JP2008147440A - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents
Manufacturing method of semiconductor device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008147440A JP2008147440A JP2006333281A JP2006333281A JP2008147440A JP 2008147440 A JP2008147440 A JP 2008147440A JP 2006333281 A JP2006333281 A JP 2006333281A JP 2006333281 A JP2006333281 A JP 2006333281A JP 2008147440 A JP2008147440 A JP 2008147440A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- etching
- silicon substrate
- oxide film
- holes
- silicon oxide
- 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
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01005—Boron [B]
Landscapes
- Weting (AREA)
- Micromachines (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Pressure Sensors (AREA)
Abstract
Description
本発明は、半導体装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device.
最近、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)技術を応用したセンサ(MEMSセンサ)の携帯電話機への搭載が開始されたことから、MEMSセンサの注目度が高まっている。MEMSセンサの代表的なものとして、物体の加速度を検出するための加速度センサが知られている。
図3は、従来の加速度センサの構成を模式的に示す断面図である。
Recently, since the mounting of sensors (MEMS sensors) using MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) technology on mobile phones has been started, the attention of MEMS sensors is increasing. As a typical MEMS sensor, an acceleration sensor for detecting the acceleration of an object is known.
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a conventional acceleration sensor.
この加速度センサは、センサ本体101と、センサ本体101に保持された錘102と、センサ本体101を支持する環状の台座103とを備えている。
センサ本体101は、メンブレン104と、メンブレン104の一方面(下面)の周縁部に接続された環状の支持部105と、メンブレン104の一方面の中央部に接続された錘固定部106とを一体的に備えている。メンブレン104の他方面(上面)には、ピエゾ抵抗素子(図示せず)が形成されている。支持部105と錘固定部106とは、メンブレン104に近づくほど狭まる断面等脚台形状の環状溝107により、互いに分離されている。
The acceleration sensor includes a sensor
The
錘102は、たとえば、円板状に形成されている。この錘102は、錘固定部106の下方に配置されて、その上面の中央部が錘固定部106に固定されている。
台座103は、センサ本体101の支持部105の下面とほぼ同じ内径および外径を有する環状に形成されている。この台座103上に支持部105が載置されることにより、センサ本体101が台座103に支持されている。そして、錘102は、センサ本体101と台座103が設置される面との間において、台座103および支持部105と非接触状態に設けられている。
The
The
この加速度センサに加速度が作用し、錘102が振れると、メンブレン104が変形し、メンブレン104上に設けられたピエゾ抵抗素子に応力が作用する。ピエゾ抵抗素子は、これに作用する応力に比例して抵抗率が変化する。そのため、ピエゾ抵抗素子の抵抗率変化量に基づいて、加速度センサに作用した加速度を求めることができる。
センサ本体101は、シリコンチップを、その表面(デバイスが形成されている側の面)と反対側の裏面側からウエットエッチングすることにより形成される。
ところが、ウエットエッチングでは、シリコンチップの裏面と平行な方向のエッチング、いわゆるサイドエッチを生じる。したがって、シリコンチップを所望の形状にパターニングするためには、シリコンチップの裏面と垂直な方向のエッチレートおよびサイドエッチのレートの双方を考慮して、シリコンチップの裏面上に形成するマスク(レジストパターン)の形状を決定しなければならない。そのため、マスクの設計に手間がかかってしまう。
The
However, in wet etching, etching in a direction parallel to the back surface of the silicon chip, so-called side etching, occurs. Therefore, in order to pattern the silicon chip into a desired shape, a mask (resist pattern) formed on the back surface of the silicon chip in consideration of both the etch rate in the direction perpendicular to the back surface of the silicon chip and the side etch rate. ) Must be determined. Therefore, it takes time to design the mask.
そこで、本発明の目的は、エッチング対象層をパターニングするためのマスクの設計にかかる手間を軽減することができる、半導体装置の製造方法を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device that can reduce the time and effort required to design a mask for patterning a layer to be etched.
