(57)【要約】【課題】  製造工程が単純であり、多層構造物の形成時における後続の工程が容易である、トレンチを用いた金属構造物の製造方法を提供する。【解決手段】  トレンチを用いた金属構造物の製造工程は、トレンチを形成するために半導体基板の上部から下方向にパターニング過程を経て希望する深さおよび幅に食刻を行う。次いで、トレンチが形成された半導体基板の上部にシードレイヤを蒸着する。次いで、シードレイヤ上部に絶縁層を積層した後、トレンチ底面のシードレイヤが露出されるようにトレンチ底面の絶縁層を除去する。次いで、シードレイヤが露出されたトレンチ内部を金属物質で満たした後、半導体基板上部の絶縁層およびシードレイヤを食刻する。【選択図】      図３Ｂ
2004207728.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板内部を食刻してトレンチを形成するステップと、
前記トレンチを含む前記基板上部にシードレイヤを蒸着するステップと、
前記シードレイヤ上部に絶縁層を積層するステップと、
前記トレンチから前記シードレイヤの一部が露出するように前記絶縁層の一部を除去するステップと、
前記絶縁層の一部を除去することにより露出したシードレイヤを有する前記トレンチに金属物質を満たすステップと、
前記半導体基板上部の絶縁層およびシードレイヤを除去するステップと、
を含むことを特徴とするトレンチを用いた金属構造物の製造方法。
【請求項２】
前記絶縁層の除去は、前記トレンチの底面に形成された部分を除去することを特徴する請求項１に記載のトレンチを用いた金属構造物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造工程に関し、特に基板に形成されたトレンチ（ｔｒｅｎｃｈ）に金属物質を満たして金属構造物を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体製造技術の発展によって一層高いアスペクト比、即ちトレンチの深さに対する幅の比を有する半導体装置を製造することが可能となっている。また、高いアスペクト比を有するトレンチに金属物質を満たすことで多層構造物において層間の電気的連結に利用したり、他の構造物と共に第３の構造物を形成したりする方法が知られている。
【０００３】
図１Ａ〜図１Ｃは、従来のトレンチを介した金属構造物の製造工程の一例を概略的に示したものである。トレンチを介した金属構造物の形成過程は、先ず、トレンチ１５を形成するために、図１Ａのように半導体基板１０の上部から下方向にパターニング過程を経て希望する形態および深さに食刻する。次いで、食刻でトレンチが形成された半導体基板の上部にシードレイヤ１２（ｓｅｅｄ ｌａｙｅｒ）を蒸着する。次いで、シードレイヤ１２が蒸着された半導体基板１０の上部を、図１Ｂのようにメッキする。続いて、半導体基板１０上部のシードレイヤ１２および金属物質１４を物理的または化学的に、図１Ｃのように食刻する。
【０００４】
前述のように、半導体基板１０内に形成された金属構造物は、金属構造物が基板１０内部に形成されるため、多層構造物を容易に製作することが可能となる。しかしながら、半導体基板１０内に形成されたトレンチ１５に金属物質１４を満たして金属構造物を形成する工程においては、シードレイヤ１２が蒸着された全面にメッキが行われるため、高いアスペクト比を有するほど、トレンチ１５に金属物質１４が完全に満たされる前にトレンチ１４の入口部分が閉塞され、これによって、空隙１６が発生してしまい、完成した素子の信頼性が低下するという問題点がある。
【０００５】
図２Ａ〜図２Ｃは、従来のトレンチを用いた金属構造物の他の製造工程を概略的に示すものである。このトレンチを介した金属構造物の製造工程の他の例では、先ず、図２Ａに示されたように、半導体基板２０の上部にシードレイヤ２２を蒸着し、この蒸着されたシードレイヤ２２の上部にトレンチ２５を形成するためのモールド２３を形成する。その後、モールド２３により形成されたトレンチ２５に、図２Ｂのように金属物質２４を満たす。次いで、モールド２３およびモールド２３下部分のシードレイヤ２２を除去する。
【０００６】
前述のように半導体基板２０上部にモールド２３を用いて金属構造物を製造する工程は、その製造方法が非常に簡単である。しかし、半導体基板２０の上部にモールド２３を用いて金属構造物を製造する場合、多層構造物の製作時、後続の工程が非常に複雑であるという問題点がある。特に、メッキされた構造物上に平坦な構造物を製作する場合は、多数の工程をさらに追加する必要があり、工程が複雑化し、コストがアップするという問題点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、前述のような問題点を解決するためになされたものであって、本発明の目的は、製造工程が簡単でありながら多層構造物の形成時における後続の工程が容易である、トレンチを用いた金属構造物の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するための本発明のトレンチを用いた金属構造物の製造方法は、トレンチを形成するために基板内部を食刻するステップと、前記トレンチを含む前記基板上部にシードレイヤを蒸着するステップと、前記シードレイヤ上部に絶縁層を積層するステップと、前記トレンチから前記シードレイヤの一部が露出されるように前記絶縁層の一部を除去するステップと、前記絶縁層の一部を除去することにより露出されたシードレイヤを有する前記トレンチに金属物質を満たすステップと、前記半導体基板上部の絶縁層およびシードレイヤを除去するステップとを含む。
