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JP6447441B2 - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents
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Description

本発明は、半導体基板にトレンチエッチングを行うことで、トレンチを介して区画された第1のパターン部および第2のパターン部を形成する半導体装置の製造方法に関し、加速度センサなどの半導体力学量センサ等に用いられるものである。   The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device that forms a first pattern portion and a second pattern portion partitioned through a trench by performing trench etching on a semiconductor substrate, and relates to a semiconductor dynamic quantity sensor such as an acceleration sensor. Etc. are used.

従来、この種の一般的な半導体装置の製造方法としては、半導体基板の厚さ方向にトレンチを形成するトレンチエッチングを行い、トレンチを介して互いの側壁が対向する第1のパターン部および第2のパターン部の両パターン部を形成する方法が提案されている。   Conventionally, as a method for manufacturing a general semiconductor device of this type, trench etching is performed to form a trench in the thickness direction of the semiconductor substrate, and the first pattern portion and the second pattern in which the sidewalls face each other through the trench. A method of forming both pattern portions of the pattern portion has been proposed.

ここで、トレンチエッチングは、半導体基板の表面に保護膜を形成して、保護膜が無い部分の半導体基板をエッチングして除去するものである。   Here, in the trench etching, a protective film is formed on the surface of the semiconductor substrate, and a portion of the semiconductor substrate without the protective film is etched and removed.

トレンチにおいては、深さと幅との比がアスペクト比とされる。ここで、この方法においては、アスペクト比を上げてトレンチを細く深いものにしていくと、両パターン部の側壁が過剰にエッチングされ、当該側壁が荒れる問題が生じている。   In the trench, the aspect ratio is the ratio of depth to width. Here, in this method, when the aspect ratio is increased to make the trench narrower and deeper, the side walls of both pattern portions are excessively etched, and the side walls become rough.

これは、トレンチエッチングの後半になるほど、側壁保護用の保護膜を形成するC等のガスと、等方性エッチングを行うSF等のガスとの供給がアンバランスとなり、側壁が保護されないままエッチングが進むことによって引き起こされる。 In the second half of the trench etching, the supply of gas such as C 4 F 8 that forms a protective film for protecting the sidewall and gas such as SF 6 that performs isotropic etching becomes imbalanced, and the sidewall is protected. It is caused by the etching progressing without being done.

そこで、特許文献1では、SFとOからなる混合ガス等に対して所定範囲で水素を含有するガスを添加した特殊なガスを用いて、トレンチエッチングを行うことで、トレンチのアスペクト比向上に対応するようにしている。しかし、このような特殊なガスを用いることは、手間やコストの増大につながり、好ましくない。 Therefore, in Patent Document 1, the trench aspect ratio is improved by performing trench etching using a special gas obtained by adding a gas containing hydrogen in a predetermined range to a mixed gas composed of SF 6 and O 2 or the like. It is trying to correspond to. However, using such a special gas is not preferable because it leads to an increase in labor and cost.

特開2007−103876号公報JP 2007-103876 A

一方で、本発明者の検討によれば、側壁荒れの要因として、トレンチエッチング中において第1のパターン部と第2のパターン部との間で、エッチング反応による発熱により生じる温度差が挙げられる。   On the other hand, according to the study by the present inventor, the temperature difference caused by the heat generated by the etching reaction between the first pattern portion and the second pattern portion during trench etching can be cited as a cause of the side wall roughness.

トレンチエッチング中に、このような両パターン部間の温度差が生じると、高温側のパターン部の側壁においては、保護膜が薄くなったり、保護膜が付着しなかったりする。そのため、両パターン部間の側壁に付着する保護膜の厚さに差が生じてしまうことになる。   When such a temperature difference between the two pattern portions is generated during the trench etching, the protective film becomes thin or the protective film does not adhere to the side wall of the high-temperature pattern portion. Therefore, a difference occurs in the thickness of the protective film attached to the side wall between the two pattern portions.

そして、保護膜の付着が不十分である側壁にて、ドライエッチングを行うと、当該側壁の荒れが生じたり、所望の側壁形状が得られなかったりするといった不具合が生じる。なお、このような温度差による側壁荒れの問題は、上記した特許文献1のような特殊ガスを用いた場合でも、避けがたいものである。   When dry etching is performed on a side wall to which the protective film is not sufficiently adhered, the side wall becomes rough or a desired side wall shape cannot be obtained. Note that such a problem of side wall roughness due to a temperature difference is unavoidable even when a special gas as described in Patent Document 1 is used.

