(57)【要約】【課題】製造工程数の増加を抑えつつ、単位長さあたりの抵抗値が互いに異なる複数の薄膜金属抵抗を作製することが可能な方法を提供する。【解決手段】この方法は、第一薄膜金属抵抗体を形成するための第一開口４２と、第二薄膜金属抵抗体を形成するための第二開口４３とを有するレジストパターン４１を絶縁膜５１上に形成する工程と、レジストパターン４１上、第一開口４２内、及び第二開口４３内に薄膜金属抵抗のための金属材料を堆積させる工程と、レジストパターン４１を除去することにより、レジストパターン４１上の金属材料を除去する工程とを備え、第一薄膜金属抵抗体の第一抵抗部を形成する第一開口４２の第一部分４２ａの幅Ｗ５を、第二薄膜金属抵抗体の第二抵抗部を形成する第二開口４３の第一部分４３ａの幅Ｗ６よりも狭くする。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一抵抗部を含む第一薄膜金属抵抗体と、前記第一抵抗部よりも単位長さ当たりの抵抗値が低い第二抵抗部を含む第二薄膜金属抵抗体とを絶縁体上に作製する方法であって、
前記第一薄膜金属抵抗体を形成するための第一開口と、前記第二薄膜金属抵抗体を形成するための第二開口とを有するレジストパターンを前記絶縁体上に形成するレジストパターン形成工程と、
前記レジストパターン上、前記第一開口内、及び前記第二開口内に薄膜金属抵抗のための金属材料を堆積させる金属堆積工程と、
前記レジストパターンを除去することにより、前記レジストパターン上の前記金属材料を除去するリフトオフ工程と、
を備え、
前記レジストパターン形成工程において、前記第一抵抗部を形成する前記第一開口の部分の幅を、前記第二抵抗部を形成する前記第二開口の部分の幅よりも狭くする、薄膜金属抵抗の作製方法。
【請求項２】
前記第一薄膜金属抵抗体は、他の配線とのコンタクトを行う金属膜が上面に設けられるコンタクト部を更に有し、
前記レジストパターン形成工程において、前記コンタクト部を形成する前記第一開口の部分の幅を、前記第一抵抗部を形成する前記第一開口の部分の幅よりも広くする、請求項１に記載の薄膜金属抵抗の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜金属抵抗の作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、金属薄膜からなる抵抗膜を有する電子デバイスが記載されている。この電子デバイスにおいて、抵抗膜は２種類以上の抵抗率を有する。この２種類以上の抵抗率は、金属薄膜を部分的に酸化して高抵抗化するとともに、抵抗率に応じて酸化部分の長さを変化させることにより実現されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−０４０４９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電子デバイスを半導体ウエハ上に作製する際、高集積化のため、単位長さ当たりの抵抗値が互いに異なる複数の薄膜金属抵抗をウエハ上に作製する場合がある。そのような場合、例えば特許文献１に記載された電子デバイスのように金属薄膜の酸化部分の長さを異ならせることが考えられるが、金属薄膜を酸化する工程が必要となり、製造工程数が増加してしまう。また、高い抵抗値を有する薄膜金属抵抗と、低い抵抗値を有する薄膜金属抵抗とをそれぞれ異なる工程により作製すると、やはり製造工程数が増加してしまう。
【０００５】
本発明は、製造工程数の増加を抑えつつ、単位長さあたりの抵抗値が互いに異なる複数の薄膜金属抵抗を作製することが可能な方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施形態による薄膜金属抵抗の作製方法は、第一抵抗部を含む第一薄膜金属抵抗体と、第一抵抗部よりも単位長さ当たりの抵抗値が低い第二抵抗部を含む第二薄膜金属抵抗体とを絶縁体上に作製する方法であって、第一薄膜金属抵抗体を形成するための第一開口と、第二薄膜金属抵抗体を形成するための第二開口とを有するレジストパターンを絶縁体上に形成