(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体装置の製造方法であって、
第１面および第２面を有する半導体基板の前記第１面および前記第２面の上に第１絶縁膜を形成する第１絶縁膜形成工程と、
前記第１面および前記第２面のうち前記第２面の側の前記第１絶縁膜を除去する第１絶縁膜除去工程と、
前記第１面の側の前記第１絶縁膜および前記半導体基板の前記第２面の上にポリシリコン膜を形成するポリシリコン膜形成工程と、
前記第１面の側および前記第２面の側の前記ポリシリコン膜の上に第２絶縁膜を形成する第２絶縁膜形成工程と、
開口を有するマスクを使って前記第１面の側の前記第２絶縁膜をエッチングする処理を含み、前記半導体基板の前記第１面における前記開口によって規定される領域に素子分離を形成する素子分離形成工程と、
前記素子分離形成工程の後に前記第１面の側および前記第２面の側の前記第２絶縁膜を除去する第２絶縁膜除去工程と、
前記第２面の側の前記ポリシリコン膜を残しながら前記第１面の側の前記ポリシリコン膜を除去するポリシリコン膜除去工程と、
前記ポリシリコン膜形成工程の後であって前記ポリシリコン膜除去工程の前に、前記第２面の側の前記ポリシリコン膜の上に保護膜を形成する保護膜形成工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
半導体装置の製造方法であって、
第１面および第２面を有する半導体基板の前記第１面および前記第２面の上に第１絶縁膜を形成する第１絶縁膜形成工程と、
前記第１面および前記第２面のうち前記第２面の側の前記第１絶縁膜を除去する第１絶縁膜除去工程と、
前記第１面の側の前記第１絶縁膜および前記半導体基板の前記第２面の上にポリシリコン膜を形成するポリシリコン膜形成工程と、
前記第１面の側および前記第２面の側の前記ポリシリコン膜の上に保護膜を形成する保護膜形成工程と、前記第１面の側および前記第２面の側の前記保護膜の上に第２絶縁膜を形成する第２絶縁膜形成工程と、
開口を有するマスクを使って前記第１面の側の前記第２絶縁膜をエッチングする処理を含み、前記半導体基板の前記第１面における前記開口によって規定される領域に素子分離を形成する素子分離形成工程と、
前記素子分離形成工程の後に前記第１面の側および前記第２面の側の前記第２絶縁膜を除去する第２絶縁膜除去工程と、
前記第２絶縁膜除去工程の後に前記第２面の側の前記ポリシリコン膜を残しながら前記第１面の側の前記ポリシリコン膜を除去するポリシリコン膜除去工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】
半導体装置の製造方法であって、
第１面および第２面を有する半導体基板の前記第１面および前記第２面の上に第１絶縁膜を形成する第１絶縁膜形成工程と、
前記第１面および前記第２面のうち前記第２面の側の前記第１絶縁膜を除去する第１絶縁膜除去工程と、
前記第１面の側の前記第１絶縁膜および前記半導体基板の前記第２面の上にポリシリコン膜を形成するポリシリコン膜形成工程と、
前記第１面の側および前記第２面の側の前記ポリシリコン膜の上に保護膜を形成する保護膜形成工程と、前記第１面の側の前記保護膜を除去する保護膜除去工程と、
前記第１面の側の前記ポリシリコン膜の上および前記第２面の側の前記保護膜の上に第２絶縁膜を形成する第２絶縁膜形成工程と、
開口を有するマスクを使って前記第１面の側の前記第２絶縁膜をエッチングする処理を含み、前記半導体基板の前記第１面における前記開口によって規定される領域に素子分離を形成する素子分離形成工程と、
前記素子分離形成工程の後に前記第１面の側および前記第２面の側の前記第２絶縁膜を除去する第２絶縁膜除去工程と、
前記第２絶縁膜除去工程の後に前記第２面の側の前記ポリシリコン膜を残しながら前記第１面の側の前記ポリシリコン膜を除去するポリシリコン膜除去工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】
半導体装置の製造方法であって、
