JPS63111627A - 半導体基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は半導体基板の製造方法に関し、特に半導体基
板上の突起物を除去する方法に関するものである。

［従来の技術］ バイポーラ構造およびＭＯ８構造等の半導体素子の製造
においては、半導体基板にエピタキシャル層の形成を必
要とする場合がある。現在量産で使用されるエピタキシ
ャル成長技術は気相成長法が採用されている。たとえば
シリコンの気相成長の場合、８１　ＨＣｌ１とＨ２のガ
スを供給して、８１１−ＩＣ立、十Ｈ２→Ｓｉ　＋３８
ＣＱという反応を用いて、シリコン基板上にシリコンの
エピタキシャル層を形成している。

上記の反応において、シリコン基板の表面の一部に異物
がある等の異常があると、その部分において異常成長が
生じ突起が発生する。この突起の長さは、通常、エピタ
キシャル層の厚さの数倍から十数倍にも達する。この突
起は、写真製版の工程において密着露光方式を採用した
場合はフォトマスクに当たって傷を付けたり、半導体プ
ロセス中に欠けて発塵源となったりするため、除去する
必要があった。

従来、このようにエピタキシャル成長時等に半導体基板
上に発生した突起を除去するために、第５図（ａ）、（
ｂ）に示す方法を用いていた。この方法は、図に示す突
起粉砕装置を用いて半導体基板１上の突起２を粉砕する
ものである。この突起粉砕装置は、半導体基板１を装着
する吸着台１１の上方にピストン１２が上下動可能に設
けられたものである。まず、第５図（ａ　）に示すよう
に、ピストン１２を吸着台１１から十分離した状態で、
吸着台１１上に半導体基板１を吸着させる。次に、第５
図（ｂ）に示すように、ピストン１２を下方に移動して
、ピストン１２の下面により、半導体基板１上の突起２
を徐々に押し潰す。

［発明が解決しようとする問題点コ 従来の方法によると、ピストン１２による荷重が半導体
基板１上の突起２に集中して非常に大きな力となり、し
ばしば半導体基板１にクラックを発生させたり、半導体
基板１の割れを誘発するという問題があった。

また、飛散した突起の破片１３がエピタキシャル層１ａ
の表面に散乱し、表面を汚染したり、表面に傷を付けた
りする原因となる等の問題もあった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、半導体基板にクラックや割れを発生させるこ
となく、また、突起の破片により半導体基板の表面を汚
染したり傷付けたりすることなく、半導体基板上の突起
を除去する方法を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明に係る方法は、次のように行なうものである。

予め、ポジレジストの材質およびマスクのパターンの寸
法を現像不良を生じるように選定しておく。まず、半導
体基板の表面および半導体基板上の突起の表面に前記ポ
ジレジストを塗布する。次に、露光装置の焦点を半導体
基板上のポジレジストの表面に合わせてポジレジストを
前記パターンに露光する。そして現像を行なう。このと
き、半導体基板上の突起表面のポジレジストはすべて除
去されることになるが、半導体基板上のポジレジストに
ついては、現像不良を起こすことにより、露光部の表面
付近のみが除去されることになる。このようにして突起
の部分を除いた半導体基板上の全面にポジレジストを残
した状態でエツチングすることによって半導体基板上の
突起のみを除去する。

［作用］ この発明の方法においては、露光装置の焦点を半導体基
板上のポジレジストの表面に合わせてポジレジストを露
光しているので、半導体基板の表面は焦点深度内にある
ことになり、マスクのパターンに対応して露光部と未露
光部が明確に分離される。しかし、半導体基板上の突起
の部分は、焦点深度内にないので、マスクのパターンに
対応する未露光部の形状が明確にされず、マスクのパタ
ーンとは無関係に全面が露光されることになる。

このため、現像した際に突起の表面のポジレジストは完
全に除去されることになる。

また、突起の部分を除いた半導体基板上のポジレジスト
においては、現像不良を起こすことになるので、露光部
の表面付近のポジレジストのみが除去され、半導体基板
上の全面にポジレジストが残ることになる。

このようにして、突起部分を除いた半導体基板上の全域
をポジレジストで保護した状態で、突起のみがエツチン
グにより除去されることになる。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図面を用いて説明する。

第１図（ａ）は半導体基板１上にエピタキシャル層１ａ
を形成した際に表面に突起２が発生した状態を示す図で
あり、第１図（ｂ）〜（ｆ）はこの突起２の除去方法を
示した図である。まず、第１図（ｂ）に示すように、半
導体基板１の表面および半導体基板１上の突起２の表面
にポジレジスト３を塗布する。次に、第１図（Ｃ）に示
すように、ストライブ状または格子状のパターンを有す
るマスクを用いてポジレジスト３の表面を紫外線により
露光する。この場合、露光装置の焦点を半６一 導体基板１上のポジレジスト３の表面に合わせておく。

