(57)【要約】【課題】  半導体基板にＩＣ領域と弾性表面波素子領域とを備え一つのチップに構成した弾性表面波装置において、弾性表面波素子を形成する部分の平坦度を確保し、良好な特性の得られる弾性表面波装置の製造方法及び弾性表面波装置を提供する。【解決手段】  半導体基板のＩＣ領域に半導体素子層４５を形成する工程と、配線層４６を形成する工程と、ＩＣ領域および弾性表面波素子領域に層間絶縁膜３８を形成する工程と、層間絶縁膜３８の表面をＣＭＰ処理する工程と、ＣＭＰ処理した層間絶縁膜３８の上に圧電薄膜３９を形成する工程と、弾性表面波素子領域における圧電薄膜３９の上に弾性表面波素子４０を形成する工程と、を備える。【選択図】      図４
2006203855.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板に少なくともＩＣ領域と弾性表面波素子領域とを備え、それぞれが並列に配置され一つのチップに構成した弾性表面波装置の製造方法であって、
前記半導体基板上の前記ＩＣ領域に半導体素子と、前記半導体素子を覆う素子絶縁膜とを備える半導体素子層を形成する工程と、
前記半導体素子層の上に前記半導体素子との接続を行う複数の配線と、前記配線間の絶縁をする配線絶縁膜とを積層して備えた配線層を形成する工程と、
前記各工程において前記弾性表面波素子領域には前記半導体素子層を構成する前記素子絶縁膜と、前記配線層を構成する前記配線絶縁膜とが積層しており、
前記ＩＣ領域および前記弾性表面波素子領域の配線絶縁膜の上に、表面が平坦化された層間絶縁膜を形成する工程と、
前記層間絶縁膜の上に圧電薄膜を形成する工程と、
前記弾性表面波素子領域における前記圧電薄膜の上に弾性表面波素子を形成する工程と、を備えることを特徴とする弾性表面波装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の弾性表面波装置の製造方法において、
前記表面を平坦化された層間絶縁膜を形成する工程が、層間絶縁膜を形成した後にその表面をＣＭＰ処理する工程であることを特徴とする弾性表面波装置の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の弾性表面波装置の製造方法において、
前記表面を平坦化された層間絶縁膜を形成する工程が、ＳＯＧ膜を形成する工程であることを特徴とする弾性表面波装置の製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の弾性表面波装置の製造方法において、
前記弾性表面波素子領域における前記半導体基板上あるいは前記素子絶縁膜または前記配線絶縁膜の上に、少なくとも一層の層厚み調整膜を形成する工程を有することを特徴とする弾性表面波装置の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の弾性表面波装置の製造方法において、
前記層厚み調整膜は前記弾性表面波素子の下方に備え、かつ前記弾性表面波素子を形成する領域を前記弾性表面波装置の厚さ方向に投影した領域が、前記層厚み調整膜を形成する領域に含む位置および面積で形成することを特徴とする弾性表面波装置の製造方法。
【請求項６】
請求項４または５に記載の弾性表面波装置の製造方法において、
前記層厚み調整膜を形成する工程は、前記配線を形成する工程と同一工程であり、前記層厚み調整膜は同一層の前記配線と共に形成することを特徴とする弾性表面波装置の製造方法。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の弾性表面波装置の製造方法において、
前記素子絶縁膜および前記配線絶縁膜を形成後、前記素子絶縁膜および前記配線絶縁膜の表面をＣＭＰ処理する工程、または前記素子絶縁膜および前記配線絶縁膜としての前記ＳＯＧ膜を形成する工程を含むことを特徴とする弾性表面波装置の製造方法。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の弾性表面波装置の製造方法において、
前記弾性表面波装置を多数備えたウエハ状態にて前記ＣＭＰ処理または前記ＳＯＧ膜を形成することを特徴とする弾性表面波装置の製造方法。
【請求項９】
半導体基板に少なくともＩＣ領域と弾性表面波素子領域とが並列に配置され一つのチップに構成された弾性表面波装置であって、
前記半導体基板上のＩＣ領域には半導体素子と前記半導体素子を覆い前記弾性表面波素子領域にも及ぶ素子絶縁膜とが形成された半導体素子層と、
前記半導体素子層の上に前記半導体素子との接続を行う配線と前記配線間を絶縁し前記弾性表面波素子領域にも及ぶ配線絶縁膜とを積層して形成された配線層と、
前記ＩＣ領域および前記弾性表面波素子領域の配線絶縁膜の上に形成され表面が平坦化された層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜の上に形成された圧電薄膜と、
前記弾性表面波素子領域における前記圧電薄膜の上に形成された弾性表面波素子と、を備えたことを特徴とする弾性表面波装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の弾性表面波装置において、
前記弾性表面波素子領域における前記半導体基板上あるいは前記素子絶縁膜または前記配線絶縁膜の上に、少なくとも一層の層厚み調整膜が形成されたことを特徴とする弾性表面波装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の弾性表面波装置において、
前記層厚み調整膜は前記弾性表面波素子の下方に備えられ、かつ前記弾性表面波素子が形成された領域を前記弾性表面波装置の厚さ方向に投影した領域を、前記層厚み調整膜が形成される領域に含む位置および面積で形成されたことを特徴とする弾性表面波装置。
【請求項１２】
半導体基板に少なくともＩＣ領域と弾性表面波素子領域とを備え、前記ＩＣ領域の上に前記弾性表面波素子領域を配置して一つのチップに構成した弾性表面波装置の製造方法であって、
前記半導体基板上の前記ＩＣ領域に半導体素子と、前記半導体素子を覆う素子絶縁膜とを備える半導体素子層を形成する工程と、
前記半導体素子層の上に前記半導体素子との接続を行う複数の配線と、前記配線間の絶縁をする配線絶縁膜とを積層して備えた配線層を形成する工程と、
前記配線層の上に、表面が平坦化された層間絶縁膜を形成する工程と、
前記層間絶縁膜の上に圧電薄膜を形成する工程と、
前記弾性表面波素子領域における前記圧電薄膜の上に弾性表面波素子を形成する工程と、を備えることを特徴とする弾性表面波装置の製造方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の弾性表面波装置の製造方法において、
前記表面を平坦化された層間絶縁膜を形成する工程が、層間絶縁膜を形成した後にその表面をＣＭＰ処理する工程であることを特徴とする弾性表面波装置の製造方法。
【請求項１４】
請求項１２に記載の弾性表面波装置の製造方法において、
前記表面を平坦化された層間絶縁膜を形成する工程が、ＳＯＧ膜を形成する工程であることを特徴とする弾性表面波装置の製造方法。
【請求項１５】
請求項１２乃至１４のいずれか一項に記載の弾性表面波装置の製造方法において、
前記素子絶縁膜および前記配線絶縁膜を形成後、前記素子絶縁膜および前記配線絶縁膜の表面をＣＭＰ処理する工程、または前記素子絶縁膜および前記配線絶縁膜としての前記ＳＯＧ膜を形成する工程を含むことを特徴とする弾性表面波装置の製造方法。
【請求項１６】
請求項１２乃至１５のいずれか一項に記載の弾性表面波装置の製造方法において、
前記弾性表面波装置を多数備えたウエハ状態にて前記ＣＭＰ処理または前記ＳＯＧ膜を形成することを特徴とする弾性表面波装置の製造方法。
【請求項１７】
半導体基板に少なくともＩＣ領域と弾性表面波素子領域とを備え、前記ＩＣ領域の上に前記弾性表面波素子領域を配置して一つのチップに構成した弾性表面波装置であって、
