FR2526584A1 - Semiconductor substrate conductor formation - by depositing radiation sensitive resin which is etched to define mould for metallic deposit - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE UNE STRUCTURE METALLIQUE DE FORME COMPLEXE SELON LE SENS DE SON EPAISSEUR, DESTINEE AUX SEMI-CONDUCTEURS ET AUX CIRCUITS INTEGRES EN MICROELECTRONIQUE. LE PROCEDE SELON L'INVENTION CONSISTE A DEPOSER SUR LE SUBSTRAT 1 UNE COUCHE UNIQUE DE RESINE 2 SENSIBLE AU RAYONNEMENT CORPUSCULAIRE, ET A FORMER DANS CETTE COUCHE UNE PLURALITE DE REGIONS 19, 20, EN CONTACT RECIPROQUE, PAR UNE PLURALITE D'IRRADIATIONS. L'INTENSITE OU DOSE DE CHAQUE IRRADIATION EST CONTROLEE EN VUE DE PENETRER D'UNE EPAISSEUR E CONNUE DANS LA COUCHE DE RESINE 2. LA DERNIERE IRRADIATION PENETRE SUR UNE EPAISSEUR E EGALE A CELLE DE LA COUCHE. UNE EMPREINTE DE LA STRUCTURE EST OBTENUE PAR DISSOLUTION DES CAISSONS 13, 14, 15 DE RESINE IRRADIEE. CETTE EMPREINTE EST REMPLIE DE METAL 17, 18 PUIS LA RESINE RESTANTE ET LE METAL 21 DEPOSE A L'ENTOUR 16 DE L'EMPREINTE SONT SUPPRIMES. APPLICATION AUX SEMI-CONDUCTEURS HYPERFREQUENCES ET AUX CAPACITES ET INDUCTANCES INTEGREES.THE INVENTION CONCERNS A METAL STRUCTURE OF COMPLEX SHAPE ACCORDING TO ITS THICKNESS, INTENDED FOR SEMICONDUCTORS AND MICROELECTRONIC INTEGRATED CIRCUITS. THE PROCESS ACCORDING TO THE INVENTION CONSISTS OF DEPOSITING ON THE SUBSTRATE 1 A SINGLE LAYER OF RESIN 2 SENSITIVE TO CORPUSCULAR RADIATION, AND IN FORMING IN THIS LAYER A PLURALITY OF REGIONS 19, 20, IN RECIPROCAL CONTACT, BY A PLURALITY OF IRRADIATIONS. THE INTENSITY OR DOSE OF EACH IRRADIATION IS CHECKED WITH A VIEW TO PENETRATING OF A KNOWN THICKNESS E INTO THE LAYER OF RESIN 2. THE LAST IRRADIATION PENETRATES ON A THICKNESS EQUAL TO THAT OF THE LAYER. AN IMPRESSION OF THE STRUCTURE IS OBTAINED BY DISSOLUTION OF BOXES 13, 14, 15 OF IRRADIATED RESIN. THIS FOOTPRINT IS FILLED WITH METAL 17, 18 THEN THE REMAINING RESIN AND THE METAL 21 DEPOSITED AROUND 16 OF THE FOOTPRINT ARE REMOVED. APPLICATION TO HYPERFREQUENCY SEMICONDUCTORS AND INTEGRATED CAPACITIES AND INDUCTANCES.
Description
PROCEDE DE REALISATION D'UNE STRUCTURE METALLIQUE
DE FORME COMPLEXE, ET STRUCTURE METALLIQUE
OBTENUE PAR CE PROCEDE
La présente invention concerne un procédé de réalisation de structures
métalliques spatiales, à l'échelle des pastilles de semiconducteurs ou de
circuits intégrés, destinées aux réalisations de semiconducteurs ou de
circuits intégrés. Elle concerne également les structures métalliques obte
nues par ce procédé.METHOD FOR PRODUCING A METAL STRUCTURE
COMPLEX SHAPE, AND METALLIC STRUCTURE
OBTAINED BY THIS PROCESS
The present invention relates to a method for producing structures
metallic space, on the scale of semiconductor pellets or
integrated circuits, intended for the production of semiconductors or
integrated circuits. It also relates to metallic structures obtained
naked by this process.
