JP7077734B2 - Structure and its manufacturing method - Google Patents
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Description
本開示の実施形態の一つは、金属を含む構造体、およびその製造方法に関する。 One of the embodiments of the present disclosure relates to a structure containing a metal and a method for producing the same.
絶縁性基板や半導体基板にアスペクト比の高い孔や溝を形成し、その孔や溝に金属を埋め込む技術が知られている。このような技術を用いて形成された構造体は、例えば半導体装置を電子機器に実装するためのインターポーザ、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)などの複雑な構造を有する半導体装置、あるいは回折格子などの光学素子などへ応用することができる。例えば特許文献1から3では、シリコン基板にアスペクト比の高い複数の溝、およびこれらの溝に形成された金属箔を有する構造体の作製方法が開示されている。このような構造体は、例えば散乱X線を効果的に除去可能な回折格子として利用することができる。
There is known a technique of forming holes or grooves having a high aspect ratio in an insulating substrate or a semiconductor substrate and embedding metal in the holes or grooves. The structure formed by using such a technique is, for example, an interposer for mounting a semiconductor device in an electronic device, a semiconductor device having a complicated structure such as a MEMS (Micro Electrical Mechanical Systems), or an optical such as a diffraction grid. It can be applied to elements and the like. For example,
本開示の課題の一つは、基板に形成されるアスペクト比の高い溝、あるいは孔に金属箔、あるいは金属膜が形成された構造体、およびその製造方法を提供することである。あるいは本開示の課題の一つは、これらの金属箔、あるいは金属膜の形状が均一に制御された構造体、およびその製造方法を提供することである。 One of the objects of the present disclosure is to provide a structure in which a groove having a high aspect ratio formed in a substrate or a metal foil or a metal film is formed in a hole, and a method for manufacturing the same. Alternatively, one of the objects of the present disclosure is to provide a structure in which the shape of these metal foils or metal films is uniformly controlled, and a method for manufacturing the same.
本開示の実施形態の一つは、少なくとも一つの溝を有する基板、および溝内に位置する金属膜を有する構造体である。溝の底面は、基板に含まれる材料を含有する複数の突起を備え、複数の突起の少なくとも一つは、1よりも大きく50以下のアスペクト比を有する。 One of the embodiments of the present disclosure is a substrate having at least one groove and a structure having a metal film located in the groove. The bottom surface of the groove comprises a plurality of protrusions containing the material contained in the substrate, at least one of the plurality of protrusions having an aspect ratio of greater than 1 and less than or equal to 50.
本開示の実施形態の一つは構造体を製造する方法である。この方法は、少なくとも一つの溝を基板に形成すること、溝の底面に対してドライエッチングを行うことによって基板に含まれる材料を含有する複数の突起を底面に形成すること、および溝に金属膜を形成することを含む。ドライエッチングは、複数の突起の少なくとも一つが1よりも大きく50以下のアスペクト比を有するように行われる。 One of the embodiments of the present disclosure is a method of manufacturing a structure. In this method, at least one groove is formed on the substrate, a plurality of protrusions containing the material contained in the substrate are formed on the bottom surface by dry etching the bottom surface of the groove, and a metal film is formed on the groove surface. Including forming. Dry etching is performed so that at least one of the plurality of protrusions has an aspect ratio of more than 1 and 50 or less.
以下、本開示の各実施形態について、図面等を参照しつつ説明する。但し、本開示は、その要旨を逸脱しない範囲において様々な態様で実施することができ、以下に例示する実施形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。 Hereinafter, each embodiment of the present disclosure will be described with reference to the drawings and the like. However, the present disclosure can be carried out in various aspects without departing from the gist thereof, and is not construed as being limited to the description contents of the embodiments exemplified below.
図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本開示の解釈を限定するものではない。本明細書と各図において、既出の図に関して説明したものと同様の機能を備えた要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省くことがある。 The drawings may schematically represent the width, thickness, shape, etc. of each part as compared to the actual embodiment in order to clarify the explanation, but this is merely an example and the interpretation of the present disclosure is limited. It's not something to do. In this specification and each figure, elements having the same functions as those described with respect to the above-mentioned figures may be designated by the same reference numerals to omit duplicate explanations.
本明細書および特許請求の範囲において、ある構造体の上、あるいは下に他の構造体を配置する態様を表現するにあたり、単に「上に」、あるいは「下」と表記する場合、特に断りの無い限りは、ある構造体に接するように、直上、あるいは直下に他の構造体を配置する場合と、ある構造体の上方あるいは直下に、さらに別の構造体を介して他の構造体を配置する場合との両方を含むものとする。 In the present specification and the scope of patent claims, when expressing an aspect of arranging another structure above or below one structure, the term "above" or "below" is particularly specified. Unless otherwise specified, another structure may be placed directly above or below one structure so as to be in contact with one structure, and another structure may be placed above or below one structure via another structure. It shall include both cases and cases.