前記半導体基板上のＩＣ領域には半導体素子と前記半導体素子を覆う素子絶縁膜とが形成された半導体素子層と、
前記半導体素子層の上に前記半導体素子との接続を行う配線と前記配線間を絶縁し前記配線絶縁膜とを積層して形成された配線層と、
前記ＩＣ領域の配線絶縁膜の上に形成され表面を平坦化された層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜の上に形成された圧電薄膜と、
前記弾性表面波素子領域における前記圧電薄膜の上に形成された弾性表面波素子と、を備えたことを特徴とする弾性表面波装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板にＩＣ領域と弾性表面波素子領域とを一つのチップに構成した弾性表面波装置の製造方法および弾性表面波装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＳＡＷ共振子またはＳＡＷフィルタに代表される弾性表面波素子は、高周波、小型、量産性などの優れた特徴を有することから、通信分野で広く利用されている。近年、携帯通信機器等の普及により、高周波域で用いられる部品の小型化、軽量化が強く求められている。
この要求に対して、例えば非特許文献１に示すように、弾性表面波素子をフィルタ単体として用いるのではなく高周波増幅回路などがその一部に形成された半導体基板上に、圧電薄膜を成膜し、ＳＡＷフィルタを形成した弾性表面波装置が提案されている。
【０００３】
【非特許文献１】J.H.Viseer，IEEE，Ultrasonics  Symposium，p.195−200（1989）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような、半導体基板にＩＣ領域と弾性表面波素子領域を横に並べ、一つのチップに構成した弾性表面波装置において、ＩＣ領域には半導体素子とそれらを接続する配線が絶縁膜を介して積層されている。一方、弾性表面波素子領域には絶縁膜のみが積層されるため、ＩＣ領域と弾性表面波素子領域との間に段差が生ずる。通常、このような弾性表面波装置は、半導体ウエハに多数の弾性表面波装置をそれぞれ隣接するように形成しているが、絶縁層などの層を積層していくことによってこの段差が傾斜を伴なって弾性表面波素子領域に進行し、弾性表面波素子領域表面の平坦度を確保できないという問題がある。表面の平坦度が悪いと、弾性表面波素子の製作にあたり寸法精度を確保できず、弾性表面波素子の特性を劣化させる。また、平坦度が悪いことによる表面の凹凸が圧電薄膜を形成する際の膜厚のばらつきとなり、弾性表面波素子の共振周波数がばらつくことが予想される。また、このような弾性表面波装置において、弾性表面波素子を形成する前に基板を平坦化する必要があるが、ＣＭＰ（Chemical  Mechanical  Polishing）処理などを用いて弾性表面波素子領域の表面を平坦化する知見はなかった。
【０００５】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、半導体基板にＩＣ領域と弾性表面波素子領域を一つのチップに構成した弾性表面波装置において、弾性表面波素子を形成する部分の平坦度を確保し、良好な特性の得られる弾性表面波装置の製造方法および弾性表面波装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の弾性表面波装置の製造方法は、半導体基板に少なくともＩＣ領域と弾性表面波素子領域とを備え、それぞれが並列に配置され一つのチップに構成した弾性表面波装置の製造方法であって、前記半導体基板上の前記ＩＣ領域に半導体素子と、前記半導体素子を覆う素子絶縁膜とを備える半導体素子層を形成する工程と、前記半導体素子層の上に前記半導体素子との接続を行う複数の配線と、前記配線間の絶縁をする配線絶縁膜とを積層して備えた配線層を形成する工程と、前記各工程において前記弾性表面波素子領域には前記半導体素子層を構成する前記素子絶縁膜と、前記配線層を構成する前記配線絶縁膜とが積層しており、前記ＩＣ領域および前記弾性表面波素子領域の配線絶縁膜の上に、表面が平坦化された層間絶縁膜を形成する工程と、前記層間絶縁膜の上に圧電薄膜を形成する工程と、前記弾性表面波素子領域における前記圧電薄膜の上に弾性表面波素子を形成する工程と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
この弾性表面波装置の製造方法によれば、層間絶縁膜の表面を平坦化することにより、層間絶縁膜の上に形成する圧電薄膜を平坦な状態を保持して形成することができる。このことから、圧電薄膜上に形成されるＩＤＴ電極を含む弾性表面波素子は寸法精度良く形成でき、共振周波数のばらつきがなく特性の良好な弾性表面波装置を提供できる。また、層間絶縁膜の表面が平坦化されることにより、圧電薄膜の結晶配向性が向上し電気機械結合係数Ｋ2が大きくなるという効果も生ずる。
【０００８】
また、本発明の弾性表面波装置の製造方法は、前記表面を平坦化された層間絶縁膜を形成する工程が、層間絶縁膜を形成した後にその表面をＣＭＰ処理する工程であることが望ましい。
【０００９】
この弾性表面波装置の製造方法によれば、層間絶縁膜の表面をＣＭＰ処理することにより平坦化し、層間絶縁膜の上に形成する圧電薄膜を平坦な状態を保持して形成することができる。このことから、圧電薄膜上に形成されるＩＤＴ電極を含む弾性表面波素子は寸法精度良く形成でき、共振周波数のばらつきがなく特性の良好な弾性表面波装置を提供できる。
【００１０】
また、本発明の弾性表面波装置の製造方法は、前記表面を平坦化された層間絶縁膜を形成する工程が、ＳＯＧ膜を形成する工程であっても良い。
【００１１】
この弾性表面波装置の製造方法によれば、層間絶縁膜としてＳＯＧ（Spin  On  Glass）膜を用いることにより表面が平坦化された層間絶縁膜を容易に得ることができる。このＳＯＧ膜は、液体のＳＯＧ材をスピンコートした後に高温でベイクして得られる。
【００１２】
また、本発明の弾性表面波装置の製造方法は、前記弾性表面波素子領域における前記半導体基板上あるいは前記素子絶縁膜または前記配線絶縁膜の上に、少なくとも一層の層厚み調整膜を形成する工程を有することが望ましい。
【００１３】
この弾性表面波装置の製造方法によれば、弾性表面波素子領域における前記半導体基板上あるいは素子絶縁膜または配線絶縁膜の上に層厚み調整膜を適宜設けることにより、ＩＣ領域と弾性表面波素子領域との段差を少なくし、ＣＭＰ処理またはＳＯＧ膜形成での層間絶縁膜の平坦化を容易にすることができる。
【００１４】
また、本発明の弾性表面波装置の製造方法は、前記層厚み調整膜は前記弾性表面波素子の下方に備え、かつ前記弾性表面波素子を形成する領域を前記弾性表面波装置の厚さ方向に投影した領域が、前記層厚み調整膜を形成する領域に含む位置および面積で形成することが望ましい。
【００１５】
この弾性表面波装置の製造方法によれば、層厚み調整膜を弾性表面波素子の下方でかつ、弾性表面波素子を含む位置および面積で形成することにより、弾性表面波素子を形成する部分の段差が少なくなり、平坦度の良い面を形成できる。
【００１６】
また、本発明の弾性表面波装置の製造方法では、前記層厚み調整膜を形成する工程は、前記配線を形成する工程と同一工程であり、前記層厚み調整膜は同一層の前記配線と共に形成することが望ましい。
【００１７】
この弾性表面波装置の製造方法によれば、層厚み調整膜をＩＣ領域の配線を形成する工程と同一工程で形成することができ、効率よく層厚み調整膜を形成することができる。
【００１８】
また、本発明の弾性表面波装置の製造方法は、前記素子絶縁膜および前記配線絶縁膜を形成後、前記素子絶縁膜および前記配線絶縁膜の表面をＣＭＰ処理する工程、または前記素子絶縁膜および前記配線絶縁膜としての前記ＳＯＧ膜を形成する工程を含むことを特徴とする。
【００１９】
