镶嵌配线构造、致动装置、和镶嵌配线构造的制造方法
文献发布时间:2023-06-19 12:07:15
技术领域
本发明的一个方面涉及镶嵌(damascene)配线构造、致动装置和镶嵌配线构造的制造方法。
背景技术
现有技术中,已知有通过在槽部内埋入金属材料来形成配线部的镶嵌配线构造(例如参照专利文献1)。在这样的镶嵌配线构造中,在槽部的内表面上设置有金属层,配线部与该金属层接合。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平6-84896号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
在上述的镶嵌配线构造中,存在对配线部和金属层作用应力的情况。例如,在利用了通过与磁场的相互作用而作用于线圈的洛伦茨力的致动装置的线圈中应用镶嵌配线构造的情况下,对配线部和金属层作用与配线部的延伸方向垂直的方向的应力。另一方面,在上述的镶嵌配线构造中,存在以覆盖配线部的表面和金属层的端部的方式设置有覆盖层的情况。在这样的镶嵌配线构造中对配线部和金属层作用了应力的情况下,应力在覆盖层中与配线部和金属层接触的部分集中,在该部分可能会产生剥离和损伤的风险。
因此,本发明的一个方面的目的在于,提供一种可靠性高的镶嵌配线构造和致动装置、以及能够获得这样的镶嵌配线构造的镶嵌配线构造的制造方法。
用于解决课题的技术方法
本发明的一个方面所涉及的镶嵌配线构造,其具备:基底,其具有设置有槽部的主面;绝缘层,其具有:设置于槽部的内表面上的第一部分;和与第一部分一体地形成,并且设置于主面上的第二部分;金属层,其设置于绝缘层的第一部分上;配线部,其埋入于槽部内,并且与金属层接合;以及覆盖层,其以覆盖绝缘层的第二部分、金属层的端部、和配线部的方式设置,绝缘层中的第一部分与第二部分的边界部分的与基底为相反侧的表面,包含在从配线部的延伸方向观察的情况下,相对于与主面垂直的方向倾斜的倾斜面,金属层的端部进入到覆盖层与倾斜面之间,在端部,沿着覆盖层的第一表面与沿着倾斜面的第二表面成锐角。
在该镶嵌配线构造中,绝缘层具有:设置于槽部的内表面上的第一部分;和与第一部分一体地形成,并且设置于主面上的第二部分,覆盖层以覆盖绝缘层的第二部分、金属层的端部、和配线部的方式设置。由此,与例如绝缘层仅具有第一部分的情况相比,能够减少应力容易集中的部位。并且,绝缘层中的第一部分与第二部分的边界部分的与基底为相反侧的表面包含倾斜面,金属层的端部进入到覆盖层与该倾斜面之间。并且,在该端部中,沿着覆盖层的第一表面与沿着倾斜面的第二表面成锐角。由此,能够抑制应力集中地作用于覆盖层。根据以上,在该镶嵌配线构造中可靠性能够提高。
也可以是:覆盖层的厚度比绝缘层的厚度厚。在该情况下,能够提高覆盖层的强度,能够进一步提高可靠性。
也可以是:覆盖层中的金属层的端部的与第一表面接触的部分、和绝缘层中的金属层的端部的与第二表面接触的部分,由彼此相同的材料构成。在该情况下,在覆盖层与金属层的端部的接触部分的附近,能够提高覆盖层与绝缘层之间的接合强度,能够更加进一步提高可靠性。
也可以是:绝缘层具有:由氧化膜构成的第一层;和由氮化膜构成的、设置于第一层上的第二层。在该情况下,由氧化膜构成的第一层能够容易地形成倾斜形状,因此能够使倾斜面的形成容易化。
也可以是:在基底中的主面与槽部的边界部分,设置有在从延伸方向观察的情况下,相对于与主面垂直的方向倾斜的边界面。在该情况下,能够进一步使倾斜面的形成容易化。
也可以是:倾斜面凸状地弯曲。在该情况下,能够更可靠地抑制应力集中地作用于覆盖层。
也可以是:在金属层的端部中的与第二表面为相反侧的第三表面,在从延伸方向观察的情况下,相对于与主面垂直的方向倾斜,配线部的一部分进入到覆盖层与第三表面之间。在该情况下,能够通过配线部抑制金属层的端部,能够降低从金属层作用于覆盖层的应力。并且,配线部的该一部分的在与主面垂直的方向上的厚度变薄,因此能够降低从配线部作用于覆盖层的应力。
也可以是:金属层的端部的与主面平行的方向上的厚度,比金属层中的端部以外的部分的厚度厚。在该情况下,能够增大金属层的端部与覆盖层的接触面积,能够更加适当地分散从金属层作用于覆盖层的应力。