Par structures spatiales, il faut entendre des structures métalliques à
trois dimensions, autres que les couches métalliques obtenues par les
procédés classiques, et qui, à quelques détails de masquage près, sont
assimilables à des parallélépipèdes, dont les faces latérales sont planes. Une
structure spatiale a, au contraire, dans un plan perpendiculaire au plan du
substrat sur lequel elle est réalisée, un profil déterminé.By spatial structures is meant metallic structures with
three dimensions, other than the metallic layers obtained by the
conventional processes, and which, with a few masking details, are
similar to parallelepipeds, whose side faces are flat. A
spatial structure has, on the contrary, in a plane perpendicular to the plane of the
substrate on which it is made, a determined profile.
Le procédé selon l'invention permet de réaliser des métallisations dont
la forme, vue en élévation par rapport au substrat, est par exemple celle
d'un T ou d'un V, ou suspendue, sans support isolant entre elle et le substrat,
par exemple pour réaliser un croisement entre conducteurs, sans que ces
formes en T ou suspendues ne limitent en quoi que ce soit l'invention.The method according to the invention makes it possible to produce metallizations of which
the shape, seen in elevation relative to the substrate, is for example that
a T or a V, or suspended, without an insulating support between it and the substrate,
for example to make a crossing between conductors, without these
T or hanging shapes do not limit the invention in any way.
Cependant, afin d'être plus précis, l'invention sera exposée en s'ap
puyant sur ces deux cas d'applications : une couche métallique en forme de T
pour transistor hyperfréquence, et une inductance intégrée sur un substrat,
en tenant compte du fait qu'il s'agit de microstructures intégrées, ce qui,
dans le cas des hyperfréquences, amène à des dimensions aussi petites
que 0,3 micron de largeur, et quelques microns, jusque 300 microns, de
longueur, sur 0,6 à 3 ou 5 microns d'épaisseur.However, in order to be more precise, the invention will be explained by
based on these two application cases: a T-shaped metal layer
for microwave transistor, and an inductance integrated on a substrate,
taking into account that these are integrated microstructures, which,
in the case of microwave, leads to such small dimensions
only 0.3 microns wide, and a few microns, up to 300 microns, of
length, 0.6 to 3 or 5 microns thick.
Pour obtenir une structure métallique spatiale ayant, dans le sens de
son épaisseur, une forme prédéterminée, on utilise une résine de masquage sensible à un rayonnement corpusculaire tel qu'un rayonnement d'électrons,
ou d'ions, ou de photons dans l'ultraviolet, l'unique couche de résine déposée
sur qun substrat étant d'épaisseur au moins égale à celle de la structure à
réaliser. Cette résine subit une série d'expositions au rayonnement, l'in tensité ou la dose intégrée de rayonnement croissant depuis la première exposition jusqu'à la dernière exposition afin d'impressionner la résine de plus en plus profondément dans son épaisseur. De plus, l'aire balayée par le faisceau à chaque exposition est bien définie de façon à impressionner une épaisseur de la couche de résine correspondant à la géométrie recherchée pour la structure métallique à réaliser.Après exposition, la résine dégradée par le rayonnement est dissoute jusqu'au substrat et son empreinte est remplie de métal par une technique connue de métallisation.To obtain a spatial metallic structure having, in the direction of
its thickness, a predetermined shape, a masking resin sensitive to corpuscular radiation such as electron radiation is used,
or ions, or photons in the ultraviolet, the only layer of resin deposited
on a substrate being of thickness at least equal to that of the structure to
achieve. This resin undergoes a series of exposures to radiation, the intensity or the integrated dose of radiation increasing from the first exposure to the last exposure in order to impress the resin more and more deeply in its thickness. In addition, the area scanned by the beam at each exposure is well defined so as to impress a thickness of the resin layer corresponding to the geometry sought for the metal structure to be produced. After exposure, the resin degraded by the radiation is dissolved to the substrate and its imprint is filled with metal by a known technique of metallization.
