JPWO2020090930A1 - 半導体基板の製造方法、ダマシン配線構造の製造方法、半導体基板、及びダマシン配線構造 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、一実施形態に係るダマシン配線構造100(図2参照)を含んで構成されたミラー装置1(アクチュエータ装置)の平面図である。図1に示されるように、ミラー装置1は、支持部2と、第1可動部3と、第2可動部4と、一対の第1連結部5,6と、一対の第2連結部7,8と、磁界発生部9と、を備えている。支持部2、第1可動部3、第2可動部4、第1連結部5,6及び第2連結部7,8は、例えば、半導体基板(基板30)によって一体的に形成されている。つまり、ミラー装置1は、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)デバイスとして構成されている。
図2〜図4を参照しつつ、コイル21,22が有するダマシン配線構造100について説明する。コイル21,22の構成は互いに同一であるので、以下ではコイル22について説明し、コイル21についての説明を省略する。
続いて、図5〜図10を参照しつつ、ダマシン配線構造100の製造方法(第1工程〜第8工程)について説明する。ダマシン配線構造100の製造方法は、溝部33を有する半導体基板(基板30)の製造方法(第1工程〜第3工程)を含む。なお、図6、及び図8〜図10では、各部が模式的に示されている。特に、図8(b)、図9(a)、図9(b)、図10(a)、及び図10(b)では、傾斜面33cの図示が省略されており、溝部33が簡略化されている。
まず、基板30の主面31に対して、等方性エッチングを含む処理が施される。「等方性エッチングを含む処理」は、例えばボッシュプロセスである。ボッシュプロセスでは、等方性のドライエッチングによって溝部が形成され、当該溝部の内壁に保護膜が形成される。そして、当該溝部の底部の保護膜のみが異方性のドライエッチングによって除去された後、再度、等方性のドライエッチングによって溝部が形成される。ボッシュプロセスでは、このような処理が繰り返されることにより、溝部が掘り進められる。これにより、図6(b)及び図7(a)に示されるように、底面32aとスキャロップSが形成された側面32bとを有する溝部32が形成される。図6(b)は、溝部32の延在方向に垂直な一の断面を示している。図7(a)は、溝部32の底部(底面32aを含む部分)のSEM画像である。溝部32は、X軸方向又はY軸方向に平行な方向に延在するように形成される。スキャロップSは、側面32bに形成される微小な凹凸構造である。
上述したようなスキャロップSに起因する不具合(すなわち、ボイド又はクラック等の発生)を回避するために、第2工程及び第3工程が実施される。まず、溝部32の側面32bに対して親水化処理が行われる(第2工程)。親水化処理は、例えば、側面32bに対してO2アッシングを行う処理、又は側面32bを界面活性剤、アルコール等に浸す処理等である。なお、上記の親水化処理に代えて(或いは上記の親水化処理と併用して)、溝部32に対する脱気処理を行ってもよい。例えば、溝部32内に存在する溶液を脱気する脱気処理が行われてもよい。当該脱気処理は、溝部32内にエッチング液を充填され易くするための処理であり、親水化処理の一種でもある。
続いて、図8(b)に示されるように、基板30の主面31上に、溝部33の内面上に設けられた第1部分41と、第1部分41と一体的に形成され、主面31上に設けられた第2部分42と、を有する絶縁層40が形成される。より具体的には、シリコン酸化膜(熱酸化膜)からなる第1層44を主面31及び溝部33の内面上に形成した後に、シリコン窒化膜(LP−SiN)からなる第2層45を第1層44上に形成する。第1層44及び第2層45の厚さは、例えば100〜1000nm程度である。
続いて、図9(a)に示されるように、絶縁層40の第1部分41及び第2部分42上に金属層50が形成される。第5工程では、金属層50上に金属層55が形成される。金属層55は、例えば、銅等の金属材料によって構成されている。金属層55は、金属層50と共にシード層として機能する。金属層50及び金属層55は、例えば、スパッタリングにより形成されるが、原子層堆積法(ALD)、化学成長法(CVD)、イオンプレーティング又は無電解メッキにより形成されてもよい。金属層50及び金属層55の総厚は、例えば10nm〜3000nm程度である。
続いて、図9(b)に示されるように、溝部33内に埋め込まれた金属層50上に、配線部60が形成される。配線部60は、例えば、メッキにより形成される。配線部60は、例えば、主面31上における配線部60の厚さの平均が1μm以上となるように形成される。なお、この例では金属層55が配線部60と同一の材料により構成されているため、配線部60の形成時に配線部60と金属層55とが一体化され、配線部60と金属層55の間の界面が無くなる場合がある。この場合、金属層55は配線部60を構成するとみなすことができる。
