(57)【要約】【課題】信頼性の向上を図る電気部品を提供する。【解決手段】電気部品は、基板１００と、前記基板上に形成された機能素子１２０と、前記基板上において前記機能素子を収納するキャビティ１３０を形成し、複数の貫通孔を有する第１層１０９と、前記第１層上に形成され、前記複数の貫通孔１０９ｄを塞ぐ第２層１１０と、を具備する。前記第１層は第１膜１０９ａと前記第１膜上の第２膜１０９ｂと前記第２膜上の第３膜１０９ｃとを備え、前記第１膜および前記第３膜は前記第２膜よりも大きい圧縮応力を有する。【選択図】      図１
2014184513.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、  前記基板上に形成された機能素子と、  前記基板上において前記機能素子を収納するキャビティを形成し、複数の貫通孔を有する第１層と、  前記第１層上に形成され、前記複数の貫通孔を塞ぐ第２層と、  を具備し、  前記第１層は第１膜と前記第１膜上の第２膜と前記第２膜上の第３膜とを備え、前記第１膜および前記第３膜は前記第２膜よりも大きい圧縮応力を有する  ことを特徴とする電気部品。
【請求項２】
前記第２膜は、引張応力を有することを特徴とする請求項１に記載の電気部品。
【請求項３】
前記第２膜のヤング率は、前記第１膜および前記第３膜のヤング率よりも大きいことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電気部品。
【請求項４】
前記第１膜および前記第３膜はＳｉＯＸ膜で構成され、前記第２膜はＳｉＮ膜で構成されることを特徴とする請求項３に記載の電気部品。
【請求項５】
前記第２膜の膜厚は、前記第１膜および前記第３膜の膜厚よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の電気部品。
【請求項６】
前記第３膜の膜厚は、前記第１膜の膜厚よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の電気部品。
【請求項７】
基板上に、機能素子を形成する工程と、  前記機能素子を覆うように、犠牲層を形成する工程と、  前記犠牲層上に、第１層を形成する工程と、  前記第１層に、複数の貫通孔を開口する工程と、  前記複数の貫通孔を通して前記犠牲層を除去して、前記基板上において前記機能素子を収納するキャビティを形成する工程と、  前記第１層上に、前記複数の貫通孔を塞ぐ第２層を形成する工程と、  具備し、  前記第１層は第１膜と前記第１膜上の第２膜と前記第２膜上の第３膜とを備え、前記第１膜および前記第３膜は前記第２膜よりも大きい圧縮応力を有する  ことを特徴とする電気部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明の実施形態は、電気部品およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）デバイスの特徴は、通常の半導体デバイスと異なり、機械的可動部分を有するデバイスであるという点である。したがって、ＭＥＭＳデバイスを実装する際には、機械的可動部分の動作空間としてキャビティ（空洞）が必要である。すなわち、ＭＥＭＳデバイスにおいて、中空構造を形成する実装技術／パッケージが用いられる。【０００３】  一方、微細化およびコスト削減のため、最近はチップ毎の個別実装ではなく、ウェハ状態で中空構造を形成する実装技術が提案されている。この実装技術は、ＷＬＰ（Wafer Level Package）と呼ばれる。または、このパッケージはクリーンルーム内で作製できるため、in-line ＷＬＰ、あるいは薄膜キャップ、薄膜ドーム構造とも呼ばれる。【０００４】  可動部分を有するＭＥＭＳ素子、およびＭＥＭＳ素子を収納する薄膜ドーム構造の製造方法は、第１犠牲層を形成してパターニングする工程、第１犠牲層上にＭＥＭＳ素子を形成する工程、第１犠牲層およびＭＥＭＳ素子上に第２犠牲層を形成してパターニングする工程、第２犠牲層上に第１層を形成する工程、第１犠牲層および第２犠牲層を除去する工程を具備する。第１層は、薄膜ドーム構造の一部であり、貫通孔を有する。