(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の工程を含む半導体装置の製造方法：
（ａ）ＳｉＣウエハの第１の主面にアルミニウム系メタル表面電極膜を形成する工程；
（ｂ）前記工程（ａ）の後、前記ＳｉＣウエハの第２の主面上の全面に、シリサイド形成用メタル膜を成膜する工程；
（ｃ）前記工程（ｂ）の後、前記ＳｉＣウエハの前記第２の主面側から、前記シリサイド形成用メタル膜に対して、レーザビームを照射することにより、前記シリサイド形成用メタル膜をシリサイド膜とする工程；
（ｄ）前記工程（ｃ）の後、前記シリサイド膜上の全面に、メタル裏面電極膜を形成する工程、
ここで、前記レーザビームは、前記シリサイド形成用メタル膜を透過しない可視光に属するものである。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、前記レーザビームは、パルスの繰り返しから構成されている。
【請求項３】
請求項２に記載の半導体装置の製造方法において、前記パルスは、Ｑスイッチングによる。
【請求項４】
請求項３に記載の半導体装置の製造方法において、前記レーザビームは、固体レーザから供給される。
【請求項５】
請求項４に記載の半導体装置の製造方法において、前記固体レーザは、ダイオード励起型である。
【請求項６】
請求項５に記載の半導体装置の製造方法において、更に以下の工程を有する：
（ｅ）前記工程（ｄ）の後、前記ＳｉＣウエハの前記第１の主面上およびアルミニウム系メタル表面電極膜上に、有機系パッシベーション膜を形成する工程。
【請求項７】
請求項５に記載の半導体装置の製造方法において、前記工程（ｃ）は、大気圧下で実行される。
【請求項８】
請求項６に記載の半導体装置の製造方法において、前記工程（ｃ）は、大気中で実行される。
【請求項９】
請求項５に記載の半導体装置の製造方法において、前記工程（ｂ）においては、前記シリサイド形成用メタル膜は、ニッケル、チタン、タングステン、モリブデン又はタンタルを主要な成分とする膜である。
【請求項１０】
請求項５に記載の半導体装置の製造方法において、前記工程（ｂ）においては、前記シリサイド形成用メタル膜は、ニッケルを主要な成分とする膜である。
【請求項１１】
請求項１０に記載の半導体装置の製造方法において、前記工程（ｂ）の完了時に於いて、前記シリサイド形成用メタル膜の厚さは、３０ｎｍ以上、１００ｎｍ以下である。
【請求項１２】
請求項１１に記載の半導体装置の製造方法において、前記パルスの繰り返し周波数は、０．５ｋＨｚ以上、５０ｋＨｚ以下である。
【請求項１３】
請求項１２に記載の半導体装置の製造方法において、前記パルスは、複数の固体レーザから供給され、合成される。
【請求項１４】
請求項１３に記載の半導体装置の製造方法において、前記パルスの長さは、５０ナノ秒から５マイクロ秒である。
【請求項１５】
請求項１４に記載の半導体装置の製造方法において、前記複数の固体レーザから供給されるパルスの相互遅延時間は、０である。
【請求項１６】
請求項１１に記載の半導体装置の製造方法において、前記レーザビームは、Ｎｄ：ＹＡＧレーザまたはＮｄ：ＹＬＦレーザから供給される２次高調波である。
【請求項１７】
請求項１６に記載の半導体装置の製造方法において、前記レーザビームの波長は、４５５ｎｍから５９７ｎｍである。
【請求項１８】
請求項１７に記載の半導体装置の製造方法において、前記レーザビームの重ね率は、６６％以上、８０％以下である。
【請求項１９】
請求項１８に記載の半導体装置の製造方法において、前記レーザビームのエネルギ密度は、３．６Ｊ/ｃｍ２以上である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置（または半導体集積回路装置）の製造方法におけるシリサイド化技術に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
日本特開２０１１−１７１５５１号公報（特許文献１）には、ＳｉＣ半導体基板を用いたＳＢ（Ｓｃｈｏｔｔｋｙ  Ｂａｒｒｉｅｒ）ダイオードにおいて、アルミニウム等により表面電極を形成した後、裏面にニッケル膜を形成し、高真空不活性ガス＆還元ガス雰囲気下において、波長３５５ｎｍの紫外レーザでアニール処理を実行することにより、裏面のシリサイド化を行う技術が開示されている。
【０００３】
日本特開２００８−８５０５０号公報（特許文献２）または、これに対応する米国特許第７７７６６６０号公報（特許文献３）には、ＦＺ（Ｆｌｏａｔｉｎｇ  Ｚｏｎｅ）法によるＳｉ単結晶基板を用いたＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）に関して、裏面のＮｉＳｉ層の形成に、波長５２７ｎｍのレーザを用い、ダブルパルス方式で、パルス重ね率を５０％とする技術が開示されている。
【０００４】
日本特開２００５−２２３３０１号公報（特許文献４）または、これに対応する米国特許第７１３５３８７号公報（特許文献５）には、ＦＺ法によるＳｉ単結晶基板を用いたＩＧＢＴに関して、裏面のＰ型不純物層の十分な活性化を図るために、波長３００ｎｍから６００ｎｍのレーザを用い、ダブルパルス方式でパルス重ね率を調整することにより、パルス長を比較的長くする技術が開示されている。
【０００５】
日本特開２０１１−９１１００号公報（特許文献６）または、これに対応する米国特許公開２０１１−９２０６３号公報（特許文献７）には、ＳｉＣ半導体基板を用いた縦型パワーＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）において、裏面にニッケル膜を形成し、紫外レーザ光でアニール処理を実行することにより、裏面のシリサイド化を行う技術が開示されている。ここで、前記紫外レーザ光は、ＬＤ励起固体レーザのＴＨＧ（第３高調波生成）による波長が３５５ｎｍのものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１７１５５１号公報
【特許文献２】特開２００８−８５０５０号公報
【特許文献３】米国特許第７７７６６６０号公報
【特許文献４】特開２００５−２２３３０１号公報
【特許文献５】米国特許第７１３５３８７号公報
【特許文献６】特開２０１１−９１１００号公報
【特許文献７】米国特許公開２０１１−９２０６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＳｉＣ半導体基板の裏面電極は、低コンタクト抵抗を実現するために、ニッケル等のシリサイド形成用メタル膜を堆積後、ＰＤＡ（Ｐｏｓｔ−Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ａｎｎｅａｌ）として摂氏１０００度程度の熱処理を必要とする。この熱処理を通常の熱処理やＲＴＡ（Ｒａｐｉｄ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎｎｅａｌ）で実行する場合には、ウエハの表面側がアルミニウム等の融点（摂氏６６０度）を超えるため、アルミニウム膜等の形成前に実施しなければならないという制約がある。また、既存の紫外線レーザを用いたレーザアニール（Ｌａｓｅｒ  Ａｎｎｅａｌ）では、コンタクト抵抗を十分に下げようとすると、処理時間が非常に長くなるという問題がある。
【０００８】
本願発明は、これらの課題を解決するためになされたものである。
【０００９】
本発明の目的は、プロセス自由度の高い半導体装置の製造プロセスを提供することにある。
【００１０】
本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記の通りである。
【００１２】
すなわち、本願の一つの発明は、ＳｉＣ基板の表面側にアルミニウム系メタル膜が形成された状態で、裏面にシリサイド形成用メタル膜を成膜し、この裏面に対してレーザビームによってシリサイド化処理を実行する半導体装置の製造方法であって、このレーザビームは、前記シリサイド形成用メタル膜を実質的に透過しない波長を有する。
【発明の効果】
【００１３】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記のとおりである。
【００１４】
すなわち、ＳｉＣ基板の表面側にアルミニウム系メタル膜が形成された状態で、裏面にシリサイド形成用メタル膜を成膜し、この裏面に対してレーザビームによってシリサイド化熱処理を実行する半導体装置の製造方法であって、このレーザビームは、前記シリサイド形成用メタル膜を実質的に透過しない波長を有するので、前記アルミニウム系メタル膜に損傷を与えることなく、効率的に裏面のシリサイド化熱処理を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法における対象デバイスの一例であるＳｉＣダイオードのチップ上面図（表面）である。
