(57)【要約】ウェーハ表面が平坦でなく層が屈曲していても、複数の連続した当該層を互いにおよび当該ウェーハ表面としっかり付着させる。当該ウェーハを最初に比較的高いガス圧においてＲＦ放電にて当該ウェーハ表面上を不活性ガス（例えば、アルゴン）のイオン衝撃で洗浄する。その後当該不活性ガス（例えば、アルゴン）イオンが、当該表面をエッチングするには十分なエネルギーにならないような低電力を印加して当該ウェーハ表面に顕微鏡的粗さを与える。その後、最小量の不活性ガスをマグネトロンに通過させ、ＲＦバイアスを当該ウェーハに懸けない当該ＤＣマグネトロンにより低固有引張応力および低ガス捕集のクロム層を当該ウェーハ表面にスパッタ堆積させる。当該クロム層は原子結合で顕微鏡的粗表面に結合する。ニッケル−バナジウム合金を当該クロム層上に堆積させ、金、銀および銅からなる群より選択した金属の層を当該ニッケル−バナジウム層上に堆積させる。当該ニッケル−バナジウム層にＲＦバイアスを当該ウェーハに適用することで固有圧縮応力を伴わせて当該クロム層と当該金属層の間に堆積させ、当該クロム層の固有引張応力および当該金属層のいずれの固有応力も相殺させる。
2005517086.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェーハの表面から不純物を除去する工程および当該表面に堆積物を受け入れるために当該ウェーハの表面上に顕微鏡的粗さを作り出す工程を含む、堆積物を受け入れるために当該ウェーハ表面を前処理するウェーハの表面のエッチング方法。
【請求項２】
エッチングするには不十分なエネルギーであるが当該ウェーハ表面に顕微鏡的粗さを生成させるのに充分なエネルギーをもつ不活性ガスのイオンを当該ウェーハの表面に与えることにより当該ウェーハの洗浄された表面に顕微鏡的粗さを作り出す、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
当該不活性ガスがアルゴンである、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
ウェーハランド上に当該ウェーハを置き、当該ウェーハの表面上に顕微鏡的粗さを作り出した後に当該ウェーハランド上にクロムの層を堆積させる、請求項１から３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
ウェーハの表面から不純物を除去する工程、当該ウェーハの清浄した表面上に固有引張応力を有するクロム層を堆積する工程、そして当該クロム層の表面に固有応力を有するニッケルバナジウムの層を堆積して当該クロム層で生じた固有引張応力を相殺するための工程を含む、ウェーハに電気的構成部分の付属部品を備える方法。
【請求項６】
当該ウェーハの表面を洗浄した後に当該ウェーハの表面上に顕微鏡的粗さを生成させ、当該ウェーハの顕微鏡的粗さの表面上にクロムを堆積させ、そして当該ウェーハの表面上に当該クロム層を堆積するときには当該ウェーハ層上に最小量の不活性ガスを作成する、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
ウェーハランドは当該ウェーハと隣接した関係に配置され、クロムの層は当該ウェーハの表面をエッチングする前にウェーハランドの表面に堆積させる、請求項４に記載の方法。
【請求項８】
当該クロム層を当該ウェーハの表面に堆積させてクロム層に固有引張応力を生み出し、当該ニッケルバナジウム層をＲＦバイアス電力にて当該クロム層の表面上に堆積させてニッケルバナジウム層に固有圧縮応力を生み出す、請求項５に記載の方法。
【請求項９】
当該クロムを当該ウェーハの顕微鏡的粗さの表面上に層にして堆積させて当該クロム層に低応力値の固有引張応力を作成し、そして当該ニッケルバナジウム層を当該クロム層の表面に堆積させて当該クロム層の固有引張応力を相殺する値の固有圧縮応力を作り出す、請求項４に記載の方法。
【請求項１０】
当該クロムを当該ウェーハの顕微鏡的粗さの表面上に低応力値の固有引張応力状態の層として堆積させ、そして当該ニッケルバナジウムの層を当該クロム層の低応力値の固有引張応力を実質的に相殺する低応力値の固有圧縮応力の状態で当該クロムの表面に堆積させる、請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
当該ウェーハの表面から不純物を除去する工程、および当該ウェーハの表面から不純物の除去の後に低応力値のウェーハの表面上に固有引張応力のクロム層を堆積させる工程を含んだ、ウェーハに電気的構成部分の付属部品を備える方法。
【請求項１２】
当該ウェーハの表面から不純物を除去した後にウェーハの表面に顕微鏡的粗さを与え、そして当該ウェーハの顕微鏡的粗表面上に当該クロム層を低応力値の固有引張応力の状態で堆積させる、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
マグネトロン中にはＲＦバイアスが実質的になく、当該マグネトロン中には不活性ガス分子が低速で流れている当該マグネトロン中で当該ウェーハの表面上に当該クロム層を堆積させる、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
