特許 5649355 半導体装置及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5649355

(24)【登録日】2014年11月21日

(45)【発行日】2015年1月7日

(54)【発明の名称】半導体装置及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/3205 20060101AFI20141211BHJP

   H01L 21/768 20060101ALI20141211BHJP

   H01L 23/522 20060101ALI20141211BHJP

   H01L 21/3065 20060101ALI20141211BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/88 J

   H01L21/302 101C

【請求項の数】10

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2010-169850(P2010-169850)

(22)【出願日】2010年7月28日

(65)【公開番号】特開2012-33580(P2012-33580A)

(43)【公開日】2012年2月16日

【審査請求日】2013年7月11日

(73)【特許権者】

【識別番号】000154325

【氏名又は名称】住友電工デバイス・イノベーション株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100087480

【弁理士】

【氏名又は名称】片山 修平

(72)【発明者】

【氏名】河阪 俊行

【審査官】 長谷川 直也

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００９−５２３３２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１１７５２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００３−５３０７１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１５７８０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−１２９６２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０３３０９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１４０８６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 S.-M. KONG, 外4名，Reactive Ion Etching of SiC Using C2F6/O2 Inductively Coupled Plasma，Journal of Electronic Materials，２００２年，Vol. 31, No. 3，p. 209-213

【文献】 D.W. Kim, 外7名，High rate etching of 6H-SiC in SF6-based magnetically-enhanced inductively coupled plasmas，Thin Solid Films，２００４年，Vol. 447-448，p. 100-104

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／２８−２１／２８８、２１／３０２、２１／３０６５、

２１／３２０５−２１／３２１３、２１／４４−２１／４４５、

２１／４６１、２１／７６８、２３／５２−２３／５２２、

２９／４０−２９／４９、２９／８７２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＳｉＣを材料とする基板を備える半導体装置の製造方法であって、
フッ化炭素を含むエッチングガス及びマスクを用いて前記基板の裏面をエッチングし、前記基板の裏面から表面に向かって開口面積が次第に小さくなるテーパ形状を有する第１領域を形成する第１工程と、
次いで、フッ化硫黄を含むエッチングガス及び前記マスクを用いて前記第１領域の内側をエッチングし、第２領域を形成する第２工程とを有し、
前記基板の表面に対する前記第２領域の内壁面の傾斜角は、前記基板の表面に対する前記第１領域の内壁面の傾斜角より大きいことを特徴とする半導体装置の製造方法。

【請求項2】

前記第１工程は、エッチングガスとして前記フッ化炭素を用いる誘導結合プラズマ方式のドライエッチングを含み、エッチング条件は、
ガス流量が、フッ化炭素＝１０〜２００ｓｃｃｍ、
ガス圧力が、Ｐｒｅｓｓ＝０．１〜１０．０Ｐａ、
誘導結合プラズマパワーが、ＩＣＰ＝１００〜５０００Ｗ、
バイアスパワーが、Ｂｉａｓ＝１０〜１０００W、であり、
前記第２工程は、エッチングガスとして前記フッ化硫黄あるいは前記フッ化硫黄及び酸素の混合ガスを用いる誘導結合プラズマ方式のドライエッチングを含み、前記フッ化硫黄を用いる場合のエッチング条件は、
ガス流量が、フッ化硫黄＝１０〜２００ｓｃｃｍ、
エッチングの圧力が、Ｐｒｅｓｓ＝０．１〜１０．０Ｐａ、
誘導結合プラズマパワーが、ＩＣＰ＝１００〜５０００Ｗ、
バイアスパワーが、Ｂｉａｓ＝１０〜１０００W、であり、
あるいはフッ化硫黄及び酸素の混合ガスを用いる場合のエッチング条件は、
ガス流量が、フッ化硫黄／酸素＝１０〜２００ｓｃｃｍ／１〜１５０ｓｃｃｍ、
エッチングの圧力が、Ｐｒｅｓｓ＝０．１〜１０．０Ｐａ、
誘導結合プラズマパワーが、ＩＣＰ＝１００〜５０００Ｗ、
バイアスパワーが、Ｂｉａｓ＝１０〜１０００W、
であることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。