本明細書および請求項において、「ある構造体が他の構造体から露出するという」という表現は、ある構造体の一部が他の構造体によって覆われていない態様を意味し、この他の構造体によって覆われていない部分は、さらに別の構造体によって覆われる態様も含む。 In the present specification and claims, the expression "a structure is exposed from another structure" means an aspect in which a part of one structure is not covered by another structure, and other structures are used. The portion not covered by the structure also includes an embodiment covered by yet another structure.
(第1実施形態)
1.全体構造
本実施形態に係る構造体100の上面模式図を図1(A)に、図1(A)の鎖線A-A´に沿った断面模式図を図2に示す。以下、便宜上基板102の上面が形成する面をxy平面、上面の法線に平行な軸をz軸とする。これらの図に示すように、構造体100は少なくとも一つの凹部を有する基板、および凹部に形成される金属膜(金属箔とも呼ばれる)106を備える。凹部は複数設けられてもよい。図1(A)、図2に示した例では、凹部はxy平面において互いにほぼ平行に延伸する複数の溝104である。溝104は基板102を貫通せず、基板102によって溝104の側壁104aと底面104b形成される。金属膜106は溝104の中に設けられる。凹部の形状は溝状に限られず、図1(B)に示すように、凹部は、基板102を貫通せず、z軸方向に延伸する孔(以下、有底孔)108でもよい。図示しないが、凹部が有底孔108の場合、そのxy平面に平行な断面(以下、平行断面)は円形、楕円形、多角形などでも良い。本明細書と請求項では、凹部の平行断面において凹部の最大長の方向に垂直な方向の長さに対する最大長が2以上を溝と定義し、0よりも大きく2未満のものを孔と定義する。以下、凹部として溝104が設けられる例について説明する。
(First Embodiment)
1. 1. Overall Structure FIG. 1A is a schematic top view of the
基板102は、シリコンやゲルマニウムなどの半導体、あるいはガリウムやインジウム、亜鉛などの元素を含む酸化物半導体、窒化ガリウムやヒ化ガリウムなどの化合物半導体、あるいはガラスや石英などの絶縁体などを含むことができる。基板102としてガラスを用いる場合、基板102に樹脂が混合されていてもよい。基板102の結晶性にも限定はなく、基板102は単結晶、多結晶、微結晶、あるいは非晶質のモルフォロジーを有してもよい。典型的には、基板102はシリコン単結晶基板である。
The
金属膜106は銅、チタン、クロム、ニッケル、金などの0価の金属を含む。例えば、基板102に含まれる材料と比較し、X線の透過率が低い金属を選択することができ、典型的には金が用いられる。例えば基板102としてシリコンを、金属膜106に金を用いる構成を採用することで、構造体100はX線撮像用の回折格子として利用することが可能である。
The
図2に示すように、構造体100はさらに、基板102の上面、および溝104の側壁104aの一部を覆い、かつこれらと接する絶縁膜110を有してもよい。この場合、絶縁膜110の下端は底面104bから離れ、絶縁膜110は溝104の底面104b、底面104b近傍の側壁104aは覆わず、これらは絶縁膜110から露出する。換言すると、溝104の側壁104aは、底面104bから連続して絶縁膜110から露出した部分、および基板102の上面から連続して絶縁膜110に覆われる部分によって構成されてもよい。この場合、金属膜106は、絶縁膜110、および絶縁膜110から露出した底面104bとその近傍の側壁104aと接する。したがって、絶縁膜110の一部は基板102と金属膜106に挟まれる。絶縁膜110は例えば酸化ケイ素や窒化ケイ素、酸化窒化ケイ素、窒化酸化ケイ素などのケイ素含有無機化合物を含むことができる。
As shown in FIG. 2, the
2.溝の構造
溝104の幅(すなわち平行断面における最小長)Lwに対する溝104の深さ(すなわち底面104bと基板102の上面までの距離)Ldの比(アスペクト比)は任意に設定でき、たとえば5以上200以下、5以上100以下、5以上50以下、あるいは10以上30以下とすることができる(図2参照)。Ldは、50μm以上1000μm以下、50μm以上500μm以下、あるいは50μm以上200μm以下とすることができ、典型的には100μmである。Lwは、1μm以上50μm以下、1μm以上20μm以下、あるいは1μm以上10μm以下とすることができる。
2. 2. Groove structure The ratio (aspect ratio) of the depth of the
図2に模式的に示すように、少なくとも一つの溝104の底面104bは非平坦であり、凹凸形状112を有する。この凹凸形状112の詳細な模式図を図3に示す。図3に示すように、凹凸形状112は、底面104bから突き出た少なくとも一つの針状の突起(柱状の構造体であり、ピラーとも呼ばれる)112aによって構成される。突起112aの下端は底面104bと一致する。後述するように、突起112aは平坦、あるいは比較的滑らかな底面104bをエッチング加工することによって形成されるため、突起112aは基板102に含まれる材料を含有する。突起112aの側面の少なくとも一部は金属膜106と接する。
As schematically shown in FIG. 2, the