【図２】本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法における対象デバイスの一例であるＳｉＣダイオードのチップ下面図（裏面）である。
【図３】図１のアクティブセル領域切り出し部Ｒ１の拡大上面図である。
【図４】図３のＸ−Ｘ’断面に対応するチップ断面図である。
【図５】本願の前記一実施の形態の半導体装置の製造方法におけるウエハプロセスのスターティングマテリアル（Ｓｔａｒｔｉｎｇ  Ｍａｔｅｒｉａｌ）であるＳｉＣウエハの全体上面図である。
【図６】図５のＹ−Ｙ’断面に対応するＳｉＣウエハの断面図である。
【図７】本願の前記一実施の形態の半導体装置の製造方法におけるウエハプロセスを説明するための図４に対応する部分のウエハ断面図（ウエハプロセス開始時点）である。
【図８】本願の前記一実施の形態の半導体装置の製造方法におけるウエハプロセスを説明するための図４に対応する部分のウエハ断面図（表面保護用酸化シリコン膜成膜工程）である。
【図９】本願の前記一実施の形態の半導体装置の製造方法におけるウエハプロセスを説明するための図４に対応する部分のウエハ断面図（Ｎ＋型カソード領域導入工程）である。
【図１０】本願の前記一実施の形態の半導体装置の製造方法におけるウエハプロセスを説明するための図４に対応する部分のウエハ断面図（Ｐ型不純物領域導入工程）である。
【図１１】本願の前記一実施の形態の半導体装置の製造方法におけるウエハプロセスを説明するための図４に対応する部分のウエハ断面図（Ｐ型不純物領域導入後活性化アニール工程）である。
【図１２】本願の前記一実施の形態の半導体装置の製造方法におけるウエハプロセスを説明するための図４に対応する部分のウエハ断面図（カーボン膜除去工程）である。
【図１３】本願の前記一実施の形態の半導体装置の製造方法におけるウエハプロセスを説明するための図４に対応する部分のウエハ断面図（表面バリアメタル膜成膜工程）である。
【図１４】本願の前記一実施の形態の半導体装置の製造方法におけるウエハプロセスを説明するための図４に対応する部分のウエハ断面図（アルミニウム系表面電極膜成膜工程）である。
【図１５】本願の前記一実施の形態の半導体装置の製造方法におけるウエハプロセスを説明するための図４に対応する部分のウエハ断面図（ファイナルパッシベーション膜成膜工程）である。
【図１６】本願の前記一実施の形態の半導体装置の製造方法におけるウエハプロセスを説明するための図４に対応する部分のウエハ断面図（シリサイド膜形成用メタル膜成膜工程）である。
【図１７】本願の前記一実施の形態の半導体装置の製造方法におけるウエハプロセスを説明するための図４に対応する部分のウエハ断面図（裏面シリサイド化工程）である。
【図１８】本願の前記一実施の形態の半導体装置の製造方法におけるウエハプロセスを説明するための図４に対応する部分のウエハ断面図（裏面メタル電極成膜工程）である。
【図１９】本願の前記一実施の形態の半導体装置の製造方法における裏面シリサイド膜形成用メタル膜に対するポストデポジションアニール工程に使用するレーザアニール装置の構成を説明するための装置構成図である。
【図２０】本願の前記一実施の形態の半導体装置の製造方法における裏面シリサイド膜形成用メタル膜に対するポストデポジションアニール工程を説明するためのウエハの表面全体図である。
【図２１】図２０に対応するウエハの裏面全体図である。
【図２２】図１９のレーザアニール装置におけるレーザビーム単位ショット領域の１例を示すウエハ裏面図である。
【図２３】図２２におけるレーザビーム単位ショット領域のＹ方向への移動状況の１例を示すウエハ裏面図である。
【図２４】図２２におけるレーザビーム単位ショット領域のＸ方向への移動状況の１例を示すウエハ裏面図である。
【図２５】図１９のレーザアニール装置におけるパルスの時間推移を説明するためのタイムチャートである。
【図２６】コンタクト抵抗のニッケル厚さ、ビームのエネルギ密度、およびパルス重ね率への依存性を示す試験データ棒グラフである。
【図２７】２６図のデータのうち、良好なコンタクト抵抗が得られるサンプルの一つの裏面表面からＳｉＣ基板にいたるオージェ元素分析の結果を示すデータプロット図である。
【図２８】パルス重ね率と照射時間の関係を整理した説明図表である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
〔実施の形態の概要〕
先ず、本願において開示される発明の代表的な実施の形態について概要を説明する。
【００１７】
１．以下の工程を含む半導体装置の製造方法：
（ａ）ＳｉＣウエハの第１の主面にアルミニウム系メタル表面電極膜を形成する工程；
（ｂ）前記工程（ａ）の後、前記ＳｉＣウエハの第２の主面上のほぼ全面に、シリサイド形成用メタル膜を成膜する工程；
（ｃ）前記工程（ｂ）の後、前記ＳｉＣウエハの前記第２の主面側から、前記シリサイド形成用メタル膜に対して、レーザビームを照射することにより、前記シリサイド形成用メタル膜をシリサイド膜とする工程；
（ｄ）前記工程（ｃ）の後、前記シリサイド膜上のほぼ全面に、メタル裏面電極膜を形成する工程、
ここで、前記レーザビームは、前記シリサイド形成用メタル膜を実質的に透過しない波長を有する。
【００１８】
２．前記項１の半導体装置の製造方法において、前記レーザビームは、可視光に属するものである。
【００１９】
３．前記項２の半導体装置の製造方法において、前記レーザビームは、パルスの繰り返しから構成されている。
【００２０】
４．前記項３の半導体装置の製造方法において、前記パルスは、Ｑスイッチングによる。
【００２１】
５．前記項１から４のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記レーザビームは、固体レーザから供給される。
【００２２】
６．前記項５の半導体装置の製造方法において、前記固体レーザは、ダイオード励起型である。
【００２３】
７．前記項１から６のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、更に以下の工程を有する：
（ｅ）前記工程（ｄ）の後、前記ＳｉＣウエハの前記第１の主面上およびアルミニウム系メタル表面電極膜上に、有機系パッシベーション膜を形成する工程。
【００２４】
８．前記項１から７のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記工程（ｃ）は、大気圧下で実行される。
【００２５】
９．前記項１から８のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記工程（ｃ）は、大気中で実行される。
【００２６】
１０．前記項１から９のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記工程（ｂ）においては、前記シリサイド形成用メタル膜は、ニッケル、チタン、タングステン、モリブデン又はタンタルを主要な成分とする膜である。
【００２７】
１１．前記項１から９のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記工程（ｂ）においては、前記シリサイド形成用メタル膜は、ニッケルを主要な成分とする膜である。
【００２８】
１２．前記項１から１１のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記工程（ｂ）の完了時に於いて、前記シリサイド形成用メタル膜の厚さは、３０ｎｍ以上、１００ｎｍ以下である。
【００２９】
１３．前記項３から１２のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記パルスの繰り返し周波数は、０．５ｋＨｚ以上、５０ｋＨｚ以下である。
【００３０】
１４．前記項３から１３のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記パルスは、複数の固体レーザから供給され、合成される。
【００３１】
１５．前記項３から１４のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記パルスの長さは、５０ナノ秒から５マイクロ秒である。
【００３２】
１６．前記項１４または１５の半導体装置の製造方法において、前記複数の固体レーザから供給されるパルスの相互遅延時間は、ほぼ０である。
【００３３】
１７．前記項１から１６のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記レーザビームは、Ｎｄ：ＹＡＧレーザまたはＮｄ：ＹＬＦレーザから供給される２次高調波である。
