半導(dǎo)體裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于提供一種能夠抑制襯底翹曲的半導(dǎo)體裝置的制造方法。該半導(dǎo)體裝置的制造方法具有：在襯底(15)的正面形成正面氮化膜(16A)，在該襯底的背面形成背面氮化膜(16B)的工序；在該正面氮化膜上形成保護(hù)膜(18)的工序；利用該保護(hù)膜保護(hù)該正面氮化膜，與此同時(shí)，利用濕蝕刻去除該背面氮化膜的工序；在去除該背面氮化膜之后，去除該保護(hù)膜的工序；對(duì)該正面氮化膜進(jìn)行圖案化而在該正面氮化膜上形成開口(20)的工序；以及在從該開口露出的該襯底的正面形成第1氧化膜(22)，與此同時(shí)，在該襯底的背面形成第2氧化膜(24)的工序。
【專利說(shuō)明】半導(dǎo)體裝置的制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，該半導(dǎo)體裝置的制造方法主要用于相對(duì)于SOI晶片進(jìn)行膜厚較厚的熱氧化膜的去除、形成，例如用于形成阱的氧化膜掩模的去除，或者LOCOS氧化膜的形成等。

【背景技術(shù)】
[0002]在專利文獻(xiàn)I中公開了在形成填埋有多晶硅的溝槽分離型半導(dǎo)體襯底時(shí)，抑制襯底翹曲的技術(shù)。該現(xiàn)有技術(shù)是利用在填埋溝槽的同時(shí)所形成的襯底背面的多晶硅膜，對(duì)襯底背面的硅氧化膜進(jìn)行保護(hù)的技術(shù)。
[0003]專利文獻(xiàn)1:日本特開平10 - 173041號(hào)公報(bào)
[0004]在襯底翹曲量大的情況下，可能發(fā)生照片制版的曝光不良、向工作臺(tái)的吸附不良、以及在生產(chǎn)線內(nèi)的輸送不良等。例如，如果僅在襯底的正面?zhèn)刃纬蒐OCOS氧化膜等較厚的氧化膜，則存在襯底容易翹曲的問(wèn)題。另外，例如由于用于形成阱等的較厚的氧化膜掩模，存在襯底容易翹曲的問(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明就是為了解決上述課題而提出的，其目的在于提供一種能夠抑制襯底翹曲的半導(dǎo)體裝置的制造方法。
[0006]本發(fā)明所涉及的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，具有:在襯底的正面形成正面氮化膜，在該襯底的背面形成背面氮化膜的工序；在該正面氮化膜上形成保護(hù)膜的工序；利用該保護(hù)膜保護(hù)該正面氮化膜，與此同時(shí)，利用濕蝕刻去除該背面氮化膜的工序；在去除該背面氮化膜之后，去除該保護(hù)膜的工序；對(duì)該正面氮化膜進(jìn)行圖案化而在該正面氮化膜上形成開口的工序；以及在從該開口露出的該襯底的正面形成第I氧化膜，與此同時(shí)，在該襯底的背面形成第2氧化膜的工序。
[0007]發(fā)明的效果
[0008]根據(jù)本發(fā)明，能夠抑制襯底的翹曲。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的半導(dǎo)體裝置的制造方法的剖面圖。
[0010]圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的半導(dǎo)體裝置的制造方法的剖面圖。
[0011]標(biāo)號(hào)的說(shuō)明
[0012]10支撐襯底，12A填埋氧化膜，12B背面氧化膜，14S0I層，15襯底，16氮化膜，16A、16C正面氮化膜，16B背面氮化膜，18保護(hù)膜，20開口，22第I氧化膜，24第2氧化膜，50正面氧化膜，52多晶硅，52A正面多晶硅，52B背面多晶硅

【具體實(shí)施方式】
[0013]參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的半導(dǎo)體裝置的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。有時(shí)對(duì)相同或相對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)要素標(biāo)注相同標(biāo)號(hào)而省略重復(fù)的說(shuō)明。
[0014]實(shí)施方式I