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、トレンチエッチングにより区画される第1のパターン部と第2のパターン部との間における側壁の荒れを適切に抑制できるような半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problem, and manufacture of a semiconductor device capable of appropriately suppressing the roughness of the side wall between the first pattern portion and the second pattern portion partitioned by trench etching. It aims to provide a method.

上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、半導体基板(10)の厚さ方向にトレンチ(20)を形成するトレンチエッチングを行い、トレンチを介して互いの側壁(31、41)が対向する第1のパターン部(30)および第2のパターン部(40)の両パターン部を形成する半導体装置の製造方法であって、さらに、次のような特徴を有するものである。   In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, trench etching for forming a trench (20) in the thickness direction of the semiconductor substrate (10) is performed, and the side walls (31, 41) of each other through the trench. Is a method of manufacturing a semiconductor device for forming both the first pattern portion (30) and the second pattern portion (40) facing each other, and further has the following characteristics.

すなわち、トレンチエッチングは、半導体基板の表面に保護膜(100)を形成して、半導体基板をエッチングして除去するものであり、第1のパターン部および第2のパターン部が、トレンチエッチング中に両パターン部が同一温度になる構造とされるように、トレンチエッチングを行い、第1のパターン部および第2のパターン部の少なくとも一方が、当該少なくとも一方のパターン部から熱を逃がす熱逃がし部(60)を有する構造とされるように、トレンチエッチングを行うことで、トレンチエッチング中に両パターン部が同一温度となるようにすることを特徴としている。 That is, in the trench etching, a protective film (100) is formed on the surface of the semiconductor substrate, and the semiconductor substrate is removed by etching. The first pattern portion and the second pattern portion are removed during the trench etching. as both pattern portions is structured to be the same temperature, have rows trench etching, at least one of the first pattern portion and second pattern portion, escape heat dissipating heat from the at least one pattern portion section As a structure having (60), the trench etching is performed so that both pattern portions have the same temperature during the trench etching .

それによれば、トレンチエッチング中に第1のパターン部と第2のパターン部とが同一温度になった状態で、トレンチエッチングがなされるから、両パターン部の側壁には均等に保護膜が付着した状態でエッチングが進められる。そのため、本発明の製造方法によれば、両パターン部間における側壁の荒れを適切に抑制することができる。   According to this, since the trench etching is performed in a state where the first pattern portion and the second pattern portion are at the same temperature during the trench etching, the protective film is evenly attached to the sidewalls of both pattern portions. Etching proceeds in the state. Therefore, according to the manufacturing method of the present invention, it is possible to appropriately suppress the roughness of the side walls between the two pattern portions.

なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。   In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in the claim and this column is an example which shows a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.

本発明の第1実施形態にかかる半導体装置のトレンチエッチング終了直後における状態を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows the state immediately after completion | finish of trench etching of the semiconductor device concerning 1st Embodiment of this invention. 図1中の一点鎖線II−IIに沿った概略断面図である。It is a schematic sectional drawing in alignment with the dashed-dotted line II-II in FIG. 第1実施形態にかかる半導体装置の製造方法におけるトレンチエッチングを断面的に示す工程図である。It is process drawing which shows in cross section the trench etching in the manufacturing method of the semiconductor device concerning 1st Embodiment. 図3に続くトレンチエッチングを断面的に示す工程図である。FIG. 4 is a cross-sectional process diagram illustrating trench etching subsequent to FIG. 3. 図4に続くトレンチエッチングを断面的に示す工程図である。FIG. 5 is a process diagram showing a cross-sectional view of trench etching following FIG. 4. 図5に続くトレンチエッチングを断面的に示す工程図である。FIG. 6 is a cross-sectional process diagram illustrating trench etching subsequent to FIG. 5. 図6に続くトレンチエッチングを断面的に示す工程図である。FIG. 7 is a process diagram showing a cross-sectional view of trench etching following FIG. 6. 図7に続くトレンチエッチングを断面的に示す工程図である。FIG. 8 is a process diagram showing a cross-sectional view of trench etching following FIG. 7. 図8に続くトレンチエッチングを断面的に示す工程図である。FIG. 9 is a cross-sectional process diagram illustrating trench etching subsequent to FIG. 8. 図9に続くトレンチエッチングを断面的に示す工程図である。FIG. 10 is a cross-sectional process diagram illustrating trench etching subsequent to FIG. 9. 第1実施形態の比較例としての半導体装置を示す概略平面図である。It is a schematic plan view showing a semiconductor device as a comparative example of the first embodiment. 本発明の第2実施形態にかかる半導体装置のトレンチエッチング終了直後における状態を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows the state immediately after completion | finish of trench etching of the semiconductor device concerning 2nd Embodiment of this invention. 図1中の一点鎖線XIII−XIIIに沿った概略断面図である。It is a schematic sectional drawing in alignment with the dashed-dotted line XIII-XIII in FIG. 他の実施形態にかかる半導体装置を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the semiconductor device concerning other embodiment.