この弾性表面波装置の製造方法によれば、特に、配線層を多層形成する必要がある場合に、適宜にＩＣ領域と弾性表面波素子領域の素子絶縁膜および前記配線絶縁膜をＣＭＰ処理またはＳＯＧ膜を形成して、ＩＣ領域と弾性表面波素子領域の間の段差を少なくすることができる。このことで、層間絶縁膜の平坦化を容易にすることができる。
【００２０】
また、本発明の弾性表面波装置の製造方法は、前記弾性表面波装置を多数備えたウエハ状態にて前記ＣＭＰ処理または前記ＳＯＧ膜を形成することが望ましい。
【００２１】
この弾性表面波装置の製造方法によれば、多数の弾性表面波装置を備えたウエハ状態でＣＭＰ処理またはＳＯＧ膜を形成することにより、素子絶縁膜、配線絶縁膜、層間絶縁膜の平坦化処理を効率よく実施できる。
【００２２】
また、本発明の弾性表面波装置は、半導体基板に少なくともＩＣ領域と弾性表面波素子領域とが並列に配置され一つのチップに構成された弾性表面波装置であって、前記半導体基板上のＩＣ領域には半導体素子と、前記半導体素子を覆い前記弾性表面波素子領域にも及ぶ素子絶縁膜とが形成された半導体素子層と、前記半導体素子層の上に前記半導体素子との接続を行う配線と、前記配線間を絶縁し前記弾性表面波素子領域にも及ぶ配線絶縁膜を積層して形成された配線層と、前記ＩＣ領域および前記弾性表面波素子領域の配線絶縁膜の上に形成され表面が平坦化された層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜の上に形成された圧電薄膜と、前記弾性表面波素子領域における前記圧電薄膜の上に形成された弾性表面波素子と、を備えたことを特徴とする。
【００２３】
この構成によれば、層間絶縁膜の表面を平坦化し、層間絶縁膜の上に形成する圧電薄膜を平坦な状態を保持して形成することができる。このことから、圧電薄膜上に形成されるＩＤＴ電極を含む弾性表面波素子は寸法精度良く形成でき、共振周波数のばらつきがなく特性の良好な弾性表面波装置を提供できる。また、層間絶縁膜の表面が平坦化されることにより、圧電薄膜の結晶配向性が向上し電気機械結合係数Ｋ2が大きくなるという効果も生ずる。
【００２４】
また、本発明の弾性表面波装置は、前記弾性表面波素子領域における前記半導体基板上あるいは前記素子絶縁膜または前記配線絶縁膜の上に、少なくとも一層の層厚み調整膜が形成されたことが望ましい。
【００２５】
この構成によれば、層厚み調整膜を弾性表面波素子領域における半導体基板上あるいは素子絶縁膜または配線絶縁膜の上に適宜設けることにより、ＩＣ領域と弾性表面波素子領域との段差を少なくし、平坦化処理での層間絶縁膜の平坦化を容易にすることができる。このことから、弾性表面波素子を寸法精度良く形成でき、共振周波数のばらつきがなく特性の良好な弾性表面波装置を提供できる。
【００２６】
また、本発明の弾性表面波装置は、前記層厚み調整膜は前記弾性表面波素子の下方に備えられ、かつ前記弾性表面波素子が形成された領域を前記弾性表面波装置の厚さ方向に投影した領域を、前記層厚み調整膜が形成される領域に含む位置および面積で形成されたことが望ましい。
【００２７】
この構成によれば、層厚み調整膜を弾性表面波素子の下方でかつ、弾性表面波素子を形成する領域を含む位置および面積で形成することにより、弾性表面波素子を形成する部分の段差が少なくなり、平坦度の良い面を形成できる。このことから、弾性表面波素子を寸法精度良く形成でき、共振周波数のばらつきがなく特性の良好な弾性表面波装置を提供できる。
【００２８】
さらに本発明の弾性表面波装置の製造方法は、半導体基板に少なくともＩＣ領域と弾性表面波素子領域とを備え、前記ＩＣ領域の上に前記弾性表面波素子領域を配置して一つのチップに構成した弾性表面波装置の製造方法であって、前記半導体基板上の前記ＩＣ領域に半導体素子と、前記半導体素子を覆う素子絶縁膜とを備える半導体素子層を形成する工程と、前記半導体素子層の上に前記半導体素子との接続を行う複数の配線と、前記配線間の絶縁をする配線絶縁膜とを積層して備えた配線層を形成する工程と、前記配線層の上に、表面が平坦化された層間絶縁膜を形成する工程と、前記層間絶縁膜の上に圧電薄膜を形成する工程と、前記弾性表面波素子領域における前記圧電薄膜の上に弾性表面波素子を形成する工程と、を備えることを特徴とする。
【００２９】
この弾性表面波装置の製造方法によれば、層間絶縁膜の表面を平坦化することにより、層間絶縁膜の上に形成する圧電薄膜を平坦な状態を保持して形成することができる。このことから、圧電薄膜上に形成されるＩＤＴ電極を含む弾性表面波素子は寸法精度良く形成でき、共振周波数のばらつきがなく特性の良好な弾性表面波装置を提供できる。また、層間絶縁膜の表面が平坦化されることにより、圧電薄膜の結晶配向性が向上し電気機械結合係数Ｋ2が大きくなるという効果も生ずる。
【００３０】
また、本発明の弾性表面波装置の製造方法は、前記表面を平坦化された層間絶縁膜を形成する工程が、層間絶縁膜を形成した後にその表面をＣＭＰ処理する工程であることが望ましい。
【００３１】
この弾性表面波装置の製造方法によれば、層間絶縁膜の表面をＣＭＰ処理することにより平坦化し、層間絶縁膜の上に形成する圧電薄膜を平坦な状態を保持して形成することができる。このことから、圧電薄膜上に形成されるＩＤＴ電極を含む弾性表面波素子は寸法精度良く形成でき、共振周波数のばらつきがなく特性の良好な弾性表面波装置を提供できる。
【００３２】
また、本発明の弾性表面波装置の製造方法は、前記表面を平坦化された層間絶縁膜を形成する工程が、ＳＯＧ膜を形成する工程であっても良い。
【００３３】
この弾性表面波装置の製造方法によれば、層間絶縁膜としてＳＯＧ（Spin  On  Glass）膜を用いることにより表面が平坦化された層間絶縁膜を容易に得ることができる。このＳＯＧ膜は、液体のＳＯＧ材をスピンコートにて回転塗布した後に高温でベイクして得られる。
【００３４】
また、本発明の弾性表面波装置の製造方法は、前記素子絶縁膜および前記配線絶縁膜を形成後、前記素子絶縁膜および前記配線絶縁膜の表面をＣＭＰ処理する工程、または前記素子絶縁膜および前記配線絶縁膜としての前記ＳＯＧ膜を形成する工程を含むことを特徴とする。
【００３５】
この弾性表面波装置の製造方法によれば、特に、配線層を多層形成する必要がある場合に、適宜にＩＣ領域と弾性表面波素子領域の素子絶縁膜および前記配線絶縁膜をＣＭＰ処理またはＳＯＧ膜を形成して、ＩＣ領域と弾性表面波素子領域の間の段差を少なくすることができる。このことで、層間絶縁膜の平坦化を容易にすることができる。
【００３６】
また、本発明の弾性表面波装置の製造方法は、前記弾性表面波装置を多数備えたウエハ状態にて前記ＣＭＰ処理または前記ＳＯＧ膜を形成することが望ましい。
【００３７】
この弾性表面波装置の製造方法によれば、多数の弾性表面波装置を備えたウエハ状態でＣＭＰ処理またはＳＯＧ膜を形成することにより、素子絶縁膜、配線絶縁膜、層間絶縁膜の平坦化処理を効率よく実施できる。
【００３８】
また、本発明の弾性表面波装置は、半導体基板に少なくともＩＣ領域と弾性表面波素子領域とを備え、前記ＩＣ領域の上に前記弾性表面波素子領域を配置して一つのチップに構成した弾性表面波装置であって、前記半導体基板上のＩＣ領域には半導体素子と前記半導体素子を覆う素子絶縁膜とが形成された半導体素子層と、前記半導体素子層の上に前記半導体素子との接続を行う配線と前記配線間を絶縁し前記配線絶縁膜とを積層して形成された配線層と、前記ＩＣ領域の配線絶縁膜の上に形成され表面を平坦化された層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜の上に形成された圧電薄膜と、前記弾性表面波素子領域における前記圧電薄膜の上に形成された弾性表面波素子と、を備えたことを特徴とする。
【００３９】
この構成によれば、層間絶縁膜の表面を平坦化し、層間絶縁膜の上に形成する圧電薄膜を平坦な状態を保持して形成することができる。このことから、圧電薄膜上に形成されるＩＤＴ電極を含む弾性表面波素子は寸法精度良く形成でき、共振周波数のばらつきがなく特性の良好な弾性表面波装置を提供できる。また、層間絶縁膜の表面が平坦化されることにより、圧電薄膜の結晶配向性が向上し電気機械結合係数Ｋ2が大きくなるという効果も生ずる。