De façon plus précise, l'invention concerne un procédé de réalisation d'une structure métallique de forme complexe selon le sens de son épaisseur, sur un substrat de circuit en microélectronique, caractérisé en ce qu'il comprend la suite des opérations suivantes:
- dépôt sur le substrat d'une couche de résine de type positif, sensible à un rayonnement corpusculaire, sur une épaisseur (e2) au moins égale à la hauteur de la structure,
- irradiation d'au moins deux régions de la résine (2) au moyen d'une pluralité d'expositions successives au rayonnement corpusculaire, d'intensité croissante depuis la première exposition qui irradie une région superficielle, d'épaisseur (el) inférieure à l'épaisseur (e2) de la couche de résine, jusqu'à la dernière exposition qui irradie une région profonde, d'épaisseur (e2) égale à l'épaisseur de la couche de résine, les régions irradiées étant toutes en contact réciproque,
- élimination de la résine irradiée, les régions exposées laissant à leur place des caissons formant l'empreinte de la structure complexe,
- remplissage de l'empreinte par un dépôt métallique,
- élimination de la résine non irradiée et de l'excès de métal déposé au-delà du bord de l'empreinte.More specifically, the invention relates to a method for producing a metal structure of complex shape along the direction of its thickness, on a circuit substrate in microelectronics, characterized in that it comprises the following operations:
- deposition on the substrate of a positive type resin layer, sensitive to corpuscular radiation, over a thickness (e2) at least equal to the height of the structure,
- irradiation of at least two regions of the resin (2) by means of a plurality of successive exposures to corpuscular radiation, of increasing intensity since the first exposure which irradiates a surface region, of thickness (el) less than the thickness (e2) of the resin layer, until the last exposure which irradiates a deep region, of thickness (e2) equal to the thickness of the resin layer, the irradiated regions all being in reciprocal contact,
elimination of the irradiated resin, the exposed regions leaving boxes in their place forming the imprint of the complex structure,
- filling the imprint with a metallic deposit,
- elimination of the non-irradiated resin and the excess of metal deposited beyond the edge of the impression.
L'invention sera mieux comprise par l'exposé de deux applications possibles, lequel s'appuie sur les figures jointes en annexe et qui représentent:
- figure 1 : vue en coupe d'une structure métallique de très petite.The invention will be better understood by the presentation of two possible applications, which is based on the appended figures which represent:
- Figure 1: sectional view of a very small metal structure.
dimension, selon l'art connu,
- figure 2 : vue en coupe d'une structure métallique spatiale, réalisée selon les procédés connus,
- figures 3 à 5 : réalisation d'une structure métallique en T selon l'invention,
- figures 6 à 11 procédé de réalisation selon l'invention,
- figures 12 à 15 : réalisation d'une structure métallique en pont selon l'invention,
- figure 16 inductance intégrée, munie d'une connexion en pont selon l'invention.dimension, according to known art,
FIG. 2: sectional view of a spatial metallic structure, produced according to known methods,
- Figures 3 to 5: production of a T-shaped metal structure according to the invention,
FIGS. 6 to 11 production method according to the invention,
- Figures 12 to 15: production of a metallic bridge structure according to the invention,
- Figure 16 integrated inductor, provided with a bridge connection according to the invention.
Dans la technologie des circuits intégrés et des semiconducteurs, notamment en hyperfréquences, il est parfois nécessaire de réaliser des couches métalliques non simples. De telles couches sont nécessaires par exemple pour faire des grilles de section en T, vu en élévation, dans des transistors à effet de champ, cette section étant préférable car la grille du transistor est de faible dimension à la base de la métallisation en T, et cependant un élargissement de la métallisation permet d'abaisser autant que possible la résistance de métallisation. Des structures non simples sont également utiles pour réaliser des "ponts d'air", c'est-à-dire des métallisations qui ne sont pas uniformément en contact avec le substrat qui les porte, sans diélectrique pour application aux connections intérieures des inductances. In the technology of integrated circuits and semiconductors, especially in microwave, it is sometimes necessary to produce non-simple metal layers. Such layers are necessary for example to make grids of T-section, seen in elevation, in field effect transistors, this section being preferable because the gate of the transistor is of small dimension at the base of the metallization in T, and yet a widening of the metallization makes it possible to lower the metallization resistance as much as possible. Non-simple structures are also useful for producing "air bridges", that is to say metallizations which are not uniformly in contact with the substrate which carries them, without dielectric for application to the internal connections of the inductors.
La figure 1 représente une vue en coupe d'une structure métallique en T, de très petites dimensions, fabriquée selon l'un des procédés connus. Figure 1 shows a sectional view of a T-shaped metal structure, of very small dimensions, manufactured according to one of the known methods.
Cette figure permettra d'exposer une première difficulté des procédés actuellement connus, lorsqu'il s'agit de réaliser, à titre d'exemple non limitatif une grille en T de 0,3 micron de largeur à la base.This figure will show a first difficulty of the currently known methods, when it comes to making, by way of nonlimiting example, a T-grid 0.3 microns wide at the base.