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各図相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, parts that are the same or equivalent to each other are given the same reference numerals in the drawings for the sake of simplicity.

(第1実施形態)
本発明の第1実施形態にかかる半導体装置について、図1、図2を参照して述べる。この半導体装置は、たとえば自動車などの車両に搭載される加速度センサ等の半導体力学量センサなどに適用される。
(First embodiment)
The semiconductor device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This semiconductor device is applied to a semiconductor dynamic quantity sensor such as an acceleration sensor mounted on a vehicle such as an automobile.

ここで、図1、図2は、本半導体装置についてトレンチエッチング終了直後の状態の構造を示している。半導体基板10は、支持シリコン層11と表面シリコン層12とをシリコン酸化膜よりなる酸化膜13を介して貼り合わせてなるSOI(シリコン−オン−インシュレータ)基板よりなる。   Here, FIGS. 1 and 2 show the structure of the semiconductor device in a state immediately after the end of trench etching. The semiconductor substrate 10 is composed of an SOI (silicon-on-insulator) substrate in which a supporting silicon layer 11 and a surface silicon layer 12 are bonded together via an oxide film 13 made of a silicon oxide film.

トレンチエッチングは、表面シリコン層12の上面から酸化膜13に到達するトレンチ20を形成するものである。このように半導体基板10の厚さ方向に形成されたトレンチ20により、表面シリコン層12は、第1のパターン部30、第2のパターン部40、および、これらパターン部を取り囲む枠部50に区画されている。   The trench etching forms a trench 20 that reaches the oxide film 13 from the upper surface of the surface silicon layer 12. Thus, by the trench 20 formed in the thickness direction of the semiconductor substrate 10, the surface silicon layer 12 is partitioned into a first pattern portion 30, a second pattern portion 40, and a frame portion 50 surrounding these pattern portions. Has been.

そして、第1のパターン部30の側壁31、第2のパターン部40の側壁41、および、枠部50の側壁51は、このトレンチ20を介して対向した形となっている。ここでは、第1のパターン部30と第2のパターン部40とは、酸化膜13およびトレンチ20により電気的に絶縁されており、たとえば互いに電気的に独立した電極として構成されている。   The side wall 31 of the first pattern unit 30, the side wall 41 of the second pattern unit 40, and the side wall 51 of the frame unit 50 are opposed to each other through the trench 20. Here, the 1st pattern part 30 and the 2nd pattern part 40 are electrically insulated by the oxide film 13 and the trench 20, and are comprised as an electrode electrically mutually independent, for example.

第1のパターン部30と第2のパターン部40との形状を限定するものではないが、ここでは、図1、図2に示されるように、第1のパターン部30と第2のパターン部40は、平面櫛歯状をなす。このような形状は、たとえば、典型的な加速度センサにおける可動電極および固定電極の形状である。   Although the shape of the first pattern portion 30 and the second pattern portion 40 is not limited, here, as shown in FIGS. 1 and 2, the first pattern portion 30 and the second pattern portion. 40 has a planar comb shape. Such a shape is, for example, the shape of the movable electrode and the fixed electrode in a typical acceleration sensor.

この場合において、両パターン部30、40のどちらか一方が可動電極、他方が固定電極とされる。そして、加速度の印加に伴ってこれら両電極間の間隔、すなわち、両パターン部30、40の側壁31、41の間隔が変位することによって当該加速度の検出が行われるものとされる。   In this case, one of the pattern portions 30 and 40 is a movable electrode, and the other is a fixed electrode. Then, the acceleration is detected by displacement of the distance between these electrodes, that is, the distance between the side walls 31 and 41 of the pattern portions 30 and 40 with the application of acceleration.

なお、図示しないが、両パターン部30、40が、このような可動電極および固定電極である場合には、通常の加速度センサと同様に、両パターン部30、40の直下に位置する酸化膜13の一部が除去される。   Although not shown, when both the pattern portions 30 and 40 are such a movable electrode and a fixed electrode, the oxide film 13 located immediately below both the pattern portions 30 and 40 is the same as a normal acceleration sensor. A part of is removed.

この酸化膜13の一部の除去は、図2に示されるトレンチエッチング直後の状態から、さらに酸化膜13の犠牲層エッチングを行うことにより、なされる。そして、これにより、両パターン部30、40のうちの可動電極の一部が、支持シリコン層11から浮いて変位可能な状態とされ、加速度センサとしての半導体装置が形成される。   Part of the oxide film 13 is removed by performing sacrificial layer etching of the oxide film 13 from the state immediately after the trench etching shown in FIG. As a result, a part of the movable electrode of both the pattern portions 30 and 40 floats from the support silicon layer 11 and can be displaced, and a semiconductor device as an acceleration sensor is formed.