第１面および第２面を有する半導体基板の前記第１面および前記第２面の上に第１絶縁膜を形成する第１絶縁膜形成工程と、
前記第１面および前記第２面のうち前記第２面の側の前記第１絶縁膜を除去する第１絶縁膜除去工程と、
前記第１面の側の前記第１絶縁膜および前記半導体基板の前記第２面の上にポリシリコン膜を形成するポリシリコン膜形成工程と、
前記第１面の側および前記第２面の側の前記ポリシリコン膜の上に第２絶縁膜を形成する第２絶縁膜形成工程と、
開口を有するマスクを使って前記第１面の側の前記第２絶縁膜をエッチングする処理を含み、前記半導体基板の前記第１面における前記開口によって規定される領域に素子分離を形成する素子分離形成工程と、
前記素子分離形成工程の後に前記第１面の側および前記第２面の側の前記第２絶縁膜を除去する第２絶縁膜除去工程と、
前記第２絶縁膜除去工程の後に前記第２面の側の前記ポリシリコン膜の上に保護膜を形成する保護膜形成工程と、
前記保護膜によって保護された前記第２面の側の前記ポリシリコン膜を残しながら前記第１面の側の前記ポリシリコン膜を除去するポリシリコン膜除去工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記第１絶縁膜がシリコン酸化膜であり、前記第２絶縁膜がシリコン窒化膜であり、前記保護膜がシリコン酸化膜である、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記素子分離形成工程は、
前記マスクを使って前記半導体基板の前記第１面に溝を形成する工程と、
前記溝に絶縁体を充填する工程と、
ＣＭＰ法により、前記第２絶縁膜が露出するまで、前記絶縁体を研磨する工程と、
を有す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】
前記保護膜は、５０Å〜２００Åの範囲内の厚さを有するように形成され、
前記第２絶縁膜は１０００Å〜３０００Åの範囲内の厚さを有するように形成される、
ことを特徴とする請求項５又は６に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記素子分離形成工程は、前記マスクを使って前記第２絶縁膜に酸化用開口部を形成し、前記酸化用開口部を通して前記第１面の側の前記ポリシリコン膜を酸化させるとともに前記半導体基板の前記第１面を部分的に酸化させる工程を含む、
ことを特徴とする請求項１乃至５に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記ポリシリコン膜除去工程において、前記第１面の側の前記ポリシリコン膜は、ウェットエッチングによって除去される
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項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、半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置が形成されるべきシリコン基板には、半導体装置を製造する過程で、Ｆｅ（鉄）、Ｎｉ（ニッケル）などの金属不純物が混入することがある。金属不純物、特に重金属不純物がシリコン基板内で電気的に活性化されると、半導体装置の特性を著しく悪化させてしまう。
【０００３】
特許文献１の段落００１７−００２０には、基板１の両面にシリコン酸化膜（２）を形成し、裏面のシリコン酸化膜（２）をエッチングにより除去し、基板の表面、裏面にそれぞれシリコン窒化膜（３、６０）を形成することが開示されている。裏面に直接に形成されたシリコン窒化６０膜は、金属不純物を除去するゲッタリングのための膜として機能する。特許文献１の段落００２１−００２４には、基板１の裏面に形成されたシリコン酸化膜（２）をエッチングにより除去し、基板の表面、裏面にそれぞれポリシリコン膜（５０、５５）を形成することが開示されている。裏面に直接に形成されたポリシリコン膜（５５）は、金属不純物を除去するゲッタリングのための膜として機能する。