JP2007125675A - Residue removing method and micromachine device manufacturing method - Google Patents
Residue removing method and micromachine device manufacturing method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007125675A JP2007125675A JP2005322650A JP2005322650A JP2007125675A JP 2007125675 A JP2007125675 A JP 2007125675A JP 2005322650 A JP2005322650 A JP 2005322650A JP 2005322650 A JP2005322650 A JP 2005322650A JP 2007125675 A JP2007125675 A JP 2007125675A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- opening
- resin material
- film
- electrode
- residue
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、残渣除去方法、及び、マイクロマシン装置の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a residue removal method and a manufacturing method of a micromachine device.
電子素子の製造工程において、基板上に電子素子を形成するための層と絶縁膜を順次積層した後、この絶縁膜に開口を形成し、その後、この開口内に所定の膜を形成する工程がある。 In the manufacturing process of an electronic element, a step of sequentially stacking a layer for forming an electronic element and an insulating film on a substrate, forming an opening in the insulating film, and then forming a predetermined film in the opening is there.
このような工程は、様々な電子素子の製造工程に含まれており、例えば、ボイスレコーダに搭載されている音響センサの製造工程にも含まれている。 Such a process is included in the manufacturing process of various electronic elements, for example, is included in the manufacturing process of an acoustic sensor mounted on a voice recorder.
この音響センサとして、近年、MEMS(Micro Electronic Mechanical System)による技術を利用したマイクロマシン装置が考案されている。 As this acoustic sensor, in recent years, a micromachine device using a technology based on MEMS (Micro Electronic Mechanical System) has been devised.
このマイクロマシン装置は、内部に空洞を備えると共に、この空洞を挟んで設けた一対の電極膜よりなるコンデンサを備えている。そして、コンデンサを構成する一方の電極膜が音波によって振動する構造となっており、この電極膜の振動に伴って変化するコンデンサの容量の変化により、外部からの音波を電気信号に変換するように構成されている(たとえば、特許文献1参照。)。 This micromachine device has a cavity inside and a capacitor made of a pair of electrode films provided with the cavity interposed therebetween. And, one electrode film constituting the capacitor has a structure that vibrates by sound waves, and the sound wave from the outside is converted into an electric signal by the change in the capacitance of the capacitor that changes as the electrode film vibrates. (For example, refer patent document 1).
このようなマイクロマシン装置を製造する場合には、一般に、以下のような製造方法によって製造していた。 In general, such a micromachine device is manufactured by the following manufacturing method.
まず、表面に窒化膜を形成したシリコンからなる基板の上面に、導電性材料よりなる膜を形成した後、所望のパターニングなどを施すことにより第1の電極層を形成する。 First, after forming a film made of a conductive material on the upper surface of a silicon substrate having a nitride film formed on the surface, a first electrode layer is formed by performing desired patterning or the like.
次に、第1の電極層を被覆するように窒化膜を形成した後、この窒化膜上に、第1の電極層の上部に開口を有するレジストマスクを形成し、このレジストマスクを用いて第1の電極層上部の窒化膜を選択的に除去する。 Next, after forming a nitride film so as to cover the first electrode layer, a resist mask having an opening above the first electrode layer is formed on the nitride film, and the resist mask is used to form the first resist layer. The nitride film on one electrode layer is selectively removed.
次に、第1の電極層、及び、窒化膜上にガラスなどからなる犠牲膜を形成した後、この犠牲膜上に導電性材料よりなる膜を形成し、その後、この導電性の膜に犠牲膜をエッチングにより除去するための孔を形成することによって第2の電極層を形成する。 Next, after a sacrificial film made of glass or the like is formed on the first electrode layer and the nitride film, a film made of a conductive material is formed on the sacrificial film, and then the sacrificial film is sacrificed. A second electrode layer is formed by forming a hole for removing the film by etching.
次に、第1の電極層、及び、第2の電極層から電極を取出すための電極膜を形成する。ここでは、まず犠牲膜上に、第1の電極層、及び第2の電極層の上部に、各電極膜を形成する位置に開口を有するレジストマスクを形成し、このレジストマスクを用いてエッチングを行うことにより、犠牲膜の表面から第1の電極層、及び、第2の電極層まで達する電極取出用の開口を形成する。 Next, an electrode film for taking out an electrode from the first electrode layer and the second electrode layer is formed. Here, a resist mask having openings at positions where the respective electrode films are to be formed is formed on the first electrode layer and the second electrode layer on the sacrificial film, and etching is performed using the resist mask. By performing, an opening for electrode extraction reaching from the surface of the sacrificial film to the first electrode layer and the second electrode layer is formed.
次に、このレジストマスクを形成したまま、金などの電極膜用の金属材料を積層することにより第1の電極層、及び、第2の電極層上の所定位置に電極膜を形成した後、レジストマスクを剥離する。 Next, after forming the electrode film at a predetermined position on the first electrode layer and the second electrode layer by laminating a metal material for the electrode film such as gold while forming the resist mask, Strip the resist mask.
その後、基板の下面から第1の電極層が露出するように開口を形成し、最後に、犠牲膜だけをエッチング可能なエッチャントを用いてエッチングを行い、第1の電極層、第2の電極層、電極膜、窒化膜を残し、犠牲膜だけを除去することによって第1の電極層と第2の電極層との間に空洞を形成してマイクロマシン装置を製造していた。
ところが、上記従来の製造方法では、電極膜を形成してレジストマスクを剥離する際に、電極取出用の開口の内周面に電極膜用の金属材料が残渣として残ることがあり、この残渣が製造工程の途中において電極取出用の開口から剥がれ、マイクロマシン装置の他の端子などに付着してショートや動作不良などの不具合を発生させるおそれがあった。 However, in the conventional manufacturing method, when the electrode film is formed and the resist mask is peeled off, the electrode film metal material may remain as a residue on the inner peripheral surface of the electrode extraction opening. In the middle of the manufacturing process, the electrode may be peeled off from the opening for electrode extraction, and may adhere to other terminals of the micromachine device and cause problems such as short circuit and malfunction.
