专利名称：半导体器件的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种半导体器件的制造方法，特别是涉及在加热工序中 去除残留物的技术。
背景技术：
近年来，随着半导体器件微小化的发展，因微小的粒子及微量金属 而造成的半导体晶片的污染给半导体器件的可靠性和成品率带来直接 的影响。因此，在半导体器件的制造工序中，半导体晶片的清洗是非常 重要的工序之一。对于半导体晶片的清洗而言，污染半导体晶片的污染物体的种类不 同，清洗方法也不同。例如，对有机物的去除，使用氧化性的酸(H2S04等)，对氧化膜残渣及自然氧化膜，使用氟化氢(HF)水溶液。对粒子 及金属杂质的去除，使用氨(NH4OH)水溶液和过氧化氢(H202)溶 液的混合液(SC1)、盐酸(HC1)和过氧化氲溶液的混合液(SC2)。 特别是，SC1对去除粒子有效，SC2对去除金属杂质有效。在上述清洗后，进行清洗的最后处理、即干燥。作为干燥方法，最 一般的是旋转干燥，然而旋转干燥存在由于装置自身产生灰尘、高速旋 转而引起的带电以及被称为水印的污垢残留于半导体晶片表面等的问 题。另外，由于加速度传感器为具有多个细槽的微细结构，可动部、即 锤与接近部分仅有几微米的间隙，因此使用恒温槽的干燥方法，有可能 使锤和接近部分发生粘连而不能动作。为了避免出现这些问题，作为半导体晶片的千燥方法，有利用异丙 醇蒸汽的干燥方法，和以通过异丙醇和纯水的界面的方式将半导体晶片 垂直吊起的干燥方法。另外，在专利文献l中，公开了在用纯水清洗半导体晶片后，对半 导体晶片的表面进行异丙醇蒸汽喷雾，由此来吸收半导体晶片表面的水 分，之后，通过喷吹氮气在100TC的温度下干燥半导体晶片。在专利文 献1公开的干燥方法中，将半导体晶片的表面置于氮气气氛状态中进行干燥处理，因此可以大幅度地降低污垢等的产生。专利文献1:日本特开平9-069509号>^才艮然而，利用异丙醇蒸汽的干燥处理，有异丙醇蒸汽的残留物残留于 半导体晶片表面的情况。已知存在以下问题，即在利用异丙醇蒸汽进 行的干燥处理后再度进行清洗处理时，该异丙醇蒸汽的残留物、清洗液 以及导电膜发生反应，溶解导电膜。例如，已知异丙醇蒸汽的残留物、 发烟硝酸和由铝及铝合金(Al-Si-Cu)构成的导电膜相互发生反应，从 而溶解导电膜。该导电膜的溶解，有时会导致半导体器件的特性劣化或 半导体器件不能发挥正常的功能。发明内容本发明就是鉴于如上的情况而^故出的，目的在于防止在半导体器件的 制造工序中，因清洗及干燥处理而对半导体器件造成恶劣影响。为了解决上述课题，根据本发明，提供一种半导体器件的制造方法， 其特征在于，包括准备工序，准备半导体晶片；元件形成工序，在所述 半导体晶片上形成半导体功能元件；干燥工序，在该元件形成后的半导体 晶片上实施利用异丙醇蒸汽的干燥处理；加热工序，对该干燥处理后的半 导体晶片进行加热；清洗工序，在该加热处理后的所述半导体晶片上实施 利用发烟硝酸的RA清洗。在本发明的半导体器件的制造方法中，在利用异丙醇蒸汽的干燥处理 后通过加热处理去除附着于半导体晶片表面的异丙醇蒸汽的残留物，因此 可以防止在其后的清洗处理中导电蔽^L生溶解。
图1为压电电阻型三轴加速度传感器的立体图。图2 U)为压电电阻型三轴加速度传感器的俯视图，(b)是表示沿着 图2 (a)内的点划线2b-2b处的剖面的剖视图。图3为表示沿着图2 (a)内的点划线3-3处的剖面的剖视图。图4为表示作为本发明实施例的压电电阻型三轴加速度传感器的制造 方法的流程图。图5为表示各制造工序中的压电电阻型三轴加速度传感器的剖视图。图6为表示各制造工序中的压电电阻型三轴加速度传感器的剖视图。图7为表示作为本发明实施例的半导体器件制造方法中的加热处理用 的加热炉的概略结构的框图。符号说明IO...压电电阻型三轴加速度传感器；15a、 15b、 15c…压电电阻元件； 16…键合焊盘；20…第一硅片；30…第二硅片；60…加热炉；70…半导体 晶片；71...晶片盒具体实施方式