特許文献１に開示された上記の２つの方法は、半導体装置製造工程中（いわゆるインライン）で、裏面にゲッタリング膜を形成することで、煩雑な工程を付加することなく、重金属不純物をゲッタリングする技術である（段落００２０、００２４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−７００８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示された製造方法に従ってＳＴＩ（Ｓｈａｌｌｏｗ  Ｔｒｅｎｃｈ  Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）などの素子分離を形成すると、ゲッタリング膜として形成した裏面側のポリシリコン膜が直ぐに除去されうる。素子分離の形成の際に裏面側のポリシリコン膜が直ぐに除去されてしまうと、十分なゲッタリング効果を得ることができない。
【０００６】
本発明は、上記の課題認識を契機としてなされたものであり、ゲッタリングの効果を高めるために有利な技術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】
【０００７】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、第１面および第２面を有する半導体基板の前記第１面および前記第２面の上に第１絶縁膜を形成する第１絶縁膜形成工程と、前記第１面および前記第２面のうち前記第２面の側の前記第１絶縁膜を除去する第１絶縁膜除去工程と、前記第１面の側の前記第１絶縁膜および前記半導体基板の前記第２面の上にポリシリコン膜を形成するポリシリコン膜形成工程と、前記第１面の側および前記第２面の側の前記ポリシリコン膜の上に第２絶縁膜を形成する第２絶縁膜形成工程と、開口を有するマスクを使って前記第１面の側の前記第２絶縁膜をエッチングする処理を含み、前記半導体基板の前記第１面における前記開口によって規定される領域に素子分離を形成する素子分離形成工程と、前記素子分離工程の後に前記第１面の側および前記第２面の側の前記第２絶縁膜を除去する第２絶縁膜除去工程と、前記第１面および前記第２面のうち前記第１面の側の前記ポリシリコン膜を除去するポリシリコン膜除去工程と、前記ポリシリコン膜形成工程の後であって前記ポリシリコン膜除去工程の前に、前記ポリシリコン膜除去工程で前記第２面の側の前記ポリシリコン膜が除去されないように前記第２面の側の前記ポリシリコン膜を保護する保護膜を形成する保護膜形成工程とを含む。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ゲッタリングの効果を高めるために有利な技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態の半導体装置の製造方法を示す工程断面図。
【図２】第１実施形態の半導体装置の製造方法を示す工程断面図。
【図３】比較例の半導体装置の製造方法を示す工程断面図。
【図４】比較例の半導体装置の製造方法を示す工程断面図。
【図５】第２実施形態の半導体装置の製造方法を示す工程断面図。
【図６】第２実施形態の半導体装置の製造方法を示す工程断面図。
【図７】第３実施形態の半導体装置の製造方法を示す工程断面図。
【図８】第３実施形態の半導体装置の製造方法を示す工程断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の実施形態を説明する前に、図３及び図４を参照しながら、比較例として、特許文献１に開示された技術を応用してＳＴＩ（Ｓｈａｌｌｏｗ  Ｔｒｅｎｃｈ  Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）法によりインラインで裏面にゲッタリング膜を形成する方法を説明する。まず、図３（ａ）に示す工程において、シリコン基板１０１の第１面（表面）１０１１および第２面（裏面）１０１２に、熱酸化法等により、シリコン酸化膜１０２を形成する。次いで、図３（ｂ）に示す工程において、シリコン基板１０１の第１面１０１１および第２面１０１２のうち第２面１０１２のシリコン酸化膜１０２をエッチングにより除去する。次いで、図３（ｃ）に示す工程において、第１面１０１１の側のシリコン酸化膜１０２およびシリコン基板１０１の第２面１０１２の上に、熱ＣＶＤ法等により、ポリシリコン膜１０３を形成する。第２面１０１２の側に形成されるポリシリコン膜１０３は、シリコン基板１０１の第２面の上に直接に形成されており、後の工程において、ゲッタリング膜として作用する。
