(57)【要約】  基板（２）、基板（２）上の能動コンポーネント（１３）、能動コンポーネント（１３）を部分的に囲むキャビティ（１４）、キャビティ（１４）を部分的に囲む低誘電率領域（１５）、および低誘電率領域（１５）の周りに配置された保護バリア（１６）を含む集積回路（１）。
2009506602.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板（２）および前記基板（２）の上に能動コンポーネント（１３）を含む集積回路（１）であって、
前記能動コンポーネント（１３）を部分的に囲むキャビティ（１４）と、
前記キャビティ（１４）を部分的に囲む低誘電率領域（１５）と、
前記低誘電率領域（１５）の周りに配置された保護バリア（１６）と、
を備える集積回路（１）。
【請求項２】
前記低誘電率領域（１５，１７）は、有機ポリマを含む、
請求項１に記載の集積回路。
【請求項３】
前記保護バリア（１６）は、電気的に導電性である、
請求項１または２に記載の集積回路。
【請求項４】
前記保護バリア（１６）は、金属を含む、
請求項１から３のいずれかに記載の集積回路。
【請求項５】
前記保護バリア（１６）は、誘電体である、
請求項１または２に記載の集積回路。
【請求項６】
前記保護バリア（１６）は、少なくとも、気体を含む内部キャビティ（２８）を有する、
請求項５に記載の集積回路。
【請求項７】
前記保護バリア（１６）は、複数のバイアを含む、
請求項１から６のいずれかに記載の集積回路。
【請求項８】
前記保護バリア（１６）は、少なくとも線状である、
請求項１から７のいずれかに記載の集積回路。
【請求項９】
前記保護バリア（１６）は、第１の材料を含む内側部分と、第２の材料を含む外側部分（２６）とを含む、
請求項１から８のいずれかに記載の集積回路。
【請求項１０】
前記保護バリア（１６）は、単一の材料を含む、
請求項１から８のいずれかに記載の集積回路。
【請求項１１】
前記保護バリア（１６）は、上部（１９）および基部（１８）を含み、前記上部（１９）は、前記基部（１８）より大きい、
請求項１から１０のいずれかに記載の集積回路。
【請求項１２】
前記保護バリア（１６）の少なくとも一部は、前記基板（２）の導電部分または相互接続レベル（４）の導電部分と電気的に接触している、
請求項１から１１のいずれかに記載の集積回路。
【請求項１３】
前記保護バリア（１６）は、ＨＦ（フッ化水素）に対する耐性を有する、
請求項１から１２のいずれかに記載の集積回路。
【請求項１４】
前記能動コンポーネント（１３）は、前記基板（２）上に配置される、
請求項１から１３のいずれかに記載の集積回路。
【請求項１５】
前記基板（２）によって支持される相互接続レベル（４）を少なくとも含み、
前記能動コンポーネント（１３）は、前記相互接続レベル（４）によって支持される、
請求項１から１９のいずれかに記載の集積回路。
【請求項１６】
前記能動コンポーネント（１３）は、微小機械システムを含む、
請求項１から１５のいずれかに記載の集積回路。
【請求項１７】
集積回路を製作するための方法であって、
基板上に能動コンポーネントを形成するステップと、
前記基板上に低誘電率領域を形成するステップと、
前記低誘電率領域の周りに保護バリアを形成するステップと、
前記能動コンポーネントを部分的に囲むキャビティを形成するステップであって、前記低誘電率領域が、該キャビティを部分的に囲むようにする、ステップと、
を含む方法。
【請求項１８】
除去可能領域が、前記能動コンポーネントの周りに形成され、
前記低誘電率領域は、前記除去可能領域の周りに形成される、
請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記保護バリアを形成することは、前記低誘電率領域に少なくともトレンチを形成することを含む、
請求項１７または１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記保護バリアを形成することは、さらに、
前記トレンチに薄い誘電層を堆積することと、
前記誘電層の堆積後のトレンチに、金属を充てんすることと、
