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JP2001308109A - Semiconductor device and its manufacturing method - Google Patents

Semiconductor device and its manufacturing method

Info

Publication number
JP2001308109A
JP2001308109A JP2000120801A JP2000120801A JP2001308109A JP 2001308109 A JP2001308109 A JP 2001308109A JP 2000120801 A JP2000120801 A JP 2000120801A JP 2000120801 A JP2000120801 A JP 2000120801A JP 2001308109 A JP2001308109 A JP 2001308109A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor substrate
via hole
etching
main surface
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000120801A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masafumi Fukuda
雅史 福田
Shogo Kurohara
祥吾 黒原
Yukio Nakamura
行雄 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP2000120801A priority Critical patent/JP2001308109A/en
Publication of JP2001308109A publication Critical patent/JP2001308109A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device having a relatively deep (50 μm or longer) via hole. SOLUTION: The source, drain, and gate of an FET are formed on the main surface of a semiconductor substrate, and the main surface of the semiconductor substrate is coated with high-viscosity resist by 14 μm or longer. After that, the semiconductor substrate is maintained at normal temperature or less, Cl2 is selected to be at least equal to BCl3, and the semiconductor substrate region at the lower part of an opening hole window is etched.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板の表面
側から裏面側へ貫通するバイアホールを有する半導体装
置及びその製造方法に係り、特に、GaAsFETや、
MMIC(マイクロ波モノリシック集積回路)に好適な
ものに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device having a via hole penetrating from the front side to the back side of a semiconductor substrate, and a method of manufacturing the same.
The present invention relates to a device suitable for an MMIC (microwave monolithic integrated circuit).

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体基板の表面と裏面とを電気的接続
するためのバイアホールを備えた半導体装置やその製造
方法については、たとえば特開平4−7845号公報
(以下従来技術1と記す)、特開平2−54937号公
報(以下従来技術2と記す)、特開平8−78437号
公報(以下従来技術3と記す)、特開平10−3031
98号公報(以下従来技術4と記す)に示されている。
2. Description of the Related Art A semiconductor device having a via hole for electrically connecting a front surface and a back surface of a semiconductor substrate and a method of manufacturing the same are described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-7845 (hereinafter referred to as "prior art 1"). JP-A-2-54937 (hereinafter referred to as Prior Art 2), JP-A-8-78437 (hereinafter referred to as Prior Art 3), and JP-A-10-3031.
No. 98 (hereinafter referred to as prior art 4).

【0003】バイアホール構造を有するGaAsFE
T、MMIC(マイクロ波モノリシック集積回路)は、
ボンディングワイヤによってソース電極を接地する場合
に比べて、接地インダクタンスが小さくなるのでマイク
ロ波帯などに好適であるとされている。
GaAsFE having via-hole structure
T, MMIC (microwave monolithic integrated circuit)
It is said that it is suitable for a microwave band or the like because the ground inductance is smaller than when the source electrode is grounded by a bonding wire.

【0004】図7は従来技術1に示されたこの種の半導
体装置を示す。GaAs基板1の表面には、ソース電極
2a、ドレイン電極2b、ゲート電極3が設けられてい
る。そして、ソース電極2aと接続したAu等のメタラ
イズパターン7aやドレイン電極2bと接続した配線パ
ターン7bが形成されている。また、裏面メタライズ8
を行い、これをソース電極2aと電気的に導通させてい
る。
FIG. 7 shows a semiconductor device of this type shown in Prior Art 1. On the surface of the GaAs substrate 1, a source electrode 2a, a drain electrode 2b, and a gate electrode 3 are provided. Then, a metallized pattern 7a of Au or the like connected to the source electrode 2a and a wiring pattern 7b connected to the drain electrode 2b are formed. Also, back metallization 8
To electrically connect the source electrode 2a to the source electrode 2a.

【0005】また、バイアホール9の開孔はGaAs基
板1の裏面よりこの基板を30μmまで薄く加工して形
成している。
The opening of the via hole 9 is formed by processing the GaAs substrate 1 to a thickness of 30 μm thinner than the back surface of the substrate.

【0006】また、第2頁左下欄第14行〜同第20行
には「半導体基板の表面よりバイアホールを開孔する方
法は、その製造過程において、半導体基板を薄くしてい
く工程を有しており、バイアホール底部を露出させた時
に半導体基板の厚みのバラツキにより、バイアホール底
部には第2図(c) に示したように突起が発生す
る。」と記載している。
On the second page, the lower left column, lines 14 to 20 states, “The method of forming a via hole from the surface of a semiconductor substrate includes a step of thinning the semiconductor substrate in the manufacturing process. When the bottom of the via hole is exposed, a projection is generated at the bottom of the via hole due to the variation in the thickness of the semiconductor substrate, as shown in FIG. 2 (c). "

【0007】また従来技術2にも、MMIC等に用いら
れるGaAsFET、MMIC等にバイアホールを形成
する方法が示されている。たとえば、従来技術2の第6
頁右下欄第17行〜同第7頁右上欄第1行において、ま
ず、「今回、RIE法によるGaAs基板に対するV/
H形成法として、反応ガスのプラズマ中での置換時間(r
esidence time)の低減がアスペクト比が高く、かつ高速
エッチング法として有効であることが発見できたのが本
発明のバイアホール電極構造を可能にしている。」との
説明、また、「例えばCl2+Ar系ガスを供給ガスと
した上記の圧力条件下において、・・・・・・・エッチ
ング深さ〜300μm/100min 、アスペクト比10
以上程度のものが得られており、このエッチングレート
はパワー密度の増加および置換時間の減少により増加傾
向を示す。」と示している。
Further, Prior Art 2 also discloses a method of forming a via hole in a GaAs FET, MMIC, or the like used for an MMIC or the like. For example, the sixth prior art 2
In line 17 in the lower right column of the page to line 1 in the upper right column of the same page 7, first, "This time, the V / V
As the H formation method, the replacement time (r
It has been found that the reduction of the elongation time has a high aspect ratio and is effective as a high-speed etching method, which enables the via-hole electrode structure of the present invention. In addition, "under the above pressure conditions using, for example, a Cl 2 + Ar-based gas as a supply gas,..., Etching depth to 300 μm / 100 min, aspect ratio 10
The above values are obtained, and this etching rate shows an increasing tendency due to an increase in the power density and a decrease in the replacement time. ".