[0015]圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的半導(dǎo)體裝置的制造方法的剖面圖。本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的半導(dǎo)體裝置的制造方法是關(guān)于例如在LOCOS (Local Oxidat1n ofSilicon)氧化膜形成工序中利用熱氧化形成氧化膜的方法。首先，在襯底上形成氮化膜。圖1A是表示在襯底上形成氮化膜后的剖面圖。在這里，本發(fā)明的實(shí)施方式中的襯底是與SOI (Silicon On Insulator)晶片相同的含義。該襯底具有由娃(Si)單結(jié)晶晶片構(gòu)成的支撐襯底10。在支撐襯底10的正面形成有填埋氧化膜12A。在支撐襯底10的背面形成有背面氧化膜12B。填埋氧化膜12A的膜厚與背面氧化膜12B的膜厚例如大于或等于2 μ m。
[0016]在填埋氧化膜12A的正面形成有SOI層14。SOI層14是在填埋氧化膜12A上形成的Si層。SOI層14是形成半導(dǎo)體元件的部分。將支撐襯底10、填埋氧化膜12A、背面氧化膜12B以及SOI層14統(tǒng)稱為襯底15。襯底15是例如直徑為大于或等于8英寸的晶片。具有這種SOI層14的襯底15主要用在高耐壓的功率器件或者M(jìn)EMS (Micro-Electro-MechanicalSystem)的制造中。
[0017]相對(duì)于該襯底15而形成氮化膜16。氮化膜16具有在襯底15的正面形成的正面氮化膜16A、和在襯底15的背面形成的背面氮化膜16B。此外，氮化膜16是例如利用分批處理方式的CVD方法而形成的。
[0018]然后，形成保護(hù)膜。圖1B是表示在正面氮化膜16A上形成保護(hù)膜18后的剖面圖。保護(hù)膜18由于僅在襯底15的正面?zhèn)刃纬?，因此?yōu)選使用等離子CVD方法等形成。保護(hù)膜18例如為氧化膜。然后，去除背面氮化膜16B。
[0019]圖1C是表示去除背面氮化膜16B后的剖面圖。在該工序中，利用保護(hù)膜18保護(hù)正面氮化膜16A，并利用濕蝕刻去除背面氮化膜16B。然后，去除保護(hù)膜。圖1D是表示去除保護(hù)膜后的剖面圖。
[0020]然后，對(duì)正面氮化膜16A進(jìn)行圖案化。圖1E是表示進(jìn)行圖案化后的正面氮化膜16C的剖面圖。在進(jìn)行正面氮化膜的圖案化時(shí)利用公知的照片制版技術(shù)和蝕刻技術(shù)。正面氮化膜16C具有開口 20。
[0021]然后，利用熱氧化形成氧化膜。圖1F是表示形成氧化膜后的剖面圖。具體地說(shuō)，在從正面氮化膜16C的開口露出的襯底15的正面形成第I氧化膜22，并在襯底15的背面形成第2氧化膜24。第I氧化膜22是例如膜厚大于或等于100nm的L0C0S氧化膜。
[0022]第I氧化膜22 (L0C0S氧化膜)是較厚的氧化膜。如果僅在襯底15的正面形成這種較厚的氧化膜，則在襯底15的正面?zhèn)群捅趁鎮(zhèn)鹊膽?yīng)力平衡被破壞，襯底15發(fā)生翹曲。但是，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的半導(dǎo)體裝置的制造方法，在第I氧化膜22形成之前，去除背面氮化膜16B而露出襯底15的背面(背面氧化膜12B)。因此，在形成第I氧化膜22的同時(shí)，能夠在襯底15的背面?zhèn)刃纬奢^厚的第2氧化膜24。由此，取得襯底15的正面?zhèn)群捅趁鎮(zhèn)鹊膽?yīng)力平衡，因此能夠抑制襯底15的翹曲。另外，通過(guò)去除背面氮化膜16B，能夠緩和向襯底15施加的應(yīng)力。
[0023]相對(duì)于直徑為8英寸的多個(gè)晶片，實(shí)際利用實(shí)施方式I所涉及的方法而形成了膜厚為1650nm的L0C0S氧化膜。通過(guò)測(cè)定這些晶片的翹曲量，其結(jié)果:最大翹曲量為134μπι，最小翅曲量為124 μ m,平均翅曲量為129 μ m。另一方面,相對(duì)于直徑為8英寸的多個(gè)晶片，在不形成第2氧化膜的情況下形成LOCOS氧化膜。通過(guò)測(cè)定這些晶片的翹曲量，其結(jié)果:最大翹曲量為209 μ m，最小翹曲量為196 μ m，平均翹曲量為203 μ m。因此,可知通過(guò)本實(shí)施方式的應(yīng)用，能夠大幅度地降低襯底的翹曲。
[0024]在本發(fā)明的實(shí)施方式I中，保護(hù)膜18由氧化膜形成。但是，保護(hù)膜例如也可以由抗蝕劑形成。另外，在形成氮化膜時(shí)，也可以在不形成背面氮化膜16B的情況下在襯底的正面形成正面氮化膜16A。由此，能夠省略形成保護(hù)膜18的工序、去除背面氮化膜16B的工序、以及去除保護(hù)膜18的工序。在這種情況下，正面氮化膜16A以單片(one-wafer-at-a-time)處理方式形成。