を含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記保護バリアを形成することは、前記トレンチに誘電材料を少なくとも部分的に充てんすることを含む、
請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記保護バリアを形成することは、基部より大きい上部を形成することを含み、
前記上部は、前記低誘電率領域の上にあり、前記基部は、前記低誘電率領域のレベルに存在する、
請求項１７から２１のいずれかに記載の方法。
【請求項２３】
前記保護バリアは、デュアル・ダマシン処理によって形成される、
請求項１７から２２のいずれかに記載の方法。
【請求項２４】
前記保護バリアは、キャビティを形成する前記ステップに耐える材料である、
請求項１７から２３のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集積回路に関し、より具体的には、他のコンポーネントに対して可動な部分を有するコンポーネントが設けられた集積回路に関する。該可動部分を有するコンポーネントは、微小機械システム(micro mechanical system)、たとえば圧電層を含む共振器であることができる。
【背景技術】
【０００２】
金属相互接続の一番高いレベルの上に上記のようなコンポーネントを配置することが知られており、これについては、下記の非特許文献１を参照されたい。そのようなコンポーネントは、カプセル化によって保護されるのが望ましい。
【０００３】
また、下記の特許文献１は、静電結合効果および／または電磁結合効果を減らすために相互接続要素間にエア・ギャップを組み込む集積回路を製作するプロセスに関する。該エア・ギャップは、誘電体として使用される。
【非特許文献１】Ｂｒｙｚｅｋ、Ｆｌａｎｎｅｒｙ、およびＳｋｕｒｎｉｋ、「Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｎｇ  Ｍｉｃｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  ｗｉｔｈ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔｓ」、ＩＥＥＥ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｍａｇａｚｉｎｅ  Ｊｕｎｅ  ２００４，Ｖｏｌｕｍｅ  ７、ｎ°２、５１〜５９頁
【特許文献１】ＦＲ  Ａ  ２  ８５１  ３７３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の１つの目的は、集積回路内のコンポーネントをカプセル化するための解決策を提案することである。
【０００５】
本発明の他の１つの目的は、高い信頼性を有しながら、低いコストで製作されるコンパクトな集積回路を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
１つの例示的な実施形態では、集積回路は、基板と、基板上の能動コンポーネントと、能動コンポーネントを部分的に囲むキャビティと、キャビティを部分的に囲む低誘電率領域と、低誘電率領域の周りに配置された保護バリアを備える。
【０００７】
そのような実施形態によれば、特にキャビティが形成されている時に、低誘電率領域と低誘電率領域の支持部との間の界面をリフトオフ（剥離）から保護することができる。
【０００８】
低誘電率領域は、有機ポリマ、たとえばＳｉＬＫ（商標）を含む。有機ポリマは、多孔質(porous)であることができる。
【０００９】
一実施形態で、保護バリアは、電気的に導電性を有する。保護バリアは、電気導電体として、たとえば異なるレベルの２つの導体を接続するバイアとして使用することもできる。
【００１０】
保護バリアは、金属、たとえば銅および／またはタングステンを含むことができる。
【００１１】
他の実施形態では、保護バリアは、誘電体である。保護バリアは、ＳｉＣまたはＳｉＣＸを含むことができ、Ｘは、別の種、たとえばＯまたはＮである。
【００１２】
一実施形態で、保護バリアは、少なくとも、気体を含む内部キャビティを有する。内部キャビティは、空気を充てんされることができる。内部キャビティは、ＳｉＣ領域に形成することができる。