【0008】また、第8頁左上欄第12行〜同第16行
に「又、V/H孔内反応生成物として、レジストのみを
マスクに用いた時、側壁にレジスト材を主成分とする残
渣物を生成しやすく、V/H孔形状の再現性の低下をも
たらす。」との記載があり、バイアホール(V/H)内
に残渣物が生じることを指摘している。
[0008] Further, on page 8, upper left column, lines 12 to 16, "When only a resist is used as a mask as a reaction product in a V / H hole, a resist material is mainly used on the side wall. A residue is easily generated, resulting in a decrease in reproducibility of the V / H hole shape. ", Which points out that a residue is generated in a via hole (V / H).

【0009】バイアホールの大きさ(深さ)そのもの
は、GaAsFET、MMIC基板そのものの厚みに制
約を及ぼす。すなわち、形成できるバイアホールの深さ
がたとえば30μmとすれば基板の表面と裏面とを貫通
させるためには、基板全体の厚みも必然的に30μm程
度まで薄くしなければならない。しかし基板の薄板化は
反面機械的強度を低下させ好ましくないことである。
The size (depth) of the via hole itself imposes restrictions on the thickness of the GaAsFET or MMIC substrate itself. That is, if the depth of the via hole that can be formed is, for example, 30 μm, the thickness of the entire substrate must necessarily be reduced to about 30 μm in order to penetrate the front and back surfaces of the substrate. However, making the substrate thinner is unfavorable because it lowers the mechanical strength.

【0010】さらに従来技術3を参照すると、バイアホ
ール電極を用いた半導体装置及びその製造方法について
極めて詳細に示されている。ここで示されているバイア
ホールの直径は第[0162]段落に記載されているよ
うに開口径8〜10μm、その深さ30μm程度であ
る。この程度のサイズであれば従来技術3の第[000
2]段落にも示しているように、バイアホールの加工形
状や配置位置については特に問題するまでもなかった。
Further, with reference to Prior Art 3, a semiconductor device using a via hole electrode and a method of manufacturing the same are shown in great detail. The via hole shown here has an opening diameter of 8 to 10 μm and a depth of about 30 μm as described in the paragraph [0162]. With this size, the [000] of the prior art 3
2] As described in the paragraph, there is no particular problem in the processing shape and the arrangement position of the via hole.

【0011】また、従来技術4を参照すると、第[00
65]段落に、バイアホールを形成するタイプのGaA
s基板厚には150μm、100μm、30μmのもの
があると述べさらに、従来技術4の実施の形態1の技術
を適応できるのは100μmと30μmの膜厚のGaA
s基板のみであると説明している。
Further, referring to the prior art 4, the [00]
65] In the paragraph, GaAs of a type forming a via hole
s Substrate thicknesses of 150 μm, 100 μm, and 30 μm are mentioned. Further, the technology of the first embodiment of the prior art 4 can be applied only to GaAs having a film thickness of 100 μm and 30 μm.
It is described that only the s substrate is used.

【0012】以上の従来技術から明らかなように、バイ
アホールの深さはせいぜい100μm程度までが限界で
あった。
As is apparent from the above prior art, the depth of a via hole is limited to at most about 100 μm.

【0013】さて本発明者は、本発明に至るまでに種々
実験を試みた。特にバイアホールの深さが100μm以
上のバイアホールを形成する場合には、バイアホールの
加工形状に大きな支障が生じることを知見した。
The present inventor has conducted various experiments before reaching the present invention. In particular, it has been found that when a via hole having a via hole depth of 100 μm or more is formed, the processed shape of the via hole is greatly affected.

【0014】図6は発明者が本発明に至るまでに試みた
一実験を示す。図6において、GaAs基板20の主面
に高粘度レジスト(品名:PMER−N−Ca1000
PM、東京応化製)21を塗布し、その後、図示しない
エッチング装置の電極にGaAs基板を載せ約40℃の
温度に保持した。その後エッチング装置に、Cl2:B
Cl3:Arガスの流量比が6:6:1のエッチングガ
スを導入した。その結果、基板20には幅W1が約40
μm、深さH1が約100μmの溝24が形成された。
しかし、バイアホールは垂直にはエッチングされずに、
アンダーカット22が生じ、また針状残渣23がバイア
ホール(溝)の底部に生じていた。この針状残渣は針の
ような細い糸状のGaAsがエッチングされずに残った
もので、その大きさは幅が5〜20μm、高さが5〜5
0μmであった。
FIG. 6 shows one experiment which the inventor tried before reaching the present invention. In FIG. 6, a high-viscosity resist (product name: PMER-N-Ca1000) is formed on the main surface of the GaAs substrate 20.
PM, manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd.) 21. Thereafter, a GaAs substrate was placed on an electrode of an etching apparatus (not shown) and maintained at a temperature of about 40 ° C. Thereafter, Cl 2 : B is supplied to the etching apparatus.
An etching gas having a flow ratio of Cl 3 : Ar gas of 6: 6: 1 was introduced. As a result, the width W1 of the substrate 20 is about 40
A groove 24 having a thickness of about 100 μm and a depth H1 of about 100 μm was formed.
However, via holes are not etched vertically,
Undercuts 22 were formed, and needle-like residues 23 were formed at the bottoms of the via holes (grooves). The needle-like residue is fine thread-like GaAs, such as needles, remaining without being etched, and has a size of 5 to 20 μm in width and 5 to 5 μm in height.
It was 0 μm.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の課題を
解決するもので、その深さが50μm以上の比較的深い
バイアホールであるにもかかわらずアンダーカットや針
状残渣が生じない半導体装置およびその製造方法を提供
することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and a semiconductor device in which undercuts and needle-like residues do not occur despite the relatively deep via holes having a depth of 50 μm or more. And a method for producing the same.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明の請求項1記載の
発明は、半導体基板の主面上に形成されたFETと、前
記半導体基板の主面側に選択的に形成された高粘度レジ
ストパターンの開孔部から前記半導体基板の裏面側に向
かって設けられたバイアホールと、前記溝部に形成され
た金メッキ層と、前記FETの一電極と前記バイアホー
ルの金メッキ層に接続された導電体と、前記金メッキ層
と電気的に接続され前記半導体基板の裏面側に形成され
た配線とを備えた半導体装置である。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an FET formed on a main surface of a semiconductor substrate, and a high-viscosity resist selectively formed on the main surface of the semiconductor substrate. A via hole provided from the opening of the pattern toward the back side of the semiconductor substrate; a gold plating layer formed in the groove; and a conductor connected to one electrode of the FET and the gold plating layer of the via hole. And a wiring electrically connected to the gold plating layer and formed on the back side of the semiconductor substrate.

【0017】この構成により、半導体基板を実装する場
合、前記FETソース部が金ワイヤーの配線無しで実装
できるため、半導体装置の小型化が可能になる。
According to this configuration, when a semiconductor substrate is mounted, the FET source portion can be mounted without gold wire wiring, so that the semiconductor device can be downsized.