続いて、図10(a)に示されるように、絶縁層40の第2部分42が露出するように、例えば化学機械研磨(CMP)により、第2部分42上の金属層50、金属層55及び配線部60が除去される。第7工程では、絶縁層40、金属層50、金属層55及び配線部60に対して、基板30とは反対側から化学機械研磨が実施される。絶縁層40、金属層50、金属層55及び配線部60の各々について、主面31に垂直な方向A1における主面31又は底面33aとは反対側の一部が除去されることにより、絶縁層40、金属層50、金属層55及び配線部60が平坦化される。このとき、この例では、絶縁層40の第2層45のうち第2部分42を構成する部分が除去される。
続いて、図10(b)に示されるように、絶縁層40の第2部分42、金属層50の端部51、及び配線部60を覆うように、キャップ層70が形成される。キャップ層70は、例えばシリコン窒化膜(PE−SiN)からなり、200〜3000nm程度の厚さに形成される。続いて、第2シリコン層82及び絶縁層83が、エッチング等により除去される。以上の工程により、上述したダマシン配線構造100が得られる。
上述した半導体基板の製造方法(第1工程〜第3工程)では、第1工程において底面33aとスキャロップSが形成された側面33bとを有する溝部32を形成した後に、第2工程において溝部32の側面32bに対する親水化処理又は溝部32に対する脱気処理を行うことにより、溝部32の側面32bに対するエッチング液の濡れ性を向上させることができる。また、溝部32の底面32aが存在する状態で異方性のウェットエッチングを行うことにより、溝部32内にエッチング液を効果的に充填させることができる。これにより、エッチング液で溝部32の側面32bの全体を濡らすことができ、側面32bに形成されたスキャロップSを効果的に除去することができる。すなわち、スキャロップSが除去された溝部33が得られる。スキャロップSが除去されることにより、溝部における構造上のウィークポイントを解消することができる。
以上、本開示の好適な実施形態について詳細に説明されたが、本開示は上記実施形態に限定されない。各構成の材料及び形状は、上述した例に限られない。上記実施形態では、ミラー装置1に適用されるダマシン配線構造100について説明したが、ダマシン配線構造100は、ミラー装置1以外の装置に適用されてもよい。また、上記実施形態では、二軸(第1軸線X1及び第2軸線X2)の周りに回動可能な二軸タイプのミラー装置1を例示したが、ダマシン配線構造100は、一軸の周りに回動可能な一軸タイプのミラー装置に適用されてもよい。
Claims (7)
- 等方性エッチングを含む処理を半導体基板の主面に施すことにより、底面とスキャロップが形成された側面とを有する凹部を形成する第1工程と、
前記凹部の前記側面に対する親水化処理及び前記凹部に対する脱気処理の少なくとも一方を行う第2工程と、
前記凹部の前記底面が存在する状態で、異方性のウェットエッチングを行うことにより、前記凹部の前記側面に形成された前記スキャロップを除去し、前記側面を平坦化する第3工程と、を含む半導体基板の製造方法。 - 前記第1工程では、前記半導体基板の前記主面に沿って延在する溝部が前記凹部として形成される、請求項1に記載の半導体基板の製造方法における前記第1工程、前記第2工程、及び前記第3工程と、
前記第3工程の後に、前記溝部の内面上に設けられた第1部分と、前記第1部分と一体的に形成され、前記主面上に設けられた第2部分と、を有する絶縁層を形成する第4工程と、
前記絶縁層の前記第1部分及び前記第2部分上に金属層を形成する第5工程と、
前記溝部内に埋め込まれた前記金属層上に配線部を形成する第6工程と、
前記絶縁層の前記第2部分が露出するように、前記第2部分上の前記金属層及び前記配線部を除去する第7工程と、
前記第7工程の後に、前記絶縁層の前記第2部分、前記金属層の端部、及び前記配線部を覆うようにキャップ層を形成する第8工程と、を含む、ダマシン配線構造の製造方法。 - 前記半導体基板の前記主面が(100)面に沿っており、
前記第1工程では、(110)面に沿った方向に延在する前記溝部を形成する、請求項2に記載のダマシン配線構造の製造方法。 - 凹部が設けられた主面を備え、
前記凹部は、底面と、側面と、傾斜面と、を有し、
前記傾斜面は、前記底面及び前記側面の間において前記底面及び前記側面に接続されると共に、前記底面及び前記側面と鈍角を成すように前記底面及び前記側面に対して傾斜しており、
前記底面の面方位と前記側面の面方位と前記傾斜面の面方位とが互いに異なる、半導体基板。 - 請求項4に記載の半導体基板と、絶縁層と、金属層と、配線部と、キャップ層と、を備え、
前記凹部は、前記主面に沿って延在する溝部であり、
前記絶縁層は、前記溝部の内面上に設けられた第1部分と、前記第1部分と一体的に形成され、前記主面上に設けられた第2部分と、を有し、
前記金属層は、前記絶縁層の前記第1部分上に設けられており、
前記配線部は、前記溝部内に埋め込まれた前記金属層上に形成されており、
前記キャップ層は、前記絶縁層の前記第2部分、前記金属層の端部、及び前記配線部を覆うように設けられている、ダマシン配線構造。 - 前記底面は(100)面に沿った面であり、
前記側面は(110)面に沿った面であり、
前記傾斜面は(111)面に沿った面である、請求項5に記載のダマシン配線構造。 - 前記凹部は、前記主面に沿った第1方向に延在する第1溝部と、前記第1溝部と前記底面を共有し、前記第1方向に交差する前記主面に沿った第2方向に延在する第2溝部と、を有し、