【００１３】
一実施形態で、保護バリアは、複数のバイアを含む。
【００１４】
一実施形態で、保護バリアは、少なくとも線状である。
【００１５】
一実施形態で、保護バリアは、第１の材料を含む内側部分と、第２の材料を含む外側部分とを含む。内側部分は、金属、たとえば銅またはタングステンを含むことができる。外側部分は、ストップ層を含むことができ、たとえばＳｉＣ、ＴａＮ、Ｔａ、ＴｉＮ、またはＴｉを含むことができる。外側部分は、低誘電率領域または支持部において、内側部分の材料が拡散するのを防ぐことができる。
【００１６】
他の実施形態で、保護バリアは、単一の材料を含む。保護バリアは、ＳｉＣまたは銅を含むことができる。
【００１７】
１つの好ましい実施形態で、保護バリアは、上部および基部を含み、上部は、基部より大きい。基部は、低誘電率領域のレベルに存在するようにすることができる。上部は、基部上であって、該基部に近い低誘電率領域の区画に形成することができる。保護バリアは、支持部、たとえば基板または相互接続レベルに、低誘電率領域を固定するプラグを形成することができる。
【００１８】
一実施形態で、保護バリアの少なくとも一部は、基板の導電部分または相互接続レベルの導電部分と電気的に接触している。
【００１９】
一実施形態で、保護バリアは、ＨＦ（フッ化水素）に対する耐性を有する。保護バリアによって囲まれたＨＦによる除去可能材料、たとえばケイ素ガラス（ドープされていない、またはフッ化されている）を含む領域を除去するためにＨＦを使用することによって、キャビティを形成することができる。
【００２０】
一実施形態で、能動コンポーネントは、基板上に置かれる。能動コンポーネントは、基板と相互接続レベルとの間に配置されることができる。能動コンポーネントは、トランジスタのベースまたはグリッドと同じレベルに配置されることができる。
【００２１】
一実施形態で、回路は、基板によって支持される相互接続レベルを少なくとも含み、能動コンポーネントは、該相互接続レベルによって支持される。
【００２２】
一実施形態で、能動コンポーネントは、微小機械システム、たとえば圧電素子を含むフィルタを有する。
【００２３】
言い換えると、論理デバイスは、能動コンポーネント、該能動コンポーネントを支持する支持部、該能動コンポーネントを囲む低誘電率領域、および該低誘電率領域を支持部に固定するリベットを少なくとも含むことができ、該低誘電率領域は、能動コンポーネントとは離れている。
【００２４】
集積回路を製作する方法は、基板上に能動コンポーネントを形成するステップと、該基板上に低誘電率領域を形成するステップと、該低誘電率領域の周りに保護バリアを形成するステップと、能動コンポーネントを部分的に囲むキャビティを形成するステップであって、該低誘電領域が、該キャビティを部分的に囲むようにするステップと、を含むことができる。
【００２５】
バリアは、低誘電率領域を維持することができる。バリアは、また、該バリアの外側でキャビティを形成するステップの望ましくない影響を避けることができる。
【００２６】
一実施形態で、除去可能領域が、能動コンポーネントの周りに形成され、低誘電率領域が、該除去可能領域の周りに形成される。該低誘電領域を、該除去可能領域上に形成してもよい。
【００２７】
一実施形態で、除去可能領域は、ケイ素ガラス(silicon glass)を含む。ケイ素ガラスは、ドープされていないもの、またはフッ化されたものとすることができる。ケイ素ガラスは、低誘電率領域を介した化学的腐食(chemical attack)によって除去されることができる。除去可能領域は、キャビティを形成するために、ＨＦによる腐食によって除去されることができる。
【００２８】
一実施形態で、保護バリアを形成することは、低誘電領域内に少なくともトレンチを形成することを含む。
【００２９】
一実施形態で、保護バリアを形成することは、トレンチ内に薄い誘電層を堆積することと、該堆積後のトレンチに金属を充てんすることを含む。該薄い誘電層は、後続ステップにおいて金属が拡散することを防ぐことができる。該薄い誘電層は、金属が銅を含むときに有利である。
【００３０】