【請求項3】

前記マスクは、Ｎｉを含むことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。

【請求項4】

前記マスクの開口幅は、前記第２領域の開口幅よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。

【請求項5】

ＳｉＣを材料とする基板を備える半導体装置の製造方法であって、
フッ化炭素及び酸素を含むエッチングガス並びにメタルマスクを用いて前記基板の裏面をエッチングし、前記基板の裏面から表面に向かって開口面積が次第に小さくなるテーパ形状を有する第１領域及び前記第１領域の内側をエッチングした第２領域を形成する工程とを有し、
前記基板の表面に対する前記第２領域の内壁面の傾斜角は、前記基板の表面に対する前記第１領域の内壁面の傾斜角より大きいことを特徴とする半導体装置の製造方法。

【請求項6】

前記第１領域及び前記第２領域を形成する工程は、エッチングガスとしてフッ化炭素及び酸素の混合ガスを用いる誘導結合プラズマ方式のドライエッチングを含み、エッチング条件は、
ガス流量が、フッ化炭素／酸素＝１０〜２００ｓｃｃｍ／１〜１５０ｓｃｃｍ、
ガス圧力が、Ｐｒｅｓｓ＝０．１〜１０．０Ｐａ、
誘導結合プラズマパワーが、ＩＣＰ＝１００〜５０００Ｗ、
バイアスパワーが、Ｂｉａｓ＝１０〜１０００W、
であることを特徴とする請求項５に記載の半導体装置の製造方法。

【請求項7】

前記メタルマスクは、Ｎｉを含むことを特徴とする請求項５に記載の半導体装置の製造方法。

【請求項8】

前記マスクの開口幅は、前記第２領域の開口幅よりも大きいことを特徴とする請求項５に記載の半導体装置の製造方法。

【請求項9】

前記基板の裏面、前記第１領域及び前記第２領域の内壁面に金属層を形成する工程を有することを特徴とする請求項１または５に記載の半導体装置の製造方法。

【請求項10】

前記金属層を形成する工程は、
前記基板の裏面、前記第１領域及び前記第２領域の内壁面にスパッタ成膜によりシード層を形成する工程と、
前記シード層上にめっき層を形成する工程とを含むことを特徴とする請求項９に記載の半導体装置の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体装置及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

基板材料に炭化珪素（ＳｉＣ）を用いた半導体装置が知られている。例えば、基板上に窒化物系の半導体層（例えば、ＧａＮ系半導体層）を積層することで、高出力の高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ：High Electron Mobility Transistor）を形成することができる。ＳｉＣ基板は通常のシリコン基板に比べて硬いため、ＳｉＣ基板へのビアホール（貫通孔）の形成は、例えば反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：Reactive Ion Etching）方式のドライエッチング等により行われる。エッチングのガスとしては、例えばＳＦ_６を用いることができる（例えば、特許文献1を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００５−３２２８１１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

基板にビアホールを形成する場合、従来のエッチング条件では、ビアホールの内壁面が基板表面に対して垂直な形状となってしまう。その結果、ビアホールの内部に施されるメタライズが悪化し、基板表面の配線との間で断線が生じてしまう場合がある。このような現象は、ビアホールのアスペクト比を高くするほど（ビアホールの開口部の面積が小さくなるほど）発生しやすい。

【0005】

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、基板に形成されるビアホール内のメタライズを改善することのできる半導体装置及びその製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本半導体装置の製造方法は、ＳｉＣを材料とする基板を備える半導体装置の製造方法であって、フッ化炭素を含むエッチングガス及びマスクを用いて前記基板の裏面をエッチングし、前記基板の裏面から表面に向かって開口面積が次第に小さくなるテーパ形状を有する第１領域を形成する第１工程と、次いで、フッ化硫黄を含むエッチングガス及び前記マスクを用いて前記第１領域の内側をエッチングし、第２領域を形成する第２工程とを有し、前記基板の表面に対する前記第２領域の内壁面の傾斜角は、前記基板の表面に対する前記第１領域の内壁面の傾斜角より大きいことを特徴とする。