するレジストパターン形成工程と、レジストパターン上、第一開口内、及び第二開口内に薄膜金属抵抗のための金属材料を堆積させる金属堆積工程と、レジストパターンを除去することにより、レジストパターン上の金属材料を除去するリフトオフ工程とを備え、レジストパターン形成工程において、第一抵抗部を形成する第一開口の部分の幅を、第二抵抗部を形成する第二開口の部分の幅よりも狭くする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、製造工程数の増加を抑えつつ、単位長さあたりの抵抗値が互いに異なる複数の薄膜金属抵抗を作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、一実施形態に係る作製方法によって作製される薄膜金属抵抗の一例を示す図である。図１（ａ）は、第一薄膜金属抵抗体の構成を示す平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＩ−Ｉ線に沿った側断面図である。
【図２】図２は、一実施形態に係る作製方法によって作製される薄膜金属抵抗の一例を示す図である。図２（ｂ）は、第二薄膜金属抵抗体の構成を示す平面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のII−II線に沿った側断面図である。
【図３】図３は、一実施形態の作製方法の流れを示すフローチャートである。
【図４】図４は、レジストパターン形成工程を説明するための図であって、レジストパターン形成工程によって形成されるレジストパターンの平面図である。
【図５】図４及び図５は、レジストパターン形成工程Ｓ１を説明するための図である。図５（ａ）は、図４に示されるＶａ−Ｖａ線に沿った断面を示しており、図５（ｂ）は、図４に示されるＶｂ−Ｖｂ線に沿った断面を示している。
【図６】図６は、金属堆積工程を説明するための図である。図６（ａ）は、図５（ａ）に相当する断面を示しており、図６（ｂ）は、図５（ｂ）に相当する断面を示している。
【図７】図７は、リフトオフ工程を説明するための図である。図７（ａ）は、図５（ａ）に相当する断面を示しており、図７（ｂ）は、図５（ｂ）に相当する断面を示している。
【図８】図８（ａ）及び図８（ｂ）は、変形例の構成を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［本願発明の実施形態の説明］
最初に本願発明の実施形態の内容を列記して説明する。本発明の一実施形態による薄膜金属抵抗の作製方法は、第一抵抗部を含む第一薄膜金属抵抗体と、第一抵抗部よりも単位長さ当たりの抵抗値が低い第二抵抗部を含む第二薄膜金属抵抗体とを絶縁体上に作製する方法であって、第一薄膜金属抵抗体を形成するための第一開口と、第二薄膜金属抵抗体を形成するための第二開口とを有するレジストパターンを絶縁体上に形成するレジストパターン形成工程と、レジストパターン上、第一開口内、及び第二開口内に薄膜金属抵抗のための金属材料を堆積させる金属堆積工程と、レジストパターンを除去することにより、レジストパターン上の金属材料を除去するリフトオフ工程とを備え、レジストパターン形成工程において、第一抵抗部を形成する第一開口の部分の幅を、第二抵抗部を形成する第二開口の部分の幅よりも狭くする。
【００１０】
上記の作製方法では、リフトオフ法を用いて第一および第二薄膜金属抵抗体を作製している。このような方法においては、リフトオフのためのレジストパターンの開口の幅が狭いほど、絶縁体上に到達する金属材料が少なくなるため、薄膜金属抵抗が薄く且つ細くなり、単位長さあたりの抵抗値が高くなる。上記の作製方法ではこのことを利用し、第一抵抗部を形成する第一開口の部分の幅を、第二抵抗部を形成する第二開口の部分の幅よりも狭くしている。これにより、第一抵抗部の単位長さあたりの抵抗値を、第二抵抗部の単位長さあたりの抵抗値よりも高くすることができる。すなわち、上記の作製方法によれば、単位長さ当たりの抵抗値が互いに異なる複数の薄膜金属抵抗を容易に作製することができる。そして、この作製方法によれば、そのような複数の薄膜金属抵抗体を同時に作製することができるので、製造工程数の増加を抑えることができる。