Sur un substrat 1, qui constitue dans le cas présent la région de grille d'un transistor, est déposée une couche de résine 2 dans laquelle a été gravée une empreinte à métalliser pour former la grille. Au cours de l'opération d'évaporation ou de pulvérisation du métal, il se forme une première région métallique 3 dans le fond de l'empreinte de résine, ainsi que deux régions 4 et 5 supportées par les bords de la couche de résine 2. Mais il se forme également des bourrelets métalliques 6 et 7 qui croissent au bord de l'empreinte dans la résine 2, et ces bourrelets métalliques finissent par boucher l'orifice de l'empreinte, ce qui laisse des irrégularités 8 entre les dépôts 3 6 et 7, ces irrégularités 8 étant soit des mauvais contacts métal métal, soit des vides.Une telle grille métallique en forme de T n'est pas mécaniquement solide et présente une résistance électrique élevée et donc défectueuse. On a substrate 1, which in this case constitutes the gate region of a transistor, a layer of resin 2 is deposited in which an imprint to be metallized has been etched to form the gate. During the metal evaporation or spraying operation, a first metal region 3 is formed in the bottom of the resin imprint, as well as two regions 4 and 5 supported by the edges of the resin layer 2 But it also forms metal beads 6 and 7 which grow at the edge of the imprint in the resin 2, and these metal beads end up blocking the orifice of the imprint, which leaves irregularities 8 between the deposits 3 6 and 7, these irregularities 8 being either poor metal-to-metal contacts, or voids. Such a T-shaped metal grid is not mechanically solid and has a high electrical resistance and is therefore defective.
La figure 2 représente une vue en coupe d'une structure métallique spatiale comparable à celle de la figure 1, réalisée selon les procédés connus. FIG. 2 represents a sectional view of a metallic space structure comparable to that of FIG. 1, produced according to known methods.
Pour réaliser une telle structure sans avoir les défauts 8 signalés à l'occasion de la première figure, il existe plusieurs procédés. To achieve such a structure without having the faults 8 indicated on the occasion of the first figure, there are several methods.
Un procédé consiste à déposer une métallisation dont la largeur a sa base est égale à la largeur de la partie 11 du somtnet, puis à l'attaquer chimiquement à sa base, mais cette méthode est très difficile à contrôler. One method consists in depositing a metallization whose width at its base is equal to the width of the part 11 of the somtnet, then in attacking it chemically at its base, but this method is very difficult to control.
Selon un autre procédé, deux couches de résine 2 et 9 sont déposées, et deux empreintes différentes sont faites dans ces deux couches de résine, soit parce que les résines sont différentes et ne répondent pas de la même façon à un rayonnement d'insolation, soit parce qu'une mince couche de métal 12 a été déposée à l'interface des deux couches de résine 2 et 9, cette couche de métal 12 permettant néanmoins aux électrons de passer pour impressionner la partie de la résine 2 qui correspond au pied 10 de la structure métallique. According to another method, two layers of resin 2 and 9 are deposited, and two different impressions are made in these two layers of resin, either because the resins are different and do not respond in the same way to a radiation of insolation, either because a thin layer of metal 12 has been deposited at the interface of the two layers of resin 2 and 9, this layer of metal 12 nevertheless allowing the electrons to pass to impress the part of the resin 2 which corresponds to the foot 10 of the metal structure.
Dans tous les cas cités, la méthode est relativement complexe et difficile à contrôler puisqu'elle nécessite plusieurs dépôts de résine, plusieurs masquages et parfois plusieurs opérations de métallisation. In all the cases cited, the method is relatively complex and difficult to control since it requires several deposits of resin, several masks and sometimes several metallization operations.
Les figures 3 à 5 présentent les grandes étapes, schématisées, de la réalisation d'une structure métallique en T selon l'invention. Figures 3 to 5 show the main steps, shown schematically, of the production of a T-shaped metal structure according to the invention.
Dans la première étape, en figure 3, sur un substrat 1 est déposée une couche 2 de résine positive sensible au rayonnement des électrons ou des ions. L'épaisseur e2 de cette couche de résine 2 est au moins égale à la hauteur ou à l'épaisseur de la structure métallique à réaliser. Dans un premier temps a lieu une première exposition de la partie supérieure de la résine sur une épaisseur e1 correspondant à la partie supérieure de la structure à réaliser. Cette exposition peut se faire soit par un balayage unique, soit par une pluralité de balayages qui donne des caissons 13 et 14 séparés entre eux. Dans un second temps, une seconde exposition sous une dose plus élevée que la première exposition permet d'exposer une seconde partie de la résine, sur l'épaisseur totale e2 de la couche de résine. In the first step, in Figure 3, on a substrate 1 is deposited a layer 2 of positive resin sensitive to the radiation of electrons or ions. The thickness e2 of this resin layer 2 is at least equal to the height or the thickness of the metal structure to be produced. Firstly, a first exposure of the upper part of the resin takes place over a thickness e1 corresponding to the upper part of the structure to be produced. This exposure can be done either by a single scan, or by a plurality of scans which gives boxes 13 and 14 separated from each other. In a second step, a second exposure at a higher dose than the first exposure makes it possible to expose a second part of the resin, over the total thickness e2 of the resin layer.
