JP4161857B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
次に、上記図1に示す加速度センサS1の製造方法について、図4を参照して述べる。図4(a)、(b)、(c)、(d)、(e)は、上記加速度センサS1の製造方法を断面的に示す工程図である。なお、上記図1〜図3においては、側壁保護膜18は省略してある。
具体的なエッチング条件の切替としては、まず、側壁保護効果をエッチングステップと保護膜形成ステップとの時間比によって変化させるようにする。
また、具体的なエッチング条件の切替としては、側壁保護効果をエッチングステップにおける基板バイアスパワーによって変化させるようにしてもよい。
また、具体的なエッチング条件の切替としては、側壁保護効果をエッチングステップにおけるエッチング性ガス流量によって変化させるようにしてもよい。
また、具体的なエッチング条件の切替としては、側壁保護効果を保護膜形成ステップにおける堆積性ガス流量によって変化させるようにしてもよい。
また、具体的なエッチング条件の切替としては、側壁保護効果を真空チャンバーのチャンバー圧力で変化させるようにしてもよい。
また、具体的なエッチング条件の切替としては、側壁保護効果を半導体基板10の温度で変化させるようにしてもよい。
また、本発明者らの検討によれば、トレンチ14のアスペクト比を所定範囲とするように、トレンチ形成工程におけるエッチングを行うことが好ましいことを見出した。このことについて、図5、図6、図7を参照して説明する。なお、図5、図6では側壁保護膜18は省略してある。
アンカー部16の変形例を図8に示す。この図8において(a)は一部断面斜視図、(b)は(a)中のC−C線に沿った概略断面図である。なお、この図8においても側壁保護膜18は省略してある。
なお、上記実施形態では、トレンチ形成工程およびリリース工程において、エッチング性ガスと堆積性ガスとを時間を切り替えて真空チャンバーへ導入するようにしたが、これらエッチング性ガスおよび堆積性ガスを同時に、たとえば両者の混合ガスとして真空チャンバーへ導入するようにしてもよい。
13…絶縁層としてのシリコン酸化膜、14…トレンチ、15…可動構造体、
15a…可動構造体における絶縁層との対向面、16…アンカー部、
17…パッド、18…側壁保護膜、19…配線部。
Claims (11)
- 内部に絶縁層(13)を有し、前記絶縁層よりも表層側に半導体層(12)を有する半導体基板(10)を用意し、
前記半導体層(12)の表面側に所定パターンのマスク(20)を形成するマスク形成工程と、
続いて、前記半導体層(12)の表面側から前記半導体層(12)をエッチングすることにより、前記半導体層(12)の表面から前記絶縁層(13)に到達するトレンチ(14)を形成するトレンチ形成工程と、
前記トレンチ(14)の底部において前記半導体層(12)を横方向にエッチングすることにより、前記半導体層(12)が前記絶縁層(13)からリリースされた部分としての可動構造体(15)を形成するリリース工程と、を備え、
前記トレンチ形成工程および前記リリース工程は、真空チャンバー内に前記半導体基板(10)を設置し、反応性ガスを導入してプラズマ化させた状態で行う反応性イオンエッチングにより行うものであり、
さらに、前記反応性イオンエッチングを、エッチングと同時かもしくはエッチングとは時間を切り替えて、前記トレンチ(14)の側壁に当該側壁を保護する側壁保護膜(18)を形成する工程を含むものとして行うようにした半導体装置の製造方法において、
前記トレンチ形成工程における前記側壁保護膜(18)による側壁保護効果よりも、前記リリース工程における前記側壁保護膜(18)による側壁保護効果の方が相対的に弱くなるように、前記トレンチ形成工程と前記リリース工程とでエッチング条件を切り替えて行うようにし、
前記反応性イオンエッチングを、エッチング性ガスのプラズマにより前記半導体層(12)をエッチングするエッチングステップと、堆積性ガスのプラズマにより前記側壁保護膜(18)を形成する保護膜形成ステップとを、切り替えながら交互に繰り返すことによってなされる工程として行うようにし、
前記側壁保護効果を前記エッチングステップにおける基板バイアスパワーによって変化させるようにしており、
前記トレンチ形成工程の前記エッチングステップにおける基板バイアスパワーに対し、前記リリース工程の前記エッチングステップにおける基板バイアスパワーの方が大きくなるように、前記トレンチ形成工程と前記リリース工程とでエッチング条件を切り替えて行うようにしたことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 内部に絶縁層(13)を有し、前記絶縁層よりも表層側に半導体層(12)を有する半導体基板(10)を用意し、
前記半導体層(12)の表面側に所定パターンのマスク(20)を形成するマスク形成工程と、