次に、本実施形態の半導体装置の製造方法について、図1〜図10を参照して述べる。本製造方法によれば、上記図1、図2に示されるトレンチエッチング終了直後の状態までの半導体装置が形成される。まず、トレンチエッチングについて述べる。このトレンチエッチングは、基本的には典型的なものと同様であり、半導体基板10の表面に保護膜100を形成して、半導体基板10をエッチングして除去するものである。   Next, a method for manufacturing the semiconductor device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. According to this manufacturing method, the semiconductor device up to the state immediately after completion of the trench etching shown in FIGS. 1 and 2 is formed. First, trench etching will be described. This trench etching is basically the same as a typical one, in which a protective film 100 is formed on the surface of the semiconductor substrate 10 and the semiconductor substrate 10 is etched away.

限定するものではないが、本実施形態のトレンチエッチングは、以下の第1〜第3の各工程を順次繰り返し行うものである。第1の工程では、半導体基板10の表面全面に保護膜100を形成する。ここで、半導体基板10の表面とは、トレンチ20が形成される側に位置する表面であり、本実施形態では、表面シリコン層12の表面に相当する。   Although it does not limit, the trench etching of this embodiment repeats the following 1st-3rd processes sequentially. In the first step, the protective film 100 is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 10. Here, the surface of the semiconductor substrate 10 is a surface located on the side where the trench 20 is formed, and corresponds to the surface of the surface silicon layer 12 in this embodiment.

続く第2の工程では、半導体基板10の表面のうちトレンチ20を形成するトレンチ形成部分20aにおける保護膜100を除去する。続く第3の工程では、トレンチ形成部分20aにて半導体基板10を等方性エッチングして除去する。   In the subsequent second step, the protective film 100 in the trench formation portion 20a where the trench 20 is formed in the surface of the semiconductor substrate 10 is removed. In the subsequent third step, the semiconductor substrate 10 is removed by isotropic etching at the trench forming portion 20a.

このような第1の工程、第2の工程、第3の工程を順次行うトレンチエッチングについて、図3〜図10を参照して、より具体的に述べる。   The trench etching in which the first step, the second step, and the third step are sequentially performed will be described more specifically with reference to FIGS.

まず、図3に示されるように、半導体基板10におけるトレンチ20が形成される表面シリコン層12の表面のうちトレンチ形成部分20a以外の部分に、マスク200を形成する。   First, as shown in FIG. 3, a mask 200 is formed on the surface of the surface silicon layer 12 where the trench 20 is formed in the semiconductor substrate 10 in a portion other than the trench formation portion 20 a.

次に、図4に示されるように、第1の工程を行い、半導体基板10の表面全面に保護膜100を形成する。これにより、マスク200表面およびトレンチ形成部分20aに保護膜100が形成される。この第1の工程では、たとえばC等のガスを用い、フロロカーボン等のポリマーよりなる保護膜100を形成する。 Next, as shown in FIG. 4, a first step is performed to form a protective film 100 over the entire surface of the semiconductor substrate 10. Thereby, the protective film 100 is formed on the surface of the mask 200 and the trench formation portion 20a. In this first step, for example, a protective film 100 made of a polymer such as fluorocarbon is formed using a gas such as C 4 F 8 .

次に、図5に示されるように、第2の工程を行い、トレンチ形成部分20aにおける保護膜100を除去する。この第2の工程では、たとえばSF等のガスを用い、これにより、マスク200間のトレンチ形成部分20aにおける保護膜100を除去する。 Next, as shown in FIG. 5, a second step is performed to remove the protective film 100 in the trench formation portion 20a. In this second step, for example, a gas such as SF 6 is used, and thereby the protective film 100 in the trench forming portion 20a between the masks 200 is removed.

次に、図6に示されるように、第3の工程を行い、保護膜100が除去されたトレンチ形成部分20aにて半導体基板10の表面シリコン層12を等方性エッチングして除去する。これによりトレンチ形成部分20aにおいて、トレンチ20の一部が形成される。この第3の工程では、第2の工程と同様、たとえばSF等のガスを用いる。 Next, as shown in FIG. 6, a third step is performed, and the surface silicon layer 12 of the semiconductor substrate 10 is removed by isotropic etching in the trench formation portion 20a from which the protective film 100 has been removed. Thereby, a part of the trench 20 is formed in the trench formation portion 20a. In the third step, a gas such as SF 6 is used as in the second step.