La première exposition définit la partie supérieure de la structure métallique, celle qui a une épaisseur el, tandis que la seconde exposition définit la partie inférieure de la structure métallique, celle qui sera en contact avec la substrat 1. The first exposure defines the upper part of the metallic structure, that which has a thickness el, while the second exposure defines the lower part of the metallic structure, that which will be in contact with the substrate 1.
En raison de l'utilisation d'électrons ou d'ions avec les résines, il n'est pas nécessaire que les caissons 13 et 14 soient en contact avec le caisson 15 de la seconde opération, car il y a diffusion des électrons dans la résine, ce qui fait qu'au cours de la dissolution de la résine, l'empreinte sera une empreinte unique en forme de T, dont le profil sera légèrement adouci en raison de la diffusion des électrons. Due to the use of electrons or ions with the resins, it is not necessary that the wells 13 and 14 are in contact with the well 15 of the second operation, because there is diffusion of the electrons in the resin, which means that during the dissolution of the resin, the imprint will be a single T-shaped imprint, the profile of which will be slightly softened due to the diffusion of the electrons.
La seconde étape de réalisation selon l'invention est représentée en figure 4. Après exposition de la résine 2, les parties qui sur la figure 3 représentaient les caissons 13 14 et 15 sont dissoutes par des procédés connus, et il reste une empreinte d'une forme déterminée. The second stage of production according to the invention is shown in FIG. 4. After exposure of the resin 2, the parts which in FIG. 3 represented the boxes 13 14 and 15 are dissolved by known methods, and there remains an imprint of a specific form.
Cette empreinte est alors remplie de métal par un procédé connu. Au cours du dépôt de métal, celui remplit non seulement l'empreinte creusée dans la résine, mais il se dépose également sur la surface libre de la couche de résine 2, et en particulier il va au-delà des bords 16 de l'empreinte gravée dans la résine. This imprint is then filled with metal by a known process. During the deposition of metal, this not only fills the imprint hollowed out in the resin, but it also deposits on the free surface of the resin layer 2, and in particular it goes beyond the edges 16 of the imprint. engraved in the resin.
La figure 5 représente la structrue obtenue selon le procédé de l'invention après que la structure qui faisait l'objet de la figure 4 ait été débarrassée par dissolution de la couche de résine 2. Au cours de cette opération de dissolution de la résine, la mince pellicule de métal qui allait auaelà des bords 16 de l'empreinte est détachée, par une technologie connue, de telle sorte qu'il ne reste plus qu'une structure en T telle que désirée. Du fait que cette structure a une partie supérieure beaucoup plus large et plus ouverte que sa partie inférieure 15, il n'y a pas eu de bouchage de l'orifice au cours de la métallisation, comme cela avait été exposé à l'occasion de la figure 1. FIG. 5 represents the structure obtained according to the method of the invention after the structure which was the subject of FIG. 4 has been freed by dissolution of the resin layer 2. During this operation of dissolution of the resin, the thin metal film which went beyond the edges 16 of the imprint is detached, by known technology, so that only a T-structure remains as desired. Because this structure has a much wider and more open upper part than its lower part 15, there was no plugging of the orifice during metallization, as had been exposed on the occasion of Figure 1.
Ainsi la métallisation a une structure spatiale en ce sens qu'elle comprend au moins une partie inférieure 17 qui n'a pas le même dessin ou les mêmes dimensions que la partie supérieure 18. Dans le cas choisi pour exposer l'invention, c'est-à-dire une grille de transistor à effet de champ, les dimensions de la partie inférieure sont imposées par les dimensions des régions diffusées ou épitaxées du transistor hyperfréquence, cependant les dimensions de la partie supérieure 18 sont préférables de façon à diminuer la résistance de la métallisation de grille. Toutes autres formes de structures métalliques, nécessitant un nombre différent d'expositions de la résine appartiendraient au domaine de l'invention qui a été exposée en s'appuyant sur un cas précis. Thus the metallization has a spatial structure in the sense that it comprises at least a lower part 17 which does not have the same design or the same dimensions as the upper part 18. In the case chosen to expose the invention, it i.e. a field effect transistor gate, the dimensions of the lower part are imposed by the dimensions of the diffused or epitaxial regions of the microwave transistor, however the dimensions of the upper part 18 are preferable so as to reduce the resistance grid metallization. All other forms of metal structures, requiring a different number of exposures of the resin would belong to the field of the invention which has been explained with the aid of a specific case.
