合物のような化学的類似物
にまで及ぶものである。前者から得た実験結果は、本発
明のシラン活性化二成分反応の特徴であるすばやい速度
でのレーザー熱分解による直接付着となった。考えられ
る他の似たものには、Ｓｉ含有反応体ガスの代わりに、
ｃｅ含有ガス状化合物、たとえばＧｅＨ４、またはＧｅ
ＣΩ２Ｈ２を使用するものが含まれる。
第１（Ａ−Ｄ）図は、金属パターンの書き込み（ＩＡ）
または既存のパターンの修理（ＩＢ−Ｃ）に、本発明の
方法をどのようにして用いることができるかを示す、半
導体回路の横断面図である。
ある。
第２図は、三つの異なる走査速度における、付着パター
ンの抵抗率対反応体の比（ＷＦ６／ＳｉＨ４）のプロッ
トである。
第３図は、三つの異なる走査速度における、付着パター
ンの横断面積反応体の比（ＷＦ６／５ｉＨ４）のプロッ
トである。
第４図は、反応体の定まった比（３：１）に対する、付
着パターンの横断面積対レーザー出力のプロットである
。
第５図は、定ま、ったガス流速での三つの希釈値に対す
る、抵抗率対反応体比のプロットである。
本発明で用いる反応体のレーザー誘導ＣＶＤ熱分解を行
なうための装置は、先の直接書き込みにおけるレーザー
の使用で記載したものと同様なものである。（Ｄ　、　
Ｊ　、　　Ｅｈｒｌｉｃｈ等、“ＬａｓｅｒＭｉｅｒｏ
ｐｈｏｔｏ　Ｃｈｃｍｌｓｔｒｙ　）’ｏｒ　Ｕｓｅ　
Ｉｎ　５ｏｌｉｄ−３ｔａｔｅＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ
　　’　　、　　ＩＥＥピ　Ｊ、　　Ｑｕａｎｔｕｍ　
　ＥｌｅｃｔｏｒｏｎｉｃＱＥ−１６ｐ、１２２３．１
９８０参照）。速い流れのＳｉＨ４／ＷＦ６混合物を、
不活性ガス（アルゴン）緩衝剤と共に、基板を準備した
反応チャンバーたとえば蒸着セルへ入れて行なう実験に
、４８８ナノメーターアルゴンイオンレーザ−を用いた
。基板付着表面は、光を透過する窓を通して反応チャン
バーに入る、焦点を合わせたアルゴンイオンレーザ−ビ
ームに、垂直に配置する。反応体ガス流は焦点を合わせ
たビームを通過する。レーザービームは空間に固定し、
そして基板およびチャンバーを所望の付着パターンの路
におけるビームに関して正確に動かす。ガス流は電子制
御し、そして十分な排気希釈および連続真空オイルフィ
ルターを用いて、爆発反応をなくす。一般に、圧力は３
８０トル程度に維持し、ガス流は０．４ｓｅｃｍ　Ｓｉ
　Ｈ４゜１　ｓｅｃｍＷ　Ｆ　６およびｌＯ１０５ｃア
ルゴン程度に保つ。
ある条件下で、ＳＩＨおよび流動ＷＦ６不活性ガス混合
物を使う我々の初期の実験では、付着層、または少なく
ともそれらの端は見たところ金属質であった。これらの
光沢あるフィルムは、非常に速い速度（２０ミリ秒に１
ミクロメーター）で付着された主付着層とは異なり、非
常に薄く、古くからのレーザーＣＡＤのものと似ていた
。また、このプロセスを開始するのに必要なレーザー出
力は、同様な基板上のポリシリコン付着に必要なレーザ
ー出力より１０下（ａ　ｄｅｃａｄｅ　ｂｅｌｏｗ）で
あった。実験材料の主な欠陥は、基板への接着でありた
。弗素または熱分解の結果束じる弗素はシリコン酸化物
およびシリコン窒化物基板を攻撃する。
これらの材料はまた、本方法で用いる低いレーザー出力
、すなわち約４０ｍＷ、で受ける低下した表面温度（約
１７５℃）において、わずかな弾性を有する。
従って我々は、この比較的低い温度で必要な応力除去特
性を６し、そしてなお反応で生じる揮発性弗素または弗
化物からの攻撃による劣化に耐えるに十分に不活性であ
る材料を調べた。一連の実験で、我々はＳｉＯ，Ｓｉ３