また、ＩＣ領域の上に弾性表面波素子領域を備えることから、それぞれを並列に配置した場合に比べチップの面積が削減でき、弾性表面波装置の小型化を可能にする。
さらに、このような構造をとることにより、ＩＣ領域と弾性表面波素子領域を接続する配線長が短縮されるため高周波特性の向上が期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。
【００４１】
（第１の実施形態）
本発明の実施形態に係る弾性表面波装置の製造方法を説明するに先立ち、製造工程に用いられる半導体ウエハと弾性表面波装置の概略について説明する。
図１（ａ）は弾性表面波装置の製造に用いられる半導体ウエハの模式平面図を示し、図１（ｂ）は、弾性表面波装置の模式平面図である。
【００４２】
本発明の実施形態に係る弾性表面波装置の製造方法において、半導体基板としての半導体ウエハ２内に弾性表面波装置１を多数形成し、半導体ウエハ２の状態で弾性表面波装置１の製造が行われる。
一つの弾性表面波装置１は、ＩＣ領域１０と弾性表面波素子領域２０を備え、それぞれを横に並べ、ＩＣと弾性表面波素子とが電気的接続し一つのチップに構成されている。ＩＣ領域１０には半導体素子（図２に示す）が形成され、Ａｌ配線１１が積層される一般のＩＣと同様の構造となっている。一方、弾性表面波素子領域２０には、櫛歯状のＩＤＴ電極２１と反射器２２を備えた弾性表面波素子２３としてのＳＡＷ共振子を形成している。
【００４３】
次に、上記のようなＩＣ領域と弾性表面波素子領域が並列に配置され一つのチップに構成した弾性表面波装置の製造工程について説明する。
図２、図３、図４は弾性表面波装置の製造工程を説明する模式部分断面図であり、図２から図４の順に製造工程が進行する。
図２（ａ）において、シリコンからなる半導体基板３０のＩＣ領域に、従来知られた方法で多数の半導体素子３１を形成する。また、半導体基板３０上のＩＣ領域と弾性表面波素子領域の境界付近に、多数のＡｌダミー膜３２を形成し、配線密度の調整を行う。
そして、図２（ｂ）に示すように、半導体基板３０の上にＳｉＯ2からなる素子絶縁膜３３を形成し、半導体素子３１を絶縁する。このとき、ＩＣ領域だけでなく弾性表面波素子領域においても素子絶縁膜３３を形成する。
このようにして、ＩＣ領域に半導体素子３１と素子絶縁膜３３から構成する半導体素子層４５を形成する。
また、素子絶縁膜３３は厚さが均一な膜で、スパッタなどの手法にて形成するため、半導体素子３１とＡｌダミー膜３２を形成した部分と、形成していない部分では段差が生じている。
【００４４】
次に、図２（ｃ）に示すように、ＩＣ領域における半導体素子３１上の素子絶縁膜３３の一部をエッチングにより除去し、Ａｌを埋め込み半導体素子３１と導通するＡｌ配線３４を形成する。Ａｌ配線３４を形成する際、Ａｌダミー膜３５も同時に形成する。また、弾性表面波素子領域には層厚み調整膜３６を、Ａｌ配線３４およびＡｌダミー膜３５と同時に形成する。層厚み調整膜３６は、図１（ｂ）に示すように、後述する工程で形成されるＩＤＴ電極２１、反射器２２からなる弾性表面波素子２３の下方に位置し、弾性表面波素子２３を形成する領域を弾性表面波装置１の厚さ方向に投影した領域が、層厚み調整膜３６を形成する領域に含まれる位置および面積で形成する。
【００４５】
そして、図３（ａ）に示すように、ＩＣ領域および弾性表面波素子領域にＳｉＯ2からなる配線絶縁膜３７を形成する。
このようにして、ＩＣ領域にＡｌ配線３４と配線絶縁膜３７から構成する配線層４６を形成する。
さらに、図３（ｂ）に示すように、Ｓｉ3Ｎ4からなる層間絶縁膜３８をＩＣ領域および弾性表面波素子領域に形成することで、ＩＣの耐湿性向上を図ることができる。
その後、図３（ｃ）に示すように、ＣＭＰ（Chemical  Mechanical  Polishing）処理により、層間絶縁膜３８をＩＣ領域と弾性表面波素子領域の層間絶縁膜３８が平坦になるまで研磨する。このとき、ＣＭＰ処理はウエハ状態で行われる。このＣＭＰ処理は、シリカなどの微小な砥粒と薬液を混合した研磨液を研磨パッドの表面に流しながらウエハをパッドに押し付けて機械的化学的に研磨し、ウエハ表面を平坦化する処理方法である。
【００４６】
次に、図４（ａ）に示すように、ＣＭＰ処理により平坦化した層間絶縁膜３８の上に、ＺｎＯからなる圧電薄膜３９を、ＩＣ領域および弾性表面波素子領域に形成する。
その後、図４（ｂ）に示すように、弾性表面波素子領域の圧電薄膜３９上に弾性表面波素子４０を形成する。弾性表面波素子４０は、図１（ｂ）に示したＩＤＴ電極２１と反射器２２を備えたＳＡＷ共振子として構成されている。
このようにして、半導体基板３０にＩＣ領域と弾性表面波素子領域を横に並べ、一つのチップに構成した弾性表面波装置１を得ることができる。
なお、層厚み調整膜３６を半導体基板３０上、あるいは配線絶縁膜３７上に設けても実施が可能である。また、圧電薄膜３９を弾性表面波素子領域のみに設けて実施してもよい。さらに、素子絶縁膜３３および配線絶縁膜３７の膜厚を適宜調整することにより、層厚み調整膜３６を設けない実施も可能である。
【００４７】
以上のように、本実施形態の弾性表面波装置１の製造方法によれば、層間絶縁膜３８の表面をＣＭＰ処理することにより平坦化し、層間絶縁膜３８の上に形成する圧電薄膜３９を平坦な状態を保持して形成することができる。このことから、平坦な圧電薄膜３９上に形成される弾性表面波素子４０は寸法精度良く形成でき、共振周波数のばらつきなく特性の良好な弾性表面波装置１を提供できる。また、層間絶縁膜３８の表面が平坦化されることにより、圧電薄膜３９の結晶配向性が良くなり、弾性表面波素子４０の電気機械結合係数Ｋ2が大きくなるという効果も生ずる。
【００４８】
また、弾性表面波素子領域における素子絶縁膜３３または配線絶縁膜３７の上に層厚み調整膜３６を適宜設けることにより、ＩＣ領域と弾性表面波素子領域との段差を少なくし、ＣＭＰ処理での層間絶縁膜３８の平坦化を容易にすることができる。
そして、ＣＭＰ処理は弾性表面波装置を多数備えたウエハ状態で行われるため、効率よくＣＭＰ処理ができる。
また、層厚み調整膜３６を弾性表面波素子４０の下方でかつ、弾性表面波素子４０を含む位置および面積で形成することにより、弾性表面波素子４０を形成する部分の段差が少なくなる。この段差が少なくなることから、段差が傾斜を伴なって弾性表面波素子領域に進行することを減少させ、平坦度の良い面を形成することができる。
さらに、層厚み調整膜３６をＩＣ領域のＡｌ配線を形成する工程と同一工程で形成することができ、効率よく層厚み調整膜３６を形成することができる。
（第２の実施形態）
【００４９】
次に、第２の実施形態として第１の実施形態における層間絶縁膜をＳＯＧ（Spin  On  Glass）膜で形成する場合について説明する。第１の実施形態で説明した図２から図３（ａ）の配線絶縁膜３７を形成するまでは同じ工程のため説明を省略し、その以降の工程について図５を用いて説明する。なお、第１の実施形態と同じ構成部材には同符号を付す。
図５（ａ）において、配線絶縁膜３７の上にＳＯＧ膜を形成して層間絶縁膜４２とする。層間絶縁膜４２としてのＳＯＧ膜は、配線絶縁膜３７の上から、例えば無機系あるいは有機系の液状ＳＯＧ材をスピンコートした後に高温でベイクして溶剤を揮発させ、ＳＯＧ材を重合反応させて形成される。なお、このＳＯＧ膜の形成においては、ウエハ状態でＳＯＧ材を塗布し、ベイクが行われる。このとき、ＳＯＧ材を配線絶縁膜３７の上に塗布し、スピンコートすることにより、配線絶縁膜３７表面の段差にＳＯＧ材が流れ込み、薄く平坦な層間絶縁膜４２を形成することができる。
【００５０】
そして、図５（ｂ）に示すように、ＳＯＧ膜で形成した層間絶縁膜４２の上に、ＺｎＯからなる圧電薄膜３９を、ＩＣ領域および弾性表面波素子領域に形成する。
その後、図５（ｃ）に示すように、弾性表面波素子領域の圧電薄膜３９上にＩＤＴ電極と反射器から構成される弾性表面波素子４０を形成する。このようにして、半導体基板３０にＩＣ領域と弾性表面波素子領域を横に並べ、一つのチップに構成した弾性表面波装置３を得ることができる。
