[发明专利]半导体装置的制造方法

说明书

关联申请

本申请享受以日本专利申请2013－187509号（申请日：2013年9月10日）为基础申请的优先权。本申请通过参照该基础申请而包含基础申请的全部的内容。

技术领域

本发明的实施方式涉及半导体装置的制造方法。

背景技术

半导体装置中，以硅为主成分的硅部件被较多地使用。硅部件通过干法刻蚀而被加工的情况较多。但是，在干法刻蚀中，有时在晶片的面内刻蚀速率偏差（日语：ばらつく），当刻蚀速率偏差时，加工后的硅部件的形状偏差。其结果，半导体装置的特性偏差，生产率下降。

发明内容

实施方式的目的在于，提供一种形状的偏差小的半导体装置的制造方法。

实施方式的半导体装置的制造方法具备对包含硅的部件进行干法刻蚀的工序。上述干法刻蚀在第一压力范围或第二压力范围中实施，该饱和压力为即使增加压力刻蚀速率也不继续增加的压力，该第二压力范围为，实现将压力设为上述饱和压力时的刻蚀速率的一半的刻蚀速率的压力以下的范围。

附图说明

图1是例示实施方式中的硅部件的加工方法的流程图。

图2是例示在实施方式中使用的干法刻蚀装置的图。

图3（a）是在横轴上取压力、在纵轴上取刻蚀速率而例示干法刻蚀中的压力与刻蚀速率的关系的曲线图，图3（b）是在横轴上取压力、在纵轴上取刻蚀加工后的尺寸的偏差而例示干法刻蚀中的压力与偏差的关系的曲线图。

图4（a）以及图4（b）是在横轴上取压力、在纵轴上取刻蚀速率而例示变形例中的饱和压力的决定方法的曲线图。

图5是在横轴上取压力、在纵轴上取刻蚀速率而表示实施例的预备实验中的压力与刻蚀速率的关系的曲线图。

图6（a）是表示实施例的正式加工前的评估用晶片的剖视图，图6（b）是表示正式加工后的评估用晶片的剖视图。

图7是表示在实施例的评估用晶片中测定了刻蚀深度的位置的俯视图。

图8是在横轴上取压力、在纵轴上取刻蚀加工后的尺寸的偏差而例示实施例的正式加工中的压力与偏差的关系的曲线图。

符号说明

1：硅部件，2：干法刻蚀装置，10：评估用晶片，11：硅晶片，12：沟槽，13：硅氧化膜，14：多晶硅膜，a1、a2、b：压力范围，P_A：饱和压力。

具体实施方式

（实施方式）

以下，边参照附图边说明本发明的实施方式。

图1是例示本实施方式中的硅部件的加工方法的流程图。

图2是例示在本实施方式中使用的干法刻蚀装置的图。

图3（a）是在横轴上取压力、在纵轴上取刻蚀速率而例示干法刻蚀中的压力与刻蚀速率的关系的曲线图，图3（b）是在横轴上取压力、在纵轴上取刻蚀加工后的尺寸的偏差而例示干法刻蚀中的压力与偏差的关系的曲线图。

另外，在图3（a）与图3（b）之间，压力的比例尺是共同的。

本实施方式是通过利用干法刻蚀加工硅部件来制造半导体装置的方法。根据本发明者等的研究，在对硅部件的干法刻蚀中，存在刻蚀加工的偏差相对地变小的2个压力范围。因此，本实施方式中，首先如图1的步骤S1所示那样进行预备实验。接着，如步骤S2所示那样，基于预备实验的结果，决定合适的压力范围。之后，如步骤S3所示那样，利用该合适的压力范围来对硅部件进行正式加工。

首先，对本实施方式中作为加工的对象的硅部件，以及本实施方式中使用的干法刻蚀装置进行说明。

如图2所示，本实施方式中使用干法刻蚀装置2来对硅部件1实施干法刻蚀。硅部件1是包含硅的部件。硅部件1可以是例如单结晶的硅晶片，也可以是在硅晶片上形成的多晶硅膜，还可以是在硅晶片上形成的非晶硅膜。此外，硅部件1可以含有施主（donor）或受主（acceptor）等的杂质，也可以不含有。

干法刻蚀装置2是例如CDE（chemical dry etching：化学干法刻蚀）装置，或RIE（reactive ion etching：反应离子刻蚀）装置。干法刻蚀装置2例如使用氧（O₂）以及四氟化碳（CF₄）的混合气体作为刻蚀气体。

首先，如图1的步骤S1所示，进行预备实验。

具体来说，对预备实验用的硅部件1使用干法刻蚀装置2，在反应室（chamber）内的压力相互不同、设压力以外的参数为一定的多个条件下，实施CDE或RIE等干法刻蚀，关于各条件来评估刻蚀速率。