专利名称：半导体装置的制造方法
技术领域：
本发明涉及半导体装置的制造方法，尤其涉及制造工艺之一的HF(氟化氢)清洗技术。
背景技术：
图2(a)、(b)是加工硅衬底而形成的加速度传感器的结构图，该图(a)是透视图，该图(b)是该图(a)中的沿X-X线的局部剖视图。
该加速度传感器设有加工硅衬底1而一体形成的外框部1a、锤部1b及梁部1c。外框部1a通过可挠性的4根梁部1c保持在中央形成的锤部1b。
梁部1c的表面形成有SiO2的绝缘膜2，在该绝缘膜2上形成压电电阻3。压电电阻3在被施加加速度时，根据由锤部1b的移位而产生的梁部1c的挠曲，改变电阻值。压电电阻3通过铝布线4，连接到在外框部1a的表面形成的外部连接用的焊盘5。
另外，绝缘膜2、压电电阻3及铝布线4的表面中焊盘5部分以外的受保护膜6的保护。
这种加速度传感器这样制造在硅衬底1上形成与许多加速度传感器对应的绝缘膜2、压电电阻3、铝布线4及焊盘5，在用保护膜6覆盖这些绝缘膜2等后，用蚀刻法除去外框部1a和锤部1b之间的硅，在该外框部1a和锤部1b之间形成空间。
在用蚀刻法形成空间部分后，通过清洗除去在外框部1a或锤部1b的表面附着的异物。该清洗过程中为除去残留的SiO2等，用HF水溶液来进行。这时为了在清洗用的HF水溶液中保护硅衬底1上形成的绝缘膜2、压电电阻3、铝布线4及焊盘5，如图2(b)所示，用抗蚀剂11覆盖后，浸渍在HF水溶液并进行清洗。
专利文献1日本特开2003-139791号公报但是，上述HF水溶液的清洗过程中存在如下问题。
即，由于硅衬底1和抗蚀剂11的密合性不足，发生从该硅衬底1和抗蚀剂11的间隙渗入必要以上的HF水溶液，蚀刻绝缘膜2，而且腐蚀铝布线4而制品的特性劣化的问题。
发明内容
本发明防止在清洗时HF水溶液从硅衬底1和抗蚀剂11之间向内部渗入。
本发明的半导体装置的制造方法的特征在于包括以下工序准备形成有电路元件和保护该电路元件的保护膜的半导体衬底的工序；形成覆盖所述保护膜的抗蚀剂的工序；将形成有覆盖所述保护膜的所述抗蚀剂的半导体衬底浸渍在纯水中，进行使水分渗入该抗蚀剂和该半导体衬底的间隙的纯水浸渍处理的工序；将已作所述纯水浸渍处理的所述半导体衬底在高温干燥，使渗入所述抗蚀剂和该半导体衬底的间隙的水分蒸发，从而进行将该抗蚀剂和该半导体衬底密合的干燥处理的工序。
本发明中，通过纯水浸渍处理使水分渗入抗蚀剂和半导体衬底的间隙，并通过干燥处理使该水分在高温蒸发。通过该干燥处理中因蒸发而水分减少时产生的较强的表面张力，发生抗蚀剂与半导体衬底密合的粘接作用。从而，通过其后的清洗处理，防止氟化氢水溶液等渗入半导体衬底和抗蚀剂的间隙，具有不用担心会腐蚀电路元件的效果。
图1是本发明实施例1的半导体装置的制造方法的说明图。
图2是加工硅衬底而形成的加速度传感器的结构图。
图3是本发明实施例2的半导体装置的制造方法的说明图。
图4是本发明实施例3的半导体装置的制造方法的说明图。
符号说明1硅衬底，2绝缘膜，4铝布线，5焊盘，6保护膜，11抗蚀剂，12纯水，13空气，14界面活性剂，15HF水溶液。
具体实施例方式