一実施形態で、保護バリアを形成することは、トレンチに誘電材料を少なくとも部分的に充てんすることを含む。
【００３１】
一実施形態で、保護バリアを形成することは、基部より大きい上部を形成することを含み、該上部は、低誘電率領域上にあり、該基部は、低誘電率領域のレベルに存在する。保護バリアは、低誘電率領域を保持するために、リベットの様な形状または釘の様な形状とすることができる。
【００３２】
一実施形態で、保護バリアは、デュアル・ダマシン(dual damascene)処理によって形成される。低誘電率層に対して良好な選択性を有するストップ層を少なくとも形成することができる。ストップ層は、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、ＳｉＣ、ＳｉＣＮなどを含むことができる。
【００３３】
一実施形態で、保護バリアは、キャビティを形成する上記ステップに耐える材料を含む。
【００３４】
このデバイスは、或るコンポーネントを有する電子装置であって、該デバイスの残りの部分に対して可動な該コンポーネントを有する任意の電子装置に適用可能である。例として、このデバイスを、携帯電話のフィルタに適用することができる。
【００３５】
本発明の他の利益および特徴は、決して限定的ではない実施形態および図面の詳細な説明から明らかになるだろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
図１に示されているように、集積回路１は、ＳｉまたはＳＯＩ（シリコン・オン・インシュレータ）を含むことができる基板２と、基板２上のコンタクト・レベル３と、コンタクト・レベル３上の相互接続レベル４と、相互接続レベル４上の「above−ＩＣ（アバブＩＣ）」レベル５とを含む。「above-ＩＣ」レベル５は、能動コンポーネント、たとえば微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）を含むことができる。
【００３７】
上面２ａを有する基板２は、上面２ａの下に形成されるトランジスタ６を含む。トランジスタ６は、真性の(intrinsic)ベース、真性のソース、および真性のドレインを含むことができる。浅い絶縁トレンチ６ａを、トランジスタ６の近くであって基板２の上面２ａの下に形成することができる。コンタクト・レベル３は、トランジスタ６の端子７を含む。端子７は、外因性の(extrinsic)ベース、外因性のソース、および外因性のドレインを含むことができる。相互接続レベル４は、銅またはアルミニウムを含むことができる導電線９を有した複数のメタライゼーション層８を含む。これらのメタライゼーション層８は、ＳｉＯ２、ＳｉＯＮ、ＳｉＮ、ＳｉＣなどを含むことができる誘電層１０によって絶縁される。各メタライゼーション層８は、誘電層１０上および誘電層１０下に形成される。誘電層１０は、少なくとも、該誘電層１０によって分離された２つのメタライゼーション層８を接続するバイア１１を含むことができる。相互接続レベル４は、大きい導電線１２が設けられた上側メタライゼーション層を含む。
【００３８】
「above-ＩＣ」レベル５は、共振器を含むことができる能動コンポーネント１３を有する。能動コンポーネント１３は、微小電気機械システムとすることができる。該コンポーネント１３は、「above-ＩＣ」レベル５に形成されるキャビティ１４内において、相互接続レベル４によって支持される。キャビティ１４は、相互接続レベル４の上面、側面、および天井によって区切られたチャンバを形成する。該側面および天井は、Ｌｏｗ−ｋ材料の有機ポリマ、たとえばＳｉＬＫを含む低誘電率領域１５によって形成されることができる。「above-ＩＣ」レベル５は、また、相互接続レベル４から「above-ＩＣ」レベル５の最上部まで延びるバリア（障壁）１６を含む。バリア１６は、キャビティ１４の周りに形成され、低誘電率領域１５を囲む。バリア１６を、線の形状で連続させることもでき、また、線分またはバイアの形状で不連続なように形成することもできる。バリア１６の外側において、「above-ＩＣ」レベル５は、低誘電率領域１５と同じ材料から作られる誘電層１７を含むことができる。
【００３９】