本発明者は、上記課題を解決することのできる残渣除去方法、及び、マイクロマシン装置の製造方法を提供することを目的とする。 The present inventor aims to provide a residue removal method and a method of manufacturing a micromachine device that can solve the above-described problems.
そこで、請求項1に係る本発明では、基板上に形成した第1の膜の開口の底部に第2の膜を所定のパターンに形成した際に、開口の内周面に付着した残渣を除去する残渣除去方法において、開口に樹脂材料を充填する工程と、開口に充填した樹脂材料を硬化させることにより、この樹脂材料に残渣を付着させる工程と、残渣を付着させた樹脂材料を開口から除去する工程とを有することとした。 Therefore, in the present invention according to claim 1, when the second film is formed in a predetermined pattern on the bottom of the opening of the first film formed on the substrate, the residue attached to the inner peripheral surface of the opening is removed. In the residue removing method, the step of filling the opening with a resin material, the step of attaching the residue to the resin material by curing the resin material filled in the opening, and the removal of the resin material with the residue attached from the opening It was decided to have a process to do.
また、請求項2に係る本発明では、基板上の絶縁膜に、レジストマスクを用いて開口を形成する工程と、レジストマスクの表面及び開口の底部に、導電性部材を積層する工程と、レジストマスクをリフトオフすることにより開口の底部に導電性部材よりなる配線層を形成する工程と、リフトオフの後に開口に樹脂材料を充填する工程と、開口に充填した樹脂材料を硬化させることにより、この樹脂材料に導電性部材からなる残渣を付着させる工程と、残渣を付着させた樹脂材料を開口から除去する工程とを有する残渣除去方法を提供することとした。 According to the second aspect of the present invention, a step of forming an opening in the insulating film on the substrate using a resist mask, a step of laminating a conductive member on the surface of the resist mask and the bottom of the opening, a resist The step of forming a wiring layer made of a conductive member at the bottom of the opening by lifting off the mask, the step of filling the opening with a resin material after the lift-off, and curing the resin material filled in the opening It was decided to provide a residue removal method including a step of attaching a residue made of a conductive member to a material and a step of removing the resin material to which the residue is attached from an opening.
また、請求項3に係る本発明では、基板上の絶縁膜に、所定のパターニングを施したレジストマスクを用いて電極取出用の開口を形成する工程と、レジストマスクの表面及び開口の底部に電極材料を積層する工程と、レジストマスクをリフトオフすることにより除去すると共に、開口の底部に電極材料よりなる電極膜を形成する工程と、リフトオフの後に、開口に樹脂材料を充填する工程と、開口に充填した樹脂材料を硬化させることにより、電極膜を形成した際に開口の内周面に付着した電極材料の残渣を、当該樹脂材料に付着させる工程と、残渣を付着させた樹脂材料を開口から除去する工程とを有するマイクロマシン装置の製造方法を提供することとした。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a step of forming an electrode extraction opening in the insulating film on the substrate using a resist mask subjected to predetermined patterning, and an electrode on the surface of the resist mask and the bottom of the opening. A step of laminating materials, a step of removing the resist mask by lifting off, a step of forming an electrode film made of an electrode material at the bottom of the opening, a step of filling the opening with a resin material after the lift-off, and a step of By curing the filled resin material, the step of attaching the electrode material residue adhering to the inner peripheral surface of the opening when the electrode film is formed to the resin material, and the resin material adhering the residue from the opening The present invention provides a method for manufacturing a micromachine device having a step of removing.
また、請求項4に係る本発明では、請求項3に記載のマイクロマシン装置の製造方法において、開口への樹脂材料の充填は、絶縁膜の上面全体に樹脂材料を塗布することにより行うことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a micromachine device according to the third aspect, the opening is filled with the resin material by applying the resin material to the entire upper surface of the insulating film. And
また、請求項5に係る本発明では、請求項4に記載のマイクロマシン装置の製造方法において、樹脂材料の塗布は、絶縁膜の上面と、側面と、下面の周縁部とに行うことを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a micromachine device according to the fourth aspect, the application of the resin material is performed on the upper surface, the side surface, and the peripheral portion of the lower surface of the insulating film. To do.
また、請求項6に係る本発明では、請求項4〜5のいずれか1項に記載のマイクロマシン装置の製造方法において、樹脂材料の塗布は、スピンコートにより行うことを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a micromachine device according to any one of the fourth to fifth aspects, the resin material is applied by spin coating.
また、請求項7に係る本発明では、請求項3〜6のいずれか1項に記載のマイクロマシン装置の製造方法において、樹脂材料は、高分子ポリマーであることを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in the method for manufacturing a micromachine device according to any one of the third to sixth aspects, the resin material is a high molecular polymer.
本発明によれば、以下に記載するような効果を奏する。 According to the present invention, the following effects can be obtained.
すなわち、請求項1に係る本発明では、基板上に形成した第1の膜の開口の底部に第2の膜を所定のパターンに形成した際に、開口の内周面に付着した残渣を除去する残渣除去方法において、開口に樹脂材料を充填する工程と、開口に充填した樹脂材料を硬化させることにより、この樹脂材料に残渣を付着させる工程と、残渣を付着させた樹脂材料を開口から除去する工程とを有することとしたため、樹脂材料が硬化する際の収縮作用により、開口の内周面に付着している残渣を樹脂材料側に取り込むことができ、樹脂材料を開口から除去するときに、同時に開口内の不要な残渣を効果的に除去することができる。 That is, according to the first aspect of the present invention, when the second film is formed in a predetermined pattern at the bottom of the opening of the first film formed on the substrate, the residue attached to the inner peripheral surface of the opening is removed. In the residue removing method, the step of filling the opening with a resin material, the step of attaching the residue to the resin material by curing the resin material filled in the opening, and the removal of the resin material with the residue attached from the opening When the resin material is removed from the opening, the residue attached to the inner peripheral surface of the opening can be taken into the resin material side by the shrinkage action when the resin material is cured. At the same time, unnecessary residues in the opening can be effectively removed.