続いて、図7に示されるように、再度、第1の工程を行い、半導体基板10の表面全面に保護膜100を形成する。これにより、マスク200表面および形成途中のトレンチ20の側壁および底部に保護膜100が形成される。   Subsequently, as shown in FIG. 7, the first process is performed again to form the protective film 100 on the entire surface of the semiconductor substrate 10. As a result, the protective film 100 is formed on the surface of the mask 200 and the side walls and bottom of the trench 20 being formed.

次に、図8に示されるように、上記同様、SF等のガスを用いた第2の工程を行い、トレンチ形成部分20aにて形成途中のトレンチ20における底部に位置する保護膜100を除去する。 Next, as shown in FIG. 8, a second process using a gas such as SF 6 is performed as described above to remove the protective film 100 located at the bottom of the trench 20 being formed in the trench forming portion 20a. To do.

続いて、図9に示されるように、上記同様、SF等のガスを用いた第3の工程を行い、保護膜100が除去されたトレンチ形成部分20aにて半導体基板10を等方性エッチングして除去する。これにより、トレンチ形成部分20aにおいて、さらに掘り進められた状態のトレンチ20が形成される。 Subsequently, as shown in FIG. 9, a third step using a gas such as SF 6 is performed as described above, and the semiconductor substrate 10 is isotropically etched in the trench formation portion 20a from which the protective film 100 has been removed. And remove. As a result, the trench 20 in a state of being further dug is formed in the trench formation portion 20a.

これら図4〜図9に示されるように、第1の工程、第2の工程、第3の工程を順次繰り返すことにより、最終的に、図10に示されるように、酸化膜13まで到達した状態のトレンチ20ができあがる。なお、この図10に示される状態の後、マスク200および保護膜100をアッシング等により除去する。これにより、上記図1、図2に示される状態の半導体装置ができあがる。   As shown in FIGS. 4 to 9, the first step, the second step, and the third step are sequentially repeated to finally reach the oxide film 13 as shown in FIG. 10. A trench 20 in a state is completed. After the state shown in FIG. 10, the mask 200 and the protective film 100 are removed by ashing or the like. As a result, the semiconductor device in the state shown in FIGS. 1 and 2 is completed.

ここにおいて、本実施形態の製造方法では、上記トレンチエッチング工程において、第1のパターン部30および第2のパターン部40が、トレンチエッチング中に両パターン部30、40が同一温度になる構造とされるように、トレンチエッチングを行う。ここでは、トレンチエッチング中とは、第1の工程によりトレンチエッチングを開始した時点から、第3の工程によってトレンチ20が酸化膜13まで到達した時点までの期間に相当するものである。   Here, in the manufacturing method of this embodiment, in the trench etching process, the first pattern portion 30 and the second pattern portion 40 have a structure in which both the pattern portions 30 and 40 are at the same temperature during the trench etching. Then, trench etching is performed. Here, during the trench etching is equivalent to a period from the time when the trench etching is started in the first process to the time when the trench 20 reaches the oxide film 13 in the third process.

具体的には、トレンチエッチング中に両パターン部30、40が同一温度になる構造とは、第1のパターン部30の外表面全体の面積と、第2のパターン部40の外表面全体の面積とが同一になる構造である。   Specifically, the structure in which both pattern portions 30 and 40 have the same temperature during trench etching refers to the area of the entire outer surface of the first pattern portion 30 and the area of the entire outer surface of the second pattern portion 40. Is the same structure.

ここで、第1のパターン部30の外表面とは、第1のパターン部30における上面32と側壁31とに相当し、第2のパターン部40の外表面とは、第2のパターン部40における上面42と側壁41とに相当する。   Here, the outer surface of the first pattern portion 30 corresponds to the upper surface 32 and the side wall 31 of the first pattern portion 30, and the outer surface of the second pattern portion 40 refers to the second pattern portion 40. This corresponds to the upper surface 42 and the side wall 41 in FIG.

なお、図1、図2、および後述の図11では、両パターン部30、40の外表面である側壁31、41および上面32、42となる部分を、識別のため便宜上、太線としてある。ここで、それぞれの上面32、42は、表面シリコン層12の上面に相当する。   1 and 2 and later-described FIG. 11, the portions that become the side walls 31 and 41 and the upper surfaces 32 and 42 that are the outer surfaces of the pattern portions 30 and 40 are indicated by thick lines for convenience of identification. Here, the upper surfaces 32 and 42 correspond to the upper surface of the surface silicon layer 12.