【００３４】
１８．前記項１から１７のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記レーザビームの波長は、４５５ｎｍから５９７ｎｍである。
【００３５】
１９．前記項３から１８のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記レーザビームの重ね率は、６６％以上、８０％以下である。
【００３６】
２０．前記項１から１９のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記レーザビームのエネルギ密度は、３．６Ｊ/ｃｍ２以上である。
【００３７】
〔本願における記載形式、基本的用語、用法の説明〕
１．本願において、実施の態様の記載は、必要に応じて、便宜上複数のセクションに分けて記載する場合もあるが、特にそうでない旨明示した場合を除き、これらは相互に独立別個のものではなく、単一の例の各部分、一方が他方の一部詳細または一部または全部の変形例等である。また、原則として、同様の部分は繰り返しを省略する。また、実施の態様における各構成要素は、特にそうでない旨明示した場合、理論的にその数に限定される場合および文脈から明らかにそうでない場合を除き、必須のものではない。
【００３８】
更に、本願において、「半導体装置」または「半導体集積回路装置」というときは、主に、各種のダイオードまたは各種トランジスタ（能動素子）単体、あるいは、それらを中心に、抵抗、コンデンサ等を半導体チップ等（たとえば単結晶シリコン基板）上に集積したものをいう。
【００３９】
２．同様に実施の態様等の記載において、材料、組成等について、「ＡからなるＸ」等といっても、特にそうでない旨明示した場合および文脈から明らかに、そうでない場合を除き、Ａ以外の要素を主要な構成要素のひとつとするものを排除するものではない。たとえば、成分についていえば、「Ａを主要な成分として含むＸ」等の意味である。
【００４０】
具体的に言えば、「アルミニウム膜」、「ニッケル膜」、「金膜」、「チタン膜」等といっても、特にそうでない旨明示した場合を除き、純粋なこれらの膜を指すものではなく、「アルミニウム系膜」、「ニッケル系膜」、「金系膜」、「チタン系膜」等、すなわち、「アルミニウムを主要な成分とする膜」、「ニッケルを主要な成分とする膜」、「金を主要な成分とする膜」、「チタンを主要な成分とする膜」等を表している。
【００４１】
また、「シリコン部材」等といっても、純粋なシリコンに限定されるものではなく、SiGe合金やその他シリコンを主要な成分とする多元合金、その他の添加物等を含む部材も含むものであることはいうまでもない。同様に、「酸化シリコン膜」、「酸化シリコン系絶縁膜」等と言っても、比較的純粋な非ドープ酸化シリコン(Undoped Silicon Dioxide)だけでなく、FSG（Fluorosilicate Glass）、TEOSベース酸化シリコン(TEOS-based silicon oxide)、SiOC(Silicon Oxicarbide)またはカーボンドープ酸化シリコン(Carbon-doped Silicon oxide)またはOSG(Organosilicate glass)、PSG(Phosphorus Silicate Glass)、BPSG(Borophosphosilicate Glass)等の熱酸化膜、CVD酸化膜、SOG(Spin ON Glass)、ナノ・クラスタリング・シリカ（Nano-Clustering Silica:NCS）等の塗布系酸化シリコン、これらと同様な部材に空孔を導入したシリカ系Low-k絶縁膜（ポーラス系絶縁膜）、およびこれらを主要な構成要素とする他のシリコン系絶縁膜との複合膜等を含むことは言うまでもない。
【００４２】
また、酸化シリコン系絶縁膜と並んで、半導体分野で常用されているシリコン系絶縁膜としては、窒化シリコン系絶縁膜がある。この系統の属する材料としては、ＳｉＮ，ＳｉＣＮ，ＳｉＮＨ，ＳｉＣＮＨ等がある。ここで、「窒化シリコン」というときは、特にそうでない旨明示したときを除き、ＳｉＮおよびＳｉＮＨの両方を含む。同様に、「ＳｉＣＮ」というときは、特にそうでない旨明示したときを除き、ＳｉＣＮおよびＳｉＣＮＨの両方を含む。
【００４３】
なお、ＳｉＣは、ＳｉＮと類似の性質を有するが、ＳｉＯＮは、むしろ、酸化シリコン系絶縁膜に分類すべき場合が多い。
【００４４】
同様に、「ニッケルシリサイド」というときは、通常、ニッケルモノシリサイドを指すが、比較的純粋なものばかりではなく、ニッケルシリサイド（組成の異なるものを含む）を主要な構成要素とする合金、混晶等を含む。また、シリサイドは、ニッケルシリサイドに限らず、モリブデンシリサイド、チタンシリサイド、タングステンシリサイド、タンタルシリサイド等でもよい。また、シリサイド化のための金属膜としては、Ｎｉ（ニッケル）膜以外にも、モリブデン、チタン、タングステン、タンタル等がある。なお、ニッケル軽合金としては、例えばＮｉ−Ｐｔ合金膜（ＮｉとＰｔの合金膜）、Ｎｉ−Ｖ合金膜（ＮｉとＶの合金膜）、Ｎｉ−Ｐｄ合金膜（ＮｉとＰｄの合金膜）、Ｎｉ−Ｙｂ合金膜（ＮｉとＹｂの合金膜）またはＮｉ−Ｅｒ合金膜（ＮｉとＥｒの合金膜）等がある。なお、これらのニッケルを主要な金属元素とするシリサイドを「ニッケル系のシリサイド」と総称する。
【００４５】
３．同様に、図形、位置、属性等に関して、好適な例示をするが、特にそうでない旨明示した場合および文脈から明らかにそうでない場合を除き、厳密にそれに限定されるものではないことは言うまでもない。
【００４６】
４．さらに、特定の数値、数量に言及したときも、特にそうでない旨明示した場合、理論的にその数に限定される場合および文脈から明らかにそうでない場合を除き、その特定の数値を超える数値であってもよいし、その特定の数値未満の数値でもよい。
【００４７】
５．「ウエハ」というときは、通常は半導体装置（半導体集積回路装置、電子装置も同じ）をその上に形成する単結晶シリコンウエハを指すが、エピタキシャルウエハ、ＳＯＩ基板、ＬＣＤガラス基板等の絶縁基板と半導体層等の複合ウエハ等も含むことは言うまでもない。
【００４８】
６．本願においてＳＢＤとは、純粋なショットキバリアダイオードばかりでなく、ショットキバリアダイオードと通常のＰＮ接合ダイオードを組み合わせて集積したものも含むことは言うまでもない。たとえば、以下の実施の形態では、選択的にＰ型層を配置したＪＢＳ（Ｊｕｎｃｔｉｏｎ  Ｂａｒｒｉｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｓｃｈｏｔｔｋｙ）ダイオードまたはＭＰＳ（Ｍｅｒｇｅｄ  ｐｉｎ  Ｓｃｈｏｔｔｋｙ）ダイオードを例に取り具体的に説明する。
【００４９】
７．レーザに関して、可視光または可視領域というときは、光の波長が、３９０ｎｍから７８０ｎｍであることを指す。この定義に対応して、本願に於いては、紫外線又は紫外領域とは、光の波長が、３９０ｎｍよりも短く、５０ｎｍよりも長いものを指す。ここで、２００ｎｍ未満の領域を特に真空紫外領域という。
【００５０】
一方、赤外線または赤外領域とは、光の波長が、７８０ｎｍよりも長く、１００マイクロメートル未満のものを指す。この赤外領域は、更に、波長が２．５マイクロメートル以下の近赤外領域、２．５マイクロメートルよりも長く、２５マイクロメートルよりも短い中間赤外領域、および、２５マイクロメートル以上の遠赤外領域に分けられる。
【００５１】
また、「ビームの径」、「ビームの幅」、「ビームの長さ」、「パルスの長さ（パルス継続時間）」、「パルス幅」等というときの、「径」、「幅」、「長さ」等は、ＦＷＨＭ（Ｆｕｌｌ  Ｗｉｄｔｈ  Ｈａｌｆ  Ｍａｘｉｍｕｍ）に対応する。
【００５２】
更に、ビームの強度分布は、通常、ガウス分布を仮定しているが、照射領域内でより平準化された分布であっても良い。なお、ビームの強度は、エネルギ強度（場の強度の二乗に比例）で表す。
【００５３】
なお、本願に於いて「レーザビームのエネルギ密度」とは、レーザパルスの単位ショットに関しての単位面積当たりのエネルギを言う。
【００５４】
８．ＳｉＣ結晶には、多くのポリタイプ（Ｐｏｌｙｔｙｐｅ）が存在するが、デバイスに使用されているのは、事実上４Ｈ、３Ｃ、６Ｈの三つに限られている。本願では、主に４Ｈ−ＳｉＣの場合を具体的に説明するが、その他のポリタイプでもよいことは言うまでもない。
【００５５】
〔実施の形態の詳細〕
実施の形態について更に詳述する。各図中において、同一または同様の部分は同一または類似の記号または参照番号で示し、説明は原則として繰り返さない。
【００５６】