当該不活性ガスがアルゴンで、チャンバー内の不活性ガス分子の流速が１分当たり３〜５標準立方センチメートル（３〜５ｓｃｃｍ）程度である、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
ウェーハランドは当該ウェーハを支持するためにチャンバー内に配置され、そしてクロムの層は当該ウェーハ表面をエッチングする前に当該ウェーハランドの上に堆積させる、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
チャンバー内のウェーハランドには実質的なＲＦバイアスがなく、そして当該チャンバー内の不活性ガス分子は低流速であるチャンバー内で当該ウェーハの表面に当該クロム層を堆積させるが、当該不活性ガスはアルゴンそしてチャンバー内の当該不活性ガスの流速が１分当たり３〜５標準立方センチメートル（３〜５ｓｃｃｍ）程度で、ウェーハランドはチャンバー内で当該ウェーハを支持するように配置され、そしてクロムの層は当該ウェーハ表面をエッチングする前に当該ウェーハランド上に堆積される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
当該ウェーハの表面から不純物を除去する工程、当該ウェーハの表面に固有引張応力のクロム層を堆積させる工程、そして当該クロム層の表面上にＲＦバイアスパワーによりニッケルバナジウム層を堆積させて当該クロム層での固有引張応力を相殺するために当該ニッケルバナジウム層に固有圧縮応力を作り出す工程を含む、ウェーハへの電気的構成部分またはサブアセンブリの付属部品を備える方法。
【請求項１８】
金、銀および銅からなる群より選択した金属の層を当該ニッケルバナジウムの層の表面上に堆積させ、当該ニッケルバナジウム層はクロム層の引張応力および金属層のいずれの応力も相殺する固有圧縮応力を有する、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
当該電気的構成部分を金、銀および銅からなる群より選択した金属の層にハンダ付けする、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
当該ウェーハはウェーハランド上に配置し、当該ウェーハ表面をエッチングする前に当該ウェーハランド上にクロムの層を堆積させ、そして金、銀および銅からなる群より選択した金属の層に当該電気的構成部分をハンダ付けする、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
レンズシールドは当該ウェーハランドと距離をおいて配置し、そして当該レンズシールドは接地させ、そしてニッケルバナジウム層の堆積用のＲＦバイアスを当該ウェーハランドと当該接地したレンズシールドの間に設ける、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
当該ウェーハの表面からの不純物の除去工程、当該ウェーハ表面に顕微鏡的粗さの供与工程、低い固有引張応力を伴うクロム層の当該ウェーハの顕微鏡的粗表面上への堆積工程および低固有圧縮応力を伴うニッケルバナジウム層の当該ウェーハ表面への堆積工程を含む、ウェーハへ電気的構成部分の付属部品を備える方法。
【請求項２３】
金、ニッケルおよび銅からなる群より選択した金属の層を当該ニッケルバナジウム層の表面に堆積させ、当該構成部分またはサブアセンブリを銅、金および銀からなる群より選択した金属の層にハンダ付けする、請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
ＲＦバイアスなしで当該クロムの層を当該ウェーハの顕微鏡的粗表面に堆積させる、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
低い速度の不活性ガス気流にて当該クロムの層を当該ウェーハの顕微鏡的粗表面に堆積させる、請求項２２に記載の方法。
【請求項２６】
低速の不活性ガス気流にて当該ウェーハの顕微鏡的粗表面にクロム層を堆積させ、そして当該クロム層上へニッケルバナジウム層を堆積するときにＲＦバイアスパワーを印加してニッケルバナジウム層に低度の固有圧縮応力を作り出す、請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】
当該クロム層をＲＦバイアスなしで当該ウェーハの顕微鏡的粗表面上に堆積させ、当該クロム層を低速の不活性ガス気流にて当該ウェーハの顕微鏡的粗表面に堆積させ、そして当該クロム層上へニッケルバナジウム層を堆積する際にはＲＦバイアスパワーを印加して当該ニッケルバナジウム層に低い固有圧縮応力を作り出す、請求項２４に記載の方法。
【請求項２８】
金、ニッケルおよび銅からなる群より選択した金属の層を当該ニッケルバナジウム層の表面に堆積させ、当該構成部分またはサブアセンブリを銅、金および銀からなる群より選択した金属層にハンダ付けする、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