【００１１】
次いで、図３（ｄ）に示す工程において、第１面１０１１の側のポリシリコン膜１０３および第２面１０１２の側のポリシリコン膜１０３の上にシリコン窒化膜１０４を形成する。次いで、図３（ｅ）に示す工程において、フォトリソグラフィーおよびドライエッチングにより、シリコン基板１０１に溝１０５を形成する。次いで、図３（ｆ）に示す工程において、ＨＤＰ（Ｈｉｇｈ  Ｄｅｎｓｉｔｙ  Ｐｌａｓｍａ）法等により、溝１０５が十分にシリコン酸化物（絶縁体）１０６によって充填されるようにシリコン酸化物１０６を形成する。次いで、図４（ｇ）に示す工程において、ＣＭＰ法により、シリコン窒化膜１０４が露出するまで、シリコン酸化物１０６を研摩して素子分離１０６’を形成する。
【００１２】
次いで、図４（ｈ）に示す工程において、シリコン窒化膜１０４の表面の薄い酸化膜を除去するために、ＨＦ（フッ化水素）水溶液等の薬液を用いてウェットエッチングを実施する。この工程により、溝１０５に充填されている素子分離１０６’の表面も僅かにエッチングされる。次いで、図４（ｉ）に示す工程において、熱リン酸を用いたウェットエッチングにより、第１面１０１１の側および第２面１０１２の側のシリコン窒化膜１０４を除去する。次いで、図４（ｊ）に示す工程において、第１面１０１１側のポリシリコン膜１０３の表面の薄い酸化膜を除去するために、ＨＦ水溶液等の薬液を用いてウェットエッチングを実施する。この工程により、溝１０５に充填されている素子分離１０６’の表面も僅かにエッチングされる。次いで、図４（ｋ）に示す工程において、アルカリ系溶液等を用いたウェットエッチングにより、ポリシリコン膜１０３を除去する。この工程では、第１面の側のポリシリコン膜１０３とともに第２面の側のポリシリコン膜１０３も除去される。
【００１３】
以上のように、図３および図４に示す比較例では、ゲッタリング膜として形成した第２面１０１２の側のポリシリコン膜１０３が図４（ｋ）に示す工程で除去されてしまうので、十分なゲッタリング効果を得ることができない。
【００１４】
なお、このような課題は、ＳＴＩプロセスに限られるものではなく、ポリバッファＬＯＣＯＳ法においても生じうる。ここで、ポリバッファＬＯＣＯＳ法では、シリコン基板の上にシリコン酸化膜、ポリシリコン膜、シリコン窒化膜が順に形成される。その後、該シリコン窒化膜に開口が形成され、該開口を通して該ポリシリコンおよび該シリコン基板の表面を酸化させることによって素子分離用の酸化膜が形成される。ポリバッファＬＯＣＯＳ法については、例えば、特開平３−１８７２２４号公報に記載されている。
【００１５】
以下、図１および図２を参照しながら本発明の半導体装置の製造方法の第１実施形態を説明する。まず、図１（ａ）に示す工程（第１絶縁膜形成工程）において、第１面１０１１および第２面１０１２を有するシリコン基板（半導体基板）１０１の第１面１０１１および第２面１０１２の上にシリコン酸化膜（第１絶縁膜）１０２を形成する。シリコン酸化膜１０２は、例えば、酸化炉を使用し、酸化雰囲気中で、８００℃〜１０００℃の範囲内の温度において形成されうる。シリコン酸化膜１０２は、例えば、１００Å（オングストローム）〜５００Åの範囲内の厚さを有するように形成されうる。
【００１６】