また、請求項2に係る本発明では、基板上の絶縁膜に、レジストマスクを用いて開口を形成する工程と、レジストマスクの表面及び開口の底部に、導電性部材を積層する工程と、レジストマスクをリフトオフすることにより開口の底部に導電部材よりなる配線層を形成する工程と、リフトオフの後に開口に樹脂材料を充填する工程と、開口に充填した樹脂材料を硬化させることにより、この樹脂材料に導電性部材からなる残渣を付着させる工程と、残渣を付着させた樹脂材料を開口から除去する工程とを有する残渣除去方法を提供することとしたため、リフトオフの後に開口の内周面に残った導電性部材からなる残渣を好適に除去することができる。 According to the second aspect of the present invention, a step of forming an opening in the insulating film on the substrate using a resist mask, a step of laminating a conductive member on the surface of the resist mask and the bottom of the opening, a resist The step of forming a wiring layer made of a conductive member at the bottom of the opening by lifting off the mask, the step of filling the opening with a resin material after the lift-off, and curing the resin material filled in the opening In order to provide a residue removing method including a step of attaching a residue made of a conductive member to a substrate and a step of removing the resin material to which the residue is attached from the opening, the residue remains on the inner peripheral surface of the opening after lift-off The residue which consists of an electroconductive member can be removed suitably.
また、請求項3に係る本発明では、基板上の絶縁膜に、所定のパターニングを施したレジストマスクを用いて電極取出用の開口を形成する工程と、レジストマスクの表面及び開口の底部に電極材料を積層する工程と、レジストマスクをリフトオフすることにより除去すると共に、開口の底部に電極材料よりなる電極膜を形成する工程と、リフトオフの後に、開口に樹脂材料を充填する工程と、開口に充填した樹脂材料を硬化させることにより、電極膜を形成した際に開口の内周面に付着した電極材料の残渣を、当該樹脂材料に付着させる工程と、残渣を付着させた樹脂材料を開口から除去する工程とを有するマイクロマシン装置の製造方法を提供することとしたため、樹脂材料の硬化に伴う収縮作用により、残渣として残った不用な電極材料を樹脂材料に取り込み、この樹脂材料とともに除去することができるので、不用な電極材料に起因した電極間のショートや動作不良の発生を防止することができる。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a step of forming an electrode extraction opening in the insulating film on the substrate using a resist mask subjected to predetermined patterning, and an electrode on the surface of the resist mask and the bottom of the opening. A step of laminating materials, a step of removing the resist mask by lifting off, a step of forming an electrode film made of an electrode material at the bottom of the opening, a step of filling the opening with a resin material after the lift-off, and a step of By curing the filled resin material, the step of attaching the electrode material residue adhering to the inner peripheral surface of the opening when the electrode film is formed to the resin material, and the resin material adhering the residue from the opening An unnecessary electrode material that remains as a residue due to a shrinking action accompanying the curing of the resin material. Uptake in the resin material, this can be removed with a resin material, it is possible to prevent a short circuit and operation occurrence of failure between due to waste the electrode material electrode.
また、請求項4に係る本発明では、請求項3に記載のマイクロマシン装置の製造方法において、開口への樹脂材料の充填は、絶縁膜の上面全体に樹脂材料を塗布することにより行うことを特徴とするため、基板上に形成した複数の電子素子の電極取出用開口へ一度に樹脂材料を充填することができる。 According to a fourth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a micromachine device according to the third aspect, the opening is filled with the resin material by applying the resin material to the entire upper surface of the insulating film. Therefore, the resin material can be filled at once into the electrode extraction openings of the plurality of electronic elements formed on the substrate.
また、請求項5に係る本発明では、請求項4に記載のマイクロマシン装置の製造方法において、樹脂材料の塗布は、絶縁膜の上面と、側面と、下面の周縁部とに行うことを特徴とするため、基板の樹脂材料を塗布していない部分に対してエッチングを行う際に、樹脂部材により形成した膜が保護膜として機能するので、エッチングによる電子素子への悪影響を可及的に抑制することができ、製品の歩留まりを向上させることができる。 According to a fifth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a micromachine device according to the fourth aspect, the application of the resin material is performed on the upper surface, the side surface, and the peripheral portion of the lower surface of the insulating film. Therefore, when etching is performed on the portion of the substrate where the resin material is not applied, the film formed by the resin member functions as a protective film, so that adverse effects on the electronic element due to etching are suppressed as much as possible. Product yield can be improved.
また、請求項6に係る本発明では、請求項4〜5のいずれか1項に記載のマイクロマシン装置の製造方法において、樹脂材料の塗布は、スピンコートにより行うことを特徴とするため、スピンコートを行う際の遠心力により、不要な電極材料を電子素子の表面から効果的に押出すことができる。
Moreover, in this invention which concerns on
また、請求項7に係る本発明では、請求項3〜6のいずれか1項に記載のマイクロマシン装置の製造方法において、樹脂材料は、高分子ポリマーであることを特徴とするため、熱処理を行うだけで容易に、しかも、比較的短時間で樹脂材料を硬化させることができるので、複雑な製造工程を追加することなく電極間のショートや動作不良の発生しにくいマイクロマシン装置を製造することができる。
Moreover, in this invention which concerns on
本発明に係る残渣除去方法は、電子素子の製造工程において、基板上に形成した第1の膜の開口の底部に第2の膜を所定のパターンに形成した際に、開口の内周面に付着した残渣を除去する残渣除去方法であり、様々な電子素子を製造する場合に適用することができるものである。 The method for removing residues according to the present invention provides a method for forming a second film in a predetermined pattern on an inner peripheral surface of an opening of a first film formed on a substrate in a manufacturing process of an electronic device. This is a residue removal method for removing the adhered residue, and can be applied when various electronic devices are manufactured.