也可以是:金属层的端部的与主面平行的方向上的厚度,随着靠近端部的前端而渐增。在该情况下,能够进一步增大金属层的端部与覆盖层的接触面积,能够进一步适当地分散从金属层作用于覆盖层的应力。
也可以是:配线部中的与覆盖层接触的第一接触面,相对于绝缘层中的与覆盖层接触的第二接触面,位于槽部的底部侧。在该情况下,能够进一步减少应力容易集中的部位。并且,能够更加进一步增大金属层的端部与覆盖层的接触面积,能够更加进一步适当地分散从金属层作用于覆盖层的应力。
也可以是:覆盖层的厚度,比在与主面垂直的方向上的第一接触面与第二接触面之间的距离大。在该情况下,能够进一步提高覆盖层的强度。
也可以是:覆盖层的厚度,比与主面垂直的方向上的第一接触面与第二接触面之间的距离小。在该情况下,能够进一步减少从配线部作用于覆盖层的应力。
也可以是:槽部在从与主面垂直的方向观察的情况下,螺旋状地延伸。在该情况下,能够获得高的可靠性。
也可以是:槽部中的彼此相邻的部分之间的间隔,比槽部的宽度小。在该情况下,能够使配线的间距(间隔)变窄,能够实现省空间化。
也可以是:槽部的宽度比槽部的深度小。在该情况下,能够实现省空间化和配线的低电阻化。
也可以是:基底具有与主面为相反侧的相反面,与主面垂直的方向上的槽部的底部与相反面之间的距离,比槽部的深度大。在该情况下,能够提高基底的强度,能够更加进一步提高可靠性。
本发明的一个方面所涉及的致动装置,其是具有上述镶嵌配线构造,该致动装置具备:支撑部;可动部,其在支撑部中以能够摆动的方式被支撑;线圈,其具有镶嵌配线构造,并且设置于支撑部和可动部的至少一方;以及磁场产生部,其产生作用于线圈的磁场。在该致动装置中,与配线部的延伸方向垂直的方向的应力作用于配线部和金属层,根据上述的理由,能够提高可靠性。
本发明的一个方面所涉及的镶嵌配线构造的制造方法,其具备:第一步骤,其在具有设置有槽部的主面的基底上,形成绝缘层,绝缘层具有:设置于槽部的内表面上的第一部分;和与第一部分一体地形成,并且设置于主面上的第二部分;第二步骤,其在第一步骤之后,在绝缘层的第一部分和第二部分上形成金属层;第三步骤,其在第二步骤之后,以埋入于槽部内并且与金属层接合的方式,在金属层上形成配线部;第四步骤,其在第三步骤之后,以绝缘层的第二部分露出的方式,通过化学机械研磨,将第二部分上的金属层和配线部去除以平坦化;以及第五步骤,其在第四步骤之后,以覆盖绝缘层的第二部分、金属层的端部、和配线部的方式形成覆盖层,在第一步骤中,形成绝缘层,其中,绝缘层中的第一部分与第二部分的边界部分的与基底为相反侧的表面,包含在从配线部的延伸方向观察的情况下,相对于与主面垂直的方向倾斜的倾斜面。根据该镶嵌配线构造的制造方法,能够获得上述的可靠性高的镶嵌配线构造。
也可以是:在第二步骤中,通过溅射形成金属层。在该情况下,能够使在与主面平行的方向上的金属层的端部的厚度随着朝向端部的前端而渐增,能够使金属层的端部与覆盖层的接触面积增大。
发明效果
根据本发明的一个方面,能够提供可靠性高的镶嵌配线构造和致动装置、以及能够获得这样的镶嵌配线构造的镶嵌配线构造的制造方法。
附图说明
图1是实施方式所涉及的致动装置的俯视图。
图2是图1的II―II线截面图。
图3是图2的放大图。
图4是图3的放大图。
图5的(a)和图5的(b)是用于说明镶嵌配线构造的制造方法的截面图。
图6的(a)和图6的(b)是用于说明镶嵌配线构造的制造方法的截面图。
图7的(a)和图7的(b)是用于说明镶嵌配线构造的制造方法的截面图。
图8是第一变形例所涉及的镶嵌配线构造的截面图。
图9是第二变形例所涉及的镶嵌配线构造的截面图。
图10的(a)是第三变形例所涉及的镶嵌配线构造的截面图,图10的(b)是第四变形例所涉及的镶嵌配线构造的截面图。
具体实施方式
以下,关于本发明的一个实施方式,参照附图进行详细说明。此外,在以下的说明中,对于相同或者相应的要素使用相同的符号,省略重复的说明。
[镜装置的结构]
如图1所示,镜装置(致动装置)1具备:支撑部2;第一可动部3;第二可动部(支撑部)4;一对第一连结部5、6;一对第二连结部7、8;和磁场产生部9。支撑部2、第一可动部3、第二可动部4、第一连结部5、6和第二连结部7、8例如通过SOI(Silicon on Insulator:绝缘体上硅)基板等的半导体基板一体地形成。即,镜装置1作为MEMS(Micro Electro MechanicalSystems:微型机电系统)器件构成。
