(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路主要部および前記回路主要部に接続された配線を備える半導体基板の上側を覆うように保護膜を形成する工程と、
前記保護膜の上側を平坦化する工程と、
前記保護膜の上面の前記回路主要部の上方に当たる領域にくぼみを形成する工程と、
前記くぼみを有する前記保護膜の上側を覆うように前記くぼみの深さと同等の厚みの導電性金属性膜を形成する工程と、
前記くぼみ内の前記導電性金属性膜のみを残して他の部分の前記導電性金属性膜を除去する工程とを含む、半導体装置の製造方法。
【請求項２】
回路主要部および前記回路主要部に接続された配線を備える半導体基板の上側を覆うように保護膜を形成する工程と、
前記保護膜の上側を平坦化する工程と、
前記保護膜の上側において前記回路主要部の上方に当たる領域を覆うように導電性金属性膜を形成する工程と、
前記保護膜をエッチングして前記配線が露出する開口部を形成する工程とを含む、半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置に係り、特に、その回路構成部の構成の解析を防止し、複製或いは回路内の情報の改ざんを困難とした半導体装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、半導体装置では、基板上に多数の半導体素子を配し、電極配線を行った後の半導体素子を、アルファ線、湿気、応力などの外部雰囲気の影響から保護するために、回路構成部を絶縁性の保護膜で覆い、湿気混入等による誤動作、応力による特性変動等を防止することが行われている。回路構成部を覆う保護膜としては、通常、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜等が使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、半導体装置に於ける回路構成部は、その開発に長時間を要したものや、独創性に優れたものもあり、他人により、模倣、複製されないようにしておくことが好ましいものが存在する。また、半導体装置の回路内には、重要情報が記憶された記憶素子もあり、情報が改ざんされないようにしておくことが好ましいものも存在する。
【０００４】
しかしながら、上述した絶縁性保護膜は、回路構成部を外部雰囲気から保護する目的で配設されており、光学的には、可視光、遠赤外光透過性の良好なものが多く、保護膜上より、容易に回路構成が、可視光顕微鏡やＩＲ光顕微鏡にて認識可能であり、回路構成部の模倣、複製、或いは記憶素子部の情報の改ざんにつながる可能性が大いに有り得る。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決するものであり、その目的は、回路構成部の解析が困難であり、他人による複製、模倣、情報の改ざんを防止し得る半導体装置を提供することにある。
【０００６】
なお、本発明に類似する技術を開示するものとして、特開平９−５７７０号公報、或いは特開平１−２１４１２６号公報等があるが、これらに開示される技術は、半導体素子の外部雰囲気からの保護を行い、素子特性の安定化を目的としているものであり、手法的にも、絶縁性保護膜上の金属膜のみにて素子を保護する手法であり、本発明とは異なっているものである。更に、特開平１−１６５１２１号公報に開示される技術も存在するが、この技術は、その目的は、本発明と同様に、回路構成部の模倣を防止するものではあるが、構成が、本発明とは異なり、金属膜上に、下層の絶縁性保護膜と同一材料の保護膜が存在しており、絶縁性保護膜のエッチングを金属膜が露出した時点で止めることにより、金属膜のみのエッチングが可能となり、この時点で、下層回路構成は認識可能となる。
【０００７】
本発明は、金属膜上に、耐食性（耐薬品性）に優れた膜を配する、或いは、金属膜自体を耐食性金属膜とすることにより、上記の事態を防ぎ、回路の模倣、複製、或いは情報の改ざんを防止するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に基づく半導体装置の製造方法の第１の局面では、回路主要部および前記回路主要部に接続された配線を備える半導体基板の上側を覆うように保護膜を形成する工程と、前記保護膜の上側を平坦化する工程と、前記保護膜の上面の前記回路主要部の上方に当たる領域にくぼみを形成する工程と、前記くぼみを有する前記保護膜の上側を覆うように前記くぼみの深さと同等の厚みの導電性金属性膜を形成する工程と、前記くぼみ内の前記導電性金属性膜のみを残して他の部分の前記導電性金属性膜を除去する工程とを含む。