すなわち、この残渣除去方法は、基板上に電子素子として機能させるための各層を形成した後、その上面に第1の膜としての絶縁膜を形成する工程と、この絶縁膜に、レジストマスクを用いて開口を形成する工程と、レジストマスクの表面及び絶縁膜の開口の底部に、導電性部材を積層する工程と、レジストマスクをリフトオフすることにより、絶縁膜に形成した開口の底部に第2の膜として導電性部材よりなる配線層を所定のパターンで形成する工程と、レジストマスクのリフトオフの後に、絶縁膜の開口に樹脂材料を充填する工程と、開口に充填した樹脂材料を硬化させることにより、この樹脂材料に導電性部材からなる残渣を付着させる工程と、残渣を付着させた樹脂材料を絶縁膜の開口から除去する工程とを有している。 That is, in this residue removing method, after forming each layer for functioning as an electronic element on a substrate, a step of forming an insulating film as a first film on the upper surface thereof, and using a resist mask for the insulating film Forming an opening, laminating a conductive member on the surface of the resist mask and the bottom of the opening of the insulating film, and lifting off the resist mask, thereby forming a second on the bottom of the opening formed in the insulating film. A step of forming a wiring layer made of a conductive member as a film in a predetermined pattern, a step of filling a resin material into the opening of the insulating film after lift-off of the resist mask, and curing the resin material filled in the opening And a step of attaching a residue made of a conductive member to the resin material, and a step of removing the resin material to which the residue is attached from the opening of the insulating film.
そのため、樹脂材料が硬化する際の収縮作用により、開口の内周面に付着している残渣を樹脂材料側に取り込むことができ、樹脂材料を開口から除去するときに、同時に開口内の不要な残渣を効果的に除去することができる。 Therefore, due to the shrinking action when the resin material is cured, the residue adhering to the inner peripheral surface of the opening can be taken into the resin material side, and when removing the resin material from the opening, at the same time unnecessary in the opening The residue can be removed effectively.
また、本発明に係るマイクロマシン装置の製造方法は、基板上に形成した電子素子形成層の上面に第1の膜としての絶縁膜を形成し、この絶縁膜にレジストマスクを用いて電子素子の電極を取出すための電極取出用の開口を形成し、この開口の底部に電極材料を積層することによって第2の膜としての電極膜を形成するようなマイクロマシン装置を製造する際に適用することができるものである。 Also, in the method of manufacturing a micromachine device according to the present invention, an insulating film as a first film is formed on the upper surface of an electronic element forming layer formed on a substrate, and a resist mask is used for the insulating film to form an electrode of the electronic element. The present invention can be applied to manufacturing a micromachine device that forms an electrode film as a second film by forming an electrode extraction opening for extracting the electrode and laminating an electrode material on the bottom of the opening. Is.
すなわち、MEMS(Micro Electronic Mechanical System)デバイスのように、基板の比較的深い位置に電極膜を形成する必要があるマイクロマシン装置を製造する際には、まず、基板上にマイクロマシン装置として機能する部分の構造体を複数の機能性材料からなる層(たとえば、半導体層など)を積層して形成した後、この層の上に絶縁膜を形成する。 That is, when manufacturing a micromachine device in which an electrode film needs to be formed at a relatively deep position of a substrate, such as a MEMS (Micro Electronic Mechanical System) device, first, a portion that functions as a micromachine device on a substrate is manufactured. After the structure is formed by stacking a plurality of layers made of a functional material (for example, a semiconductor layer), an insulating film is formed over the layer.
次に、この絶縁膜上に電極形成用の開口をパターニングしたレジストマスクを形成した後、このレジストマスクを用いてエッチングを行うことにより、絶縁膜の所定位置に電極取出用の開口を掘設する。 Next, after forming a resist mask in which an opening for electrode formation is patterned on the insulating film, etching is performed using the resist mask, thereby digging an opening for electrode extraction at a predetermined position of the insulating film. .
続いて、このレジストマスクを介して電極材料を積層することにより、電極引出用の開口内に電極用材料を所定の厚さとなるように積層させた後、リフトオフによりレジスト膜を除去する。 Subsequently, the electrode material is laminated through the resist mask, thereby laminating the electrode material so as to have a predetermined thickness in the electrode extraction opening, and then removing the resist film by lift-off.
このとき、電極取出用の開口内周面などに不要な電極材料が残渣として残るおそれがあるため、電極材料からなる残渣を除去するために電極取出用の開口に樹脂材料を充填する。 At this time, since unnecessary electrode material may remain as a residue on the inner peripheral surface of the electrode extraction opening, etc., a resin material is filled in the electrode extraction opening in order to remove the residue made of the electrode material.
このとき電極取出用の開口に充填する樹脂材料としては、高分子ポリマーを用いるようにしている。 At this time, a high molecular polymer is used as the resin material to be filled in the electrode extraction opening.
次に、電極取出用開口に充填した高分子ポリマーを硬化させるために熱処理を施す。この熱処理により高分子ポリマーは硬化すると共に収縮し、不要な電極材料を内部に取り込む。 Next, heat treatment is performed to cure the polymer filled in the electrode extraction opening. By this heat treatment, the polymer polymer is cured and contracted to take in unnecessary electrode materials.
次に、内部に不用な電極材料を取り込んだ高分子ポリマーを除去することにより、高分子ポリマーと共に不要な電極材料を除去するようにしている。 Next, an unnecessary electrode material is removed together with the polymer polymer by removing the polymer polymer in which unnecessary electrode material is taken.