突起112aの下端の幅(すなわち、xz平面に平行な断面(以下、垂直断面)における幅)をLa、突起112aの高さ、すなわち突起112aの下端から頂点までの距離をLbとすると、突起112aのアスペクト比、すなわち、幅Laに対する高さLbは、1よりも大きく50以下、5以上50以下、あるいは10以上30以下とすることができる。換言すると、少なくとも一つの突起112aは、上述した範囲のアスペクト比を有する。突起112aの高さLbは、例えば100nm以上20μm以下、1μm以上20μm以下、あるいは1μm以上10μm以下とすることができる。突起112aの幅Laは、例えば5nm以上500nm以下、10nm以上500nm以下、あるいは50nm以上200nm以下とすることができる。すなわち、少なくとも一つの突起112aは、上述した範囲の高さLbと幅Laを有し、複数の突起112aの高さLbと幅Laにはそれぞれ分布が存在する。
Let La be the width of the lower end of the protrusion 112a (that is, the width in a cross section parallel to the xz plane (hereinafter, vertical cross section) ) , and L b be the height of the
上述したように、絶縁膜110は底面104b近傍の側壁104aを覆わず、この領域で側壁104aは絶縁膜110から露出する。突起112aは、この露出した側壁104aに挟まれるように形成される。例えば、側壁104aのうち絶縁膜110から露出した部分の高さ(すなわち、絶縁膜110の溝104における下端から底面104bまでの距離)をLcとすると、以下の式が成立するように構造体100を構成することができる。換言すると、絶縁膜110、および突起112aの少なくとも一つは、以下の式が満たされるように形成される。
La<Lb<Lc
As described above, the insulating
L a <L b <L c
突起112aの垂直断面の形状に制約は無く、図3の拡大図に示すように、垂直断面における形状が上面を有する多角形でも良く、あるいは上部が実質的に三角形の形状を有していてもよい。図示しないが、突起112aの平面断面の形状にも制約は無く、円形、楕円形、多角形でも良く、これらが混在していてもよい。
There are no restrictions on the shape of the vertical cross section of the
構造体100の製造方法は第2実施形態で述べるが、溝104に形成される金属膜106は電解めっき法を適用して形成される。電解めっき法では、基板102に給電して溝104内にめっき液に含まれる金属イオンを0価の金属として析出させる。この時、底面104bに突起112aを設けることで、突起112aに電界が集中し、突起112aが形成された底面104bに大きな電流を供給することができる。このため、高密度で金属膜106が形成できるだけでなく、複数の溝104に突起112aを形成することで、複数の溝104からほぼ同時に金属の析出を開始することができる。その結果、複数の溝104に形成される金属膜106の高さH(底面104bから金属膜106の上面までの距離)のばらつき(基板面内における高さHのばらつき)を大幅に低減することができる。例えば、以下の式で表される高さ分布HDを1よりも大きく1.2以下、1よりも大きく1.1以下、あるいは1よりも大きく1.05以下に制御することが可能である。ここで、NiはHiの高さを有する金属膜106の数である。
The method for manufacturing the
また、突起112aを底面104bに複数有することで、アンカー効果により金属膜106が溝104から脱離する確率を大幅に低減することができる。このため、本開示の構成を有する構造体100は、高い散乱線除去能力と耐久性を備えるX線撮像回折格子として用いることが可能である。
Further, by having a plurality of
3.変形例
溝104の構造は上述した構造に限られない。図3に示した例では、突起112aは溝104の底面104bの全体にわたって形成されているが、突起112aは必ずしも底面104bに均一に分布する必要は無く、不均一に分布してもよい。すなわち、底面104bは、突起112aの存在密度が異なる領域を複数有することができる。具体的には図4に示すように、突起112aは底面104bの中央部には形成されず、溝104の側壁104a近傍に選択的に分布するよう、溝104の構造を制御してもよい。逆に、図5に示すように、側壁104aには形成されず、底面104bの中央部とその近傍に選択的に分布するように突起112aを形成してもよい。
3. 3. Modification example The structure of the
あるいは図6に示すように、垂直断面において突起112aの下端を通る近似曲線が基板102の底面方向に突き出るよう、溝104を構成してもよい。すなわち、底面104bが窪み、その窪んだ底面104b上に複数の突起112aを有するように溝104を形成してもよい。
Alternatively, as shown in FIG. 6, the
あるいは図7に示すように、側壁104aは凹部(スキャロップ)114を複数有していてもよい。この場合、凹部114の形状を反映し、絶縁膜110の側壁104aと接する部分も凹部を有する。
Alternatively, as shown in FIG. 7, the
構造体100は底面104b付近において空洞(ボイド)116を有していてもよい。具体的には図8に示すように、構造体100は、底面104bと金属膜106に囲まれる少なくとも一つの空洞116を有することができる。突起112aは空洞116と接してもよい。すなわち、少なくとも一つの突起112aは、その側面の一部が金属膜106と接しなくてもよい。
