(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路素子と該回路素子を保護する保護膜が形成された半導体基板を準備する工程と、
前記保護膜を覆うレジストを形成する工程と、
前記保護膜を覆う前記レジストが形成された半導体基板を純水中に浸漬して、該レジストと該半導体基板との間隙に水分を染み込ませる純水浸漬処理を行う工程と、
前記純水浸漬処理を行った前記半導体基板を高温で乾燥させ、前記レジストと該半導体基板との間隙に染み込んだ水分を蒸発させることにより、該レジストと該半導体基板とを密着させる乾燥処理を行う工程と、
を有する半導体装置の製造方法において、
前記純水浸漬処理は、
前記保護膜を覆う前記レジストが形成された半導体基板を純水中に浸漬して、該レジストと該半導体基板との間隙に水分を染み込ませる第１の純水浸漬処理と、
前記第１の純水浸漬処理を行った半導体基板を界面活性剤中に浸漬して、前記水分を該界面活性剤に置換する界面活性剤浸漬処理と、
前記界面活性剤浸漬処理を行った半導体基板を純水中に浸漬して、前記界面活性剤を該純水に置換する第２の純水浸漬処理と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
回路素子と該回路素子を保護する保護膜が形成された半導体基板を準備する工程と、
前記保護膜を覆うレジストを形成する工程と、
前記保護膜を覆う前記レジストが形成された半導体基板を純水中に浸漬して、該レジストと該半導体基板との間隙に水分を染み込ませる純水浸漬処理を行う工程と、
前記純水浸漬処理を行った前記半導体基板を高温で乾燥させ、前記レジストと該半導体基板との間隙に染み込んだ水分を蒸発させることにより、該レジストと該半導体基板とを密着させる乾燥処理を行う工程と、
を有する半導体装置の製造方法において、
前記純水浸漬処理は、
前記保護膜を覆う前記レジストが形成された半導体基板を純水中に浸漬して、該レジストと該半導体基板との間隙に水分を染み込ませる第１の純水浸漬処理と、
前記第１の純水浸漬処理を行った半導体基板を界面活性剤中に浸漬して、前記水分を該界面活性剤に置換する界面活性剤浸漬処理と、
前記界面活性剤浸漬処理を行った半導体基板をエッチング液中に浸漬して前記界面活性剤を該エッチング液に置換し、前記半導体基板を粗面にするエッチング液浸漬処理と、
前記エッチング液浸漬処理を行った半導体基板を純水中に浸漬して、前記エッチング液を該純水に置換する第２の純水浸漬処理と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】
請求項２記載の半導体装置の製造方法において、
前記エッチング液は、フッ化水素水溶液であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】
請求項１又は２記載の半導体装置の製造方法において、
前記純水浸漬処理の前記半導体基板は、流水状の前記純水に浸漬されることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
請求項１又は２記載の半導体装置の製造方法において、
前記純水浸漬処理の前記半導体基板は、超音波振動が与えられた前記純水に浸漬されることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法において、
前記半導体装置は、シリコン基板を加工して外枠部、錘部、及び該錘部を該外枠部に保持するための可撓性を有する梁部を一体形成した加速度センサであることを特徴とする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、特に製造工程の１つであるＨＦ（フッ化水素）洗浄技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図２（ａ），（ｂ）は、シリコン基板を加工して形成される加速度センサの構成図であり、同図（ａ）は斜視図、及び同図（ｂ）は同図（ａ）中のＸ−Ｘ線に沿う部分の断面図である。
【０００３】