【0007】

上記構成において、前記第１工程は、エッチングガスとして前記フッ化炭素を用いる誘導結合プラズマ（ＩＣＰ：Inductively Coupled Plasma）方式のドライエッチングを含み、エッチング条件は、ガス流量が、フッ化炭素＝１０〜２００ｓｃｃｍ、ガス圧力が、Ｐｒｅｓｓ＝０．１〜１０．０Ｐａ、誘導結合プラズマパワーが、ＩＣＰ＝１００〜５０００Ｗ、バイアスパワーが、Ｂｉａｓ＝１０〜１０００W、であり、前記第２工程は、エッチングガスとして前記フッ化硫黄あるいは前記フッ化硫黄及び酸素の混合ガスを用いる誘導結合プラズマ方式のドライエッチングを含み、前記フッ化硫黄を用いる場合のエッチング条件は、ガス流量が、フッ化硫黄＝１０〜２００ｓｃｃｍ、エッチングの圧力が、Ｐｒｅｓｓ＝０．１〜１０．０Ｐａ、誘導結合プラズマパワーが、ＩＣＰ＝１００〜５０００Ｗ、バイアスパワーが、Ｂｉａｓ＝１０〜１０００W、であり、あるいはフッ化硫黄及び酸素の混合ガスを用いる場合のエッチング条件は、ガス流量が、フッ化硫黄／酸素＝１０〜２００ｓｃｃｍ／１〜１５０ｓｃｃｍ、エッチングの圧力が、Ｐｒｅｓｓ＝０．１〜１０．０Ｐａ、誘導結合プラズマパワーが、ＩＣＰ＝１００〜５０００Ｗ、バイアスパワーが、Ｂｉａｓ＝１０〜１０００W、である構成とすることができる。

【0008】

上記構成において、前記マスクは、Ｎｉを含む構成とすることができる。

【0009】

上記構成において、前記マスクの開口幅は、前記第２領域の開口幅よりも大きい構成とすることができる。

【0010】

本半導体装置の製造方法は、ＳｉＣを材料とする基板を備える半導体装置の製造方法であって、フッ化炭素及び酸素を含むエッチングガス並びにメタルマスクを用いて前記基板の裏面をエッチングし、前記基板の裏面から表面に向かって開口面積が次第に小さくなるテーパ形状を有する第１領域及び前記第１領域の内側をエッチングした第２領域を形成する工程とを有し、前記基板の表面に対する前記第２領域の内壁面の傾斜角は、前記基板の表面に対する前記第１領域の内壁面の傾斜角より大きいことを特徴とする。

【0011】

上記構成において、前記第１領域及び前記第２領域を形成する工程は、エッチングガスとしてフッ化炭素及び酸素の混合ガスを用いる誘導結合プラズマ方式のドライエッチングを含み、エッチング条件は、ガス流量が、フッ化炭素／酸素＝１０〜２００ｓｃｃｍ／１〜１５０ｓｃｃｍ、ガス圧力が、Ｐｒｅｓｓ＝０．１〜１０．０Ｐａ、誘導結合プラズマパワーが、ＩＣＰ＝１００〜５０００Ｗ、バイアスパワーが、Ｂｉａｓ＝１０〜１０００W、である構成とすることができる。

