半导体装置的制造方法制造方法及图纸

在半导体装置的制造方法中，在由硅或硅类化合物半导体形成的半导体衬底(1、10)中形成凹部(3、13)，使用洗涤液(5)将所述凹部(3、13)内存在的包括保护膜(4、14)在内的异物除去。所述洗涤液(5)含有添加有螯合剂的双氧水、碱性溶液和水的混合液。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，该方法包括在形成沟槽(trench)后利用洗涤液将在沟槽形成时形成于沟槽内壁的反应产物等异物除去的工序。
技术介绍
以外，作为对半导体衬底进行沟槽加工的方法而采用反应离子刻蚀(RIE)。然而， 要求具有较高纵横(aspect)比的沟槽，从而开发出了被称作BOSCH工艺等的新沟槽加工技术。BOSCH工艺是一边用保护膜覆盖沟槽侧壁面一边进行沟槽底面的挖掘从而形成纵横比较高的沟槽的手法。通过电感耦合等离子体(ICP)、电子回旋共振(ECR)等采用了高密度等离子体的BOSCH工艺，使得纵横比为50以上的沟槽加工成为可能。另外，在形成沟槽后，要求能够可靠地除去在沟槽形成时形成于沟槽内壁的反应产物等异物的洗涤技术。另外，沟槽的纵横比是指沟槽的深度相对于开口宽度的比。日本特开2009-141307号公报公开了作为洗涤液而使用硫酸和双氧水的混合液的方法。然而，作为洗涤液而使用硫酸和双氧水的混合液的情况下，产生下述问题(1)由于混合液的粘度较高，不能将混合液供至沟槽底部。(II)不具有使沟槽内存在的反应产物等异物从沟槽内壁面浮起的提离(lift off)效应。(III)为了使粘度较高的混合液浸至沟槽底部而需要进行超声波洗涤，但由于会破坏微细结构而不能进行超声波洗涤。(IV)不能获得防止异物凝聚的效果及防止异物向沟槽内壁面再附着的效果。日本特开2006-319282号公报公开了作为洗涤液而使用双氧水、氨水以及水的混合液的方法。然而，作为洗涤液而使用双氧水和氨水以及水的混合液的情况下，产生以下问题(1)防止异物凝聚的效果及防止异物向沟槽内壁面再附着的效果不充分。(II)沟槽底部附近的异物会再附着于沟槽内壁面。(III)虽然超声波洗涤对于防止再附着是有效的，但由于会破坏微细结构而不能进行超声波洗涤。因此，使用上述洗涤液的情况下，存在不能直至较高纵横比的沟槽底部地将异物可靠地除去的问题。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种， 该方法能够在形成沟槽后将在沟槽形成时形成于沟槽内壁的反应产物等异物可靠地洗涤。根据本专利技术的一种实施方式的，在由硅或硅类化合物半导体形成的半导体衬底上形成凹部，使用洗涤液将上述凹部内存在的包括保护膜在内的异物除去。上述洗涤液包含添加有螯合剂的双氧水、碱性溶液以及水的混合液。根据上述制造方法，能够不对凹部的内部产生破坏地将包括保护膜在内的异物从凹部可靠地除去。附图说明关于本专利技术的上述目的及其他目的、特征以及优点，通过结合附图的下述详细描述而变得更加明确，其中图IA 图ID为表示第1实施方式的中的沟槽内的洗涤工序的剖视图；图2A为表示根据现有的方法而将硫酸和双氧水的混合液用作洗涤液的情况下的洗涤工序后的沟槽状态的剖视图，图2B为表示根据第1实施方式而将添加有螯合剂的双氧水、氨水以及水的混合液用作洗涤液的情况下的沟槽的状态的剖视图；图3为表示洗涤液的温度和洗涤液向沟槽内的浸入深度的关系的图；图4为表示洗涤液的温度和沟槽内残渣数的关系的图；图5为表示洗涤液中所含有的添加有螯合剂的双氧水、氨水以及水的混合比与沟槽内残渣数的关系的图；图6为表示纵横比与保护膜去除率的关系的图；图7为表示在双氧水中的螯合剂的添加量与保护膜去除率的关系的图；图8A 图8D为表示第2实施方式的半导体装置的制造工序的剖视图；图9A 图9C为表示接续于图8D的半导体装置的制造工序的剖视图。具体实施例方式(第1实施方式)对本专利技术的第1实施方式进行说明。在本实施方式中，说明对半导体衬底形成较高纵横比的沟槽的。在中，除了在形成沟槽后所实施的沟槽内的洗涤工序之外，与现有技术相同，因此在此对该洗涤工序进行说明。洗涤工序是使用洗涤液将沟槽内存在的异物除去的工序。