この加速度センサは、シリコン基板１を加工して一体形成された外枠部１ａ、錘部１ｂ及び梁部１ｃを有している。外枠部１ａは、中央に形成された錘部１ｂを、可撓性のある４本の梁部１ｃを介して保持するものである。
【０００４】
梁部１ｃの表面には、ＳｉＯ２による絶縁膜２が形成され、この絶縁膜２の上にピエゾ抵抗３が形成されている。ピエゾ抵抗３は、加速度が加わった時に、錘部１ｂの変位によって生ずる梁部１ｃの撓みに応じて抵抗値が変化するものである。ピエゾ抵抗３は、アルミ配線４を通して、外枠部１ａの表面に形成された外部接続用のパッド５に接続されている。
【０００５】
また、絶縁膜２、ピエゾ抵抗３及びアルミ配線４の表面は、パッド５の部分を除き、保護膜６によって保護されている。
【０００６】
このような加速度センサは、シリコン基板１上に、多数の加速度センサに対応する絶縁膜２、ピエゾ抵抗３、アルミ配線４及びパッド５を形成し、これらの絶縁膜２等を保護膜６で覆った後、外枠部１ａと錘部１ｂの間のシリコンをエッチングで除去し、この外枠部１ａと錘部１ｂの間に空間を形成することによって製造される。
【０００７】
更に、空間部分をエッチングで形成した後、外枠部１ａや錘部１ｂの表面に付着した異物を除去するための洗浄を行う。この洗浄は、残留したＳｉＯ２等を除去するために、ＨＦ水溶液を用いて行われる。この時、シリコン基板１上に形成された絶縁膜２、ピエゾ抵抗３、アルミ配線４及びパッド５を、洗浄用のＨＦ水溶液から保護するために、図２（ｂ）に示すように、レジスト１１で覆った後、ＨＦ水溶液に浸して洗浄を行う。
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−１３９７９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前記ＨＦ水溶液による洗浄では、次のような問題点があった。
即ち、シリコン基板１とレジスト１１との密着性不足が原因で、このシリコン基板１とレジスト１１の間隙から必要以上にＨＦ水溶液が染み込み、絶縁膜２をエッチングし、更にアルミ配線４を浸食して製品の特性劣化が発生するという問題が生じていた。
【００１０】
本発明は、洗浄時にＨＦ水溶液が、シリコン基板１とレジスト１１の間から内部に染み込むことを防止するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のうちの第１の発明の半導体装置の製造方法は、回路素子と該回路素子を保護する保護膜が形成された半導体基板を準備する工程と、前記保護膜を覆うレジストを形成する工程と、前記保護膜を覆う前記レジストが形成された半導体基板を純水中に浸漬して、該レジストと該半導体基板との間隙に水分を染み込ませる純水浸漬処理を行う工程と、前記純水浸漬処理を行った前記半導体基板を高温で乾燥させ、前記レジストと該半導体基板との間隙に染み込んだ水分を蒸発させることにより、該レジストと該半導体基板とを密着させる乾燥処理を行う工程とを有する半導体装置の製造方法において、前記純水浸漬処理は、前記保護膜を覆う前記レジストが形成された半導体基板を純水中に浸漬して、該レジストと該半導体基板との間隙に水分を染み込ませる第１の純水浸漬処理と、前記第１の純水浸漬処理を行った半導体基板を界面活性剤中に浸漬して、前記水分を該界面活性剤に置換する界面活性剤浸漬処理と、前記界面活性剤浸漬処理を行った半導体基板を純水中に浸漬して、前記界面活性剤を該純水に置換する第２の純水浸漬処理とを有することを特徴としている。
第２の発明の半導体装置の製造方法は、回路素子と該回路素子を保護する保護膜が形成された半導体基板を準備する工程と、前記保護膜を覆うレジストを形成する工程と、前記保護膜を覆う前記レジストが形成された半導体基板を純水中に浸漬して、該レジストと該半導体基板との間隙に水分を染み込ませる純水浸漬処理を行う工程と、前記純水浸漬処理を行った前記半導体基板を高温で乾燥させ、前記レジストと該半導体基板との間隙に染み込んだ水分を蒸発させることにより、該レジストと該半導体基板とを密着させる乾燥処理を行う工程とを有する半導体装置の製造方法において、前記純水浸漬処理は、前記保護膜を覆う前記レジストが形成された半導体基板を純水中に浸漬して、該レジストと該半導体基板との間隙に