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公開番号2025068658
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-30
出願番号2023178586
出願日2023-10-17
発明の名称縦型半導体装置の製造方法
出願人豊田合成株式会社
代理人弁理士法人あいち国際特許事務所
主分類H10D 30/66 20250101AFI20250422BHJP()
要約【課題】レジストマスクの除去によってゲート電極に欠損が生じることを抑制する縦型半導体装置の製造方法を提供する。
【解決手段】半導体層20に形成されたトレンチTにゲート絶縁膜14を介してゲート電極15が埋め込まれた縦型半導体装置の製造方法であって、剥離装置30の噴射ノズル31から半導体層20の表面に剥離液Fを噴射して、ゲート電極15のトレンチTを覆う領域とその周縁とを被覆するレジストマスク21を除去する。噴射ノズル31における剥離液Fの噴射圧をP[MPa]とし、半導体層20の積層方向Yに平行であって半導体層20の積層方向Yから見てトレンチTの延在方向T1に直交する断面において、ゲート電極15とゲート絶縁膜14との接合面のうち、トレンチTの外側で半導体層20の積層方向Yに直交する方向に延在する部分であるせり出し部15aの長さをL[μm]としたとき、P/L≦34[MPa/μm]の関係を満たす。
【選択図】図10
特許請求の範囲【請求項１】
半導体層に形成されたトレンチにゲート絶縁膜を介してゲート電極が埋め込まれた縦型半導体装置の製造方法であって、
前記半導体層からなるウェハ上に前記トレンチを形成するトレンチ形成工程と、
前記トレンチを含む前記ウェハの表面に前記ゲート絶縁膜を形成するゲート絶縁膜形成工程と、
前記ゲート絶縁膜の上に前記ゲート電極を形成するゲート電極形成工程と、
前記ゲート電極における前記トレンチを覆う領域と前記トレンチの周縁とを被覆するレジストマスクを形成するゲート電極用レジストマスク形成工程と、
前記ゲート電極における前記レジストマスクが設けられていない領域を除去するゲート電極除去工程と、
前記レジストマスクを剥離するための剥離液を噴射ノズルから前記半導体層の表面に噴射することにより、前記レジストマスクを除去するゲート電極用レジストマスク除去工程と、
を含み、
前記噴射ノズルから噴射される前記剥離液の噴射圧をＰ［ＭＰａ］とし、
前記半導体層の積層方向に平行であって前記半導体層の積層方向から見て前記トレンチの延在方向に直交する断面において、前記ゲート電極と前記ゲート絶縁膜との接合面のうち、前記トレンチの外側で前記半導体層の積層方向に直交する方向に延在する部分であるせり出し部の長さをＬ［μｍ］としたとき、
Ｐ／Ｌ≦３４［ＭＰａ／μｍ］
の関係を満たす、縦型半導体装置の製造方法。
続きを表示（約 400 文字）【請求項２】
前記ゲート電極用レジストマスク除去工程において、前記噴射ノズルの先端と前記ウェハの表面との距離は、５～５０ｍｍの範囲内である、請求項１に記載の縦型半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記ゲート電極用レジストマスク除去工程では、前記ウェハを前記積層方向に平行な軸心を中心に回転させながら、前記噴射ノズルから前記剥離液を前記ウェハの表面に噴射することにより、前記レジストマスクを除去する、請求項１又は２に記載の縦型半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記ウェハの回転速度は、１００ｒｐｍ～１０００ｒｐｍの範囲内である、請求項３に記載の縦型半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記ゲート電極用レジストマスク除去工程では、前記剥離液の噴射圧Ｐは、３～１２ＭＰａの範囲内である、請求項１又は２に記載の縦型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、縦型半導体装置の製造方法に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、半導体層からなるウェハに形成したトレンチにゲート絶縁膜を介してゲート電極が埋め込まれた縦型半導体装置におけるゲート電極の形成方法として、特許文献１にはゲート絶縁膜上に成膜したゲート電極にレジストマスクを形成してエッチングを行った後、剥離液を噴射してレジストマスクを除去する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１６－５４２５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示の方法では、ゲート電極はトレンチの開口部の周縁にせり出したせり出し部分を有する。そして、縦型半導体装置の小型化の要請に応じて当該せり出し部分を小さくすると、レジストマスクの除去の際に剥離液の噴射圧によって当該せり出し部分が剥離してゲート電極の欠損を生じるため、歩留まりが低下する。