当該ウェーハの表面から不純物の洗浄工程、当該ウェーハの表面に顕微鏡的粗さの作成工程および固有引張応力を有するクロム層を当該層にＲＦバイアスを与えることなく当該ウェーハの顕微鏡的粗表面に堆積させる工程を含む、ウェーハ表面に堆積物を設ける方法。
【請求項３０】
チャンバー中で当該クロム層を当該ウェーハの顕微鏡的粗表面に堆積させるが、当該ウェーハの顕微鏡的粗表面に当該クロム層を堆積させるとき当該ウェーハに対しＲＦバイアスは無しでチャンバー内に低い流速の不活性ガスを通過させ、当該クロム層に当該不活性ガスの分子が捕集されることを防止する、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
当該不活性ガスがアルゴンである、請求項２９に記載の方法。
【請求項３２】
当該顕微鏡的粗さは、当該ウェーハ表面をエッチングするのに不十分であるが当該ウェーハ表面に顕微鏡的粗さを生成するのには十分な不活性ガスの分子を供することで作り出す、請求項２９に記載の方法。
【請求項３３】
当該クロム層を当該ウェーハの表面上に堆積させるときはＲＦバイアスを与えず、当該クロム層をチャンバー内にて当該ウェーハの顕微鏡的粗表面上に堆積させ、そして当該クロム層を当該ウェーハの顕微鏡的粗表面上に堆積する際はチャンバー内に低流速の不活性ガスを通過させて当該不活性ガスが当該クロム層に捕集されないようにし、そして当該不活性ガスがアルゴンである、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
当該ウェーハをウェーハランド上に配置し、当該ウェーハ表面のエッチング前にクロム層を当該ウェーハランド上に堆積させて当該ウェーハ上に堆積したクロム層が当該ウェーハランドからの材料で汚染されるのを防止する、請求項３１に記載の方法。
【請求項３５】
当該ウェーハの表面からの不純物除去工程、当該ウェーハの表面をエッチングするには不十分なエネルギーであるが当該ウェーハの表面上に顕微鏡的粗さを生成させるのに十分なエネルギーを有する不活性ガスのイオンを与えることによる当該ウェーハの表面での顕微鏡的粗さの作成工程およびチャンバーに最小量の不活性ガスを通過させている当該チャンバー内で当該ウェーハの顕微鏡的粗表面上にクロム層を堆積させ、当該堆積中に当該クロム層に当該不活性ガスの分子が捕集されないようにする工程を含む、電子構成部分を受け入れるためのウェーハ表面の前処理方法。
【請求項３６】
当該クロム層を当該ウェーハの表面に堆積させるときに、当該ウェーハにウェーハバイアスを作らない、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
応力の最小量を伴う張力下において当該ウェーハ表面上へ当該クロム層を堆積させる、請求項３５に記載の方法。
【請求項３８】
最小の固有引張応力を有する当該クロム層を当該ウェーハの表面に堆積させる、請求項３６に記載の方法。
【請求項３９】
当該ウェーハ表面からの不純物の除去工程、当該ウェーハ表面上に顕微鏡的粗さの作成工程およびクロム層と当該ウェーハ上の顕微鏡的粗表面との原子的結合工程を含む、当該ウェーハ表面上の電子的構成部分を受け入れるためのウェーハ表面に堆積物を供する方法。
【請求項４０】
ＲＦバイアスなしで当該ウェーハの顕微鏡的粗表面上に当該クロム層を堆積させる、請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
当該クロム層に固有引張応力の最小量をもたらす工程を含む、請求項３９に記載の方法。
【請求項４２】
チャンバー内に当該ウェーハを配置し、当該ウェーハ表面をエッチングするには不十分であるが当該ウェーハ表面上に顕微鏡的粗さを作製するのに充分なエネルギーである不活性ガスのイオンを当該チャンバー内に通過させて当該ウェーハの表面上に顕微鏡的粗さを与える、請求項３９に記載の方法。
【請求項４３】
当該クロム層に低値の固有引張応力を与えるとき、当該ウェーハをチャンバー内に配置し、当該ウェーハ表面をエッチングするには不十分だが当該ウェーハ表面に顕微鏡粗さを作製するのに充分なエネルギーを有する不活性ガスを当該チャンバー内に通過させて当該ウェーハの表面に顕微鏡的粗さを与える、請求項４０に記載の方法。
【請求項４４】
顕微鏡的粗さの清浄な表面を有するウェーハと、
クロム層には最小量の応力を有するウェーハの顕微鏡的粗表面上に堆積したクロムの層
との組み合わせ。
【請求項４５】
引張応力の最小量を伴うクロム層を当該ウェーハの顕微鏡的粗表面上に堆積させる、請求項４４に記載の組み合わせ。
【請求項４６】
当該ウェーハの表面をエッチングするには不十分で当該ウェーハの表面に顕微鏡的粗さを生み出すのに十分なエネルギーを有する不活性ガスのイオンで当該ウェーハの表面に当該顕微鏡的粗さを与える、請求項４４に記載の組み合わせ。
【請求項４７】
当該クロム層中のクロムと当該ウェーハの顕微鏡的粗表面の間に原子結合を生み出す、請求項４４に記載の組み合わせ。
【請求項４８】
ウェーハと、
当該ウェーハ上に堆積させた固有引張応力を有するクロム層と、
当該クロム層とはしっかりと付着した関係で当該クロム層上に堆積した固有圧縮応力を有するニッケルバナジウム層