また、添付図面においては、却って、煩雑になる場合または空隙との区別が明確である場合には、断面であってもハッチング等を省略する場合がある。これに関連して、説明等から明らかである場合等には、平面的に閉じた孔であっても、背景の輪郭線を省略する場合がある。更に、断面でなくとも、空隙でないことを明示するために、ハッチングを付すことがある。
【００５７】
１．本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法における対象デバイスの一例であるＳｉＣダイオード等の説明（主に図１から図４）
このセクションでは、ＳｉＣダイオードの一例として、ＪＢＳダイオードまたはＭＰＳダイオードを例に取り具体的に説明するが、Ｐｉｎダイオードやその他の形式のダイオードの裏面のシリサイド化にも適用できることは言うまでもない。また、ダイオードに限らず、各種のパワー系トランジスタ、パワー系スイッチ素子等の裏面のシリサイド化にも適用できることは言うまでもない。
【００５８】
図１は本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法における対象デバイスの一例であるＳｉＣダイオードのチップ上面図（表面）である。図２は本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法における対象デバイスの一例であるＳｉＣダイオードのチップ下面図（裏面）である。図３は図１のアクティブセル領域切り出し部Ｒ１の拡大上面図である。図４は図３のＸ−Ｘ’断面に対応するチップ断面図である。これらにより、本願の一実施の形態の半導体装置の製造方法における対象デバイスの一例であるＳｉＣダイオード等を説明する。
【００５９】
図１にＳｉＣダイオードチップ２の上面図を示す。図１に示すように、チップ２の表面１ａ（第１の主面）の中央部のほとんどの領域は、アクティブセル領域５によって占有されており、これを全面的に覆うように、表面メタル電極６が形成されている。また、チップ２の表面１ａのうち、アノードパッド４を除くほとんどの部分は、ファイナルパッシベーション膜３によって被覆されている。
【００６０】
次に、チップ２の裏面１ｂ（第２の主面）を図２に示す。図２に示すように、チップ２の裏面１ｂには、ほぼ全面に裏面メタル電極７が形成されている。
【００６１】
次に図１のアクティブセル領域切り出し部Ｒ１の拡大平面図を図３に示す。図３に示すように、アクティブセル領域５は、基本的にショットキ接合部１５とその間に一定の間隔で格子状に配置されたＰ型不純物領域８（アノード不純物領域）から構成されている。
【００６２】
次に図３のＸ−Ｘ’断面を図４に示す。図４に示すように、チップ２の裏面１ｂ側のＳｉＣ基板には、Ｎ＋型カソード領域１１が設けられており、その表面には、裏面シリサイド膜１２を介して、裏面メタル電極７が設けられている。Ｎ＋型カソード領域１１の上側は、もともとのＮ型基板領域１ｓ、すなわち、Ｎ型バッファ領域１４（この領域はもちろん必須ではない）であり、残余のＳｉＣ基板の表面１ａ側のほとんどの部分は、Ｎ−型ドリフト領域９となっている。ショットキダイオード部１６ｓにおけるＮ−型ドリフト領域９の表面は、そのままショットキ接合部１５となっており、一方、Ｐｉｎダイオード部１６ｐにおけるＮ−型ドリフト領域９の表面には、Ｐ型不純物領域８（アノード不純物領域）が設けられている。チップ２の表面１ａ側のＳｉＣ基板上には、表面バリアメタル膜６ｂを介してアルミニウム系表面電極膜６ａが設けられており、これらで表面メタル電極６を構成している。表面メタル電極６上には、さらに、ファイナルパッシベーション膜３が設けられている。
【００６３】
２．本願の前記一実施の形態の半導体装置の製造方法におけるウエハプロセスの説明（主に図５から図１８）
このセクションでは、バックグラインディングを適用しないプロセスを説明するが、必要に応じて、バックグラインディングを適用しても良いことは言うまでもない。以下の実施の形態に説明されるプロセスは、レーザ光が実質的にＳｉＣ基板に侵入しないので、どのように薄いウエハにも適用できるメリットがある。
【００６４】
図５は本願の前記一実施の形態の半導体装置の製造方法におけるウエハプロセスのスターティングマテリアル（Ｓｔａｒｔｉｎｇ  Ｍａｔｅｒｉａｌ）であるＳｉＣウエハの全体上面図である。図６は図５のＹ−Ｙ’断面に対応するＳｉＣウエハの断面図である。図７は本願の前記一実施の形態の半導体装置の製造方法におけるウエハプロセスを説明するための図４に対応する部分のウエハ断面図（ウエハプロセス開始時点）である。図８は本願の前記一実施の形態の半導体装置の製造方法におけるウエハプロセスを説明するための図４に対応する部分のウエハ断面図（表面保護用酸化シリコン膜成膜工程）である。図９は本願の前記一実施の形態の半導体装置の製造方法におけるウエハプロセスを説明するための図４に対応する部分のウエハ断面図（Ｎ＋型カソード領域導入工程）である。図１０は本願の前記一実施の形態の半導体装置の製造方法におけるウエハプロセスを説明するための図４に対応する部分のウエハ断面図（Ｐ型不純物領域導入工程）である。図１１は本願の前記一実施の形態の半導体装置の製造方法におけるウエハプロセスを説明するための図４に対応する部分のウエハ断面図（Ｐ型不純物領域導入後活性化アニール工程）である。図１２は本願の前記一実施の形態の半導体装置の製造方法におけるウエハプロセスを説明するための図４に対応する部分のウエハ断面図（カーボン膜除去工程）である。図１３は本願の前記一実施の形態の半導体装置の製造方法におけるウエハプロセスを説明するための図４に対応する部分のウエハ断面図（表面バリアメタル膜成膜工程）である。図１４は本願の前記一実施の形態の半導体装置の製造方法におけるウエハプロセスを説明するための図４に対応する部分のウエハ断面図（アルミニウム系表面電極膜成膜工程）である。図１５は本願の前記一実施の形態の半導体装置の製造方法におけるウエハプロセスを説明するための図４に対応する部分のウエハ断面図（ファイナルパッシベーション膜成膜工程）である。図１６は本願の前記一実施の形態の半導体装置の製造方法におけるウエハプロセスを説明するための図４に対応する部分のウエハ断面図（シリサイド膜形成用メタル膜成膜工程）である。図１７は本願の前記一実施の形態の半導体装置の製造方法におけるウエハプロセスを説明するための図４に対応する部分のウエハ断面図（裏面シリサイド化工程）である。図１８は本願の前記一実施の形態の半導体装置の製造方法におけるウエハプロセスを説明するための図４に対応する部分のウエハ断面図（裏面メタル電極成膜工程）である。これらにより、本願の前記一実施の形態の半導体装置の製造方法におけるウエハプロセスを説明する。
【００６５】
まず、図５および図７に示すように、たとえば、３５０マイクロメートル程度（好適な範囲としては、たとえば２００から１０００マイクロメートル程度）の厚さのＮ型ＳｉＣ単結晶ウエハ１ｓ上に、たとえば厚さ：８マイクロメートル程度、不純物濃度：２ｘ１０１６／ｃｍ３程度（窒素ドープ）のＮ−型ＳｉＣエピタキシャル領域１ｅを形成したエピタキシウエハ１を準備する。ＳｉＣウエハのＮ型基板領域１ｓの抵抗率は、たとえば、２０ｍΩｃｍ程度である。このＳｉＣウエハ１（ポリタイプは、たとえば４Ｈ）は、たとえば、７６φ（なお、ウエハの直径は、１００ファイでも、１５０ファイでも、それ以外のものでも良い）とし、主面の結晶面は、たとえば（０，０，０，１）面または、これと等価な面とする（必要に応じて他の結晶面を使用してもよい）。なお、任意であるが、ここでは、主オリエンテーションフラット３１とサブオリエンテーションフラット３２を有するものを使用した。結晶方位は、たとえば主オリエンテーションフラット３１の方向が、［１，−１，０，０］方向であり、サブオリエンテーションフラット１６と反対の方向が、たとえば［１，１，−２，０］方向である。
【００６６】
なお、より正確に言うと、各種のプロセス的要求から、たとえば図６に示すように、実際の［０，０，０，１］方向は、ウエハ１の表面１ａに立てた法線ＮＬから［−１，−１，２，０］方向にオフアングルθｏｆｆ分傾斜している。オフアングルθｏｆｆとしては、３度から１０度程度が一般的であるが、ここでは、例えば、４度とする。なお、オフアングルはなくとも良い。
【００６７】
次に、図８に示すように、ウエハ１の表面１ａ側のほぼ全面に、表面保護用酸化シリコン膜２１として、たとえば、ＴＥＯＳ（Ｔｅｔｒａｅｔｈｙｌｏｒｔｈｏｓｉｌｉｃａｔｅ）を用いたＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）により、酸化シリコン膜（例えば、厚さ１０００ｎｍ程度）を成膜する。以下このような酸化シリコン膜を「ＴＥＯＳ酸化膜」という。