これら両パターン部30、40の外表面は、両パターン部30、40における外気中への放熱面である。そして、本実施形態のトレンチエッチングによれば、第1のパターン部30と第2のパターン部40との間で、トレンチエッチング中の放熱面積が実質同一になる。   The outer surfaces of both the pattern portions 30 and 40 are heat radiating surfaces to the outside air in both the pattern portions 30 and 40. According to the trench etching of the present embodiment, the heat radiation area during the trench etching is substantially the same between the first pattern portion 30 and the second pattern portion 40.

そのため、本実施形態によれば、トレンチエッチング中に両パターン部30、40同士が同一温度になった状態で、トレンチエッチングが行われる。そうすると、両パターン部30、40の側壁31、41には均等に保護膜100が付着した状態でエッチングが進められる。その結果、本実施形態によれば、両パターン部30、40間における側壁31、40の荒れを適切に抑制することができる。   Therefore, according to the present embodiment, the trench etching is performed in a state where both the pattern portions 30 and 40 are at the same temperature during the trench etching. Then, the etching proceeds with the protective film 100 uniformly attached to the side walls 31 and 41 of both the pattern portions 30 and 40. As a result, according to the present embodiment, it is possible to appropriately suppress the roughness of the side walls 31 and 40 between the pattern portions 30 and 40.

ここで、図11に示される比較例では、第2のパターン部40の外表面、つまり側壁41および上面42全体の面積が、第1のパターン部30の外表面、つまり側壁31および上面32全体の面積よりも顕著に大きいものとされている。このような場合、トレンチエッチング中には、第1のパターン部30の方が第2のパターン部40よりも高温になり、上記したように第1のパターン部30の側壁にて保護膜100の付着が不十分になってしまう。   Here, in the comparative example shown in FIG. 11, the area of the outer surface of the second pattern portion 40, that is, the side wall 41 and the entire upper surface 42, is the outer surface of the first pattern portion 30, that is, the side wall 31 and the entire upper surface 32. It is considered to be significantly larger than the area. In such a case, during the trench etching, the first pattern portion 30 becomes hotter than the second pattern portion 40, and the protective film 100 is formed on the side wall of the first pattern portion 30 as described above. Adhesion will be insufficient.

なお、両パターン部30、40同士で外表面全体の面積が同一であることとは、完全同一のみを意味するものではなく、側壁荒れの抑制という本実施形態の効果を奏する範囲であれば、厳密に同一でなくてもよい。さらに、両パターン部30、40同士が同一温度であるとは、これも完全同一のみを意味するものではなく、本実施形態による当該効果を奏する範囲であれば、厳密に同一でなくてもよい。   In addition, the fact that the area of the entire outer surface is the same between the pattern portions 30 and 40 does not mean only the completely same, and as long as the effect of the present embodiment of suppressing the roughness of the side wall is achieved, It does not have to be exactly the same. Furthermore, the fact that the pattern portions 30 and 40 are at the same temperature does not mean that they are completely identical, and may not be exactly the same as long as the effect of the present embodiment is achieved. .

(第2実施形態)
本発明の第2実施形態にかかる半導体装置の製造方法について、図12、図13を参照して、上記第1実施形態との相違点を中心に述べる。本実施形態では、トレンチエッチング中に両パターン部30、40が同一温度になる構造が、上記第1実施形態と相違するものである。
(Second Embodiment)
A semiconductor device manufacturing method according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 12 and 13 focusing on differences from the first embodiment. In the present embodiment, the structure in which both pattern portions 30 and 40 are at the same temperature during trench etching is different from the first embodiment.

図12、図13に示されるように、当該構造として、本実施形態では、両パターン部30、40のうち第2のパターン部40に、第2のパターン部40から熱を逃がす熱逃がし部60を有する構造を採用している。そして、本実施形態では、トレンチエッチング中において、この構造とされるように、トレンチエッチングを行うものである。   As shown in FIG. 12 and FIG. 13, in this embodiment, as the structure, the second pattern portion 40 out of both the pattern portions 30 and 40 has a heat release portion 60 that releases heat from the second pattern portion 40. The structure which has is adopted. In this embodiment, the trench etching is performed so as to obtain this structure during the trench etching.

本実施形態では、熱逃がし部60が無い構造で比較した場合において第1のパターン部30よりも全体に幅が狭いものであって高温となりやすい第2のパターン部40の方に、熱逃がし部60を設けている。限定するものではないが、図示例では、熱逃がし部60は、第2のパターン部40の側壁うちの第1のパターン部30の側壁と対向していない部位にて突出したものとされている。   In the present embodiment, when compared with a structure without the heat escape portion 60, the heat escape portion is closer to the second pattern portion 40, which is narrower overall than the first pattern portion 30 and tends to be high in temperature. 60 is provided. Although not limited, in the illustrated example, the heat release portion 60 protrudes from a portion of the side wall of the second pattern portion 40 that does not face the side wall of the first pattern portion 30. .