【0018】本発明の請求項2記載の発明は、請求項1
において、前記半導体基板の主面側に選択的に形成され
た粘度が500CP以上の高粘度レジストパターンの開
孔部から前記半導体基板の裏面側に向かって形成された
深さが50μm以上のバイアホールと、前記溝部に形成
された金メッキ層と、前記FETの一電極と前記バイア
ホールの金メッキ層に接続された導電体と、前記金メッ
キ層と電気的に接続され前記半導体基板の裏面側に形成
された配線とを備えた半導体装置である。
The second aspect of the present invention is the first aspect of the present invention.
A via hole having a depth of 50 μm or more formed from an opening of a high-viscosity resist pattern having a viscosity of 500 CP or more selectively formed on the main surface of the semiconductor substrate toward the back surface of the semiconductor substrate. A gold plated layer formed in the groove, a conductor connected to one electrode of the FET and the gold plated layer of the via hole, and a conductive layer electrically connected to the gold plated layer and formed on the back side of the semiconductor substrate. And a semiconductor device provided with the wiring.

【0019】この構成により、半導体基板を実装する場
合、前記FETソース部が金ワイヤーの配線無しで実装
できるため、半導体装置の小型化が可能になる。
According to this configuration, when a semiconductor substrate is mounted, the FET source portion can be mounted without gold wire wiring, so that the semiconductor device can be downsized.

【0020】本発明の請求項3記載の発明は、バイアホ
ールにチタンが形成され、そのチタンの上に金メッキ層
が形成され、さらにバイアホール内にポリイミドが充填
されている請求項1又は2記載の半導体装置である。
According to the invention of claim 3 of the present invention, titanium is formed in the via hole, a gold plating layer is formed on the titanium, and polyimide is filled in the via hole. Semiconductor device.

【0021】この構成によりGaAs基板へ金メッキが
安定して形成され、さらにバイアホールがポリイミド樹
脂によって充填されるので機械的強度に対する信頼性が
高められる。
With this configuration, gold plating is stably formed on the GaAs substrate, and the via holes are filled with the polyimide resin, so that the reliability with respect to mechanical strength is enhanced.

【0022】本発明の請求項4記載の発明は、半導体基
板の主面にソース、ドレインおよびゲートを形成し前記
半導体基板の主面を高粘度レジストで被覆する工程と、
前記高粘度レジスト上の所定の位置に開孔窓を形成する
工程と、前記半導体基板を常温以下に保持し、Cl2
BCl3ガスを含むエッチングガスによって、前記開孔
窓の下部の半導体基板領域をエッチングする工程を備え
た半導体装置の製造方法である。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method of forming a source, a drain and a gate on a main surface of a semiconductor substrate, and covering the main surface of the semiconductor substrate with a high-viscosity resist.
Forming an opening window in a predetermined position on the high viscosity resist, to hold the semiconductor substrate to room temperature or less, Cl 2,
A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a step of etching a semiconductor substrate region below an aperture window with an etching gas containing a BCl 3 gas.

【0023】この構成により、半導体基板内にその深さ
が50μm以上の比較的深くかつアンダーカットを抑止
したバイアホールを形成することができる。
According to this structure, a relatively deep via hole having a depth of 50 μm or more and undercut can be formed in the semiconductor substrate.

【0024】本発明の請求項5記載の発明は、半導体基
板の主面にFETを形成し前記半導体基板の主面を高粘
度レジストで被覆する工程と、前記高粘度レジスト上の
所定の位置に開孔窓を形成する工程と、前記半導体基板
を常温以下に保持し、Cl2,BCl3を含むエッチング
ガスを用いて、前記開孔窓の下部の半導体基板領域をエ
ッチングしてバイアホールを形成する工程と、前記バイ
アホールに金メッキを形成する工程と、前記バイアホー
ルにポリイミドを充填する工程と、前記半導体基板の裏
面側よりエッチング又は研磨して前記バイアホールに形
成された金メッキ層を露出させる工程と、前記半導体基
板の裏面側に配線層を形成する工程とを備えた半導体装
置の製造方法である。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method for forming an FET on a main surface of a semiconductor substrate and covering the main surface of the semiconductor substrate with a high-viscosity resist, Forming an aperture window, maintaining the semiconductor substrate at room temperature or lower, and etching the semiconductor substrate region below the aperture window using an etching gas containing Cl 2 and BCl 3 to form a via hole. Performing a step of forming gold plating in the via hole, filling the via hole with polyimide, and exposing or polishing the back surface side of the semiconductor substrate to expose the gold plating layer formed in the via hole. And a step of forming a wiring layer on the back side of the semiconductor substrate.

【0025】この構成により、半導体基板内にその深さ
が50μm以上の比較的深いバイアホールを形成するも
その機械的強度、半導体装置の品質信頼性の劣化を抑止
することができる。
With this configuration, even if a relatively deep via hole having a depth of 50 μm or more is formed in the semiconductor substrate, deterioration of the mechanical strength and the quality reliability of the semiconductor device can be suppressed.

【0026】本発明の請求項6記載の発明は、エッチン
グガスにArガスが添加されている請求項4又は5記載
の半導体装置の製造方法である。
The invention according to claim 6 of the present invention is the method of manufacturing a semiconductor device according to claim 4 or 5, wherein Ar gas is added to the etching gas.

【0027】この構成によって、バイアホールのエッチ
ング作用が高められる。
With this structure, the via hole etching effect is enhanced.

【0028】本発明の請求項7記載の発明は、半導体基
板を15℃以下に保持する請求項4又は5記載のもので
ある。
The invention according to claim 7 of the present invention is the invention according to claim 4 or 5, wherein the semiconductor substrate is kept at 15 ° C. or lower.

【0029】この構成により、アンダーカットを抑止し
たバイアホールを形成することができる。
With this configuration, a via hole in which undercut is suppressed can be formed.

【0030】本発明の請求項8記載の発明は、半導体基
板を被覆する高粘度レジストの厚みは14μm以上であ
る請求項4又は5記載の半導体装置の製造方法である。
The invention according to claim 8 of the present invention is the method for manufacturing a semiconductor device according to claim 4 or 5, wherein the thickness of the high-viscosity resist covering the semiconductor substrate is 14 μm or more.

【0031】この構成により、半導体基板の主面側から
裏面側に向かって、その深さが100μm以上の比較的
深いバイアホールを形成することができる。
According to this structure, a relatively deep via hole having a depth of 100 μm or more can be formed from the main surface side to the back surface side of the semiconductor substrate.

