JP2009184067A - Device with hollow structure and method of manufacturing the same - Google Patents

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Kazuyo Endo
加寿代 遠藤
Hiroshi Fukumoto
宏 福本
Yoshinori Yokoyama
吉典 横山
Yoshiyuki Suehiro
善幸 末廣
Takashi Tokunaga
隆志 徳永
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device with a hollow structure and its manufacturing method, surely closing an opening without deep intrusion of liquid resin into a gap of the hollow structure. <P>SOLUTION: The device with the hollow structure is equipped with a substrate 201 having a main surface, a metal film 204, a resin film 208, and a liquid repelling film 207a. The metal film 204 is provided on the substrate 201 so that the gap having the opening is formed between a part of the main surface and it. The resin film 208 comprises cured resin, and closes openings 206a and 206b. The liquid repelling film 207a is provided on an inner surface of the gap, and has properties for enlarging a contact angle of the resin in the liquid state to be larger than the substrate 201 and the metal film 204. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、中空構造を有する装置およびその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a device having a hollow structure and a method for manufacturing the same.

ＭＥＭＳ(Micro Electro Mechanical Systems)デバイスおよび半導体デバイスの中には中空構造を有するものがある。ＭＥＭＳデバイスにおいては、可動部が中空構造の空隙内で動作するように設けられることにより、この可動部が円滑に動作可能となる（たとえば特開２００４−１７４７７９号公報および特許第３７４５６４８号公報参照）。   Some MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) devices and semiconductor devices have a hollow structure. In the MEMS device, the movable portion is provided so as to operate in the gap of the hollow structure, so that the movable portion can operate smoothly (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-174779 and Japanese Patent No. 3745648). .

特開２００４−１７４７７９号公報によれば、ＭＥＭＳデバイスである静電型アクチュエータの技術が開示されている。この公報に記載された一実施形態によれば、静電型アクチュエータは振動板と電極との間に空隙を有している。この空隙は犠牲層が犠牲層除去孔からエッチングにより除去されることにより形成される。この犠牲層除去孔は、空隙形成後、樹脂膜の成膜により封止される。この樹脂膜は空隙内に入り込まないように形成される。樹脂膜が成膜される面には、あらかじめプラズマ処理が施される。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-174779 discloses a technique of an electrostatic actuator that is a MEMS device. According to one embodiment described in this publication, the electrostatic actuator has a gap between the diaphragm and the electrode. This void is formed by removing the sacrificial layer from the sacrificial layer removal hole by etching. The sacrificial layer removal hole is sealed by forming a resin film after forming the void. This resin film is formed so as not to enter the gap. Plasma treatment is performed in advance on the surface on which the resin film is formed.

この公報によれば、上記のプラズマ処理により樹脂膜が成膜される面の樹脂との濡れ性が低下するので樹脂が空隙内に染み込むことを防止することができる、とされている。   According to this publication, the wettability with the resin on the surface on which the resin film is formed by the plasma treatment is reduced, so that the resin can be prevented from soaking into the gap.

特許第３７４５６４８号公報によれば、中空構造を有する微細構造の製造方法が開示されている。この公報に記載された一実施形態によれば、まず基板上に凹部が形成される。次に凹部内に犠牲膜が充填される。次に、開口部を備えた板状の蓋が、凹部の側壁より開口部が離間した状態で、凹部を覆うように配置されて固定される。次に開口部より犠牲膜がエッチング除去されて蓋の下に凹部による空間が形成される。次に、蓋の上に液状の材料が塗布されて塗布膜が形成される。この直後に、たとえば塗布膜が基板より下方に配置される。この後、塗布膜が固化されることで蓋の上に封止膜が形成されて開口部が塞がれる。   According to Japanese Patent No. 3745648, a method for manufacturing a microstructure having a hollow structure is disclosed. According to one embodiment described in this publication, a recess is first formed on a substrate. Next, a sacrificial film is filled in the recess. Next, a plate-like lid provided with an opening is arranged and fixed so as to cover the recess, with the opening spaced apart from the side wall of the recess. Next, the sacrificial film is etched away from the opening to form a space by a recess under the lid. Next, a liquid material is applied onto the lid to form a coating film. Immediately after this, for example, the coating film is disposed below the substrate. Thereafter, the coating film is solidified to form a sealing film on the lid, thereby closing the opening.

この公報によれば、塗布された封止膜が下側、すなわち重力の作用する側に配置されることで、封止膜が上記空間に侵入することが抑制される、とされている。また蓋の開口部が凹部側壁に接触しない状態に配置されることで、塗布される液の空間内への流入を防ぐことができるとされている。
特開２００４−１７４７７９号公報 特許第３７４５６４８号公報 According to this publication, the applied sealing film is arranged on the lower side, that is, on the side on which gravity acts, so that the sealing film is prevented from entering the space. Moreover, it is supposed that the inflow of the liquid to be applied into the space can be prevented by arranging the opening of the lid so as not to contact the side wall of the recess.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-174779 Japanese Patent No. 3745648

特開２００４−１７４７７９号公報によれば樹脂膜が成膜される面に対する液状樹脂の塗れ性が低いので、樹脂膜の成膜時に液状樹脂が弾かれてしまうために犠牲層除去孔（開口部）が封止されないことがあるという問題があった。また空隙の内面に対しては液状樹脂の濡れ性を低くするような処理がなされていないので、開口部から染み込んだ液状樹脂が空隙と開口部との境界まで到達した場合は、液状樹脂膜が表面張力により空隙内面に引き込まれてしまうことによって空隙内に液状樹脂膜が深く入り込んでしまうことがあるという問題があった。   According to Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-174779, since the liquid resin is poorly applied to the surface on which the resin film is formed, the liquid resin is repelled when the resin film is formed. ) May not be sealed. In addition, since the inner surface of the gap is not treated to reduce the wettability of the liquid resin, when the liquid resin soaked from the opening reaches the boundary between the gap and the opening, the liquid resin film There is a problem in that the liquid resin film may enter deeply into the gap due to being drawn into the inner surface of the gap due to surface tension.

また特許第３７４５６４８号公報によれば塗布された封止膜（液状樹脂）が重力の作用する側に配置されるので、液状樹脂が塗布直後に重力により流れ落ちてしまうために開口部が封止されないことがあるという問題があった。また開口部を凹部（空隙）側壁に接触しない状態に配置しなければならないという構造上の制限があり、この制限が満たされない場合は封止膜が上記空間内に流入しやすくなるという問題があった。   According to Japanese Patent No. 3745648, since the applied sealing film (liquid resin) is arranged on the side on which gravity acts, the liquid resin flows down by gravity immediately after application, so the opening is not sealed. There was a problem that there was something. In addition, there is a structural limitation that the opening must be disposed in a state where it does not contact the side wall of the recess (void). If this limitation is not satisfied, the sealing film tends to easily flow into the space. It was.

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、空隙内に液状樹脂が深く入り込んでしまうことなしに、確実に開口部を閉塞することができる、中空構造を有する装置、およびその製造方法を提供することである。   The present invention has been made in view of the above problems, and its main purpose is to provide a hollow structure that can reliably close the opening without the liquid resin getting deeply into the gap. It is providing the apparatus which has, and its manufacturing method.

本発明の中空構造を有する装置は、主表面を有する基板と、空隙形成膜と、開口部を閉塞する閉塞膜と、撥液膜とを有している。空隙形成膜は、開口部を有する空隙が主表面の一部との間に形成されるように設けられている。閉塞膜は、硬化された樹脂からなり、開口部を閉塞する。撥液膜は、空隙の内面上に設けられ、液状状態の樹脂の接触角を基板および空隙形成膜よりも大きくする物性を有している。   The device having a hollow structure of the present invention includes a substrate having a main surface, a gap forming film, a closing film closing an opening, and a liquid repellent film. The void forming film is provided so that a void having an opening is formed between part of the main surface. The blocking film is made of a cured resin and closes the opening. The liquid repellent film is provided on the inner surface of the gap and has physical properties that make the contact angle of the resin in a liquid state larger than that of the substrate and the gap forming film.