Ｎ４および種々の−６機ポリマーフィルムをこれらの目
的に使用することについて調べた。ポリマーフィルムが
、応力除去および不活性に対して有利な素質を有するこ
とはよく知られていたが、これらのフィルムを空気中ま
たは真空中でレーザー照射すると、付着を開始するのに
必要なレーザー出力レベルよりずっと下のレベルで、使
用の範囲を超えて劣化した。
それにもかかわらず、我々は、ＷＦ６／Ｓｉ　Ｈ４の環
境下で照射すると、これらの材料のうちのある種類、す
なわちポリイミドフィルム、が応力除去および基板の化
学攻撃からの保護のための中間誘電層としてすぐれた使
用効果を持つことを見出した。明らかに、タングステン
付着反応それ自体および同時に生じる副反応は、この使
用を可能にするのに十分に高いレーザー出力でのこれら
のポリイミドフィルムの劣化を妨げる。
このポリイミド材料は、フォトレジストを基板へ施す方
法と同じ様に、スピン−オンまたはベークしうる。これ
はその使用の容易性および化学的耐久性によって、シリ
コンおよびＧａ　Ａｓデバイス加工にしだいに使われて
きた。タングステンのこの材料上へのレーザー直接書き
込みは極めてうまく行き、そして数ケ月間我々の実験室
で繰返し行なって、全て再現性のある結果を得た。ポリ
イミドの弾性は、タングステンと下にある基板との間の
固Ｇの応力を補い、そして弗化物の攻撃から基板を保護
する。付着を行なうのに要する低いレーザー出力（２０
ｍＷ〜５００　ｍＷ）はポリイミドを損わない。我々は
温度バイアス実験によって、反応の開始温度は１７５〜
２２５℃であり、そしてポリイミドは４７５℃で分解し
始めることを測定した。
シリコンからＧ　ａ　Ａ　ｓ　ｓガラスそしてキャスト
エポキシにまで変えた基板は、新しい方法を用いて首尾
よく金属化された。ポリイミドを使用することによって
また、マルチ−レベル相互接続ができる。
第１Ａ図に示すように、デバイス１０は、ポリイミド層
１４が上に形成されている基板１２からできている。基
板は、相互接続に必要な周知の集積回路材料、たとえば
ＧａＡｓ、Ｓｉでよく、ガラスまたはエポキシでもよい
。バイアホール（ｖｉａ　ｂｏｌｅ）　２４はポリイミ
ド１４を通って形成され、基板１２内の金属接触部２８
と接続する。第一のタングステン層パターン１６は、上
記の方法に従って、ポリイミド上に直接書き込まれ；そ
してバイアホール２４はタングステン接続部２８でパタ
ーン１６までふさがれる。次に、パターン１６は第二の
ポリイミド層１８で上塗りされ、第二金属層パターン２
０は本発明に従ってレーザー書き込みされる。層２０は
電気的接触なしに第一の金属を横切るかあるいはレーザ
ーアブレイテッドバイアホール２２を通って第一の金属
と接続する。このような二つのレベルの相互接続は全て
の集積回路に欠くことができないものであるが、設計に
例外的な規定がなければ、たいていの普通の複雑さのも
のは、ただ一つの金属層の使用でよい。
第１（Ｂ−Ｄ）図に示すように、周知の従来法に従って
つくった欠陥のあるデバイス３０は、本発明の方法に従
って修理しうる。デバイス３０は、たとえば、ｐ／ｎダ
イオード３３が基板２６上に周知の方法で、たとえばダ
イオードを限定するために写真平版を使うｐおよびｎド
ープシリコンの拡散によって、形成される集積回路より
なる。金属接点３５ａ、ｂは各々ｐおよびｎダイオード
部材上に取付け；そしてＳｉＯまたは５１３Ｎの保護層
３８は相互接続金属パターン３６上に従来の方法で形成
する。
しかしながら、相互接続パターンの一つは欠陥があるか
または欠けると仮定する。この欠陥はＳｉＯ２層３８（