【0032】本発明の請求項9記載の発明は請求項4又
は5記載において、エッチングガスのCl2:BCl3
流量比が1:1〜5:1である半導体装置の製造方法で
ある。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device according to the fourth or fifth aspect, wherein the flow ratio of Cl 2 : BCl 3 of the etching gas is 1: 1 to 5: 1.

【0033】この構成により、エッチャントガスとして
のCl2をBCl3よりも流量を多くしたので基板をエッ
チングする働きを促進させることができる。
With this configuration, the flow rate of Cl 2 as an etchant gas is made larger than that of BCl 3 , so that the function of etching the substrate can be promoted.

【0034】本発明の請求項10記載の発明は、請求項
4又は5記載において、エッチングガスによって基板及
びその上の高粘度レジストが同時にエッチングされると
き、高粘度レジストのエッチング速度に対する基板のエ
ッチングの速度が5〜10倍になるようにCl2,BC
3,Arガスのレシオが選ばれている請求項4又は5
記載の半導体装置の製造方法である。
According to a tenth aspect of the present invention, in the fourth or fifth aspect, when the substrate and the high-viscosity resist thereon are simultaneously etched by the etching gas, the etching of the substrate with respect to the etching rate of the high-viscosity resist is performed. Cl 2 and BC so that the speed of
The ratio of l 3 and Ar gas is selected.
It is a manufacturing method of the semiconductor device described.

【0035】この構成によって、高粘度レジストを14
μm以上程度塗布することで、一度のエッチングにより
基板の中に50μm以上のバイアホールを形成すること
ができる。
With this configuration, a high-viscosity resist can be used for 14 times.
By applying about μm or more, via holes of 50 μm or more can be formed in the substrate by one etching.

【0036】本発明の請求項11記載の発明は、請求項
4又は5記載において、誘導型結合プラズマ(ICP)
装置に、Cl2,BCl3ガスを導入し、前記半導体基板
領域をエッチングする半導体装置の製造方法である。
The eleventh aspect of the present invention is the invention according to the fourth or fifth aspect, wherein the inductively coupled plasma (ICP) is used.
This is a method for manufacturing a semiconductor device in which Cl 2 and BCl 3 gases are introduced into the device and the semiconductor substrate region is etched.

【0037】この構成により、高密度プラズマで半導体
基板をエッチングすることになるので、エッチングの均
一性が高められる。
According to this structure, the semiconductor substrate is etched by the high-density plasma, so that the uniformity of the etching is improved.

【0038】[0038]

【発明の実施の形態】(実施の形態1)図1(a)はG
aAs基板30の主面に所定の方法でドレイン電極3
1、ゲート電極32、ソース電極33を形成した状態を
示す。その後の工程は図示しないが基板30の主面全体
に高粘度レジスト34を塗布し、選択的にレジストパタ
ーンを形成した。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (Embodiment 1) FIG.
The drain electrode 3 is formed on the main surface of the aAs substrate 30 by a predetermined method.
1 shows a state in which a gate electrode 32 and a source electrode 33 are formed. Although not shown in the subsequent steps, a high-viscosity resist 34 was applied to the entire main surface of the substrate 30 to selectively form a resist pattern.

【0039】図1(b)は、基板30の主面上に粘度が
500〜1000CPの高粘度レジスト(たとえば品
名;PMER−N−Ca500PM又は、PMER−N
−Ca1000PM;いずれも東京応化社製)34を塗
布した後、ソース電極33の近傍に開孔窓35を形成し
た状態を示す。開孔窓35はFETのソース電極が形成
された面と同じ基板30の主面上に形成した。これによ
って、マスク合わせ上の位置合わせズレ等の問題点は解
消される。なお、開孔窓の幅Wは適宜設定すればよいが
ここでは約50〜70μmに設定した。またレジストの
厚みtは23〜25μmである。ここで高粘度レジスト
を採用したのは半導体基板上に比較的厚く形成するため
であり、これが低粘度レジストであるとレジストが流動
してしまい基板30上にレジストを厚く形成することが
できないものとなる。すなわちレジストの厚みtを23
〜25μmと比較的厚く塗布できたのは高粘度レジスト
を用いたことによる。
FIG. 1B shows a high-viscosity resist having a viscosity of 500 to 1000 CP (for example, product name: PMER-N-Ca500PM or PMER-N) on the main surface of the substrate 30.
This shows a state in which an aperture window 35 is formed in the vicinity of the source electrode 33 after applying (−Ca1000PM; all manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd.) 34. The aperture window 35 was formed on the same main surface of the substrate 30 as the surface on which the source electrode of the FET was formed. Thereby, problems such as misalignment in mask alignment are solved. The width W of the aperture window may be set as appropriate, but is set here to about 50 to 70 μm. The thickness t of the resist is 23 to 25 μm. Here, the reason why the high-viscosity resist is adopted is that the resist is formed to be relatively thick on the semiconductor substrate. If this is a low-viscosity resist, the resist flows and the resist cannot be formed thick on the substrate 30. Become. That is, the thickness t of the resist is set to 23
The reason why the coating was able to be applied relatively thickly to 2525 μm is due to the use of a high-viscosity resist.

【0040】その後GaAs基板30に異方性エッチン
グを施し図1(c)に示すように幅Wが70μm、深さ
Hが150μmのバイアホール35を形成した。
Thereafter, the GaAs substrate 30 was subjected to anisotropic etching to form a via hole 35 having a width W of 70 μm and a depth H of 150 μm as shown in FIG.

【0041】その後図2(d)に示すように、高粘度レ
ジスト34をたとえば酸素アッシャーで除去し、その後
イソプロピルアルコール(IPa)、アセトン等で洗
浄、乾燥後、チタン又は金の少なくとも1つの層の第1
金属層36を基板30の全面に蒸着して形成した。第1
金属層36は基板30の主面上と、バイアホール35の
内部に被着される。このとき、バイアホール35の幅W
の大きさによるが本発明のように幅が70μm程度であ
ると、バイアホール全体を充填するまでには至らなかっ
た。なお、バイアホール全体を充填させるにはさらに成
膜速度の速い工法で処理する必要がある。
Thereafter, as shown in FIG. 2D, the high-viscosity resist 34 is removed with, for example, an oxygen asher, and then washed with isopropyl alcohol (IPa), acetone, or the like, dried, and then at least one layer of titanium or gold is formed. First
The metal layer 36 was formed by vapor deposition on the entire surface of the substrate 30. First
The metal layer 36 is deposited on the main surface of the substrate 30 and inside the via hole 35. At this time, the width W of the via hole 35
However, when the width is about 70 μm as in the present invention, it was not possible to fill the entire via hole. In order to fill the entire via hole, it is necessary to perform processing by a method with a higher film forming rate.