このようにして、製造工程の途中で発生する不要な電極材料を効果的に除去することができるため、残渣として残った不要な電極材料に起因した電極同士のショートや動作不良など発生を未然に防止することができる。 In this way, unnecessary electrode material generated in the middle of the manufacturing process can be effectively removed, so that the occurrence of short-circuiting or malfunctioning of electrodes due to unnecessary electrode material remaining as a residue can occur in advance. Can be prevented.
また、電極取出用の開口への高分子ポリマーの充填は、電子素子を形成した基板の上面全体に高分子ポリマーを塗布することにより行うようにしている。 In addition, the high molecular polymer is filled into the electrode extraction opening by applying the high molecular polymer to the entire upper surface of the substrate on which the electronic element is formed.
そのため、同一基板上に形成した多数の電子素子の各電極取出用の開口へ、一度に高分子ポリマーを充填することができる。 Therefore, the polymer polymer can be filled at a time into the electrode extraction openings of a large number of electronic elements formed on the same substrate.
また、高分子ポリマーの塗布は、電子素子を形成した基板の上面と、側面と、下面の周縁部とに行うことにより、基板の表面において、基板の下面の周縁部より内側以外の部分を全て高分子ポリマー膜により被覆するようにしている。 In addition, the application of the high molecular polymer is performed on the upper surface, the side surface, and the peripheral portion of the lower surface of the substrate on which the electronic element is formed, so that all portions other than the inner side of the peripheral portion of the lower surface of the substrate are all on the substrate surface It is made to coat | cover with a high polymer film.
このとき、高分子ポリマーと基板との接着力を強固にするため、高分子ポリマーを塗布する前に、予め基板の表面にカップリング剤を塗布するようにしている。 At this time, in order to strengthen the adhesive force between the polymer and the substrate, a coupling agent is applied to the surface of the substrate in advance before the polymer is applied.
これにより、基板表面の高分子ポリマーを塗布していない部分に対して、強塩基などを用いたエッチングを行う際に、この高分子ポリマー膜が保護膜として機能し、電子素子をエッチャントから保護することができるので、エッチングによる電子素子への悪影響を可及的に抑制することができ、製品の歩留まりを向上させることができる。 As a result, when etching using a strong base or the like is performed on the portion of the substrate surface where the polymer polymer is not applied, the polymer polymer film functions as a protective film and protects the electronic device from the etchant. Therefore, the adverse effect of the etching on the electronic device can be suppressed as much as possible, and the product yield can be improved.
また、高分子ポリマーの塗布は、スピンコートにより行うようにしている。具体的には、まず、基板の下面周縁部近傍に高分子ポリマーを付着させた後、基板を水平に高速回転させることにより、基板の下面周縁部及び、側面の下半分に高分子ポリマーを塗布する。 In addition, the high molecular polymer is applied by spin coating. Specifically, first, after attaching a polymer to the vicinity of the periphery of the lower surface of the substrate, the polymer is applied to the periphery of the lower surface of the substrate and the lower half of the side surface by rotating the substrate horizontally at high speed. To do.
ここで、比較的低温による熱処理を行った後、基板の上面略中央位置に高分子ポリマーを付着させ、その後、基板を水平方向に高速回転させることにより、基板の上面全体及び、側面の上半分に高分子ポリマーを塗布するようにしている。 Here, after performing heat treatment at a relatively low temperature, a high molecular weight polymer is attached to a substantially central position of the upper surface of the substrate, and then the substrate is rotated at a high speed in the horizontal direction so that the entire upper surface of the substrate and upper half of the side surface A high molecular polymer is applied to the surface.
これにより、スピンコートを行う際の遠心力によって、不要な電極材料を電子素子の表面から効果的に押出すことができる。 Thereby, an unnecessary electrode material can be effectively extruded from the surface of the electronic element by a centrifugal force at the time of spin coating.
以下、本発明に係る残渣除去方法及びマイクロマシン装置の製造方法の一実施形態について、図面を参照して具体的に説明する。 Hereinafter, an embodiment of a residue removal method and a micromachine device manufacturing method according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
なお、本実施形態では、マイクロマシン装置としてMEMS(Micro Electronic Mechanical System)マイクロホンを製造する工程を例に挙げて説明する。 In the present embodiment, a process of manufacturing a MEMS (Micro Electronic Mechanical System) microphone as a micromachine device will be described as an example.