在镜装置1中,使具有镜面(光学面)10的第一可动部3绕彼此正交的第一轴线X1和第二轴线X2摆动。镜装置1例如能够在光通信用光学开关、光扫描仪等中使用。磁场产生部9例如由具有海尔贝克阵列的永久磁铁等构成。磁场产生部9产生作用于后述的线圈21、22的磁场。
支撑部2例如在俯视时具有四边形形状的外形,形成为框状。支撑部2相对于磁场产生部9配置于与镜面10垂直的方向上的一方侧。第一可动部3以与磁场产生部9分离的状态配置于支撑部2的内侧。此外,“俯视”是指从与镜面10垂直的方向观察的情况,换言之,是指从与后述的基板30的主面31垂直的方向观察的情况。
第一可动部3具有配置部3a、包围配置部3a的框部3b、将配置部3a和框部3b彼此连结的多个(这里例如为4个)连结部3c。配置部3a例如形成为在俯视时为圆形。在配置部3a的与磁场产生部9为相反侧的表面,例如设置有圆形的镜面10。镜面10通过由例如铝、铝类合金、银、银类合金、金、电介质多层膜等构成的反射膜而构成。
框部3b例如在俯视时具有四边形状的外形,形成为框状。多个连结部3c配置于第一轴线X1上的配置部3a的两侧和第二轴线X2上的配置部3a的两侧,在第一轴线X1上或者在第二轴线X2上将配置部3a和框部3b彼此连结。
第二可动部4例如在俯视时具有四边形状的外形,形成为框状。第二可动部4在与磁场产生部9分离的状态下,以包围第一可动部3的方式配置于支撑部2的内侧。
第一连结部5、6配置于第一轴线X1上的第一可动部3的两侧。各第一连结部5、6以第一可动部3能够绕第一轴线X1摆动的方式,在第一轴线X1上将第一可动部3和第二可动部4彼此连结。各第一连结部5、6例如沿着第一轴线X1直线状地延伸。
第二连结部7、8配置于第一轴线X1上的第二可动部4的两侧。各第二连结部7、8以第二可动部4能够绕第二轴线X2摆动的方式,在第二轴线X2上将第二可动部4和支撑部2彼此连结。各第二连结部7、8例如沿着第二轴线X2直线状地延伸。
镜装置1还具备:线圈21、22;多个配线12、13、14、15;和多个电极焊盘25、26、27、28。线圈21例如被埋入第一可动部3的框部3b,在俯视时螺旋状地延伸。线圈22例如被埋入第二可动部4,在俯视时螺旋状地延伸。各线圈21、22例如由铜等的金属材料构成。
多个电极焊盘25、26、27、28设置于支撑部2。配线12将线圈21的一端与电极焊盘25电连接。配线12从线圈21的一端经由第一连结部5、第二可动部4和第2连结部7延伸至电极焊盘25。配线13将线圈21的另一端与电极焊盘26电连接。配线13从线圈21的另一端经由第一连结部6、第二可动部4和第二连结部8延伸至电极焊盘26。
配线14将线圈22的一端与电极焊盘27电连接。配线14从线圈22的一端经由第二连结部8延伸至电极焊盘27。配线15将线圈22的另一端与电极焊盘28电连接。配线15从线圈22的另一端经由第二连结部7延伸至电极焊盘28。
在如上所述构成的镜装置1中,当经由电极焊盘27、28和配线14、15而对线圈22输入有线性动作用的驱动信号时,通过与磁场产生部9产生的磁场的相互作用而对线圈22作用洛伦茨力。通过利用该洛伦茨力与第二连结部7、8的弹力的平衡,使镜面10(第一可动部3)和第二可动部4一起绕第二轴线X2线性动作。
另一方面,当经由电极焊盘25、26和配线12、13而对线圈21输入有谐振动作用的驱动信号时,通过与磁场产生部9产生的磁场的相互作用而对线圈21作用洛伦茨力。除了该洛伦茨力,还通过利用在谐振频率下的第一可动部3的谐振,从而使镜面10(第一可动部3)绕第一轴线X1谐振动作。
[镶嵌配线构造]
参照图2、图3和图4,对线圈21、22具有的镶嵌配线构造100进行说明。因为线圈21、22的结构彼此相同,所以在下文中对线圈22进行说明,省略关于线圈21的说明。
如上所述,线圈22设置于第二可动部4。第二可动部4例如由基板(基底)30的第一硅层81构成。基板30例如具有第一硅层81以及第二硅层82、和配置于第一硅层81与第二硅层82之间的绝缘层83(图5~图7)。支撑部2由第一硅层81、第二硅层82和绝缘层83构成,第一可动部3、第二可动部4、第一连结部5、6和第二连结部7、8由第一硅层81构成。基板30具有主面31。在该例子中,主面31为第一硅层81的与绝缘层83为相反侧的表面。