【００５１】
このように、層間絶縁膜４２をＳＯＧ膜にて形成することも可能であり、ＳＯＧ膜を用いることにより容易でかつ安価な、平坦化された層間絶縁膜４２を得ることができる。そして、層間絶縁膜４２の上に形成する圧電薄膜３９を平坦な状態を保持して形成することができ、弾性表面波素子４０が寸法精度良く形成できる。このことから、共振周波数のばらつきなく特性の良好な弾性表面波装置３を提供できる。
（第３の実施形態）
【００５２】
次に、第３の実施形態として、ＩＣ領域の配線層においてＡｌ配線を多層に設けた場合について説明する。
図６、図７、図８、図９、図１０は弾性表面波装置の製造工程を説明する模式部分断面図であり、図６から図１０の順に製造工程が進行する。
【００５３】
図６（ａ）において、シリコンからなる半導体基板５０のＩＣ領域に、従来知られた方法で多数の半導体素子５１を形成する。また、半導体基板５０上のＩＣ領域と弾性表面波素子領域の境界付近に、多数のＡｌダミー膜５２を形成し、配線密度の調整を行う。
そして、図６（ｂ）に示すように、半導体基板５０の上にＳｉＯ2からなる素子絶縁膜５３を形成する。このとき、ＩＣ領域だけでなく弾性表面波素子領域においても素子絶縁膜５３を形成する。
このようにして、ＩＣ領域に半導体素子５１と素子絶縁膜５３から構成する半導体素子層６８を形成する。
素子絶縁膜５３は厚さが均一な膜で、スパッタなどの手法にて形成するため、半導体素子５１とＡｌダミー膜５２を形成した部分と、形成していない部分では段差が生じている。特に、ＩＣ領域と弾性表面波素子領域の境で段差が生じている。
図６（ｃ）に示すように、ＣＭＰ処理によりＩＣ領域の素子絶縁膜５３の表面を研磨することで、前記段差を少なくすることができる。
【００５４】
次に、図７（ａ）に示すように、ＩＣ領域における半導体素子５１上の素子絶縁膜５３の一部をエッチングにより除去し、Ａｌを埋め込み半導体素子５１と導通する、第１Ａｌ配線５４を形成する。第１Ａｌ配線５４を形成する際、Ａｌダミー膜５５も同時に形成する。
そして、図７（ｂ）に示すように、ＩＣ領域および弾性表面波素子領域にＳｉＯ2からなる第１配線絶縁膜５６を形成する。
その後、図７（ｃ）に示すように、ＣＭＰ処理によりＩＣ領域の第１配線絶縁膜５６の表面を研磨し、ＩＣ領域と弾性表面波素子領域の段差を少なくする。
【００５５】
次に、図８（ａ）に示すように、第１配線絶縁膜５６の上に第２Ａｌ配線５７およびＡｌダミー膜５８を形成する。また、弾性表面波素子領域には層厚み調整膜５９を、第２Ａｌ配線５７およびＡｌダミー膜５８と同時に形成する。層厚み調整膜５９は、後述するＩＤＴ電極、反射器からなる弾性表面波素子の下方に位置し、弾性表面波素子を形成する領域を弾性表面波装置の厚さ方向に投影した領域が、層厚み調整膜を形成する領域に含まれる位置および面積で形成する。
そして、図８（ｂ）に示すように、ＳｉＯ2からなる第２配線絶縁膜６０を形成した後、ＣＭＰ処理によりＩＣ領域の第２配線絶縁膜６０の表面を研磨する。
【００５６】
次に、図９（ａ）に示すように、第２配線絶縁膜６０の上に第３Ａｌ配線６１およびＡｌダミー膜６２を形成し、その後、ＳｉＯ2からなる第３配線絶縁膜６３を形成する。そして、ＣＭＰ処理によりＩＣ領域の第３配線絶縁膜６３の表面を研磨し、ＩＣ領域と弾性表面波素子領域の段差を少なくする。
このようにして、ＩＣ領域に第１Ａｌ配線５４、第２Ａｌ配線５７、第３Ａｌ配線６１および第１配線絶縁膜５６、第２配線絶縁膜６０、第３配線絶縁膜６３から構成する配線層６９を形成する。
そして、図９（ｂ）に示すように、弾性表面波素子領域における第３配線絶縁膜６３の上に、層厚み調整膜６４を形成する。層厚み調整膜６４は層厚み調整膜５９と同様に、後述するＩＤＴ電極、反射器からなる弾性表面波素子の下方に位置し、弾性表面波素子を含む位置および面積で形成する。その後、Ｓｉ3Ｎ4からなる層間絶縁膜６５をＩＣ領域および弾性表面波素子領域に形成することで、ＩＣの耐湿性向上を図ることができる。そして、ＣＭＰ処理により、ＩＣ領域と弾性表面波素子領域の層間絶縁膜６５が平坦になるまで研磨する。
なお、今まで述べた本実施形態におけるＣＭＰ処理は、ウエハ状態にて行われる。
【００５７】
次に、図１０に示すように、ＣＭＰ処理により平坦化した層間絶縁膜６５の上に、ＺｎＯからなる圧電薄膜６６を、ＩＣ領域および弾性表面波素子領域に形成する。その後、弾性表面波素子領域の圧電薄膜６６上に弾性表面波素子６７を形成する。弾性表面波素子６７は、図１（ｂ）に示したＩＤＴ電極２１と反射器２２を備えたＳＡＷ共振子として構成されている。
このようにして、半導体基板５０にＩＣ領域と弾性表面波素子領域を横に並べ、一つのチップに構成した弾性表面波装置７０を得ることができる。
なお、層厚み調整膜５９，６４は半導体基板５０あるいは素子絶縁膜５３または第１配線絶縁膜５６、第２配線絶縁膜６０、第３配線絶縁膜６３の上のどの部分に形成してもよい。また、配線層は何層であっても、層厚み調整膜を適宜形成することにより実施することが可能である。
【００５８】
以上のように、本実施形態の弾性表面波装置７０の製造方法によれば、層間絶縁膜６５の表面をＣＭＰ処理することにより平坦化し、層間絶縁膜６５の上に形成する圧電薄膜６６を平坦な状態を保持して形成することができる。このことから、平坦な圧電薄膜６６上に形成されるＩＤＴ電極を含む弾性表面波素子６７は寸法精度良く形成でき、共振周波数のばらつきなく特性の良好な弾性表面波装置７０を提供できる。また、層間絶縁膜６５の表面が平坦化されることにより、圧電薄膜６６の結晶配向性が良くなり、弾性表面波素子６７の電気機械結合係数Ｋ2が大きくなるという効果も生ずる。
【００５９】
また、弾性表面波素子領域における素子絶縁膜５３または第１配線絶縁膜５６、第２配線絶縁膜６０、第３配線絶縁膜６３の上に層厚み調整膜５９，６４を適宜設けることにより、ＩＣ領域と弾性表面波素子領域との段差を少なくし、ＣＭＰ処理での層間絶縁膜６５の平坦化を容易にすることができる。
さらに、素子絶縁膜５３および第１配線絶縁膜５６、第２配線絶縁膜６０、第３配線絶縁膜６３をそれぞれＣＭＰ処理して、ＩＣ領域と弾性表面波素子領域との段差を少なくし、ＣＭＰ処理での層間絶縁膜６５の平坦化を容易にすることができる。このことは、Ａｌ配線を多層に積層する場合に、ＩＣ領域と弾性表面波素子領域との段差が拡大するのを減少させ、層間絶縁膜６５の平坦化にとって効果を有する。
そして、ＣＭＰ処理は弾性表面波装置７０を多数備えたウエハ状態で行われるため、効率よくＣＭＰ処理ができる。
また、層厚み調整膜５９，６４を弾性表面波素子６７の下方でかつ、弾性表面波素子６７を含む位置および面積で形成することにより、弾性表面波素子６７を形成する部分の段差が少なくなり、平坦度の良い面を形成できる。
さらに、層厚み調整膜５９，６４をＩＣ領域のＡｌ配線を形成する工程と同一工程で形成することができ、効率よく層厚み調整膜５９，６４を形成することができる。
（第４の実施形態）
【００６０】
上記第３の実施形態における層間絶縁膜をＳＯＧ膜で形成しても良い。第４の実施形態として第３の実施形態における層間絶縁膜をＳＯＧ膜で形成する場合について説明する。第３の実施形態で説明した図６から図９（ａ）の第３配線絶縁膜６３を形成するまでは同じ工程のため説明を省略し、その以降の工程について図１１を用いて説明する。なお、第３の実施形態と同じ構成部材には同符号を付す。
【００６１】
図１１（ａ）において、弾性表面波素子領域における第３配線絶縁膜６３の上に、層厚み調整膜６４を形成し、ＩＣ領域と弾性表面波素子領域の段差を少なくする。
次に第３配線絶縁膜６３の上にＳＯＧ膜を形成して層間絶縁膜７２とする。層間絶縁膜７２としてのＳＯＧ膜は、第３配線絶縁膜６３の上から、例えば無機系あるいは有機系の液状ＳＯＧ材をスピンコートした後に高温でベイクして溶剤を揮発させ、ＳＯＧ材を重合反応させて形成される。なお、このＳＯＧ膜の形成においては、ウエハ状態でＳＯＧ材を塗布し、ベイクが行われる。このとき、ＳＯＧ材を第３配線絶縁膜６３の上に塗布し、スピンコートすることにより、第３配線絶縁膜６３表面の段差にＳＯＧ材が流れ込み、薄く平坦な層間絶縁膜７２を形成することができる。