次いで、図１（ｂ）に示す工程（第１絶縁膜除去工程）において、シリコン基板１０１の第２面１０１２の側のシリコン酸化膜１０２を除去してシリコン基板１０１の第２面１０１２を露出させる。ここで、第１面１０１１および第２面１０１２のうち第２面１０１２の側のみをウェットエッチングすることによって、第２面１０１２の側のみ、シリコン酸化膜１０２を除去することができる。より具体的な方法を例示すれば、例えば、枚葉式洗浄装置を使用し、室温において、第２面１０１２の側のみを１００：１程度の希釈ＨＦ水溶液によって処理することにより、第２面１０１２の側のみ、シリコン酸化膜１０２を除去することができる。
【００１７】
次いで、図１（ｃ）に示す工程（ポリシリコン膜形成工程）では、シリコン基板１０１の第１面１０１１の側のシリコン酸化膜１０２およびシリコン基板１０１の第２面１０１２の上にポリシリコン膜１０３を形成する。ここで、ポリシリコン膜１０３は、第２面１０１２に接触するように形成される。ポリシリコン膜１０３は、例えば、減圧熱ＣＶＤ装置を使用し、ＳｉＨ４がス雰囲気中で、５３０℃〜６５０℃の範囲内の温度、１０Ｐａ〜１５０Ｐａの範囲内の圧力で形成されうる。ポリシリコン膜１０３は、例えば、２００Å〜１０００ＡÅの範囲内の厚さを有するように形成されうる。
【００１８】
次いで、図１（ｄ）に示す工程（保護膜形成工程）では、第１面１０１１の側および第２面１０１２の側のポリシリコン膜１０３の上にシリコン酸化膜（保護膜）２０１を形成する。シリコン酸化膜２０１は、例えば、酸化炉を使用し、酸化雰囲気中で、８００℃〜１０００℃の範囲内の温度で形成されうる。シリコン酸化膜２０１は、例えば、５０Å〜２００Åの範囲内の厚さを有するように形成されうる。シリコン酸化膜２０１は、例えば、シリコン酸化膜形成用の減圧熱ＣＶＤ装置を使用して形成されてもよい。シリコン酸化膜２０１は、ポリシリコン膜１０３を保護する保護膜として機能する。
【００１９】
次いで、図１（ｅ）に示す工程（第２絶縁膜形成工程）において、第１面１０１１の側および第２面１０１２の側のポリシリコン膜１０３の上に、シリコン酸化膜２０１を介して、シリコン窒化膜（第２絶縁膜）１０４を形成する。シリコン窒化膜１０４は、例えば、減圧熱ＣＶＤ装置を使用し、ＳｉＨ２Ｃｌ２およびＮＨ３の混合ガス雰囲気中で、６５０℃〜８５０℃の範囲内の温度、１０Ｐａ〜１５０Ｐａの範囲内の圧力で形成されうる。シリコン窒化膜１０４は、例えば、１０００Å〜３０００Åの範囲内の厚さを有するように形成されうる。
【００２０】
次いで、図１（ｆ）〜図２（ｈ）に示す素子分離形成工程において、シリコン基板１０１の第１面１０１１に素子分離１０６’を形成する。該素子分離工程は、開口ＯＰを有するレジストパターン等のマスクＭを使って第１面１０１１の側のシリコン窒化膜１０４をエッチングする処理を含み、シリコン基板１０１の第１面１１０１における開口ＯＰによって規定される領域に素子分離１０６’を形成する。より具体的な例を挙げて説明すると、図１（ｆ）に示す工程において、シリコン窒化膜１０４の上にレジストパターン等のマスクＭを形成する。そして、マスクＭの開口ＯＰを通して、第１面１０１１の側の、シリコン窒化膜１０４、シリコン酸化膜２０１、ポリシリコン膜１０３、シリコン酸化膜１０２をエッチングし、更にシリコン基板１０１をエッチングする。これによって、シリコン基板１０１の第１面１０１１に溝１０５が形成される。このエッチングは、例えば、ドライエッチング法によってなされうる。より具体的には、このエッチングは、ＣＦ４ガス等のフロロカーボン系のガスを使ってＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）法によってなされうる。溝１０５の深さは、例えば、１０００Å〜３０００Åの範囲内で決定されうる。次いで、図２（ｇ）に示す工程において、溝１０５の内部および基板の表面（即ち、シリコン酸化膜２０１の表面）にシリコン酸化物（絶縁体）１０６を形成する。シリコン酸化物１０６は、例えば、Ａｒ、Ｏ２およびＳｉＨ４の混合ガスを処理ガスとして、３００℃〜５００℃の範囲内の温度でＨＤＰ（Ｈｉｇｈ  Ｄｅｎｓｉｔｙ  Ｐｌａｓｍａ）ＣＶＤ装置を使用して形成されうる。シリコン酸化物１０６は、例えば、３０００Å〜７０００Åの範囲内の厚さを有するように形成さうれうる。