これにより、トレンチエッチング中には、第2のパターン部40の熱は、熱逃がし部60からエッチング雰囲気または酸化膜13へ放熱される。そして、本実施形態によれば、トレンチエッチング中において、熱逃がし部60によって第2のパターン部40の温度を第1のパターン部30の温度に近づけることができるから、両パターン部30、40の同一温度化を実現しやすい。   Thereby, during the trench etching, the heat of the second pattern portion 40 is radiated from the heat release portion 60 to the etching atmosphere or the oxide film 13. According to the present embodiment, the temperature of the second pattern unit 40 can be brought close to the temperature of the first pattern unit 30 by the heat release unit 60 during the trench etching. Easy to achieve the same temperature.

(他の実施形態)
なお、上記図12、13では、高温となりやすい第2のパターン部40に熱逃がし部60を設けた。しかし、両パターン部30、40の形状は上記図12、13に限定されるものではない。第1のパターン部30側の方が高温となりやすい場合には、第1のパターン部30側に熱逃がし部60を設けてもよい。
(Other embodiments)
In FIGS. 12 and 13, the heat release portion 60 is provided in the second pattern portion 40 that tends to be high in temperature. However, the shapes of the pattern portions 30 and 40 are not limited to those shown in FIGS. When the temperature on the first pattern portion 30 side tends to be higher, the heat release portion 60 may be provided on the first pattern portion 30 side.

いずれにせよ、熱逃がし部60によって、トレンチエッチング中に両パターン部30、40同士の温度差が低減されて同一温度となる効果が、発揮されるのであればよく、さらに言うならば、両方のパターン部30、40に熱逃がし部を設けてもよい。   In any case, it is sufficient that the effect of reducing the temperature difference between the pattern portions 30 and 40 during trench etching to be the same temperature by the heat release portion 60 is achieved. The pattern portions 30 and 40 may be provided with heat escape portions.

つまり、上記した同一温度の効果を奏するのであれば、第1のパターン部30および第2のパターン部40の両方もしくはいずれか一方に、熱逃がし部60を有する構造とされるように、トレンチエッチングを行えばよい。   In other words, if the above-described effect of the same temperature is exhibited, trench etching is performed so that the first pattern portion 30 and / or the second pattern portion 40 have a heat release portion 60 in one or both of them. Can be done.

また、上記実施形態では、図1、図2に示したように、両パターン部30、40は、可動電極や固定電極として適用されるものであった。しかし、これに限定されることなく、たとえば、両パターン部30、40ともに、ワイヤボンディングなどによる外部接続用の電極として構成されたものであってもよい。   Moreover, in the said embodiment, as shown in FIG. 1, FIG. 2, both the pattern parts 30 and 40 were applied as a movable electrode or a fixed electrode. However, the present invention is not limited to this. For example, both the pattern portions 30 and 40 may be configured as electrodes for external connection by wire bonding or the like.

この場合、上記したような両パターン部30、40の一部を支持シリコン層から浮かせた構成とするための酸化膜13の犠牲層エッチングは行わずに、酸化膜13を上記図2に示される状態のままで存在させた構造としてもよい。   In this case, the oxide film 13 is shown in FIG. 2 without performing the sacrificial layer etching of the oxide film 13 so that a part of both the pattern portions 30 and 40 is floated from the supporting silicon layer. The structure may be allowed to exist in the state.

また、上記した両パターン部30、40の一部が支持シリコン層11から浮いた構成を実現するためには、たとえば図14に示されるような半導体基板10を用いてもよい。この場合、両パターン部30、40における浮かせる部分の直下に位置する支持シリコン層11の部分に、予め空洞11aを設けておいたものである。   Further, in order to realize a configuration in which a part of both the pattern portions 30 and 40 described above is lifted from the support silicon layer 11, for example, a semiconductor substrate 10 as shown in FIG. 14 may be used. In this case, the cavity 11a is provided in advance in the portion of the supporting silicon layer 11 located immediately below the floating portion in both the pattern portions 30 and 40.

このような半導体基板10は、空洞11aが形成されている支持シリコン層11と表面シリコン層12とを、酸化膜13を介して貼り合わせることにより形成される。これによれば、上記したようなトレンチエッチング後における酸化膜13の犠牲層エッチングを行わなくても、表面シリコン層12のトレンチエッチングの完了に伴い、当該浮いた部分が形成される。つまり、この図14に示される構造は、上記各実施形態に適用できるものである。   Such a semiconductor substrate 10 is formed by bonding the supporting silicon layer 11 in which the cavity 11 a is formed and the surface silicon layer 12 through the oxide film 13. According to this, even if the sacrificial layer etching of the oxide film 13 after the trench etching as described above is not performed, the floating portion is formed with the completion of the trench etching of the surface silicon layer 12. That is, the structure shown in FIG. 14 can be applied to the above embodiments.