【００６２】
そして、図１１（ｂ）に示すように、ＳＯＧ膜で形成した層間絶縁膜７２の上に、ＺｎＯからなる圧電薄膜６６を、ＩＣ領域および弾性表面波素子領域に形成する。
その後、弾性表面波素子領域の圧電薄膜６６上にＩＤＴ電極と反射器から構成される弾性表面波素子６７を形成する。このようにして、半導体基板５０にＩＣ領域と弾性表面波素子領域を横に並べ、一つのチップに構成した弾性表面波装置７１を得ることができる。
【００６３】
このように、層間絶縁膜７２をＳＯＧ膜にて形成することも可能であり、ＳＯＧ膜を用いることにより容易でかつ安価な、平坦化された層間絶縁膜７２を得ることができる。そして、層間絶縁膜７２の上に形成する圧電薄膜６６を平坦な状態を保持して形成することができ、弾性表面波素子６７が寸法精度良く形成できる。このことから、共振周波数のばらつきなく特性の良好な弾性表面波装置７１を提供できる。
（第５の実施形態）
【００６４】
次に本発明に係る弾性表面波装置の実施形態について説明する。本実施形態の弾性表面波装置は上述の実施形態１〜４における弾性表面波装置の製造方法により製作されている。
図１（ｂ）に示す弾性表面波装置１は、ＩＣ領域１０と弾性表面波素子領域２０を備えている。ＩＣ領域１０には半導体基板に半導体素子が形成され、その上に半導体素子を接続するＡｌ配線１１が積層されている。また、Ａｌ配線密度を調整するために、Ａｌダミー膜１２が配置されている。そして、Ａｌパッド１３が設けられ、外部との電気的接続を行う。また、ＩＣ領域１０には、弾性表面波素子を駆動する発振回路などの高周波回路が含まれている。
弾性表面波素子領域２０には、ＩＤＴ電極２１と反射器２２を備えた弾性表面波素子２３としてのＳＡＷ共振子が形成され、外部との電気的接続のためにＡｌパッド２４が設けられている。
このように、半導体基板にＩＣ領域１０と弾性表面波素子領域２０を横に並べ、それぞれが一体化された弾性表面波装置１を構成している。
【００６５】
弾性表面波素子領域２０には、例えば図４（ｂ）に示すように、素子絶縁膜３３の上に層厚み調整膜３６が形成され、ＩＣ領域１０と弾性表面波素子領域２０の段差を減少させている。また、層間絶縁膜３８はＣＭＰ処理され、ＩＣ領域１０と弾性表面波素子領域２０は段差なく平坦化されている。そして、この平坦化された層間絶縁膜３８の上に圧電薄膜３９が形成され、さらにその上に弾性表面波素子４０が形成されている。
なお、層厚み調整膜３６はＩＤＴ電極２１と反射器２２から構成される弾性表面波素子４０の下方でかつ、弾性表面波素子４０が形成される領域を弾性表面波装置１の厚さ方向に投影した領域が、層厚み調整膜３６が形成される領域に含まれる位置および面積で形成されている。
【００６６】
このように、弾性表面波装置１の層間絶縁膜３８の表面が平坦に形成されるため、層間絶縁膜３８の上に形成する圧電薄膜３９を平坦な状態を保持して形成することができる。このことから、圧電薄膜３９上に形成されるＩＤＴ電極を含む弾性表面波素子４０は寸法精度良く形成でき、共振周波数のばらつきなく特性の良好な弾性表面波装置１を提供できる。また、層間絶縁膜３８の表面が平坦化されることにより、圧電薄膜３９の結晶性が良くなり電気機械結合係数Ｋ2が大きくなるという効果も生ずる。
また、層厚み調整膜３６を弾性表面波素子領域における素子絶縁膜３３または配線絶縁膜３７の上に適宜設けることにより、ＩＣ領域と弾性表面波素子領域との段差を少なくし、ＣＭＰ処理などの平坦化処理において層間絶縁膜３８の平坦化を容易にすることができる。
さらに、層厚み調整膜３６を弾性表面波素子の下方でかつ、弾性表面波素子を含む位置および面積で形成することにより、弾性表面波素子を形成する部分の段差が少なくなり、平坦度の良い面を形成することができる。
【００６７】
なお、上記実施形態において層厚み調整膜は均一な膜として形成したが、弾性表面波の電界に影響を与えない範囲で適宜、多数の孔を層厚み調整膜に開ける実施も可能である。
（第６の実施形態）
【００６８】
次に、ＩＣ領域の上方に弾性表面波素子領域を備える弾性表面波装置について簡単に説明する。
図１２（ａ）は弾性表面波装置の模式断面図であり、図１２（ｂ）は模式側面図である。
弾性表面波装置１００は、半導体基板１３０に半導体素子と配線が形成されたＩＣ領域１１０と、ＩＣ領域１１０の上方に形成された弾性表面波素子領域１２０を備え、ＩＣと弾性表面波素子とが電気的接続し一つのチップに構成されている。
弾性表面波素子領域１２０には、圧電薄膜１３９が設けられ、その上に櫛歯状のＩＤＴ電極１２１と反射器１２２を有する弾性表面波素子１２３が備えられている。また、この弾性表面波装置１００には複数のＡｌパッド１１３が配置され、一部のＡｌパッド１１３から接続Ａｌ配線１２４によりＩＤＴ電極１２１とＩＣとの電気的接続がなされている。
【００６９】
以上のような構成の弾性表面波装置１００の製造工程について説明する。
図１３、図１４、図１５は弾性表面波装置の製造工程を説明する模式部分断面図であり、図１３から図１５の順に製造工程が進行する。
図１３（ａ）において、シリコンからなる半導体基板１３０に、従来知られた方法で多数の半導体素子１３１およびＡｌ配線１３２を形成する。
そして、図１３（ｂ）に示すように、半導体基板１３０の上にＳｉＯ2からなる素子絶縁膜１３３を形成し、半導体素子１３１およびＡｌ配線１３２を絶縁する。
このようにして、半導体素子１３１と素子絶縁膜１３３から構成する半導体素子層１４５を形成する。この素子絶縁膜１３３はスパッタなどの手法にて形成する。
【００７０】
次に、図１３（ｃ）に示すように、半導体素子１３１上の素子絶縁膜１３３の一部をエッチングにより除去し、Ａｌを埋め込み半導体素子１３１と導通するＡｌ配線１３４，１３５、Ａｌパッド１３６を形成する。
そして、その上から、図１３（ｄ）に示すようにＳｉＯ2からなる配線絶縁膜１３７を形成する。
このようにして、Ａｌ配線１３４，１３５、Ａｌパッド１３６と配線絶縁膜１３７から構成する配線層１４６を形成する。
【００７１】
次に図１４（ａ）に示すように、配線絶縁膜１３７の上にＳｉ3Ｎ4からなる層間絶縁膜１３８を形成する。ここで、層間絶縁膜１３８の表面はその下の半導体素子１３１またはＡｌ配線１３２，１３４，１３５の有無により段差が生じている。これは、素子絶縁膜１３３、配線絶縁膜１３７、層間絶縁膜１３８が膜厚均一性の高いスパッタなどの手法で形成されているためである。
その後、図１４（ｂ）に示すように、ＣＭＰ（Chemical  Mechanical  Polishing）処理により、層間絶縁膜１３８が平坦になるまで研磨する。このとき、ＣＭＰ処理はウエハ状態で行われる。このＣＭＰ処理は、シリカなどの微小な砥粒と薬液を混合した研磨液を研磨パッドの表面に流しながらウエハをパッドに押し付けて機械的化学的に研磨し、ウエハ表面を平坦化する処理方法である。
【００７２】
次に、図１４（ｃ）に示すように、ＣＭＰ処理により平坦化した層間絶縁膜１３８の上に、ＺｎＯからなる圧電薄膜１３９を形成する。
その後、１４図（ｄ）に示すように、Ａｌパッド１３６の上方の配線絶縁膜１３７、層間絶縁膜１３８、圧電薄膜１３９をエッチングして開孔部１４３を形成する。
【００７３】
そして、図１５に示すように、接続Ａｌ配線１２４をＡｌパッド１３６から開孔部１４３の側壁から圧電薄膜１３９の上面にかけて形成する。
その後、圧電薄膜１３９上に弾性表面波素子１２３を形成する。弾性表面波素子１２３は、図１２（ａ）に示したＩＤＴ電極１２１と反射器１２２を備えたＳＡＷ共振子として構成されている。
このようにして、半導体基板１３０にＩＣ領域の上方に弾性表面波素子領域を備え、一つのチップに構成した弾性表面波装置１００を得ることができる。
【００７４】
