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公開番号2025159961
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-22
出願番号2024062859
出願日2024-04-09
発明の名称半導体装置の製造方法
出願人株式会社デンソー,トヨタ自動車株式会社,株式会社ミライズテクノロジーズ
代理人弁理士法人快友国際特許事務所
主分類H01L 21/3065 20060101AFI20251015BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】半導体ウエハの表面にエッチングによって複数のトレンチを形成する際に、正確に各トレンチを形成する。
【解決手段】半導体装置の製造方法であって、ステージ上にダミーウエハを載置した状態で前記ダミーウエハをスパッタエッチングすることによって前記ダミーウエハから飛散した物質によって構成された粉体の堆積物を前記ダミーウエハの周囲の前記ステージの表面に形成する工程と、複数の開口部を有するマスクが表面に設けられた半導体ウエハを前記ステージ上に載置した状態で前記マスクを介して前記半導体ウエハをドライエッチングすることによって前記半導体ウエハに複数のトレンチを形成する工程、を有する。前記トレンチを形成する前記工程では、前記半導体ウエハとともに前記堆積物をドライエッチングする。
【選択図】図6
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、
ステージ上にダミーウエハを載置した状態で前記ダミーウエハをスパッタエッチングすることによって、前記ダミーウエハから飛散した物質によって構成された粉体の堆積物を前記ダミーウエハの周囲の前記ステージの表面に形成する工程と、
複数の開口部を有するマスクが表面に設けられた半導体ウエハを前記ステージ上に載置した状態で前記マスクを介して前記半導体ウエハをドライエッチングすることによって、前記半導体ウエハに複数のトレンチを形成する工程、
を有し、
前記トレンチを形成する前記工程では、前記半導体ウエハとともに前記堆積物をドライエッチングする、製造方法。
続きを表示（約 340 文字）【請求項２】
前記ダミーウエハが酸化シリコン層を有しており、
前記堆積物を形成する前記工程では、前記酸化シリコン層をスパッタエッチングする、
請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記マスクが酸化シリコンにより構成されている、請求項１または２に記載の製造方法。
【請求項４】
前記半導体ウエハが炭化シリコンにより構成されている、請求項１または２に記載の製造方法。
【請求項５】
前記堆積物を形成する前記工程と前記トレンチを形成する前記工程のセットを繰り返し実施し、
前記セットが、前記堆積物を形成する前記工程の前に前記ステージ上の前記堆積物を除去する工程をさらに有する、請求項１または２に記載の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示の技術は、半導体装置の製造方法に関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【０００２】
マスクを介して半導体ウエハの表面をドライエッチングすることによって、半導体ウエハの表面に複数のトレンチを形成する技術が知られている。このように複数のトレンチを形成するときに、半導体ウエハの中央部よりも半導体ウエハの外周部（すなわち、中央部の周囲の部分）でトレンチが深くなる場合がある。この現象は、半導体ウエハの中央部と外周部とでエッチング時の環境が異なるために発生すると考えられる。すなわち、半導体ウエハよりも外周側にはエッチングされる物質が存在しないため、半導体ウエハの外周部では中央部よりも活性種の濃度が高くなる。その結果、中央部よりも外周部でエッチングレートが高くなり、中央部よりも外周部でトレンチが深くなると考えられる。
【０００３】