この第１層としては、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法で成膜した膜厚１μｍ程度のアンドープシリコン酸化膜などが用いられる。【０００５】  しかし、薄膜ドーム構造の一部にクラックが発生すると、クラックが薄膜ドームの内部と外部を接続する経路の起点となる。その結果、ドーム内部の密封性が損なわれ、デバイスの信頼性を低下させる恐れがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−０４５６５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】  信頼性の向上を図る電気部品およびその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  本実施形態による電気部品は、基板と、前記基板上に形成された機能素子と、前記基板上において前記機能素子を収納するキャビティを形成し、複数の貫通孔を有する第１層と、前記第１層上に形成され、前記複数の貫通孔を塞ぐ第２層と、を具備する。前記第１層は第１膜と前記第１膜上の第２膜と前記第２膜上の第３膜とを備え、前記第１膜および前記第３膜は前記第２膜よりも大きい圧縮応力を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態に係る電気部品の構造を示す断面図。
【図２】本実施形態に係る電気部品の製造工程における断面図。
【図３】図２に続く、本実施形態に係る電気部品の製造工程を示す断面図。
【図４】図３に続く、本実施形態に係る電気部品の製造工程を示す断面図。
【図５】図４に続く、本実施形態に係る電気部品の製造工程を示す断面図。
【図６】図５に続く、本実施形態に係る電気部品の製造工程を示す断面図。
【図７】図６に続く、本実施形態に係る電気部品の製造工程を示す断面図。
【図８】図７に続く、本実施形態に係る電気部品の製造工程を示す断面図。
【図９】図８に続く、本実施形態に係る電気部品の製造工程を示す断面図。
【図１０】本実施形態に係る第１層の成膜時における各層の応力を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】  薄膜ドームの一部である第１層を構成するシリコン酸化膜は、比較的ヤング率が小さく機械的な強度が小さい膜である。また、第１層は貫通孔を有するため、比較的薄い膜厚で形成されることが望ましい。また、第１層は、薄膜ドーム構造のうち最も内側の層であるため、その曲率半径および表面積は小さい。このため、第１層をシリコン酸化膜の単層膜で形成する場合、その後のプロセスにおいて生じる応力等によって第１層が大きく変形してしまう。それに伴い、その第１層の応力集中位置にクラックが生じてしまう。このとき、第１層が引張応力を有する場合、より容易にクラックが生じる。
【００１１】  これに対し、本実施形態は、第１層が圧縮応力を有する積層膜で構成されることで、上記問題を解消するものである。
【００１２】  本実施形態を以下に図面を参照して説明する。図面において、同一部分には同一の参照符号を付す。
【００１３】＜実施形態＞  図１乃至図１０を用いて本実施形態に係る電気部品について説明する。本実施形態は、薄膜ドームの一部である貫通孔１０９ｄを有する第１層１０９が第１膜１０９ａ、第２膜１０９ｂ、および第３膜１０９ｃの積層膜で構成され、第１膜１０９ａおよび第３膜１０９ｃが圧縮応力を有し、第２膜１０９ｂが引張応力を有する例である。これにより、第１層１０９におけるクラックの発生を抑制することができる。以下に、本実施形態について詳説する。
【００１４】［実施形態に係る構造］  図１は、本実施形態に係る電気部品の構造を示す断面図である。
【００１５】  図１に示すように、本実施形態に係る電気部品は、基板１００上に形成された機能素子１２０と、薄膜ドームを構成する第１層１０９、第２層１１０、および第３層１１１と、を備える。
【００１６】  基板１００は、例えばシリコン基板である。この基板１００上に、例えばシリコン酸化膜（ＳｉＯＸ膜）で構成される絶縁層１０１が形成される。この絶縁層１０１上に機能素子１２０が形成される。機能素子１２０は、例えば静電駆動型のＭＥＭＳ可変容量キャパシタである。