【００６８】
次に、図９に示すように、ウエハ１の裏面１ｂのほぼ全面に、たとえばイオン注入により、Ｎ型不純物を導入することにより、Ｎ＋型カソード領域１１を形成する。これによって、Ｎ型基板領域１ｓは、Ｎ型バッファ領域１４となる。なお、このイオン注入は、たとえば以下の各ステップで実行する（なお、打ち込み方式は、垂直打ち込みであり、ウエハ温度は、常温である）。すなわち、
（１）イオン種：たとえば窒素、ドーズ量：たとえば４ｘ１０１４/ｃｍ２程度、注入エネルギ：たとえば２４０ＫｅＶ程度、
（２）イオン種：たとえば窒素、ドーズ量：たとえば３ｘ１０１４/ｃｍ２程度、注入エネルギ：たとえば１９０ＫｅＶ程度、
（３）イオン種：たとえば窒素、ドーズ量：たとえば３ｘ１０１４/ｃｍ２程度、注入エネルギ：たとえば１５０ＫｅＶ程度、
（４）イオン種：たとえば窒素、ドーズ量：たとえば３ｘ１０１４/ｃｍ２程度、注入エネルギ：たとえば１１０ＫｅＶ程度、
（５）イオン種：たとえば窒素、ドーズ量：たとえば３ｘ１０１４/ｃｍ２程度、注入エネルギ：たとえば７０ＫｅＶ程度を好適なものとして例示することができる。その後、不要になった表面保護用酸化シリコン膜２１をたとえば弗酸系エッチング液により除去する。
【００６９】
次に、図１０に示すように、ウエハ１の表面１ａ上のほぼ全面に、順次、たとえばＣＶＤにより、Ｐ型不純物領域導入用酸化シリコン膜２２としてＴＥＯＳ酸化膜（例えば、厚さ１０００ｎｍ程度）およびＰ型不純物領域導入用アモルファスＳｉ膜２３（例えば、厚さ１０００ｎｍ程度）を成膜する。次に、Ｐ型不純物領域導入用アモルファスＳｉ膜２３上のほぼ全面に、Ｐ型不純物領域導入用レジスト膜２４（たとえば、厚さ１．５マイクロメートル程度）を塗布し、リソグラフィにより、パターニングする。パターニングされたＰ型不純物領域導入用レジスト膜２４をマスクとして、順次、Ｐ型不純物領域導入用アモルファスＳｉ膜２３およびＰ型不純物領域導入用酸化シリコン膜２２をパターニングする。次に、これらの膜をマスクとして、Ｐ型不純物をイオン注入することにより、選択的に、Ｐ型不純物領域８（アノード不純物領域）を形成する。なお、このイオン注入は、たとえば以下の各ステップで実行する（なお、打ち込み方式は、垂直打ち込みであり、ウエハ温度は、常温である）。すなわち、
（１）イオン種：たとえばアルミニウム、ドーズ量：たとえば１．５ｘ１０１４/ｃｍ２程度、注入エネルギ：たとえば２５０ＫｅＶ程度、
（２）イオン種：たとえばアルミニウム、ドーズ量：たとえば８ｘ１０１３/ｃｍ２程度、注入エネルギ：たとえば１５０ＫｅＶ程度、
（３）イオン種：たとえばアルミニウム、ドーズ量：たとえば６ｘ１０１３/ｃｍ２程度、注入エネルギ：たとえば１００ＫｅＶ程度、
（４）イオン種：たとえばアルミニウム、ドーズ量：たとえば４ｘ１０１３/ｃｍ２程度、注入エネルギ：たとえば５０ＫｅＶ程度を好適なものとして例示することができる。その後、不要になったレジスト膜３４をたとえばアッシング等により、アモルファスＳｉ膜２３を、たとえば弗酸−硝酸系エッチング液により、Ｐ型不純物領域導入用酸化シリコン膜２２をたとえば弗酸系エッチング液により除去する。
【００７０】
次に、図１１に示すように、ウエハ１の表面１ａおよび裏面１ｂ上のほぼ全面に、それぞれ表面カーボン膜２５ａおよび裏面カーボン膜２５ｂをたとえば、プラズマＣＶＤにより成膜（膜厚は、例えば、いずれも３０ｎｍ程度）する。ここで、カーボン膜２５ａ、２５ｂの成膜条件（プラズマＣＶＤ）としては、たとえば、ガス流量：ＣＨ４/Ａｒ＝１０００ｓｃｃｍ程度/１００ｓｃｃｍ程度、処理気圧：１．３キロパスカル程度、高周波パワー：１キロワット程度、低周波パワー：１キロワット程度を好適にものとして例示することができる。次に、この状態で、これまでに注入したイオンの活性化アニールを実施する。すなわち、たとえば、ＲＴＡにより摂氏１７００度（不活性ガス雰囲気）で６０秒程度の処理を実施する。
【００７１】
次に、図１２に示すように、たとえば、酸素プラズマ等により、表面カーボン膜２５ａおよび裏面カーボン膜２５ｂを除去する。
【００７２】
次に、図１３に示すように、ウエハ１の表面１ａ（主にアクティブセル領域５）上に、たとえば、スパッタリング成膜により、表面バリアメタル膜６ｂを成膜する。表面バリアメタル膜６ｂの具体的構成は、たとえば、下層のチタン膜（たとえば厚さ５０ｎｍ程度）および上層の窒化チタン膜（たとえば厚さ５０ｎｍ程度）である。なお、表面バリアメタル膜６ｂとしては、チタン膜および窒化チタン積層膜のほか、チタン、タングステン、ＴｉＷ、モリブデン、タンタル等の単層膜または、これらの窒化膜との積層膜等を好適なものとして例示することができる。
【００７３】
次に、図１４に示すように、表面バリアメタル膜６ｂ上に、たとえば、スパッタリング成膜により、アルミニウム系表面電極膜６ａ（たとえば厚さ３０００ｎｍ程度）を成膜し、リソグラフィにより、パターニングする（すなわち、アクティブセル領域５外の不要な部分を除去する）。このように、表面バリアメタル膜６ｂとアルミニウム系表面電極膜６ａで表面メタル電極６が構成されている。
【００７４】
なお、この図１７の工程に続いて、必要があれば、バックグラインディング（元のＮ型基板領域１ｓの厚さを、たとえば、２０から１５０ｎｍ程度とする処理）を実行するが、その場合は、図９のＮ＋型カソード領域１１の導入工程をバックグラインディングの後に実施して、その活性化熱処理をレーザによる活性化処理とする。
【００７５】
次に、図１５に示すように、ウエハ１の表面１ａ上のほぼ全面に、例えば塗布により、ファイナルパッシベーション膜３として、たとえば、感光性ポリイミド膜（たとえば厚さ１２マイクロメートル程度）を塗布し、リソグラフィによりパターニングする（すなわち、アクティブセル領域５内外の不要な部分を除去する）。
【００７６】
なお、ファイナルパッシベーション膜３としては、有機膜の単層のほか、下層に無機絶縁膜を敷き、上層に有機絶縁膜を形成しても良い。また、無機絶縁膜の単層としてもよい。ただし、有機絶縁膜があると、外部からの機械的ストレスの緩和等に有効である。また、無機絶縁膜は、酸化シリコン系絶縁膜または窒化シリコン系絶縁膜の単層とするほか、これらの積層膜としてもよい。さらに、有機膜としては、ポリイミド系樹脂膜のほか、たとえば、ＢＣＢ（Ｂｅｎｚｏｃｙｃｌｏｂｕｔｅｎｅ）系樹脂膜等を好適なものとして例示することができる。
【００７７】
次に、図１６に示すように、ウエハ１の裏面１ｂのほぼ全面に、例えばスパッタリング成膜により、シリサイド膜形成用メタル膜２０として、たとえば、ニッケル膜（厚さは、たとえば、５０ｎｍ程度）すなわち、ニッケルを主要な成分とする膜を成膜する。ここで、たとえば、５２７ｎｍのレーザビームを使用してアニールする場合の好適なニッケル膜の膜厚範囲は、たとえば３０ｎｍ程度から１００ｎｍ程度とすることができる。これは、光が実質的にニッケル膜を透過しないという条件とプロセスのばらつきを考慮して、下限は３０ｎｍ程度となり、上限はニッケル材料の経済性を考慮して、１００ｎｍ程度と推定される。
【００７８】
なお、シリサイド膜形成用メタル膜２０の主要材料としては、ニッケルのほか、たとえばチタン、タングステン、モリブデン、またはタンタルを上げることができる。
【００７９】
次に、図１７に示すように、ウエハ１の裏面１ｂ側から、レーザビームを照射することによって、シリサイド膜形成用メタル膜２０をシリサイド膜１２（例えば、ニッケルシリサイド膜）に転化する。その後、必要があれば、ウエハ１の裏面に析出したカーボンリッチ層をたとえばアルゴンスパッタにより除去する。表面のカーボンリッチ層を除去するのは、裏面メタル電極７との接着性を向上させる等のためである。
【００８０】
次に、図１８に示すように、ウエハ１の裏面１ｂ側のほぼ全面に、裏面メタル電極膜７（ウエハ１に近い側から、たとえば、チタン／ニッケル／金など）をたとえばスパッタリングにより形成する。その後、ダイシング等により、ウエハ１をここのチップ２に分割する。
【００８１】
３．本願の前記一実施の形態の半導体装置の製造方法における裏面シリサイド膜形成用メタル膜に対するポストデポジションアニール（Ｐｏｓｔ−Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ａｎｎｅａｌ：ＰＤＡ）工程に使用するレーザアニール装置の説明（主に図１９）
このセクションでは、ポストデポジションアニール装置として、同一出力の二つのＮｄ：ＹＬＦレーザおよびそのＳＨＧ（Ｓｅｃｏｎｄ  Ｈａｒｍｏｎｉｃ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）である波長５２７ｎｍのパルスを重ね合わせたダブルパルス方式を用いたものを説明する。しかし、これは単なる一例であって、適切な波長、出力、パルス特性等が確保できるものであれば、Ｎｄ：ＹＬＦレーザに限らず、たとえばＮｄ：ＹＡＧレーザのＳＨＧである波長５３２ｎｍ等を用いてもよい。また、共振器ホストへの添加不純物もＮｄに限らないことは言うまでもない。