との組み合わせ。
【請求項４９】
低値の固有引張応力の状態であるクロム層と、当該クロム層の固有引張応力を相殺する固有圧縮応力の状態であるニッケルバナジウム層との請求項４８に記載の組み合わせ。
【請求項５０】
当該顕微鏡的粗ウェーハ表面に付着させるための固有引張応力を有するクロム層中のクロムと、
当該ウェーハの顕微鏡的粗表面と原子結合するクロム層中のクロム
との請求項４８に記載の組み合わせ。
【請求項５１】
顕微鏡的粗さを伴う清浄な表面を有するウェーハと、
当該ウェーハの顕微鏡的粗表面に堆積し、当該顕微鏡的粗ウェーハ表面と原子結合するクロム層
との組み合わせ。
【請求項５２】
当該顕微鏡的粗ウェーハ表面と結合するために固有引張応力を有するクロム層である、請求項５１に記載の組み合わせ。
【請求項５３】
清浄な表面を有するウェーハと、
当該ウェーハの清浄表面上に堆積させた固有引張応力を伴うクロム層と、
当該クロム層上に堆積させた固有圧縮応力を伴うニッケルバナジウム
との組み合わせ。
【請求項５４】
当該ニッケルバナジウム層の固有圧縮応力は当該クロム層の固有引張応力を実質的に相殺する、請求項５３に記載の組み合わせ。
【請求項５５】
当該ウェーハの清浄な表面は顕微鏡的粗さを有し、当該クロム層のクロムは当該ウェーハの顕微鏡的粗表面に原子結合している、請求項５３に記載の組み合わせ。
【請求項５６】
銅、金および銀からなる群より選択し、当該ニッケルバナジウム層上に堆積させた固有引張応力を伴う金属の層である、請求項５２に記載の組み合わせ。
【請求項５７】
銅、金および銀からなる群より選択した金属の層を当該ニッケルバナジウム層上に置き、当該ニッケルバナジウム層は当該金属層におけるいかなる固有応力を実質的に中和する、請求項５３に記載の組み合わせ。
【請求項５８】
電気構成部分を銅、金および銀からなる群より選択した金属の層にハンダ付けをした、請求項５３に記載の組み合わせ。
【請求項５９】
ウェーハを収容したチャンバー内を１分当たり４０〜５０標準立方センチメートル程度で不活性ガス気流を供して当該ウェーハの表面からの不純物にて材料の顕微鏡的層をエッチングして当該ウェーハ表面に原子的粗さを与える工程；
その後当該チャンバー内に不活性ガスを１分当たり約４０〜５０標準立方センチメートルの流速および６００ワット（６００Ｗ）から１２００ワット（１２００Ｗ）程度の電力で流して当該ウェーハの表面を洗浄して当該ウェーハ表面の粗さを増加させる工程；
ウェーハランドの上に当該ウェーハを配置する工程；及び
当該ウェーハランドと地面の間が５０ワット（５０Ｗ）〜１００ワット（１００Ｗ）程度の低電力において当該チャンバー内に不活性ガス流を与えて顕微鏡的粗さを当該ウェーハの表面に与える工程；
を含む、堆積を受け入れるために当該ウェーハ表面を前処理する際のウェーハ表面のエッチング方法。
【請求項６０】
当該ウェーハの表面をエッチングする際に当該チャンバー内に印加する電力が６００〜１２００ワット程度である、請求項５９に記載の方法。
【請求項６１】
クロム層をいかなるＲＦバイアス無しで、低流速の不活性ガスにて当該ウェーハの顕微鏡的粗表面に堆積させる、請求項５９に記載の方法。
【請求項６２】
約３００ワットのＲＦバイアス電力および約５ｓｃｃｍのアルゴンの流速で当該クロム層の表面にニッケルバナジウムの層を堆積させる、請求項５９に記載の方法。
【請求項６３】
当該ウェーハの表面をエッチングする前に当該ウェーハランドの表面にクロムの層を堆積させる、請求項６０に記載の方法。
【請求項６４】
約６０００ワット（６０００Ｗ）の電力、約５ｓｃｃｍのアルゴンの流速および約３００ワット（３００Ｗ）のＲＦ電力による当該クロム層の上にニッケルバナジウム層を堆積させる、請求項６０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はウェーハの表面が永続的付着にて電気的構成部分またはサブアセンブリを受け入れるための前処理に関する。より詳しくは、本発明は当該電気的構成部分が永続的に当該ウェーハ表面に付着するように当該ウェーハと電気的構成部分を適合可能にさせる材料の連続的層の堆積物を受け入れるためのウェーハの表面処理方法に関する。本発明は更に当該連続的層を当該ウェーハに張付けて当該電気的構成部分を当該ウェーハ表面へ永続的付着させる際、当該ウェーハ表面および当該電気的構成部分またはサブアセンブリを適合可能にする方法に関する。加えて、本発明は当該ウェーハ表面を当該電気的構成部分またはサブアセンブリに適合可能にさせる当該ウェーハ表面に張付ける特定の層の構造および組み合わせに関する。
【背景技術】
【０００２】
（本発明の好ましい実施形態の背景）