【0042】さて、本発明に供される異方性エッチング
は誘導型結合プラズマ(ICP)装置を用いて行うがエ
ッチング条件も含めて詳細については後述する。
The anisotropic etching used in the present invention is performed by using an inductively coupled plasma (ICP) apparatus. The details including the etching conditions will be described later.

【0043】さて、図2(e)は図2(d)に示したよ
うに基板30の主面上に金属層36を形成した後、レジ
スト37を基板30全体に塗布し、選択的にパターニン
グした後、そのレジスト37をマスクにして金メッキか
らなる第2金属層38を形成し、さらにチタン層からな
る第3金属層42を施した状態を示す。レジスト37は
前述のバイアホール35を形成するときに用いた高粘度
レジストを用いた。しかし、この工程で用いるレジスト
の粘度はバイアホール35を形成するときに用いたもの
より粘度は低くてもかまわない。なぜならば、この時に
用いられるレジストはバイアホール35を形成するとき
に用いた高粘度レジスト34に比べて薄く形成するから
である。
As shown in FIG. 2E, after forming the metal layer 36 on the main surface of the substrate 30 as shown in FIG. 2D, a resist 37 is applied to the entire substrate 30 and selectively patterned. After that, a state is shown in which a second metal layer 38 made of gold plating is formed using the resist 37 as a mask, and a third metal layer 42 made of a titanium layer is further applied. As the resist 37, the high-viscosity resist used when forming the via hole 35 described above was used. However, the viscosity of the resist used in this step may be lower than that used in forming the via hole 35. This is because the resist used at this time is formed thinner than the high-viscosity resist used when forming the via hole.

【0044】これによって、後のリフトオフ法によっ
て、レジスト37が残っている箇所はチタン層42が剥
離され、さらにゲート電極32近傍のチタン層36をエ
ッチングする。ソース電極33とバイアホール35に形
成されている第1金属層36及び第2金属層38は電気
的に接続しかつ、基板30の裏面側に取り出すために形
成されている。
As a result, the titanium layer 42 is peeled away from the portion where the resist 37 remains by the lift-off method, and the titanium layer 36 near the gate electrode 32 is etched. The source electrode 33 and the first metal layer 36 and the second metal layer 38 formed in the via hole 35 are formed so as to be electrically connected to each other and to be drawn out to the back surface side of the substrate 30.

【0045】その後図2(f)に示すように基板30の
主面全体に窒化膜43を成膜し、コンタクト窓44およ
び45を形成する。さらに基板30の主面上のバイアホ
ール35の中に選択的にポリイミド樹脂39がコーティ
ングされる。このコーティングは必須の要件ではない
が、これによって、基板30全体の機械的強度が高ま
る。
Thereafter, as shown in FIG. 2F, a nitride film 43 is formed on the entire main surface of the substrate 30, and contact windows 44 and 45 are formed. Further, a polyimide resin 39 is selectively coated in the via hole 35 on the main surface of the substrate 30. This coating is not a requirement, but it increases the mechanical strength of the entire substrate 30.

【0046】図3(g)は、図示しないが、基板30の
裏面側からたとえば研磨を施して、バイアホールの底辺
部に形成された第1金属層36又は第2金属層38が露
呈するまで、基板30全体に薄板化処理を施す。この薄
板化処理は基板厚みを約100μm程度まで薄くするも
のである。その後、裏面側に配線層40を形成すると、
ソース電極33が第1金属層36,第2金属層38に接
続されさらに配線層40に接続されて基板30の裏面側
から導出される。
Although not shown in FIG. 3 (g), the first metal layer 36 or the second metal layer 38 formed at the bottom of the via hole is exposed by polishing, for example, from the back side of the substrate 30. Then, the entire substrate 30 is subjected to a thinning process. This thinning process reduces the thickness of the substrate to about 100 μm. After that, when the wiring layer 40 is formed on the back side,
The source electrode 33 is connected to the first metal layer 36 and the second metal layer 38 and further connected to the wiring layer 40 and is led out from the back side of the substrate 30.

【0047】図1(a)〜(c)、図2(d)〜
(f)、図3(g)は、作図上1つの電界効果トランジ
スタ(FET)を示しただけに過ぎない。しかし、実際
には、GaAsFET、MMICには複数のFETが搭
載されており、基板30の裏面側の配線層40を介し
て、複数のFET間、又は複数の電気的素子間に配線が
施されることになる。
1 (a) to 1 (c), 2 (d) to
(F) and FIG. 3 (g) show only one field effect transistor (FET) for drawing. However, actually, a plurality of FETs are mounted on the GaAs FET and the MMIC, and wiring is provided between the plurality of FETs or between the plurality of electric elements via the wiring layer 40 on the back surface side of the substrate 30. Will be.

【0048】図4(a)、(b)は本発明に用いられる
ICP装置を示す。(a)はICP装置の概要を示し、
(b)はその下部電極部を拡大した図である。本発明に
供されるICP装置は前述の図1(b)から(c)に移
る過程でのバイアホール35を形成するときに用いられ
る。
FIGS. 4A and 4B show an ICP apparatus used in the present invention. (A) shows the outline of the ICP device,
(B) is an enlarged view of the lower electrode portion. The ICP device used in the present invention is used when forming the via hole 35 in the process of moving from FIG. 1B to FIG.

【0049】図4(a)に示したICP装置50はIC
Pコイル51、下部電極52、ガスノズル53を備え
る。さらにチャンバー54の中の圧力を制御するため
に、排気系55と、圧力を検知するための真空ゲージ5
6を備える。
The ICP device 50 shown in FIG.
A P coil 51, a lower electrode 52, and a gas nozzle 53 are provided. Furthermore, an exhaust system 55 for controlling the pressure in the chamber 54 and a vacuum gauge 5 for detecting the pressure are provided.
6 is provided.

【0050】エッチングガスはガスノズル53から供給
される。エッチングガスは、Cl2/BCl3/Arガス
が混合されたものでそれぞれ、105/35/10 SCC
Mに設定され、ガスノズル53からチャンバー54に導
入した。Arガスの添加は本発明において必ずしも不可
欠ではないが、これを採用することによって、エッチン
グの効果が高められる。
The etching gas is supplied from a gas nozzle 53. The etching gas is a mixture of Cl 2 / BCl 3 / Ar gas, each of which is 105/35/10 SCC.
It was set to M and introduced into the chamber 54 from the gas nozzle 53. Although the addition of Ar gas is not necessarily indispensable in the present invention, by employing this, the effect of etching can be enhanced.

