[发明专利]半导体装置的制造方法

说明书

[关联申请的相互参照]

本申请基于2012年9月5日提出申请的日本申请号2012-195191号以及2013年6月18日提出申请的日本申请号2013-127545，在此引用在先申请的记载内容。

技术领域

本申请涉及在半导体基板上形成贯通电极构造的半导体装置的制造方法。

背景技术

以往以来，以半导体芯片的高功能化、及从外部环境保护构成MEMS(micro electro mechanical systems：微机电系统)构造的传感器的元件等为目的，使用将两块半导体基板贴合的多层构造。在这种构造的半导体装置中，为了取得基板间的电导通或将在被贴合的半导体基板的内部形成的各部的电位引出到外部，而使用贯通电极构造。在这种贯通电极构造的形成中，一般使用例如专利文献1所示的方法。

作为形成贯通电极构造的方法，例如，在将两块半导体基板贴合前，事先对一方的半导体基板开设贯通孔，通过热氧化工序在该贯通孔的周围等形成绝缘膜。然后，将用绝缘膜将贯通孔内覆盖了的半导体基板粘着于支撑基板后，通过电镀工序用金属将贯通孔内填充。然后，在将半导体基板从支撑基板剥离后，实施向另一方的半导体基板的贴合。这样，在对一方的半导体基板形成贯通孔并且在内部填充金属以后，与另一方的半导体基板贴合，由此形成贯通电极构造。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第3751625号公报

发明内容

然而，在用专利文献1所示的方法形成贯通电极构造的情况下，由于使用支撑基板，制造工序烦杂化，或者由于在基板贴合前执行各种工序，因此会发生基板的表面粗糙或翘曲而影响贴合品质。例如，关于表面粗糙，是因为由从支撑基板剥离带来的影响等而产生的，关于基板的翘曲，起因于填充于贯通孔及内部的金属与半导体基板的膨胀系数的差等而产生。

因此，关于多层构造的半导体装置，希望在两块半导体基板的贴合后形成贯通电极。然而，在此情况下，需要从板表面侧在位于贯通孔的底部的绝缘膜上形成接触孔、或对贯通孔内部的金属膜进行保护并图案形成出布线图案等的、难以实现的大的水平差异的光刻(Photolithography etching)工序。因此，希望能够良好地实现大的水平差异的光刻工序。

另外，在此，作为需要大的水平差异的光刻工序的情况的一例，列举出将两块半导体基板粘合后的多层构造的半导体装置中的贯通电极构造为例，但可能除此例之外也可能需要大的水平差异的光刻工序。即，在形成于半导体基板的一面侧的凹部的底部的期望位置对配置在凹部内对薄膜进行蚀刻的情况下，需要大的水平差异的光刻工序，希望能够良好地实现该大的水平差异的光刻工序。

本申请鉴于上述点，第一目的在于，提供能够良好地实现对在半导体基板的一面侧形成的凹陷的底部的期望位置进行蚀刻这一大的水平差异的光刻工序的半导体装置的制造方法。另外，本申请的第二目的在于，提供不需要支撑基板而能够防止基板彼此贴合前的表面粗糙及翘曲的发生，并且还能够良好地执行大的水平差异的蚀刻并形成贯通电极构造的半导体装置的制造方法。

根据本申请的第一形态，其特征在于，包括如下工序：准备在一面侧形成有凹部的半导体基板；在凹部的内壁面形成薄膜；在形成了薄膜后，将掩模构件以将凹部内残留为空洞并且将该掩模构件架设在该凹部上的方式配置在薄膜之上；通过光刻，在掩模构件中与凹部对应的位置形成孔；通过使用了掩模构件的各向异性干刻，进行通过孔在与该孔对应的位置将薄膜去除的加工。

这样，以架设在凹部上的方式形成掩模构件，并且在掩模构件中与凹部对应的位置形成孔，并通过该孔对薄膜进行蚀刻加工。如果是这种制造方法，即使从半导体基板的表面一直到凹部的底部有大的水平差异，通过光刻曝光的仅是架设在凹部上的掩模构件，无需大的水平差异的光刻。为此，能够在掩模构件上良好地形成孔，并且用通过了该孔的各向异性干刻，即使是大的水平差异的蚀刻也能够良好地形成接触孔。因此，能够良好地实现难以实现的大的水平差异的光刻工序。