第１Ｃ図）上にポリイミドフィルム４０を形成し、次い
で接続を行なう回路部分にバイアホール４２を開くこと
によって修理することができる；たとえば一つのダイオ
ード３０ａのｎ−接点および他のダイオード３０ｂのｐ
−接点。次に、第１ｄ図では、所望の金属タングステン
パターン５０を本方法に従って書き込み、バイアホール
４２をふさぎそして二つの接点を相互接続する。次に、
任意に、封入コーティング５２をパターン５０上に施し
てもよい。あるいは、以下に記載のように、パターン５
０は、ＷＦ６対ＳｉＨ４の比を変えることによって抵抗
性にして、部材間の精密抵抗体にしうる。
直接レーザー誘導書き込み法に最適な作業パラメーター
を決定するために、特定のパラメーターを制御して変化
させた。
最も重要なパラメーターはＷ　Ｆ　ｅ　／　Ｓ　ｉＨ４
比　　　　−である。第２図は、Ｗ／Ｓｉ比に対してプ
ロットした体積抵抗率（ミクロオーム−ｃｍ）をボす。
さ　　゛らに加えるパラメーターとして、書き込み速度
を２５μｍ／秒（曲線“○”）から５０μｍ／秒（曲線
“十″）へそして１００μｍ／秒（曲線“Δ”）へ変え
る。これらの実験におけるレーザー出力はまた速度増加
にほぼ比例させて強めて、付着を実験間で一致させ続け
る。この曲線で注目すべきことは、抵抗率とＷ／Ｓｉ比
との間の逆の放物線関係である。さらに、作業速度と共
に体積導電率の著しい改良が見られる。速度が速くなる
につれて、試料は鏡面金属のようになり、一方速度が低
下するにつれて、それらは黒ずみ、少し粗い面の状態と
なる。
付着する材料の曾を決定する速度／組成のルールを突き
とめるために、第２図におけるデータを第３図で再びプ
ロットする。第３図から、付着したラインの横断面積は
、一定のＷ／Ｓｉ比に対して、走査速度と共に本質的に
変化しないことがわかり、その結果、材料固有の性質は
付着層の大きさに直接関係しないということが結論づけ
られる。
第４図は、決まったＷ／Ｓｉ比（約５：１）および決ま
ったレーザー走査速度（５０ミクロメ一ター／秒）での
プロットである。付着層の得られた横断面積はレーザー
出力に関して直線で示される。実験装置の光学効率は約
２５％であることに注口し、それ故このライン上の最大
出力は約３００ミリワツトである。実際に各々の場合に
おいて、作業寛容度は著しく大きい；２０％の速度また
は出力変動は一般に問題はなく、そして試料またはビー
ム走査に過度に正確な速度調整を必要としない。
これは付着反応の自己推進性の結果である。
ガス混合物の全体的な“濃度“は重要なパラメーターで
はない。第５図は前のような抵抗率対Ｗ／Ｓｉ比を示し
、ラインは活性／緩衝ガスにおける三つのファクターの
範囲にわたっている。有意な効果はこの範囲では見られ
ない。極めて高い緩衝ガスレベルでは、反応は抑制され
、そして非常に低いレベルでは、自然反応（爆発）の危
険性が高い。我々は１０：１の緩衝／活性ガス表示比が
最適であることを見出した。
作業条件を操作することによって、体積抵抗率が２５ミ
クロオーム−ｃｍまでのタングステン付着層を得た。こ
れは薄膜タングステンの通常の値の約２倍である。我々
はまた、Ｓｉの量を増加する（ＷＦ　　対ＳｉＨ４の比
を下げる）ことによって状態を調整して、１００ミクロ
オーム−ｃｍよりずつと［−の抵抗率を得、抵抗体のポ
リイミド上への直接付着を可能にした。我々の結果の全
ては、さらにアニーリングを行なうことなく得られるこ
とに注目すべきである。
前に記載の六弗化タングステン／シランレーザー誘導反
応と同様の方法で、シランおよび適当な金属ハロゲン化
物の混合物を用いることによってモリブデンおよびチタ