バリア１６は、相互接続レベル４から「above-ＩＣ」レベル５の最上部付近または最上部まで延びる本体部分１８と、少なくとも低誘電率領域１５の一部の上にある頭部１９とを含む。頭部１９は、低誘電率領域１５が化学的な結合によって相互接続レベル４に固定されていない場合でも、相互接続レベル４上に低誘電率領域１５を保持する。言い換えると、バリア１６は、相互接続レベル４に低誘電率領域１５を釘付けのように固定するプラグを形成する。低誘電率領域１５は、コンポーネント１３の動きまたは振動を可能にするために、接触することなくコンポーネント１３をカプセル化する。
【００４０】
バリア１６は、たとえば銅のような導電材料、たとえばＳｉＣのような誘電材料、またはＳｉＣ、水素化された(H-enriched)ＳｉＣなどを含む材料であることができる。バリア１６は、キャビティを形成するのに使用される処理ステップに耐える材料から作られる。
【００４１】
図２に示されているように、集積回路１は、ＳｉまたはＳＯＩ（シリコン・オン・アイソラント（ｉｓｏｌａｎｔ））を含むことができる基板２と、基板２上のコンタクト・レベル３と、コンタクト・レベル３上の相互接続レベル４と、コンタクト・レベル３に配置され、基板２によって支持されるコンポーネント１３とを含む。コンタクト・レベル３は、低誘電率領域１５に形成されるキャビティ１４を含む。コンポーネント１３は、キャビティ１４内に置かれている。バリア１６は、誘電領域１５を囲むと共に、基板２と相互接続レベル４との間でコンタクト・レベル３を横切って延びる。能動コンポーネント１３は、この線の前端部側に置かれる。
【００４２】
これから説明する方法は、基板上または相互接続レベル上に、直接にまたは介在する支持層を伴って配置されるコンポーネント１３のバリアを製作するのに使用されることができる。
【００４３】
図３に示されているように、製作中のウエハ２０は、第１の層２１、第１の層２１上に形成される第２の層２２、第２の層２２および第１の層２１の一部に形成される導体１２、第２の層２２によって支持され、導体１２と接触するコンポーネント１３、コンポーネント１３の周りに形成されるケイ素ガラス(silicon glass)領域２３、ならびに第２の層２２上およびケイ素ガラス領域２３上に形成される低誘電率層１７を含む。該層１７は、ケイ素ガラス領域２３より厚い部分を有することができる。導体１２は、低誘電率層１７によって覆われる。低誘電率層１７を、ウエハ２０の表面全体に堆積することができる。低誘電率層１７は、Ｌｏｗ−ｋ材料、たとえば３未満の誘電率を有するＳｉＬＫ材料であることができる。
【００４４】
コンポーネント１３は、ドープされていないケイ素ガラスの堆積、リソグラフィ、およびエッチングを含む異なるステップによって形成されることができる。第１の層２１は、相互接続レベルのメタライゼーション層またはケイ素（シリコン）を含む基板とすることができる。第２の層２２は、たとえばＳｉＯ２、ＳｉＣ、ＳｉＯＮ、ＳｉＯＣなどに基づく誘電層とすることができる。ケイ素ガラス領域２３は、ドープされていないケイ素ガラスまたはフッ化ケイ素ガラスであることができる。ウエハ２０に、集積回路が形成されることとなる。
【００４５】
その後、薄いＳｉＣベースの層２４が、低誘電率層１７の表面に堆積される。トレンチ２５が、第２の層２２に達するまでＳｉＣベースの層２４および低誘電率層１７をエッチングすることによって形成される（図４）。トレンチ２５は、第２の層２２の上部に部分的に延びることができる（点線を参照されたい）。トレンチ２５は、ケイ素ガラス領域２３と導体１２との間に配置される。
【００４６】
図５に示されているように、トレンチ２５の底部および側面は、Ｔａ、ＴａＮ、Ｗなどを含むことができる薄い層２６でコーティングされる。次に、トレンチ２５は、金属、たとえば電解プロセスによって作られる銅で充てんされる（図６）。トレンチ２５の外側のウエハ２０および層１７を覆う余剰の金属は、ＣＭＰ（化学機械研磨）などの除去プロセスによって除去される。この金属は、バリア１６の本体部分１８を形成し、低誘電率層１７の上面と同じ高さとなる（同一平面にある）。
【００４７】
当然ながら、トレンチを、ＳｉＣ材料を含む層を使用せずに、金属を直接に充てんするようにしてもよい。