【0051】本発明においては、エッチングガスとして
作用するCl2の流量をBCl3のそれに比べて約3倍に
設定したことである。これによって、エッチングの速度
は加速されるものとなる。
In the present invention, the flow rate of Cl 2 acting as an etching gas is set to be about three times that of BCl 3 . Thereby, the etching speed is accelerated.

【0052】なお、チャンバー54の圧力は1.0〜
4.0パスカル、ICPコイル51のパワーは100〜
1000Wに設定した。
The pressure in the chamber 54 is 1.0 to 1.0.
4.0 Pascal, power of ICP coil 51 is 100 ~
It was set to 1000W.

【0053】さらに、下部電極52にはRFのバイアス
パワーが供給される。本発明では10〜500Wのパワ
ーを供給した。このバイアスパワー供給によってイオン
アシストによるエッチング速度の向上と異方性エッチン
グの効果が奏される。さらに、下部電極52には下部電
極全体を冷却するための水冷手段57が備えられてい
る。
Further, the lower electrode 52 is supplied with RF bias power. In the present invention, a power of 10 to 500 W was supplied. By supplying the bias power, the etching speed is improved by the ion assist and the effects of anisotropic etching are obtained. Further, the lower electrode 52 is provided with a water cooling means 57 for cooling the entire lower electrode.

【0054】ところで本発明においては、Cl2とBC
3の流量比は上記の3:1の比に限るものではない。
実用的には1:1程度でも支障はなかった。
In the present invention, Cl 2 and BC
The flow ratio of l 3 is not limited to the above 3: 1 ratio.
Practically, there was no problem even at about 1: 1.

【0055】しかし、0.8:1.0であると、バイア
ホールに針状の残渣が発生した。
However, when the ratio was 0.8: 1.0, needle-like residues were generated in the via holes.

【0056】また、Cl2とBCl3の比を6:1にする
と、高粘度レジストがエッチングされる程度も大きくな
り、さらに厚いレジストを塗布しなければ所望の深さの
バイアホールを形成することはできず、また、アンダー
カットが発生する頻度も大きくなってきた。このことか
ら、Cl2とBCl3の比の好ましい比は1:1〜5:1
である。
When the ratio of Cl 2 to BCl 3 is set to 6: 1, the degree of etching of the high-viscosity resist increases, and unless a thicker resist is applied, a via hole having a desired depth is formed. And the frequency of occurrence of undercut has also increased. From this, the preferred ratio of Cl 2 to BCl 3 is 1: 1 to 5: 1.
It is.

【0057】図4(b)は下部電極52の拡大図であ
る。下部電極52には基板30を常温以下に保持するた
めの冷却手段58が用意されている。通常、冷却手段5
8にはヘリウムガスが供給され、基板30を常温以下の
15℃以下好ましくは10℃以下に保持する。基板30
を常温以下に保持することで、BCl3に対するCl2
流量比を多くしてエッチング効果を促進させてもバイア
ホール35に生じるアンダーカットを抑止することがで
きる。
FIG. 4B is an enlarged view of the lower electrode 52. The lower electrode 52 is provided with cooling means 58 for keeping the substrate 30 at a normal temperature or lower. Usually, cooling means 5
Helium gas is supplied to 8, and the substrate 30 is kept at 15 ° C. or lower, preferably 10 ° C. or lower at room temperature or lower. Substrate 30
Is maintained at room temperature or lower, the undercut generated in the via hole 35 can be suppressed even if the etching effect is promoted by increasing the flow ratio of Cl 2 to BCl 3 .

【0058】図5は図4に示したICP装置を用いて基
板30にバイアホール35を形成したときの出来上がり
状態を示す。バイアホール35の幅Wは約70μmで、
その深さHは150μm程度であった。こうした方法に
よると、アンダーカットの大きさが数μm程度生じるこ
とは予測されたが実際はほとんどみられなかった。しか
も針状残渣も発生していなかった。
FIG. 5 shows a completed state when a via hole 35 is formed in the substrate 30 using the ICP apparatus shown in FIG. The width W of the via hole 35 is about 70 μm,
The depth H was about 150 μm. According to such a method, the size of the undercut was expected to be about several μm, but it was hardly observed in practice. Moreover, no needle residue was generated.

【0059】本発明において、比較的深いバイアホール
をアンダーカットや針状残渣を生じさせることなく形成
することができたのは、主にエッチングの作用を有する
Cl 2ガスをBCl3ガスの約1〜5倍に設定することに
よって、エッチング作用が加速されエッチング速度が速
められたこと、さらに、半導体基板を常温以下に保持す
ることで堆積ガスとして作用するBCl3の流量比を下
げてもバイアホールの側壁にアンダーカットを抑止する
に十分な堆積層を形成できたことによるものと考えられ
る。
In the present invention, a relatively deep via hole is used.
Formed without undercut or needle-like residue
What can be done mainly has the action of etching
Cl TwoGas to BClThreeAbout 1 to 5 times the gas
Therefore, the etching action is accelerated and the etching rate is increased.
And keeping the semiconductor substrate below room temperature.
Acting as a deposition gasThreeLower the flow ratio of
Suppresses undercuts on the sidewalls of via holes
Probably due to the formation of a sufficient sedimentary layer
You.

【0060】なお、バイアホールを形成するときのエッ
チング作用によって、バイアホール以外に被着されてい
る高粘度レジスト34も20μm程度エッチングされそ
の厚みは3〜5μmまで薄くなった。すなわち、バイア
ホールの深さが150μmであったから、高粘度レジス
ト34のエッチング速度に対する基板30のエッチング
速度レシオは、150/20=7.5倍という結果が得
られた。この結果から云えることは高粘度レジストが1
4μm塗布されたとすると、バイアホールはその7.5
倍、すなわち、105μmの深さに形成できるものとな
り、100μm以上のバイアホールを形成するには充分
な厚みである。
The high-viscosity resist 34 applied to the portions other than the via holes was also etched by about 20 μm by the etching action when forming the via holes, and the thickness thereof was reduced to 3 to 5 μm. That is, since the depth of the via hole was 150 μm, the result was that the etching rate ratio of the substrate 30 to the etching rate of the high-viscosity resist 34 was 150/20 = 7.5 times. It can be said from this result that the high-viscosity resist is 1
Assuming that 4 μm is applied, the via hole has 7.5
It can be formed twice, that is, at a depth of 105 μm, which is sufficient to form a via hole of 100 μm or more.

【0061】高粘度レジスト34を14ミクロン以上塗
布して比較的厚い層を形成する場合には、レジストの粘
度が500CP以上好ましくは1000CP程度の高粘
度レジストが好都合である。
When a relatively thick layer is formed by applying the high-viscosity resist 34 of 14 μm or more, a high-viscosity resist having a resist viscosity of 500 CP or more, preferably about 1000 CP is convenient.