水分を染み込ませる第１の純水浸漬処理と、前記第１の純水浸漬処理を行った半導体基板を界面活性剤中に浸漬して、前記水分を該界面活性剤に置換する界面活性剤浸漬処理と、前記界面活性剤浸漬処理を行った半導体基板をエッチング液中に浸漬して前記界面活性剤を該エッチング液に置換し、前記半導体基板を粗面にするエッチング液浸漬処理と、前記エッチング液浸漬処理を行った半導体基板を純水中に浸漬して、前記エッチング液を該純水に置換する第２の純水浸漬処理とを有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のうちの第１の発明の半導体装置の製造方法によれば、純水浸漬処理によってレジストと半導体基板の間隙に水分を染み込ませ、乾燥処理によってこの水分を高温で蒸発させるようにしている。この純水浸潤処理では、半導体基板を純水中に浸漬する第１の純水浸漬処理を行い、その後、界面活性剤中に浸漬し、更に、その半導体基板を純水中に浸漬して第２の純水浸漬処理を行って、レジストと半導体基板の間隙にある界面活性剤を純水に置換するようにしている。このため、その後の乾燥処理において、レジストと半導体基板とを確実に密着させることができる。
第２の発明の半導体装置の製造方法によれば、第１の発明と同様に、純水浸漬処理によってレジストと半導体基板の間隙に水分を染み込ませ、乾燥処理によってこの水分を高温で蒸発させるようにしている。第２の発明の純水浸漬処理では、半導体基板を純水中に浸漬する第１の純水浸漬処理を行い、その後、界面活性剤中に浸漬し、更に、その半導体基板をエッチング液中に浸漬して界面活性剤をエッチング液に置換して半導体基板を粗面にし、この半導体基板を純水中に浸漬して第２の純水浸漬処理を行ってレジストと半導体基板の間隙にあるエッチング液を純水に置換するようにしている。このため、半導体基板表面に形成された凹凸により、レジストと半導体基板とをより強固に密着させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
第１の純水浸漬処理の後、レジストとの間隙に水分が染み込んだ半導体基板を界面活性剤中に浸漬してその水分を界面活性剤に置き換える界面活性剤浸漬処理と、レジストとの間隙に界面活性剤を染み込ませたシリコン基板をフッ化水素水溶液に浸し、このシリコン基板表面の自然酸化膜を除去するエッチング液浸漬処理と、エッチング液浸漬処理によってレジストとの間隙にフッ化水素水溶液が染み込んだ半導体基板を、再び純水中に浸漬してフッ化水素水溶液を純水に置換する第２の純水浸漬処理を行う。このように、界面活性剤浸漬処理を行うことで第１の純水浸漬処理で生じたエアーリングが無くなり、エッチング液浸漬処理を行うことで、半導体基板表面に形成される凹凸によってレジストをより強固に密着させることができる。
【００１４】
この発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、次の好ましい実施例の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、より完全に明らかになるであろう。但し、図面は、もっぱら解説のためのものであって、この発明の範囲を限定するものではない。
【実施例１】
【００１５】
図１（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施例１を示す半導体装置の製造方法の説明図である。ここでは、図２の加速度センサを一例として、半導体装置の製造方法を説明する。
【００１６】
（１）  工程１（レジスト形成処理）
図１（ａ）に示すように、シリコン基板（梁部）１の表面に、ＳｉＯ２による絶縁膜２を介してピエゾ抵抗３及びアルミ配線４を形成し、これらの絶縁膜２とアルミ配線４を浸食から防止するための保護膜６で覆う。更に、梁部１ｃを残し、外枠部１ａと錘部１ｂの間のシリコンをエッチングによって除去し、この錘部１ｂが加速度に応じて自由に変位できるための空間を形成する。そして、外枠部１ａや錘部１ｂの表面に付着した異物を除去する洗浄を行うために、保護膜６の表面を、洗浄用のＨＦ水溶液から保護するレジスト１１で覆う。レジスト材としては、例えば、熱硬化性のレジストが用いられる。