集積回路チップは近年広い分野にて以前に達成できなかった機能を備える電気回路を形成する際に使用されてきた。当該集積回路は、多数の層をその上に堆積させてウェーハを形成させた基板を供することにより形成されてきた。その後集積回路を形成するために電気的構成部分またはサブアセンブリを当該ウェーハに取り付けた。当該電気的構成部分はそれが取り付けられるウェーハと通常適合性がない。従って当該ウェーハ表面を電気的構成部分またはサブアセンブリに適合可能にする材料の連続的堆積を受け入れるために当該ウェーハの表面を清潔にし、前処理をした。例えば、以下のような連続的操作となる：１．当該ウェーハ表面のエッチングなどによる清浄化；２．当該ウェーハ表面上にクロム層の堆積；３．クロム層の上にニッケルバナジウム層の堆積；４．銅、金および銀からなる群より選んだ金属層のニッケルバナジウム層上への堆積；および５．銅、金および銀からなる群から選んだ金属層への電気的構成部分のハンダ付け。
【０００３】
上記で検討した連続層の使用がある期間は実施されていた。しかしながら、これらの連続層の使用には問題が存在する。主な問題は上で特定した異なる層の全てを使用しても、当該電気的構成部分またはサブアセンブリは当該ウェーハに永続的に付着することがなかった。永続的付着の不足は部分的には当該電気的構成部分への金属層のハンダ付けで作り出される熱および熱的衝撃から起こる。永続的付着不足は上で特定した異なる層の表面を引っかいたり、または当該層を屈曲したりすることで判明するであろう。当該異なる層の不十分な付着は、当該ウェーハおよび当該電気的構成部分またはアセンブリを含むアセンブリの操作特性において繰返し性の不足を導く。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
（本発明の好ましい実施形態の簡単な説明）
本発明はウェーハと電気的構成部分またはサブアセンブリを仲介する層間に堅固な付着を供することにより、ウェーハ表面への電気的構成部分またはサブアセンブリの堅固な付着を提供する。その上、当該ウェーハ表面と当該電気的構成部分またはサブアセンブリの間に堆積させた層は、層分離試験にかけても当該堅固な付着を備えている。これらの試験には当該ウェーハと当該電気的構成部分またはサブアセンブリの永続的付着を測定するために当該層を屈曲させたり、屈曲した当該層を引っかいたりすることが含まれる。
【０００５】
本発明の好ましい実施形態では、連続層の複数は当該ウェーハ表面が平坦でなくても当該層が屈曲していても、お互い同士およびウェーハや電気的構成部分またはサブアセンブリと堅固な付着がされている。当該ウェーハ表面はまず比較的高ガス圧下のＲＦ放電にてウェーハ表面を不活性ガス（例えば、アルゴン）のイオン衝撃により清浄化する。当該ウェーハ表面はその後に低電力を適用して顕微鏡的な粗さをつけるが、それゆえ当該不活性ガス（例えば、アルゴン）イオンは当該表面をエッチングするほどの充分なエネルギーは有さない。
【０００６】
その後に、マグネトロン全体への微量な不活性ガスの通過そしてウェーハにＲＦバイアスを印加しないＤＣマグネトロンなどにより固有の引張応力および低度のガス捕集を伴うクロムの層をウェーハ表面にスパッタ堆積させる。当該クロム層は顕微鏡的に粗いウェーハ表面と原子結合を行う。当該クロム層上にニッケル−バナジウム合金の層を堆積させ、当該ニッケル−バナジウム層上に金、銀および銅からなる群から選択した金属の層を堆積させる。当該ウェーハにＲＦバイアスを印加することで当該クロム層と金属層の間に固有の圧縮応力を持つニッケル−バナジウム層堆積させ、クロム層の固有引張応力や当該金属層のいずれの固有応力を相殺する。当該電気的構成部分は金、銀および銅からなる群より選択した金属にハンダのようなもので付着させる。
【０００７】
（本発明の好ましい実施形態の詳細な説明）
本発明の好ましい実施形態において、一般的に１０（図１）で示されるウェーハには実例的にいえば異なる結晶方位を持つ純粋シリコン、二酸化シリコンおよびドープシリコンから形成された層１２を含むことができる。当該ウェーハ１０には従来方法にて当該層１２の前面上に連続的に堆積させた複数の層から形成された電気回路構成を有するトランジスタ１６を含むことができる。
【０００８】
電気的構成部分またはサブアセンブリ１４は当該層１２の裏面１７に付着させるものである。このようにして、当該トランジスタ１６および当該電気的構成部分またはサブアセンブリ１４は特定の機能を実行する電気回路構成を規定することができる。本電気回路構成はそれだけで特定機能を果たすのに充分であるかもしれないし、または特定の機能を果たすには他の電気回路構成と組み合わせてもよい。図１では、当該ウェーハ１０に永続的に付着する前の当該構成部分またはサブアセンブリ１４を示してある。
【０００９】
当該層１２と当該電気的構成部分またはサブアセンブリ１４は、当該構成部分またはサブアセンブリが直接的に当該層１２に付着できないという意味で通常はお互い適合ができない。これゆえに当該電気的構成部分またはサブアセンブリはウェーハ１０に機械的に永続的付着されなければならない。永続的付着の不足は、当該ウェーハ１０と当該電気的構成部分またはサブアセンブリ１４の間に電気抵抗が僅かであるかまたは無いような電気的連続性を備えたい場合には特に問題である。これゆえに、当該電気的構成部分またはサブアセンブリは当該ウェーハ１０には機械的に永続的付着されなければならない。
【００１０】
そのような適合性を提供するのに、当該層１２の表面１７上に従来技術では順次連続層の複数を堆積させた。これらの連続層にはクロムの層１８（図１）、ニッケルバナジウムの層２０および銅、金および銀からなる群より選択した金属の層２２が含まれていた。当該電気的構成部分またはサブアセンブリ１４はその後当該金属層２２にハンダ付けされる。