The
上述した変形例を適用しても、基板102への給電時に突起112aに電界を集中させることができるため、高密度で金属膜106が形成できるだけでなく、複数の溝104に形成される金属膜106の高さHのばらつきを大幅に低減することができる。
Even if the above-mentioned modification is applied, the electric field can be concentrated on the
(第2実施形態)
本実施形態では、構造体100の製造方法について述べる。第1実施形態で述べた構成と同様、あるいは類似する構成については説明を省略することがある。
(Second Embodiment)
In this embodiment, a method for manufacturing the
最初に、基板102上にマスク120を形成する(図9(A))。マスク120は溝104の形成時に基板102に対する保護膜として機能し、溝104を形成しない領域に配置される。マスク120は、液状のレジストをスピンコート法、ディップコーティング、印刷法などの湿式法によって基板102の上に形成される。あるいは感光性のフィルム状レジストをラミネート法などによって基板102の上に形成してもよい。この後、フォトマスクを介して光や電子線を照射し、引き続き現像することでマスク120が形成される。あるいは基板102の表面を酸化して酸化ケイ素の膜を形成し、これをエッチング加工してマスク120を形成してもよい。
First, the
この後、マスク120の開口部に対してエッチングを行って溝104を形成する(図9(B))。溝104の形成は、例えば以下のような手法で行うことができる。
After that, the opening of the
具体的には、以下に述べる二つのステップ(第1のステップ、第2のステップ)を交互に繰り返し、アスペクト比の高い溝104を形成する。第1のステップは基板102を主に垂直方向に異方的にエッチングするステップであり、誘電体を介してアンテナコイルが設置されたチャンバー内で行われる反応性イオンエッチングである。アンテナコイルに高周波電圧を印加してチャンバー内部に高周波(例えば13.56MHz)の磁界を発生させる。基板102はチャンバー内に設置した電極の上に配置され、電極とそれに対向する接地電極間にラジオ波(RF)の周波数で電圧(RF電圧)が印加される。ラジオ波の周波数には限定されないが、主にLF帯に相当する周波数が用いられる。これにより、基板102に対して電圧のバイアスがかかる。この状態で、フッ素を含有し、炭素を含まないガス(第1のガス)をチャンバーに導入し、高周波の磁界を与えてプラズマを発生させ、プラズマを基板102へ照射する(図10(A))。第1のガスとしては六フッ化硫黄(SF6)などが挙げられる。第1のガスとともに、アルゴンや酸素(O2)を共存させてもよい。第1のガスの圧力は、1Paから25Pa、典型的には3Paとすることができる。第1のステップの時間は、1secから5sec、典型的には2secとすることができる。RF電圧のパワーは、30Wから180W、典型的には160Wとすることができる。この第1のステップにより、図10(B)に示すように、マスク120の開口部で異方的にエッチングが進行し、基板102の表面に対してほぼ垂直方向に掘られた開口122が形成される。
Specifically, the two steps described below (first step, second step) are alternately repeated to form a
この後、第2のステップを行う。第2のステップは、第1のステップで形成された開口122の底面と側壁、およびマスク120の上面に保護膜124を化学気相成長させるステップである。具体的には、プラズマ存在下、フッ素と炭素を含有するガス(第2のガス)を用いて基板102を処理する。第2のガスとしては、四フッ化炭素(CF4)、オクタフルオロシクロブタン(C4F8)、デカフルオロシクロペンタン(C5F10)、ヘキサフルオロブタジエン(C4F6)などのフッ素含有アルカン、シクロアルカン、アルケンなどを用いることができ、典型的にはC4F8である。この時、基板102を設置した電極と接地電極間には電圧は印加しなくてもよい。第2のガスのプラズマは、アンテナコイルに与えられる高周波電圧によって発生する磁界により発生する。第2のステップにおいて、第2のガスの圧力は1Paから10Pa、典型的には2Pa、処理時間は1.0secから4.0sec、典型的には2secとすることができる。第2のステップにより、図10(C)に示すように、開口122の底面、側壁、およびマスク120の上面に保護膜124が形成される。保護膜124は、主に炭素―フッ素結合を有する高分子を含有する。
After this, the second step is performed. The second step is a step of chemically vapor deposition of the
第2のステップを行った後、再び第1のステップを行うことで、マスク120の上面と開口122の底面に形成された保護膜124が除去され、かつ、開口122において基板102がほぼ異方的にさらにエッチングされ、より深い開口122が形成される(図11(A))。この後、再度第2のステップを行って開口122の側壁と底面、およびマスク120の上面に保護膜124が形成される(図11(B))。このように、必要な深さの溝104が形成されるまで第1のステップと第2のステップを交互に繰り返す。図9(B)は、最後の第2のステップが終了し、さらに第1のステップが完了した段階を模式的に示す断面図である。この状態では、溝104の側壁104aの一部に保護膜124が形成され、底面104b、および底面104bから連続する側壁104aの一部は保護膜124から露出する。