【００４８】
図８に示されているように、自己整合された(self-aligned)頭部１９が、たとえば等方性堆積プロセスによって、本体部分１８上でバリア１６に追加される。頭部１９は、ＷまたはＣｕを含むことができる。Ｗは、ＣＶＤプロセスまたはＰＥＣＶＤプロセスによって堆積されることができ、銅の上の（Ｌｏｗ−ｋ層１７の上ではない）部分に成長させることができる。該堆積を実質的に等方性(isotropic)とすることができるので、頭部１９は、厚くなるにつれてキノコの様な形状を得ることができる。頭部１９は、本体部分１８より大きく（図９）、これにより、低誘電率層１７が、ともすれば持ち上がってしまうこと（リフトオフ、界面剥離）を防ぐことができる。
【００４９】
図１０に示されているように、ケイ素ガラス領域２３は、低誘電率層１７を介してＨＦ（フッ化水素）によって腐食される（ＨＦアタック）。ケイ素ガラス領域２３は、コンポーネント１３の周りにキャビティ１４を形成するよう除去される。低誘電率層１７が緩む(loosening)と、低誘電率層１７と、導体１２および第２の層２２などの他の要素との間の界面が、ＨＦによって損傷を受けるおそれがある。しかしながら、本体部分１８の金属と低誘電率層１７との間の薄い層２６は、ＨＦによる腐食によって大きく損傷を受けることがない。さらに、バリア１６は、第２の層２２に固定されたまま維持され、バリア１６の頭部１９は、第２の層２２からの低誘電率層１７の分離を防ぐ。結果として、コンポーネント１３は、低誘電率層１７によってパッケージ化されることができる。
【００５０】
他の実施形態が図１１に示されており、これは、図１０と同等のステップに対応する。コンポーネント１３は、導電材料から作られた支持部１３ａ上に置かれることができる。支持部１３ａは、Ｗ、Ｃｕ、Ａｌなどを含むことができる。図７から参照すると、バリア１６の本体部分１８は、同じ材料をその上に堆積することのできる材料、たとえばタングステンから作られる。等方性堆積、たとえばＷ  ＣＶＤが行われる。バリア１６の頭部１９は、本体部分１８に自己整合されて成長する。バリア１６は、本体部分１８と一体の頭部１９を有する。
【００５１】
図１２に示されているように、バリア１６は、その幅より実質的に大きい長さを有する直線形状とすることができる。これにより、ＨＦによる腐食に対する優秀な保護が得られる。
【００５２】
図１３に示されているように、バリア１６は、実質的にその幅以下の長さを有するバイア形状とすることができる。相互接続レベルのバイアの形状を有するバリア１６は、電気を導通するためのバイアとして使用されることもできる。バリア１６は、回路１上に配置された、基板２と相互接続レベル４（図２を参照されたい）間の電気的接続、または相互接続レベル４と導体１２（図１を参照されたい）間の電気的接続を可能にすることもできる。こうして、バリア１６は、ＳｉＬＫ領域１５の機械的な安定装置と、信号またはエネルギーの電気導電体という二重の機能を有することができる。
【００５３】
回路１を製作する第２の方法は、図３のウエハ２０上に薄い層２４を堆積し、図４に示されているようにトレンチ２５を形成するステップを含む。第２の層２２を部分的にエッチングすることができ、その結果、トレンチ２５は、第２の層２２内に部分的に延びる。薄い層２４は、ＳｉＣまたはドープされていないケイ素ガラスを含むことができる。その後、厚いＳｉＣベースの層２７を、たとえばＣＶＤによって堆積する。この堆積は、等方性である。トレンチ２５が、バリア１６の本体部分１８を形成するためにＳｉＣで部分的に充てんされ、この際、内部のキャビティ２８が、本体部分１８に残されてもよいし、そうでなくてもよい（図１４）。内部キャビティ２８は、空気を含むことができる。低誘電率層１７の上の厚いＳｉＣベースの層２７および薄い層２４は、エッチングまたはＣＭＰプロセスによって除去される。トレンチ２５は、充てんされたままとなり（図１５）、本体部分１８は、ＳｉＬＫ層１７の上面と同じ高さとなる（同一平面になる）。
【００５４】