【0012】

上記構成において、前記メタルマスクは、Ｎｉを含む構成とすることができる。

【0013】

上記構成において、前記マスクの開口幅は、前記第２領域の開口幅よりも大きい構成とすることができる。

【0014】

上記構成において、前記基板の裏面、前記第１領域及び前記第２領域の内壁面に金属層を形成する工程を有する構成とすることができる。

【0015】

上記構成において、前記金属層を形成する工程は、前記基板の裏面、前記第１領域及び前記第２領域の内壁面にスパッタ成膜によりシード層を形成する工程と、前記シード層上にめっき層を形成する工程とを含む構成とすることができる。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、基板に形成されるビアホール内のメタライズを改善することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】図１は、比較例に係る半導体装置の構成を示す図である。

【図2】図２は、実施例１に係る半導体装置の製造方法を示す図である。

【図3】図３は、実施例１に係る半導体装置の構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

（比較例）
最初に、比較例に係る半導体装置について説明する。

【0019】

図１（ａ）は、比較例に係る半導体装置８０の構成を示す図である。ＳｉＣを材料とする基板１０の表面に、窒化物半導体層１２が形成されている。基板１０及び窒化物半導体層１２を貫通するビアホール２０が設けられており、窒化物半導体層１２の表面におけるビアホール２０の開口部には、ビアパッド４０が設けられている。以下の説明において、基板１０の２つの主面のうち窒化物半導体層１２が設けられている側の主面を表面、反対側の主面を裏面と称する。また、基板１０の厚みＡは例えば１００μｍとすることができ、ビアホール２０の開口部の直径Ｂは例えば５０μｍとすることができる。

【0020】

ビアホール２０は、例えばエッチングガスとしてＳＦ_６（フッ化硫黄）を用いたＲＩＥ方式のドライエッチングにより形成される。このとき、ビアホール２０の断面形状は、内壁面が基板１０の表面に対して垂直な形状となる。

【0021】

図１（ｂ）は、基板１０の裏面及びビアホール２０の内壁面にメタライズを施し、金属層３０を形成した例である。金属層３０により、基板１０の表面と裏面が電気的に接続される。しかし、前述のように、ビアホール２０の内壁面が基板１０の表面に対し垂直である場合、ビアホール２０内におけるメタライズが悪化し、断線が発生してしまう場合がある（例えば、図中の符号５０で示す箇所を参照）。

【実施例1】

【0022】

図２は、実施例１に係る半導体装置１００の製造方法を示す図である。図２（ａ）に示すように、ＳｉＣを材料とする基板１０の表面に、窒化物半導体層１２が形成されている。窒化物半導体層１２は、例えば、ＡｌＮを材料とする３００ｎｍのバッファ層、ｉ−ＧａＮを材料とする１０００ｎｍのチャネル層（電子走行層）、ｎ−ＡｌＧａＮを材料とする２０ｎｍの電子供給層、及びｎ−ＧａＮを材料とする５ｎｍのキャップ層が順に積層された構造を有する。窒化物半導体層１２としては、ＧａＮ、ＡｌＮ、ＩｎＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＮ、ＩｎＡｌＧａＮ等を用いることができる。窒化物半導体層１２の表面におけるビアホールの形成予定領域には、ビアパッド４０が設けられている。ビアパッド４０には、例えばＮｉ及びＡｕの積層体を用いることができる。

【0023】

最初に、図２（ａ）に示すように、基板１０の裏面にＮｉメタルマスク１４を形成する（Ｎｉ以外には、ＮｉＣｒでもよい）。次に、図２（ｂ）に示すように、ビアエッチングの第１工程を行う。エッチングの方法にはＩＣＰ方式によるドライエッチングを採用し、エッチングガスにはＣＦ_４（フッ化炭素）を用いる。以下の説明では、エッチングの際のガス圧力をＰｒｅｓｓ、誘導結合プラズマのアンテナパワーをＩＣＰ、バイアスパワーをＢｉａｓで示す。エッチング条件は、ＣＦ_４＝１００ｓｃｃｍ（ガス流量）、Ｐｒｅｓｓ＝５．０Ｐａ、ＩＣＰ／Ｂｉａｓ＝２０００／５００Ｗとする。本工程により、基板１０の裏面に凹部（ビアホールの第１領域２２）が形成される。第１領域２２は、基板１０の裏面に開口し、基板１０の裏面から表面に向かって開口断面積が次第に小さくなるテーパ形状を有する。