【００８２】
また、ここでは、複数台のレーザ発信器からのビームを合成して加工用レーザビーム６７を合成する方法を具体的に説明するが、単一のレーザ発信器から出る単一のビームを加工用レーザビーム６７としても良いことは言うまでもない。
【００８３】
更に、以下では、同一種類のレーザ発信器からのビームを合成して加工用レーザビーム６７を合成する方法を具体的に説明するが、異なる種類のレーザ発信器からのビームを合成して加工用レーザビーム６７を合成するようにしてもよいことはいうまでもない。
【００８４】
また、ここでは、同一種類のレーザ発信器からの同一ビーム特性のビームを合成して加工用レーザビーム６７を合成する方法を具体的に説明するが、同一種類のレーザ発信器からの異なるビーム特性のビームを合成して加工用レーザビーム６７を合成してもよいことはいうまでもない。
【００８５】
図１９は本願の前記一実施の形態の半導体装置の製造方法における裏面シリサイド膜形成用メタル膜に対するポストデポジションアニール工程に使用するレーザアニール装置の構成を説明するための装置構成図である。これにより、本願の前記一実施の形態の半導体装置の製造方法における裏面シリサイド膜形成用メタル膜に対するポストデポジションアニール工程に使用するレーザアニール装置を説明する。
【００８６】
図１９に示すように、ここで説明するレーザ熱処理装置５１には、同一の種類で同一の出力の第１のレーザ発信器５３ａおよび第２のレーザ発信器５３ｂが備えられており、ともにレーザ駆動＆制御部５２によって制御されている。この例では、第１のレーザ発信器５３ａおよび第２のレーザ発信器５３ｂは、それぞれ第１のダイオード励起部５４ａおよび第２のダイオード励起部５４ｂによって励起されるダイオード励起型である。また、第１のレーザ発信器５３ａおよび第２のレーザ発信器５３ｂは、それぞれ第１のＱスイッチ部５５ａおよび第２のＱスイッチ部５５ｂによるＱスイッチング方式により、高エネルギのパルスを放出するように構成されている。
【００８７】
第１のレーザ発信器５３ａからのレーザビームは、反射ミラー５６ａ，５７ａ，５８ａを介して、ビーム合成器６３に導かれる。反射ミラー５７ａ，５８ａ間にあるのは、出力強度を調整するための第１の可変減衰器６２ａである。
【００８８】
一方、第２のレーザ発信器５３ｂからのレーザビームは、反射ミラー５６ｂ，５７ｂを介して、ビーム合成器６３に導かれる。反射ミラー５７ｂとビーム合成器６３間にあるのは、出力強度を調整するための第２の可変減衰器６２ｂである。
【００８９】
ビーム合成器６３で合成されたレーザビーム（ダブルパルス方式）は、反射ミラー５９，６０を介して、ビームエキスパンダ６４に導かれて、そこで拡大され、拡散板６５に到達する。拡散板６５のレーザビームが照射した部分の全面は、新たな光源面、すなわち、物面として作用し、集光レンズ６６（対物レンズ）および反射ミラー６１によって、加工用レーザビーム６７は、ウエハ１の裏面１ｂのシリサイド膜形成用メタル膜２０（正確には、その表面）が焦点面６８（像面）となるように投影される。すなわち、このダブルパルス方式（遅延時間０の場合）では、ビームのエネルギ強度を３．８Ｊ/ｃｍ２としたい場合には、各レーザのビームのエネルギ強度を１．９Ｊ/ｃｍ２とすればよい。
【００９０】
この例では、ウエハ１は裏面１ｂを上に向けてウエハ吸着テーブル７３に真空吸着保持されており、ウエハ吸着テーブル７３は、水平調整用の傾き調整機構７２を介してＸＹテーブル７１上に固定されている。従って、光軸は固定であり、ウエハの方が２次元的に（ＸＹ方向）移動する構造となっている。なお、Ｚ軸方向の調整も可能であることはいうまでもない。
【００９１】
なお、第１のレーザ発信器５３ａおよび第２のレーザ発信器５３ｂは、それぞれＮｄ：ＹＬＦレーザ（ダイオード励起の固体レーザ；発振波長は、第２高調波の５２７ｎｍ）であり、個々の出力は、２０ワット程度であり、パルス長は１００ｎ秒程度であり、パルスの繰り返し周波数は１ｋＨｚ程度であり、パルスのエネルギ密度は、最大２Ｊ/ｃｍ２程度である。なお、被処理ウエハ１は、特に説明しない限り大気中（大気圧下）で処理される。もちろん、不活性ガス雰囲気とすることは可能である。
【００９２】
ここで、波長５２７ｎｍの光は、可視光に属し、ニッケル膜の厚さが３０ｎｍから５０ｎｍ以上あれば、光がＳｉＣ基板に到達した時点で、光強度は、ニッケル膜への侵入した直後の光強度の５％から１％以下程度に減衰していると考えられるので、このような条件では、レーザビームは、シリサイド形成用メタル膜を実質的に透過しないということができる。
【００９３】
４．本願の前記一実施の形態の半導体装置の製造方法における裏面シリサイド膜形成用メタル膜に対するポストデポジションアニール（Ｐｏｓｔ−Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ａｎｎｅａｌ：ＰＤＡ）工程の説明（主に図２０から図２５）
このセクションでは、光軸を固定した状態で、ウエハを載せたＸＹテーブルを２次元的に移動させることによって、ウエハのほぼ全面にレーザビームを照射する方式を説明する。しかし、レーザビームのスキャンニングについては、たとえば、ガルバノミラー等によって、レーザビーム側を走査することも可能であることは言うまでもない。このレーザビーム走査方式は、特に、パルス繰り返し周波数が高くなった際に有利である。また、ウエハとビームの両方を移動させても良い。さらに、ウエハ移動は、直交軸方向の平行移動のみではなく、ウエハを中心の周りに回転させても良い。
【００９４】
レーザビームのスキャンニング経路は、以下の例のようにジグザグモードのほか、同一方向への移動を繰り返すものでも良い。また、特定部分をラスタスキャン等するものでも良い。
【００９５】
また、この例では、横方向の重ね率と縦方向の重ね率を同一にしているが、異なるものとしてもよいことはいうまでもない。また、本実施の形態の例では、単一のレーザビーム単位ショット領域に着目したとき、レーザビーム単位ショット領域の面積が、隣接するレーザビーム単位ショット領域と重ならない部分の面積の整数倍になるような例を示しているが、そうでないものを排除するものではない。
【００９６】
図２０は本願の前記一実施の形態の半導体装置の製造方法における裏面シリサイド膜形成用メタル膜に対するポストデポジションアニール工程を説明するためのウエハの表面全体図である。図２１は図２０に対応するウエハの裏面全体図である。図２２は図１９のレーザアニール装置におけるレーザビーム単位ショット領域の１例を示すウエハ裏面図である。図２３は図２２におけるレーザビーム単位ショット領域のＹ方向への移動状況の１例を示すウエハ裏面図である。図２４は図２２におけるレーザビーム単位ショット領域のＸ方向への移動状況の１例を示すウエハ裏面図である。図２５は図１９のレーザアニール装置におけるパルスの時間推移を説明するためのタイムチャートである。図２８はパルス重ね率と照射時間の関係を整理した説明図表である。これらにより、本願の前記一実施の形態の半導体装置の製造方法における裏面シリサイド膜形成用メタル膜に対するポストデポジションアニール工程（裏面シリサイド膜形成用メタル膜ポストデポジションアニール工程）を説明する。
【００９７】
図２０に示すように、裏面シリサイド膜形成用メタル膜ポストデポジションアニール工程の対象であるウエハ１の表面１ａには、すでに多数のチップ領域２が形成されている。
【００９８】
図２１に示すように、裏面シリサイド膜形成用メタル膜ポストデポジションアニール工程におけるレーザビームによるスキャンニング（この例では移動するのはウエハの方）は、通常、ウエハ１の裏面１ｂのチップ配列領域１０の全てをカバーするように、たとえば、レーザスキャン経路４１等に沿って行われる。
【００９９】
この例では、レーザビームの断面形状（焦点面）すなわちレーザビーム単位ショット領域４２の形状は、図２２に示すように、ほぼ矩形であり、ビーム照射位置の移動方向４３（スキャンニング方向）と直交する方向が長い。たとえば、縦長さＬは、０．２５ミリメートル程度であり、横長さＴは、２．５ミリメートル程度である。
【０１００】
次に、図２３は一つのレーザビーム単位ショット領域４２ａとその次のレーザビーム単位ショット領域４２ｂを併記したものである。図２３に示すように、両領域は、一般にスキャンニング方向（Ｙ軸方向）に一定の重なり部分（Ｙ方向の重複部分の長さＹＳ）を持っている。
【０１０１】