【００１７】  機能素子１２０は、第１金属配線１０２と、第１金属配線１０２に対向する第２金属配線１０６と、第２金属配線１０６同士を接続する絶縁体接続部１０７とで構成される。第１金属配線１０２および第２金属配線１０６は、例えばアルミニウムで構成される。絶縁体接続部１０７は、例えばシリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）で構成される。機能素子１２０は、第１金属配線１０２と第２金属配線１０６との間に電圧を印加すると、静電引力によって第１金属配線１０２と第２金属配線１０６との間の距離が変化することにより容量が変化する。
【００１８】  第１金属配線１０２上には、例えばＳｉＯＸ膜、またはＳｉＮ膜で構成されるパッシベーション膜１０４が形成される。このパッシベーション膜１０４は、パッド部分１０４ａおよび接続孔部分１０４ｂに開口を有する。パッド部分１０４ａは、後述する第３層１１１の外側に形成され、図示せぬ外部電極と電気的に接続される。すなわち、機能素子１２０は、パッド部分１０４ａを介して外部電極と電気的に接続される。また、接続孔部分１０４ｂにおいて、第１金属配線１０２と第２金属配線１０６とが電気的に接続される。
【００１９】  機能素子１２０は、キャビティ１３０内に形成される。このキャビティ１３０は、機能素子１２０の動作空間を確保するための領域である。キャビティ１３０内は、乾燥雰囲気、または真空雰囲気に保たれる。このため、有害ガス、例えば水分によって、アルミニウムで構成される第１金属配線１０２および第２金属配線１０６が劣化することが防止され、ＭＥＭＳ可変容量キャパシタの特性劣化が防止される。
【００２０】  第１層１０９は、機能素子１２０を収納するキャビティ１３０を形成し、複数の貫通孔（開口）１０９ｄを有する。第１層１０９の複数の貫通孔１０９ｄは、機能素子１２０を形成した後、後述する犠牲層をエッチングして除去し、キャビティ１３０を形成するためのものである。すなわち、犠牲層は、貫通孔１０９ｄを通してエッチングされる。
【００２１】  この第１層１０９の詳細については、後述する。
【００２２】  第２層１１０は、第１層１０９上に形成され、複数の貫通孔１０９ｄを塞いでいる。この第２層１１０は、キャビティ１３０を封止しながら、キャビティ１３０内の有害ガスを透過させて排出し、キャビティ１３０内の雰囲気を調整する機能を有する。
【００２３】  第２層１１０は、ポリイミド等の有機材料の塗布膜で構成されることが望ましい。これにより、貫通孔１０９ｄのサイズ（直径または開口面積）が大きくても、貫通孔１０９ｄを容易かつ確実に封止することができる。したがって、貫通孔１０９ｄのサイズや配置が制約されない。このため、サイズの大きい複数の貫通孔１０９ｄを配置することにより、後述する犠牲層のエッチングを短時間で確実に行うことが可能である。
【００２４】  なお、第２層１１０は、有機材料の塗布膜に限らず、ＳｉＯＸ膜、ＳｉＮ膜等の絶縁膜で構成されてもよい。
【００２５】  第３層１１１は、第２層１１０上に形成されている。この第３層１１１は、大気中の水分が第２層１１０を透過してキャビティ１３０内に浸入することを防止する防湿膜として機能する。第３層１１１は、例えばＳｉＮ膜等の絶縁膜で構成される。
【００２６】  これら第１層１０９、第２層１１０、および第３層１１１は、機能素子１２０を外部から保護するための薄膜ドームとして機能する。
【００２７】  以下に、本実施形態における第１層１０９について説明する。
【００２８】  本実施形態における第１層１０９は、下層の第１膜１０９ａと、中央層の第２膜１０９ｂと、上層の第３膜１０９ｃとの積層膜で構成される。言い換えると、第１膜１０９ａは、薄膜ドームの最も内側に形成され、キャビティ１３０を形成する。第２膜１０９ｂは、第１膜１０９ａ上に形成される。第３膜１０９ｃは、第２膜１０９ｂ上に形成される。