在纯水浸渍处理之后，进行以下处理将与抗蚀剂的间隙有水分渗入的半导体衬底浸渍在界面活性剂中，将该水分置换为界面活性剂的界面活性剂浸渍处理；将在与抗蚀剂的间隙使界面活性剂渗入的硅衬底浸入氟化氢水溶液中，除去该硅衬底表面的自然氧化膜的蚀刻液浸渍处理；以及将经过蚀刻液浸渍处理而在与抗蚀剂的间隙有氟化氢水溶液渗入的半导体衬底，再浸渍在纯水中，将氟化氢水溶液置换为纯水的纯水浸渍处理。这样，通过进行界面活性剂浸渍处理，在1次的纯水浸渍处理产生的充气(airing)消失，通过进行蚀刻液浸渍处理，利用半导体衬底表面形成的凹凸，可使抗蚀剂更加强固地密合。
本发明的上述以及其它目的和新的特征，通过借助
的以下最佳实施例，将更加清晰。但是，附图仅仅用来进行说明，并不限定本发明的范围。
实施例1图1(a)～(c)是本发明实施例1的半导体装置的制造方法的说明图。这里，以图2的加速度传感器为一例，说明半导体装置的制造方法。
(1)工序1(抗蚀剂形成处理)如图1(a)所示，在硅衬底(梁部)1的表面，隔着SiO2的绝缘膜2形成压电电阻3及铝布线4，覆盖用以防止这些绝缘膜2和铝布线4腐蚀的保护膜6。而且，残留梁部1c，用蚀刻法除去外框部1a和锤部1b之间的硅，并形成该锤部1b可根据加速度自由移位的空间。然后，为了进行除去附着在外框部1a或锤部1b的表面的异物的清洗，用抗蚀剂11覆盖保护膜6的表面，以在清洗用的HF水溶液中保护。作为抗蚀剂材，例如采用热固化性的抗蚀剂。
抗蚀剂11能够通过在硅衬底1的整个表面涂敷厚度约2μm的感光性抗蚀剂材，并利用普通的光刻技术将它作成预定图案来形成。
(2)工序2(纯水浸渍处理)如图1(b)所示，将保护膜6被抗蚀剂11覆盖的硅衬底1浸入纯水12中。从而，如图1(b)的A部的放大图b1所示，在硅衬底1和抗蚀剂11的间隙有水分渗入。
(3)工序3(干燥处理)将抗蚀剂11的间隙有水分12渗入的状态的硅衬底1，从纯水12提出，如图1(c)所示，放入高温槽，在高温(130～150℃)的空气13中曝晒而进行干燥处理。通过该干燥处理，硅衬底1和抗蚀剂11之间浸入的水分12开始逐渐蒸发。
若因蒸发而水分12减少，则因表面张力的作用而发生抗蚀剂11吸附到硅衬底1侧的粘接作用。从而，如放大图c1～c3所示，随着水分12的减少而硅衬底1与抗蚀剂11的距离缩短，最终抗蚀剂11与硅衬底1密合。
(4)工序4(HF清洗处理)然后，用浓度约5％的HF水溶液，进行由抗蚀剂11保护电路部分的硅衬底1整体的清洗，除去表面附着的脏物或残留的SiO2等。此时，硅衬底1和抗蚀剂11的粘接面由干燥处理的粘接作用而密合，因此防止HF水溶液的浸入。
如上所述，实施例1的半导体装置的制造方法中，将由HF清洗用的抗蚀剂11保护电路部分的半导体衬底1浸入纯水12中，使水分渗入半导体衬底1和抗蚀剂11之间，用干燥处理使该水分蒸发，利用粘接作用使抗蚀剂11与半导体衬底1密合。因此，即便为清洗而浸入HF水溶液中，该HF水溶液也不会从抗蚀剂11和半导体衬底1之间渗入内部，具有不用担心内部的铝布线4等腐蚀的优点。
实施例2图3(a)～(c)是本发明实施例2的半导体装置的制造方法的说明图。以下所示工序2a和工序2b是实施例1的工序2和工序3之间进行的追加工序。即，实施例1的工序2由第一纯水浸渍处理(与工序2对应)、界面活性剂浸渍处理(与工序2a对应)和第二纯水浸渍处理(与工序2b对应)这3个工序进行。
若进行实施例1的工序2，即将用抗蚀剂11覆盖保护膜6等电路部分的硅衬底1浸入纯水12的纯水浸渍处理，则如图3(a)的放大图a1所示，水分12并不均匀地渗入硅衬底1和抗蚀剂11之间，其间随机地发生残留气泡的所谓充气。若发生充气，则在该部分不发生表面张力，因此即便进行干燥处理，粘接作用也不充分。以下所述的工序2a、2b为消除充气的处理。