以下， 一边参照附图一边对本发明的实施例进行详细的说明。图1为表示压电电阻型三轴加速度传感器10的构造的立体图，图2为 表示压电电阻型三轴加速度传感器10的构造的平面图，图2 U)为俯视 图，图2 (b)为表示沿着图2 U)内的点划线2b-2b处的剖面的剖视图。压电电阻型三轴加速度传感器IO，具有薄的方形的第一硅片20。在第 一硅片20上，通过在其内侧的四角设置大致L型的通孔ll,而形成有以 下各区域框状的周边固定部12、内侧中央的方形的锤固定部13和四个 梁部14。由此，周边固定部12和内侧中央的方形的锤固定部13之间， 通过四个梁部14进行连接。在各梁部14的表面，分别形成有电阻因机械应力而发生变化的 一对 压电电阻元件15a、 15b以及15c，通过未图示的绝缘性的中间膜，覆盖 了包括压电电阻元件15a、 15b及15c的第一硅片20的主面。另外，在 中间膜上，形成有金属布线(未图示)以及多个键合焊盘16，该金属布 线，可以将因压电电阻元件的电阻改变而产生的信号向外部输出。例如， 金属布线以及键合焊盘16，是通过溅射铝及铝合金而形成的。另外，键 合焊盘16,通过该布线经由形成于中间膜的接触孔(未图示)，电连接 于压电电阻元件15a、 15b、 15c。另外，在压电电阻型三轴加速度传感器10上，配置有具有通孔17的 基座部18，该基座部18是方形筒，对应于第一硅片20的周边固定部12而形成于周边。此外，在通孔17的内侧的中央，配置有立方体形的 锤部19,与基座部18的高度相比，锤部19的高度较小。基座部18的 上表面，通过接合层40与周边固定部12的下表面固定，此外，锤部19 的上表面，通过接合层40与锤固定部13的下表面固定。基座部18的 下表面，粘接在传感器搭载部21上(例如玻璃)上。锤部19通过四个梁部14可产生位移地支承于XYZ轴的各个方向。 加速度的检测原理为，锤部19受到与加速度成比例的力而产生位移， 通过布线及键合焊盘16将此时梁部14在X轴方向以及Y轴方向的挠 曲，作为所形成的压电电阻元件15a、 15b及15c的阻值变化进行检测， 从而检测三个轴方向的加速度。接着， 一边参照图3 —边对键合焊盘16的构造的一例进行说明。如上所述，第一硅片20的主面，被绝缘性的中间膜22所覆盖。另 外，在中间膜22上，通过在基底上溅射铝，而形成了铝镀层23。此外， 在基底的铝镀层23的上部，以覆盖铝镀层的方式，通过溅射铝合金(例 如A1-Si-Cu),而形成了铝合金镀层24。此外，在它们的上部，以覆盖 铝镀层23以及铝合金镀层24的一部分、且覆盖整个中间膜22的方式， 形成有保护膜25 (例如硅氮化膜)。保护膜25，以覆盖整个铝合金镀层 24的方式形成后，通过下述的光刻，形成为露出铝合金镀层24的一部 分。因此，通过上述的构造，键合焊盘16可以与外部进行电连接，可 以将因压电电阻元件15a、 15b以及15c的电阻变化而产生的信号向外 部输出。接着， 一边参照图4、图5、图6—边对压电电阻型三轴加ilJL传感 器的制造方法的一例进行说明。图4为表示压电电阻型三轴加itJL传感器 的制造方法的流程图。首先，进行具有第一硅片20、第二硅片30以及接 合层40的三层构造的SOI ( Silicon on Insulator)晶片的准备(步骤SI )。 将该SOI晶片的剖视图表示于图5 (a)。在第一硅片20的表面，通过使用约1000"C的加湿气氛的热氧化条 件生成中间膜22 (步骤S2)。另外，将中间膜22形成后的剖视图表示 于图5(b)。