本発明に基づく半導体装置の製造方法の第２の局面では、回路主要部および前記回路主要部に接続された配線を備える半導体基板の上側を覆うように保護膜を形成する工程と、前記保護膜の上側を平坦化する工程と、前記保護膜の上側において前記回路主要部の上方に当たる領域を覆うように導電性金属性膜を形成する工程と、前記保護膜をエッチングして前記配線が露出する開口部を形成する工程とを含む。
【００１１】
なお、上記導電性金属性膜は、配線形成に用いられる材料と同一の金属材料、または、それ以外の金属材料、若しくは、金属に類似した性質を持つ材料により形成されるものである。
【００１２】
また、上記酸化アルミニウム膜として、染色処理された酸化アルミニウム膜を用いる構成としてもしてもよい。
【００１３】
また、上記耐食性の導電性金属性膜としては、タンタル、ニオブ等から成る金属膜を用いることができるものである。
【００１４】
かかる本発明の半導体装置によれば、回路構成部の主要部を覆うように、可視光及びＩＲ光を通しにくい性質を持つ導電性金属性膜を配することにより、下層回路パターンを認識不可能とすることが可能となるものである。また、絶縁性保護膜表面を平坦化することにより、下層配線の形状も認識不可能とすることが可能となる。更に、導電性金属性膜上に、耐食効果の大きい酸化アルミニウム膜を配することにより、導電性金属性膜を除去し難くすることができ、上記効果を更に確実なものとすることができるものである。また、酸化アルミニウム膜を染色することにより、下層回路パターンの視認性を更に低下させることができるものである。また、導電性金属性膜自体を耐食性の高い、タンタル、ニオブ等の金属膜とすることにより、導電性金属性膜を除去し難くすることができ、上記効果を更に確実なものとすることができるものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明の第１の実施形態である半導体装置の要部断面図である。
【００１７】
図に示すように、本実施形態の半導体装置は、シリコン基板上に、所定の能動素子等を含む回路主要部１ａを形成した半導体基板１と、上記能動素子等に対して、外部よりの入力信号を伝達する、或いは外部への出力信号を伝達する配線２と、該配線２に対して外部よりの（への）信号を入出力させるための開口部３と、配線２より下層の部分を保護するための絶縁性保護膜４と、回路主要部１ａ上に配置された導電性金属膜５と、該導電性金属膜５を覆うように配置された酸化アルミニウム膜６とから構成されている。
【００１８】
次に、本実施形態の作成手順について、図２の工程フロー図を参照して説明する。
【００１９】
回路主要部を有する半導体基板１上に、アルミニウム膜又はその他の導電性金属膜を、例えば、スパッタリング法にて、９００ｎｍの厚さにて成膜・レジストパターニング・ドライエッチングを行い、配線２を形成する（図２（ａ））。
【００２０】
次に、配線２上に、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜等の絶縁性保護膜４を、例えば、Ｐ−ＣＶＤ法にて、２０００ｎｍの厚さで成膜する（図２（ｂ））。
【００２１】
次に、絶縁性保護膜４の表面を、例えば、ＣＭＰ法にて、１０００ｎｍの厚さ分、絶縁性保護膜を削り、表面モホロジー（表面の凹凸）を無くし、平坦にする（図２（ｃ））。なお、この工程は必須ではなく、必ずしも、行う必要はない。
【００２２】
次に、配線２と同一材料の導電性金属膜、又はそれ以外の材料の導電性金属膜、若しくは、金属に類似した性質を有する材料により構成される薄膜（例えば、窒化チタニウム膜）を、例えば、スパッタリング法にて、３００ｎｍの厚さで成膜・レジストパターニング・ドライエッチングを行い、回路主要部上に導電性金属膜５を形成する（図２（ｄ））。
【００２３】
次に、導電性金属膜５の存在しない部分をパターニングされたレジスト７により被覆する。このとき、パターニングレジスト７の端部は、酸化アルミニウム膜によって導電性金属膜５が完全に被覆されるように、導電性金属膜５の端部より少し離れた場所に位置させる（図２（ｅ））。