前記の目的を達成するための請求項1記載の発明は、エッチング対象層上に、エッチング液に対する耐性を有するマスク層を形成するマスク層形成工程と、前記エッチング対象層および前記マスク層に、これらを積層方向に貫通する複数の貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、前記マスク層側から前記貫通孔内に前記エッチング液を供給して、前記貫通孔から積層方向と交差する方向にエッチングを進行させることにより、前記エッチング対象層をパターニングするエッチング工程とを含む、半導体装置の製造方法である。
The invention according to
この方法では、エッチング対象層上に、エッチング液に対する耐性を有するマスク層が形成される。その後、エッチング対象層およびマスク層に、これらを貫通する複数の貫通孔が形成される。そして、マスク層側から複数の貫通孔内に、エッチング対象層をエッチングするためのエッチング液が供給される。これにより、複数の貫通孔を有するマスク層をマスクとして、エッチング対象層がエッチングされる。このエッチングは、各貫通孔の側面からエッチング対象層とマスク層との積層方向と交差する方向に進行する。そのため、その積層方向と交差する方向へのエッチレートのみを考慮して、貫通孔のピッチ(貫通孔間の間隔)および位置を決定すれば、エッチング対象層において複数の貫通孔を連通させて、エッチング対象層を所望の形状にパターニングすることができる。よって、従来の手法と比較して、エッチング対象層をパターニングするためのマスクの設計にかかる手間を軽減することができる。 In this method, a mask layer having resistance to the etching solution is formed on the etching target layer. Thereafter, a plurality of through holes penetrating these layers are formed in the etching target layer and the mask layer. Then, an etching solution for etching the etching target layer is supplied into the plurality of through holes from the mask layer side. Accordingly, the etching target layer is etched using the mask layer having a plurality of through holes as a mask. This etching proceeds from the side surface of each through hole in a direction that intersects the stacking direction of the etching target layer and the mask layer. Therefore, considering only the etch rate in the direction intersecting the stacking direction, and determining the pitch of the through holes (interval between the through holes) and the position, the plurality of through holes are communicated in the etching target layer, The etching target layer can be patterned into a desired shape. Therefore, compared with the conventional method, the effort concerning the design of the mask for patterning the etching target layer can be reduced.
以下では、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る製造方法により製造される半導体装置の構成を模式的に示す断面図である。
この半導体装置1は、物体の加速度を検出するための加速度センサとして用いられるものである。半導体装置1は、メンブレン11と、メンブレン11の下面に設けられ、メンブレン11の周縁部を支持する支持部12と、メンブレン11の下面に設けられ、メンブレン11の中央部に保持された錘部13とを備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a semiconductor device manufactured by a manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
The
メンブレン11は、たとえば、SiO2(酸化シリコン)からなり、厚さが1〜10μmの平面視略矩形状に形成されている。メンブレン11上には、図示しないが、複数個(たとえば、16個)のピエゾ抵抗素子が形成されている。また、メンブレン11の周縁部と中央部との間の四角環状領域には、多数の開口14が形成されている。
支持部12および錘部13は、Si(シリコン)からなり、断面形状が矩形状である平面視四角環状の溝部15によって互いに分離して形成されている。
The
The
支持部12は、メンブレン11に対して直交する外側面および内側面を有する平面視四角環状に形成されている。
錘部13は、支持部12と同じ高さを有する四角柱状に形成されている。