続いて、前記半導体層(12)の表面側から前記半導体層(12)をエッチングすることにより、前記半導体層(12)の表面から前記絶縁層(13)に到達するトレンチ(14)を形成するトレンチ形成工程と、
前記トレンチ(14)の底部において前記半導体層(12)を横方向にエッチングすることにより、前記半導体層(12)が前記絶縁層(13)からリリースされた部分としての可動構造体(15)を形成するリリース工程と、を備え、
前記トレンチ形成工程および前記リリース工程は、真空チャンバー内に前記半導体基板(10)を設置し、反応性ガスを導入してプラズマ化させた状態で行う反応性イオンエッチングにより行うものであり、
さらに、前記反応性イオンエッチングを、エッチングと同時かもしくはエッチングとは時間を切り替えて、前記トレンチ(14)の側壁に当該側壁を保護する側壁保護膜(18)を形成する工程を含むものとして行うようにした半導体装置の製造方法において、
前記トレンチ形成工程における前記側壁保護膜(18)による側壁保護効果よりも、前記リリース工程における前記側壁保護膜(18)による側壁保護効果の方が相対的に弱くなるように、前記トレンチ形成工程と前記リリース工程とでエッチング条件を切り替えて行うようにし、
前記反応性イオンエッチングを、エッチング性ガスのプラズマにより前記半導体層(12)をエッチングするエッチングステップと、堆積性ガスのプラズマにより前記側壁保護膜(18)を形成する保護膜形成ステップとを、切り替えながら交互に繰り返すことによってなされる工程として行うようにし、
前記側壁保護効果を前記エッチングステップと前記保護膜形成ステップとの時間比によって変化させるようにしており、
前記トレンチ形成工程における前記エッチングステップの実行時間をta1、前記保護膜形成ステップの実行時間をta2、これらta1とta2との時間比をta1/ta2とし、
前記リリース工程における前記エッチングステップの実行時間をtb1、前記保護膜形成ステップの実行時間をtb2、これらtb1とtb2との時間比をtb1/tb2としたとき、
前記時間比ta1/ta2が前記時間比tb1/tb2よりも小さい関係となるように、前記トレンチ形成工程と前記リリース工程とでエッチング条件を切り替えて行うようにしたことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 内部に絶縁層(13)を有し、前記絶縁層よりも表層側に半導体層(12)を有する半導体基板(10)を用意し、
前記半導体層(12)の表面側に所定パターンのマスク(20)を形成するマスク形成工程と、
続いて、前記半導体層(12)の表面側から前記半導体層(12)をエッチングすることにより、前記半導体層(12)の表面から前記絶縁層(13)に到達するトレンチ(14)を形成するトレンチ形成工程と、
前記トレンチ(14)の底部において前記半導体層(12)を横方向にエッチングすることにより、前記半導体層(12)が前記絶縁層(13)からリリースされた部分としての可動構造体(15)を形成するリリース工程と、を備え、
前記トレンチ形成工程および前記リリース工程は、真空チャンバー内に前記半導体基板(10)を設置し、反応性ガスを導入してプラズマ化させた状態で行う反応性イオンエッチングにより行うものであり、
さらに、前記反応性イオンエッチングを、エッチングと同時かもしくはエッチングとは時間を切り替えて、前記トレンチ(14)の側壁に当該側壁を保護する側壁保護膜(18)を形成する工程を含むものとして行うようにした半導体装置の製造方法において、
前記トレンチ形成工程における前記側壁保護膜(18)による側壁保護効果よりも、前記リリース工程における前記側壁保護膜(18)による側壁保護効果の方が相対的に弱くなるように、前記トレンチ形成工程と前記リリース工程とでエッチング条件を切り替えて行うようにし、
前記反応性イオンエッチングを、エッチング性ガスのプラズマにより前記半導体層(12)をエッチングするエッチングステップと、堆積性ガスのプラズマにより前記側壁保護膜(18)を形成する保護膜形成ステップとを、切り替えながら交互に繰り返すことによってなされる工程として行うようにし、
前記側壁保護効果を前記エッチングステップにおけるエッチングガス流量によって変化させるようにしており、
前記トレンチ形成工程のエッチングステップにおけるエッチングガス流量に対し、前記リリース工程の前記エッチングステップにおけるエッチングガス流量の方が多くなるように、前記トレンチ形成工程と前記リリース工程とでエッチング条件を切り替えて行うようにしたことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 内部に絶縁層(13)を有し、前記絶縁層よりも表層側に半導体層(12)を有する半導体基板(10)を用意し、