【００２９】  ここで、第１膜１０９ａおよび第３膜１０９ｃは、圧縮応力を有する。これにより、第１層１０９にクラックが生じることを抑制することができる。一方、第２膜１０９ｂは、引張応力を有する。これにより、第１膜１０９ａおよび第３膜１０９ｃの圧縮応力によって、基板１００（ウェハ）全体に反りが生じることを抑制することができる。なお、第２膜１０９ｂは、引張応力を有さなくてもよい。第２膜１０９ｂは、応力（引張応力および圧縮応力）を有さなくてもよいし、第１膜１０９ａおよび第３膜１０９ｃよりも小さい圧縮応力を有してもよい。このような第１膜１０９ａ、第２膜１０９ｂ、および第３膜１０９ｃの応力は、後述する製造方法によって、適宜制御することが可能である。
【００３０】  また、第１膜１０９ａおよび第３膜１０９ｃは例えばＳｉＯＸ膜で構成され、第２膜１０９ｂは例えばＳｉＮ膜で構成される。すなわち、第２膜１０９ｂ（ＳｉＮ膜）は、第１膜１０９ａおよび第３膜１０９ｃ（ＳｉＯＸ膜）よりも、ヤング率が大きい。これにより、第１層１０９の機械的強度を大きくすることができる。
【００３１】  また、後述する製造工程において、第１膜１０９ａおよび第３膜１０９ｃ（ＳｉＯＸ膜）は、第２膜１０９ｂ（ＳｉＮ膜）よりも、犠牲層に対して十分なエッチング選択比を有する。これにより、犠牲層の除去工程を容易に行うことができる。
【００３２】［実施形態に係る製造方法］  図２乃至図９は、本実施形態に係る電気部品の製造工程における断面図を示している。また、図１０は、本実施形態に係る第１層１０９の成膜時における各層の応力を示す断面図である。以下では、本実施形態に係る電気部品におけるＭＥＭＳ素子の形成工程〜ウェハレベルの薄膜ドームの形成工程を説明する。
【００３３】  まず、図２に示すように、ＭＥＭＳ素子の形成工程において、基板１００上に、例えばＳｉＯＸ膜で構成される絶縁膜１０１が形成される。この絶縁膜１０１上に、例えばアルミニウムで構成される第１金属配線１０２が形成され、パターニングされる。この第１金属配線１０２は、膜厚が例えば数百ｎｍ〜数μｍで形成される。第１金属配線１０２の成膜方法としては、例えばスパッタリング法が用いられる。また、パターニング方法としては、例えば従来のフォトリソグラフィ法とＲＩＥ（Reactive Ion Etching）法が用いられてもよいし、フォトリソグラフィとウェットエッチング法が用いられてもよい。なお、絶縁膜１０１は形成されなくてもよく、その場合、第１金属配線１０２は、基板１００上に直接形成される。
【００３４】  次に、全面に、例えばＳｉＯＸ膜、またはＳｉＮ膜で構成されるパッシベーション膜１０４が形成される。パッシベーション膜１０４の成膜方法としては、例えばＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法が用いられる。このパッシベーション膜１０４は、膜厚が例えば数百ｎｍ〜数μｍで形成される。その後、パッシベーション膜１０４がパターニングされ、パッド部分１０４ａおよび接続孔部分１０４ｂが開口される。すなわち、パッド部分１０４ａおよび接続孔部分１０４ｂの第１金属配線１０２が露出される。パッシベーション膜１０４のパターニング方法としては、例えばフォトリソグラフィ法とＲＩＥ法が用いられる。
【００３５】  次に、図３に示すように、第１金属配線１０２を覆うように、ポリイミド等の有機材料で構成される第１犠牲層１０５が塗布される。この第１犠牲層１０５は、膜厚が例えば数百ｎｍ〜数μｍで形成される。
【００３６】  その後、第１犠牲層１０５が所望の形状にパターニングされる。これにより、パッド部分１０４ａおよび接続孔部分１０４ｂの第１金属配線１０２が露出される。第１犠牲層１０５は、感光露光および現像によりパターニングされてもよい。または、第１犠牲層１０５上に通常のリソグラフィ法で形成された図示せぬレジストパターンとＲＩＥ法より、第１犠牲層１０５がパターニングされてもよい。または、第１犠牲層１０５上に形成された図示せぬＳｉＯＸ膜等を通常のリソグラフィ法によるレジストパターンとＲＩＥ法あるいはウェットエッチング法によってハードマスクとしてパターニングし、このハードマスクを用いて第１犠牲層１０５がパターニングされてもよい。
【００３７】  次に、図４に示すように、第１犠牲層１０５上に、例えばアルミニウムで構成される第２金属配線１０６が形成され、パターニングされる。この第２金属配線１０６は、膜厚が例えば数百ｎｍ〜数μｍで形成される。これにより、第２金属配線１０６は、露出された接続孔部分１０４ｂの第１金属配線１０２と接続される。第２金属配線１０６の成膜方法としてはスパッタリング法が用いられる。また、パターニング方法としてはフォトリソグラフィ法とＲＩＥ法が用いられてもよいし、フォトリソグラフィとウェットエッチング法が用いられてもよい。