【0024】

次に、図２（ｃ）に示すように、ビアエッチングの第２工程を行う。エッチングは引き続きＩＣＰ方式により行い、エッチングガスにはＳＦ_６を用いる。エッチング条件は、ＳＦ_６＝１００ｓｃｃｍ、Ｐｒｅｓｓ＝５．０Ｐａ、ＩＣＰ／Ｂｉａｓ＝２０００／５００Ｗとする。本工程により、ビアホールの第２領域２４が形成される。第２領域２４は、第１領域２２及び基板１０の表面に開口しており、ビアパッド４０に到達している。第２領域２４の内壁面の傾斜角は、第１領域２２に比べて大きい。本実施例では、第２領域２４の断面形状は、内壁面が基板１０の表面に対し略垂直となっているが、第２領域２４の内壁面は垂直でなくともよい。

【0025】

以上までの工程により、基板１０にビアホール２０が形成される。ビアホール２０の形状は、裏面の開口部が最も広く、徐々にテーパ状に開口断面積が小さくなり、途中から開口断面積がほぼ一定となるろうと形状となっている。

【0026】

次に、図２（ｄ）に示すように、メタルマスク１４を除去する。最後に、図２（ｅ）に示すように、基板１０の裏面及びビアホール２０の内部に金属層３０を形成する。金属層３０の形成は、例えば、最初にＴｉ及びＡｕからなるシード層３２をスパッタ成膜により形成した後に、Ａｕからなるめっき層３４をめっきにより形成する。金属層３０は、ビアパッド４０と電気的に接続される。

【0027】

図３は、実施例１に係る半導体装置１００の構成を示す図である。図３（ａ）はメタライズ前の状態を、図３（ｂ）はメタライズ後の状態をそれぞれ示す。図３（ａ）に示すように、基板１０の厚みＡは１００μｍ、第１領域２２の開口部の直径Ｂは１００μｍ、第２領域２４の開口部の直径Ｃは５０μｍとすることができるが、各部の寸法はこれに限定されるものではない。また、図３（ｂ）に示すように、ビアホール２０の形状がろうと形状であり、第１領域２２にテーパ部が形成されているため、スパッタ成膜によるシード層３２の付着がしやすく、めっき層３０の厚みも大きくしやすい。その結果、金属層３０（シード層３２及びめっき層３４）のメタライズが比較例よりも良好となっている。

【0028】

実施例１に係る半導体装置によれば、第１工程においてエッチングガスをＣＦ_４とし、第２工程においてエッチングガスをＳＦ_６としたＩＣＰ方式のドライエッチングを行うことにより、ＳｉＣを材料とする基板１０にろうと形状のビアホール２０を形成することができる。ＣＦ_４を用いたエッチングの際に生じるＣ系の残渣物（Ｃ、Ｓｉ、Ｎｉの混合物及び化合物）は、デポジットの成長速度が早く、ＳｉＣとの選択比が高い。このため、デポジットの成長に伴いエッチングが斜めに進行し、テーパ形状のビアホール（第１領域２２）が形成されると考えられる。また、第１領域２２の形成後は、ＳＦ_６によるエッチングを行うことで、断面形状が略垂直なビアホール（第２領域２４）が形成され、第１領域２２と合わせてろうと形状のビアホール２０を形成することができる。

【0029】

ビアホール２０をろうと形状とすることにより、ビアホール２０内のメタライズを改善することができる。また、基板１０の裏面の開口部に比べて表面の開口部が小さくなるため、表面側のビア用の開口寸法を小さくすることができる。また、半導体装置１００をパッケージ等にダイ付けする場合、基板１０の裏面側におけるビアホール２０の傾斜が９０°よりも小さいため、パッケージの熱膨張に起因するビアホール２０の端部への応力集中を軽減することができる。また、ＣＦ_４によるエッチングとＳＦ_６によるエッチングを併用することにより、ＣＦ_４のみでエッチングを行う場合に比べてビアホール２０の形成に要する時間を短縮することができる。

