[发明专利]多段型衬底的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及多段型(multistep)衬底的制造方法。

背景技术

在半导体器件、微机械及MEMS器件的制造方法中，通过组合利用平版印刷技术的图案化技术、真空蒸镀法或溅射法这样的物理气相沉积法及化学气相沉积法等成膜技术、湿蚀刻及干蚀刻的蚀刻技术、还有衬底彼此的贴合技术等，可形成各种各样的3维结构。

目前，通过对衬底进行蚀刻来进行通过微细加工形成例如槽加工、薄膜的中空结构、弯曲棒结构这样的结构。通过这样的微细加工，进行利用了电气及机械特长的具有各种功能的器件的开发。进而近年来，正在开发、实用化一种被称作μ-TAS(Total Analysis Systems)、Lab-on-a-chip(Laboratory on a chip)的系统，该系统利用通过蚀刻形成的微小的区域，在高集成化了的器件内进行微化学分析、化学反应或生物反应。

蚀刻可分类为利用了所加工的衬底和溶液的化学反应的湿蚀刻和通过主要在真空中使反应性的气体、离子及自由基进行碰撞来对衬底进行加工的干蚀刻。进而，干蚀刻中，有通过暴露在反应性气体中来对衬底进行蚀刻的反应性气体蚀刻和通过等离子体将气体离子化或自由基化来对衬底进行蚀刻的等离子体蚀刻。根据所加工的衬底的材料和所加工的形状来分别使用这些方法。

一直以来，在干蚀刻中，使用硅、氧化硅、氮化硅等的各种衬底，将卤素系气体等用作蚀刻气体，特别是在硅衬底的情况下，将SF₆、CF₄等的氟系气体、Cl₂、CCl₄等的氯系气体、氟氯系气体用作蚀刻气体。但是，在干蚀刻中，存在收到蚀刻的侧壁不能保持垂直形状这样的问题。

因此，提案有如下手法：例如，在对硅衬底进行干蚀刻时，为了保持侧壁的垂直形状，使用C_xF_y气体作为蚀刻气体，一边重复用于侧壁保护的碳化氟膜的形成，一边进行蚀刻(例如，参照专利文献1)。

另外，提案有在对氧化硅衬底及氮化硅衬底进行干蚀刻的情况下，使用CHF₃等的气体、CF₄和H₂的混合气体、C_xF_y((y/x)＜4)(例如C₂F₆等)这样的气体作为蚀刻气体(例如，参照专利文献2)。

在如上所述的干蚀刻手法中，由于掩膜的材质、形状对加工形状有大的影响，因此，为了将加工形状保持为规定的形状，需要适当选择掩膜的材质和形状。

进而，提案有多步骤蚀刻型衬底的制造方法，其将由遮光膜组成的掩膜和由负型抗蚀剂组成的掩膜重叠使用，且从与图案化了的侧的相反侧全面曝光后，对膜面侧进行曝光(例如，参照专利文献3)。这种情况下，在各台阶高差的蚀刻中，需要自衬底侧的全面曝光的工序，工序数多，而且不一定能够精度良好简便地对衬底进行台阶高差加工。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特表平7-503815号公报(权利要求书)

专利文献2：特开2005-298283号公报(专利权利要求书)

专利文献3：特开平9-54420号公报(专利权利要求书)

发明内容

发明要解决的课题

伴随着近年的半导体器件的高集成化及复杂化，其加工工序也更加高度化、复杂化。特别是在MEMS器件之类的具有3维结构的加工中，重复进行掩膜图案化和蚀刻的工序较为多见。

在进行带有复杂的台阶高差的槽加工的情况下，需要实施例如图1所示的工序。图1示意性地表示本发明人等作为预备实验进行的对氧化硅衬底进行加工的实例。