【００３８】  次に、図５に示すように、第２金属配線１０６間に、例えばＳｉＮ膜で構成される絶縁体接続部１０７が形成され、パターニングされる。絶縁体接続部１０７は、膜厚が例えば数百ｎｍ〜数μｍで形成される。これにより、第２金属配線１０６同士が接続される。絶縁体接続部１０７の成膜方法およびパターニング方法としては、従来の半導体技術が用いられる。このようにして、可動部となるＭＥＭＳ素子１２０が完成する。
【００３９】  次に、図６に示すように、ウェハレベルの薄膜ドームの形成工程において、ＭＥＭＳ素子１２０および第１犠牲層１０５を覆うように、ポリイミド等の有機材料で構成される第２犠牲層１０８が塗布される。この第２犠牲層１０８は、膜厚が例えば数百ｎｍ〜数μｍで形成される。
【００４０】  その後、第２犠牲層１０８が所望の形状にパターニングされる。第２犠牲層１０８は、感光露光および現像によりパターニングされてもよい。または、第２犠牲層１０８上に通常のリソグラフィ法で形成された図示せぬレジストパターンとＲＩＥ法により、第２犠牲層１０８がパターニングされてもよい。または、第２犠牲層１０８上に形成された図示せぬＳｉＯ膜等を通常のリソグラフィ法によるレジストパターンとＲＩＥ法あるいはウェットエッチング法によってハードマスクとしてパターニングし、このハードマスクを用いて第２犠牲層１０８がパターニングされてもよい。
【００４１】  次に、図７に示すように、第２犠牲層１０８を覆うように、複数の貫通孔１０９ｄを有する膜厚が例えば数百ｎｍ〜数μｍの第１層１０９が形成される。
【００４２】  より具体的には、まず、第２犠牲層１０８を覆うように、第１層１０９の下層となる第１膜１０９ａが形成される。第１膜１０９ａは、ＳｉＯＸ膜で構成される。第１膜１０９ａの成膜方法としては、ＣＶＤ法が用いられる。このとき、第１膜１０９ａは、例えば圧縮応力および引張応力を有さないように形成される。これら圧縮応力および引張応力は、ＣＶＤ法における成膜ガスのガス流量比および／または成膜時の圧力を調整することによって制御することができる。例えば、成膜時の圧力を低くすることで圧縮応力を形成することができ、高くすることで引張応力を形成することができる。
【００４３】  次に、第１膜１０９ａ上に第１層１０９の中央層となる第２膜１０９ｂが形成される。第２膜１０９ｂは、ＳｉＮ膜で構成される。第２膜１０９ｂの成膜方法としては、ＣＶＤ法が用いられる。このとき、第２膜１０９ｂは、例えば引張応力を有するように形成される。
【００４４】  次に、第２膜１０９ｂ上に第１層１０９の上層となる第３膜１０９ｃが形成される。第３膜１０９ｃは、ＳｉＯＸ膜で構成される。第３膜１０９ｃの成膜方法としては、ＣＶＤ法が用いられる。このとき、第３膜１０９ｃは、例えば圧縮応力および引張応力を有さないように形成される。
【００４５】  このとき、図１０（ａ）に示すように、第１層１０９のうち中央層である第２膜１０９ｂが引張応力を有するため、第２膜１０９ｂと第１膜１０９ａとの界面および第２膜１０９ｂと第３膜１０９ｃとの界面にそれぞれ、圧縮応力がかかる。その結果、図１０（ｂ）に示すように、第２膜１０９ｂに接する第１膜１０９ａおよび第３膜１０９ｃのそれぞれに、圧縮応力がかかる。すなわち、第１膜１０９ａおよび第３膜１０９ｃが圧縮応力を有し、第２膜１０９ｂが引張応力を有する。
【００４６】  なお、第２膜１０９ｂの膜厚を第１膜１０９ａおよび第３膜１０９ｃの膜厚よりも厚くすることが望ましい。これにより、第２膜１０９ｂが有する引張応力によって第１膜１０９ａおよび第３膜１０９ｃに付加する圧縮応力を大きくすることができる。また、ヤング率が大きい第２膜１０９ｂの膜厚を大きくすることで、第１層１０９の機械的強度を大きくすることができる。
【００４７】  また、第１膜１０９ａの膜厚よりも第３膜１０９ｃの膜厚を厚くすることが望ましい。これにより、外側に位置する第３膜１０９ｃの応力の影響を大きくすることができ、第１層１０９を予め膨張した凸型の形状にすることができる。これにより、後の製造工程（後述する第３層１１１の形成工程）における膨張を抑制することができる。