By performing the first step again after performing the second step, the
なお、第1のステップのエッチングは、必ずしも完全な異方性エッチングである必要は無く、一部が等方的に進行してもよい。この場合、図12(A)に示すように、開口122の側壁は、マスク120の一部に重なるように窪んだ形状となり、第2のステップにおいて開口122の底面と窪んだ側壁、およびマスク120の上面が保護膜124によって覆われる(図12(B))。引き続き第1のステップ、第2のステップを交互に繰り返すことで、開口122の側壁に複数のスキャロップが114が形成される(図13(A)、図13(B))。
The etching in the first step does not necessarily have to be completely anisotropic etching, and a part of the etching may proceed isotropically. In this case, as shown in FIG. 12A, the side wall of the
図9(B)に示すように溝104が形成されたのち、保護膜124とマスク120をアッシングにより除去し、その後、絶縁膜110を形成する(図14(A))。絶縁膜110は、溝104の底面104bを覆わず、基板102の上面と側壁104aを覆うように形成される。また、底面104bから連続する側壁104aの一部を覆わないように形成することが好ましい。絶縁膜110は、上述したケイ素含有無機化合物を含むことができ、スパッタリング法、化学気相堆積(CVD)法、熱酸化法などを適用して形成することができる。スパッタリング法を用いる場合、基板102をスパッタリングターゲットに対して斜めに配置して(斜めスパッタ法)絶縁膜110を形成してもよい。これにより、底面104b、および側壁104aのうち底面104bから連続する部分を絶縁膜110から容易に露出させることができる。熱酸化法を用いる場合、溝104の底面104bやその近傍の側壁104aも絶縁膜110によって覆われることがあるが、その場合には少なくとも底面104b上に形成された絶縁膜110を反応性イオンエッチングなどによって除去すればよい。
After the
その後、凹凸形状112を形成する。具体的には、プラズマ存在下、第1のガスを用いて底面104bに対して反応性イオンエッチングを行う。例えば溝104の形成時と比較して穏和な条件下で第1のステップを行う。具体的には、溝104の形成時と比較して処理時間を短くする、あるいはRF電圧のパワーを低くして第1のステップを行えばよい。また、第2のステップは、溝104の形成時と比較してより保護膜124が速く成長する条件下で行う。具体的には、第2のステップの処理時間を溝104の形成時と比較して長くすればよい。溝104の形成時に使用されるこれらのパラメータのうち一つのみを変更してもよく、複数を変更してもよい。これにより、底面104bが基板102の底面方向に後退しつつ、図3に示す突起112aが底面104b上に形成される(図14(B))。
After that, the
この後、基板102に対して給電を行い、銅や金などの金属を電解めっき成長させて金属膜106を溝104に形成する(図15)。図示しないが、電解めっきを行う前に、底面104bの少なくとも一部を覆うように溝104にシード層を設けてもよい。シード層はチタン、ニッケル、クロム、銅、金などの金属、あるいはこれらの合金などを含み、典型的には銅を含むことができる。シード層は蒸着法などを利用して形成すればよい。基板102の電気抵抗が高い場合には、シード層を形成することで効率よく金属膜106を形成することができる。
After that, power is supplied to the
なお、図示しないが、溝104を形成した後、マスク120を除去せずに絶縁膜110を形成してもよい。この場合には、マスク120と絶縁膜110が互いに接する。
Although not shown, the insulating
また、上述した第1のステップと第2のステップを交互に繰り返して溝104を形成した後、引き続き底面104bに対してエッチング処理を行って凹凸形状112を形成してもよい。すなわち、図9(B)に示した構造が得られたのち、チャンバーから基板102を取り出すことなく連続的にエッチングを行って突起112aを形成してもよい(図16(A))。この後マスク120と保護膜124を除去し、CVD法やスパッタリング法を適用して絶縁膜110が形成される。これにより、基板102の上面と側壁104aの一部に絶縁膜110を形成することができ(図16(B))、引き続く電解めっき法により金属膜106が溝104内に形成される(図15参照)。
Further, after forming the
なお、図9(B)に示した構造の保護膜124とマスク120を除去した後に形成される絶縁膜110(図14(A)参照)を基板102の上面、および溝104の側壁104aと底面104bを覆うように形成してもよい(図17(A))。上述したように、絶縁膜110はスパッタリング法、CVD法、熱酸化法などを適用して形成することができるが、熱酸化法を用いることによって基板102の表面全体に比較的均一な厚さの酸化ケイ素を含む膜を絶縁膜110として形成することができる。
The insulating film 110 (see FIG. 14A) formed after removing the
この場合、さらに追加的に絶縁膜111を基板102の上面に形成する(図17(B))。絶縁膜111は上述したケイ素含有無機化合物を含むことができ、スパッタリング法、CVD法などを適用して形成することができる。スパッタリング法を用いる場合、斜めスパッタ法を用いて絶縁膜111を形成することで、選択的に基板102の上面に絶縁膜111を形成することができる。ただし、図示しないが、溝104の側壁104aや底面104bにも絶縁膜111が形成されてもよい。この場合でも、斜めスパッタ法を用いることで、基板102上における絶縁膜111の厚さを側壁104aや底面104b上のそれよりも大きくすることができる。