本発明の中空構造を有する装置の製造方法は、以下の工程を有している。
基板の主表面の一部を覆う第１の膜が形成される。第１の膜から露出した主表面の少なくとも一部を覆い、第１の膜の表面の一部を露出する開口部が形成されるように第１の膜を覆う第２の膜が形成される。開口部から第１の膜を除去することにより、主表面と第２の膜とに挟まれた空隙が形成される。空隙の内面上に第３の膜が形成される。第３の膜の材質からなる膜上における接触角が基板および第２の膜の材質からなる膜上における接触角よりも大きくなる物性を有する液状樹脂を、空隙の外側から開口部上に塗布することにより、開口部が閉塞される。液状樹脂が硬化される。 The manufacturing method of the apparatus which has a hollow structure of this invention has the following processes.
A first film covering a part of the main surface of the substrate is formed. A second film is formed to cover at least a part of the main surface exposed from the first film and to cover the first film so as to form an opening exposing a part of the surface of the first film. . By removing the first film from the opening, a gap sandwiched between the main surface and the second film is formed. A third film is formed on the inner surface of the gap. A liquid resin having physical properties such that the contact angle on the film made of the third film material is larger than the contact angle on the substrate and the film made of the second film material is applied to the opening from the outside of the gap. As a result, the opening is closed. The liquid resin is cured.

本発明によれば、撥液膜（第３の膜）が、基板および空隙形成膜（第２の膜）よりも液状状態の樹脂の接触角を大きくする物性、すなわち液状樹脂を弾く性質を有するので、空隙内に液状樹脂が入ることを抑制することができる。   According to the present invention, the liquid repellent film (third film) has the physical property of increasing the contact angle of the resin in the liquid state as compared with the substrate and the void forming film (second film), that is, the property of repelling the liquid resin. Therefore, it can suppress that liquid resin enters in a space | gap.

また液状樹脂が塗布される面に液状樹脂を弾く性質を付与する必要、またはこの面を液状樹脂が流れ落ちる方位にする必要がないので、液状樹脂が硬化前に開口部から流出してしまうことを抑制できる。よって開口部を樹脂で確実に閉塞することができる。   In addition, since it is not necessary to impart the property of repelling the liquid resin to the surface to which the liquid resin is applied, or to make this surface have an orientation in which the liquid resin flows down, the liquid resin will flow out of the opening before curing. Can be suppressed. Therefore, the opening can be reliably closed with resin.

また開口部が基板面に接触する配置の場合であっても、空隙の内面上に設けられた膜が液状樹脂を弾くことができるので、空隙内に液状樹脂が入ることを抑制することができる。   Even in the case where the opening is in contact with the substrate surface, the film provided on the inner surface of the gap can repel the liquid resin, so that the liquid resin can be prevented from entering the gap. .

以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における中空構造を有する装置の構成を概略的に示す斜視図である。図２は、図１のＩＩＡ−ＩＩＡ線に沿った概略断面図（Ａ）およびＩＩＢ−ＩＩＢ線に沿った概略断面図（Ｂ）である。なお図１においては図を見やすくするために樹脂膜が図示されていない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a perspective view schematically showing a configuration of a device having a hollow structure according to Embodiment 1 of the present invention. 2 is a schematic cross-sectional view (A) along the line IIA-IIA in FIG. 1 and a schematic cross-sectional view (B) along the line IIB-IIB. In FIG. 1, the resin film is not shown for easy viewing of the drawing.

図１および図２を参照して、本実施の形態の中空構造を有する装置は、主表面を有する基板２０１と、金属膜２０４（空隙形成膜）と、樹脂膜２０８（閉塞膜）と、撥液膜２０７ａとを有している。   Referring to FIGS. 1 and 2, the device having a hollow structure according to the present embodiment includes a substrate 201 having a main surface, a metal film 204 (a void forming film), a resin film 208 (a closing film), and a repellent film. And a liquid film 207a.

主表面を有する基板２０１は、主表面側にデバイス２０２を有している。デバイス２０２は、たとえば半導体装置におけるトランジスタ素子またはＭＥＭＳ装置における可動部である。金属膜２０４は、開口部２０６ａおよび２０６ｂを有する空隙２０５が基板２０１の主表面の一部との間に形成されるように設けられている。開口部２０６ａおよび２０６ｂのそれぞれは基板２０１に接している。開口部２０６ａおよび２０６ｂのそれぞれを閉塞する樹脂膜２０８は、硬化された樹脂からなる。撥液膜２０７ａは、液状状態の上記樹脂（液状樹脂）の接触角を基板２０１および金属膜２０４よりも大きくする物性を有している。すなわち撥液膜２０７ａは液状状態の上記樹脂を弾く性質（撥液性）を有している。撥液膜２０７ａは空隙２０５の外には形成されていないため、空隙２０５の外においては、基板２０１および金属膜２０４のそれぞれと樹脂膜２０８とは撥液膜２０７ａを介することなく接している。   A substrate 201 having a main surface has a device 202 on the main surface side. The device 202 is, for example, a transistor element in a semiconductor device or a movable part in a MEMS device. Metal film 204 is provided such that gap 205 having openings 206 a and 206 b is formed between part of the main surface of substrate 201. Each of the openings 206 a and 206 b is in contact with the substrate 201. The resin film 208 that closes each of the openings 206a and 206b is made of a cured resin. The liquid repellent film 207 a has physical properties that make the contact angle of the resin (liquid resin) in a liquid state larger than those of the substrate 201 and the metal film 204. That is, the liquid repellent film 207a has a property of repelling the resin in a liquid state (liquid repellency). Since the liquid repellent film 207 a is not formed outside the gap 205, the substrate 201 and the metal film 204 are in contact with the resin film 208 without the liquid repellent film 207 a outside the gap 205.

撥液膜２０７ａは、たとえばＳＡＭ膜(Self Assembled Monolayer)である。ここでＳＡＭ膜とは、たとえば有機分子が自発的に集合して構造形成された単分子膜である。好ましくは、撥液膜２０７ａは、撥水性および耐熱性の高い膜であり、たとえばＦＤＴＳ(Perfluorodecyltrichlorosilane)、ＤＤＭＳ(Dichlorodimethylsilane)またはＯＴＳ(Octadecyltrichlorosilane)である。   The liquid repellent film 207a is, for example, a SAM film (Self Assembled Monolayer). Here, the SAM film is a monomolecular film in which organic molecules are spontaneously assembled to form a structure. Preferably, the liquid repellent film 207a is a film having high water repellency and heat resistance, such as FDTS (Perfluorodecyltrichlorosilane), DDMS (Dichlorodimethylsilane), or OTS (Octadecyltrichlorosilane).

あるいは撥液膜２０７ａは、Ｃ（炭素）およびＦ（フッ素）を含有する分子の重合膜（ＣＦ系ポリマー）からなる。   Alternatively, the liquid repellent film 207a is made of a polymer film (CF polymer) of molecules containing C (carbon) and F (fluorine).

樹脂膜２０８の材質は、上記のように、液状樹脂が撥液膜２０７ａによって弾かれるような材質が選択される。好ましくは樹脂膜２０８の材質は、高い耐熱性を有する熱硬化性の樹脂であり、たとえばポリイミドである。   The material of the resin film 208 is selected such that the liquid resin is repelled by the liquid repellent film 207a as described above. Preferably, the material of the resin film 208 is a thermosetting resin having high heat resistance, for example, polyimide.

次に本実施の形態の中空構造を有する装置の製造方法について説明する。図３〜図８は、本発明の実施の形態１における中空構造を有する装置の製造方法を工程順に示す概略断面図である。なお図３〜図８の（Ａ）の断面位置は図１のＩＩＡ−ＩＩＡ線に沿った位置に対応し、（Ｂ）の断面位置は図１のＩＩＢ−ＩＩＢ線に沿った位置に対応している。   Next, a method for manufacturing a device having a hollow structure according to the present embodiment will be described. 3-8 is schematic sectional drawing which shows the manufacturing method of the apparatus which has a hollow structure in Embodiment 1 of this invention in order of a process. 3 to 8A corresponds to the position along the line IIA-IIA in FIG. 1, and the cross-sectional position in FIG. 3B corresponds to the position along the line IIB-IIB in FIG. ing.