【0030】

また、実施例１では、エッチングの方法としてＩＣＰ方式によるドライエッチングを用いているが、フッ化炭素のプラズマ及びメタルマスクを用いたドライエッチングであれば、他の方式を用いてもよい。ただし、ＩＣＰ方式によれば、プラズマパワーとバイアスパワーを独立して制御することができるため、高密度プラズマ且つ低バイアス環境下でのエッチングが可能となる。また、低圧力（例えば、Ｐｒｅｓｓ≦１０Ｐａ）でのエッチングが可能となる。その結果、ビアホール側壁へのデポジットの堆積が促進されるため、テーパ形状の断面を形成することが可能となる。また、ＩＣＰ方式ではプラズマとウェハ（基板１０）との距離を小さくすることができるため、エッチングが途中で止まってしまうことを抑制する。以上のことから、ＩＣＰ方式のドライエッチングは、ろうと形状のビアホール２０を形成するのに適している。また、デポジットの速度及び傾斜角の調整も容易である。

【0031】

実施例１にて示したエッチング条件は一例であり、上記の形態に限定されるものではない。例えば、第２工程は、ＳＦ_６のみを用いるのではなく、ＳＦ_６とＯ_２との混合ガスを用いても良い。この場合には、ＳＦ_６のみを用いた場合よりも、エッチングレートが向上する。好ましいエッチング条件を以下に示す。

【0032】

図２（ｂ）に示す第１工程において、ＣＦ_４＝１０〜２００ｓｃｃｍ、Ｐｒｅｓｓ＝０．１〜１０．０Ｐａ、ＩＣＰ／Ｂｉａｓ＝１００〜５０００Ｗ／１０〜１０００Wであることが好ましい。また、ＣＦ_４＝５０〜１５０ｓｃｃｍ、Ｐｒｅｓｓ＝３．０〜７．０Ｐａ、ＩＣＰ／Ｂｉａｓ＝１５００〜３０００Ｗ／３００〜７００Wであることが更に好ましい。

【0033】

図２（ｃ）に示す第２工程において、ＳＦ_６＝１０〜２００ｓｃｃｍ、Ｐｒｅｓｓ＝０．１〜１０．０Ｐａ、ＩＣＰ／Ｂｉａｓ＝１００〜５０００Ｗ／１０〜１０００Wであることが好ましい。また、ＳＦ_６＝７０〜１００ｓｃｃｍ、Ｐｒｅｓｓ＝３．０〜７．０Ｐａ、ＩＣＰ／Ｂｉａｓ＝１５００〜３０００Ｗ／３００〜７００Wであることが更に好ましい。

【0034】

さらに、図２（ｃ）に示す第２工程において、ＳＦ_６／Ｏ_２＝１０〜２００ｓｃｃｍ／１〜１５０ｓｃｃｍ、Ｐｒｅｓｓ＝０．１〜１０．０Ｐａ、ＩＣＰ／Ｂｉａｓ＝１００〜５０００Ｗ／１０〜１０００Wであることが好ましい。また、ＳＦ_６／Ｏ_２＝７０〜１００ｓｃｃｍ／０〜３０ｓｃｃｍ、Ｐｒｅｓｓ＝３．０〜７．０Ｐａ、ＩＣＰ／Ｂｉａｓ＝１５００〜３０００Ｗ／３００〜７００Wであることが更に好ましい。

【0035】

また、実施例１では、エッチングの際のメタルマスク１４としてＮｉを用いたが、他にもＣｕ、Ａｌ、Ｃｒ等を用いることができる。ただし、メタルマスク１４としてＮｉを用いる（デポジットにＮｉが含まれるようにする）ことにより、ビアホール２０のテーパ部の表面が滑らかになるため、より良好なビア形状を得ることができる。