In this case, an insulating
この後、絶縁膜110、111に対してエッチングを行う。これにより、溝104の底面104bが露出するが、基板102上には絶縁膜110と絶縁膜111が存在しているため、基板102の上面は絶縁膜110から露出しない(図18(A))。なお、図18(A)では絶縁膜111が除去されて絶縁膜110が選択的に残存する態様が示されているが、絶縁膜111の一部が絶縁膜110上に残存するように反応性イオンエッチングを行ってもよい。こののち、上述した方法と同様に凹凸形状112を形成することで、底面104bに突起112aを形成することができる(図14(B))。なお、絶縁膜111の形成前に反応性イオンエッチングによって凹凸形状112を形成してもよい。この場合、基板102上面の絶縁膜110は同時に除去される可能性があるが、その後絶縁膜111の形成と同様の手法を用いて絶縁膜110を基板102の上面に形成すればよい。
After that, etching is performed on the insulating
上述したように、突起112aに起因して底面104bに電界集中が起こり、選択的に底面104bから金属の析出が生じるため、複数の溝104においてほぼ同時に金属の析出を開始することができる。このため、金属膜106の高さHのばらつきを大幅に低減することができる。
As described above, since the electric field concentration occurs on the
本開示の実施形態として上述した各実施形態は、相互に矛盾しない限りにおいて、適宜組み合わせて実施することができる。また、各実施形態を基にして、当業者が適宜構成要素の追加、削除もしくは設計変更を行ったものも、本開示の要旨を備えている限り、本開示の範囲に含まれる。 Each of the above-described embodiments as the embodiments of the present disclosure can be appropriately combined and implemented as long as they do not contradict each other. Further, as long as the gist of the present disclosure is provided, those skilled in the art who appropriately add, delete, or change the design based on each embodiment are also included in the scope of the present disclosure.
また、上述した各実施形態によりもたらされる作用効果とは異なる他の作用効果であっても、本明細書の記載から明らかなもの、又は、当業者において容易に予測し得るものについては、当然に本開示によりもたらされるものと理解される。 In addition, even if the effects are different from the effects brought about by each of the above-described embodiments, those that are clear from the description of the present specification or those that can be easily predicted by those skilled in the art are of course. It is understood to be brought about by this disclosure.
100:構造体、102:基板、104:溝、104a:側壁、104b:底面、106:金属膜、108:有底孔、110:絶縁膜、111:絶縁膜、112:凹凸形状、112a:突起、114:凹部、116:空洞、120:マスク、122:開口、124:保護膜 100: Structure, 102: Substrate, 104: Groove, 104a: Side wall, 104b: Bottom surface, 106: Metal film, 108: Bottom hole, 110: Insulation film, 111: Insulation film, 112: Concavo-convex shape, 112a: Projection , 114: concave, 116: cavity, 120: mask, 122: opening, 124: protective film
Claims (18)
前記溝内に位置する金属膜、および
前記溝の側壁の一部、および前記基板の上面と接する絶縁膜を有し、
前記溝の底面は、前記基板に含まれる材料を含有する複数の突起を備え、
前記複数の突起の少なくとも一つは、1よりも大きく50以下のアスペクト比を有し、
前記絶縁膜の下端は、前記溝内において前記底面から離れ、
前記底面から前記下端までの距離は、前記複数の突起の最大高さよりも大きい構造体。 A substrate with at least one groove ,
The metal film located in the groove and
It has an insulating film that is in contact with a part of the side wall of the groove and the upper surface of the substrate.