【００２４】
次に、アルミニウム膜６’を基板全面に、例えば、スパッタリング法により、１５０ｎｍの厚さで成膜を行う（図２（ｆ））。
【００２５】
次に、前記アルミニウム膜６’の酸化を陽極酸化法にて行う。基板を酒石酸アンモニウム等の電解液に浸し、基板上のアルミニウム膜部に数１０Ｖ程度の正電圧を印加し、アルミニウム膜の厚さ分を酸化する。この酸化膜には微細な孔が存在するので、沸騰純水に浸して封孔処理を行う。この状態では、基板上全面に酸化アルミニウム膜６が存在することになる。この状態で、染料にて酸化アルミニウム膜６の染色を行ってもよい（図２（ｇ））。
【００２６】
次に、基板表面をスクラブすることにより、レジスト底部の比較的酸化膜の弱い部位よりレジスト上の酸化膜をこすり落とし、その後、レジストを剥離液を用いて除去し、形成された酸化アルミニウム膜パターンにバリが存在する場合は、その状態にて基板表面をスクラブすることにより、バリの除去を行い（リフトオフ法）、洗浄を行うことにより、導電性金属膜５上に酸化アルミニウム膜６を形成することができる（図２（ｈ））。
【００２７】
最後に、レジストパターニング、絶縁性保護膜４のエッチングにより、配線上に、信号入出力用の開口部３を形成する（図２（ｉ））。
【００２８】
以上で、本発明の第１の実施形態についての説明を終わる。
【００２９】
次に、本発明の第２の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００３０】
図３は、本発明の第２の実施形態である半導体装置の要部断面図である。
【００３１】
図に示すように、本実施形態の半導体装置は、シリコン基板上に、所定の能動素子等を含む回路主要部１ａを形成した半導体基板１と、上記能動素子等に対して、外部よりの入力信号を伝達する、或いは外部への出力信号を伝達する配線２と、該配線２に対して外部よりの（への）信号を入出力させるための開口部３と、配線２より下層の部分を保護するための絶縁性保護膜４と、回路主要部１ａ上に配置された耐食性導電性金属膜８とから構成されている。
【００３２】
次に、本実施形態の作成手順について、図４の工程フロー図を参照して説明する。
【００３３】
回路主要部を有する半導体基板１上に、アルミニウム膜又はその他の導電性金属膜を、例えば、スパッタリング法にて、９００ｎｍの厚さにて成膜・レジストパターニング・ドライエッチングを行い、配線２を形成する（図４（ａ））。
【００３４】
次に、配線２上に、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜等の絶縁性保護膜４を、例えば、Ｐ−ＣＶＤ法にて、２０００ｎｍの厚さで成膜する（図４（ｂ））。
【００３５】
次に、絶縁性保護膜４の表面を、例えば、ＣＭＰ法にて、１０００ｎｍの厚さ分、絶縁性保護膜を削り、表面モホロジー（表面の凹凸）を無くし、平坦にする（図４（ｃ））。
【００３６】
次に、絶縁性保護膜表面に、レジストパターニング・ドライエッチングにより、回路主要部上に、くぼみ４ａを形成する。７はパターニングされたレジストである。このくぼみ４ａの深さは、絶縁性保護膜４上に成膜する耐食性導電性金属膜の厚さと同等であればよい（図４（ｄ））。
【００３７】
次に、レジスト７を除去し、洗浄を行った後、耐食性導電性金属膜８を、基板全面に、例えば、タンタル膜またはニオブ膜を、スパッタリング法にて１５０ｎｍの厚さで成膜を行う（図４（ｅ））。
【００３８】
次に、基板表面の耐食性導電性金属膜を、メタルＣＭＰ法にて、金属膜厚分を削り取る。この処理により、絶縁性保護膜のくぼみを形成していない部分の耐食性導電性金属膜のみを取り去ることができ、くぼみ部分にのみ、耐食性導電性金属膜８を残存させることができる（図４（ｆ））。
【００３９】
最後に、レジストパターニング、絶縁性保護膜４のエッチングにより、配線上に、信号入出力用の開口部３を形成する（図４（ｇ））。
【００４０】
以上で、本発明の第２の実施形態についての説明を終わる。
【００４１】
次に、本発明の第３の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００４２】
図５は、本発明の第３の実施形態である半導体装置の要部断面図である。