在主面31设置有槽部33。槽部33具有与线圈21对应的形状,在该例子中,在俯视时螺旋状地延伸。在与槽部33的延伸方向垂直的截面中,槽部33例如呈矩形形状。在该例子中,槽部33的内表面34具有侧面34a和底面(底部)34b。此外,在图2~图4中仅表示了一个截面,例如镶嵌配线构造100关于槽部33的延伸方向同样地构成,在与槽部33的延伸方向垂直的任一截面中均同样地构成。但是,镶嵌配线构造100也可以不必一定关于槽部33的延伸方向同样地构成。例如,也可以是,镶嵌配线构造100在槽部33的延伸方向的一部分中具有本实施方式的形状,而在槽部33的延伸方向的另一部分中具有后述的变形例的形状。
镶嵌配线构造100除了作为基底的基板30,还具备绝缘层40、金属层50、配线部60和覆盖层70。绝缘层40遍及主面31和槽部33的内表面34上而设置。更具体而言,绝缘层40具有:设置于内表面34上的第一部分41;和与第一部分41一体地形成的、设置于主面31上的第二部分42。绝缘层40中的第一部分41与第二部分42的边界部分43,位于基板30的主面31与槽部33的边界部分上。
绝缘层40由第一层44和第二层45构成。第一层44由氧化膜构成,设置于主面31和槽部33的内表面34上。构成第一层44的氧化膜,例如是通过将硅进行热氧化而形成的硅氧化膜(SiO
金属层50遍及绝缘层40的第一部分41上而设置。即,金属层50经由第一部分41设置于槽部33的内表面34上。金属层50例如由钛(Ti)等的金属材料构成。金属层50例如能够作为用于将配线部60稳定地形成于半导体基板上的种子层、和用于防止配线部60中包含的金属元素向第一硅层81扩散的阻挡层发挥功能。
配线部60埋入于槽部33内,与金属层50接合。即,配线部60隔着绝缘层40的第一部分41和金属层50设置于槽部33内。配线部60例如由铜(Cu)等的金属材料构成。与配线部60的延伸方向(换言之,槽部33的延伸方向)垂直的截面中的金属层50的形状,与槽部33的截面形状相对应,在该例子中,呈大致矩形形状。此外,如本实施方式所示,配线部60在俯视时螺旋状地延伸,配线部60具有在与第一轴线X1平行的方向上延伸的第一部分、和在与第二轴线X2平行的方向上延伸的第二部分的情况下,配线部60的延伸方向,在第一部分中为与第一轴线X1平行的方向,在第二部分中为与第二轴线X2平行的方向。或者,配线部60曲线状地或者弯曲地延伸的情况下,配线部60的某部分的延伸方向是指该部分的切线方向。
覆盖层70以覆盖绝缘层40的第二部分42、金属层50的端部51和配线部60的方式设置。在该例子中,覆盖层70与主面31平行地平面状地延伸。覆盖层70的厚度T1比绝缘层40的厚度T2厚。覆盖层70例如由硅氮化膜构成,具有绝缘性。即,覆盖层70由与绝缘层40的第二层45相同的材料构成。
如图4所示,绝缘层40的第一部分41的与基板30为相反侧的表面41a,例如成为与主面31垂直的平坦面。绝缘层40的第二部分42的与基板30为相反侧的表面42a,例如成为与主面31平行的平坦面。表面42a与覆盖层70接触。边界部分43的与基板30为相反侧的表面43a,在从配线部60的延伸方向观察的情况下,包括相对于与主面31垂直的方向A1倾斜的倾斜面43b。更具体而言,倾斜面43b相对于第一部分41的表面41a向外侧(以越远离槽部33的底面34b而离槽部33的中心越远的方式)倾斜。在该例子中,倾斜面43b向与基板30相反侧凸状地弯曲。
金属层50的端部51进入覆盖层70与倾斜面43b之间。更具体而言,端部51具有配置于在与主面31垂直的方向A1上形成于覆盖层70与倾斜面43b之间的空间的部分。
端部51具有第一表面51a、与第一表面51a连续的第二表面51b、在与第二表面51b为相反侧与第一表面51a连续的第三表面51c。第一表面51a沿着覆盖层70,并与覆盖层70接合。在该例子中,第一表面51a为平坦面,与绝缘层40的第二部分42的表面42a、和后述的配线部60的表面60a位于同一平面上。