MEMSマイクロホンを製造する際には、まず、図1に示すように、Si(シリコン)基板1の表面全体を被覆するように第1ナイトライド(窒化シリコン)膜2を形成し、その後、Si基板1裏面側の第1ナイトライド膜2に、後の工程でSi基板1に集音用の凹部14(図9参照)を形成するための開口を、フォトリソグラフィー技術を用いて形成する。
When manufacturing a MEMS microphone, first, as shown in FIG. 1, a first nitride (silicon nitride)
次に、Si基板1の表面に、犠牲膜として絶縁膜である第1PSG(Phospho-Silicate Glass:リン化酸化ガラス)膜3をCVD(Chemical Vapor Deposition)により形成する。
Next, a first PSG (Phospho-Silicate Glass)
次に、この第1PSG膜3の表面に、リンを含んだポリシリコン膜を形成した後、このポリシリコン膜に所定のパターニングを施し、不要な部分のポリシリコン膜を除去することによって第1電極層5aを形成する。
Next, after forming a polysilicon film containing phosphorus on the surface of the
次に、これら全ての上面に、犠牲膜として絶縁膜である第2PSG膜4と、第3PSG6とを順次CVDにより形成した後、第2電極層5bを形成する部分の第3PSG膜6と、第3電極層5cを形成する部分の第2PSG膜4及び第2PSG膜6とをエッチングにより除去する。
Next, a
また、このとき同時に、後述する第1取出電極膜11a(図4参照)を形成する部分の第1ナイトライド膜2、第1〜第3PSG膜3、4、6と、第2取出電極膜11b(図4参照)を形成する部分の第2〜第3PSG膜4、6とをエッチングにより除去する。
At the same time, the
次に、これら全ての上面に、リンを含んだポリシリコン膜を形成した後、このポリシリコン膜に所定のパターニングを施し、不要な部分のポリシリコン膜を除去することによって第2電極層5bと第3電極層5cとを形成する。
Next, after forming a polysilicon film containing phosphorus on all of these upper surfaces, the polysilicon film is subjected to predetermined patterning, and unnecessary portions of the polysilicon film are removed to remove the
次に、こら全ての上面に、各電極層同士を絶縁するための第2ナイトライド膜7を形成した後、この第2ナイトライド膜7に所定のパターニングを施し、不要な部分の第2ナイトライド膜7を除去し、その後、犠牲膜として絶縁膜である第4PSG膜8をCVDにより形成することにより、半導体素子としてのMEMSマイクロホンの基本的構造体を形成する。
Next, after forming a
なお、本実施形態では、犠牲膜として絶縁膜であるPSG膜を形成するようにしているが、犠牲膜はこれに限定するものではなく、NSG(窒化膜/酸化膜)や、TEOS(テロエトキシシラン)膜、SOG(Spin On Glass)膜など、後の工程でエッチングすることにより半導体層内部に空洞を形成できるものであれば任意の絶縁膜を用いることができる。 In this embodiment, a PSG film, which is an insulating film, is formed as a sacrificial film. However, the sacrificial film is not limited to this, and NSG (nitride film / oxide film) or TEOS (teroethoxy). Any insulating film can be used as long as a cavity can be formed in the semiconductor layer by etching in a later process, such as a silane film or a SOG (Spin On Glass) film.
次に、図2に示すように、図1に示すMEMSマイクロホンの基本的構造体上にレジストマスク9を形成し、このレジストマスク9に、後述する電極取出用開口10(図3参照)を形成するための開口をパターニングする。 Next, as shown in FIG. 2, a resist mask 9 is formed on the basic structure of the MEMS microphone shown in FIG. 1, and an electrode extraction opening 10 (see FIG. 3) to be described later is formed in the resist mask 9. An opening for patterning is patterned.
次に、図3に示すように、レジストマスク9を用いたエッチングを行うことにより、第1電極層5a、第2電極層5b、Si基板1の表面までそれぞれ到達する電極取出用開口10を形成する。
Next, as shown in FIG. 3, etching using the resist mask 9 is performed to form the
次に、図4に示すようにレジストマスク9を形成した状態で、電極材料であるAu(金)11を所定の厚さ(第1PSG膜3よりも薄い膜厚)となるようにスパッタ法を用いて積層する。 Next, in a state where the resist mask 9 is formed as shown in FIG. 4, a sputtering method is performed so that Au (gold) 11 as an electrode material has a predetermined thickness (thickness smaller than the first PSG film 3). Use to stack.
なお、本実施形態では、電極材料としてAuを用いているが、電極材料はこれに限定されるものではなく、Ti(チタン)、Pt(プラチナ)、Cr(クロム)、Ni(ニッケル)など、電極層の材料に応じて任意の好適な材料を選択して使用することができる。 In this embodiment, Au is used as the electrode material, but the electrode material is not limited to this, and Ti (titanium), Pt (platinum), Cr (chromium), Ni (nickel), etc. Any suitable material can be selected and used depending on the material of the electrode layer.
こうして電極引出用開口10底面のSi基板1の表面に第1取出電極膜11aを形成すると共に、電極引出用開口10底面の第2電極層5bの表面に第2取出電極膜11bを形成し、第1電極層5aの表面に第3取出し電極11cを形成する。
Thus, the first
次に、ウエットエッチングによって図5に示すようにレジストマスク9をリフトオフ(剥離)する。 Next, the resist mask 9 is lifted off (peeled) by wet etching as shown in FIG.
このとき、電極取出用開口10の内壁に不必要なAu11が残渣11dとして付着するが、本発明によるマイクロマシン装置の製造方法では、この残渣11dを図6以降に示す製造工程により効果的に除去するようにしている。
At this time, unnecessary Au11 adheres to the inner wall of the
具体的には、図6に示すように、まず図5に示した構造体の上面と下面と側面とにシランカップリング剤12をスピンコートにより塗布する。
Specifically, as shown in FIG. 6, first, the
このシランカップリング剤12は、次工程で塗布する高分子ポリマー13(図7、図8参照)と図5に示した構造体との接着力を強固にするために塗布するものである。
This
なお、ここでシランカップリング剤12は、Si基板1の下面側において第1ナイトライド膜2の表面のみに塗布することが好ましいが、多少Si基板1の下側露出部(後にエッチングされる部分)に塗布されても、後のエッチング処理の際に除去されるため問題にはならない。
Here, the
次に、図7に示すように、Si基板1の下面側に樹脂材料である高分子ポリマー13をスピンコートにより塗布する。
Next, as shown in FIG. 7, a
このとき、まずSi基板1の下面側周縁部近傍に高分子ポリマー13を塗布し、その後、Si基板1を水平方向に回転させることにより、Si基板1の下面側周縁部と、Si基板1の側面下側を高分子ポリマー13で被覆する。
At this time, first, a
次に、熱処理(ベーキング)を行うことにより、高分子ポリマー13を硬化させて第1ナイトライド膜2に密着させる。
Next, by performing a heat treatment (baking), the
ただし、このときの熱処理では、Si基板1の下面側に塗布した高分子ポリマー13と、次工程でSi基板1の上面側に塗布する高分子ポリマー13とを確実に重合させるため、高分子ポリマー13を完全には乾燥させない程度の比較低温でベーキングを行う。
However, in this heat treatment, the
次に、図8に示すように、Si基板の上面側に高分子ポリマー13をスピンコードにより塗布する。
Next, as shown in FIG. 8, the
このとき、まずSi基板1の上面側の略中央位置であって、第4PSG膜8上に塗布したシランカップリング剤12の表面に高分子ポリマー13を塗布し、その後、Si基板1を水平方向に回転させる。
At this time, first, a