【0062】以上述べたように本発明の半導体装置の構
成上の主な特徴は、FETが形成された半導体基板の主
面側と同じ側に高粘度のレジストパターンが形成され、
このレジストパターンをマスクにして形成されたバイア
ホールを備えていることである。バイアホールはレジス
トの粘度が500CP以上でその厚みが14μm以上で
あるレジストパターンによって形成されたものである。
As described above, the main feature of the configuration of the semiconductor device of the present invention is that a high-viscosity resist pattern is formed on the same side as the main surface of the semiconductor substrate on which the FET is formed.
A via hole formed using the resist pattern as a mask is provided. The via holes are formed by a resist pattern having a resist viscosity of 500 CP or more and a thickness of 14 μm or more.

【0063】また本発明の半導体装置の製造方法の主な
特徴は、高粘度レジストパターンを形成し、そのレジス
トパターンをマスクにしてエッチングを施すときに半導
体装置が作り込まれる基板を常温以下に保持しながら、
Cl2とBCl3ガスを導入して異方性エッチングを行う
ことである。
The main feature of the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention is that a high-viscosity resist pattern is formed and a substrate on which the semiconductor device is to be formed is kept at a room temperature or lower when etching is performed using the resist pattern as a mask. while doing,
Anisotropic etching is performed by introducing Cl 2 and BCl 3 gas.

【0064】また、高粘度レジストの厚みは14μm以
上に選ばれていることである。これによって、その深さ
が100μm以上形成できる。
The thickness of the high-viscosity resist is selected to be 14 μm or more. Thereby, the depth can be formed to 100 μm or more.

【0065】さらに本発明の特徴は、Cl2とBCl3
流量比が1:1〜5:1に選ばれている。これによっ
て、アンダーカット及び針状残渣が発生しないバイアホ
ールを形成することができる。
Further, a feature of the present invention is that the flow ratio of Cl 2 to BCl 3 is selected from 1: 1 to 5: 1. Thereby, it is possible to form a via hole in which an undercut and a needle-like residue are not generated.

【0066】なお、本発明はGaAs基板を用いて説明
したが、シリコン基板を初め他の半導体基板にバイアホ
ールを形成する場合や、バイアホ−ルではなく、たとえ
ば、メモリの容量を形成するときのトレンチを形成する
場合にも応用できる。
Although the present invention has been described using a GaAs substrate, the present invention is not limited to the case where a via hole is formed in another semiconductor substrate such as a silicon substrate, or when a memory capacity is formed instead of a via hole. It can also be applied to the case of forming a trench.

【0067】[0067]

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の半導体
装置は、FETが構成された半導体基板の主面側に高粘
度レジストパターンを形成すること、また、バイアホー
ルを形成するためのレジスト開孔窓のマスク合わせをF
ETが形成された同じ主面側から行うので、位置合わせ
の高いバイアホールを形成できしかも、Cl2とBCl3
の流量比を所定のレシオに選ぶとともに、バイアホール
を形成するときの異方性エッチングを常温以下で行うこ
とで、アンダーカットの発生を排除ししかも50μm以
上の深いバイアホールを形成することができる。
As described above, according to the semiconductor device of the present invention, a high-viscosity resist pattern is formed on the main surface side of a semiconductor substrate on which an FET is formed, and a resist for forming a via hole is formed. Set the aperture window mask to F
Since the ET is formed from the same main surface side, via holes with high alignment can be formed, and Cl 2 and BCl 3 are formed.
By setting the flow rate ratio to a predetermined ratio and performing anisotropic etching when forming via holes at room temperature or less, it is possible to eliminate undercuts and to form deep via holes of 50 μm or more. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施形態にかかる半導体装置の断面図FIG. 1 is a sectional view of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施形態にかかる半導体装置の断面図FIG. 2 is a sectional view of the semiconductor device according to the embodiment of the present invention;

【図3】本発明の実施形態にかかる半導体装置の断面図FIG. 3 is a sectional view of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention;

【図4】本発明の実施形態に用いられる誘導型結合プラ
ズマ(ICP)装置の概要を示す図
FIG. 4 is a diagram showing an outline of an inductively coupled plasma (ICP) device used in an embodiment of the present invention.

【図5】本発明によって得られるバイアホールの断面図FIG. 5 is a sectional view of a via hole obtained by the present invention.

【図6】従来のバイアホールに生じていたアンダーカッ
ト及び針状残渣を示す図
FIG. 6 is a view showing an undercut and a needle-like residue generated in a conventional via hole.

【図7】従来のバイアホールを備えた半導体装置を示す
FIG. 7 is a diagram showing a conventional semiconductor device having via holes;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 GaAs基板 2a ソース電極 2b ドレイン電極 3 ゲート電極 7a メタライズパターン 7b 配線パターン 8 裏面メタライズ 9 バイアホール 22 アンダーカット 23 針状残渣 30 GaAs基板 31 ドレイン電極 32 ゲート電極 33 ソース電極 34 高粘度レジスト 35 バイアホール 36 第1金属層 37 レジスト 38 第2金属層 39 ポリイミド樹脂 40 配線層 42 第3金属層 43 窒化膜 44 コンタクト窓 45 コンタクト窓 51 ICPコイル 52 下部電極 53 ノズル 54 チャンバー 55 排気系 56 真空ゲージ 57 水冷手段 58 冷却手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 GaAs substrate 2a Source electrode 2b Drain electrode 3 Gate electrode 7a Metallized pattern 7b Wiring pattern 8 Backside metallized 9 Via hole 22 Undercut 23 Needle residue 30 GaAs substrate 31 Drain electrode 32 Gate electrode 33 Source electrode 34 High viscosity resist 35 Via hole 36 first metal layer 37 resist 38 second metal layer 39 polyimide resin 40 wiring layer 42 third metal layer 43 nitride film 44 contact window 45 contact window 51 ICP coil 52 lower electrode 53 nozzle 54 chamber 55 exhaust system 56 vacuum gauge 57 water cooling Means 58 Cooling means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 行雄 大阪府高槻市幸町1番1号 松下電子工業 株式会社内 Fターム(参考) 5F033 GG02 HH13 HH18 JJ13 JJ18 MM30 NN05 PP19 PP27 QQ07 QQ13 QQ15 QQ37 QQ41 QQ46 RR06 RR22 WW02 WW03 WW06 5F102 GB02 GC01 GD01 GJ05 HC16 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing from the front page (72) Inventor Yukio Nakamura 1-1, Komachi, Takatsuki-shi, Osaka Matsushita Electronics Co., Ltd. F-term (reference) 5F033 GG02 HH13 HH18 JJ13 JJ18 MM30 NN05 PP19 PP27 QQ07 QQ13 QQ15 QQ37 QQ41 QQ46 RR06 RR22 WW02 WW03 WW06 5F102 GB02 GC01 GD01 GJ05 HC16