第二表面51b沿着倾斜面43b,并且与倾斜面43b接合。第二表面51b与倾斜面43b同样地,相对于与主面31垂直的方向A1向外侧倾斜。第二表面51b向与基板30相反侧凹状地弯曲。第二表面51b与构成绝缘层40的边界部分43的第二层45接触。即,绝缘层40中的与第二表面51b接触的部分(在该例子中,构成边界部分43的第二层45),与覆盖层70中的与第一表面51a接触的部分由相同的材料(硅氮化膜)构成。如上所述,在该例子中,覆盖层70的整体由硅氮化膜构成。由此,能够提高绝缘层40与覆盖层70之间的接合强度。
第三表面51c为端部51的与第二表面51b为相反侧的表面。第三表面51c在从配线部60的延伸方向观察的情况下,相对于方向A1向外侧倾斜。第三表面51c相对于方向A1的倾斜的程度,比第二表面51b相对于方向A1的倾斜的程度平缓。由此,与主面31平行的方向A2上的端部51的厚度随着靠近端部51的前端而渐增。配线部60中的位于与金属层50和覆盖层70的边界部分的一部分61进入到覆盖层70与第三表面51c之间。更具体而言,配线部60的一部分61在方向A1上配置于在覆盖层70与第三表面51c之间形成的空间。
在端部51中,第一表面51a与第二表面51b成锐角。换言之,由第一表面51a和第二表面51b形成的角度θ小于90度。即,与主面31垂直的方向A1上的端部51的厚度,随着靠近端部51的前端(例如,由第一表面51a和第二表面51b形成的顶点)而渐减。角度θ例如可以是15度~88度。金属层50的端部51未设置于绝缘层40的第二部分42上。
与主面31平行的方向A2上的端部51的厚度(最小厚度),比金属层50中的端部51以外的部分(例如,金属层50中的与主面31垂直的方向A1上的位于中间的部分、或者金属层50中的位于绝缘层40的第一部分41上的部分)的厚度大。方向A1上的金属层50的前端部的厚度(最大厚度)比绝缘层40的厚度T2小。在此,“金属层50的前端部”是指,金属层50中的、与主面31平行的方向A2上的厚度比与主面31垂直的方向A1上的厚度大的部分。
在该例子中,配线部60中的与覆盖层70接触的表面(第一接触面)60a,与绝缘层40的第二部分42的表面42a位于同一平面上。表面42a为绝缘层40中的与覆盖层70接触的表面(第二接触面)。覆盖层70的基板30侧的表面70a成为平坦面。
如上所述,槽部33在俯视时螺旋状地延伸。由此,如图2所示,槽部33具有相互相邻的多个部分33a。部分33a彼此之间的间隔B比槽部33的宽度W小。槽部33的宽度W比槽部33的深度D小。槽部33的深度D是指,例如在与主面31垂直的方向A1上的主面31与底面34b之间的距离。与主面31垂直的方向A1上的槽部33的底面34b和基板30的与主面31为相反侧的相反面之间的距离L,比槽部33的深度D大。在该例子中,该相反面为第一硅层81的绝缘层83侧(与主面31为相反侧)的表面81a。
[作用効果]
在镶嵌配线构造100中,绝缘层40具有:设置于槽部33的内表面34上的第一部分41;及与第一部分41一体地形成的、设置于主面31上的第二部分42,覆盖层70以覆盖绝缘层40的第二部分42、金属层50的端部51和配线部60的方式设置。由此,与例如绝缘层40仅具有第一部分41的情况相比,能够减少应力容易集中的部位。即,在绝缘层40仅具有第一部分41的情况下,绝缘层40的端部位于主面31与槽部33的边界部分的附近,且主面31与覆盖层70接触。在该情况下,基板30、绝缘层40的该端部、金属层50的端部51、配线部60和覆盖层70在彼此靠近的部位接触。在这样的部位应力容易集中。相对于此,在镶嵌配线构造100中,由于在主面31与槽部33的边界部分的附近不存在绝缘层40的端部,因此能够减少应力集中的部位。并且,金属层50的端部51以与覆盖层70接触的方式延伸。假如,端部51没有到达覆盖层70,而停留在比配线部60的表面60a低的位置,则在配线部60中的从金属层50露出的部分可能产生空隙(void)。相对于此,在镶嵌配线构造100中,能够抑制这样的空隙的产生,能够抑制因空隙引起的覆盖层70的剥离等。并且,绝缘层40中的第一部分41与第二部分42的边界部分43的与基板30为相反侧的表面43a包含倾斜面43b,金属层50的端部51进入到覆盖层70与倾斜面43b之间。并且,在端部51中,沿着覆盖层70的第一表面51a与沿着倾斜面43b的第二表面51b成锐角。由此,能够抑制应力集中地作用于覆盖层70。根据以上内容,在镶嵌配线构造100中,可靠性能够提高。