そして、この回転の遠心力により、高分子ポリマー13を電極取出用開口10内に充填すると共に、第4PSG膜8の表面に付着している残渣11dを押出し、さらに、Si基板1の上面側全体と、Si基板1の側面上側を高分子ポリマー13で被複するようにしている。
Then, by this centrifugal force of rotation, the
次に、熱処理を行うことにより高分子ポリマー13を硬化させて第4PSG膜8に確実に接着させる。
Next, the
ここで行う熱処理では、高分子ポリマー13を完全に乾燥させるために、図7に示す工程で行った熱処理よりも高温でベーキングを行うようにしている。
In the heat treatment performed here, baking is performed at a higher temperature than the heat treatment performed in the step shown in FIG. 7 in order to completely dry the
特に、この熱処理を行うことによって、高分子ポリマー13は内部の溶剤が蒸発するため収縮し、この収縮作用によって電極取出用開口10の内壁に付着していた残渣11dが高分子ポリマー13の内部に取り込まれることとなる。
In particular, by performing this heat treatment, the
次に、図9に示すように、Si基板1の下面側露出部をエッチングすることにより集音用の凹部14を形成する。
Next, as shown in FIG. 9, a
このとき、エッチャントして強塩基(KOH)を用いたウエットエッチングを行うため、凹部14の開口端近傍において高分子ポリマー13に若干の剥離部15が発生するが、本実施形態では、図8に示すように高分子ポリマー13がSi基板1の上面側全体を被覆するだけでなく、Si基板1の側面全体、更には、下面側の周縁部まで被覆するように塗布されているため、高分子ポリマー13の剥離部15がSi基板1の上面側にまで広がることがない。
At this time, wet etching using a strong base (KOH) is performed as an etchant, so that a
そのため、エッチャントである強塩基がSi基板の上面側に形成したMEMSマイクロホンの基本的構造体に触れることを防止して、MEMSマイクロホンの基本的構造体を強塩基から確実に保護することができる。 Therefore, the basic structure of the MEMS microphone can be reliably protected from the strong base by preventing the strong base as an etchant from touching the basic structure of the MEMS microphone formed on the upper surface side of the Si substrate.
次に、図10に示すように、高分子ポリマー13をIPA(イソプロピルアルコール)やアセトンなどの有機物剥離液を用いて剥離する。
Next, as shown in FIG. 10, the
このとき、電極取出用開口10の内壁に付着していた残渣11dは、既に高分子ポリマー13の内部に取り込まれている状態となっているため、高分子ポリマー13と共にMEMSマイクロホンの基本的構造体から除去される。
At this time, since the
最後に、犠牲膜のみをエッチング可能なHF(フッ化水素)系のエッチャントを用いたウエットエッチングを行うことにより、第1〜第4のPSG膜3、4、6、8を除去してマイクロマシン装置の内部に空洞を形成し、MEMSマイクロホンが完成する。
Finally, wet etching using an HF (hydrogen fluoride) etchant capable of etching only the sacrificial film is performed to remove the first to
このように、本発明に係るマイクロマシン装置の製造方法によれば、MEMS装置に代表されるような基板の比較的深い位置に取出電極膜を形成する必要があるマイクロマシン装置を製造する際、取出電極膜を形成する工程が終了した後に、樹脂材料を塗布して加熱処理を施すことにより、電極引出用の開口の内壁などに付着している不要な電極材料(残渣)を樹脂材料の内部に取り込み、この樹脂材料を除去するときに残渣まで一緒に除去することができるので、製造工程途中で発生した不要な電極材料の残渣が他の電極に付着してショートを発生させるおそれがなく、信頼性の高いマイクロマシン装置を製造することができる。 As described above, according to the method for manufacturing a micromachine device according to the present invention, when manufacturing a micromachine device in which the extraction electrode film needs to be formed at a relatively deep position of the substrate as represented by the MEMS device, the extraction electrode is used. After the film formation process is completed, the resin material is applied and heat-treated, so that unnecessary electrode material (residue) adhering to the inner wall of the electrode extraction opening is taken into the resin material. Because when removing this resin material, even the residue can be removed together, so there is no possibility that the residue of unnecessary electrode material generated during the manufacturing process will adhere to other electrodes and cause short circuit, reliability High micromachine device can be manufactured.
しかも、この樹脂材料を塗布する際には、基板の上面側と側面側と、更には下面側の周縁部まで被覆するように塗布するため、強塩基などのように比較的エッチング力の高いエッチャントを用いたエッチングを行う場合であっても、この樹脂材料により形成した膜は基板の上面側において剥離することがなく、基板上に形成した電子素子をエッチャントから効果的に保護することができる。 Moreover, when applying this resin material, it is applied so as to cover the upper surface side and side surface side of the substrate and even the peripheral portion on the lower surface side, so that an etchant having a relatively high etching power such as a strong base is applied. Even when etching is performed using a film, the film formed of this resin material is not peeled off on the upper surface side of the substrate, and the electronic elements formed on the substrate can be effectively protected from the etchant.
1 Si基板
2 第1ナイトライド膜
3 第1PSG膜
4 第2PSG膜
5a 第1電極層
5b 第2電極層
5c 第3電極層
6 第3PSG膜
7 第2ナイトライド膜
8 第4PSG膜
9 レジストマスク
10 電極取出用開口
11 Au
11a 第1取出電極膜
11b 第2取出電極膜
11c 第3取出電極膜
12 シランカップリング剤
13 高分子ポリマー
14 凹部
15 剥離部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
11a 1st
Claims (7)
前記開口に樹脂材料を充填する工程と、
前記開口に充填した前記樹脂材料を硬化させることにより、この樹脂材料に前記残渣を付着させる工程と、
前記残渣を付着させた前記樹脂材料を前記開口から除去する工程とを有することを特徴とする残渣除去方法。 In the residue removal method of removing the residue attached to the inner peripheral surface of the opening when the second film is formed in a predetermined pattern at the bottom of the opening of the first film formed on the substrate,
Filling the opening with a resin material;
A step of adhering the residue to the resin material by curing the resin material filled in the opening;
Removing the resin material to which the residue is adhered from the opening.