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板の主面上に形成されたFET
と、前記半導体基板の主面側に選択的に形成された高粘
度レジストパターンの開孔部から前記半導体基板の裏面
側に向かって設けられたバイアホールと、前記バイアホ
ールに形成された金メッキ層と、前記FETの一電極と
前記バイアホールの金メッキ層に接続された導電体と、
前記金メッキ層と電気的に接続され前記半導体基板の裏
面側に形成された配線とを備えた半導体装置。
1. An FET formed on a main surface of a semiconductor substrate.
And a via hole provided from the opening of the high-viscosity resist pattern selectively formed on the main surface side of the semiconductor substrate toward the back surface side of the semiconductor substrate, and a gold plating layer formed on the via hole A conductor connected to one electrode of the FET and a gold plating layer of the via hole;
And a wiring electrically connected to the gold plating layer and formed on a back side of the semiconductor substrate.
【請求項2】 半導体基板の主面上に形成されたFET
と、前記半導体基板の主面側に選択的に形成された粘度
が500CP以上の高粘度レジストパターンの開孔部か
ら前記半導体基板の裏面側に向かって形成された深さが
50μm以上のバイアホールと、前記バイアホールに形
成された金メッキ層と、前記FETの一電極と前記バイ
アホールの金メッキ層に接続された導電体と、前記金メ
ッキ層と電気的に接続され前記半導体基板の裏面側に形
成された配線とを備えた半導体装置。
2. An FET formed on a main surface of a semiconductor substrate.
And a via hole with a depth of 50 μm or more formed from the opening of the high-viscosity resist pattern having a viscosity of 500 CP or more selectively formed on the main surface of the semiconductor substrate toward the back surface of the semiconductor substrate. A gold plated layer formed in the via hole, a conductor connected to one electrode of the FET and the gold plated layer of the via hole, and a conductive layer electrically connected to the gold plated layer and formed on the back side of the semiconductor substrate. Semiconductor device comprising:
【請求項3】 バイアホールにチタンが形成されその上
に金メッキが形成されさらにバイアホールにポリイミド
が充填されている請求項1記載の半導体装置。
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein titanium is formed in the via hole, gold plating is formed thereon, and the via hole is filled with polyimide.
【請求項4】 半導体基板の主面にソース、ドレインお
よびゲートを形成し前記半導体基板の主面を高粘度レジ
ストで被覆する工程と、前記高粘度レジスト上の所定の
位置に開孔窓を形成する工程と、前記半導体基板を常温
以下に保持し、Cl2,BCl3ガスを含むエッチングガ
スによって、前記開孔窓の下部の半導体基板領域をエッ
チングする工程を備えた半導体装置の製造方法。
4. A step of forming a source, a drain, and a gate on a main surface of a semiconductor substrate and coating the main surface of the semiconductor substrate with a high-viscosity resist, and forming an aperture window at a predetermined position on the high-viscosity resist. And a step of holding the semiconductor substrate at room temperature or lower and etching the semiconductor substrate region below the aperture window with an etching gas containing Cl 2 and BCl 3 gases.
【請求項5】 半導体基板の主面にFETを形成し前記
半導体基板の主面を高粘度レジストで被覆する工程と、
前記高粘度レジスト上の所定の位置に開孔窓を形成する
工程と、前記半導体基板を常温以下に保持し、Cl2
BCl3を含むエッチングガスを用いて、前記開孔窓の
下部の半導体基板領域をエッチングしてバイアホールを
形成する工程と、前記バイアホールに金メッキを形成す
る工程と、前記バイアホールにポリイミドを充填する工
程と、前記半導体基板の裏面側よりエッチング又は研磨
して前記バイアホールに形成された金メッキ層を露出さ
せる工程と、前記半導体基板の裏面側に配線層を形成す
る工程とを備えた半導体装置の製造方法。
5. A step of forming an FET on a main surface of a semiconductor substrate and coating the main surface of the semiconductor substrate with a high-viscosity resist;
Forming an opening window in a predetermined position on the high viscosity resist, to hold the semiconductor substrate to room temperature or less, Cl 2,
A step of etching a semiconductor substrate region below the opening window to form a via hole using an etching gas containing BCl 3 , a step of forming gold plating in the via hole, and a step of filling the via hole with polyimide. A semiconductor device comprising: a step of exposing a gold plating layer formed in the via hole by etching or polishing from the back side of the semiconductor substrate; and a step of forming a wiring layer on the back side of the semiconductor substrate. Manufacturing method.
【請求項6】 エッチングガスにArガスが添加されて
いる請求項4又は5記載の半導体装置の製造方法。
6. The method according to claim 4, wherein an Ar gas is added to the etching gas.
【請求項7】 エッチングする工程において半導体基板
を15℃以下に保持する請求項4又は5記載の半導体装
置の製造方法。
7. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 4, wherein the semiconductor substrate is kept at 15 ° C. or lower in the step of etching.
【請求項8】 半導体基板を被覆する高粘度レジストの
厚みが14μm以上である請求項4又は5記載の半導体
装置の製造方法。
8. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 4, wherein the high-viscosity resist covering the semiconductor substrate has a thickness of 14 μm or more.
【請求項9】 Cl2:BCl3の流量比が1:1〜5:
1である請求項4又は5記載の半導体装置の製造方法。
9. A flow rate ratio of Cl 2 : BCl 3 is from 1: 1 to 5:
6. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 4, wherein
【請求項10】 エッチングガスによって基板及びその
上の高粘度レジストが同時にエッチングされるとき、高
粘度レジストのエッチング速度に対する基板のエッチン
グの速度が5〜10倍になるようにCl2,BCl3,A
rガスのレシオが選ばれている請求項6記載の半導体装
置の製造方法。
10. When a substrate and a high-viscosity resist are simultaneously etched by an etching gas, Cl 2 , BCl 3 , and the like are used such that the etching rate of the substrate is 5 to 10 times that of the high-viscosity resist. A
7. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 6, wherein a ratio of r gas is selected.
【請求項11】 誘導型結合プラズマ(ICP)装置
に、Cl2,BCl3ガスを導入し、前記半導体基板領域
をエッチングする請求項4又は5記載の半導体装置の製
造方法。
11. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 4, wherein Cl 2 or BCl 3 gas is introduced into an inductively coupled plasma (ICP) device to etch the semiconductor substrate region.
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