図３を参照して、基板２０１上にデバイス２０２が形成される。
図４を参照して、基板２０１の主表面の一部を覆うように犠牲層２０３（第１の膜）が形成される。犠牲層２０３はデバイス２０２を覆うように形成される。犠牲層２０３の形状は通常のパターニング技術により形成することができる。 Referring to FIG. 3, device 202 is formed on substrate 201.
Referring to FIG. 4, sacrificial layer 203 (first film) is formed so as to cover part of the main surface of substrate 201. The sacrificial layer 203 is formed so as to cover the device 202. The shape of the sacrificial layer 203 can be formed by a normal patterning technique.

図５を参照して、犠牲層２０３から露出した基板２０１の主表面の少なくとも一部を覆い、犠牲層２０３の表面の一部を露出する開口部２０６ａおよび２０６ｂが形成されるように、犠牲層２０３を覆う金属膜２０４（第２の膜）が形成される。金属膜２０４の形状は、通常のパターニング技術により形成することができる。次に、開口部２０６ａおよび２０６ｂのそれぞれから犠牲層２０３が除去される。犠牲層２０３の除去は、たとえばウェットエッチングにより行なわれる。   Referring to FIG. 5, the sacrificial layer is formed such that openings 206a and 206b are formed so as to cover at least part of the main surface of substrate 201 exposed from sacrificial layer 203 and to expose part of the surface of sacrificial layer 203. A metal film 204 (second film) covering 203 is formed. The shape of the metal film 204 can be formed by a normal patterning technique. Next, the sacrificial layer 203 is removed from each of the openings 206a and 206b. The sacrificial layer 203 is removed by wet etching, for example.

図６を参照して、上記の犠牲層２０３の除去により、基板２０１の主表面と金属膜２０４とに挟まれた空隙２０５が形成される。   With reference to FIG. 6, by removing the sacrificial layer 203, a gap 205 sandwiched between the main surface of the substrate 201 and the metal film 204 is formed.

図７を参照して、空隙２０５の内面上に撥液膜２０７（第３の膜）が形成される。撥液膜２０７は、等方的な成膜により形成される。ここで等方的な成膜とは、成膜される面の方位や位置によらず、おおよそ等しい厚みで被成膜物が堆積される成膜方法である。等方的な成膜が用いられることで、空隙２０５の内面にも撥液膜２０７を十分な厚みに形成することができる。   Referring to FIG. 7, a liquid repellent film 207 (third film) is formed on the inner surface of the gap 205. The liquid repellent film 207 is formed by isotropic film formation. Here, isotropic film formation is a film formation method in which an object to be deposited is deposited with approximately the same thickness regardless of the orientation and position of the film formation surface. By using isotropic film formation, the liquid repellent film 207 can be formed on the inner surface of the gap 205 with a sufficient thickness.

等方的な成膜は、ＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition)装置にＣ4Ｆ8ガスを導入してＣＦ系ポリマーを形成することにより行なうことができる。またＣＶＤ装置の代わりに、たとえばＩＣＰ−ＲＩＥ(Inductively Coupled Plasma Reactive Ion Etching)装置を用いて成膜を行なうこともできる。 The isotropic film formation can be performed by introducing a C 4 F 8 gas into a CVD (Chemical Vapor Deposition) apparatus to form a CF-based polymer. Further, instead of the CVD apparatus, film formation can be performed using, for example, an ICP-RIE (Inductively Coupled Plasma Reactive Ion Etching) apparatus.

あるいは、等方的な成膜は、有機分子の自己集積化によりＳＡＭ膜を形成することで行なうことができる。ここで自己集積化とは、原子や分子が、それらが持つ集合性や相互作用により自発的にある規則性を持って配列していく現象である。   Alternatively, isotropic film formation can be performed by forming a SAM film by self-integration of organic molecules. Here, self-assembly is a phenomenon in which atoms and molecules are arranged with a certain regularity due to their collectiveness and interaction.

図８を参照して、撥液膜２０７のうち空隙２０５の外に位置する部分が除去されることにより、撥液膜２０７から撥液膜２０７ａが形成される。この撥液膜２０７の一部の除去は異方性エッチングにより行なうことができる。異方性エッチングは、たとえばＲＩＥ装置により行なうことができる。   Referring to FIG. 8, the liquid repellent film 207 is formed from the liquid repellent film 207 by removing the portion of the liquid repellent film 207 located outside the gap 205. Part of the liquid repellent film 207 can be removed by anisotropic etching. The anisotropic etching can be performed by, for example, an RIE apparatus.

再び図２を参照して、空隙２０５の外側から開口部２０６ａおよび２０６ｂ上に液状樹脂が塗布されることで、開口部２０６ａおよび２０６ｂのそれぞれを閉塞する樹脂膜２０８が形成される。この液状樹脂は、撥液膜２０７ａの材質からなる膜上における接触角が基板２０１および金属膜２０４の材質からなる膜上における接触角よりも大きくなる物性を有している。液状樹脂の塗布は、たとえばスプレーコータまたはスピンコータを用いて行なうことができる。   Referring to FIG. 2 again, a liquid resin is applied onto openings 206a and 206b from the outside of gap 205, thereby forming resin film 208 that closes openings 206a and 206b. This liquid resin has physical properties such that the contact angle on the film made of the material of the liquid repellent film 207 a is larger than the contact angle on the film made of the material of the substrate 201 and the metal film 204. The liquid resin can be applied using, for example, a spray coater or a spin coater.

次に樹脂膜２０８がホットプレートでベークされることで、液状樹脂の溶媒が少なくとも一部は揮発される。その後、樹脂の材質に適した温度および雰囲気でキュアが行なわれることにより樹脂膜２０８が硬化される。なお液状樹脂の溶媒の揮発は液状樹脂の塗布の際に行なわれてもよい。   Next, the resin film 208 is baked with a hot plate, so that the solvent of the liquid resin is volatilized at least partially. Thereafter, the resin film 208 is cured by curing at a temperature and atmosphere suitable for the resin material. The volatilization of the solvent of the liquid resin may be performed when the liquid resin is applied.

以上により本実施の形態の中空構造を有する装置が得られる。
次に上記の製造工程において開口部２０６ａおよび２０６ｂに塗布された液状樹脂の状態について詳しく説明する。図１０および図１１は、本発明の実施の形態１における中空構造を有する装置の製造方法において、液状樹脂が塗布された状態を示す概略断面図である。なお、図９は、比較例における中空構造を有する装置の製造方法において、液状樹脂が塗布された状態を示す概略断面図である。 As described above, the device having the hollow structure of the present embodiment is obtained.
Next, the state of the liquid resin applied to the openings 206a and 206b in the above manufacturing process will be described in detail. 10 and 11 are schematic cross-sectional views showing a state in which a liquid resin is applied in the method for manufacturing a device having a hollow structure in the first embodiment of the present invention. FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing a state in which a liquid resin is applied in a method for manufacturing a device having a hollow structure in a comparative example.

図９を参照して、液状樹脂の塗布の際に液状樹脂には開口部２０６ａおよび２０６ｂのそれぞれから空隙２０５内に向かう方向の圧力（図中破線矢印）が加わることがある。撥液膜が設けられない場合は、空隙２０５内面に対する液状樹脂の濡れ性が高いため、空隙２０５内面において、開口部２０６ａおよび２０６ｂのそれぞれから空隙２０５内に向かう方向の成分Ｈａを有する表面張力Ｔａ（図中実線矢印）が働く。水平方向にはＨａが働くため、液状樹脂の液面が空隙２０５内に向かって進みやすい。すなわち液状樹脂が空隙２０５内に入り込みやすい。   Referring to FIG. 9, during the application of the liquid resin, pressure (broken arrows in the figure) in the direction from the openings 206a and 206b toward the gap 205 may be applied to the liquid resin. When the liquid repellent film is not provided, the wettability of the liquid resin with respect to the inner surface of the gap 205 is high, and therefore the surface tension Ta having a component Ha in the direction from each of the openings 206a and 206b into the gap 205 on the inner surface of the gap 205. (Solid arrows in the figure) work. Since Ha works in the horizontal direction, the liquid level of the liquid resin easily advances toward the gap 205. That is, the liquid resin easily enters the gap 205.