以上のように、本実施形態の弾性表面波装置１００の製造方法によれば、層間絶縁膜１３８の表面をＣＭＰ処理することにより平坦化し、層間絶縁膜１３８の上に形成する圧電薄膜１３９を平坦な状態を保持して形成することができる。このことから、平坦な圧電薄膜１３９上に形成される弾性表面波素子１２３は寸法精度良く形成でき、共振周波数のばらつきなく特性の良好な弾性表面波装置１００を提供できる。また、層間絶縁膜１３８の表面が平坦化されることにより、圧電薄膜１３９の結晶配向性が良くなり、弾性表面波素子１２３の電気機械結合係数Ｋ2が大きくなるという効果も生ずる。そして、ＣＭＰ処理は弾性表面波装置を多数備えたウエハ状態で行われるため、効率よくＣＭＰ処理ができる。
（第７の実施形態）
【００７５】
次に、第７の実施形態として第６の実施形態における層間絶縁膜をＳＯＧ（Spin  On  Glass）膜で形成する場合について説明する。第６の実施形態で説明した図１３の配線絶縁膜１３７を形成するまでは同じ工程のため説明を省略し、その以降の工程について図１６を用いて説明する。なお、第６の実施形態と同じ構成部材には同符号を付す。
【００７６】
図１６（ａ）において、配線絶縁膜１３７の上にＳＯＧ膜を形成して層間絶縁膜１４２とする。層間絶縁膜１４２としてのＳＯＧ膜は、配線絶縁膜１３７の上から、例えば無機系あるいは有機系の液状ＳＯＧ材をスピンコートした後に高温でベイクして溶剤を揮発させ、ＳＯＧ材を重合反応させて形成される。なお、このＳＯＧ膜の形成においては、ウエハ状態でＳＯＧ材を塗布し、ベイクが行われる。このとき、ＳＯＧ材を配線絶縁膜１３７の上に塗布し、スピンコートすることにより、配線絶縁膜１３７表面の段差にＳＯＧ材が流れ込み、薄く平坦な層間絶縁膜１４２を形成することができる。
【００７７】
そして、図１６（ｂ）に示すように、ＳＯＧ膜で形成した層間絶縁膜１４２の上に、ＺｎＯからなる圧電薄膜１３９を形成する。
その後、図１６（ｃ）に示すように、Ａｌパッド１３６の上方の配線絶縁膜１３７、層間絶縁膜１４２、圧電薄膜１３９をエッチングして開孔部１４３を形成し、接続Ａｌ配線１２４をＡｌパッド１３６から開孔部１４３の側壁から圧電薄膜１３９の上面にかけて形成する。
そして、圧電薄膜１３９上に弾性表面波素子１２３を形成する。
このようにして、半導体基板１３０にＩＣ領域の上方に弾性表面波素子領域を備え、一つのチップに構成した弾性表面波装置１０１を得ることができる。
【００７８】
このように、層間絶縁膜１４２をＳＯＧ膜にて形成することも可能であり、ＳＯＧ膜を用いることにより容易でかつ安価な、平坦化された層間絶縁膜１４２を得ることができる。そして、層間絶縁膜１４２の上に形成する圧電薄膜１３９を平坦な状態を保持して形成することができ、弾性表面波素子１２３が寸法精度良く形成できる。このことから、共振周波数のばらつきなく特性の良好な弾性表面波装置１０１を提供できる。
（第８の実施形態）
【００７９】
次に、第８の実施形態として、ＩＣ領域の配線層においてＡｌ配線を多層に設けた場合について説明する。
図１７、図１８、図１９、図２０は弾性表面波装置の製造工程を説明する模式部分断面図であり、図１７から図２０の順に製造工程が進行する。
【００８０】
図１７（ａ）において、シリコンからなる半導体基板１５０に、従来知られた方法で多数の半導体素子１５１およびＡｌ配線１５２を形成する。
そして、図１７（ｂ）に示すように、半導体基板１５０の上にＳｉＯ2からなる素子絶縁膜１５３を形成する。
このようにして、半導体素子１５１と素子絶縁膜１５３から構成する半導体素子層１６８を形成する。
素子絶縁膜１５３は厚さが均一な膜で、スパッタなどの手法にて形成するため、半導体素子１５１とＡｌ配線１５２を形成した部分と、形成していない部分では段差が生じている。
そして、図１７（ｃ）に示すように、ＣＭＰ処理により素子絶縁膜１５３の表面を研磨する。このことで、前記段差を少なくすることができる。
【００８１】
次に、図１７（ｄ）に示すように、半導体素子１５１上の素子絶縁膜１５３の一部をエッチングにより除去し、Ａｌを埋め込み半導体素子１５１と導通する、第１Ａｌ配線１５４，１５５を形成する。
そして、図１７（ｅ）に示すように、ＳｉＯ2からなる第１配線絶縁膜１５６を形成する。
【００８２】
その後、図１８（ａ）に示すように、ＣＭＰ処理により第１配線絶縁膜１５６の表面を研磨し、第１配線絶縁膜１５６の表面の段差を少なくする。
次に、図１８（ｂ）に示すように、第１配線絶縁膜１５６の上に第２Ａｌ配線１５８を形成する。
そして、図１８（ｃ）に示すように、ＳｉＯ2からなる第２配線絶縁膜１６０を形成した後、ＣＭＰ処理により第２配線絶縁膜１６０の表面を研磨する。
同様に、第２配線絶縁膜１６０の上に第３Ａｌ配線１６２およびＡｌパッド１６１を形成し、第３配線絶縁膜１６３を形成した後、ＣＭＰ処理により第３配線絶縁膜１６３の表面を研磨する。
このようにして、第１Ａｌ配線１５４、第２Ａｌ配線１５８、第３Ａｌ配線１６２および第１配線絶縁膜１５６、第２配線絶縁膜１６０、第３配線絶縁膜１６３から構成する配線層１６９を形成する。
【００８３】
次に、図１９（ａ）に示すように、Ｓｉ3Ｎ4からなる層間絶縁膜１６５を形成する。そして、図１９（ｂ）に示すように、ＣＭＰ処理により、層間絶縁膜１６５が平坦になるまで研磨する。
なお、今まで述べた本実施形態におけるＣＭＰ処理は、ウエハ状態にて行われる。
次に、図１９（ｃ）に示すように、ＣＭＰ処理により平坦化した層間絶縁膜１６５の上に、ＺｎＯからなる圧電薄膜１６６を形成する。
【００８４】
その後、図２０に示すように、Ａｌパッド１６１の上方の第３配線絶縁膜１６３、層間絶縁膜１６５、圧電薄膜１６６をエッチングして開孔部１５９を形成し、接続Ａｌ配線１６４をＡｌパッド１６１から開孔部１５９の側壁から圧電薄膜１６６の上面にかけて形成する。そして、圧電薄膜１６６上に弾性表面波素子１６７を形成する。
このようにして、半導体基板１５０のＩＣ領域の上方に弾性表面波素子領域を備え、一つのチップに構成した弾性表面波装置１０２を得ることができる。
【００８５】
以上のように、本実施形態の弾性表面波装置１０２の製造方法によれば、層間絶縁膜１６５の表面をＣＭＰ処理することにより平坦化し、層間絶縁膜１６５の上に形成する圧電薄膜１６６を平坦な状態を保持して形成することができる。このことから、平坦な圧電薄膜１６６上に形成されるＩＤＴ電極を含む弾性表面波素子１６７は寸法精度良く形成でき、共振周波数のばらつきなく特性の良好な弾性表面波装置１０２を提供できる。また、層間絶縁膜１６５の表面が平坦化されることにより、圧電薄膜１６６の結晶配向性が良くなり、弾性表面波素子１６７の電気機械結合係数Ｋ2が大きくなるという効果も生ずる。
【００８６】
さらに、素子絶縁膜１５３および第１配線絶縁膜１５６、第２配線絶縁膜１６０、第３配線絶縁膜１６３をそれぞれＣＭＰ処理して段差を少なくし、ＣＭＰ処理での層間絶縁膜１６５の平坦化を容易にすることができる。このことは、Ａｌ配線を多層に積層する場合に段差が拡大するのを減少させ、層間絶縁膜１６５の平坦化にとって効果を有する。
そして、ＣＭＰ処理は弾性表面波装置１０２を多数備えたウエハ状態で行われるため、効率よくＣＭＰ処理ができる。
（第９の実施形態）
【００８７】
次に、第９の実施形態として第８の実施形態における層間絶縁膜をＳＯＧ（Spin  On  Glass）膜で形成する場合について説明する。第８の実施形態で説明した図１７から図１８の第３配線絶縁膜１６３を形成するまでは同じ工程のため説明を省略し、その以降の工程について図２１を用いて説明する。なお、第８の実施形態と同じ構成部材には同符号を付す。
【００８８】
図２１（ａ）において、第３配線絶縁膜１６３の上にＳＯＧ膜を形成して層間絶縁膜１５７とする。層間絶縁膜１５７としてのＳＯＧ膜は、第３配線絶縁膜１６３の上から、例えば無機系あるいは有機系の液状ＳＯＧ材をスピンコートした後に高温でベイクして溶剤を揮発させ、ＳＯＧ材を重合反応させて形成される。なお、このＳＯＧ膜の形成においては、ウエハ状態でＳＯＧ材を塗布し、ベイクが行われる。このとき、ＳＯＧ材を第３配線絶縁膜１６３の上に塗布し、スピンコートすることにより、第３配線絶縁膜１６３表面の段差にＳＯＧ材が流れ込み、薄く平坦な層間絶縁膜１５７を形成することができる。