【００１７】
レジスト１１の形成は、シリコン基板１の表面全体に厚さ２μｍ程度に感光性のレジスト材を塗布し、これを通常のホトリソグラフィ技術を利用して所定のパターンにパターニングすることで行うことができる。
【００１８】
（２）  工程２（純水浸漬処理）
図１（ｂ）に示すように、保護膜６がレジスト１１で覆われたシリコン基板１を、純水１２に浸す。これにより、図１（ｂ）におけるＡ部の拡大図ｂ１に示すように、シリコン基板１とレジスト１１の間隙に、水分（例えば、純水）１２が染み込む。
【００１９】
（３）  工程３（乾燥処理）
レジスト１１との間隙に純水１２が染み込んだ状態のシリコン基板１を、純水１２から引上げ、図１（ｃ）に示すように、高温槽に入れ、高温（１３０〜１５０°Ｃ）の空気１３中に晒して乾燥処理を行なう。この乾燥処理により、シリコン基板１とレジスト１１の間に浸入した純水１２が徐々に蒸発を始める。
【００２０】
蒸発によって純水１２が減少すると、表面張力の働きで、レジスト１１がシリコン基板１側に引き付けられるスティッキング作用が発生する。これにより、拡大図ｃ１〜ｃ３に示すように、純水１２の減少に従ってシリコン基板１とレジスト１１の距離が縮まり、最終的にレジスト１１はシリコン基板１に密着する。
【００２１】
（４）  工程４（ＨＦ洗浄処理）
その後、濃度５％程度のＨＦ水溶液を用いて、レジスト１１で回路部分が保護されたシリコン基板１全体の洗浄を行い、表面に付着した汚物や残留したＳｉＯ２等を除去する。この時、シリコン基板１とレジスト１１の接着面は、乾燥処理によるスティッキング作用で密着しているので、ＨＦ水溶液の浸入が防止される。
【００２２】
以上のように、実施例１の半導体装置の製造方法では、ＨＦ洗浄用のレジスト１１で回路部分を保護した半導体基板１を純水１２に浸し、半導体基板１とレジスト１１の間に純水１２を染み込ませ、その純水１２を乾燥処理で蒸発させてスティッキング作用によりレジスト１１を半導体基板１に密着させるようにしている。このため、洗浄のためにＨＦ水溶液に浸しても、このＨＦ水溶液がレジスト１１と半導体基板１の間から内部に染み込むことがなくなり、内部のアルミ配線４等が浸食されるおそれがなくなるという利点がある。
【実施例２】
【００２３】
図３（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施例２を示す半導体装置の製造方法の説明図である。以下に示す工程２ａと工程２ｂは、実施例１の工程２と工程３の間で行う追加工程である。即ち、実施例１の工程２を、第１の純水浸漬処理（工程２に対応）と、界面活性剤浸漬処理（工程２ａに対応）と、第２の純水浸漬処理（工程２ｂに対応）の３工程で行うようにしている。
【００２４】
実施例１の工程２、即ち、保護膜６等の回路部分をレジスト１１で覆ったシリコン基板１を純水１２に浸す第１の純水浸漬処理を行うと、図３（ａ）の拡大図ａ１に示すように、シリコン基板１とレジスト１１の間に純水１２が均一に染み込まず、間に気泡ａｉｒが残る所謂エアーリングがランダムに発生することがある。エアーリングが発生すると、その部分には表面張力が発生しないので、乾燥処理を行ってもスティッキング作用が不十分となる。下記の工程２ａ，２ｂは、エアーリングをなくすための処理である。
【００２５】
（１）  工程２ａ（界面活性剤浸漬処理）
実施例１における工程２によって、第１の純水浸漬処理を行ったシリコン基板１を、界面活性剤１４を入れた槽に浸漬する。これにより、図３（ｂ）の拡大図ｂ１に示すように、シリコン基板１とレジスト１１の間に界面活性剤１４が浸透し、表面状態を疎水性から親水性に変えながらエアー抜きが行われる。これにより、シリコン基板１とレジスト１１の間に残っていた気泡ａｉｒはなくなり、間の純水１２は界面活性剤１４に置換される。
【００２６】
（２）  工程２ｂ（純水浸漬処理）
レジスト１１との間隙に界面活性剤１４が染み込んだ状態のシリコン基板１を、再び純水１２に浸して第２の純水浸漬処理を行う。これにより、図３（ｃ）の拡大図ｃ１に示すように、シリコン基板１とレジスト１１の間隙の界面活性剤１４は純水１２に置換され、間隙に満遍なく純水１２が行き渡る。