使用光刻在中间膜22上设置开口部31,通过硼扩散法，在第一硅片20的表面形成成为压电电阻元件15a、 15b以及15c等的P型扩散层 32。此外，在扩散层32的表面通过CVD ( Chemical Vapor Deposition ) 法形成中间氧化膜33 (步骤S3)。另外，将中间氧化膜33形成后的剖 视图表示于图5(c)。使用光刻在中间氧化膜33上开设电极取出口 (未图示)，并利用溅 射，在中间膜22上沉积铝。此外，利用溅射，以覆盖该铝的方式沉积 铝合金(Al-Si-Cu )。此外，使用光刻对铝及铝合金进行蚀刻，形成布 线34以及键合焊盘(未图示)(步骤S4)。另外，将形成铝及铝合金布 线34后的剖视图表示于图5 (d)。4吏用PRD (Plasma Reactive Deposition)法，在中间膜22上以及 形成于该中间膜22上的布线34及键合焊盘的表面，形成保护用的硅氮 化膜35。进而，通过光刻，只去除键合焊盘上的硅氮化膜35而露出键 合焊盘(步骤S5)。另外，将硅氮化膜35形成后的剖视图表示于图6 (a)。在硅氮化膜35上形成光致抗蚀剂，并使用光刻，形成通孔11 (步 骤S6)。在SOI晶片的背面，即第二硅片30的表面，使用CVD技术形成氧 化膜36。与基座部18对应地留下周围的氧化膜36，并通过光刻去除中 央部的氧化膜36，而形成开口部37 (步骤S7)。通过形成该开口 37， 在后面的步骤中可以得到厚度比基座部18薄的锤部19。另外，将氧化 膜36形成后的剖视图表示于图6 (b)。在开口部37的中央部，形成与锤部19对应的光致抗蚀剂(未图示)。 进而，将留在周边部的氧化膜36和光致抗蚀剂作为蚀刻掩膜，使用气 体割断蚀刻技术(GCET: Gas Chopping Etching Technology,所谓的 Bosch法)，蚀刻第二硅片30的表面，形成第二硅片30的通孔17 (步 骤S8)。另外，将通孔17形成后的剖视图表示于图6 (c)。将完成了到步骤S8为止的处理的SOI晶片浸渍于緩冲氢氟酸中， 通过蚀刻去除第一硅片20及第二硅片30间的接合层40的一部分(步 骤S9)。另外，将接合层40去除后的剖视图表示于图6 (d)。将完成了到步骤S9为止的工序(即，形成了半导体元件功能)的SOI晶片实施约15分钟的利用异丙醇蒸汽的干燥处理(步骤SIO)。本 步骤的干燥处理，由于是使用了表面张力较小的异丙醇蒸汽的干燥处 理，因此可以防止锤部19的粘连。接着，为了去除步骤SIO中的异丙醇的残留物，进行加热处理(步 骤Sll)。例如，加热处理的条件可以为，4吏进行加热处理的加热炉内的 气压为700mTorr、温度为130"C， 4吏向该加热炉内流入了 500SCCM的 氧气的状态持续60分钟。由于通过本步骤的加热处理，去除异丙醇的 残留物，因此，即使不进行下述的RA清洗，键合焊盘也不会被溶解。在步骤Sll的加热处理后，通过发烟硝酸进行约5分钟的RA清洗， 在该RA清洗后，进行纯水清洗。此外，为了使纯水干燥，实施利用异 丙醇蒸汽的干燥处理(步骤S12 )。其后，与通常的半导体制造方法一样，从SOI晶片切出芯片，并将 其固定于传感器搭载部31或者收纳于容器，进行规定的布线(步骤 S13 )。因此，在上述的压电电阻型三轴加速度传感器的制造方法中，由于是 使用了表面张力较小的异丙醇蒸汽的干燥处理，因此可以防止锤部19的粘 连，并可以在不溶解键合焊盘的情况下进行RA清洗处理。另外，只要具有按照从步骤S10至步骤S12的顺序进行的制造工序， 则不限定于实施例的压电电阻型三轴加速度传感器的制造方法，也可以为 其它半导体器件的制造方法。接着，对于作为本发明的特征的步骤S8中的加热处理， 一边参照 表示了加热炉的一例的概略构造的图7—边进行说明。如图7所示，加热炉60具有密闭空间61，且在加热炉60的侧面以 及上表面，分别设置有加热器62。