【００１１】
また、上記の方法において、第一薄膜金属抵抗体は、他の配線とのコンタクトを行う金属膜が上面に設けられるコンタクト部を更に有し、レジストパターン形成工程において、コンタクト部を形成する第一開口の部分の幅を、第一抵抗部を形成する第一開口の部分の幅よりも広くしてもよい。これにより、コンタクト部の膜厚を厚くして、コンタクト抵抗を低減することができる。
【００１２】
［本願発明の実施形態の詳細］
以下、添付図面を参照しながら、本発明の薄膜金属抵抗の作製方法の一態様について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１３】
図１及び図２は、本発明の一実施形態に係る作製方法によって作製される薄膜金属抵抗の一例を示す図である。図１（ａ）は、第一薄膜金属抵抗体１０の構成を示す平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＩ−Ｉ線に沿った側断面図である。図２（ｂ）は、第二薄膜金属抵抗体２０の構成を示す平面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のII−II線に沿った側断面図である。
【００１４】
図１に示される第一薄膜金属抵抗体１０は、第一抵抗部１１と、２つの第一コンタクト部１２とを有する。同様に、図２に示される第二薄膜金属抵抗体２０は、第二抵抗部２１と、２つの第二コンタクト部２２とを有する。第一および第二抵抗部１１，２１は、第一および第二薄膜金属抵抗体１０，２０において所望の抵抗値を提供する部分である。第一抵抗部１１は一方の第一コンタクト部１２から他方の第一コンタクト部１２まで延びており、第二抵抗部２１は一方の第二コンタクト部２２から他方の第二コンタクト部２２まで延びている。第二抵抗部２１の厚さｔ２は第一抵抗部１１の厚さｔ１よりも厚く、また、第二抵抗部２１の幅Ｗ２は、第一抵抗部１１の幅Ｗ１よりも大きい。これにより、第二抵抗部２１の単位長さあたりの抵抗値は、第一抵抗部１１の単位長さあたりの抵抗値よりも低くなっている。なお、第一および第二薄膜金属抵抗体１０，２０の構成材料は互いに同じであり、例えばニッケルクロム（ＮｉＣｒ）、ニッケルクロムシリコン（ＮｉＣｒＳｉ）、クロムシリコン（ＣｒＳｉ）、窒化タンタル（ＴａＮ）、クロムシリサイド（ＣｒＳｉ２）、窒化クロムシリサイド（ＣｒＳｉＮ）、クロムシリコンオキシ（ＣｒＳｉＯ）等である。
【００１５】
第一コンタクト部１２は、第一薄膜金属抵抗体１０の両端部に設けられる。第一コンタクト部１２の上面には、他の配線とのコンタクトを行うための金属膜（コンタクト金属）３１が設けられている。また、第二コンタクト部２２は、第二薄膜金属抵抗体２０の両端部に設けられる。第二コンタクト部２２の上面には、他の配線とのコンタクトを行うための金属膜（コンタクト金属）３２が設けられている。図１（ａ）に示されるように、第一コンタクト部１２の幅Ｗ３は、第一抵抗部１１の幅Ｗ１よりも大きい。また、図１（ｂ）に示されるように、第一コンタクト部１２の厚さｔ３は、第一抵抗部１１の厚さｔ１よりも厚い。これにより、第一コンタクト部１２の断面積を大きくして、コンタクト抵抗を低減することができる。一実施例では、第一コンタクト部１２の幅Ｗ３及び厚さｔ３は、図２に示される第二コンタクト部２２の幅Ｗ４及び厚さｔ４とそれぞれ等しい。なお、一実施例では、第二コンタクト部２２の幅Ｗ４及び厚さｔ４は、第二抵抗部２１の幅Ｗ２及び厚さｔ２とそれぞれ等しい。
【００１６】
本実施形態の第一および第二薄膜金属抵抗体１０，２０を作製する方法について説明する。図３は、本実施形態の作製方法の流れを示すフローチャートである。図３に示されるように、この作製方法は、レジストパターン形成工程Ｓ１と、金属堆積工程Ｓ２と、リフトオフ工程Ｓ３と、コンタクト金属形成工程Ｓ４とを備える。
【００１７】
（レジストパターン形成工程）