図１０を参照して、空隙２０５に入り込もうとする液状樹脂には、撥液膜２０７ａに被覆された空隙２０５内面において、開口部２０６ａおよび２０６ｂのそれぞれから空隙２０５内に向かう方向の成分Ｈｂを有する表面張力Ｔｂ（図中実線矢印）が働く。撥液膜２０７ａが設けられていない場合と比較して、液状樹脂の接触角は十分大きくなるため、表面張力の水平成分Ｈｂ＜＜Ｈａと考えられる。そのため液状樹脂塗布後に熱処理を行って樹脂中に含まれる溶媒の少なくとも一部を蒸発させることで、空隙２０５内への入り込みを抑制可能と考えられる。   Referring to FIG. 10, the liquid resin that is about to enter void 205 has a component Hb in the direction from each of openings 206a and 206b into void 205 on the inner surface of void 205 covered with liquid repellent film 207a. Surface tension Tb (solid arrow in the figure) works. Compared to the case where the liquid repellent film 207a is not provided, the contact angle of the liquid resin is sufficiently large, and therefore it is considered that the horizontal component Hb << Ha of the surface tension. For this reason, it is considered that entry into the gap 205 can be suppressed by performing a heat treatment after applying the liquid resin to evaporate at least a part of the solvent contained in the resin.

図１１を参照して、空隙２０５に入り込もうとする液状樹脂には、撥液膜２０７ａに被覆された空隙２０５内面において、開口部２０６ａおよび２０６ｂのそれぞれから空隙２０５の外側に向かう方向の成分Ｈｃを有する表面張力Ｔｃ（図中実線矢印）が働く。そのため液状樹脂の液面が空隙２０５内に向かって進んでいくことが抑制される。   Referring to FIG. 11, component Hc in the direction from the openings 206a and 206b toward the outside of the gap 205 is formed on the inner surface of the gap 205 covered with the liquid repellent film 207a. The surface tension Tc (solid arrow in the figure) possessed works. For this reason, the liquid surface of the liquid resin is prevented from proceeding into the gap 205.

図９および図１０に関して説明を補足する。実験結果の一例より、図１２に示すグラフを参照して、接触角（図９および図１０のそれぞれの場合、角度θａおよびθｂ）に対する水平方向の液状樹脂の浸入量を示している。実験において、接触角の異なる表面に対して、液状樹脂塗布後、溶媒を蒸発させる処理および、各樹脂に応じたキュアを行い、液状樹脂を硬化させた結果、樹脂が開口部から中空構造の空隙内へ、どれだけ浸入したかを示している。   The description will be supplemented with respect to FIGS. From an example of the experimental results, referring to the graph shown in FIG. 12, the infiltration amount of the liquid resin in the horizontal direction with respect to the contact angle (angles θa and θb in each of FIGS. 9 and 10) is shown. In the experiment, after applying the liquid resin to the surfaces with different contact angles, the process of evaporating the solvent and curing according to each resin were performed. It shows how much has entered.

接触角が８０度以上の場合は、浸入量は数μm程度でおさまった。接触角が６０度未満の場合、液状樹脂の濡れが良いため、浸入量は激増した。この結果においては、接触角が鋭角の領域において、６０度付近を境目として、それより接触角が小さい領域は図９に、接触角が大きい領域は図１０に該当すると考えられる。   When the contact angle was 80 degrees or more, the infiltration amount was reduced to about several μm. When the contact angle was less than 60 degrees, the infiltration amount increased dramatically because the liquid resin was well wetted. In this result, in the region where the contact angle is acute, it is considered that the region where the contact angle is smaller than 60 degrees corresponds to FIG. 9 and the region where the contact angle is larger corresponds to FIG.

本実施の形態によれば、撥液膜２０７ａが、液状樹脂の接触角を基板２０１および金属膜２０４よりも大きくする物性、すなわち液状樹脂を弾く性質を有するので、空隙２０５内に液状樹脂が入ることを抑制することができる。   According to the present embodiment, the liquid repellent film 207a has the property of making the contact angle of the liquid resin larger than that of the substrate 201 and the metal film 204, that is, the property of repelling the liquid resin, so that the liquid resin enters the gap 205. This can be suppressed.

また空隙２０５の外側において液状樹脂が塗布される面に撥液性を付与する必要がないので、液状樹脂が弾かれてしまうことにより開口部２０６ａ、２０６ｂの閉塞が不完全となることを抑制することができる。   In addition, since it is not necessary to impart liquid repellency to the surface to which the liquid resin is applied outside the gap 205, the opening portions 206a and 206b are prevented from being completely closed due to the liquid resin being repelled. be able to.

また、特許第３７４５６４８号公報の技術と異なり、液状樹脂が塗布された際に、開口部２０６ａおよび２０６ｂのそれぞれにおいて空隙２０５内から空隙２０５外に向かう方向に重力を作用させる必要がない。よって重力により開口部２０６ａおよび２０６ｂに位置する液状樹脂が流れ落ちてしまうことで開口部２０６ａ、２０６ｂの閉塞が不完全となることを抑制することができる。   Unlike the technique of Japanese Patent No. 3745648, when a liquid resin is applied, it is not necessary to apply gravity in the direction from the inside of the gap 205 to the outside of the gap 205 in each of the openings 206a and 206b. Therefore, it is possible to suppress the incomplete closing of the openings 206a and 206b due to the liquid resin located in the openings 206a and 206b flowing down due to gravity.

また開口部２０６ａおよび２０６ｂが基板２０１に接触する配置であっても、空隙２０５内面に形成された撥液膜２０７ａが液状樹脂を弾くことができるので、空隙２０５内に液状樹脂が入ることを抑制することができる。   Even if the openings 206a and 206b are in contact with the substrate 201, the liquid-repellent film 207a formed on the inner surface of the gap 205 can repel the liquid resin, so that the liquid resin is prevented from entering the gap 205. can do.

また撥液膜２０７（図７）のうち空隙２０５の外に位置する部分の除去が、図８に示すように行なわれる。この除去が行なわれた領域において、液状樹脂が基板２０１および金属膜２０４のそれぞれと撥液膜２０７ａを介することなく接するため、この領域において液状樹脂が弾かれることに起因して開口部２０６ａ、２０６ｂの閉塞が不完全になることを防ぐことができる。   Further, the portion of the liquid repellent film 207 (FIG. 7) located outside the gap 205 is removed as shown in FIG. In this removed region, the liquid resin contacts each of the substrate 201 and the metal film 204 without passing through the liquid repellent film 207a, so that the openings 206a and 206b are caused by the liquid resin being repelled in this region. It is possible to prevent incomplete occlusion.

また撥液膜２０７がＣＦ系ポリマーからなる場合、撥液膜２０７の成膜と、撥液膜２０７の一部の除去とを、同一のＩＣＰ−ＲＩＥ装置を用いて行なうことができる。すなわち２つの工程で設備を共用化することができる。   When the liquid repellent film 207 is made of a CF-based polymer, the liquid repellent film 207 can be formed and part of the liquid repellent film 207 can be removed using the same ICP-RIE apparatus. That is, equipment can be shared in two processes.

また撥液膜２０７ａがＳＡＭ膜の場合、膜厚が薄いので、撥液膜２０７ａを形成したことによるデバイス２０２の特性の変化を小さくすることができる。   In the case where the liquid repellent film 207a is a SAM film, since the film thickness is thin, the change in the characteristics of the device 202 due to the formation of the liquid repellent film 207a can be reduced.

なお本実施の形態においては空隙形成膜（第２の膜）として金属膜２０４が用いられたが、金属膜２０４の代わりに金属以外の材質からなる膜を用いることもできる。   In this embodiment, the metal film 204 is used as the gap forming film (second film). However, a film made of a material other than metal can be used instead of the metal film 204.

（実施の形態２）
図１３は、本発明の実施の形態２における中空構造を有する装置の構成を概略的に示す斜視図である。図１４は、図１３のＸＩＶＡ−ＸＩＶＡ線に沿った概略断面図（Ａ）およびＸＩＩＢ−ＸＩＩＢ線に沿った概略断面図（Ｂ）である。なお図１３においては図を見やすくするために樹脂膜が図示されていない。 (Embodiment 2)
FIG. 13 is a perspective view schematically showing a configuration of a device having a hollow structure according to Embodiment 2 of the present invention. 14 is a schematic cross-sectional view along line XIVA-XIVA in FIG. 13 (A) and a schematic cross-sectional view along line XIIB-XIIB (B). In FIG. 13, the resin film is not shown for easy understanding of the drawing.