【００２７】
その後の工程は、実施例１における工程３以降と同様である。
以上のように、実施例２の半導体装置の製造方法では、第１の純水浸漬処理が済んだシリコン基板１を界面活性剤１４に浸漬し、更に第２の純水浸漬処理を施すようにしている。これにより、第１の純水浸漬処理でエアーリングが発生しても、界面活性剤浸漬処理によってエアー抜きが行われ、更に第２の純水浸漬処理で間隙に満遍なく純水１２を行き渡らせることができる。これにより、その後の乾燥処理によってシリコン基板１とレジスト１１を確実に密着させることができ、ＨＦ洗浄処理におけるトラブルを防止することができるという利点がある。
【実施例３】
【００２８】
図４は、本発明の実施例３を示す半導体装置の製造方法の説明図である。以下に説明するエッチング液浸漬処理の工程２ａｘは、実施例２の工程２ａと工程２ｂの間で行う工程である。即ち、実施例１の工程２を、第１の純水浸漬処理（工程２に対応）と、界面活性剤浸漬処理（工程２ａに対応）と、エッチング液浸漬処理（工程２ａｘに対応）と、第２の純水浸漬処理（工程２ｂに対応）の４工程で行うようにしている。
【００２９】
工程２ａｘ（エッチング液浸漬処理）
実施例２における工程２ａにより、界面活性剤浸漬処理を行ってレジスト１１との間に界面活性剤１４を染み込ませたシリコン基板１を、５％程度のＨＦ水溶液１５に短時間浸し、保護膜６に達しない範囲のシリコン基板１表面の自然酸化膜（ＳｉＯ２）を除去する。これにより、図４の拡大図ａ１に示すように、シリコン基板１表面の自然酸化膜がエッチングされ、このシリコン基板１表面はミクロな凹凸状の粗面になる。
【００３０】
その後、実施例２における工程２ｂと同じ２回目の純水浸漬処理を施すと、拡大図ａ２に示すように、ＨＦ水溶液１５が純粋１２に置換される。その状態で更に高温槽に入れ、高温の空気１３中に晒して乾燥処理を行う。この乾燥処理により、シリコン基板１とレジスト１１の間に浸入した純水１２を蒸発させる。これにより、拡大図ａ３〜ａ５に示すように、純水１２の蒸発による表面張力の働きで、レジスト１１がシリコン基板１側に引き付けられ、レジスト１１はシリコン基板１に密着する。このとき、レジスト１１はシリコン基板１表面の凹凸内に入り込むため、強固な密着性が発生する。
【００３１】
以上のように、実施例３の半導体装置の製造方法では、界面活性剤浸漬処理を行ったシリコン基板１に、短時間のエッチング液浸漬処理を施すようにしている。これにより、シリコン基板１表面は、自然酸化膜が除去されてミクロな凹凸状の粗面となる。従って、その後の純水浸漬処理と乾燥処理により、シリコン基板１とレジスト１１を強固に密着させることができ、ＨＦ洗浄処理におけるトラブルを防止することができるという利点がある。
【００３２】
なお、本発明は、上記実施例に限定されず、種々の変形が可能である。この変形例としては、例えば、次のようなものがある。
（ａ）  加速度センサを例に、半導体装置の製造方法を説明したが、通常のＬＳＩ等の集積回路等の半導体装置一般に適用することができる。
（ｂ）  純水浸漬処理では、シリコン基板１を単に純水１２中に浸すだけではなく、流水によって洗浄したり、純水１２に超音波を与えて超音波洗浄を行うようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施例１を示す半導体装置の製造方法の説明図である。
【図２】シリコン基板を加工して形成される加速度センサの構成図である。
【図３】本発明の実施例２を示す半導体装置の製造方法の説明図である。
【図４】本発明の実施例３を示す半導体装置の製造方法の説明図である。
【符号の説明】
【００３４】
１    シリコン基板
２    絶縁膜
４    アルミ配線
５    パッド
６    保護膜
１１    レジスト
１２    純水
１３    空気
１４    界面活性剤
１５    ＨＦ水溶液
【図１】
0004751686.tif 000002
【図２】
0004751686.tif 000003
【図３】
0004751686.tif 000004
【図４】
0004751686.tif 000005