Les figures 6 à 11 exposent plus en détails le procédé de réalisation d'une structure métallique selon l'invention. Figures 6 to 11 show in more detail the method of producing a metal structure according to the invention.
La première étape du procédé, en figure 6, consiste à déposer une couche de résine 2 sur un substrat 1. Le substrat, comme cela a déjà été dit, est en fait une plaque d'un matériau qui peut être soit un matériau isolant ou diélectrique s'il s'agit de réaliser des composants passifs, ou une plaque d'un matériau semiconducteur comportant déjà des régions diffusées ou implantées grâce auxquelles sont déjà réalisés des composants actifs. La couche de résine 2 est au moins aussi épaisse que l'épaisseur ou la hauteur de la structure métallique à réaliser. C'est une résine positive de type polymé- tacrylate de méthyle. The first step of the process, in FIG. 6, consists in depositing a layer of resin 2 on a substrate 1. The substrate, as has already been said, is in fact a plate of a material which can either be an insulating material or dielectric in the case of producing passive components, or a plate of a semiconductor material already comprising diffused or implanted regions thanks to which active components are already produced. The resin layer 2 is at least as thick as the thickness or the height of the metal structure to be produced. It is a positive resin of the polymethyl methacrylate type.
La seconde étape, en figure 7 consiste à soumettre cette résine à une première exposition, par exemple par le balayage d'un faisceau d'électrons. The second step, in FIG. 7, consists in subjecting this resin to a first exposure, for example by scanning an electron beam.
La zone 19 ainsi balayée correspond au dessin de la partie supérieure de la structure métallique à réaliser, et l'énergie du faisceau est telle que la résine est impressionnée sur une épaisseur correspondant à l'épaisseur de cette dite partie supérieure de structure métallique. A titre d'exemple un faisceau d'électrons, sous 20 k-électrons-volts, a une intensité de 1,6 n A pour impressionner cette partie supérieure s'il s'agit d'une grille de transistors à effet de champ.The area 19 thus scanned corresponds to the design of the upper part of the metal structure to be produced, and the energy of the beam is such that the resin is impressed over a thickness corresponding to the thickness of this said upper part of metal structure. For example, an electron beam, at 20 k-electron-volts, has an intensity of 1.6 n A to impress this upper part if it is a grid of field effect transistors.
D'autres expositions peuvent avoir lieu ensuite si par exemple la structure métallique est en forme de V ou a un profil en forme d'escalier. Other exhibitions can then take place if, for example, the metal structure is V-shaped or has a stair-shaped profile.
Sur la figure 7, cette première exposition a été représentée sous la forme d'un unique caisson 19 mais, comme cela a été exposé à l'occasion de la figure 3, la première exposition peut également avoir lieu sous forme d'une pluralité de caissons tels que 13 et 14, ces caissons étant ultérieurement réunis entre eux par suite des effets de la diffraction des électrons, ou des ions, selon le cas. In FIG. 7, this first exposure has been represented in the form of a single box 19, but, as has been explained on the occasion of FIG. 3, the first exposure may also take place in the form of a plurality of wells such as 13 and 14, these wells being subsequently joined together as a result of the effects of electron diffraction, or of ions, as the case may be.
Sur la figure 8 est représentée la troisième étape du procédé qui consiste à soumettre la résine 2 à une seconde exposition, de façon à y impressionner un caisson 20 plus profond que le caisson 19 précédent. A titre d'exemple, et pour comparer avec la valeur de 1,6 nA qui a été citée pour la première exposition, la seconde exposition nécessite une intensité de 10 nA. In FIG. 8 is shown the third step of the method which consists in subjecting the resin 2 to a second exposure, so as to impress therein a box 20 deeper than the box 19 above. As an example, and to compare with the value of 1.6 nA which was cited for the first exposure, the second exposure requires an intensity of 10 nA.