The bottom surface of the groove comprises a plurality of protrusions containing the materials contained in the substrate.
At least one of the plurality of protrusions has an aspect ratio greater than 1 and 50 or less.
The lower end of the insulating film is separated from the bottom surface in the groove.
A structure in which the distance from the bottom surface to the lower end is larger than the maximum height of the plurality of protrusions .
前記溝内に位置する金属膜、および The metal film located in the groove and
前記金属膜と前記溝の底面に囲まれる空洞を有し、 It has a cavity surrounded by the metal film and the bottom surface of the groove.
前記底面は、前記基板に含まれる材料を含有する複数の突起を備え、 The bottom surface comprises a plurality of protrusions containing the materials contained in the substrate.
前記複数の突起の少なくとも一つは、1よりも大きく50以下のアスペクト比を有する構造体。 At least one of the plurality of protrusions is a structure having an aspect ratio of more than 1 and 50 or less.
前記溝内に位置する金属膜、および The metal film located in the groove and
前記溝の側壁の一部、および前記基板の上面と接する絶縁膜を有し、 It has an insulating film that is in contact with a part of the side wall of the groove and the upper surface of the substrate.
前記溝の底面は、前記基板に含まれる材料を含有する複数の突起を備え、 The bottom surface of the groove comprises a plurality of protrusions containing the materials contained in the substrate.
前記複数の突起の少なくとも一つは、1よりも大きく50以下のアスペクト比を有し、 At least one of the plurality of protrusions has an aspect ratio greater than 1 and 50 or less.
前記複数の突起は、前記溝の深さ方向において、前記絶縁膜から露出する構造体。 The plurality of protrusions are structures exposed from the insulating film in the depth direction of the groove.
前記金属膜は、ケイ素よりもX線に対する透過率が小さい、請求項1から3のいずれか一項に記載の構造体。 The material is silicon
The structure according to any one of claims 1 to 3, wherein the metal film has a smaller transmittance for X-rays than silicon.
前記基板の前記マスクに覆われていない領域を異方的にエッチングする第1のステップと前記第1のステップでエッチングされた前記基板上に保護膜を形成する第2のステップを交互に繰り返すことにより、少なくとも一つの溝を基板に形成すること、
前記マスクと前記保護膜を除去すること、
前記基板の前記上面、および前記溝の側壁の一部に接する絶縁膜を、前記溝の底面が露出されるように形成すること、
前記溝の底面に対してドライエッチングを行うことによって前記基板に含まれる材料を含有する複数の突起を前記底面に形成すること、および
前記溝に金属膜を形成することを含み、
前記ドライエッチングは、前記複数の突起の少なくとも一つが1よりも大きく50以下のアスペクト比を有するように行われ、
前記絶縁膜は、前記絶縁膜の下端が前記溝内において前記底面から離れ、前記底面から前記下端までの距離が前記複数の突起の最大高さよりも大きくなるように形成される、構造体を製造する方法。 Forming a mask on the top surface of the substrate,
The first step of anisotropically etching the area of the substrate not covered by the mask and the second step of forming a protective film on the substrate etched in the first step are alternately repeated. To form at least one groove on the substrate,
Removing the mask and the protective film,
To form an insulating film in contact with the upper surface of the substrate and a part of the side wall of the groove so that the bottom surface of the groove is exposed.
It includes forming a plurality of protrusions containing the material contained in the substrate on the bottom surface by performing dry etching on the bottom surface of the groove, and forming a metal film on the groove.
The dry etching is performed so that at least one of the plurality of protrusions has an aspect ratio of more than 1 and 50 or less .
The insulating film manufactures a structure in which the lower end of the insulating film is separated from the bottom surface in the groove and the distance from the bottom surface to the lower end is larger than the maximum height of the plurality of protrusions. how to.
前記基板の前記マスクに覆われていない領域を異方的にエッチングする第1のステップと前記第1のステップでエッチングされた前記基板上に保護膜を形成する第2のステップを交互に繰り返すことにより、少なくとも一つの溝を基板に形成すること、 The first step of anisotropically etching the area of the substrate not covered by the mask and the second step of forming a protective film on the substrate etched in the first step are alternately repeated. To form at least one groove on the substrate,
前記溝の底面に対してドライエッチングを行うことによって前記基板に含まれる材料を含有する複数の突起を前記底面に形成すること、 By performing dry etching on the bottom surface of the groove, a plurality of protrusions containing the material contained in the substrate are formed on the bottom surface.