【００４８】  次に、第３膜１０９ｃ上に、図示せぬレジストが塗布される。その後、通常のリソグラフィ法で形成された図示せぬレジストパターンとＲＩＥ法またはウェットエッチング法により、第１層１０９（第１膜１０９ａ、第２膜１０９ｂ、および第３膜１０９ｃ）に第１犠牲層１０５および第２犠牲層１０８除去用の複数の貫通孔１０９ｄが開口される。
【００４９】  このとき、図示せぬレジストパターンと第１層１０９との選択比を調整することにより、貫通孔１０９ｄの形状が、外側から内側に向かって次第に径が大きくなることが望ましい。言い換えると、貫通孔１０９ｄの形状が外側から内側に向かって次第に径が小さくなるテーパー形状であることが望ましい。これは、後述する第１犠牲層１０５および第２犠牲層１０８を除去した後に、貫通孔１０９ｄの封止特性を向上させるためである。
【００５０】  このようにして、裏面（下面）および表面（上面）に位置し、圧縮応力を有する第１膜１０９ａおよび第３膜１０９ｃと、その間に位置し、引張応力を有する第２膜１０９ｂとで構成され、複数の貫通孔１０９ｄを有する第１層１０９が形成される。
【００５１】  なお、上記では、第２膜１０９ｂが引張応力を有することで、第１膜１０９ａおよび第３膜１０９ｃに圧縮応力を付加させたが、これに限らない。第１膜１０９ａおよび第３膜１０９ｃを形成する際に予め、第１膜１０９ａおよび第３膜１０９ｃが圧縮応力を有するように形成してもよい。この場合、第２膜１０９ｂが引張応力を有さなくてもよく、第１膜１０９ａおよび第３膜１０９ｃよりも小さい圧縮応力を有してもよい。
【００５２】  次に、図８に示すように、Ｏ２ガスＣＦ４等を用いたアッシングにより、図示せぬレジストパターン、第１犠牲層１０５および第２犠牲層１０８が除去される。これにより、機能素子１２０がリリースされ、機能素子１２０の動作空間であるキャビティ１３０が形成される。
【００５３】  このとき、裏面および表面に位置し、露出面が大きい第１膜１０９ａおよび第３膜１０９ｃがＳｉＯＸ膜で構成される。ＳｉＯＸ膜は、ＳｉＮ膜に比べて、第１犠牲層１０５および第２犠牲層１０８に対するエッチング選択比が大きい。このため、第１犠牲層１０５および第２犠牲層１０８を容易に除去することができる。
【００５４】  次に、図９に示すように、第１層１０９上に、第２層１１０が形成される。これにより、複数の貫通孔１０９ｄが塞がれ、キャビティ１３０が封止される。第２層１１０は、膜厚が例えば数百ｎｍ〜数μｍで形成される。第２層１１０は、例えばポリイミド等の有機材料の塗布膜、またはＳｉＮ膜、ＳｉＯｘ膜で構成される。
【００５５】  次に、図１に示すように、第２層１１０上に、防湿膜としての第３層１１１が形成される。第３層１１１は、膜厚が例えば数百ｎｍ〜数μｍで形成される。第３層１１１は、例えばＳｉＮ膜で構成される。第３層１１１の成膜方法としては、例えばＣＶＤ法が用いられる。
【００５６】  この第３層１１１は、比較的膜厚が厚く形成される。また、第３層１１１が形成される際、減圧および加熱される。このため、第３層１１１が形成される際、それによって大きな応力が生じ、第１層１０９が膨張する。このとき、第１層１０９が引張応力を有する場合、クラックが生じる恐れがある。
【００５７】  これに対し、本実施形態では、第１層１０９の下層および上層として、圧縮応力を有する第１膜１０９ａおよび第３膜１０９ｃが形成される。これにより、第１層１０９にクラックが生じることを抑制することができる。また、第１層１０９の中央層として、ヤング率が大きい第２膜１０９ｂが形成される。これにより、第３層１１１の形成の際の応力による第１層１０９の変形を小さくし、よりクラックの発生を抑制することができる。
【００５８】  その後、第３層１１１が所望の形状にパターニングされる。第３層１１１は、通常のリソグラフィ法で形成された図示せぬレジストパターンとＲＩＥ法またはウェットエッチングにより、パターニングされる。このようにして、ＷＬＰの薄膜ドームが完成する。