De façon générale, la dose moyenne à laquelle est soumise la résine est de 5.10'5Cb/cm2. La seconde exposition, ou de façon plus générale, la dernière parmi la série d'expositions auxquelles est soumise la résine 2 a une profondeur égale à l'épaisseur de la résine de façon à atteindre le substrat 1 qui supportera la future structure métallique.Generally, the average dose to which the resin is subjected is 5.10'5Cb / cm2. The second exposure, or more generally, the last among the series of exposures to which the resin 2 is subjected has a depth equal to the thickness of the resin so as to reach the substrate 1 which will support the future metallic structure.
Les deux expositions auxquelles a été soumise la résine 2 déterminent bien, comme cela est représenté en figure 8, les caissons 13, 14 et 15 tels que représentés également sur la figure 3. The two exposures to which the resin 2 was subjected clearly determine, as shown in FIG. 8, the boxes 13, 14 and 15 as also shown in FIG. 3.
La figure 9 représente l'empreinte obtenue après dissolution des parties exposées de la résine. Etant donné que la résine a été exposée deux fois, dont la seconde fois avec une intensité ou une durée plus élevée, l'empreinte obtenue a bien la forme d'un T, composée de deux empreintes des caissons 13 et 14 et d'une empreinte du caisson 15. Figure 9 shows the imprint obtained after dissolution of the exposed parts of the resin. Since the resin has been exposed twice, the second time with a higher intensity or duration, the imprint obtained has the shape of a T, composed of two imprints of the boxes 13 and 14 and a box imprint 15.
La figure 10 représente l'étape suivante au cours de laquelle une métallisation 21 est déposée dans l'empreinte telle que dégagée en figure 9 et, par la force des choses, également à la surface de la résine 2. FIG. 10 represents the next step during which a metallization 21 is deposited in the imprint as released in FIG. 9 and, of necessity, also on the surface of the resin 2.
Les empreintes 13 et 14 remplies par le métal deviennent donc la partie 18 de la structure de la figure 5 et l'empreinte 15, remplie par le métal devient le pied 17 de cette même structure de la figure 5. The imprints 13 and 14 filled with the metal therefore become part 18 of the structure of FIG. 5 and the imprint 15, filled with the metal becomes the foot 17 of this same structure of FIG. 5.
Au cours d'une opération suivante, qui n'est pas représentée parmi ces figures, et qui consiste à dissoudre la résine 2, la mince pellicule de métal 21 qui s'étend audelà des bords 16 de l'empreinte de résine sera brisée et arrachée. During a following operation, which is not shown in these figures, and which consists in dissolving the resin 2, the thin metal film 21 which extends beyond the edges 16 of the resin imprint will be broken and torn off.
La figure 11 représente donc la structure métallique spatiale obtenue à l'issue de ces opérations. L'ensemble des figures 6 à 11 a été relativement schématisé, en ne faisant pas intervenir les modifications de profil dûes à la diffraction des électrons, cette diffraction donnant un pied 17 légèrement évasé et des angles arrondis, tant au cours de l'impression des caissons qu'au cours de la dissolution de la résine. FIG. 11 therefore represents the spatial metallic structure obtained at the end of these operations. The assembly of FIGS. 6 to 11 has been relatively diagrammed, by not taking into account the profile modifications due to the diffraction of the electrons, this diffraction giving a foot 17 slightly flared and rounded angles, both during the printing of the caissons that during the dissolution of the resin.
Les figures 12 à 15 représentent les différentes étapes de réalisation d'une structure métallique spatiale, en pont, selon l'invention. En vue de simplifier les explications, les mêmes indices de repères ont été conservés que ceux qui concernent les étapes de réalisation d'une structure en forme de T dans les figures précédentes. Ainsi, en figure 12, sur un substrat 1 a été déposée un couche de résine 2, et cette résine a été soumise à au moins deux expositions successives, la première pour impressionner une région superficielle 22 de la résine 2, et la seconde pour impressionner deux -régions profondes 23 et 24 de la résine. FIGS. 12 to 15 represent the different stages in the production of a spatial metallic structure, in a bridge, according to the invention. In order to simplify the explanations, the same reference indices have been kept as those which relate to the steps for producing a T-shaped structure in the preceding figures. Thus, in FIG. 12, on a substrate 1 has been deposited a layer of resin 2, and this resin has been subjected to at least two successive exposures, the first to impress a surface region 22 of the resin 2, and the second to impress two deep regions 23 and 24 of the resin.