前記レジストマスクの表面及び前記開口の底部に、導電性部材を積層する工程と、
前記レジストマスクをリフトオフすることにより前記開口の底部に前記導電性部材よりなる配線層を形成する工程と、
前記リフトオフの後に前記開口に前記樹脂材料を充填する工程と、
前記開口に充填した前記樹脂材料を硬化させることにより、この樹脂材料に導電性部材からなる前記残渣を付着させる工程と、
前記残渣を付着させた前記樹脂材料を前記開口から除去する工程とを有することを特徴とする残渣除去方法。 Forming an opening in the insulating film on the substrate using a resist mask;
Laminating a conductive member on the surface of the resist mask and the bottom of the opening;
Forming a wiring layer made of the conductive member at the bottom of the opening by lifting off the resist mask;
Filling the opening with the resin material after the lift-off;
Curing the resin material filled in the opening to attach the residue made of a conductive member to the resin material; and
Removing the resin material to which the residue is adhered from the opening.
前記レジストマスクの表面及び前記開口の底部に電極材料を積層する工程と、
前記レジストマスクをリフトオフすることにより除去すると共に、前記開口の底部に電極材料よりなる電極膜を形成する工程と、
前記リフトオフの後に、前記開口に樹脂材料を充填する工程と、
前記開口に充填した前記樹脂材料を硬化させることにより、前記電極膜を形成した際に前記開口の内周面に付着した前記電極材料の残渣を、当該樹脂材料に付着させる工程と、
前記残渣を付着させた前記樹脂材料を前記開口から除去する工程とを有することを特徴とするマイクロマシン装置の製造方法。 Forming an electrode extraction opening on the insulating film on the substrate using a resist mask subjected to predetermined patterning;
Laminating electrode material on the surface of the resist mask and the bottom of the opening;
Removing the resist mask by lifting off, and forming an electrode film made of an electrode material at the bottom of the opening;
Filling the opening with a resin material after the lift-off;
Curing the resin material filled in the opening to attach the residue of the electrode material attached to the inner peripheral surface of the opening to the resin material when the electrode film is formed;
And removing the resin material to which the residue is adhered from the opening.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005322650A JP2007125675A (en) | 2005-11-07 | 2005-11-07 | Residue removing method and micromachine device manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005322650A JP2007125675A (en) | 2005-11-07 | 2005-11-07 | Residue removing method and micromachine device manufacturing method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007125675A true JP2007125675A (en) | 2007-05-24 |
Family
ID=38148764
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005322650A Pending JP2007125675A (en) | 2005-11-07 | 2005-11-07 | Residue removing method and micromachine device manufacturing method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007125675A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101150888B (en) * | 2007-10-31 | 2011-03-30 | 日月光半导体制造股份有限公司 | Encapsulation structure and its encapsulation method for computer electric microphone |
-
2005
- 2005-11-07 JP JP2005322650A patent/JP2007125675A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101150888B (en) * | 2007-10-31 | 2011-03-30 | 日月光半导体制造股份有限公司 | Encapsulation structure and its encapsulation method for computer electric microphone |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106788318B (en) | Method for manufacturing film bulk acoustic resonator on flexible substrate | |
US9938138B2 (en) | MEMS device structure with a capping structure | |
JP6432722B2 (en) | Semiconductor sensor device and manufacturing method thereof | |
JP5877907B2 (en) | MEMS microphone with reduced parasitic capacitance | |
JP7186278B2 (en) | Fingerprint recognition module, manufacturing method thereof, and electronic device | |
WO2004088839A1 (en) | Thin-film piezoelectric resonator manufacturing method, thin-film piezoelectric resonator manufacturing apparatus, thin-film piezoelectric resonator, and electronic component | |
JP2007267272A (en) | Condenser microphone | |
CN104627948A (en) | Micromechanical sensor device and corresponding manufacturing method | |
US20140220723A1 (en) | Methods and Structures for Using Diamond in the Production of MEMS | |
JP2006255879A (en) | Mems device and manufacturing method of mems device | |
JP5341579B2 (en) | Manufacturing method of fine structure | |
JP2007125675A (en) | Residue removing method and micromachine device manufacturing method | |
JP3825314B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
JP2006224219A (en) | Manufacturing method for mems element | |
JP4857718B2 (en) | Micromachine mixed electronic circuit device and method for manufacturing micromachine mixed electronic circuit device | |
US7651888B2 (en) | Wafer lever fixture and method for packaging micro-electro-mechanical-system devices | |
JP5200727B2 (en) | Method for manufacturing elastic wave device and elastic wave device | |
JP4567643B2 (en) | Capacitor and manufacturing method thereof | |
JP2010012534A (en) | Device and its manufacturing method | |
TWI305998B (en) | Method of fabricating a diaphragm of a capacitive microphone device | |
JP6021914B2 (en) | Elimination of silicon residue from the bottom of the MEMS cavity | |
JP4311249B2 (en) | Method for manufacturing acoustic wave device | |
TWI838416B (en) | Semiconductor transducer device with multilayer diaphragm and method of manufacturing a semiconductor transducer device with multilayer diaphragm | |
US6743731B1 (en) | Method for making a radio frequency component and component produced thereby | |
RU2007115882A (en) | CONTROL OF ELECTROMECHANICAL REACTION OF STRUCTURES IN A DEVICE BASED ON MICROELECTROMECHANICAL SYSTEMS |