【００１１】
層１８，２０および２２のそれぞれは先行技術では隣接層と適合できるとされていた。例えば、先行技術では当該クロム層１８は当該層２２およびニッケル−バナジウム層２０と適合するとされており、銅、銀および金からなる群より選択された金属から形成された当該層１２は当該ニッケル−バナジウム層２０および当該構成部分またはサブアセンブリ１４と適合可能とされていた。
【００１２】
追加の層を当該層１２および当該電気的構成部分またはサブアセンブリ１４の間に先行技術で加えた場合でも、当該ウェーハ１０および当該構成部分またはサブアセンブリの間にはしばしば良好な付着がみられなかった。例えば、付着の不足は特定の異なる層の１つ以上を引っかいたり、当該異なる層を屈曲させたりすれば分かる。当該異なる層間の付着の不足は、当該電気的構成部分またはサブアセンブリ１４を銅、ニッケルおよび金からなる群より選択した層２２にハンダ付けすると特に顕著になる。これはハンダ付け操作の間に生じる大量の熱から起こる。
【００１３】
本発明の好ましい実施形態は、先行技術において供されたのと同じ層である当該層１２および電気的構成部分またはサブアセンブリ１４を含むウェーハ１０、およびクロム、ニッケルバナジウムおよび銅、金および銀からなる群より選択した金属の層を提供する。しかしながら本発明の好ましい実施形態においては、当該層は当該層１２を当該電気的構成部分またはサブアセンブリ１４に堅固で永続的に付着するように形成された。
【００１４】
本発明の好ましい実施形態では、当該層１２の表面１７を独特な方法で洗浄し、クロム、ニッケルバナジウムおよび銅、金および銀からなる群より選択した金属を当該層１２の上に独特の方法で連続的に堆積させて当該電気的構成部分またはサブアセンブリが堅固で永続的に当該ウェーハに付着するようにする。当該層１８，２０および２２は、当該層１２へのこの堅固で永続的な付着を備えるように形成する。
【００１５】
出願人の方法の好ましい実施形態の第一工程として、当該層１２の裏面１７から薄層を取り除いて表面の全ての不純物を除去する。本除去は当技術分野では良く知られている方法で、図４に関連して以下で検討する電場および磁場の組み合わせのＲＦ放電によりもたらされる。当該放電は電場および磁場におけるアルゴンのような不活性ガス分子の流れによりもたらされる。当該アルゴンは電場および磁場中でイオン化され、当該イオンは当該層１２の裏面１７に引きつけられ当該層表面をエッチングする。先行技術においては、当該アルゴン分子は一般的には（１）１０−３トールのような低ガス圧および１分間当たり約１５標準立方センチメートル（ｓｃｃｍ）のガス流速で供されていた。しかしながら、出願人の好ましい実施形態では当該アルゴン分子は約４〜６×１０−３のような比較的高いガス圧および約４０〜５０ｓｃｃｍのガス流速にて提供される。これで当該表面１０が原子的または顕微鏡的に平滑でなくなる。
【００１６】
高出力工程を最初に設けて当該層１２の表面１７を洗浄する。この高出力工程では、約６００〜１２００ワットが当該ウェーハランド２４（図２）と接地したレンズシールド２５の間に電源２１からのＲＦ電圧により印加される。アルゴンのような不活性ガスの分子が約４０〜５０ｓｃｃｍの流速および約３２０℃の温度で約３０秒程度の適した期間提供される。この段階で、不純物がウェーハ表面から除去され、当該ウェーハ上に原子的粗面が作り出される。
【００１７】
エッチングプロセスにおける次の工程は、当該層１２の裏面１７上に顕微鏡的または原子的粗さの作成をもたらす。これは当該ウェーハランド２４および図２における電気的接地したレンズシールド２５の間に約５０〜１００ワットの適用を伴う比較的低出力工程において供せられる。図２において、当該レンズシールド２５は当該ウェーハランド２４から距離が置かれている。比較的低い出力であるので、当該アルゴンイオンは当該層１２の表面１７から多量の材料を除去するのに充分なエネルギーを有していない。その代わり、当該アルゴンイオンは当該表面に顕微鏡的または原子的粗さを作り出すには充分なエネルギーを有している。当該層１２の表面１７上の顕微鏡的または原子的粗さの作成は、約４０〜５０ｓｃｃｍのアルゴン流を約６０秒供することで得ることができる。当該ウェーハ表面１０上の顕微鏡的または原子的粗さの作成は本発明の出願者の好ましい方法にて重要な特徴を構成している。この段落で検討した工程は、以前の段落における工程で当該ウェーハ表面に作られる粗さと比較して当該表面の粗さの増加をもたらす。
【００１８】
図２で示したように、当該ウェーハ１０はウェーハランド２４上に配置され、レンズシールド２５はウェーハランド２４に隣接関係で配置され接地されている。当該ウェーハランド２４およびレンズシールド２５はクロム層で被覆して、ウェーハランドおよびレンズシールドの材料の原子が次ぎに当該ウェーハ１０に貼り付けるクロム層を汚染するのを防ぐ。当該クロム層によるウェーハランド２４およびレンズシールド２５の被覆は、本発明の好ましい実施形態の新規特徴の1つをなしていると考える。