前記ドライエッチング後に前記マスクと前記保護膜を除去すること、 Removing the mask and the protective film after the dry etching,
前記基板の前記上面、および前記溝の側壁の一部と接する絶縁膜を、前記溝の底面が露出されるように形成すること、および An insulating film in contact with the upper surface of the substrate and a part of the side wall of the groove is formed so that the bottom surface of the groove is exposed.
前記溝に金属膜を形成することを含み、 Including forming a metal film in the groove,
前記ドライエッチングは、前記複数の突起の少なくとも一つが1よりも大きく50以下のアスペクト比を有するように行われ、 The dry etching is performed so that at least one of the plurality of protrusions has an aspect ratio of more than 1 and 50 or less.
前記絶縁膜は、前記絶縁膜の下端が前記溝内において前記底面から離れ、前記底面から前記下端までの距離が前記複数の突起の最大高さよりも大きくなるように形成される、構造体を製造する方法。 The insulating film is formed so that the lower end of the insulating film is separated from the bottom surface in the groove and the distance from the bottom surface to the lower end is larger than the maximum height of the plurality of protrusions. how to.
前記溝の底面に対してドライエッチングを行うことによって前記基板に含まれる材料を含有する複数の突起を前記底面に形成すること、 By performing dry etching on the bottom surface of the groove, a plurality of protrusions containing the material contained in the substrate are formed on the bottom surface.
前記基板の上面および前記溝の側壁の一部と接する絶縁膜を形成すること、および Forming an insulating film in contact with the upper surface of the substrate and a part of the side wall of the groove, and
前記溝に金属膜を形成することを含み、 Including forming a metal film in the groove,
前記ドライエッチングは、前記複数の突起の少なくとも一つが1よりも大きく50以下のアスペクト比を有するように行われ The dry etching is performed so that at least one of the plurality of protrusions has an aspect ratio of more than 1 and 50 or less.
前記絶縁膜は、前記突起が前記溝の深さ方向において前記絶縁膜から露出するように形成される、構造体を製造する方法。 The insulating film is a method for manufacturing a structure in which the protrusions are formed so as to be exposed from the insulating film in the depth direction of the groove.
前記金属膜は、ケイ素よりもX線に対する透過率が小さい、請求項11から13のいずれか一項に記載の方法。 The material is silicon
The method according to any one of claims 11 to 13, wherein the metal film has a smaller transmittance for X-rays than silicon.
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Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20060006559A1 (en) | 2004-07-09 | 2006-01-12 | Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. | Light guide plate mold and method for manufacturing the same |
JP2011512010A (en) | 2008-02-12 | 2011-04-14 | マサチューセッツ インスティテュート オブ テクノロジー | Small battery and electrodes used for it |
JP2012079960A (en) | 2010-10-04 | 2012-04-19 | Denso Corp | Capacitor structure and method for manufacturing the same |
US20120099702A1 (en) | 2009-06-16 | 2012-04-26 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Correction method for differential phase contrast imaging |
JP5420923B2 (en) | 2009-02-10 | 2014-02-19 | 株式会社ナノクリエート | Manufacturing method of X-ray Talbot diffraction grating |
JP5773624B2 (en) | 2010-01-08 | 2015-09-02 | キヤノン株式会社 | Manufacturing method of fine structure |
JP6070555B2 (en) | 2011-07-27 | 2017-02-01 | コニカミノルタ株式会社 | Metal grid manufacturing method |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4499390B2 (en) * | 2003-09-09 | 2010-07-07 | パナソニック株式会社 | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
JP6024019B2 (en) * | 2012-11-01 | 2016-11-09 | 株式会社フジクラ | Printed circuit board and manufacturing method thereof |
-
2018
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Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20060006559A1 (en) | 2004-07-09 | 2006-01-12 | Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. | Light guide plate mold and method for manufacturing the same |
JP2011512010A (en) | 2008-02-12 | 2011-04-14 | マサチューセッツ インスティテュート オブ テクノロジー | Small battery and electrodes used for it |
JP5420923B2 (en) | 2009-02-10 | 2014-02-19 | 株式会社ナノクリエート | Manufacturing method of X-ray Talbot diffraction grating |
US20120099702A1 (en) | 2009-06-16 | 2012-04-26 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Correction method for differential phase contrast imaging |
JP5773624B2 (en) | 2010-01-08 | 2015-09-02 | キヤノン株式会社 | Manufacturing method of fine structure |
JP2012079960A (en) | 2010-10-04 | 2012-04-19 | Denso Corp | Capacitor structure and method for manufacturing the same |
JP6070555B2 (en) | 2011-07-27 | 2017-02-01 | コニカミノルタ株式会社 | Metal grid manufacturing method |
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