在镶嵌配线构造100中,覆盖层70的厚度T1比绝缘层40的厚度T2厚。由此,能够提高覆盖层70的强度,能够进一步提高可靠性。
在镶嵌配线构造100中,覆盖层70中的与端部51的第一表面51a接触的部分、和绝缘层40中的与端部51的第二表面51b接触的部分(构成边界部分43的第二层45)由彼此相同的材料构成。由此,能够提高在覆盖层70与金属层50的端部51的接触部分的附近覆盖层70与绝缘层40之间的接合强度,能够进一步提高可靠性。
在镶嵌配线构造100中,绝缘层40具有由氧化膜构成的第一层44,和由氮化膜构成的、设置于第一层44上的第二层45。由此,在由氧化膜构成的第一层44能够容易地形成倾斜形状,因此能够使倾斜面43b的形成容易化。
在镶嵌配线构造100中,倾斜面43b凸状地弯曲。由此,能够进一步可靠地抑制应力集中地作用于覆盖层70。
在镶嵌配线构造100中,金属层50的端部51的与第二表面51b为相反侧的第三表面51c倾斜,配线部60的一部分61进入到覆盖层70与第三表面51c之间。由此,能够通过配线部60抑制金属层50的端部51,能够降低从金属层50作用于覆盖层70的应力。进一步地,由于配线部60的一部分61的在与主面31垂直的方向A1上的厚度变薄,因此能够降低从配线部60作用于覆盖层70的应力。
在镶嵌配线构造100中,金属层50的端部51的与主面31平行的方向A2上的厚度,比金属层50的端部51以外的部分的厚度厚。由此,能够增大金属层50的端部51与覆盖层70的接触面积,能够更加适当地分散从金属层50作用于覆盖层70的应力。
在镶嵌配线构造100中,金属层50的端部51的与主面31平行的方向A2上的厚度随着越靠近端部51的前端而渐增。由此,能够进一步增大金属层50的端部51与覆盖层70的接触面积,能够更加进一步适当地分散从金属层50作用于覆盖层70的应力。
在镶嵌配线构造100中,槽部33螺旋状地延伸。即使像这样槽部33螺旋状地延伸的情况下,也能够获得高的可靠性。
在镶嵌配线构造100中,也可以是,槽部33的彼此相邻的部分33a之间的间隔B比槽部33的宽度W小。由此,能够使配线的间距(间隔)狭窄,能够实现省空间化。
在镶嵌配线构造100中,槽部33的宽度W比槽部33的深度D小。由此,能够实现省空间化和配线的低电阻化。
在镶嵌配线构造100中,在与主面31垂直的方向A1上的槽部33的底面34b与基板30的与主面31为相反侧的相反面(第一硅层81的表面81a)之间的距离L,比槽部33的深度D大。由此,能够提高基板30的强度,能够进一步提高可靠性。
[镶嵌配线构造的制造方法]
接着,参照图5、图6和图7,对镶嵌配线构造100的制造方法进行说明。此外,在图5~图7中,示意性地表示了各部,实际上例如形成为如图4所示的形状。
首先,如图5的(a)所示,准备具有第一硅层81、第二硅层82和绝缘层83的基板30,在基板30的主面31形成槽部33。槽部33例如通过使用了博世工艺(Bosch process)的反应性离子蚀刻(DRIE)形成。第一硅层81的厚度例如为30~150μm程度,第二硅层82的厚度例如为625μm程度。槽部33的深度例如为5~30μm程度。
接着,如图5的(b)所示,在基板30的主面31上形成绝缘层40(第一步骤),该绝缘层40具有:设置于内表面34上的第一部分41;和与第一部分41一体地形成的、设置于主面31上的第二部分42。更具体而言,将由硅氧化膜(热氧化膜)构成的第一层44遍及主面31和槽部33的内表面34上而形成之后,将由硅氮化膜(LP-SiN)构成的第二层45形成于第一层44上。第一层44和第二层45的厚度例如为100~1000nm程度。
更具体而言,在第一步骤中形成绝缘层40,其中,绝缘层40的第一部分41与第二部分42的边界部分43的与基板30为相反侧的表面43a,在从配线部60的延伸方向观察的情况下,包括相对于与主面31垂直的方向A1倾斜的倾斜面43b(参照图4)。例如,通过将由硅氧化膜构成的第一层44和由硅氮化膜形成的第二层45形成于主面31和槽部33的内表面34上,从而在边界部分43的表面43a形成倾斜面43b。这是因此在由硅氧化膜构成的第一层44容易形成有倾斜形状。