この半導体装置1に加速度が作用し、錘部13が振れると、メンブレン11が変形し、メンブレン11に設けられた各ピエゾ抵抗素子に応力が作用する。ピエゾ抵抗素子は、これに作用する応力に比例して抵抗率が変化する。そのため、各ピエゾ抵抗素子の抵抗率変化量を信号として取り出せば、その信号に基づいて、錘部13(半導体装置1)に作用した加速度の方向(3軸方向)および大きさを求めることができる。
The
The
When acceleration acts on the
図2(a)〜(c)は、半導体装置1の製造工程を説明するための模式的な断面図である。
半導体装置1の製造には、シリコン基板21が用いられる。まず、図2(a)に示すように、プラズマ処理によって、シリコン基板21の表面に、シリコン基板21をエッチング可能なエッチング液に対する耐性を有する、マスク層としてのシリコン酸化膜22が形成される(マスク層形成工程)。
2A to 2C are schematic cross-sectional views for explaining a manufacturing process of the
A
次いで、図2(b)に示すように、ドライエッチングにより、シリコン基板21およびシリコン酸化膜22の周縁部と中央部との間の平面視四角環状領域(図1に示す溝部15に対応する領域)に、これらを積層方向に貫通する多数の貫通孔23が形成される(貫通孔形成工程)。
つづいて、シリコン酸化膜22側から各貫通孔23内に、シリコン基板21をエッチング可能なエッチング液が供給される(エッチング工程)。このようなエッチング液としては、たとえば、TMAH(Tetra methyl ammonium hydroxide:テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド)の濃度50%の水溶液を80℃に加熱したものを用いることができる。各貫通孔23は、シリコン基板21を貫通しているので、各貫通孔23にエッチング液が供給されると、図2(c)に示すように、シリコン基板21では、シリコン基板21のエッチングが各貫通孔23の側面からシリコン酸化膜22と平行な方向に進行する。そして、このエッチングが進むと、シリコン基板21における周縁部と中央部との間の四角環状領域が厚さ方向にわたって残さず除去され、シリコン基板21に、図1に示す平面視四角環状の溝部15が形成される。その結果、シリコン酸化膜22は、メンブレン11となり、シリコン基板21は、その溝部15によって、メンブレン11の周縁部を支持する支持部12と、メンブレン11の中央部に保持された錘部13とに分断される。これにより、図1に示す半導体装置1が得られる。
Next, as shown in FIG. 2 (b), a planar annular region (region corresponding to the
Subsequently, an etching solution capable of etching the
以上のように、この製造方法では、エッチング対象層であるシリコン基板21上に、エッチング液に対する耐性を有するシリコン酸化膜22が形成される。その後、シリコン基板21およびシリコン酸化膜22に、これらを貫通する複数の貫通孔23が形成される。そして、シリコン酸化膜22側から各貫通孔23内に、シリコン基板21をエッチングするためのエッチング液が供給される。これにより、複数の貫通孔23を有するシリコン酸化膜22をマスクとして、シリコン基板21がエッチングされる。このエッチングは、各貫通孔23の側面からシリコン酸化膜22と平行な方向(シリコン基板21とシリコン酸化膜22との積層方向と交差する方向)に進行する。そのため、そのシリコン酸化膜22と平行な方向へのエッチレートのみを考慮して、貫通孔23のピッチ(貫通孔23間の間隔)および位置を決定すれば、シリコン基板21において複数の貫通孔23を連通させて、シリコン基板21を所望の形状(溝部15の形状。この実施形態では平面視四角環状)にパターニングすることができる。よって、従来の手法と比較して、シリコン基板21をパターニングするためのマスクの設計にかかる手間を軽減することができる。
As described above, in this manufacturing method, the
以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明は他の形態で実施することもできる。たとえば、シリコン基板21の表面にシリコン酸化膜22が形成されるとしたが、シリコン酸化膜22に代えて、プラズマ処理により、シリコン窒化膜が形成されてもよい。この場合、メンブレン11の材質は、SiN(窒化シリコン)となる。
また、溝部15の形状は、平面視四角環状に限らず、たとえば、平面視円環状であってもよい。
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention can also be implemented with another form. For example, although the
Moreover, the shape of the
さらにまた、前述の実施形態に係る製造方法は、加速度センサに限らず、たとえば、気体の圧力などを検出するためのピエゾ抵抗型の半導体圧力センサの製造方法など、各種の半導体装置の製造方法に適用することができる。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
Furthermore, the manufacturing method according to the above-described embodiment is not limited to the acceleration sensor, but includes various semiconductor device manufacturing methods such as a manufacturing method of a piezoresistive semiconductor pressure sensor for detecting gas pressure or the like. Can be applied.