次に、図２（ｈ）に示す工程において、エッチング及びＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈ）法により、シリコン酸化物１０６を除去及び研摩する。この工程では、溝１０５の内部の素子分離１０６’としてシリコン酸化物を残しつつシリコン窒化膜１０４の表面を露出させる。このＣＭＰ法は、例えば、シリカ系スラリーやセリア系スラリーを用い、研摩布の回転数を５０ｒｐｍ〜１００ｒｐｍの範囲内とし、押し付け圧を１００ｈＰａ〜３００ｈＰａの範囲内として実施されうる。図１（ｆ）〜図２（ｈ）に示す素子分離形成工程は、ＳＴＩ（Ｓｈａｌｌｏｗ  Ｔｒｅｎｃｈ  Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）法と呼ばれる。
【００２１】
図１（ｆ）〜図２（ｈ）に示す素子分離形成工程に代えて他の素子分離形成工程を実施してもよい。他の素子分離形成工程は、開口ＯＰを有するマスクを使って第１面１０１１の側のシリコン窒化膜１０４をエッチングする処理を含み、シリコン基板１０１の第１面１０１１における開口ＯＰによって規定される領域に素子分離１０６’を形成する。この点では、他の素子分離形成工程は、図１（ｆ）〜図２（ｈ）に示す素子分離形成工程と共通している。しかし、当該他の素子分離形成工程は、シリコン窒化膜１０４をエッチングして酸化用開口部を形成した後、該酸化用開口部を通して第１面１０１１の側のポリシリコン膜１０３を酸化させるとともにシリコン基板１０１の第１面１０１１を部分的に酸化させる。この点では、当該他の素子分離形成工程は、図１（ｆ）〜図２（ｈ）に示す素子分離形成工程とは異なる。当該他の素子分離形成工程は、ポリバッファＬＯＣＯＳ法と呼ばれる。
【００２２】
次いで、図２（ｉ）に示す工程では、溝１０５の内部のシリコン酸化物、即ち素子分離１０６’の厚さを調整する。この処理は、例えば、ウェットエッチング法によって実施されうる。より具体的には、この処理は、例えば、バッチ式のウェットステーションを使用し、室温で、１００：１程度の希釈ＨＦ水溶液を処理液として実施されうる。
【００２３】
次いで、図２（ｊ）に示す工程（第２絶縁膜除去工程）において、第１面１０１１の側のシリコン窒化膜１０４および第２面１０１２の側のシリコン窒化膜（第２絶縁膜）１０４を除去する。第１面１０１１の側のシリコン酸化膜２０１および第２面１０１２の側のシリコン酸化膜２０１を露出させる。シリコン窒化膜１０４は、例えば、ウェットエッチング法によって除去されうる。より具体的には、シリコン窒化膜１０４は、例えば、バッチ式のウェットステーションを使用し、１５０℃〜１７０℃の範囲内の温度に調整されたリン酸液によって除去されうる。
【００２４】
次いで、図２（ｋ）に示す工程において、シリコン基板１０１の第１面１０１１の側のシリコン酸化膜２０１を除去し、第１面１０１１の側のみ、ポリシリコン膜１０３を露出させる。シリコン酸化膜２０１は、例えば、ウェットエッチング法によって除去されうる。より具体的には、シリコン酸化膜２０１は、例えば、枚葉式洗浄装置を使用し、室温で、１００：１程度の希釈ＨＦ水溶液によって除去されうる。この工程の後、第１面１０１１の側は、ポリシリコン膜１０３が露出し、第２面１０１２の側は、シリコン酸化膜２０１が露出した状態となる。なお、図２（ｋ）に示す工程は、図２（ｉ）に示す工程と同様に、素子分離１０６’の厚さの調整も兼ねている。
【００２５】
次に、図２（ｌ）に示す工程（ポリシリコン膜除去工程）において、第１面１０１１および第２面１０１２のうち第１面１０１１の側のポリシリコン膜１０３を除去する。この際、第２面１０１２の側のシリコン酸化膜２０１は、第２面１０１２の側のポリシリコン膜１０３を保護する保護膜として機能する。ポリシリコン膜１０３は、例えば、アルカリ系の薬液を用いたウェットエッチング法によって除去されうる。より具体的には、ポリシリコン膜１０３は、例えば、バッチ式のウェットステーションを使用し、５０℃〜１００℃の範囲内の温度で、アンモニア／過酸化水素／純水の混合液を処理液として実施されうる。このような条件では、ポリシリコン膜１０３とシリコン酸化膜２０１との間に高いエッチング選択比が得られる。