このようにすることによって、ポジレジスト３の表面よ
り１μｍ程度高い位置から１μｍ程度低い位置までの領
域が焦点深度内にあることになり、この領域内において
のみマスクのパターンが解像されて露光部４と未露光部
５とが明確に分離される。この領域外にある突起２の表
面においては、未露光部の形状が明確にされないので、
マスクのパターンとは無関係に全面が露光されることに
なる。このようにして露光を行なうと、半導体基板１上
のポジレジスト３の表面には、マスクのパターンと一致
したパターンに紫外線が照射され、また、突起２の表面
のポジレジスト３には全面に紫外線が照射され、紫外線
が照射された領域のみに光反応が生じて可溶性となる。

次に、第１図＜ｄ　）に示すように、このポジレジスト
３を現像する。この場合、使用するポジレジスト３の特
性とマスクのパターン形状の関係を最適化することによ
り、故意に現像不良を生じさせ、半導体基板１の表面の
ポジレジスト３については、露光部４の表面付近のレジ
ストのみを除去するようにする。これを第２図〜第４図
を用いて説明する。第２図は半導体基板１の表面にポジ
レジスト３を塗布した状態を示している。第３図はこの
ポジレジスト３に比較的幅の広いパターンを露光した後
、現像した状態を示し、パターンが完全に解像された状
態となっている。これに対して、第４図はポジレジスト
３に幅の狭いパターンを露光した後、現像した状態を示
し、パターンが解像されていない状態となっている。た
とえば東京応化工業株式会社製の０ＦＰＲ−８００とい
う商品名のポジレジストを使用した場合、パターンのス
トライブ幅を０．６μｍにすると、このストライブ幅を
現像することが困難となる。この発明においては、第４
図に示すように、半導体基板１上のポジレジスト３が現
像不良を生じて現像後も半導体基板１上にポジレジスト
３が残存するように、マスクパターンの寸法とポジレジ
スト３の材質を選定する。この場合においても、半導体
基板１上の突起２の部分は全面が露光されているため、
現像不良を生じることはなく、突起２の表面のポジレジ
スト３は完全に除去される。

次に、第１図（ｅ　）に示すように、半導体基板１上の
突起２をエツチングにより除去する。この場合、半導体
基板１の表面はポジレジスト３によって保護されている
ので、突起２のみがエツチングされる。最後に、第１図
（ｆ　）に示すように、半導体基板１の表面のポジレジ
スト３を除去して、半導体基板１上の突起２の除去が終
了する。

以上のように、この方法によれば半導体基板１に機械的
ダメージを与えることなく、半導体基板１上の突起２を
除去することができるので、半導体基板１にクラックや
割れ等が生じない。また、半導体基板１の表面をポジレ
ジスト３で保護した状態で突起２を除去するので、半導
体基板１の表面に傷を付けたり、表面を汚染したりする
こともない。

また、上記実施例においては、半導体基板１上の突起２
の除去方法について説明したが、この発明は、半導体素
子製造において、酸化膜、窒化膜、−〇− ポリシリコン層、アルミニウム層等による素子構造上の
凹部あるいは凸部をマスク合わせすることなく露光する
場合にも応用することができる。この場合においては、
露光装置の焦点深度、レジスト材料およびマスクのパタ
ーン形状を適切に選定することによって任意の段差領域
のバターニングが可能となる。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、半導体基板に機械的
ダメージを与えることなく、半導体基板上の突起を除去
することができるので、半導体基板上にクラックや割れ
等が生じない。また、半導体基板の表面をポジレジスト
により保護した状態で突起を除去するので、半導体基板
の表面に傷を付けたりすることもなく、表面を汚染した
りすることもない。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ　）〜（ｆ）はこの発明による方法の一実施
例を示す工程断面図、第２図はレジスト塗布後の半導体
基板を示す斜視図、第３図は完全に現像された状態のレ
ジストを示す斜視図、第４図は現像不良状態のレジスト
を示す斜視図、第５図（ａ）、（ｂ）は従来の方法を示
す正面図である。 図において、１は半導体基板、２は突起、３はポジレジ
スト、４は露光部である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポジレジストの材質およびマスクのパターンの寸
   法を現像不良を生じるように選定しておき、半導体基板
   の表面および半導体基板上の突起の表面に前記ポジレジ
   ストを塗布し、露光装置の焦点を半導体基板上のポジレ
   ジストの表面に合わせてポジレジストを前記パターンに
   露光した後、現像することによって、半導体基板上の突
   起表面のポジレジストを除去するとともに、半導体基板
   表面のポジレジストについては現像不良により露光部の
   表面付近のみを除去し、突起の部分を除いた半導体基板
   上の全面にポジレジストを残した状態でエッチングする
   ことによって半導体基板上の突起のみを除去する半導体
   基板の製造方法。