ンを付着させる実験を行なった。
１　ｓｅｃｍ　（標準立方センチメーター７分）のＭｏ
Ｆ　　　０．４ｓｅｃｍのＳｉＨ４およびｌＯ１０５ｃ
の６ゝ Ａｒよりなる流動ガス混合物を３８０トル絶対圧で用い
て、不透明な付着層をポリイミド被覆シリコン試料上に
形成した。
同様に、ＴＩＣΩ　およびＳｉＨ４を用いる実験を行な
った。３７５トルの全圧で、５　ｓｅｃｍのＡｒを、そ
の蒸気を反応セルへ運ぶために、ＴｘＣ，Ｑ４で満たさ
れたバブラーバイアルへ通した。５　ｓｅｃｍのＡｒお
よび０．５ｓｅｃｍのＳｉＨ４をさらに混入させた。基
板上へ４８８ｎ［ＩＩレーザーを照射することによって
不透明な付着層が形成された。
さらに、エキシマ−レーザー照射（Ａｒ　Ｆ　、　波長
＝１９３ｎｉ）、並びに類似のＴｉおよびＭＯ大実験、
ＷＦ　／ＳｉＨ４付着環境下で用いた。５０ヘルツのパ
ルス繰返し速度で、平均出力を、上記の可視（アルゴン
）レーザーに使用するものと同じ程度の範囲に調整した
。全ての反射オプチツクスを備えた顕微鏡装置で、焦点
を合わせたスポットを」―記のように走査した。付着反
応は、同一の圧力および組成ガス流で、！−記とほとん
ど同じ方法で行なった。
混成回路を直接書き込みタングステン相互接続のために
製造した。活性面が支持体の上面と同一平面（フラッシ
ュ）であるように、個々の部品を適当な支持体に取付け
た。支持体は、写真平板で限定腐食した孔を有するシリ
コンウェファ−であり、これらの孔の中へ部品を置き、
次に部品をはり付けるために並びにタングステン付着プ
ロセス用の保護コーティングとするために、ポリイミド
で被覆する。あるいは、我々は、部品を一体式にエポキ
シまたはアルミナを満たしたエポキシの平板にキャスト
し、その後通常の上塗りをする方法を用いた。所望の接
触部または結合パッドは、写真平板であるいはエキシマ
−レーザー照射を使うことによって、ポリイミドを取除
き、接触部上のポリイミドを直接除く。次いで相互接続
を上記のように進める。
本発明の好ましい具体例の説明を終える。当業技術者は
、本発明の精神および範囲を逸脱することなく、これら
を変更することができるであろう。
たとえば、ある集積回路は現在ポリイミド層を用いてお
り、従って、本発明の方法は、特殊な基板を製造するこ
となく、そのような回路の欠陥を修理するのに直接用い
うる。基板は、別々に製造され、そしてガラス、半導体
、セラミック、エポキシまたは他の適した電気絶縁材料
でできた支持体に接着した、多くの混成回路またはチッ
プからなる。
従って、本発明は特許請求の範囲で規定されたちの以外
は限定されない。
（１）　　Ｄ、　　Ｊ、　Ｅｈｒｌｌｃｈ、　　Ｊ、　
　Ｙ、　Ｔｓａｏ、　　Ｄ、　　Ｊ。
Ｓｉｌｖｅｒｓｍｉｔｈ、　Ｊ、　Ｈ，Ｃ，５ｅｄｌａ
ｃｅｋ、　Ｒ，Ｗ。
ＭｏｕｎｔａｉｎおよびＷ、　Ｓ、　Ｇｒａｂｅｒ、　
　“Ｄｉｒｅｃｔ　−Ｗｒｉｔｅ　Ｍｃｔａｌｌｉｚａ
ｔｉｏｎ　ｏｆ　５ｉｌｉｃｏｎ　ＭＯ３ＦＥＴｓＬｏ
ｓｉｎｇ　　Ｌａ５ｅｒ　　Ｐｈｏｔｏｄｃｐｏｓｉｔ
ｉｏｎ　＝　　、ＩＥＥＥＥｌｅｃｔｒｏｎ　Ｄａｖｉ
ｃａ　Ｌｃｔｔ、、第ＥＤＬ−５巻、第３２頁、　１９
８４年。
（２）　　Ｓ、　５ａｃｈｄｃｖおよびＲ，Ｃａ５ｔｅ
ｌｌａｎｏ。
“ＣＶＤ　　ｌ”ｕｎｇｓｔｃｎ　　ａｎｄ　　Ｔｕｎ
ｇｓｔｅｎ　　５ｌｌｉｃｉｄｃ　　ｆ’ｏｒＶＳＬＩ
　　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ’　　、Ｓｅｍ１ｃｏｎｄ
ｕｃｔｏｒＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　、　　第８巻