【００２６】
以上の工程によって素子分離の形成処理が完了する。以降は、任意の方法にしたがってトランジスタ等の素子を形成し、半導体装置を完成させることができる。
【００２７】
比較例では、ゲッタリング膜として形成した第２面の側のポリシリコン膜１０３が除去されてしまい、十分なゲッタリング効果を得ることができなかった。これに対して、第１実施形態によれば、煩雑な工程を付加することなく、基板の第２面にポリシリコン膜１０３を残すことが可能となる。これによってゲッタリング効果を高めることができ、重金属不純物等の金属不純物による汚染による半導体装置の特性の悪化を抑制することができる。
【００２８】
以下、図１、図５および図６を参照しながら本発明の半導体装置の製造方法の第２実施形態を説明する。第２実施形態は、図１（ａ）〜（ｄ）に示す工程について第１実施形態と同様であり、図１（ｄ）に示す工程に次いで、図５（ｅ）に示す工程が実施される。図１（ａ）〜（ｄ）に示す工程については、説明を省略する。
【００２９】
図１（ｄ）に示す工程の後に実施される図５（ｅ）に示す工程において、第１面１０１１および第２面１０１２のうち第１面１０１１の側のシリコン酸化膜（保護膜）２０１を除去する。これにより、第１面１０１１の側のポリシリコン膜１０３が露出する。第１面１０１１の側のシリコン酸化膜２０１は、例えば、ウェットエッチング法によって除去されうる。より具体的には、第１面１０１１の側のシリコン酸化膜２０１は、例えば、枚葉式洗浄装置を使用し、室温で、１００：１程度の希釈ＨＦ水溶液によって除去されうる。図５（ｅ）に示す工程により、第１面１０１１の側にポリシリコン膜１０３が露出し、第２面１０１２の側にシリコン酸化膜２０１が露出した基板が得られる。
【００３０】
次いで、図５（ｆ）に示す工程（第２絶縁膜形成工程）において、第１面１０１１の側および第２面１０１２の側のポリシリコン膜１０３の上にシリコン窒化膜（第２絶縁膜）１０４を形成する。ここで、第１面１０１１の側については、ポリシリコン膜１０３の上に直接にシリコン窒化膜１０４を形成し、第２面１０１２の側については、ポリシリコン膜１０３の上にシリコン酸化膜２０１を介してシリコン窒化膜１０４を形成する。シリコン窒化膜１０４を形成するための条件は、図１（ｅ）に示す工程における条件に従いうる。
【００３１】
次いで、図５（ｇ）〜図５（ｉ）に示す素子分離形成工程において、シリコン基板１０１の第１面１０１１に素子分離１０６’を形成する。この工程は、開口ＯＰを有するレジストパターン等のマスクＭを使って第１面１０１１の側のシリコン窒化膜１０４をエッチングする処理を含み、シリコン基板１０１の第１面１１０１における開口ＯＰによって規定される領域に素子分離１０６’を形成する。より具体的な例を挙げて説明すると、図５（ｇ）に示す工程において、シリコン窒化膜１０４の上にレジストパターン等のマスクＭを形成する。そして、マスクＭの開口ＯＰを通して、第１面１０１１の側の、シリコン窒化膜１０４、シリコン酸化膜２０１、ポリシリコン膜１０３、シリコン酸化膜１０２をエッチングし、更にシリコン基板１０１をエッチングする。これによって、シリコン基板１０１の第１面１０１１に溝１０５が形成される。溝１０５を形成するための条件は、図１（ｆ）に示す工程における条件に従いうる。図５（ｈ）〜（ｉ）に示す工程は、図２（ｇ）〜（ｈ）に示す工程と同様である。
【００３２】
次いで実施される図６（ｊ）、（ｋ）に示す工程は、図２（ｉ）、（ｊ）に示す工程と同様である。次いで、図６（ｌ）に示す工程において、溝１０５の内部のシリコン酸化物、即ち素子分離１０６’の厚さを調整する。この処理は、例えば、ウェットエッチング法によって実施されうる。より具体的には、この処理は、例えば、バッチ式のウェットステーションを使用し、室温で、１００：１程度の希釈ＨＦ水溶液を処理液として第１面１０１１の側に対してのみ実施されうる。