【０００９】
前述のようなトレンチを用いた金属構造物の製造方法によれば、金属物質をメッキする際に、絶縁層によりトレンチ入口が閉塞されるのを防止することができ、また、構造物が基板内部にあるため、多層構造物の製作が容易である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るトレンチを用いた金属構造物の製造方法によれば、モールドを除去することなく単純な製造工程で基板内部に形成された金属構造物を得ることができ、半導体基板内部に金属構造物が形成されるため、多層構造物を作るための後続工程が容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。しなしながら、本発明の保護範囲は、以下の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物にまで及ぶものである。
【実施例】
【００１２】
図３Ａ〜図３Ｃは、本発明に係るトレンチを用いた金属構造物の製造工程を示すものである。
【００１３】
トレンチを用いた金属構造物の製造工程は、先ず、トレンチ１０５を形成するために半導体基板１００上部から下方向にパターニング過程によって希望する深さおよび幅に食刻を行う。次に、トレンチ１０５が形成された半導体基板１００上部にシードレイヤ１０２を蒸着する。次に、シードレイヤ１０２上部に絶縁層１０３を積層する。次に、トレンチ１０５底面のシードレイヤ１０２が露出するようにトレンチ１０５底面の絶縁層１０３を除去する。図３Ａは、底面にシードレイヤ１０２が露出されたトレンチ１０５を有する半導体基板の断面図である。
【００１４】
次いで、シードレイヤ１０５が露出するように形成されたトレンチ１０５内部を金属物質１０４で満たす。金属物質１０４をトレンチ１０５内部に満たす時、絶縁層１０３は、金属物質１０４がトレンチ１０５内に満たされる前にトレンチ１０５の入口部分が閉塞されてしまうのを防止する保護膜の役割をする。これにより、金属物質１０４は、トレンチ１０４の底面から上方向に成長し、トレンチ１０５の形状に追従することとなる。図３Ｂは、メッキによりトレンチ１０５内部に金属物質１０４が満たされた形態の断面図である。
【００１５】
次いで、メッキの行われた半導体基板１００上部の絶縁層１０３およびシードレイヤ１０２の食刻を行う。これにより、内部に金属構造物を有する半導体基板が得られる。図３Ｃは、半導体基板上部の絶縁層１０３およびシードレイヤ１０２を食刻した様子を示す図である。
【００１６】
前述のようなトレンチを用いた金属構造物の形成方法によれば、半導体基板内にトレンチ１０５を形成し、該トレンチ１０５の底面にシードレイヤ１０２の一部を露出させてメッキを行うようにしている。
【００１７】
換言すれば、本発明は、メッキを施す際に、基板上部にモールドを形成するのではなく、基板内部にモールドとして用いるためのトレンチを形成するものであって、トレンチ底面に露出されたシードレイヤを介してトレンチ底面から金属物質が成長し得るようにする工程であるといえる。従って、メッキの時にトレンチの入口部分が閉塞されるのを防止することができると共に、モールドを除去する過程の省略された工程によって金属構造物が内部に形成された基板が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
以上のように、本発明によれば、多層構造物の形成時に使用される金属構造物の製造工程が単純であり、また、多層構造物の形成時における後続工程が容易である、トレンチを用いた金属構造物の製造方法が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１Ａ】従来のトレンチを用いた金属構造物の製造工程の一例を順次示す断面図である。
【図１Ｂ】従来のトレンチを用いた金属構造物の製造工程の一例を順次示す断面図である。
【図１Ｃ】従来のトレンチを用いた金属構造物の製造工程の一例を順次示す断面図である。
【図２Ａ】他の従来のトレンチを用いた金属構造物の製造工程を順次示す断面図である。
【図２Ｂ】他の従来のトレンチを用いた金属構造物の製造工程を順次示す断面図である。
【図２Ｃ】他の従来のトレンチを用いた金属構造物の製造工程を順次示す断面図である。
【図３Ａ】本発明に係るトレンチを用いた金属構造物の製造工程を順次示す図である。
【図３Ｂ】本発明に係るトレンチを用いた金属構造物の製造工程を順次示す図である。
【図３Ｃ】本発明に係るトレンチを用いた金属構造物の製造工程を順次示す図である。
【符号の説明】
【００２０】
１０、２０、１００    半導体基板
１２、２２、１０２    シードレイヤ
１４、２４、１０４    金属物質
１５、２５、１０５    トレンチ
２３    モールド
１０３    絶縁層
【図１Ａ】
2004207728.tif 000003
【図１Ｂ】
2004207728.tif 000004
【図１Ｃ】
2004207728.tif 000005
【図２Ａ】
2004207728.tif 000006
【図２Ｂ】
2004207728.tif 000007
【図２Ｃ】
2004207728.tif 000008
【図３Ａ】
2004207728.tif 000009
【図３Ｂ】
2004207728.tif 000010
【図３Ｃ】
2004207728.tif 000011