接着,如图6的(a)所示,在绝缘层40的第一部分41和第2部分42上形成金属层50(第二步骤)。在第二步骤中,在金属层50上形成有金属层55。金属层55例如由铜等的金属材料构成。金属层55与金属层50一起作为种子层发挥功能。金属层50和金属层55例如利用溅射来形成,但也可以利用原子层堆积法(ALD)、化学成长法(CVD)、离子渗镀或者无电解镀覆来形成。金属层50和金属层55的总厚度例如为10nm~3000nm程度。
接着,如图6的(b)所示,以埋入于槽部33内并接合金属层50的方式形成配线部60(第三步骤)。配线部60例如通过镀覆来形成。配线部60例如以主面31上的配线部60的厚度的平均成为1μm以上的方式形成。此外,在该例子中,由于金属层55由与配线部60相同的材料构成,因此在配线部60的形成时,存在配线部60与金属层55一体化而配线部60与金属层55之间的界面消失的情况。在该情况下,可以视为金属层55构成配线部60。
接着,如图7的(a)所示,以露出绝缘层40的第二部分42的方式,通过化学机械研磨(CMP)将第二部分42上的金属层50、金属层55和配线部60去除以平坦化(第四步骤)。在第四步骤中,对于绝缘层40、金属层50、金属层55和配线部60,从与基板30相反侧实施化学机械研磨。对于绝缘层40、金属层50、金属层55和配线部60的各个,通过去除与主面31垂直的方向A1上的与主面31或者底面34b为相反侧的一部分,从而使绝缘层40、金属层50、金属层55和配线部60平坦化。这时,在该例子中,绝缘层40的第二层45中的构成第二部分42的部分被去除。
接着,如图7的(b)所示,以覆盖绝缘层40的第二部分42、金属层50的端部51和配线部60的方式形成覆盖层70(第五步骤)。覆盖层70例如由硅氮化膜(PE-SiN)构成,以200~3000nm程度的厚度形成。接着,通过蚀刻等将第二硅层82和绝缘层83去除。通过以上的工序,能够获得上述的镶嵌配线构造100。
[变形例]
本公开不限定于上述实施方式。镶嵌配线构造100也可以按图8所示的第一变形例的方式构成。在第一变形例中,在基板30的主面31与槽部33的边界部分,设置有从配线部60的延伸方向观察的情况下,相对于与主面31垂直的方向A1向外侧倾斜的边界面35。边界面35例如为平坦面。绝缘层40的边界部分43设置于边界面35上,因此沿着边界面35延伸,并且相对于与主面31垂直的方向A1向外侧倾斜。边界部分43的倾斜面43b和金属层50的端部51的第二表面51b成为与边界面35平行的平坦面。端部51的第三表面51c也成为相对于方向A1向外侧倾斜的平坦面。第三表面51c相对于方向A1的倾斜角度变得比第二表面51b相对于方向A1的倾斜角度更平缓。由此,在与主面31平行的方向A2上的端部51的厚度随着越靠近端部51的前端而渐增。
在第一变形例的镶嵌配线构造100的制造时,例如,通过使用了非博世工艺和博世工艺的反应性离子蚀刻形成有槽部33。由此,在槽部33的形成时,在基板30中的主面31与槽部33的边界部分形成边界面35。通过将非博世工艺和博世工艺相组合,能够实现可靠性的提高。
根据第一变形例,与上述实施方式同样地,能够提高可靠性。并且,由于在基板30中的主面31与槽部33的边界部分设置有边界面35,能够使倾斜面43b的形成容易化。在第一变形例中,也可以是,槽部33具有的多个部分33a彼此之间的间隔B比槽部33的宽度W小。在第一变形例的情况下,间隔B为多个部分33a中的边界面35以外的内表面34间的距离(换言之,内表面34中的沿着与主面31垂直的方向A1延伸的部分之间的距离)。
镶嵌配线构造100也可以按图9所示的第二变形例的方式构成。在第二变形例中,配线部60的表面60a相对于绝缘层40的第二部分42的表面42a位于槽部33的底面34b侧。金属层50的端部51的第三表面51c被覆盖层70中的表面60a上的部分与表面42a上的部分的边界部分71覆盖。边界部分71沿着第三表面51c延伸,相对于与主面31垂直的方向A1向外侧倾斜。在第二变形例的镶嵌配线构造100的制造时,例如通过调整第四步骤的化学机械研磨中的浆料,使配线部60的凹陷(dishing)量(配线部60被去除的量)增加。由此,能够形成图9所示的形状的配线部60。