(1)工序2a(界面活性剂浸渍处理)根据实施例1中的工序2，将经过1次的纯水浸渍处理的硅衬底1，浸渍在放界面活性剂14的槽中。从而，如图3(b)的放大图b1所示，在硅衬底1和抗蚀剂11之间有界面活性剂14浸透，将表面状态从疏水性改变为亲水性，同时抽取空气。从而，消除在硅衬底1和抗蚀剂11之间残留的气泡，其间的纯水12置换为界面活性剂14。
(2)工序2b(纯水浸渍处理)将在与抗蚀剂11的间隙有界面活性剂14渗入的状态的硅衬底1，再浸入纯水12中。从而，如图3(c)的放大图c1所示，硅衬底1和抗蚀剂11的间隙的界面活性剂14置换为纯水12，间隙中没有遗漏地渗入水分12。
其后的工序与实施例1中的工序3以后的相同。
如上所述，在实施例2的半导体装置的制造方法中，将1次的纯水浸渍处理完的硅衬底1浸渍在界面活性剂14中，还进行第2次的纯水浸渍处理。从而，即使在第1次的纯水浸渍处理中发生充气，也用界面活性剂浸渍处理来抽取空气，而且通过第2次的纯水浸渍处理，可在间隙中没有遗漏地使水分12渗入。从而，通过其后的干燥处理，可将硅衬底1和抗蚀剂11可靠地密合，具有防止HF清洗处理中的事故的优点。
实施例3图4是本发明实施例3的半导体装置的制造方法的说明图。以下说明的蚀刻液浸渍处理的工序2ax是在实施例2的工序2a和工序2b之间进行的工序。即，实施例1的工序2由第一纯水浸渍处理(与工序2对应)、界面活性剂浸渍处理(与工序2a对应)、蚀刻液浸渍处理(与工序2ax对应)和第二纯水浸渍处理(与工序2b对应)这4个工序进行。
工序2ax(蚀刻液浸渍处理)通过实施例2中的工序2a，将进行界面活性剂浸渍处理而在与抗蚀剂11之间使界面活性剂14渗入的硅衬底1，短时间浸入约5％的HF水溶液15中，除去未达到保护膜6的范围的硅衬底1表面的自然氧化膜(SiO2)。从而，如图4的放大图a1所示，硅衬底1表面的自然氧化膜被蚀刻，该硅衬底1表面成为微小的凹凸状的粗糙面。
然后，若进行与实施例2中的工序2b相同的第2次的纯水浸渍处理，则如放大图a2所示，HF水溶液15置换成纯水12。以这样的状态再放入高温槽中，在高温的空气13中曝晒而进行干燥处理。通过该干燥处理，使浸入硅衬底1和抗蚀剂11之间的水分12蒸发。从而，如放大图a3～a5所示，通过水分12蒸发的表面张力的作用，使抗蚀剂11吸附到硅衬底1侧，抗蚀剂11与硅衬底1密合。此时，抗蚀剂11进入硅衬底1表面的凹凸内，因此发生强固的密合性。
如上所述，实施例3的半导体装置的制造方法中，对经过界面活性剂浸渍处理的硅衬底1进行短时间的蚀刻液浸渍处理。从而，硅衬底1表面的自然氧化膜被除去，成为微小的凹凸状的粗糙面。因而，通过其后的纯水浸渍处理和干燥处理，可使硅衬底1与抗蚀剂11强固地密合，具有可防止HF清洗处理中的事故的优点。
再有，本发明并不限于上述实施例，可作各种变形。作为该变形例，例如(a)虽然以加速度传感器为例说明了半导体装置的制造方法，但是可在普通的LSI等的集成电路等的半导体装置普遍适用。
(b)纯水浸渍处理过程不仅为将硅衬底1简单地浸入纯水12中的情况，还可以用流水清洗或者对纯水12加超声波进行超音波清洗。
权利要求