、第３０６頁、　１９８５年。
（３）　　ａ）　Ｙ、　　Ｓ、　　Ｌｉｕ、　　Ｃ，Ｐ
、　　Ｙａｋｙｍｙｓｈｙｎ、　　Ｉｌ、　　Ｒ。
Ｐｈ１ｌｌｉｐｐ、　Ｉｌ、　Ｓ、　Ｃｏ１ｅおよびり
、　Ｍ。
Ｌｅｖｉｎｓｏｎ、　　Ｌａ５ｅｒ−Ｉｎｄｕｃｅｄ　
５ｅｌｅｃｔｉｖｅＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｔｕ
ｎｇｓｔｅｎ　ｏｎ　５ｉｌｉｃｏｎ　”　　。
Ｊ、　Ｖａｅ、　Ｓｅｔ、　Ｔｃｃｈｎｏｌ、、　　第
８３巻、第１４４１頁、　１９８５年。
ｂ）Ｊ、Ｐ、Ｉｌｃｒｍａｎ、Ｂ、Ｍ、ＭｃＷｌｌｌｉ
ａｍｓ。
Ｆ、　Ｍｉｔｌｉｔｓｋｙ、　Ｉｆ、　Ｗ、　Ｃｈｉｎ
、　Ｒ，Ａ、　１ｌｙｄｃおよびり、　Ｌ、　Ｗｏｏｄ
、　　”Ｗａｆｅｒ−８ｃａｌｅ　ＬａｓｅｒＰａｎｔ
ｏｇｒａｐｈｙ　　：　　Ｐｈｙｓｉｃｓ　　ｏｆ　　
ＤｉｒｅｃｔＬａｓｅｒ　　−１（ｒｉｔｉｎｇ　　Ｍ
ｉｃｒｏｎ　　−ＤｉｍｅｎｓｉｏｎＴｒａｎｓｉｓｔ
ｏｒｓ　　”　　、Ｌａ５ｅｒ　　−Ｃｏｎｔｒｏｌｌ
ｅｄＣｈｅｍｉｃａｌ　　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　　ｏ
ｆ　　５ｕｒｆａｃｅｓ。
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ｈおよびＩｆ、　Ｒ，５ｃｈｌｏｓｓｂｅｒｔ、　　発
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（４）　　Ｊ、　Ｍ、　ＳｈａｗおよびＪ、　Ａ、　Ａ
ｍ１ｃｋ、“ＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｅｄ　Ｔｕｎｇ
ｓｔｅｎ　ａｓ　ａ　Ｍｅｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎａｎ
ｄ　Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　Ｍａｔｅｒｉａ
ｌ　ｆｏｒ　５ｉｌｉｃｏｎＤｅｖｉｃｅｓ　”　、　
ＲＣＡ　Ｒｅｖｉｅｗ、第３１巻、第３０６頁、　１９
７０年。
（５）　Ｒ，Ｓ、　Ｂｅｒｇおよびり、　Ｍ、　Ｍａｔ
ｔｏｘ。
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ｌｓ　ｂｙ　Ｌａ５１３ｒ−Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ　Ｃ
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（６）　　Ｋ、　Ｙ、　Ｔｓａｏおよびｔｌ、　Ｉｔ、
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ｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎｏ
ｆ　Ｔｕｎｇｓｔｅｎ　ｏｎ　Ｐｏ１ｙｃｒｙｓｔａｌ
ｌｉｎｅ　ａｎｄＳｊｎｇｌｅ　ＣｒｙｓｔａＩ　５ｉ
ｌｉｃｏｎ　ｖｌａ　ｔｈｅ　５ｉｌｊｃｏｎＲｅｄｕ
ｃｔｉｏｎ　”　、　Ｊ、　Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ、
　Ｓｏｃ、第１４１巻、第２７０２頁、　１９８４年。
（７）　　Ｗ、　Ｔ、　５ｔａｃｙ、　Ｅ、　Ｋ、　Ｂ
ｒｏａｄｂｅｎｔおよびＭ、Ｉｌ、Ｎ０ｒｅＯｔｔ、　
　　“Ｉｎｔｃｒｆａｃｉａｌ　　５ｔｒｕｃｔｕｒｅ