前記半導体層(12)の表面側に所定パターンのマスク(20)を形成するマスク形成工程と、
続いて、前記半導体層(12)の表面側から前記半導体層(12)をエッチングすることにより、前記半導体層(12)の表面から前記絶縁層(13)に到達するトレンチ(14)を形成するトレンチ形成工程と、
前記トレンチ(14)の底部において前記半導体層(12)を横方向にエッチングすることにより、前記半導体層(12)が前記絶縁層(13)からリリースされた部分としての可動構造体(15)を形成するリリース工程と、を備え、
前記トレンチ形成工程および前記リリース工程は、真空チャンバー内に前記半導体基板(10)を設置し、反応性ガスを導入してプラズマ化させた状態で行う反応性イオンエッチングにより行うものであり、
さらに、前記反応性イオンエッチングを、エッチングと同時かもしくはエッチングとは時間を切り替えて、前記トレンチ(14)の側壁に当該側壁を保護する側壁保護膜(18)を形成する工程を含むものとして行うようにした半導体装置の製造方法において、
前記トレンチ形成工程における前記側壁保護膜(18)による側壁保護効果よりも、前記リリース工程における前記側壁保護膜(18)による側壁保護効果の方が相対的に弱くなるように、前記トレンチ形成工程と前記リリース工程とでエッチング条件を切り替えて行うようにし、
前記反応性イオンエッチングを、エッチング性ガスのプラズマにより前記半導体層(12)をエッチングするエッチングステップと、堆積性ガスのプラズマにより前記側壁保護膜(18)を形成する保護膜形成ステップとを、切り替えながら交互に繰り返すことによってなされる工程として行うようにし、
前記側壁保護効果を前記半導体基板(10)の温度で変化させるようにしており、
前記トレンチ形成工程における前記半導体基板(10)の温度に対し、前記リリース工程における前記半導体基板(10)の温度の方が高くなるように、前記トレンチ形成工程と前記リリース工程とでエッチング条件を切り替えて行うようにしたことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記リリース工程では、前記可動構造体(15)における前記絶縁層(13)との対向面(15a)を凸形状とするように、エッチングを行うことを特徴とする請求項1から4のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。
- 前記トレンチ(14)の深さをh、前記トレンチ(14)の幅をwとし、前記幅wに対する前記深さhの比h/wをアスペクト比としたとき、
前記トレンチ形成工程では、前記可動構造体(15)を形成するための隣り合う前記トレンチ(14)のうち、少なくとも1つのトレンチ(14)の前記アスペクト比h/wが2.5以上となるように、エッチングを行うことを特徴とする請求項1から5のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。 - 前記可動構造体(15)は、前記可動構造体(15)に連結されるとともに周囲を前記トレンチ(14)で囲まれたアンカー部(16)によって、前記絶縁層(13)に支持されているものであり、
前記トレンチ(14)の深さをh、前記トレンチ(14)の幅をwとし、前記幅wに対する前記深さhの比h/wをアスペクト比としたとき、
前記トレンチ形成工程では、前記アンカー部(16)のうち少なくとも対向する2辺の外側に位置する前記トレンチ(14)の前記アスペクト比h/wが2以下となるように、エッチングを行うことを特徴とする請求項1から6のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。 - 前記アンカー部(16)は、前記可動構造体(15)に接続されている配線部(19)およびパッド(17)が設けられたものであることを特徴とする請求項7に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記半導体基板(10)として、前記半導体層(12)がシリコンで構成されているものを用いることを特徴とする請求項1から8のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。
- 前記半導体基板(10)として、前記絶縁層(13)がシリコン酸化膜で構成されているものを用いることを特徴とする請求項1から9のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。
- 前記可動構造体(15)が力学量の印加により可動となっている半導体力学量センサに適用されることを特徴とする請求項1から10のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。
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