図１６に示されているように、ＳｉＣを含むことができる薄い層２９が、ウエハ表面全体に堆積され、レジスト層３０が、この薄い層の上に堆積される。レジスト層３０は、エッチング区域３１と、バリア１６の本体部分１８より大きい領域に対応する非エッチング区域３２とを画定するために露光される。薄い層２９は、ウエハの大部分でエッチングされ、完全に除去される。薄い層２９の残りの部分（これは、非エッチング区域３２下にある）は、バリア１６の頭部１９を形成する（図１７）。バリア１６は、誘電性とすることができる同じ材料から作られた本体部分１８および頭部１９を含む。回路の誘電特性は、バリア１６にかかわりなく、実質的に維持される。頭部１９は、本体部分１８と実質的に同じ材料の頭部１９を堆積するステップにより、本体部分１８に強く固定される。
【００５５】
図１８に示されているように、ケイ素ガラス領域２３が、ＨＦによる腐食（ＨＦアタック）によって除去される。バリア１６の本体部分１８は、トレンチ２５を形成する時にオーバーエッチングされた上記第２の層２２内の本体部分１８の突出によって該第２の層２２に強く固定されており、第２の層２２とバリア１６との間の界面は、保護されることができる。バリア１６のＳｉＣ材料は、ＨＦに対する耐性を有する。本体部分１８より大きい頭部１９を有するバリア１６のキノコの様な形状は、低誘電率領域１５の維持を可能にする。言い換えると、バリア１６は、低誘電率領域１５を第２の層２２に釘付けのように固定する。ＳｉＬＫ領域１５は、キャビティ１４の周りのＳｉＬＫ層２２の一部である。
【００５６】
図１９に示されているように、ウエハ上に堆積された厚い層２７は、バリア全体を形成するのに使用される。レジスト層３０が、厚い層２７上に堆積される。レジスト層３０は、エッチング区域３１と、バリア１６の本体部分１８より大きい領域に対応する非エッチング区域３２とを画定するために露光される。厚い層２７は、ウエハ２０の大部分でエッチングされ、完全に除去される。厚い層２７の残りの部分（非エッチング区域３２の下の部分）は、バリア１６の頭部１９を形成する（図２０）。本体部分１８は、頭部１９と一体である。
【００５７】
回路１を製作する第３の方法は、トレンチ２５を画定して開くためのデュアル・ダマシン(dual damascene)処理を含む。図２１に示されているように、段のついたトレンチ２５が、低誘電率層１７を覆う薄い層２４の上面から掘られる。第２の層２２を、トレンチ２５の底部を形成するために部分的にエッチングすることができる。このトレンチは、第２の層２２の近くの狭い部分２５ａと、薄い層２４の近くの大きい部分２５ｂとを含む。ウエハ２０は、ＳｉＣまたは水素化ＳｉＣを含むことができる厚い層２７によって覆われる（図２２）。トレンチ２５は、少なくとも部分的に厚い層２７の材料が充てんされる。空気を含む内部キャビティ２８が、トレンチ２５内に残されてもよいし、そうでなくてもよい。厚い層２７および薄い層２４は、たとえばエッチング・プロセスまたはＣＭＰによって、低誘電率層１７の上から除去される。厚い層２７の材料は、トレンチ２５内に残り、したがって、バリア１６を形成する（図２３）。言い換えると、バリア１６は、狭い部分２５ａに本体部分１８、大きい部分２５ｂに頭部１９を含む。本体部分１８は、第２の層２２に直接に固定される。頭部１９は、釘の頭として低誘電率領域１５を保持する。
【００５８】
図２４に示されているように、ケイ素ガラス領域２３が、ＨＦによる腐食によって除去される。第２の層２２とバリア１６との間の界面は、保護されることができる。バリア１６の材料は、ＨＦに対する耐性を有する。
【００５９】
図２５に示されているように、ウエハ２０は、ＳｉＬＫ層を覆う薄い層２４の上面から、たとえば銅を含み第２の層２２と同一平面で横わたる導体１２まで掘られた、段のついたトレンチ２５を含む。代替案では、導体１２を、第２の層２２の上面の下に配置することができる。ウエハ２０は、薄い層２４、低誘電率領域１５、および酸化ケイ素（酸化シリコン）層２３を横切ってコンポーネント１３に達するまでエッチングされた補足トレンチ３３を含む。その後、図５の層に対応する薄い層２６が、トレンチ２５および３３内に形成される。薄い層２６は、ＳｉＣまたは水素化ＳｉＣを含むことができる。トレンチ２５および３３には、導電材料、たとえば銅が充てんされる（図２６）。ＣＭＰによって、ウエハ２０を平坦化して、薄い層２４を除去することができる。充てんされた段のついたトレンチ２５は、低誘電率領域１５を釘付けのように固定するバリア１６および導体１２を上方向に接続するバイアを形成する。充てんされた補足トレンチ３３は、コンポーネント１３を上方向に接続するバイアを形成する。充てんされたトレンチ２５および３３は、また、低誘電率層１７における金属を実質的に一定の比率にするためのダミーとして使用されることもできる。