ｏｆ　　Ｔｕｎｇｓｔｅｎ　　Ｌａｙｅｒｓ　　Ｆｏｒ
ｍｅｄ　　ｂｙ　　ＳｅｌｅｃｔｉｖｅＬｏｗ　Ｐｒｅ
ｓｓｕｒｅ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐ
ｏｓｌｔｉｏｎ”　。
Ｊ、　Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｃｍ、　Ｓｏｃ、、　１１３
２巻・第４４４頁、　１９８５年。
（８）　　Ｍ、　Ｌ、　ＧｒｅｅｎおよびＲ，Ａ、　Ｌ
ｅｖｙ。
”５ｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆ　　５ｅｌｅｃｔｉｖｅ　
Ｌｏｗ　　ＰｒｅｓｓｕｒｅＣｈｅｍｉｃａｌ　　Ｖａ
ｐｏｒ−Ｄｅｐｏｓｉｔｅｄ　　Ｆｉｌｍｓ　　ｏｆＴ
ｕｎｇｓｔｅｎ”　、　Ｊ、　Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｉ
、　Ｓｏｃ、　　第１３２巻、第１２４３頁、　１９８
５年。
（９）　　Ｔ、　Ｐ、　Ｄｃｕｔｓｃｈおよびり、　Ｄ
、　Ｒａｔｈｍａｎ。
’Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ　　ｏｆ　　Ｌａ５ｅｒ　　−
Ｉｎ１ｔｉａｔｅｄ　　ａｎｄＴｈｅｒｍａｌ　　Ｃｈ
ｅｍｉｃａｌ　　Ｖａｐｏｒ　　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ
　　ｏｆ１’ｕｎｇｓｔｃｎ　Ｆｉｌｍ　”　、　Ａｐ
ｐｌ、　Ｐｈｙｓ、　Ｌｃｔｔ、、　　第４５巻、第６
２３頁、　１９８４年。
【図面の簡単な説明】
第１（Ａ−Ｄ）図は、本発明を用いた金属パターンの書
き込み（ＩＡ）または既存のパターンの修理（ＩＢ−Ｃ
）を示す、半導体回路の横断面図であり、第２図は、三
つの異なる走査速度における、付着パターンの抵抗率対
反応体の比（ＷＦ　６／ＳｉＨ４）のプロットであり、
第３図は、三つの異なる走査速度における、付着パター
ンの横断面積対反応体の比（ＷＦ６　／Ｓ　１Ｈ４）の
プロットであり、第４図は、反応体の定まった比（３：
　１）に対する、付着パターンの横断面積対レーザー出
力のプロットであり、第５図は、定まったガス流速での
三つの希釈値に対する、抵抗率対反応体比のプロットで
ある。 ＩＯ・・・デバイス　　　　　１２・・・基　板１４・
・・ポリイミド層 １６・・・タングステン層パターン １８・・・第二ポリイミド層　２０・・・第二金属パタ
ーン２８・・・金属接触部　　　　２６・・・基　板３
６・・・相互接続金属パターン ３８・・・保護層 ４０・・・ポリイミドフィルム ５０・・・金属タングステンパターン ５２・・・封入コーティング 秦ＩＡ凹 暴１８凹 朱ｔｃＩ２Ｉ ！、／Ｄ凹 本２１！２Ｉ ＷＦ４／ＳｉＨ４比 １．３ｖＪ ＷＦ４／　　５ｉＨ，上ヒ

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）反応チャンバー内に置いた半導体基板上に耐熱金
    属または耐熱金属珪化物パターンを形成する方法におい
    て、以下の工程： ａ）二種の反応体および不活性ガスの流動ガス混合物を
    導入し、該反応体は ｉ）耐熱金属ガス状弗化物または塩化物 （ＲＭＧ）化合物、および ｉｉ）ガス状化合物を含有するシリコン（Ｓｉ）または
    ゲルマニウム（Ｇｅ）原子、および ｉｉｉ）該ＲＭＧがＷ、Ｍｏ、Ｔｉ弗化物または塩化物
    よりなる群から選択したもの、 よりなり、 ｂ）二種の反応体間の反応を開始し、局在化しそして導