【００４３】
図に示すように、本実施形態の半導体装置は、シリコン基板上に、所定の能動素子等を含む回路主要部１ａを形成した半導体基板１と、上記能動素子等に対して、外部よりの入力信号を伝達する、或いは外部への出力信号を伝達する配線２と、該配線２に対して外部よりの（への）信号を入出力させるための開口部３と、配線２より下層の部分を保護するための絶縁性保護膜４と、回路主要部１ａ上に配置された耐食性導電性金属膜８とから構成されている。前述の第２の実施形態との相違は、絶縁性保護膜４にくぼみを形成せず、平坦化された絶縁性保護膜上に耐食性導電性金属膜８を形成する構成としている点にある。
【００４４】
次に、本実施形態の作成手順について、図６の工程フロー図を参照して説明する。
【００４５】
回路主要部を有する半導体基板１上に、アルミニウム膜又はその他の導電性金属膜を、例えば、スパッタリング法にて、９００ｎｍの厚さにて成膜・レジストパターニング・ドライエッチングを行い、配線２を形成する（図６（ａ））。
【００４６】
次に、配線２上に、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜等の絶縁性保護膜４を、例えば、Ｐ−ＣＶＤ法にて、２０００ｎｍの厚さで成膜する（図６（ｂ））。
【００４７】
次に、絶縁性保護膜４の表面を、例えば、ＣＭＰ法にて、１０００ｎｍの厚さ分、絶縁性保護膜を削り、表面モホロジー（表面の凹凸）を無くし、平坦にする（図６（ｃ））。
【００４８】
次に、耐食性導電性金属膜８を、基板全面に、例えば、タンタル膜またはニオブ膜をスパッタリング法にて１５０ｎｍの厚さで成膜を行う（図６（ｄ））。
【００４９】
次に、レジストパターニング・耐食性導電性金属膜のドライエッチングにより、回路主要部上の耐食性導電性金属膜８を形成する。ドライエッチングは、ＣＦ４系ガスによるドライエッチングによって行う（図６（ｅ）→（ｆ））。
【００５０】
最後に、レジストパターニング、絶縁性保護膜４のエッチングにより、配線上に、信号入出力用の開口部３を形成する（図６（ｇ））。
【００５１】
以上で、本発明の第３の実施形態についての説明を終わる。
【００５２】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、絶縁性保護膜上の導電性金属性膜により、下層回路主要部は、目視、可視光顕微鏡、ＩＲ光顕微鏡にて、確認することができなくなり、また、該導電性金属性膜上の酸化アルミニウム膜により、薬液処理にて除去し難くすることができ、薬液処理を試みた場合、先に、下層配線上の開口部より薬液が浸入し、配線そのものが消滅することもあり得る。これにより、回路主要部の模倣、複製防止、及び記憶素子内の情報の保持（改ざん防止）が可能となるものである。また、耐食性の導電性金属性膜とした場合は、酸化アルミニウム膜を設けなくても、同様の効果を得ることができるものである。
【００５３】
また、絶縁性保護膜表面を平坦化することにより、下層配線の形状も認識不可能とすることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態である半導体装置の要部断面図である。
【図２】同実施形態の作成手順を示す工程フロー図である。
【図３】本発明の第２の実施形態である半導体装置の要部断面図である。
【図４】同実施形態の作成手順を示す工程フロー図である。
【図５】本発明の第３の実施形態である半導体装置の要部断面図である。
【図６】同実施形態の作成手順を示す工程フロー図である。
【符号の説明】
１                      半導体基板
１ａ                    回路主要部
２                      配線
３                      開口部
４                      絶縁性保護膜
５                      導電性金属膜
６                      酸化アルミニウム膜
８                      耐食性導電性金属膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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