【００１９】
当該ウェーハランド２４が当該ウェーハ１０の寸法と比較して相対的に大きければ、アダプタリング２６（図３）を当該ウェーハランド上に置いて、当該ウェーハの寸法を当該ウェーハランドの寸法に適応させる。当該アダプタリングは当該クロム層を当該ウェーハ１０上に堆積する前にクロム層で同じように被膜し、アダプタリングからの材料の分子が次に当該クロム層１８上に堆積させる層に混入するのを防ぐ。
【００２０】
次に約４００オングストローム（４００Å）程度の厚さであるクロムの層１８を層１２の表面１７上に堆積させる。当該表面１７の顕微鏡的または原子的粗さにより当該クロム層１８および当該層１２の裏面１７の間には良好な付着がもたらされる。これは、当該顕微鏡的粗さは当該クロム層１８と良好な原子的または電気的結合を作り出すということから生じる。当該クロム層１８は当該層１２の表面１７上に比較的低い固有応力を持って堆積する。この応力は引張応力である。当該クロム層１８は、当該表面１７および次いで当該クロム層の上に堆積させるニッケルバナジウム層２０に付着する。
【００２１】
当該クロム層１８は低速のアルゴンのような不活性ガス流にて堆積させる。この低速は３〜５ｓｃｃｍ程度である。これが当該層１８にアルゴンガスが捕集されることを妨げる。ハンダ付けの工程で、アルゴン分子は当該クロム層と当該層１２の裏面１７および当該クロム層へ次に堆積させるニッケルバナジウム層２０との付着を壊す傾向があるので、当該クロム層１８中でのアルゴンの存在は望ましくない。クロム堆積ではマグネトロン中でスパッタリングする目標に対し４０００ワット程度の電力を適用するのがよい。当該クロム層１８形成の際の時間は７秒程度であるのがよい。
【００２２】
当該ニッケルバナジウム層２０を当該クロム層１８上に堆積させるが、好ましくは４０００オングストローム（４０００Å）程度の厚さである。当該ニッケルバナジウム層は低固有応力を伴い当該クロム層上に堆積する。この固有応力は圧縮応力で、当該クロム層１８がもたらす固有引張応力を相殺するか釣り合いをとる。当該ニッケルバナジウム層２０は低い固有応力を備えているが、これは当該ニッケルバナジウムを当該ウェーハランド２４およびレンズランド２５の間において約３００ワットのＲＦバイアス電力により当該クロム層１８上に堆積させるからである。
【００２３】
図５は、当該ニッケルバナジウム層２０を当該クロム層１８上に堆積させるとき、横軸のワットで表すＲＦバイアス電力と縦軸の平方センチメートル当たりＥ９ダインで表す応力との間の関係を示す曲線３２である。図５で示した曲線３２は図４で示した装置のような堆積装置用に提供される。図５は、適用されるＲＦ電力の増加と共に如何にニッケル−バナジウム層２０における応力が減少するかを示している。
【００２４】
図５の曲線３６はニッケルバナジウム層２０における約４０００オングストロームの厚さに対して提供される。当該ニッケルバナジウム層２０の厚さが約４０００オングストロームのとき、ＲＦバイアス電力約２５０ワットであれば当該ニッケルバナジウム層２０では応力ゼロが生じる。例として、ニッケルバナジウム層２０の堆積は電力約６０００ワット、アルゴンの流速５ｓｃｃｍ，ＲＦ電力約３００ワット、アノード電圧約６０ボルトおよび約５０秒間で提供することができる。
【００２５】
その後、銅、金および銀からなる群より選択した金属の層２２を、ニッケルバナジウム層２０の上に堆積させる。当該層２２は当技術分野でよく知られた方法で堆積させる。好ましくは、当該層２２の厚さは約５００オングストローム（５００Å）である。銅、金および銀からなる金属より選択した金属で形成された層２２は、できるだけ固有応力が低い状態でニッケルバナジウム層２０の上に堆積させる。当該金属層２２の応力を直接に制御することは困難である。その代わりに、当該層２２における応力はニッケルバナジウム層２０における応力を調節することで制御する。これは適切な厚さの層２０を供することにより達成できることは理解されるであろう。当該層２０上に層２２を堆積させる方法は先行技術で実施されたものと同じものでよい。例えば、銅層の堆積を得るのに適用される電力は約４０００ワットである；当該アルゴンは約９ｓｃｃｍの流速で提供される；そして当該堆積の時間は約８秒である。
【００２６】
当該層２２を当該構成部分またはサブアセンブリ１４に付着するには、熱い液状ハンダを当該構成部分またはサブアセンブリの表面に処理する。当該ハンダは錫と鉛のアマルガムである。当該ハンダが熱くて液状である間に、当該層２２は当該構成部分またはサブアセンブリ１４に付着し、当該ハンダが固化して冷却するまで当該構成部分またはサブアセンブリ上にしっかり保持する。
【００２７】
本発明の好ましい方法で形成した堆積物および先行技術の方法で形成した堆積物につき試験を行った。１つの試験には当該堆積物の引っかき試験および引き続く剥離についての当該堆積物の試験が含まれる。本発明の好ましい方法で形成した堆積物では剥離は生じなかった。先行技術の方法で形成した堆積物では半剥離から完全剥離が生じた。他の試験には当該堆積物の屈曲が含まれている。この試験は当該ニッケルバナジウム層がクロムおよび銅、金と銀からなる群より選択した金属の隣接層に関した付着性を測定するために特に設けられた。本発明の方法で形成された堆積物の層での付着力は屈曲後でも１００％を継続した。しかしながら、先行技術の方法で作られた堆積物では付着力は約３６％〜５９％まで低下した。