【００６０】
図２７に示されているように、ケイ素ガラス領域２３が、ＨＦによる腐食によって除去される。導体１２とバリア１６との間の界面は、保護されることができる。薄い層２６の材料およびトレンチを充てんする導電材料は、ＨＦに対する耐性を有する。バリア１６は、キャビティ１４および低誘電率領域１５の外にＨＦが拡散するのを防ぐことができる。
【００６１】
言い換えると、酸化ケイ素領域を、低誘電率領域を介して除去することができる。釘は、低誘電率領域をその支持部上に維持する。コンポーネント、釘（バリア）、およびキャビティ下の第２の層は、実質的に該除去のステップによって影響を受けないままにすることができる。釘について、該除去に耐える材料には、ＳｉＣ、Ｃｕ、Ｔｉ、ＴｉＮ、Ｔａ、ＴａＮ、Ｗなどを含めることができる。本発明は、能動コンポーネントが配置されるキャビティの最上部層に、有機ポリマを使用することを可能にする。ＭＥＭＳなどの能動コンポーネントの集積が、より容易になる。
【００６２】
本発明は、パッケージング層によって囲まれたキャビティ１４にコンポーネント１３を製作する安価で効率的な方法を提供する。本発明は、可動部分を有する能動コンポーネント、たとえばＭＥＭＳのパッケージ化に特に有利である。支持部からのパッケージング層の分離の危険性が、大幅に減らされ、故障ウエハの率を減らすことができる。集積回路は、よりロバストであり、信頼性がある。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】集積回路の第１の実施形態を概略的に示す図である。
【図２】集積回路の第２の実施形態を概略的に示す図である。
【図３】第１の方法による回路を製作するステップを概略的に示す図である。
【図４】第１の方法による回路を製作するステップを概略的に示す図である。
【図５】第１の方法による回路を製作するステップを概略的に示す図である。
【図６】第１の方法による回路を製作するステップを概略的に示す図である。
【図７】第１の方法による回路を製作するステップを概略的に示す図である。
【図８】第１の方法による回路を製作するステップを概略的に示す図である。
【図９】第１の方法による回路を製作するステップを概略的に示す図である。
【図１０】第１の方法による回路を製作するステップを概略的に示す図である。
【図１１】図１０の変形形態を示す図である。
【図１２】バリアの一実施形態を示す図である。
【図１３】バリアの他の実形態を示す図である。
【図１４】第２の方法による回路を製作するステップを概略的に示す図である。
【図１５】第２の方法による回路を製作するステップを概略的に示す図である。
【図１６】第２の方法による回路を製作するステップを概略的に示す図である。
【図１７】第２の方法による回路を製作するステップを概略的に示す図である。
【図１８】第２の方法による回路を製作するステップを概略的に示す図である。
【図１９】第２の方法の変形形態を示す図である。
【図２０】第２の方法の変形形態を示す図である。
【図２１】第３の方法による回路を製作するステップを概略的に示す図である。
【図２２】第３の方法による回路を製作するステップを概略的に示す図である。
【図２３】第３の方法による回路を製作するステップを概略的に示す図である。
【図２４】第３の方法による回路を製作するステップを概略的に示す図である。
【図２５】第３の方法の変形形態を示す図である。
【図２６】第３の方法の変形形態を示す図である。
【図２７】第３の方法の変形形態を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【国際調査報告】
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