In addition, various design changes can be made within the scope of matters described in the claims.
1 半導体装置
21 シリコン基板
22 シリコン酸化膜
23 貫通孔
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記エッチング対象層および前記マスク層に、これらを積層方向に貫通する複数の貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
前記マスク層側から前記貫通孔内に前記エッチング液を供給して、前記貫通孔から積層方向と交差する方向にエッチングを進行させることにより、前記エッチング対象層をパターニングするエッチング工程とを含む、半導体装置の製造方法。 A mask layer forming step of forming a mask layer having resistance to an etching solution on the etching target layer;
A through hole forming step of forming a plurality of through holes penetrating the etching target layer and the mask layer in the stacking direction;
An etching step of patterning the etching target layer by supplying the etching solution into the through-hole from the mask layer side and causing the etching to proceed in a direction intersecting the stacking direction from the through-hole. Device manufacturing method.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006333281A JP2008147440A (en) | 2006-12-11 | 2006-12-11 | Manufacturing method of semiconductor device |
US11/889,289 US7845229B2 (en) | 2006-08-11 | 2007-08-10 | Acceleration sensor |
US12/943,616 US8776602B2 (en) | 2006-08-11 | 2010-11-10 | Acceleration sensor, semiconductor device and method of manufacturing semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006333281A JP2008147440A (en) | 2006-12-11 | 2006-12-11 | Manufacturing method of semiconductor device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008147440A true JP2008147440A (en) | 2008-06-26 |
Family
ID=39607271
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006333281A Pending JP2008147440A (en) | 2006-08-11 | 2006-12-11 | Manufacturing method of semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008147440A (en) |
-
2006
- 2006-12-11 JP JP2006333281A patent/JP2008147440A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2010098518A (en) | Method of manufacturing mems sensor, and mems sensor | |
JP2010155306A (en) | Microelectromechanical systems (mems) device and method of manufacturing the same | |
US20160229691A1 (en) | Method for manufacturing thin-film support beam | |
TW202013991A (en) | Microphone, MEMS device and method of manufacturing MEMS device | |
US7960805B2 (en) | MEMS structure with suspended microstructure that includes dielectric layer sandwiched by plural metal layers and the dielectric layer having an edge surrounded by peripheral metal wall | |
JP6333464B2 (en) | Manufacturing method of sensor based on MEMS | |
JP2010103701A (en) | Mems sensor | |
JP2010029976A (en) | Micro structure formation process | |
JP2010074523A (en) | Method of etching sacrificial layer, method of manufacturing mems device, and mems device | |
KR102175410B1 (en) | Microphone and manufacturing method the same | |
US7160751B2 (en) | Method of making a SOI silicon structure | |
KR20070106358A (en) | A method for fabricating a micro structures with multi differential gap on silicon substrate | |
JP2008147440A (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
JP2012146754A (en) | Anisotropic etching method, three-dimensional structure, and device | |
US20150228540A1 (en) | Semiconductor device producing method | |
JP2008284656A (en) | Manufacturing method for structure | |
JP4126739B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor dynamic quantity sensor | |
JP6873879B2 (en) | Sensor element and its manufacturing method | |
JP2011038780A (en) | Semiconductor device and method of manufacturing the same | |
US8603848B2 (en) | Three-dimensional MEMS structure and method of manufacturing the same | |
JP2011242364A (en) | Semiconductor device and method for manufacturing the same | |
JP5382937B2 (en) | Etching method with improved control of feature critical dimension at the bottom of thick film | |
CN112601168B (en) | Preparation method of MEMS microphone and release method of sacrificial layer of MEMS device | |
KR102168995B1 (en) | Manufacturing method for silicon nanowire-based piezoresistive pressure sensor using micro holes | |
JP6882850B2 (en) | Stress sensor |