【0036】

また、実施例１では、第１工程のエッチングガスとしてＣＦ_４を用いたが、ＣＦ_４の代わりに他のフッ化炭素系のガス（例えば、Ｃ_２Ｆ_８）を用いてもよい。また、第２工程でエッチングガスとして用いたＳＦ_６の代わりに他のフッ化硫黄系のガスを用いてもよい。

【実施例2】

【0037】

実施例２は、ろうと形状のビアホールを一工程で形成する例である。実施例２に係る半導体装置の構成は、実施例１（図３）と同様であり、説明を省略する。

【0038】

実施例２に係る半導体装置の製造方法は、最初に基板１０の裏面にメタルマスク１４を形成するまでは実施例１（図２（ａ））と同様である。次に、実施例１と同様にＩＣＰ方式によるドライエッチングを行うが、実施例２ではエッチングガスとしてＣＦ_４及びＯ_２の混合ガスを用いる。エッチング条件は、ＣＦ_４／Ｏ_２＝９０／１０ｓｃｃｍ、Ｐｒｅｓｓ＝５．０Ｐａ、ＩＣＰ／Ｂｉａｓ＝２０００／５００Ｗとする。また、メタルマスク１４にはＮｉを用いる

【0039】

ＣＦ_４及びＯ_２の混合ガスによるエッチングは、ＣＦ_４ガスを単体で用いる場合に比べてエッチングレートが高い。エッチングの初期には、実施例１と同じくテーパ形状にエッチングが進み、第１領域２２が形成される（図２（ｂ））。エッチングが深くなるにつれ、メタルマスク１４から飛散するＮｉの供給量は減少する。基板の深さ方向へのエッチング速度がデポジットの堆積速度より大きくなると、エッチングは略垂直方向へと進むようになり、内壁面の傾斜角が大きい第２領域２４が形成される（図２（ｃ））。以上の工程により、基板１０にろうと形状のビアホール２０が形成される。

【0040】

ビアホールの形成後は、実施例１と同様に、メタルマスク１４の除去（図２（ｄ））及び金属層３０の形成（図２（ｅ））を行う。これにより、実施例２に係る半導体装置１００が完成する。

【0041】

実施例２によれば、実施例１と同様に、ビアホール２０内のメタライズを改善することができる。また、ビアホール２０を一工程で形成することにより、実施例１に比べて工程数を削減することができる。

【0042】

実施例２にて示したエッチング条件は一例であり、上記の形態に限定されるものではないが、好ましいエッチング条件を以下に示す。

【0043】

エッチング条件は、ＣＦ_４／Ｏ_２＝１０〜２００ｓｃｃｍ／１〜１５０ｓｃｃｍ、Ｐｒｅｓｓ＝０．１〜１０．０Ｐａ、ＩＣＰ／Ｂｉａｓ＝１００〜５０００Ｗ／１０〜１０００Wであることが好ましい。また、ＣＦ_４／Ｏ_２＝７０〜１００ｓｃｃｍ／１〜３０ｓｃｃｍ、Ｐｒｅｓｓ＝３．０〜７．０Ｐａ、ＩＣＰ／Ｂｉａｓ＝１５００〜３０００Ｗ／３００〜７００Wであることが更に好ましい。

【0044】

また、エッチングガスの種類、エッチング方式、及びメタルマスク１４の材料については、実施例１にて示した他の方法を用いてもよい。ただし、実施例１にて説明したように、エッチングガスはＣＦ_４、エッチング方式はＩＣＰ、メタルマスク１４の材料はＮｉとすることが好ましい。

【0045】

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定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本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

【符号の説明】

【0046】

１０ 基板
１２ 窒化物半導体層
２０ ビアホール
２２ 第１領域
２４ 第２領域
３０ 金属層
３２ シード層
３４ めっき層
４０ ビアパッド

【図1】

【図2】

【図3】