図１３および図１４を参照して、本実施の形態の中空構造を有する装置は、主表面を有する基板２０１と、金属膜６０４（空隙形成膜）と、樹脂膜６０８（閉塞膜）と、撥液膜６０７ａとを有している。   Referring to FIGS. 13 and 14, the device having a hollow structure according to the present embodiment includes a substrate 201 having a main surface, a metal film 604 (a void forming film), a resin film 608 (a closing film), and a repellent film. And a liquid film 607a.

金属膜６０４は、開口部２０６ａ、２０６ｂおよび６０９を有する空隙２０５が基板２０１の主表面の一部との間に形成されるように設けられている。開口部６０９は金属膜６０４を貫通するように設けられている。開口部２０６ａ、２０６ｂおよび６０９のそれぞれを閉塞する樹脂膜６０８は、硬化された樹脂からなる。撥液膜６０７ａは、実施の形態１で説明した撥液膜２０７ａと同様の材質からなる。撥液膜６０７ａは空隙２０５の外には形成されていないため、空隙２０５の外においては、基板２０１および金属膜６０４のそれぞれと樹脂膜６０８とは撥液膜６０７ａを介することなく接している。   The metal film 604 is provided so that a gap 205 having openings 206 a, 206 b and 609 is formed between a part of the main surface of the substrate 201. The opening 609 is provided so as to penetrate the metal film 604. The resin film 608 that closes each of the openings 206a, 206b, and 609 is made of a cured resin. The liquid repellent film 607a is made of the same material as the liquid repellent film 207a described in the first embodiment. Since the liquid repellent film 607a is not formed outside the gap 205, the substrate 201 and the metal film 604 are in contact with the resin film 608 without the liquid repellent film 607a outside the gap 205.

次に本実施の形態の中空構造を有する装置の製造方法について説明する。図１５〜図１７は、本発明の実施の形態２における中空構造を有する装置の製造方法を工程順に示す概略断面図である。なお図１５〜図１７の（Ａ）の断面位置は図１３のＸＩＶＡ−ＸＩＶＡ線に沿った位置に対応し、（Ｂ）の断面位置は図１３のＸＩＶＢ−ＸＩＶＢ線に沿った位置に対応している。   Next, a method for manufacturing a device having a hollow structure according to the present embodiment will be described. 15 to 17 are schematic cross-sectional views showing a method of manufacturing a device having a hollow structure in the second embodiment of the present invention in the order of steps. 15A to 17A corresponds to the position along the line XIVA-XIVA in FIG. 13, and the cross-sectional position in FIG. 15B corresponds to the position along the line XIVB-XIVB in FIG. ing.

主に図１５を参照して、実施の形態１とほぼ同じ工程（図３〜図６に示す工程）により、基板２０１の主表面と金属膜６０４とに挟まれた空隙２０５が形成される。   Referring mainly to FIG. 15, void 205 sandwiched between the main surface of substrate 201 and metal film 604 is formed by substantially the same process as in the first embodiment (the process shown in FIGS. 3 to 6).

図１６を参照して、上記空隙２０５の内面上に撥液膜６０７（第３の膜）が形成される。撥液膜６０７の形成方法は、実施の形態１で説明した撥液膜２０７の形成方法と同様である。   Referring to FIG. 16, a liquid repellent film 607 (third film) is formed on the inner surface of the gap 205. The method for forming the liquid repellent film 607 is the same as the method for forming the liquid repellent film 207 described in Embodiment 1.

図１７を参照して、撥液膜６０７のうち空隙２０５の外に位置する部分が除去されることにより、撥液膜６０７から撥液膜６０７ａが形成される。この撥液膜６０７の一部の除去は、実施の形態１で説明した撥液膜２０７の一部の除去と同様の方法により行なうことができる。   Referring to FIG. 17, the liquid repellent film 607 is removed from the portion of the liquid repellent film 607 located outside the gap 205, thereby forming the liquid repellent film 607 a from the liquid repellent film 607. The removal of a part of the liquid repellent film 607 can be performed by the same method as the removal of a part of the liquid repellent film 207 described in the first embodiment.

再び図１４を参照して、空隙２０５の外側から開口部２０６ａ、２０６ｂおよび６０９上に液状樹脂が塗布されることで、開口部２０６ａ、２０６ｂおよび６０９のそれぞれを閉塞する樹脂膜６０８が形成される。この液状樹脂は、撥液膜６０７ａの材質からなる膜上における接触角が基板２０１および金属膜６０４の材質からなる膜上における接触角よりも大きくなる物性を有している。次に樹脂膜６０８が硬化される。   Referring to FIG. 14 again, a liquid resin is applied onto openings 206a, 206b, and 609 from the outside of gap 205, thereby forming resin film 608 that closes openings 206a, 206b, and 609, respectively. . This liquid resin has physical properties such that the contact angle on the film made of the material of the liquid repellent film 607 a is larger than the contact angle on the film made of the material of the substrate 201 and the metal film 604. Next, the resin film 608 is cured.

以上により本実施の形態の中空構造を有する装置が得られる。
次に上記の製造工程において開口部６０９に塗布された液状樹脂の状態について詳しく説明する。図１９および図２０の各々は、本発明の実施の形態２における中空構造を有する装置の製造方法において、液状樹脂が塗布された状態を示す概略断面図である。なお、図１８は、比較例における中空構造を有する装置の製造方法において、液状樹脂が塗布された状態を示す概略断面図である。また、図１８〜図２０の各々に図示された領域の位置は、図１４（Ａ）の破線部Ｃの領域の位置に対応している。また図１８〜図２０においては、液状樹脂はその液面のみが図示されている。 As described above, the device having the hollow structure of the present embodiment is obtained.
Next, the state of the liquid resin applied to the opening 609 in the above manufacturing process will be described in detail. 19 and 20 are schematic cross-sectional views showing a state in which a liquid resin is applied in the method for manufacturing a device having a hollow structure in the second embodiment of the present invention. FIG. 18 is a schematic cross-sectional view showing a state in which a liquid resin is applied in the method for manufacturing a device having a hollow structure in a comparative example. Further, the position of the area illustrated in each of FIGS. 18 to 20 corresponds to the position of the area of the broken line portion C in FIG. 18 to 20, only the liquid surface of the liquid resin is shown.

図１８を参照して、撥液膜が設けられない場合、圧力Ｐに伴い液面Ｆ１は液面Ｆ２Ｃに変化する。撥液膜６０７ａが空隙２０５内に形成されていないため、液面Ｆ２Ｃには矢印Ｄ１向きの成分Ｈ２Ｃを有する表面張力Ｔ２Ｃが作用し続ける。この結果、液面Ｆ２Ｃは空隙２０５内面にさらに引き込まれて空隙２０５内に向かって進みやすい。すなわち液状樹脂が空隙２０５内に入り込みやすい。   Referring to FIG. 18, when the liquid repellent film is not provided, liquid level F1 changes to liquid level F2C with pressure P. Since the liquid repellent film 607a is not formed in the gap 205, the surface tension T2C having the component H2C in the direction of the arrow D1 continues to act on the liquid level F2C. As a result, the liquid level F <b> 2 </ b> C is further drawn into the inner surface of the gap 205 and easily proceeds toward the gap 205. That is, the liquid resin easily enters the gap 205.