前記第1溝部は、第1側面と、前記底面及び前記第1側面の間において前記底面及び前記第1側面に接続されると共に前記底面及び前記第1側面に対して傾斜する第1傾斜面と、を有し、
前記第2溝部は、第2側面と、前記底面及び前記第2側面の間において前記底面及び前記第2側面に接続されると共に前記底面及び前記第2側面に対して傾斜する第2傾斜面と、を有し、
前記第1側面と前記第2側面との間、及び前記第1傾斜面と前記第2傾斜面との間には、中間面が形成されており、
前記中間面は、前記第1側面、前記第2側面、前記第1傾斜面、前記第2傾斜面、及び前記底面に接続されており、
前記中間面と前記第1側面及び前記第2側面の各々とが成す角度は、鈍角である、請求項5又は6に記載のダマシン配線構造。
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012212797A (ja) * | 2011-03-31 | 2012-11-01 | Dainippon Printing Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
JP2014063866A (ja) * | 2012-09-21 | 2014-04-10 | Canon Inc | シリコン基板の加工方法及び荷電粒子線レンズの製造方法 |
JP2015534261A (ja) * | 2012-08-27 | 2015-11-26 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドApplied Materials,Incorporated | トレンチ側壁の平滑化のためのシリコンエッチング方法 |
WO2017150628A1 (ja) * | 2016-03-02 | 2017-09-08 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 微細立体構造形成方法、及び微細立体構造 |
WO2018159077A1 (ja) * | 2017-02-28 | 2018-09-07 | 浜松ホトニクス株式会社 | 光モジュール及び測距装置 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3396553B2 (ja) * | 1994-02-04 | 2003-04-14 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置の製造方法及び半導体装置 |
US7060624B2 (en) * | 2003-08-13 | 2006-06-13 | International Business Machines Corporation | Deep filled vias |
US7563714B2 (en) * | 2006-01-13 | 2009-07-21 | International Business Machines Corporation | Low resistance and inductance backside through vias and methods of fabricating same |
US7372071B2 (en) | 2006-04-06 | 2008-05-13 | Xerox Corporation | Functionalized heteroacenes and electronic devices generated therefrom |
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012212797A (ja) * | 2011-03-31 | 2012-11-01 | Dainippon Printing Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
JP2015534261A (ja) * | 2012-08-27 | 2015-11-26 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドApplied Materials,Incorporated | トレンチ側壁の平滑化のためのシリコンエッチング方法 |
JP2014063866A (ja) * | 2012-09-21 | 2014-04-10 | Canon Inc | シリコン基板の加工方法及び荷電粒子線レンズの製造方法 |
WO2017150628A1 (ja) * | 2016-03-02 | 2017-09-08 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 微細立体構造形成方法、及び微細立体構造 |
WO2018159077A1 (ja) * | 2017-02-28 | 2018-09-07 | 浜松ホトニクス株式会社 | 光モジュール及び測距装置 |
Also Published As
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