そして、図２１（ｂ）に示すように、ＳＯＧ膜で形成した層間絶縁膜１５７の上に、ＺｎＯからなる圧電薄膜１６６を形成する。
その後、図２１（ｃ）に示すように、Ａｌパッド１６１の上方の第３配線絶縁膜１６３、層間絶縁膜１５７、圧電薄膜１６６をエッチングして開孔部１５９を形成し、接続Ａｌ配線１６４をＡｌパッド１６１から開孔部１５９の側壁から圧電薄膜１６６の上面にかけて形成する。そして、圧電薄膜１６６上に弾性表面波素子１６７を形成する。
このようにして、半導体基板１５０にＩＣ領域の上方に弾性表面波素子領域を備え、一つのチップに構成した弾性表面波装置１０３を得ることができる。
【００８９】
このように、層間絶縁膜１５７をＳＯＧ膜にて形成することも可能であり、ＳＯＧ膜を用いることにより容易でかつ安価な、平坦化された層間絶縁膜１５７を得ることができる。そして、層間絶縁膜１５７の上に形成する圧電薄膜１６６を平坦な状態を保持して形成することができ、弾性表面波素子１６７が寸法精度良く形成できる。このことから、共振周波数のばらつきなく特性の良好な弾性表面波装置１０３を提供できる。
（第１０の実施形態）
【００９０】
次に本発明に係るＩＣ領域の上方に弾性表面波素子領域を備える弾性表面波装置の実施形態について説明する。本実施形態の弾性表面波装置は上述の実施形態６〜９における弾性表面波装置の製造方法により製作されている（図１２参照）。
例えば、図１５に示す弾性表面波装置１００のように、弾性表面波装置１００の層間絶縁膜１３８の表面が平坦に形成されるため、層間絶縁膜１３８の上に形成する圧電薄膜１３９を平坦な状態を保持して形成することができる。このことから、圧電薄膜１３９上に形成されるＩＤＴ電極を含む弾性表面波素子１２３は寸法精度良く形成でき、共振周波数のばらつきなく特性の良好な弾性表面波装置１００を提供できる。また、層間絶縁膜１３８の表面が平坦化されることにより、圧電薄膜１３９の結晶性が良くなり電気機械結合係数Ｋ2が大きくなるという効果も生ずる。
また、ＩＣ領域の上に弾性表面波素子領域を備えることから、それぞれを並列に配置した場合に比べチップの面積が削減でき、弾性表面波装置の小型化を可能にする。
さらに、このような構造をとることにより、ＩＣ領域と弾性表面波素子領域を接続する配線長が短縮されるため高周波特性の向上が期待できる。
【００９１】
なお、本実施形態の配線層における配線絶縁膜をＳＯＧ膜で形成し、配線層表面を平坦化する実施も可能である。
また、実施形態において半導体基板の材料としてシリコンを用いて説明をしたが、他に例えば、Ｇｅ、ＳｉＧｅ、ＳｉＣ、ＳｉＳｎ、ＰｂＳ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＰ、ＧａＮ、ＺｎＳｅなどを用いることができる。
また、実施形態において圧電薄膜の材料としてＺｎＯを用いて説明したが、他に例えば、ＡｌＮなどが利用できる。
さらに、実施形態において弾性表面波素子としてＳＡＷ共振子の場合について説明したが、弾性表面波フィルタを構成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】（ａ）は弾性表面波装置の製造に用いられる半導体ウエハの模式平面図、（ｂ）は、弾性表面波装置の模式平面図。
【図２】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は第１実施形態の弾性表面波装置の製造工程を示す模式部分断面図。
【図３】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は第１実施形態の弾性表面波装置の製造工程を示す模式部分断面図。
【図４】（ａ）、（ｂ）は第１実施形態の弾性表面波装置の製造工程を示す模式部分断面図。
【図５】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は第２実施形態の弾性表面波装置の製造工程を示す模式部分断面図。
【図６】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は第３実施形態の弾性表面波装置の製造工程を示す模式部分断面図。
【図７】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は第３実施形態の弾性表面波装置の製造工程を示す模式部分断面図。
【図８】（ａ）、（ｂ）は第３実施形態の弾性表面波装置の製造工程を示す模式部分断面図。
【図９】（ａ）、（ｂ）は第３実施形態の弾性表面波装置の製造工程を示す模式部分断面図。
【図１０】第３実施形態の弾性表面波装置の製造工程を示す模式部分断面図。
【図１１】（ａ）、（ｂ）は第４実施形態の弾性表面波装置の製造工程を示す模式部分断面図。
【図１２】（ａ）は第６実施形態の弾性表面波装置の模式断面図、（ｂ）はその模式側面図。
【図１３】（ａ）〜（ｄ）は第６実施形態の弾性表面波装置の製造工程を示す模式部分断面図。
【図１４】（ａ）〜（ｄ）は第６実施形態の弾性表面波装置の製造工程を示す模式部分断面図。
【図１５】第６実施形態の弾性表面波装置の製造工程を示す模式部分断面図。
【図１６】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は第７実施形態の弾性表面波装置の製造工程を示す模式部分断面図。
【図１７】（ａ）〜（ｅ）は第８実施形態の弾性表面波装置の製造工程を示す模式部分断面図。
【図１８】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は第８実施形態の弾性表面波装置の製造工程を示す模式部分断面図。
【図１９】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は第８実施形態の弾性表面波装置の製造工程を示す模式部分断面図。
【図２０】第８実施形態の弾性表面波装置の製造工程を示す模式部分断面図。
【図２１】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は第９実施形態の弾性表面波装置の製造工程を示す模式部分断面図。
【符号の説明】
【００９３】
１，３…弾性表面波装置、２…半導体ウエハ、１０…ＩＣ領域、１１…配線としてのＡｌ配線、１２…Ａｌダミー膜、１３…Ａｌパッド、２０…弾性表面波素子領域、２１…ＩＤＴ電極、２２…反射器、２３…弾性表面波素子、２４…Ａｌパッド、３０…半導体基板、３１…半導体素子、３２…Ａｌダミー膜、３３…素子絶縁膜、３４…配線としてのＡｌ配線、３５…Ａｌダミー膜、３６…層厚み調整膜、３７…配線絶縁膜、３８…層間絶縁膜、３９…圧電薄膜、４０…弾性表面波素子、４２…層間絶縁膜、４５…半導体素子層、４６…配線層、５０…半導体基板、５１…半導体素子、５２…Ａｌダミー膜、５３…素子絶縁膜、５４…配線としての第１Ａｌ配線、５５…Ａｌダミー膜、５６…配線絶縁膜としての第１配線絶縁膜、５７…配線としての第２Ａｌ配線、５８…Ａｌダミー膜、５９…層厚み調整膜、６０…配線絶縁膜としての第２配線絶縁膜、６１…配線としての第３Ａｌ配線、６２…Ａｌダミー膜、６３…配線絶縁膜としての第３配線絶縁膜、６４…層厚み調整膜、６５…層間絶縁膜、６６…圧電薄膜、６７…弾性表面波素子、６８…半導体素子層、６９…配線層、７０，７１…弾性表面波装置、１００，１０１，１０２，１０３…弾性表面波装置、１１０…ＩＣ領域、１２０…弾性表面波素子領域、１２３…弾性表面波素子、１３０…半導体基板、１３１…半導体素子、１３８…層間絶縁膜、１３９…圧電薄膜、１４２…層間絶縁膜、１４５…半導体素子層、１４６…配線層、１５０…半導体基板、１５１…半導体素子、１５７…層間絶縁膜、１６５…層間絶縁膜、１６６…圧電薄膜、１６７…弾性表面波素子、１６８…半導体素子層、１６９…配線層。
【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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