次に、図２４に示すように、直線状スキャン経路の端まで来ると、スキャン経路は、Ｘ軸方向に一定距離シフトして、これまでと逆方向、すなわち、スキャンニング方向４３ｂに沿って移動してゆく。これらを示したのが、レーザビーム単位ショット領域４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｈ，４２ｉ，４２ｊ，４２ｋである。このとき、レーザビーム単位ショット領域４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄとレーザビーム単位ショット領域４２ｈ，４２ｉ，４２ｊ，４２ｋの間には、一定の重なりが有り、横方向（Ｘ軸方向）にＸ方向の重複部分の長さＸＳだけ重なっている。
【０１０２】
ここで、図２２のレーザビーム単位ショット領域の縦長さＬおよびレーザビーム単位ショット領域の横長さＴ、図２３のＹ方向の重複部分の長さＹＳ並びに図２４のＸ方向の重複部分の長さＸＳの間には、一般にＸＳ/Ｔ＝ＹＳ/Ｌの関係があり、この値を百分率で表したものを「パルス重ね率」という。この例では、一例として、パルス重ね率８０％とする。
【０１０３】
次に、図２５にこの例のレーザビームの時間推移属性を説明する。図２５にしめすように、第１のレーザ発信器５３ａ（図１９）からのビーム１と第２のレーザ発信器５３ｂからのビーム２は、ビーム合成器６３で合成されるわけであるが、この例では、インフェーズ（パルス間遅延時間Ｄ＝０）で合成されるが、一般には、このパルス間遅延時間Ｄは、任意に設定できる。また、先に説明したように、この例では、パルス幅Ｗは、１００ｎ秒程度であり、パルス繰り返しピッチＰは、パルス繰り返し周波数が１ｋＨｚのとき１ミリ秒（１０００マイクロ秒）である。このように、この実施形態で使用するレーザビームは、基本的にパルスの繰り返しから構成されている。パルス幅Ｗ（パルス長またはパルス継続時間）の好適な範囲は、たとえば５０ナノ秒から５マイクロ秒程度と考えられる。下限は、加熱の効率を確保する観点から決定され、上限は、ウエハ１の表面温度を摂氏２００度程度以下に保つ観点から、パルス繰り返しピッチＰとの比較から決定される。
【０１０４】
また、本実施の形態で、パルス間遅延時間Ｄ＝０としているのは、活性化アニールのように、長いパルス幅が要求されているわけではなく、この加工においては表面の薄膜の急速加熱がキーポイントになっているからである。ただし、加熱効率を下げない範囲で、有限のパルス間遅延時間Ｄ（０ではない妥当な正値）とすることを排除するものではない。
【０１０５】
次に、これらの条件で、実際のウエハのほぼ全域をスキャンニングしたときに所要時間（照射時間）をまとめたのが、図２８である。同図に於いて、重ね回数は、ウエハ上の標準的な１点をパルスが照射する回数である。図２８に示すように、パルス繰り返し周波数が１ｋＨｚの条件では、良好なコンタクト抵抗を得られることを条件として（図２６参照）スループットの観点から見ると、一応、パルス重ね率が６６％から８０％の範囲が、量産上の好適な範囲と見られる。しかし、パルス繰り返し周波数は、０．５ｋＨｚから１０ｋＨｚの範囲で変更することは比較的容易である。また、ウエハの表面の温度を摂氏２００度程度以下に保つ条件を考慮しても、最大５０ｋＨｚあたりまでは、比較的容易にパルス繰り返し周波数を高めることは可能である。従って、パルス重ね率の実用範囲としては、６６％から９５％とすることができる。
【０１０６】
なお、パルス重ね率５０％で、十分低いコンタクト抵抗を確保するには、たとえば、エネルギ密度を更に大幅に上昇させた上で、パルス長を長くする（遅延時間をパルス長より短い正値にする）等の方法が考えられる。
【０１０７】
５．本願の各実施の形態（変形例を含む）に関する補足的説明並びに一般的考察（主に図２６および図２７）
図２６はコンタクト抵抗のニッケル厚さ、ビームのエネルギ密度、およびパルス重ね率への依存性を示す試験データ棒グラフである。図２７は２６図のデータのうち、良好なコンタクト抵抗が得られるサンプルの一つの裏面表面からＳｉＣ基板にいたるオージェ元素分析の結果を示すデータプロット図である。これらに基づいて、本願の各実施の形態（変形例を含む）に関する補足的説明並びに一般的考察を行う。
【０１０８】
（１）試作結果の説明：
図２６には、基本的にセクション４で説明したやり方でＰＤＡ処理して、裏面電極を形成した場合の裏面コンタクト抵抗を各種の条件（単位パルスのエネルギ密度、ニッケル膜厚、パルス重ね率）について多数測定した結果をグラフ化して示す。図中の水平な点線は、レーザによるＰＤＡ処理の代わりに、ニッケル厚さ５０ｎｍで摂氏１０００度、１２０分のＲＴＡ（Ｒａｐｉｄ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎｎｅａｌｉｎｇ）処理した場合のコンタクト抵抗である。図２６からわかるように、最も左のデータ群がショットキ接合となっている以外は、ＲＴＡ処理と同等の良好なオーミック接合となっていることがわかる。これより、レーザビームのエネルギ密度の好適な範囲としては、３．６Ｊ／ｃｍ２以上とすることができる。上限は、装置の上限となるが、理論的には、多数のビームを重ねれば、いくらでも高くできるので、実質的上限は、装置の経済性によって決定される。
【０１０９】
次に、図２６の右から３番目のデータ群（エネルギ密度：３．８Ｊ／ｃｍ２、重ね率：８０％、ニッケル膜厚：１００ｎｍ）のサンプル（ＰＤＡ処理後）の裏面の深さ方向の元素分布（オージェプロファイル）の一例を図２７に示す。図２７からわかるように、良好なオーミックコンタクト特性を示すサンプルでは、元のニッケル膜（現在のシリサイド膜）の表面に近い領域（「表面領域」という）に高度にシリサイド化が進んだ層（「表面高度シリサイド化領域」という）が形成されている。また、シリサイド膜のＳｉＣ基板に近い側の領域（「内部領域」という）には、高濃度にカーボンが集積した層（「内部高濃度カーボン領域」という）が形成されている。
【０１１０】
（２）試作結果の考察：
前記（１）の結果は、以下のように説明することができる。すなわち、可視光（たとえば、波長５２７ｎｍ）のニッケル膜への侵入深さ（Ｐｅｎｅｔｒａｔｉｎｇ  Ｄｅｐｔｈ）は、大雑把に言って、１０ｎｍであるから、レーザビームのエネルギの大半はニッケル膜表面から深さ２０ｎｍ程度の間、すなわち表面領域で、熱に転化する。この結果、ニッケル膜全体および、これに接するＳｉＣ界面が高温になり、炭素、ニッケルおよびシリコンの移動が開始して、表面領域とＳｉＣ界面でシリサイド化が急速に進行する。シリサイド化の進行によって、カーボンは、行き場を失い表面高度シリサイド化領域の両側に蓄積する。これらのカーボンリッチ層のうち、表面カーボンリッチ層は、スパッタエッチ等により除去される。一方、内部カーボンリッチ層は、そのままとして問題ないと考えられる。これは、カーボンの抵抗率がニッケルシリサイドの抵抗率の３倍程度であるからである。
【０１１１】
このように、ニッケル膜の表面領域でほとんどの熱転化が起こる結果、熱伝導率がＳｉＣの１/５以下であるニッケル膜とＳｉＣ界面だけが効率的に加熱される結果となる。なお、空気は熱伝導の観点からは、高い壁として作用する。
【０１１２】
ＳｉＣは、可視光に対してほとんど透明であるから、ニッケル膜を透過したレーザビームは、ほぼそのままの強度で、表面のアルミニウム系電極膜やポリイミド系ファイナルパッシベーション膜に到達するが、ニッケル膜の厚さが３０ｎｍから５０ｎｍ以上あれば、光強度は、ニッケル膜への侵入光の５％から１％以下程度に減衰しているので、アルミニウム系電極膜にダメージを与える可能性はほとんどない。また、ポリイミド系ファイナルパッシベーション膜（他の有機系膜についてもほぼ同じ）は、基本的に可視光全域に関して透明であるので、相互作用（熱転化）は、ほとんどないと考えられる。
【０１１３】
（３）既存の方法に関する考察：
これに対して、一般的に試みられているＳｉＣ基板裏面へのレーザによるシリサイド化ＰＤＡ処理は、ＳｉＣ基板を透過しないという束縛条件に沿って、ＳｉＣ（ポリタイプ４Ｈ）の吸収端（３．２６ｅＶ）に対応して、波長が３８０ｎｍよりも短い紫外光を使用することが前提となっている。また、シリサイド化のためには、ＳｉＣ基板側でも、レーザ光エネルギの熱転化が必須であると考えているようである（この点に関しては、ＳｉＣ内における不純物拡散係数が極めて小さい点を考慮する必要がある）。
【０１１４】