另外，在加热炉60的侧面的下方设 置有排气口 63,在排气口 63上，通过排气管64连接有真空泵65。此 外，在密闭空间61的上方中央，设置有用于喷出氧气的喷雾嘴66。在 喷雾嘴66上，通过供给管69，连接有设置于加热炉60的外部的流量计 67以及氧气源68。在密闭空间61的下方中央，载置有特氟龙(注册商标)制的晶片盒71,该晶片盒71容纳了单个或多个异丙醇蒸汽清洗后的半导体晶片70。 另外，在密闭空间61可以载置多个晶片盒71。密闭空间61,通过加热器62，始终保持一定的温度。例如，可以将 密闭空间61的温度保持在130C。另外，将容纳了半导体晶片70的晶 片盒71载置后，通过真空泵使密闭空间61为低压状态。例如，可以将 密闭空间61的气压保持在700mTorr。此外，使密闭空间61处于低压 状态后，使氧气72从氧气源68通过喷雾嘴66流入密闭空间61。例如， 氧的流入量可以为500SCCM。另外，为了将密闭空间61的状态保持在 设定状态，可以将各装置连接于控制装置(未图示)，进行自动控制。在将密闭空间61的状态保持在一定条件的状态下，将半导体晶片 70放置于密闭空间61内。例如，放置时间可以为60分钟。然后，取出 半导体晶片70以及晶片盒71,开始步骤S12以后的工序。
权利要求
1.一种半导体器件的制造方法，其特征在于，包括准备工序，准备半导体晶片；元件形成工序，在所述半导体晶片上形成半导体功能元件；干燥工序，在该元件形成后的半导体晶片上实施利用异丙醇蒸汽的干燥处理；加热工序，对该干燥处理后的半导体晶片进行加热；以及清洗工序，对该加热处理后的所述半导体晶片实施利用发烟硝酸的RA清洗。
2. 根据权利要求l所述的半导体器件的制造方法，其特征在于， 所述加热工序，在低压的气氛中实行。
3. 根据权利要求2所述的半导体器件的制造方法，其特征在于， 所述气氛含有氧。
4. 根据权利要求3所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述加热工序，在使所述气氛的气压为700mTorr、所述气氛的流 入量为500SCCM、所述气氛的温度为130X:的条件下，持续60分钟。
5. 根据权利要求1所述的半导体器^f的制造方法，其特征在于， 所述元件形成工序包括溅射工序，通过溅射在所述半导体晶片上形成导电膜；布线形成工序，通过光刻将所述导电膜形成为布线及键合焊盘；硅氮化膜生成工序，在该布线形成后的半导体晶片的主面，生成作 为硅氮化膜的保护膜；以及键合焊盘露出工序，通过光刻使所述硅氮化膜仅露出所述键合焊盘。
6. 根据权利要求5所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，在所述溅射工序中，在碁底上'减射铝，并在所述基底的上方溅射铝合金，该铝合金为Al-Si-Cu。
7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的半导体器件的制造方 法，其特征在于，所述元件形成工序，为形成三轴加速度传感器的工序。
全文摘要
本发明提供一种半导体器件的制造方法，其目的在于防止在半导体器件的制造工序中，因清洗及干燥处理而对半导体器件造成恶劣影响。该半导体器件的制造方法，包括准备工序，准备半导体晶片；元件形成工序，在所述半导体晶片上形成半导体功能元件；干燥工序，在该元件形成后的半导体晶片上实施利用异丙醇蒸汽的干燥处理；加热工序，对该干燥处理后的半导体晶片进行加热；以及清洗工序，对该加热处理后的所述半导体晶片实施利用发烟硝酸的RA清洗。
文档编号H01L21/00GK101266918SQ20081000655
公开日2008年9月17日 申请日期2008年3月6日 优先权日2007年3月13日
发明者三木慎介 申请人:冲电气工业株式会社