図４及び図５は、レジストパターン形成工程Ｓ１を説明するための図である。図４は、レジストパターン形成工程Ｓ１によって形成されるレジストパターン４１の平面図である。図５（ａ）は、図４に示されるＶａ−Ｖａ線に沿った断面を示しており、図５（ｂ）は、図４に示されるＶｂ−Ｖｂ線に沿った断面を示している。
【００１８】
図４及び図５に示されるように、この工程では、レジストパターン４１を絶縁膜５１（絶縁体）の表面５１ａ上に形成する。すなわち、表面５１ａ上にフォトレジスト（ポジレジスト）を塗布し、該フォトレジストを所定パターンに露光し、露光部分を溶液（剥離液）により除去することにより、第一開口４２及び第二開口４３を有するレジストパターン４１を形成する。第一開口４２及び第二開口４３は、絶縁膜５１をレジストパターン４１から露出させる。第一開口４２は、第一薄膜金属抵抗体１０を形成するための開口であって、第一抵抗部１１を形成するための第一部分４２ａと、第一コンタクト部１２を形成するための第二部分４２ｂとを含む。第二開口４３は、第二薄膜金属抵抗体２０を形成するための開口であって、第二抵抗部２１を形成するための第一部分４３ａと、第二コンタクト部２２を形成するための第二部分４３ｂとを含む。
【００１９】
本実施形態では、図５（ａ）に示されるように、第一開口４２の第一部分４２ａの幅Ｗ５を、第二開口４３の第一部分４３ａの幅Ｗ６よりも狭くする。また、図５（ｂ）に示されるように、第一開口４２の第二部分４２ｂの幅Ｗ７を、幅Ｗ５よりも広くする。一例では、幅Ｗ７を第二開口４３の第二部分４３ｂの幅Ｗ８と等しくするとともに、幅Ｗ８を幅Ｗ６と等しくする。
【００２０】
なお、図５に示されるように、第一開口４２及び第二開口４３を介して絶縁膜５１に対しエッチングを行っても良い。その場合、絶縁膜５１の表面５１ａのうち第一薄膜金属抵抗体１０が形成される領域５１ｂおよび第二薄膜金属抵抗体２０が形成される領域５１ｃは、その周囲の領域と比べてわずかに凹むこととなる。
【００２１】
（金属堆積工程）
図６は、金属堆積工程Ｓ２を説明するための図である。図６（ａ）は、図５（ａ）に相当する断面を示しており、図６（ｂ）は、図５（ｂ）に相当する断面を示している。図６に示されるように、この工程では、レジストパターン４１上、第一開口４２内の絶縁膜５１上、及び第二開口４３内の絶縁膜５１上に、薄膜金属抵抗のための金属材料１４を堆積させる。この堆積は、例えばスパッタリングにより行われる。すなわち、真空チャンバー内に金属材料をターゲットとして設置し、高電圧をかけてイオン化させた不活性ガスを衝突させ、ターゲット表面の金属材料原子をはじき飛ばして上記の各位置に到達させる。なお、金属材料１４を堆積させるための方法としては、スパッタリング以外にも様々な方法を適用可能である。
【００２２】
（リフトオフ工程）
図７は、リフトオフ工程Ｓ３を説明するための図である。図７（ａ）は、図５（ａ）に相当する断面を示しており、図７（ｂ）は、図５（ｂ）に相当する断面を示している。図７に示されるように、この工程では、溶剤（剥離液）を用いてレジストパターン４１を除去（剥離）することにより、レジストパターン４１上の金属材料１４を除去（リフトオフ）する。これにより、絶縁膜５１上には、第一抵抗部１１及び第一コンタクト部１２を含む第一薄膜金属抵抗体１０と、第二抵抗部２１及び第二コンタクト部２２を含む第二薄膜金属抵抗体２０とが残存する。
【００２３】
（コンタクト金属形成工程）
上記のリフトオフ工程の後、第一コンタクト部１２上、及び第二コンタクト部２２上に、コンタクト金属としての金属膜３１，３２（図１、図２を参照）を形成する（コンタクト金属形成工程Ｓ４）。以上の工程により、図１及び図２に示された第一及び第二薄膜金属抵抗体１０，２０、並びに金属膜３１，３２が好適に作製される。
【００２４】
ここで、前述した金属堆積工程Ｓ２においては、レジストパターン４１の開口の幅が狭いほど、絶縁膜５１上に到達する金属材料１４が少なくなるので、薄膜金属抵抗が薄く且つ細くなり、単位長さあたりの抵抗値が高くなる。本実施形態ではこのことを利用し、図５（ａ）に示されるように、第一開口４２の第一部分４２ａの幅Ｗ５を、第二開口４３の第一部分４３ａの幅Ｗ６よりも狭くする。具体的には、第一部分４２ａの幅Ｗ５を、第一抵抗部１１の所望の幅Ｗ１及び所望の厚さｔ１に応じて決定する。同様に、第一部分４３ａの幅Ｗ６を、第二抵抗部２１の所望の幅Ｗ２及び所望の厚さｔ２に応じて決定する。これにより、第一抵抗部１１の単位長さあたりの抵抗値を、第二抵抗部２１の単位長さあたりの抵抗値よりも高くすることができる。
