[发明专利]半导体装置的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体装置的制造方法，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。

背景技术

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：(I)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：(I)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。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种半导体装置的制造方法，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。

根据本发明的一种实施方式的半导体装置的制造方法，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

关于本发明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1A～图1D为表示第1实施方式的半导体装置的制造方法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。

具体实施方式

(第1实施方式)

对本发明的第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半导体装置的制造方法。在半导体装置的制造方法中，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。