【００２８】
当該層１８，２０および２２は従来の装置で当該ウェーハ表面１２上に堆積できる。例えば、この装置は１９９８年６月１６日発行され、本出願記録文書の譲受人に記録文書が譲与された特許５，７６６，４２６で公開されている。本装置は図４に図で示され、図４の４８に概略が示されている。本装置には当該ウェーハを受け入れるためのウェーハランド２４を含むことができる。当該ウェーハランド２４が当該ウェーハに関して特大であれば、当該ウェーハ１０は当該アダプタ環２６（図３）の上に置き、当該アダプタ環を当該ウェーハランド上に配置することができる。ＲＦ電圧は他の端末は２７で接地してある１つのＲＦ給電端末２１からウェーハランド２４に印加することができる。遮蔽体５０は当該ウェーハランド２４に隣接して配置され、接地しておく。当該遮蔽体は２７におけるように接地して荷電粒子の全ての漂遊運動を制限するのがよい。
【００２９】
ターゲット５２および５４は当該遮蔽体５０から隔てるのがよく、中空で先端除去した円錐（フラストコニカル）形のように適した形状にて供される。当該ターゲット５２はターゲット５４より遮蔽体５０に近接して置くのがよく、当該ターゲット５４と同じ軸で配置するのがよい。当該ターゲット５２は当該ターゲット５４より大きな半径で供するのがよい。当該ターゲット５２および５４は、層表面１２の上の層に堆積させる材料から作られている。例えば、当該ターゲット５２および５４は、層１２の表面１７上にクロム層１８を堆積させるべきである時は、クロムで作られていてもよい。
【００３０】
アノード５６を当該ターゲット５４から隔てた位置関係で、好ましくは当該ターゲット５２と５４は共軸関係で配置する。空洞５７はアノード５６および当該ターゲット５２と５４の間に作り出される。正の電圧を電圧電源５８より当該アノード５６および当該ターゲット５２と５４の間に作られる。当該アノードおよび当該ターゲット５２と５４の間のこの電圧差で電場が作り出される。当該電場が当該アノード５６および当該ターゲット５２と５４で規定される空洞５７にて生成する電子を生じさせる。マグネット６０および６２は当該ターゲット５２と５４に関して別々に配置され、当該アノード５６および当該ターゲット５２と５４の間に当該電場と実質的に垂直の関係で磁場を作り出す。
【００３１】
アルゴンのような不活性ガスの分子は６２のようなところから、当該電場と磁場が懸けられている当該空洞５７に導入される。これらの分子は当該空洞５７にて電子でイオン化される。当該アルゴン分子のイオン化は、磁場と電場が垂直関係にある結果として電子が空洞中で螺旋軌道を描くので容易になる。当該アルゴン分子から生成した正イオンは当該ターゲット５２および５４に達し、当該ターゲットの表面から原子をスパッタする。これらの原子は当該層１２の裏面の曝されている表面１７に移動してこの表面に堆積する。
【００３２】
本発明は公開されていて、特に好ましい実施形態に関しては具体的に示されているが、関与する原理は当技術分野の当事者には明らである数多くの他の実施形態に使用されやすい。本発明は、そこで添付した請求項の範囲に示したものだけに限定される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１は前面上のトランジスタのような電気回路および裏面上に堆積させた、異なる材料の層を有し、当該ウェーハの裏面と電気的構成部分またはサブアセンブリの間に適合する付着力を供するウェーハの概略立面図である。
【図２】図２はウェーハランド上に堆積させたウェーハおよび当該ウェーハランドに印加するバイアス電圧および当該ウェーハランド上に配置したレンズシールドを示す拡大概略立面図である。
【図３】図３は、当該ウェーハランドが当該ウェーハと比較して大きすぎるときに、当該ウェーハおよび当該ウェーハランドの間に配置するアダプターリングを示している拡大概略立面図である。
【図４】図４は、当該ウェーハの裏面に異なる材料の層を堆積させ、図１で示した実施形態を形成させる際の先行技術における装置の断面に関する概略図である。
【図５】図５は、図１に示した層の１つを構成するニッケルバナジウム層を当該ウェーハの裏面に堆積させる際の、当該ウェーハに印加されるＲＦバイアスパワーと当該ウェーハの上にかかる固有応力間の相互関係を示す曲線を提供する。
【図１】
2005517086.tif 000003
【図２】
2005517086.tif 000004
【図３】
2005517086.tif 000005
【図４】
2005517086.tif 000006
【図５】
2005517086.tif 000007
【国際調査報告】
2005517086.tif 000008
2005517086.tif 000009
2005517086.tif 000010
2005517086.tif 000011
2005517086.tif 000012
2005517086.tif 000013