1.一种半导体装置的制造方法，其特征在于包括以下工序准备形成有电路元件和保护该电路元件的保护膜的半导体衬底的工序；形成覆盖所述保护膜的抗蚀剂的工序；将形成有覆盖所述保护膜的所述抗蚀剂的半导体衬底浸渍在纯水中，进行使水分渗入该抗蚀剂和该半导体衬底的间隙的纯水浸渍处理的工序；以及将已作所述纯水浸渍处理的所述半导体衬底在高温干燥，使渗入所述抗蚀剂和该半导体衬底的间隙的水分蒸发，从而进行将该抗蚀剂和该半导体衬底密合的干燥处理的工序。
2.如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其特征在于在进行所述干燥处理的工序之后，还包括进行将所述半导体装置清洗的清洗处理。
3.如权利要求1或权利要求2所述的半导体装置的制造方法，其特征在于所述纯水浸渍处理包括以下处理将形成有覆盖所述保护膜的所述抗蚀剂的半导体衬底浸渍在纯水中，使水分渗入该抗蚀剂和该半导体衬底的间隙的第一纯水浸渍处理；将经过所述第一纯水浸渍处理的半导体衬底浸渍在界面活性剂中，将所述水分置换为该界面活性剂的界面活性剂浸渍处理；以及将经过所述界面活性剂浸渍处理的半导体衬底浸渍在纯水中，将所述界面活性剂置换为该纯水的第二纯水浸渍处理。
4.如权利要求1或权利要求2所述的半导体装置的制造方法，其特征在于所述纯水浸渍处理包括以下处理将形成有覆盖所述保护膜的所述抗蚀剂的半导体衬底浸渍在纯水中，使水分渗入该抗蚀剂和该半导体衬底的间隙的第一纯水浸渍处理；将经过所述第一纯水浸渍处理的半导体衬底浸渍在界面活性剂中，将所述水分置换为该界面活性剂的界面活性剂浸渍处理；将经过所述界面活性剂浸渍处理的半导体衬底浸渍在蚀刻液中，将所述界面活性剂置换为该蚀刻液，将所述半导体衬底作成粗糙面的蚀刻液浸渍处理；以及将经过所述蚀刻液浸渍处理的半导体衬底浸渍在纯水中，将所述蚀刻液置换为该纯水的第二纯水浸渍处理。
5.如权利要求4所述的半导体装置的制造方法，其特征在于所述蚀刻液为氟化氢水溶液。
6.如权利要求1至权利要求5中任一项所述的半导体装置的制造方法，其特征在于所述纯水浸渍处理的所述半导体衬底浸渍在流水状的所述纯水中。
7.如权利要求1至权利要求5中任一项所述的半导体装置的制造方法，其特征在于所述纯水浸渍处理的所述半导体衬底浸渍在施加超声波振荡的所述纯水中。
8.如权利要求1至权利要求7中任一项所述的半导体装置的制造方法，其特征在于所述半导体装置为加工硅衬底将外框部、锤部及将该锤部保持在该外框部的具有可挠性的梁部一体形成的加速度传感器。
全文摘要
为清洗在表面形成有铝布线(4)等的电路元件和保护它的保护膜(6)的半导体衬底(1)，覆盖保护膜(6)地形成清洗用的抗蚀剂(11)。将形成有覆盖保护膜(6)的抗蚀剂(11)的半导体衬底(1)，浸渍在纯水(12)中，使水分渗入该抗蚀剂(11)与半导体衬底(1)的间隙。而且，将在与抗蚀剂(11)的间隙有水分渗入的半导体衬底(1)在高温空气(12)中干燥，利用该水分减少时产生的表面张力的粘接作用，使半导体衬底(1)与抗蚀剂(11)密合。用氟化氢水溶液清洗与抗蚀剂(11)密合的半导体衬底(1)。从而，防止在清洗时HF水溶液从硅衬底(1)和抗蚀剂(11)之间渗入到内部。
文档编号G01P15/125GK1941283SQ20061015372
公开日2007年4月4日 申请日期2006年9月8日 优先权日2005年9月29日
发明者吉田正史 申请人:冲电气工业株式会社