【００５９】［本実施形態に係る効果］  上記本実施形態によれば、貫通孔を有する第１層１０９が第１膜１０９ａ、第２膜１０９ｂ、および第３膜１０９ｃの積層膜で構成される。そして、第１層１０９のうち、その裏面（下面）および表面（上面）に位置する第１膜１０９ａおよび第３膜１０９ｃが圧縮応力を有する。これにより、第１層１０９の裏面および表面においてクラックが生じることを抑制することができる。
【００６０】  また、本実施形態では、第１層１０９のうち、中央に位置する第２膜１０９ｂが引張応力を有する。これにより、第１膜１０９ａおよび第３膜１０９ｃの圧縮応力を相殺することができる。その結果、第１膜１０９ａ、第２膜１０９ｂ、および第３膜１０９ｃが有する応力によって、基板１００（ウェハ）に反りが生じることを抑制することができる。
【００６１】  また、本実施形態では、第１層１０９のうち、中央に位置する第２膜１０９ｂがヤング率の大きいＳｉＮ膜で構成される。これにより、第１層１０９の機械的強度が大きくなる。その結果、第１層１０９の変形を抑制し、クラックの発生をより抑制することができる。
【００６２】  また、本実施形態では、第１層１０９のうち、裏面（下面）および表面（上面）に位置する第１膜１０９ａおよび第３膜１０９ｃがＳｉＯＸ膜で構成される。すなわち、犠牲層を除去する際に露出面が大きい第１膜１０９ａおよび第３膜１０９ｃがエッチング耐性の強いＳｉＯＸ膜で構成される。言い換えると、第１膜１０９ａおよび第３膜１０９ｃは、エッチング耐性が弱いＳｉＮ膜（第２膜１０９ｂ）の保護層として機能する。これにより、犠牲層を除去する際の犠牲層と第１層１０９とのエッチング選択比を十分に大きくすることができ、犠牲層のみを容易に除去することができる。また、第１層１０９の中央層（第２膜１０９ｂ）として、エッチング選択比を考慮することなく、ヤング率の大きい材料をより広く選択することができる。
【００６３】  なお、第１層１０９における機械的強度またはエッチング選択比の必要性に応じて、第１層１０９（第１膜１０９ａ、第２膜１０９ｂ、および第３膜１０９ｃ）を構成する材料は上記材料に限らない。
【００６４】  例えば、第１膜１０９ａ、第２膜１０９ｂ、および第３膜１０９ｃがいずれもＳｉＯＸ膜で構成されてもよい。これにより、犠牲層の除去工程における犠牲層と第１層１０９とのエッチング選択比をより大きくすることができる。より具体的には、貫通孔１０９ｄにおいて露出する第２膜１０９ｂ側面のエッチング耐性も強くすることができる。
【００６５】  一方、第１膜１０９ａ、第２膜１０９ｂ、および第３膜１０９ｃがいずれもＳｉＮ膜で構成されてもよい。これにより、第１層１０９全体のヤング率を大きくすることができ、第１層１０９の機械的強度をより大きくすることができる。
【００６６】  また、第１膜１０９ａ、第２膜１０９ｂ、および第３膜１０９ｃを同材料で構成することにより、形成時のガス種を変える必要がない。このため、第１層１０９の形成プロセスを容易にすることができる。
【００６７】  また、上記材料に限らず、第１膜１０９ａ、第２膜１０９ｂ、および第３膜１０９ｃがシリコン酸窒化膜（ＳｉＯＮ膜）で構成されてもよい。
【００６８】  その他、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で、種々に変形することが可能である。さらに、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【符号の説明】
【００６９】  １００…基板、１０９…第１層、１０９ａ…第１膜、１０９ｂ…第２膜、１０９ｃ…第３膜、１０９ｄ…貫通孔、１１０…第２層、１２０…機能素子、１３０…キャビティ。
【図１】
2014184513.tif 000003
【図２】
2014184513.tif 000004
【図３】
2014184513.tif 000005
【図４】
2014184513.tif 000006
【図５】
2014184513.tif 000007
【図６】
2014184513.tif 000008
【図７】
2014184513.tif 000009
【図８】
2014184513.tif 000010
【図９】
2014184513.tif 000011
【図１０】
2014184513.tif 000012