La figure 13 montre l'empreinte obtenue après dissolution de la résine impressionnée en 22, 23 et 24;
En figure 14, on voit la structure métallique 25 obtenue après remplissage de l'empreinte de la figure 13 par un métal. Cette structure 25 ne repose pas par toute sa surface sur le substrat 1, ce qui permet par exemple d'effectuer des croisements de connexion à la surface d'une pastille de circuits intégrés. L'absence de diélectrique est dans certain cas préférable par exemple lorsqu'il s'agit d'hyperfréquence. A titre explicatif, et sans que cela ne limite la portée de l'invention, une structure en pont 25 telle que représentée en figure 14 a une hauteur totale de l'ordre de 3 à 5 microns, sa partie parallèle au substrat en est éloignée de l'ordre de 2,5 à 3 microns, et chaque pile du pont a une largeur de l'ordre de 4 microns.Figure 13 shows the imprint obtained after dissolution of the resin exposed at 22, 23 and 24;
In Figure 14, we see the metal structure 25 obtained after filling the footprint of Figure 13 with a metal. This structure 25 does not rest by its entire surface on the substrate 1, which makes it possible for example to make connection crossings on the surface of an integrated circuit chip. The absence of a dielectric is in certain cases preferable, for example when it is a matter of microwave. By way of explanation, and without limiting the scope of the invention, a bridge structure 25 as shown in FIG. 14 has a total height of the order of 3 to 5 microns, its part parallel to the substrate is far from it. of the order of 2.5 to 3 microns, and each stack of the bridge has a width of the order of 4 microns.
Un élément de structure 25 tel que représenté en figure 14, peut conduire à la réalisation d'éléments plus complexes tels que représentés en figure 15. Sur cette figure, une suite d'éléments 25 a été construite en ligne, et elle permet d'effectuer des croisements avec des connexions 26 précis demment déposées sur le substat. A structural element 25 as shown in FIG. 14 can lead to the production of more complex elements as represented in FIG. 15. In this figure, a series of elements 25 has been constructed in line, and it makes it possible to make crossovers with precise connections 26 duly deposited on the substrate.
L'application d'une telle structure plus complexe est représentée en figure 16 où l'on voit sur un élément de substrat 1 qui peut faire partie d'un ensemble beaucoup plus complexe, une structure spatiale à trois dimensions 27 dont une suite d'éléments en pont 25 enjambe les différentes métallisations d'une inductance intégrée 28. The application of such a more complex structure is shown in FIG. 16 where we see on a substrate element 1 which can be part of a much more complex assembly, a three-dimensional spatial structure 27 including a series of bridge elements 25 spans the different metallizations of an integrated inductor 28.
L'invention a été exposée en s'appuyant sur deux cas précis, celui d'une première métallisation en forme de T et celui d'une seconde métallisation en forme de pont. Cependant, il est évident que tout autres formes nécessitées par des technologies actuelles, et surtout dans le domaine des hyperfréquences dans lesquelles il devient très difficile de réaliser des métallisations, appartient également au domaine de l'invention, domaine dans lequel l'homme de l'art trouvera des applications évidentes avec des formes différentes de structures spatiales. De façon plus générale, l'invention est précisée par les revendications suivantes. The invention has been presented on the basis of two specific cases, that of a first T-shaped metallization and that of a second metallization in the form of a bridge. However, it is obvious that any other forms required by current technologies, and especially in the field of microwave frequencies in which it becomes very difficult to achieve metallizations, also belongs to the field of the invention, field in which the man of the art will find obvious applications with different forms of spatial structures. More generally, the invention is specified by the following claims.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8207752A FR2526584A1 (en) | 1982-05-04 | 1982-05-04 | Semiconductor substrate conductor formation - by depositing radiation sensitive resin which is etched to define mould for metallic deposit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8207752A FR2526584A1 (en) | 1982-05-04 | 1982-05-04 | Semiconductor substrate conductor formation - by depositing radiation sensitive resin which is etched to define mould for metallic deposit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2526584A1 true FR2526584A1 (en) | 1983-11-10 |
| FR2526584B1 FR2526584B1 (en) | 1984-09-14 |
Family
ID=9273717
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8207752A Granted FR2526584A1 (en) | 1982-05-04 | 1982-05-04 | Semiconductor substrate conductor formation - by depositing radiation sensitive resin which is etched to define mould for metallic deposit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2526584A1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2651375A1 (en) * | 1989-08-31 | 1991-03-01 | Mitsubishi Electric Corp | CONTROL GRID STRUCTURE FOR A FIELD EFFECT TRANSISTOR SEMICONDUCTOR DEVICE. |
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-
1982
- 1982-05-04 FR FR8207752A patent/FR2526584A1/en active Granted
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2526584B1 (en) | 1984-09-14 |
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|---|---|---|---|
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