[0025]在本發(fā)明的實(shí)施方式I中，使用了具有支撐襯底10、填埋氧化膜12A、背面氧化膜12B、以及SOI層14的襯底15，但也可以將Si襯底(Si塊狀襯底或者外延襯底)作為襯底使用。
[0026]也可以將支撐襯底與SOI層貼合而形成襯底。在這種情況下，填埋氧化膜12A的膜厚是SOI層側(cè)氧化膜厚與支撐襯底側(cè)氧化膜厚之和。另一方面，背面氧化膜12B的膜厚與支撐襯底側(cè)氧化膜厚相等。因此，如果設(shè)為SOI層側(cè)氧化膜厚為0.2 μ m、支撐襯底側(cè)氧化膜厚為0.8 μ m，則填埋氧化膜12A的膜厚為I μ m、背面氧化膜12B的膜厚為0.8 μ m。即，填埋氧化膜12A與背面氧化膜12B之間產(chǎn)生0.2 μ m的膜厚差。
[0027]因此，貼合型的襯底原本就處于襯底正面?zhèn)鹊膽?yīng)力比襯底背面?zhèn)却蟮臓顟B(tài)。因此，通過(guò)利用本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的半導(dǎo)體裝置的制造方法，形成面積比第I氧化膜22大的第2氧化膜24，從而能夠在襯底15的正面?zhèn)扰c背面?zhèn)热〉脩?yīng)力的平衡。
[0028]襯底的直徑不限定為大于或等于8英寸。由于襯底的直徑越大襯底的翹曲量越容易變大，因此利用本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的半導(dǎo)體裝置的制造方法的效果變得明顯。另外，不特別限定襯底的原材料。第I氧化膜限定為L(zhǎng)OCOS氧化膜。不特別限定第I氧化膜的膜厚。
[0029]實(shí)施方式2
[0030]圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的半導(dǎo)體裝置的制造方法的剖面圖。關(guān)于襯底15，其與實(shí)施方式I相同。圖2A是表示形成正面氧化膜后的襯底的剖面圖。正面氧化膜50是在阱形成工序中作為掩模所使用的膜厚為大于或等于200nm的氧化膜。
[0031]本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的半導(dǎo)體裝置的制造方法涉及下述方法，即，例如在阱形成工序中在將正面氧化膜50作為掩模使用完畢之后，去除該正面氧化膜50。首先，形成多晶硅。圖2B是表示在襯底的正面?zhèn)扰c背面?zhèn)刃纬啥嗑Ч韬蟮钠拭鎴D。多晶硅52是例如利用分批處理方式的CVD方法形成的。多晶硅52具有在正面氧化膜50的正面所形成的正面多晶硅52A、和在襯底15的背面(背面氧化膜12B的背面)所形成的背面多晶硅52B。
[0032]然后，將正面多晶硅52A全部去除。圖2C是表示去除正面多晶硅后的剖面圖。正面多晶硅52A例如利用干蝕刻去除。然后，去除正面氧化膜50。
[0033]圖2D是表示去除正面氧化膜后的剖面圖。在該工序中，在襯底15的正面?zhèn)嚷冻稣嫜趸?0，在襯底15的背面?zhèn)嚷冻霰趁娑嗑Ч?2B，在該狀態(tài)下，通過(guò)濕蝕刻去除正面氧化膜50并留下背面多晶硅52B。
[0034]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的半導(dǎo)體裝置的制造方法，在存在背面多晶硅52B的狀態(tài)下對(duì)正面氧化膜50進(jìn)行濕蝕刻，因此能夠留下背面氧化膜12B。由此，能夠保持向襯底(晶片)施加的應(yīng)力的平衡而抑制襯底15的翹曲。此外，為了容易去除正面多晶硅52A，優(yōu)選在背面多晶硅52B能夠作為濕蝕刻阻擋層起作用的限度內(nèi)，減小多晶硅52的膜厚。
[0035]對(duì)于形成有膜厚為250nm的氧化膜掩模(正面氧化膜)的直徑為8英寸的多個(gè)晶片，實(shí)際利用實(shí)施方式2所涉及的方法去除了正面氧化膜。通過(guò)測(cè)定這些晶片的翹曲量，其結(jié)果:最大翅曲量為18 μ m,最小翅曲量為14 μ m,平均翅曲量為16 μ m。另一方面,對(duì)于形成有膜厚為250nm的氧化膜掩模(正面氧化膜)的直徑為8英寸的多個(gè)晶片，在不形成背面多晶硅的情況下去除了正面氧化膜。通過(guò)測(cè)定這些晶片的翹曲量，其結(jié)果:最大翹曲量為100 μ m，最小翹曲量為96 μ m,平均翹曲量為98 μ m。因此,可知通過(guò)本實(shí)施方式的應(yīng)用能夠大幅度地降低襯底的翹曲。