【００３３】
次いで実施される図６（ｍ）に示す工程（ポリシリコン膜除去工程）は、図２（ｌ）に示す工程と同様である。この工程では、第１面１０１１および第２面１０１２のうち第１面１０１１の側のポリシリコン膜１０３が除去される。この際、第２面１０１２の側のシリコン酸化膜２０１は、第２面１０１２の側のポリシリコン膜１０３を保護する保護膜として機能する。
【００３４】
以上の工程によって素子分離の形成処理が完了する。以降は、任意の方法にしたがってトランジスタ等の素子を形成し、半導体装置を完成させることができる。
【００３５】
以上のように、第２実施形態によれば、煩雑な工程を付加することなく、基板の第２面にポリシリコン膜１０３を残すことが可能となる。これによってゲッタリング効果を高めることができ、重金属不純物等の金属不純物による汚染による半導体装置の特性の悪化を抑制することができる。
【００３６】
以下、図７および図８を参照しながら本発明の半導体装置の製造方法の第３実施形態を説明する。図７（ａ）〜（ｃ）に示す工程は、図１（ａ）〜（ｃ）に示す工程とどうようである。
【００３７】
図７（ｃ）に示す工程に次いで実施される図７（ｄ）に示す工程（第２絶縁膜形成工程）では、第１面１０１１の側および第２面１０１２の側のポリシリコン膜１０３の上にシリコン窒化膜（第２絶縁膜）１０４を形成する。ここで、第３実施形態では、第１面１０１１の側および第２面１０１２の側のポリシリコン膜１０３の上に、直接、シリコン窒化膜１０４が形成される。シリコン窒化膜１０４を形成するための条件は、図１（ｅ）に示す工程における条件に従いうる。
【００３８】
次いで実施される図７（ｅ）、図７（ｆ）、図８（ｇ）、図８（ｈ）に示す工程は、図１（ｆ）、図２（ｇ）、図２（ｈ）、図２（ｉ）に示す工程と同様である。次いで実施される図８（ｉ）に示す工程では、シリコン基板１０１の第１面１０１１および第２面１０１２の側に形成されたシリコン窒化膜１０４を除去してポリシリコン膜１０３を露出させる。シリコン窒化膜１０４を除去するための条件は、図２（ｊ）に示す工程における条件に従いうる。
【００３９】
次いで、図８（ｊ）に示す工程において、シリコン基板１０１の第１面１０１１および第２面１０１２の側のポリシリコン膜１０３上にシリコン酸化膜（保護膜）２０１を形成する。シリコン酸化膜２０１を形成するための条件は、図１（ｄ）に示す工程における条件に従いうる。次いで、図８（ｋ）に示す工程において、シリコン基板１０１の第１面１０１１および第２面１０１２のうち第１面１０１１の側のシリコン酸化膜２０１を除去し、第１面１０１１の側のみ、ポリシリコン膜１０３を露出させる。シリコン酸化膜２０１を除去するための条件は、図２（ｋ）に示す工程における条件に従いうる。
【００４０】
次いで実施される図８（ｌ）に示す工程（ポリシリコン膜除去工程）は、図２（ｌ）に示す工程と同様である。この工程では、第１面１０１１および第２面１０１２のうち第１面１０１１の側のポリシリコン膜１０３が除去される。この際、第２面１０１２の側のシリコン酸化膜２０１は、第２面１０１２の側のポリシリコン膜１０３を保護する保護膜として機能する。
【００４１】
以上の工程によって素子分離の形成処理が完了する。以降は、任意の方法にしたがってトランジスタ等の素子を形成し、半導体装置を完成させることができる。
【００４２】
以上のように、第３実施形態によれば、煩雑な工程を付加することなく、基板の第２面に、ポリシリコン膜１０３を残すことが可能となる。これによってゲッタリング効果を高めることができ、重金属不純物等の金属不純物による汚染による半導体装置の特性の悪化を抑制することができる。なお、本発明の素子分離は、ＳＴＩ法やポリバッファＬＯＣＯＳ法に限定されず、ＭＥＳＡ法やＥＤＩ法にも適用可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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