特許文献１には、半導体ウエハの中央部と外周部の間でのトレンチの深さのばらつきを抑制する技術が開示されている。この技術では、半導体ウエハと同じ材料によって構成されたダミーウエハが半導体ウエハの周囲で露出するように、半導体ウエハとダミーウエハをステージ上に設置し、この状態で半導体ウエハをドライエッチングする。半導体ウエハの周囲に半導体ウエハと同じ材料によって構成されたダミーウエハが露出していると、半導体ウエハの中央部と外周部とでエッチング時の環境が均一化されるので、中央部と外周部の間でトレンチ深さを均一化することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００３－２６４２２７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の技術では、ステージ上に半導体ウエハとダミーウエハを重ねて配置する。エッチング中には、ステージによって半導体ウエハが冷却される。半導体ウエハに対してダミーウエハが重ねられていると、半導体ウエハに対する温度制御が困難となり、エッチングレートが不安定となる。本明細書では、半導体ウエハの表面にエッチングによって複数のトレンチを形成する際に、正確に各トレンチを形成する技術を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書が開示する半導体装置の製造方法は、ステージ上にダミーウエハを載置した状態で前記ダミーウエハをスパッタエッチングすることによって前記ダミーウエハから飛散した物質によって構成された粉体の堆積物を前記ダミーウエハの周囲の前記ステージの表面に形成する工程と、複数の開口部を有するマスクが表面に設けられた半導体ウエハを前記ステージ上に載置した状態で前記マスクを介して前記半導体ウエハをドライエッチングすることによって前記半導体ウエハに複数のトレンチを形成する工程、を有する。前記トレンチを形成する前記工程では、前記半導体ウエハとともに前記堆積物をドライエッチングする。
【０００７】
この製造方法では、ダミーウエハをスパッタエッチングすることによってステージ上に粉体の堆積物を形成する。このため、半導体ウエハをドライエッチングする工程では、半導体ウエハの周囲のステージ上に粉体の堆積物が存在している。半導体ウエハをドライエッチングする工程では、半導体ウエハとともに堆積物をドライエッチングする。堆積物でエッチングガスの活性種が消費されるので、半導体ウエハの中央部と外周部の間で活性種の濃度に差が生じ難い。したがって、半導体ウエハの中央部と外周部の間で、トレンチの深さに差が生じ難い。また、粉体の堆積物は熱容量が小さいので、ステージ上における温度分布にほとんど影響を与えない。したがって、半導体ウエハの温度を正確に制御できる。このため、この製造方法によれば、エッチングレートを安定化することができ、正確に各トレンチを形成できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
半導体ウエハの平面図。
半導体ウエハとマスクの断面図。
第１準備工程におけるステージの断面図。
第２準備工程の説明図。
エッチング工程の説明図。
エッチング工程の説明図。
ＭＯＳＦＥＴの断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、実施形態の製造方法による加工対象である半導体ウエハ１０を示している。半導体ウエハ１０は、炭化ケイ素（すなわち、ＳｉＣ）により構成されている。図１において、破線はダイシングライン１２を示している。半導体ウエハ１０は、後の工程においてダイシングライン１２に沿って切断され、複数のチップに分割される。なお、ダイシングライン１２は、設計上の切断位置であり、半導体ウエハ１０の表面にはダイシングライン１２に相当する線は描かれていない。また、ダイシングライン１２に囲まれた素子領域１４は、ダイシング後に半導体装置となる領域である。また、図１においてハッチングされた領域は半導体ウエハ１０の外周部２２であり、ハッチングされていない領域は半導体ウエハ１０の中央部２０である。外周部２２は中央部２０の周囲の部分である。中央部２０と外周部２２のそれぞれに素子領域１４が存在する。以下では、中央部２０内の素子領域１４を素子領域１４ａといい、外周部２２内の素子領域１４を素子領域１４ｂという。また、外周部２２のうちの素子領域１４ｂよりも外側の領域を、周辺領域１５という。本実施形態では、各素子領域１４に複数のトレンチを形成することによって、半導体装置を製造する。なお、以下では、半導体ウエハ１０の上面に沿う一方向をｘ方向といい、半導体ウエハ１０の上面に沿うとともにｘ方向に対して直交する方向をｙ方向という。
【００１０】
まず、図２に示すように、半導体ウエハ１０の上面１８上にマスク３０を形成する。マスク３０は、酸化シリコンによって構成されており、複数の開口部３２を有している。素子領域１４のそれぞれに、複数の開口部３２が設けられている。各開口部３２は、ｙ方向に沿って長く伸びている。各素子領域１４において、開口部３２はｘ方向に間隔を空けて配置されている。周辺領域１５内には、開口部３２が設けられていない。マスク３０は、例えば、酸化シリコン層を成膜し、その後、フォトリソグラフィによって酸化シリコン層をパターニングすることによって形成される。
（【００１１】以降は省略されています）

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