また、第1のパターン部30と第2のパターン部40とは電気的に独立したものに限定されるものではなく、トレンチ20以外の部分にて電気的に導通されたものであってもよい。   In addition, the first pattern portion 30 and the second pattern portion 40 are not limited to those that are electrically independent, and may be electrically conductive at portions other than the trench 20. .

また、トレンチエッチングとしては、上記した第1の工程、第2の工程、第3の工程を有し、これらをこの順に繰り返し行うものであればよく、用いるガスとしては、上記したC等のガスやSF等のガスに限定するものではないことは、言うまでもない。 In addition, the trench etching may include the first step, the second step, and the third step described above, and these may be repeated in this order, and the gas used may be the above-described C 4 F 8. Needless to say, the gas is not limited to the gas such as SF 6 or the like.

また、半導体基板10としては、上記したSOI基板に限定されるものではないことはもちろんであり、このような多層基板に限らず、たとえば単層基板であってもよいことは、言うまでもない。加えて、ガスの切り替えにより保護膜を形成する方法だけでなく、エッチングガスと保護膜の原料ガスを同時に流すエッチング方法においても同様の効果を期待できる。   Needless to say, the semiconductor substrate 10 is not limited to the above-described SOI substrate, and is not limited to such a multilayer substrate, and may be a single-layer substrate, for example. In addition, the same effect can be expected not only in a method of forming a protective film by switching gases but also in an etching method in which an etching gas and a raw material gas for the protective film are simultaneously flowed.

また、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能であり、また、上記各実施形態は、上記の図示例に限定されるものではない。   Further, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed within the scope described in the claims. The above embodiments are not irrelevant to each other, and can be combined as appropriate unless the combination is clearly impossible, and the above embodiments are not limited to the illustrated examples. Absent.

10 半導体基板
20 トレンチ
30 第1のパターン部
31 第1のパターン部の側壁
40 第2のパターン部
41 第2のパターン部の側壁
100 保護膜
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Semiconductor substrate 20 Trench 30 1st pattern part 31 Side wall of 1st pattern part 40 2nd pattern part 41 Side wall of 2nd pattern part 100 Protective film

Claims (2)

半導体基板(10)の厚さ方向にトレンチ(20)を形成するトレンチエッチングを行い、前記トレンチを介して互いの側壁(31、41)が対向する第1のパターン部(30)および第2のパターン部(40)の両パターン部を形成する半導体装置の製造方法であって、
前記トレンチエッチングは、前記半導体基板の表面に保護膜(100)を形成して、前記半導体基板をエッチングして除去するものであり、
前記第1のパターン部および前記第2のパターン部が、前記トレンチエッチング中に前記両パターン部が同一温度になる構造とされるように、前記トレンチエッチングを行い、
前記第1のパターン部および前記第2のパターン部の少なくとも一方が、当該少なくとも一方のパターン部から熱を逃がす熱逃がし部(60)を有する構造とされるように、前記トレンチエッチングを行うことで、前記トレンチエッチング中に前記両パターン部が同一温度となるようにする半導体装置の製造方法。
Trench etching is performed to form a trench (20) in the thickness direction of the semiconductor substrate (10), and the first pattern portion (30) and the second pattern portion where the side walls (31, 41) face each other through the trench. A method of manufacturing a semiconductor device for forming both pattern portions of a pattern portion (40),
In the trench etching, a protective film (100) is formed on the surface of the semiconductor substrate, and the semiconductor substrate is etched and removed.
The first pattern portion and the second pattern portion, so that the two pattern portions in the trench etch is a structure comprising the same temperature, have lines the trench etching,
By performing the trench etching so that at least one of the first pattern portion and the second pattern portion has a heat release portion (60) for releasing heat from the at least one pattern portion. A method of manufacturing a semiconductor device in which both the pattern portions have the same temperature during the trench etching .
前記第1のパターン部の外表面(31、32)全体の面積と、前記第2のパターン部の外表面(41、42)全体の面積とが同一になる構造とされるように、前記トレンチエッチングを行う請求項1に記載の半導体装置の製造方法。   The trench so that the entire area of the outer surface (31, 32) of the first pattern portion and the area of the entire outer surface (41, 42) of the second pattern portion are the same. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein etching is performed.
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