図１９を参照して、空隙２０５に入り込もうとする液状樹脂の液面Ｆ１には、まず開口部６０９から空隙２０５内面に広がっていく方向（図中破線矢印Ｄ１）に向かう成分を有する表面張力（図中破線矢印Ｔ１）が作用する。開口部６０９において空隙２０５側に向かう方向の圧力Ｐ（図中実線矢印）が加わることで、液面Ｆ１が液面Ｆ２に変化する。液状樹脂と撥液膜６０７ａの接触角が鋭角であっても、撥液膜６０７ａがない場合と比べて十分大きい場合、液面Ｆ２にも矢印Ｄ１と同じ向きの成分Ｈ２を有する表面張力（図中破線矢印Ｔ２）が作用するが、撥液膜６０７ａの撥液性によりＨ２＜＜Ｈ１であるため、液状樹脂塗布後に熱処理を行い、樹脂の溶媒の少なくとも一部を蒸発させることで、液状樹脂が空隙２０５内面に入り込んでいくことが抑制される。   Referring to FIG. 19, the liquid resin surface F <b> 1 that is about to enter the gap 205 first has a surface tension (a broken line arrow D <b> 1 in the figure) that has a component that extends from the opening 609 to the inside of the gap 205. The broken line arrow T1) acts in the figure. When the pressure P (solid line arrow in the figure) in the direction toward the gap 205 is applied to the opening 609, the liquid level F1 changes to the liquid level F2. Even when the contact angle between the liquid resin and the liquid repellent film 607a is an acute angle, when the surface angle is sufficiently large as compared with the case without the liquid repellent film 607a, the liquid surface F2 also has a surface tension having a component H2 in the same direction as the arrow D1 (see FIG. Although the middle broken line arrow T2) acts, since H2 << H1 due to the liquid repellency of the liquid repellent film 607a, a heat treatment is performed after applying the liquid resin to evaporate at least a part of the solvent of the liquid resin. Is prevented from entering the inner surface of the gap 205.

図２０を参照して、空隙２０５に入り込もうとする液状樹脂の液面Ｆ１には、まず開口部６０９から空隙２０５内面に広がっていく方向（図中破線矢印Ｄ１）に向かう成分を有する表面張力（図中破線矢印Ｔ１）が作用する。開口部６０９において空隙２０５側に向かう方向の圧力Ｐ（図中実線矢印）が加わることで、液面Ｆ１が液面Ｆ３に変化する。液状樹脂と撥液膜６０７ａの接触角が鈍角の場合、液面Ｆ３には、撥液膜６０７ａの撥液性により、矢印Ｄ１と逆向きの成分Ｈ３を有する表面張力（図中破線矢印Ｔ３）が作用する。よって液状樹脂が空隙２０５内面に広がっていくことが抑制される。   Referring to FIG. 20, the surface tension (V) of the liquid resin that is about to enter the gap 205 first has a surface tension (a broken line arrow D <b> 1 in the figure) that has a component extending from the opening 609 to the inside of the gap 205. The broken line arrow T1) acts in the figure. When the pressure P (solid line arrow in the figure) in the direction toward the gap 205 is applied to the opening 609, the liquid level F1 changes to the liquid level F3. When the contact angle between the liquid resin and the liquid repellent film 607a is an obtuse angle, the liquid surface F3 has a surface tension having a component H3 opposite to the arrow D1 due to the liquid repellent property of the liquid repellent film 607a (broken arrow T3 in the figure). Act. Accordingly, the liquid resin is prevented from spreading on the inner surface of the gap 205.

図１８および図１９に関しても、説明を補足する。この場合も図９および図１０の場合と同様に、図１２に示すグラフを参照すると、接触角が鋭角の領域において、６０度付近を境目として、それより接触角が小さい領域は図１８に、接触角が大きい領域は図１９に該当すると考えられる。   18 and 19 also supplement the description. Also in this case, as in the case of FIG. 9 and FIG. 10, referring to the graph shown in FIG. 12, in the region where the contact angle is acute, the region where the contact angle is smaller than that at the vicinity of 60 degrees is shown in FIG. The region where the contact angle is large is considered to correspond to FIG.

なお、上記以外の構成については、上述した実施の形態１の構成とほぼ同じであるため、同一または対応する要素について同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。   Since the configuration other than the above is substantially the same as the configuration of the first embodiment described above, the same or corresponding elements are denoted by the same reference numerals, and description thereof is not repeated.

本実施の形態によれば、金属膜６０４を貫通するような開口部６０９が形成されている場合において実施の形態１と同様の効果を得ることができる。   According to the present embodiment, when the opening 609 that penetrates the metal film 604 is formed, the same effect as in the first embodiment can be obtained.

（実施の形態３）
図２１は、本発明の実施の形態３における中空構造を有する装置としての半導体装置の構成を概略的に示す断面図である。図２１を参照して、本実施の形態の半導体装置は、主に、主表面を有する半導体基板８０１（基板）と、エアブリッジ配線８０４（空隙形成膜
）と、樹脂膜８０８（閉塞膜）と、撥液膜８０７ａとを有している。半導体基板８０１は、主表面側にゲート電極８０２と、ソース電極８１１と、ドレイン電極８１２とを有している。 (Embodiment 3)
FIG. 21 is a cross sectional view schematically showing a configuration of a semiconductor device as a device having a hollow structure in the third embodiment of the present invention. Referring to FIG. 21, the semiconductor device of the present embodiment mainly includes a semiconductor substrate 801 (substrate) having a main surface, an air bridge wiring 804 (gap forming film), and a resin film 808 (blocking film). And a liquid repellent film 807a. The semiconductor substrate 801 has a gate electrode 802, a source electrode 811, and a drain electrode 812 on the main surface side.

エアブリッジ配線８０４は、導体からなり、半導体基板８０１の主表面の一部との間に空隙８０５が形成されるように設けられている。この空隙８０５は、実施の形態１または２と同様の開口部（本実施の形態において図示せず）を有している。またエアブリッジ配線８０４は、ゲート電極８０２の上方を空隙８０５を介して交差している。このためエアブリッジ配線８０４とゲート電極８０２との間の領域の誘電率が小さいので、両者の間の配線間容量が小さくなっている。   The air bridge wiring 804 is made of a conductor, and is provided so that a gap 805 is formed between part of the main surface of the semiconductor substrate 801. This gap 805 has an opening (not shown in the present embodiment) similar to that in the first or second embodiment. The air bridge wiring 804 intersects the gate electrode 802 with a gap 805 interposed therebetween. For this reason, since the dielectric constant of the area | region between the air bridge wiring 804 and the gate electrode 802 is small, the capacity | capacitance between wiring between both is small.

なお開口部を閉塞する樹脂膜８０８は、実施の形態１と同様の硬化された樹脂からなる。撥液膜８０７ａは、液状樹脂の接触角を基板８０１およびエアブリッジ配線８０４よりも大きくする物性を有している。撥液膜８０７ａは空隙８０５の外には形成されていないため、空隙８０５の外においては、半導体基板８０１およびエアブリッジ配線８０４のそれぞれと樹脂膜８０８とは撥液膜８０７ａを介することなく接している。撥液膜８０７ａの材質は撥液膜２０７ａの材質と同様である。   The resin film 808 that closes the opening is made of a cured resin similar to that of the first embodiment. The liquid repellent film 807 a has physical properties that make the contact angle of the liquid resin larger than that of the substrate 801 and the air bridge wiring 804. Since the liquid repellent film 807a is not formed outside the gap 805, the semiconductor substrate 801 and the air bridge wiring 804 and the resin film 808 are in contact with each other without the liquid repellent film 807a outside the gap 805. Yes. The material of the liquid repellent film 807a is the same as the material of the liquid repellent film 207a.

次に本実施の形態の中空構造を有する装置の製造方法について説明する。図２２および図２３は、本発明の実施の形態３における中空構造を有する装置としての半導体装置の製造方法を工程順に示す概略断面図である。   Next, a method for manufacturing a device having a hollow structure according to the present embodiment will be described. 22 and 23 are schematic cross-sectional views showing a method of manufacturing a semiconductor device as a device having a hollow structure in the third embodiment of the present invention in the order of steps.

図２２を参照して、半導体基板８０１の主表面上に、ゲート電極８０２と、ソース電極８１１と、ドレイン電極８１２とが形成される。次に、ゲート電極８０２を覆い、かつソース電極８１１の一部が露出されるように、犠牲層（本実施の形態において図示せず）が形成される。次に、犠牲層の表面の一部を露出する開口部が形成されるように、犠牲層から露出したソース電極８１１の一部を覆うエアブリッジ配線８０４が形成される。次に開口部から犠牲層が除去されることにより、半導体基板８０１の主表面とエアブリッジ配線８０４とに挟まれた空隙８０５が形成される。   Referring to FIG. 22, gate electrode 802, source electrode 811, and drain electrode 812 are formed on the main surface of semiconductor substrate 801. Next, a sacrificial layer (not shown in this embodiment) is formed so as to cover the gate electrode 802 and to expose a part of the source electrode 811. Next, an air bridge wiring 804 that covers a part of the source electrode 811 exposed from the sacrificial layer is formed so that an opening exposing a part of the surface of the sacrificial layer is formed. Next, by removing the sacrificial layer from the opening, a gap 805 sandwiched between the main surface of the semiconductor substrate 801 and the air bridge wiring 804 is formed.