根据第二变形例,与上述实施方式同样地,能够提高可靠性。并且,表面60a相对于表面42a位于槽部33的底面34b侧。由此,能够进一步减少应力容易集中的部位。并且,由于通过边界部分71覆盖端部51的第三表面51c,因此能够进一步增大金属层50的端部51与覆盖层70的接触面积,能够进一步适当地分散从金属层50作用于覆盖层70的应力。
镶嵌配线构造100也可以按图10的(a)所示的第三变形例的方式构成。在第三变形例中,与第二变形例同样地,配线部60的表面60a相对于绝缘层40的第二部分42的表面42a位于槽部33的底面34b侧。另外,金属层50的端部51的第三表面51c被覆盖层70的边界部分71覆盖。在第三变形例中,覆盖层70的厚度T1,比在与主面31垂直的方向A1上的表面60a与表面42a之间的距离H大。根据第三变形例,与上述实施方式同样地,能够提高可靠性。并且,由于覆盖层70的厚度T1,比在与主面31垂直的方向A1上的表面60a与表面42a之间的距离H大,因此能够进一步提高覆盖层70的强度。
镶嵌配线构造100也可以按图10的(b)所示的第四变形例的方式构成。在第四变形例中,与第二变形例同样地,配线部60的表面60a相对于绝缘层40的第二部分42的表面42a位于槽部33的底面34b侧。另外,金属层50的端部51的第三表面51c被覆盖层70的边界部分71覆盖。在第四变形例中,覆盖层70的厚度T1,比在与主面31垂直的方向A1上的表面60a与表面42a之间的距离H小。根据第四变形例,与上述实施方式同样地,能够提高可靠性。并且,覆盖层70的厚度T1,比在与主面31垂直的方向A1上的表面60a与表面42a之间的距离H小,因此能够减薄在方向A1上的配线部60的厚度,其结果,能够进一步降低从配线部60作用于覆盖层的应力。
线圈21、22的形状和配置不限定于上述的例子。例如,在上述实施方式中,线圈22仅具有在与第一轴线X1平行的方向上延伸的部分、和在与第二轴线X2平行的方向上延伸的部分,但线圈22也可以具有在俯视时与第一轴线X1和第二轴线X2交叉的方向上延伸的部分。线圈22也可以具有在俯视时相对于第一轴线X1以45度倾斜地延伸的部分。这些方面关于线圈21也是同样的。在上述实施方式中,也可以省略线圈21、22的任一者。在上述实施方式中,也可以将第二可动部4视为能够摆动地支撑第一可动部3的支撑部。也可以省略第二可动部4和第二连结部7、8。在该情况下,第1可动部3仅绕第一轴线X1摆动。
各构成的材料和形状并不限于上述的例子。金属层50的端部51的第三表面51c也可以沿着第二表面51b延伸。例如,第三表面51c的倾斜程度(倾斜角度)也可以与第二表面51b的倾斜程度(倾斜角度)相同。第三表面51c和第二表面51b也可以彼此平行地延伸。第二部分42也可以由第一层44和第二层45构成。在该情况下,能够进一步减少应力容易集中的部位。覆盖层70由与绝缘层40的第二层45相同的材料构成的情况下,由于相同的材料彼此接合的部分的面积变大,因此能够提高紧贴性。绝缘层40也可以由单一的层构成。绝缘层40例如可以通过由氧化膜构成的单一的层而构成。在该情况下,覆盖层70也可以由氧化膜构成。在从配线部60的延伸方向观察的情况下,第一表面51a与第二表面51b可以以彼此的曲率相连续的方式连接。镶嵌配线构造100也可以适用于致动装置以外的结构。
符号的说明
1……镜装置(致动装置);2……支撑部;3……第一可动部;4……第二可动部(支撑部);9……磁场产生部;21、22……线圈;30……基板;31……主面;33……槽部;34……内表面;34b……底面(底部);35……边界面;40……绝缘层;41……第一部分;42……第二部分;42a……表面(第二接触面);43……边界部分;43a……表面;43b……倾斜面;44……第一层;45……第二层;50……金属层;51……端部;51a……第一表面;51b……第二表面;51c……第三表面;60……配线部;60a……表面(第一接触面);61……配线部的一部分;70……覆盖层;81a……表面(相反面);100……镶嵌配线构造。
- 镶嵌配线构造、致动装置、和镶嵌配线构造的制造方法
- 配线构造及制造方法、带配线构造的半导体装置及配线基板