    くのに十分なレベルのレーザー照射出力を使って、上記
    混合物をレーザー照射し；ＳｉまたはＧｅ化合物は反応
    を維持する触媒となり、ＲＭＧ化合物対ＳｉまたはＧｅ
    化合物の比により、上記耐熱金属または耐熱金属珪化物
    の付着によって上記基板上に形成される、所望のパター
    ンを生じる、 よりなる上記の方法。
  2. （２）基板が、その上にパターンが形成される、さらさ
    れたポリイミド表面を有する、特許請求の範囲第（１）
    項記載の方法。
  3. （３）レーザー照射出力レベルが４０ｍＷ程度であり、
    そしてＲＭＧ化合物対Ｓｉガス状化合物の比が約１：１
    〜１：２０である、特許請求の範囲第（１）項記載の方
    法
  4. （４）以下の工程よりなる、基板内の相互接続欠陥を修
    理する方法： ａ）上記基板上に応力除去保護層を形成し；ｂ）欠陥を
    修理するために相互接続すべき基板上のポイントに対す
    る保護層に開口部を形成し；ｃ）相互接続パターン化を
    開始しそして指示する低出力レーザを使って、流動不活
    性ガスおよび耐熱金属ガス状化合物およびガス状化合物
    を含有するシリコンまたはゲルマニウムの混合物の低温
    熱分解によって、耐熱金属を上記開口部内および上記ポ
    リイミド上に付着させる。
  5. （５）基板が、ガラス、半導体、セラミックまたはエポ
    キシ材料よりなるマルチチップまたは混成支持体である
    、特許請求の範囲第（４）項記載の方法。
  6. （６）以下の工程よりなる、反応生成物のパターンを、
    反応チャンバー内に置いた基板上に形成する方法： ａ）ＷＦ＿６およびＳｉＨ＿４および不活性ガスの流動
    ガス混合物を導入し；そして ｂ）ＷＦ＿６およびＳｉＨ＿４間の反応を開始するのに
    十分なレベルのレーザー照射出力を使って、上記混合物
    をレーザー照射し、ＳｉＨ＿４は反応を維持する触媒と
    なり、上記基板上に形成される反応生成物の所望のパタ
    ーンを生じる。
  7. （７）ＷＦ＿６対ＳｉＨ＿４の比が比較的大きく、そし
    て抵抗率の低いＷの金属パターンが形成される、特許請
    求の範囲第（６）項記載の方法。
  8. （８）ＷＦ＿６対ＳｉＨ＿４の比が比較的低く、そして
    そのような比に基づいて予じめ決められた値の抵抗体パ
    ターンを形成する、特許請求の範囲第（６）項記載の方
    法。
  9. （９）基板が、その上にパターンが形成される、さらさ
    れたポリイミド表面を有する、特許請求の範囲第（６）
    項記載の方法。
  10. （１０）レーザー照射出力レベルが４０ｍＷ程度であり
    、そしてＷＦ＿６対ＳｉＨ＿４の比が約１：１〜１：２
    ０である、特許請求の範囲第（６）項記載の方法。
  11. （１１）以下の工程よりなる、基板内に形成された領域
    に相互接続をもたらす方法： ａ）ポリイミド層を上記基板上に形成し； ｂ）相互接続する領域に対する基板内に開口部を形成し
    ； ｃ）相互接続パターン化を開始しそして指示する低出力
    レーザーを使って、不活性ガスおよびＷＦ＿６、ＭｏＦ
    ＿６またはＴｉＣｌ＿４およびガス状化合物を含有する
    Ｓｉの混合物の低温熱分解によって、耐熱金属を上記開
    口部内および上記ポリイミド上に付着させる。
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