図２３を参照して、空隙８０５の内面上に撥液膜が形成される。この撥液膜のうち空隙８０５の外に位置する部分が除去されることにより、撥液膜８０７ａが形成される。   Referring to FIG. 23, a liquid repellent film is formed on the inner surface of gap 805. The liquid repellent film 807a is formed by removing a portion of the liquid repellent film located outside the gap 805.

再び図２１を参照して、空隙８０５の外側から開口部上に液状樹脂が塗布されることで、開口部を閉塞する樹脂膜８０８が形成される。次に樹脂膜８０８が硬化される。   Referring to FIG. 21 again, a liquid resin is applied onto the opening from the outside of the gap 805 to form a resin film 808 that closes the opening. Next, the resin film 808 is cured.

以上により本実施の形態の半導体装置が得られる。
本実施の形態によれば、エアブリッジ配線８０４とゲート電極８０２との間に、液状樹脂が入り込むことを抑制することができる。すなわちエアブリッジ配線８０４とゲート電極８０２との間に樹脂膜８０８が形成されてしまうことを抑制することができる。よってエアブリッジ配線８０４とゲート電極８０２との間の配線間容量の増加を抑制することができる。このような配線間容量の抑制は、特に高周波デバイスにおいて求められる。よって本実施の形態は、半導体装置が高周波デバイスである場合に有効である。 Thus, the semiconductor device of the present embodiment is obtained.
According to the present embodiment, liquid resin can be prevented from entering between the air bridge wiring 804 and the gate electrode 802. That is, the formation of the resin film 808 between the air bridge wiring 804 and the gate electrode 802 can be suppressed. Accordingly, an increase in inter-wiring capacitance between the air bridge wiring 804 and the gate electrode 802 can be suppressed. Such suppression of inter-wiring capacitance is particularly required in high frequency devices. Therefore, this embodiment is effective when the semiconductor device is a high-frequency device.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

本発明は、中空構造を有する装置およびその製造方法に特に有利に適用され得る。   The present invention can be applied particularly advantageously to a device having a hollow structure and a method for manufacturing the same.

本発明の実施の形態１における中空構造を有する装置の構成を概略的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows roughly the structure of the apparatus which has a hollow structure in Embodiment 1 of this invention. 図１のＩＩＡ−ＩＩＡ線に沿った概略断面図（Ａ）およびＩＩＢ−ＩＩＢ線に沿った概略断面図（Ｂ）である。It is the schematic sectional drawing (A) along the IIA-IIA line of FIG. 1, and the schematic sectional drawing (B) along the IIB-IIB line. 本発明の実施の形態１における中空構造を有する装置の製造方法の第１工程を示す概略断面図である。なお（Ａ）の断面位置は図１のＩＩＡ−ＩＩＡ線に沿った位置に対応し、（Ｂ）の断面位置は図１のＩＩＢ−ＩＩＢ線に沿った位置に対応している。It is a schematic sectional drawing which shows the 1st process of the manufacturing method of the apparatus which has a hollow structure in Embodiment 1 of this invention. The cross-sectional position in (A) corresponds to the position along the line IIA-IIA in FIG. 1, and the cross-sectional position in (B) corresponds to the position along the line IIB-IIB in FIG. 本発明の実施の形態１における中空構造を有する装置の製造方法の第２工程を示す概略断面図である。なお（Ａ）の断面位置は図１のＩＩＡ−ＩＩＡ線に沿った位置に対応し、（Ｂ）の断面位置は図１のＩＩＢ−ＩＩＢ線に沿った位置に対応している。It is a schematic sectional drawing which shows the 2nd process of the manufacturing method of the apparatus which has a hollow structure in Embodiment 1 of this invention. The cross-sectional position in (A) corresponds to the position along the line IIA-IIA in FIG. 1, and the cross-sectional position in (B) corresponds to the position along the line IIB-IIB in FIG. 本発明の実施の形態１における中空構造を有する装置の製造方法の第３工程を示す概略断面図である。なお（Ａ）の断面位置は図１のＩＩＡ−ＩＩＡ線に沿った位置に対応し、（Ｂ）の断面位置は図１のＩＩＢ−ＩＩＢ線に沿った位置に対応している。It is a schematic sectional drawing which shows the 3rd process of the manufacturing method of the apparatus which has a hollow structure in Embodiment 1 of this invention. The cross-sectional position in (A) corresponds to the position along the line IIA-IIA in FIG. 1, and the cross-sectional position in (B) corresponds to the position along the line IIB-IIB in FIG. 本発明の実施の形態１における中空構造を有する装置の製造方法の第４工程を示す概略断面図である。なお（Ａ）の断面位置は図１のＩＩＡ−ＩＩＡ線に沿った位置に対応し、（Ｂ）の断面位置は図１のＩＩＢ−ＩＩＢ線に沿った位置に対応している。It is a schematic sectional drawing which shows the 4th process of the manufacturing method of the apparatus which has a hollow structure in Embodiment 1 of this invention. The cross-sectional position in (A) corresponds to the position along the line IIA-IIA in FIG. 1, and the cross-sectional position in (B) corresponds to the position along the line IIB-IIB in FIG. 本発明の実施の形態１における中空構造を有する装置の製造方法の第５工程を示す概略断面図である。なお（Ａ）の断面位置は図１のＩＩＡ−ＩＩＡ線に沿った位置に対応し、（Ｂ）の断面位置は図１のＩＩＢ−ＩＩＢ線に沿った位置に対応している。It is a schematic sectional drawing which shows the 5th process of the manufacturing method of the apparatus which has a hollow structure in Embodiment 1 of this invention. The cross-sectional position in (A) corresponds to the position along the line IIA-IIA in FIG. 1, and the cross-sectional position in (B) corresponds to the position along the line IIB-IIB in FIG. 本発明の実施の形態１における中空構造を有する装置の製造方法の第６工程を示す概略断面図である。なお（Ａ）の断面位置は図１のＩＩＡ−ＩＩＡ線に沿った位置に対応し、（Ｂ）の断面位置は図１のＩＩＢ−ＩＩＢ線に沿った位置に対応している。It is a schematic sectional drawing which shows the 6th process of the manufacturing method of the apparatus which has a hollow structure in Embodiment 1 of this invention. The cross-sectional position in (A) corresponds to the position along the line IIA-IIA in FIG. 1, and the cross-sectional position in (B) corresponds to the position along the line IIB-IIB in FIG. 本発明実施の形態1に対する比較例における中空構造を有する装置の製造方法において、液状樹脂が塗布された状態を示す概略断面図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a state in which a liquid resin is applied in a method for manufacturing a device having a hollow structure in a comparative example with respect to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態１における中空構造を有する装置の製造方法において、液状樹脂が塗布された状態を示す概略断面図である。In the manufacturing method of the apparatus which has a hollow structure in Embodiment 1 of this invention, it is a schematic sectional drawing which shows the state by which liquid resin was apply | coated. 本発明の実施の形態１における中空構造を有する装置の製造方法において、液状樹脂が塗布された状態を示す概略断面図である。In the manufacturing method of the apparatus which has a hollow structure in Embodiment 1 of this invention, it is a schematic sectional drawing which shows the state by which liquid resin was apply | coated. 接触角に対する水平方向の液状樹脂の浸入量の実験結果の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the experimental result of the penetration | invasion amount of the liquid resin of the horizontal direction with respect to a contact angle. 本発明の実施の形態２における中空構造を有する装置の構成を概略的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows roughly the structure of the apparatus which has the hollow structure in Embodiment 2 of this invention. 図１１のＸＩＩＡ−ＸＩＩＡ線に沿った概略断面図（Ａ）およびＸＩＩＢ−ＸＩＩＢ線に沿った概略断面図（Ｂ）である。It is the schematic sectional drawing (A) along the XIIA-XIIA line of FIG. 11, and the schematic sectional drawing (B) along the XIIB-XIIB line. 本発明の実施の形態２における中空構造を有する装置の製造方法の第１工程を示す概略断面図である。なお（Ａ）の断面位置は図１１のＸＩＩＡ−ＸＩＩＡ線に沿った位置に対応し、（Ｂ）の断面位置は図１のＸＩＩＢ−ＸＩＩＢ線に沿った位置に対応している。It is a schematic sectional drawing which shows the 1st process of the manufacturing method of the apparatus which has a hollow structure in Embodiment 2 of this invention. The cross-sectional position in (A) corresponds to the position along the line XIIA-XIIA in FIG. 11, and the cross-sectional position in (B) corresponds to the position along the line XIIB-XIIB in FIG. 本発明の実施の形態２における中空構造を有する装置の製造方法の第２工程を示す概略断面図である。なお（Ａ）の断面位置は図１１のＸＩＩＡ−ＸＩＩＡ線に沿った位置に対応し、（Ｂ）の断面位置は図１のＸＩＩＢ−ＸＩＩＢ線に沿った位置に対応している。It is a schematic sectional drawing which shows the 2nd process of the manufacturing method of the apparatus which has a hollow structure in Embodiment 2 of this invention. The cross-sectional position in (A) corresponds to the position along the line XIIA-XIIA in FIG. 11, and the cross-sectional position in (B) corresponds to the position along the line XIIB-XIIB in FIG. 本発明の実施の形態２における中空構造を有する装置の製造方法の第３工程を示す概略断面図である。なお（Ａ）の断面位置は図１１のＸＩＩＡ−ＸＩＩＡ線に沿った位置に対応し、（Ｂ）の断面位置は図１のＸＩＩＢ−ＸＩＩＢ線に沿った位置に対応している。It is a schematic sectional drawing which shows the 3rd process of the manufacturing method of the apparatus which has a hollow structure in Embodiment 2 of this invention. The cross-sectional position in (A) corresponds to the position along the line XIIA-XIIA in FIG. 11, and the cross-sectional position in (B) corresponds to the position along the line XIIB-XIIB in FIG. 本発明実施の形態２に対する比較例における中空構造を有する装置の製造方法において、液状樹脂が塗布された状態を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the state by which liquid resin was apply | coated in the manufacturing method of the apparatus which has the hollow structure in the comparative example with respect to Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態２における中空構造を有する装置の製造方法において、液状樹脂が塗布された状態を示す概略断面図である。In the manufacturing method of the apparatus which has a hollow structure in Embodiment 2 of this invention, it is a schematic sectional drawing which shows the state by which liquid resin was apply | coated. 本発明の実施の形態２における中空構造を有する装置の製造方法において、液状樹脂が塗布された状態を示す概略断面図である。In the manufacturing method of the apparatus which has a hollow structure in Embodiment 2 of this invention, it is a schematic sectional drawing which shows the state by which liquid resin was apply | coated. 本発明の実施の形態３における中空構造を有する装置としての半導体装置の構成を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematically the structure of the semiconductor device as an apparatus which has a hollow structure in Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態３における中空構造を有する装置としての半導体装置の製造方法の第１工程を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the 1st process of the manufacturing method of the semiconductor device as an apparatus which has a hollow structure in Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態３における中空構造を有する装置としての半導体装置の製造方法の第２工程を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the 2nd process of the manufacturing method of the semiconductor device as an apparatus which has a hollow structure in Embodiment 3 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