【０００５】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたもので、レジストマスクの除去によってゲート電極に欠損が生じることを抑制することができる縦型半導体装置の製造方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、
半導体層に形成されたトレンチにゲート絶縁膜を介してゲート電極が埋め込まれた縦型半導体装置の製造方法であって、
前記半導体層からなるウェハ上に前記トレンチを形成するトレンチ形成工程と、
前記トレンチを含む前記ウェハの表面に前記ゲート絶縁膜を形成するゲート絶縁膜形成工程と、
前記ゲート絶縁膜の上に前記ゲート電極を形成するゲート電極形成工程と、
前記ゲート電極における前記トレンチを覆う領域と前記トレンチの周縁とを被覆するレジストマスクを形成するゲート電極用レジストマスク形成工程と、
前記ゲート電極における前記レジストマスクが設けられていない領域を除去するゲート電極除去工程と、
前記レジストマスクを剥離するための剥離液を噴射ノズルから前記半導体層の表面に噴射することにより、前記レジストマスクを除去するゲート電極用レジストマスク除去工程と、
を含み、
前記噴射ノズルから噴射される前記剥離液の噴射圧をＰ［ＭＰａ］とし、
前記半導体層の積層方向に平行であって前記半導体層の積層方向から見て前記トレンチの延在方向に直交する断面において、前記ゲート電極と前記ゲート絶縁膜との接合面のうち、前記トレンチの外側で前記半導体層の積層方向に直交する方向に延在する部分であるせり出し部の長さをＬ［μｍ］としたとき、
Ｐ／Ｌ≦３４［ＭＰａ／μｍ］
の関係を満たす、縦型半導体装置の製造方法にある。
【発明の効果】
【０００７】
上記一態様の縦型半導体装置の製造方法においては、ゲート電極用レジストマスク除去工程において、剥離液の噴射圧Ｐ［ＭＰａ］と、ゲート電極とゲート絶縁膜との接合面におけるせり出し部の長さＬ［μｍ］とが、Ｐ／Ｌ≦３４［ＭＰａ／μｍ］の関係を満たす。これにより、ゲート電極のトレンチの開口部の周縁に形成されたせり出し部におけるゲート電極とゲート絶縁膜との接合が、レジストマスクを除去する際の剥離液の噴射圧に抗して維持されやすくなる。その結果、ゲート電極のせり出し部の剥離を低減して、ゲート電極の欠損を抑制することができる。その結果、歩留まりの向上を図ることができる。
【０００８】
以上のごとく、上記態様によれば、レジストマスクの除去によってゲート電極に欠損が生じることを抑制することができる縦型半導体装置の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
実施形態１の縦型半導体装置の構成を示した図。
実施形態１のウェハの上面におけるトレンチのパターンを示した図。
実施形態１の半導体装置の製造方法を示すフロー図。
実施形態１の半導体装置の製造方法を示した図。
実施形態１の半導体装置の製造方法を示した図。
実施形態１の半導体装置の製造方法を示した図。
実施形態１の半導体装置の製造方法を示した図。
実施形態１の半導体装置の製造方法を示した図。
実施形態１の半導体装置の製造方法を示した図。
実施形態１の半導体装置の製造方法を示した図。
実施形態１の半導体装置の製造方法を示した図。
実施形態１の半導体装置の製造方法を示した図。
実施形態１の半導体装置の製造方法を示した図。
実施形態１の半導体装置の製造方法を示した図。
実施形態１のウェハの回転態様を示した図。
実施形態１の確認試験の結果を示した図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
前記ゲート電極用レジストマスク除去工程において、前記噴射ノズルの先端と前記ウェハの表面との距離は、５～５０ｍｍの範囲内であることが好ましい。噴射ノズルの先端とウェハの表面との距離が５ｍｍよりも小さい場合は、ゲート電極用レジストマスク除去工程において、剥離液の噴射に伴う噴射ノズルやウェハのブレにより、噴射ノズルの先端とウェハの表面とが物理的に接触してウェハやウェハに形成されたゲート電極が破損をするおそれがある。また、噴射ノズルの先端とウェハの表面との距離が５０ｍｍよりも大きい場合は、噴射ノズルから噴射される剥離液がウェハの表面に到達する前に散乱して、必要なレジストマスクの除去力が得られない。
（【００１１】以降は省略されています）

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