对于半导体衬底，在进行了例如采用BOSCH工艺的沟槽形成工序后进行洗涤工序，从而对半导体衬底形成具有较高纵横比的沟槽。在BOSCH工艺中，成为用由碳氟类聚合物构成的保护膜覆盖沟槽的内壁面的状态。因此，进行洗涤工序以除去包括保护膜在内的异物。并且，通过进行对沟槽内进行填埋那样的外延生长工序等，能够制造半导体装置。 例如，通过在沟槽内形成导电型与半导体衬底不同的半导体层，从而能够形成重复构成PN 结而得到的超结(Super Junction)结构。在贯通半导体衬底的沟槽内形成有电极的情况下，能够形成贯通电极。此外，能够形成利用沟槽构成电容器的沟槽式电容器(trench capacitor)、由利用了沟槽的梁结构体等构成的微机电元件(MEMS)等。关于该洗涤工序，参照图IA 图ID进行说明。首先，在如图IA所示的工序中，对于成为半导体衬底的硅基板1，在配置有掩模2的状态下通过刻蚀而形成沟槽3。该工序可以通过一边用保护膜4覆盖沟槽3侧壁面一边挖掘沟槽3底面的BOSCH工艺来进行。由此， 能够形成纵横比较高的沟槽3。在如图IB所示的工序中，通过将形成有沟槽3的多片硅基板1浸渍在加热至 50°C 100°C的范围内的温度的洗涤液5中，以使洗涤液5进入沟槽3内。洗涤液5为在添加有螯合剂的双氧水中加入氨水与水而成的混合液。螯合剂具有去除重金属、防止颗粒 (particle)等异物的凝聚、并且防止双氧水劣化的效果。螯合剂包括例如乙二胺四乙酸(EDTA)、六偏磷酸(朋)、1-羟基亚乙基-1，1- 二膦酸(1-hydroxyethylidene-l，1-diphosphonic acid, HDP)、氮川三(亚甲基膦酸)(nitrilotris (methylenephosphonic acid)，ΝΤΡ0)、乙二胺四(亚甲基膦酸) (ethylenebis (nitrilodimethylene) tetraphosphonic acid, EDTP0)、■^亚乙基三月安五(亚甲基月舞酸)((dethylene triamine penta (methylene phosphonic acid)，ΕΤΡΡ0)、环己二胺四乙酸(cyclohexanediaminetetraacetic acid,CyDTA)、三亚乙基四胺六乙酸(triethy lenetetraaminehexaacetic acid，TTHA)、亚甲基二M酸(methylene diphosphonate,MDP) 中的至少一种。螯合剂在双氧水中的添加量，例如可以为0. 5重量％ 1. 5重量％的范围内，也可以为1重量％以下。洗涤液5中的添加有螯合剂的双氧水、氨水和水的混合比为，例如 1 1 4 1 1 6范围内。在此情况下，双氧水中的过氧化氢的浓度例如为35重量％，氨水中的氨的浓度例如为28重量％ 30重量％的范围内。另外，上述混合比为体积比。由于上述洗涤液5为低粘度，因此易于进入至沟槽3内较深位置。并且，由于将洗涤液5加热至50°C 100°C的范围内的温度，因此洗涤液5中所含有的双氧水被活化从而氧化作用变强。因此，包括沟槽3内在内的硅基板1的表面被氧化从而提高了润湿性(亲水性)，洗涤液5更易于流入。通过该机理，可以使洗涤液5进入至沟槽3的底部而无需超声波等外力。通过进入沟槽3内的洗涤液5，如图IC所示，使包括保护膜4在内的异物从沟槽3 的内壁面剥离。通过使包括沟槽3内在内的硅基板1的表面本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种半导体装置的制造方法，包括以下工序：在由硅或硅类化合物半导体形成的半导体衬底（１、１０）中形成凹部（３、１３）的工序；以及在形成所述凹部（３、１３）后、使用洗涤液（５）将在所述凹部（３、１３）内存在的包括保护膜（４、１４）在内的异物除去的工序，所述洗涤液（５）含有添加有螯合剂的双氧水、碱性溶液和水的混合液。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：山口大五郎，野田理崇，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：JP