２０１ 基板、２０２ デバイス、２０３ 犠牲層、２０４，６０４ 金属膜、２０５，８０５ 空隙、２０６ａ，２０６ｂ，６０９ 開口部、２０７，２０７ａ，６０７，６０７ａ，８０７ａ 撥液膜、２０８，６０８，８０８ 樹脂膜、８０１ 半導体基板、８０２ ゲート電極、８０４ エアブリッジ配線。   201 substrate, 202 device, 203 sacrificial layer, 204,604 metal film, 205,805 gap, 206a, 206b, 609 opening, 207,207a, 607,607a, 807a liquid repellent film, 208,608,808 resin film, 801 Semiconductor substrate, 802 Gate electrode, 804 Air bridge wiring.

Claims (10)

主表面を有する基板と、
開口部を有する空隙が前記主表面の一部との間に形成されるように前記基板上に設けられた空隙形成膜と、
硬化された樹脂からなり、前記開口部を閉塞する閉塞膜と、
前記空隙の内面上に設けられ、液状状態の前記樹脂の接触角を前記基板および前記空隙形成膜よりも大きくする物性を有する撥液膜とを備えた、中空構造を有する装置。 A substrate having a main surface;
A void-forming film provided on the substrate such that a void having an opening is formed between part of the main surface;
Made of a cured resin, and an occlusion film that occludes the opening;
An apparatus having a hollow structure, provided on the inner surface of the void, comprising a liquid repellent film having physical properties that make the contact angle of the resin in a liquid state larger than that of the substrate and the void forming film. 前記撥液膜は、有機分子が規則的に配列された単分子膜である、請求項１に記載の中空構造を有する装置。   The device having a hollow structure according to claim 1, wherein the liquid repellent film is a monomolecular film in which organic molecules are regularly arranged. 前記撥液膜は、炭素およびフッ素を含有する分子の重合膜である、請求項１に記載の中空構造を有する装置。   The device having a hollow structure according to claim 1, wherein the liquid repellent film is a polymer film of molecules containing carbon and fluorine. 前記基板および前記空隙形成膜の少なくともいずれかと、前記閉塞膜とが接する部分を有する、請求項１〜３のいずれかに記載の中空構造を有する装置。   The apparatus which has a hollow structure in any one of Claims 1-3 which has a part which at least any one of the said board | substrate and the said space | gap formation film, and the said obstruction | occlusion film contact | connect. 前記基板は、前記空隙に面するゲートを有するトランジスタを含む、請求項１〜４のいずれかに記載の中空構造を有する装置。   The device having a hollow structure according to claim 1, wherein the substrate includes a transistor having a gate facing the air gap. 前記空隙形成膜は導体からなる、請求項１〜５のいずれかに記載の中空構造を有する装置。   The device having a hollow structure according to claim 1, wherein the gap forming film is made of a conductor. 前記開口部は前記基板に接している、請求項１〜６のいずれかに記載の中空構造を有する装置。   The device having a hollow structure according to claim 1, wherein the opening is in contact with the substrate. 基板の主表面の一部を覆う第１の膜を形成する工程と、
前記第１の膜から露出した前記主表面の少なくとも一部を覆い、前記第１の膜の表面の一部を露出する開口部が形成されるように前記第１の膜を覆う第２の膜を形成する工程と、
前記開口部から前記第１の膜を除去することにより、前記主表面と前記第２の膜とに挟まれた空隙を形成する工程と、
前記空隙の内面上に第３の膜を形成する工程と、
前記第３の膜の材質からなる膜上における接触角が前記基板および前記第２の膜の材質からなる膜上における接触角よりも大きくなる物性を有する液状樹脂を、前記空隙の外側から前記開口部上に塗布することにより、前記開口部を閉塞する工程と、
前記液状樹脂を硬化させる工程とを備えた、中空構造を有する装置の製造方法。 Forming a first film covering a part of the main surface of the substrate;
A second film covering at least a part of the main surface exposed from the first film and covering the first film so as to form an opening exposing a part of the surface of the first film; Forming a step;
Removing the first film from the opening to form a void sandwiched between the main surface and the second film;
Forming a third film on the inner surface of the gap;
A liquid resin having physical properties such that a contact angle on the film made of the third film material is larger than a contact angle on the substrate and the film made of the second film material is formed from the outside of the gap to the opening. A step of closing the opening by applying on the part;
A method of manufacturing a device having a hollow structure, comprising a step of curing the liquid resin. 前記第３の膜は等方的な成膜により形成される、請求項８に記載の中空構造を有する装置の製造方法。   The method for manufacturing a device having a hollow structure according to claim 8, wherein the third film is formed by isotropic film formation. 前記開口部を閉塞する工程の前に、前記第３の膜のうち前記空隙の外に位置する部分の少なくとも一部を除去する工程をさらに備えた、請求項８または９に記載の中空構造を有する装置の製造方法。   The hollow structure according to claim 8 or 9, further comprising a step of removing at least a part of a portion of the third film located outside the gap before the step of closing the opening. A method for manufacturing a device having the same.
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