従って、この目的のためのレーザおよび波長としては、Ｎｄ：ＹＡＧレーザのＴＨＧ（Ｔｈｉｒｄ  Ｈａｒｍｏｎｉｃ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）による３５５ｎｍやＸｅＦエキシマ（Ｅｘｃｉｍｅｒ）の３５３ｎｍ等が利用され、ニッケル膜の膜厚も比較的薄くされているようである。しかし、これらの波長領域におけるニッケルに対する侵入深さは、２０ｎｍ程度以上あり、必然的に、光エネルギの相当部分がＳｉＣ基板内に侵入した状態でＰＤＡ処理が実行される。ここで、これらの波長領域におけるＳｉＣに対する侵入深さは、少なくとも２０マイクロメートル程度以上と、桁違いに大きい（１０００倍程度）。従って、この広大な領域におけるレーザエネルギの熱転化は、ニッケルよりも５倍以上大きな熱伝導率とあいまって、ニッケル膜およびニッケルＳｉＣ界面の加熱に全く寄与しない。すなわち、このようなマクロ的領域でのレーザエネルギの熱転化はウエハ全体の温度上昇を招くばかりで、ミクロな領域の加熱にはほとんど寄与せず、その結果、スループットの大幅な低下を招いているように見える。
【０１１５】
（４）前記実施の形態に使用するレーザビームの波長について：
レーザ波長は、ニッケル等のメタル膜の反射率があまり高くならないことを考慮すると、紫外線および可視光の全域が実用的な範囲となる。しかし、メタルは一般に波長が短くなると光を透過する傾向が高くなるので、可視光の範囲が有利ということになる。また、使いやすい固体レーザ等の発振波長（高調波を含む）の分布および反射率を考慮すると、ブルーから黄色の範囲、すなわち４５５ｎｍから５９７ｎｍの範囲が特に好適である。さらに、紫外線と比較した可視光のメリットは、化学作用が弱いので（大気や加工対象表面との相互作用）、大気中で処理可能なことである。実際、処理後のウエハ裏面は、自然酸化と同レベルである。なお、不活性ガス中で処理するようにしてもよい。
【０１１６】
ホスト結晶はイットリウムである固体レーザを例にとり説明すると、Ｎｄ：ＹＡＧレーザの第２高調波（波長：５３２ｎｍ）またはＮｄ：ＹＬＦレーザの第２高調波（波長：５２７ｎｍ）が標準的な選択となる。その他の同系統のレーザとしては、Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザの第２高調波（波長：５３２ｎｍ）やＮｄ：Ｇｌａｓｓレーザの第２高調波（波長：５２７ｎｍ）等を例示することができる。なお、同一ホストで添加物の異なる固体レーザや異なるホストの固体レーザ等が好適な候補となる。固体レーザは、Ｑスイッチングが可能なほか、取り扱いが簡単であるメリットがある。これは、Ｑスイッチングによると、簡単に強力なパルスが得られるからである。特に、ダイオードレーザ励起の固体レーザは、動作が安定しており、量産適用に好適である。
【０１１７】
また、これらの固体レーザでは、第２高調波の波長が、４５５ｎｍから５９７ｎｍの範囲に入ることから特に好都合である。一般に高調波は、次数が上がるほど強度が弱くなるため、第３高調波（たとえばＮｄ：ＹＡＧレーザ：３５５ｎｍ）や第４高調波（たとえばＮｄ：ＹＡＧレーザ：２６６ｎｍ）と比較して、第２高調波を使用するほうが強度的に有利である。
【０１１８】
なお、前記実施の形態に於いて、紫外線レーザを使用することは可能である。すなわち、ニッケル膜の厚さをレーザ光が実質的に透過しない程度の厚さとすることで実施可能となる。紫外線レーザ光としては、エキシマレーザ（ＸｅＦレーザの３５１ｎｍ）のパルス出力やＮｄ：ＹＡＧレーザの第３高調波（波長：３５５ｎｍ）のＱスイッチによるパルスビーム等を例示することができる。
【０１１９】
（５）レーザ照射中の光学特性の変化：
ニッケルとニッケルシリサイドの光学特性は、両方ともメタリックな特性を示し類似しているが、若干異なる。このうち、ニッケルシリサイドの融点は、摂氏９９２度前後と考えられているので、摂氏１０００度以上に加熱されているレーザ照射中は融解していると考えられる。メタルの光吸収は、融解すると、波長に関係なく急速に上昇するので、一端、シリサイド化した部分は、ますます光エネルギが集中することなり、却って好都合である。
【０１２０】
ニッケルの融点は、摂氏１４５０度であり、融解しているかどうか不明であるが、仮に融解したとしても、前記と同様に、プロセスの障害とはならない。なお、炭化珪素の融点は、摂氏２７３０度であり、レーザ照射中に融解する可能性はほとんどない。
【０１２１】
（６）バックグラインディングを実施する場合について：
ＳｉＣ素子の順方向抵抗またはオン抵抗は、比較的低いが、ダイオード、トランジスタ、スイッチ素子等の順方向抵抗またはオン抵抗を更に下げようとすると、バックグラインディングが必要となる。すなわち、Ｎ型バッファ領域１４を薄くしてから、Ｎ＋型カソード領域１１を導入し、裏面のシリサイド化を実施することとなる。そうすると、ニッケル膜を比較的透過しやすい紫外光を使用する方法や、はじめから比較的薄いニッケル膜厚でレーザ光がニッケル膜を透過することを前提とする方法は、実施困難になると考えられる。それは、紫外光のＳｉＣに対する侵入深さは、代表的な可視光（例えば、波長５２７ｎｍ）の侵入深さ１０００倍程度（たとえば、３５５ｎｍで２０マイクロメートル程度）あるからである。
【０１２２】
これに対して、前記実施例のように、実質的にニッケル膜をレーザビームが透過しない条件でアニール処理を実施するのであれば、どのようにＳｉＣ基板が薄くなっても、レーザ光がウエハ表面１ａに悪影響を与える可能性はない。
【０１２３】
６．サマリ
以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。
【０１２４】
例えば、前記実施の形態では、主に半導体装置の一例としてショットキダイオードを例にとり、具体的に説明したが、本願発明はそれに限定されるものではなく、Ｐｉｎダイオード、パワーＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、パワーＪＦＥＴ（Ｊｕｎｃｔｉｏｎ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、パワーＢＴ（Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、サイリスタ（Ｔｈｙｒｉｓｔｏｒ）その他のパワー系半導体装置等にも適用できることは言うまでもない。
【符号の説明】
【０１２５】
１  ＳｉＣウエハ
１ａ  ＳｉＣウエハの表面（第１の主面）
１ｂ  ＳｉＣウエハの裏面（第２の主面）
１ｅ  Ｎ−型エピタキシャル領域
１ｓ  ＳｉＣウエハのＮ型基板領域
２  ＳｉＣデバイスチップ（チップ領域）
３  ファイナルパッシベーション膜
４  アノードパッド
５  アクティブセル領域
６  表面メタル電極
６ａ  アルミニウム系表面電極膜
６ｂ  表面バリアメタル膜
７  裏面メタル電極
８  Ｐ型不純物領域（アノード不純物領域）
９  Ｎ−型ドリフト領域
１０  チップ配列領域
１１  Ｎ＋型カソード領域
１２  裏面シリサイド膜
１４  Ｎ型バッファ領域
１５  ショットキ接合部
１６ｐ  Ｐｉｎダイオード部
１６ｓ  ショットキダイオード部
２０  シリサイド膜形成用メタル膜
２１  表面保護用酸化シリコン膜
２２  Ｐ型不純物領域導入用酸化シリコン膜
２３  Ｐ型不純物領域導入用アモルファスＳｉ膜
２４  Ｐ型不純物領域導入用レジスト膜
２５ａ  表面カーボン膜
２５ｂ  裏面カーボン膜
３１  長オリエンテーションフラット
３２  短オリエンテーションフラット
４１  レーザスキャン経路
４２，４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｈ，４２ｉ，４２ｊ，４２ｋ  レーザビーム単位ショット領域
４３，４３ａ，４３ｂ  ビーム照射位置の移動方向
５１  レーザ熱処理装置
５２  レーザ駆動＆制御部
５３ａ  第１のレーザ発信器
５３ｂ  第２のレーザ発信器
５４ａ  第１のダイオード励起部
５４ｂ  第２のダイオード励起部
５５ａ  第１のＱスイッチ部
５５ｂ  第２のＱスイッチ部
５６ａ，５６ｂ，５７ａ，５７ｂ，５８ａ，５９，６０，６１  ミラー
６２ａ  第１の可変減衰器
６２ｂ  第２の可変減衰器
６３  ビーム合成器
６４  ビームエキスパンダ
６５  拡散板
６６  集光レンズ（対物レンズ）
６７  加工用レーザビーム
６８  焦点面（像面）
７１  ＸＹテーブル
７２  傾き調整機構
７３  ウエハ吸着テーブル
Ｄ  パルス間遅延時間
Ｌ  レーザビーム単位ショット領域の縦長さ
ＮＬ  ウエハの表面に立てた法線
Ｐ  パルス繰り返しピッチ
Ｒ１  アクティブセル領域切り出し部
Ｔ  レーザビーム単位ショット領域の横長さ
Ｗ  パルス幅
ＸＳ  Ｘ方向の重複部分の長さ
ＹＳ  Ｙ方向の重複部分の長さ
θｏｆｆ  オフアングル
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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