[0036]在本發(fā)明的實(shí)施方式2中，為了保護(hù)背面氧化膜12B而形成有多晶硅，但只要是相對(duì)于正面氧化膜而能夠得到足夠的蝕刻速率的選擇比的材料，也可以采用多晶硅以外的材料。
[0037]另外，在形成多晶硅時(shí)，也可以不形成正面多晶硅52A而僅形成背面多晶硅52B。由此，能夠省略去除正面多晶硅的工序。在這種情況下，背面多晶硅52B以單片處理方式形成。
[0038]此外，在這種情況下，在向襯底的背面沉積多晶硅時(shí)，可能對(duì)襯底正面?zhèn)仍斐晌⑿〉膿p傷。但是，由于襯底正面?zhèn)雀采w有將來(lái)要去除的正面氧化膜，因此沒(méi)有實(shí)質(zhì)的損害。
[0039]本發(fā)明的實(shí)施方式1、2所示出的膜厚等的數(shù)值為示例。本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的半導(dǎo)體裝置的制造方法能夠適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行與實(shí)施方式I中指出的變形相同程度的變形。
【權(quán)利要求】
1.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，具有: 在襯底的正面形成正面氮化膜，在所述襯底的背面形成背面氮化膜的工序； 在所述正面氮化膜上形成保護(hù)膜的工序； 利用所述保護(hù)膜保護(hù)所述正面氮化膜，與此同時(shí)，利用濕蝕刻去除所述背面氮化膜的工序； 在去除所述背面氮化膜之后，去除所述保護(hù)膜的工序； 對(duì)所述正面氮化膜進(jìn)行圖案化而在所述正面氮化膜上形成開口的工序；以及在從所述開口露出的所述襯底的正面形成第I氧化膜，與此同時(shí)，在所述襯底的背面形成第2氧化膜的工序。
2.—種半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，具有: 在襯底的正面形成正面氮化膜的工序； 對(duì)所述正面氮化膜進(jìn)行圖案化而在所述正面氮化膜上形成開口的工序；以及在從所述開口露出的所述襯底的正面形成第I氧化膜，與此同時(shí)，在所述襯底的背面形成第2氧化膜的工序。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于， 所述第I氧化膜是膜厚大于或等于100nm的LOCOS氧化膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于， 所述襯底具有支撐襯底、在所述支撐襯底的正面形成的填埋氧化膜、在所述支撐襯底的背面形成的背面氧化膜、以及在所述填埋氧化膜的正面形成的SOI層， 所述填埋氧化膜的膜厚與所述背面氧化膜的膜厚為大于或等于2 μ m。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于， 所述襯底為Si襯底。
6.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，具有: 在正面形成有正面氧化膜的襯底的背面形成背面多晶硅的工序；以及在所述襯底的正面?zhèn)嚷冻鏊稣嫜趸?、在所述襯底的背面?zhèn)嚷冻鏊霰趁娑嗑Ч璧臓顟B(tài)下，利用濕蝕刻去除所述正面氧化膜并留下所述背面多晶硅的工序， 所述襯底在正面?zhèn)染哂刑盥裱趸?，在背面?zhèn)染哂斜趁嫜趸ぁ?br> 7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于， 所述正面氧化膜是在阱形成工序中作為掩模所使用的膜厚大于或等于200nm的氧化膜。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2、6、7中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于， 所述襯底是直徑大于或等于8英寸的晶片。
【文檔編號(hào)】H01L21/30GK104347381SQ201410360240
【公開日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2014年7月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月25日
【發(fā)明者】蔀拓一郎, 川瀨祐介, 山下潤(rùn)一, 吉野學(xué) 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社