【００２５】
すなわち、本実施形態の作製方法によれば、単位長さ当たりの抵抗値が互いに異なる複数の薄膜金属抵抗を容易に作製することができる。そして、そのような複数の薄膜金属抵抗体を同時に作製することができるので、製造工程数の増加を抑えることができる。
【００２６】
また、本実施形態では、レジストパターン形成工程Ｓ１において、第一コンタクト部１２を形成する第一開口４２の第二部分４２ｂの幅Ｗ７を、第一抵抗部１１を形成する第一部分４２ａの幅よりも広くしている。これにより、第一コンタクト部１２の膜厚ｔ３を厚くし、且つ幅Ｗ３を広くして、コンタクト抵抗を低減することができる。
【００２７】
（変形例）
図８（ａ）及び図８（ｂ）は、上記実施形態の変形例の構成を示す平面図である。図８（ａ）に示される第一薄膜金属抵抗体１０Ａは、複数本（図８では３本）の第一抵抗部１１と、２つの第一コンタクト部１２とを有する。複数本の第一抵抗部１１は、一方の第一コンタクト部１２から他方の第一コンタクト部１２まで延びており、互いに並列の関係を有する。なお、各第一抵抗部１１及び第一コンタクト部１２の厚さ及び幅は、第一実施形態と同様である。本発明の第一薄膜金属抵抗体は、本変形例のような形態を有してもよい。このような場合であっても、上記実施形態の作製方法においてレジストパターン４１の第一開口４２の第一部分４２ａを複数形成することにより、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００２８】
また、図８（ｂ）に示される第一薄膜金属抵抗体１０Ｂは、第一抵抗部１３と、２つの第一コンタクト部１２とを有する。第一抵抗部１３は、第一薄膜金属抵抗体１０Ｂにおいて所望の抵抗値を提供する部分である。第一抵抗部１３は一方の第一コンタクト部１２から他方の第一コンタクト部１２まで延びている。第一抵抗部１３の厚さは、図１に示された第一抵抗部１１の厚さｔ１よりも厚く、図２に示された第二抵抗部２１の厚さｔ２よりも薄い。また、第一抵抗部１３の幅Ｗ９は、図１に示された第一抵抗部１１の幅Ｗ１よりも大きく、図２に示された第二抵抗部２１の幅Ｗ２よりも小さい。これにより、第一抵抗部１３の単位長さあたりの抵抗値は、第一抵抗部１１よりも低く、第二抵抗部２１よりも高くなっている。
【００２９】
上記実施形態においては、レジストパターン４１の第一開口４２の第一部分４２ａの幅Ｗ５を任意の大きさに設定することにより、例えば本変形例の第一薄膜金属抵抗体１０Ｂのように、第一抵抗部の単位長さあたりの抵抗値を様々に変更することができる。従って、製造工程数の増加を抑えつつ、単位長さ当たりの抵抗値が互いに異なる３本以上の薄膜金属抵抗を容易に作製することができる。
【００３０】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態及び変形例では、抵抗部の両端にコンタクト部が設けられる構成を例示したが、本発明によって作製される薄膜金属抵抗体は、集積回路における様々な箇所に形成され得る。
【符号の説明】
【００３１】
１０，１０Ａ，１０Ｂ…第一薄膜金属抵抗体、１１…第一抵抗部、１２…第一コンタクト部、１３…第一抵抗部、１４…金属材料、２０…第二薄膜金属抵抗体、２１…第二抵抗部、２２…第二コンタクト部、３１，３２…金属膜、４１…レジストパターン、４２…第一開口、４３…第二開口、５１…絶縁膜、Ｓ１…レジストパターン形成工程、Ｓ２…金属堆積工程、Ｓ３…リフトオフ工程、Ｓ４…コンタクト金属形成工程。
【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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