(57)【要約】【課題】多層配線構造を有する半導体装置において、信頼性を向上させる。【解決手段】半導体層が形成されている基板の上に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜の一部をエッチングにより除去することにより、コンタクトホールとなる開口部を形成する工程と、前記開口部の形成されている絶縁膜に、２００℃以上、６００°以下の水蒸気を供給する工程と、前記水蒸気を供給した後、前記開口部の形成されている前記絶縁膜の表面に、シリコン化合物を含む溶液を塗布する工程と、前記絶縁膜の前記開口部の側面において、前記シリコン化合物を重合させて疎水膜を形成する工程と、前記コンタクトホールとなる開口部に、金属材料を埋め込むことにより貫通電極を形成する工程と、を有することを特徴とする半導体装置の製造方法により上記課題を解決する。【選択図】  図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体層が形成されている基板の上に絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜の一部をエッチングにより除去することにより、コンタクトホールとなる開口部を形成する工程と、
前記開口部の形成されている絶縁膜に、２００℃以上、６００°以下の水蒸気を供給する工程と、
前記水蒸気を供給した後、前記開口部の形成されている前記絶縁膜の表面に、シリコン化合物を含む溶液を塗布する工程と、
前記絶縁膜の前記開口部の側面において、前記シリコン化合物を重合させて疎水膜を形成する工程と、
前記コンタクトホールとなる開口部に、金属材料を埋め込むことにより貫通電極を形成する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
半導体層が形成されている基板の上に絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜の一部をエッチングにより除去することにより、開口部を形成する工程と、
前記開口部の形成されている絶縁膜に、２００℃以上、６００°以下の水蒸気を供給する工程と、
前記水蒸気を供給した後、前記開口部の形成されている前記絶縁膜の表面に、シリコン化合物を含む溶液を塗布する工程と、
前記絶縁膜の前記開口部の側面において、前記シリコン化合物を重合させて疎水膜を形成する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記疎水膜は、前記シリコン化合物に紫外線を照射することにより形成された重合膜であることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記シリコン化合物を含む溶液は、化１に示されるシリコン化合物を含む溶液であって、
【化１】
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前記化１に示される構造式において、Ｒ１及びＲ２は、水素原子、置換又は非置換のアルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、及びアリール基のうちのいずれかであり、ｎは２以上の整数であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記シリコン化合物を含む溶液は、化２に示されるシリコン化合物を含む溶液であって、
【化２】
2015088666.tif 000008
前記化２に示される構造式において、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３のうちの１又は２は水素原子であり、残りは水素原子、置換又は非置換のアルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、及びアリール基のうちのいずれかであり、ｎは２以上の整数であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記半導体層は、窒化物半導体であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
基板の上に形成されている半導体層と、
前記基板又は前記半導体層の上に形成されている絶縁膜と、
前記絶縁膜に形成されているコンタクトホールとなる開口部と、
前記絶縁膜の開口部の側面に形成されている疎水膜と、
前記開口部に形成された貫通電極と、
を有し、
前記疎水膜は、水に対する接触角が、９０°以上であることを特徴とする半導体装置。
【請求項８】
基板の上に形成されている半導体層と、
前記基板又は前記半導体層の上に形成されている絶縁膜と、
前記絶縁膜に形成されている開口部と、
前記絶縁膜の開口部の側面に形成されている疎水膜と、
を有し、
前記疎水膜は、水に対する接触角が、９０°以上であることを特徴とする半導体装置。
【請求項９】
前記疎水膜は、ＳｉＣ又はＳｉＮを含む重合膜であることを特徴とする請求項７又は８に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造方法及び半導体装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
窒化物半導体であるＧａＮ、ＡｌＮ、ＩｎＮ又は、これらの混晶からなる材料等は、広いバンドギャップを有しており、高出力電子デバイス又は短波長発光デバイス等として用いられている。例えば、窒化物半導体であるＧａＮは、バンドギャップが３．４ｅＶであり、Ｓｉのバンドギャップ１．１ｅＶ、ＧａＡｓのバンドギャップ１．４ｅＶよりも大きい。
【０００３】
このような高出力電子デバイスとしては、電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ：Field effect transistor）、特に、高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ：High Electron Mobility Transistor）がある（例えば、特許文献１）。窒化物半導体を用いたＨＥＭＴは、高出力・高効率増幅器、大電力スイッチングデバイス等に用いられる。具体的には、ＡｌＧａＮを電子供給層、ＧａＮを電子走行層に用いたＨＥＭＴでは、ＡｌＧａＮとＧａＮとの格子定数差による歪みによりＡｌＧａＮにピエゾ分極等が生じ、高濃度の２ＤＥＧ（Two-Dimensional Electron Gas：２次元電子ガス）が発生する。このため、高電圧における動作が可能であり、高効率スイッチング素子、電気自動車用等における高耐圧電力デバイスに用いることができる。
【０００４】
また、ＨＥＭＴは、優れた高速特性を有するため、光通信システムの信号処理回路、その他の高速デジタル回路等への用途が考えられている。特に、優れた低雑音特性を有するため、マイクロ波やミリ波帯における増幅器に用いられることが期待されている。ミリ波帯域で増幅器を動作させる際、十分な増幅利得を得るためには高い電流利得遮断周波数（ｆＴ）が求められる。このため、トランジスタの増幅率に関連するパラメータである相互コンダクタンス（ｇｍ）を向上させることに加え、ゲート長を短縮してゲート・ソース間の容量を低減することが必要となる。また、モジュールを小型化するため、モノリシックマイクロ波集積回路（ＭＭＩＣ： Monolithic Microwave Integrated Circuit）化した際に、配線間の層間絶縁膜により寄生容量が発生するため、絶縁膜の誘電率を低くすることが求められる。よって、このようなＭＭＩＣ等の多層配線構造を有する半導体装置においては、低誘電率絶縁膜により層間絶縁膜を形成する際には、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）やポリシラザン等を用いて絶縁膜が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３５９２５６号公報
【特許文献２】特開２００３−２８２６９８号公報
【特許文献３】特開２００９−７６８５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、層間絶縁膜を形成している低誘電率絶縁膜は、膜密度が低く、一般的な成膜法により成膜されたＳｉＯ２やＳｉＮ等の絶縁膜と比べて耐水性が低い。このため、ＭＭＩＣ等の多層配線構造を有する半導体装置においては、大気中の水分が低誘電率絶縁膜内を透過し、配線等を形成している金属が酸化される場合がある。よって、このような水分の透過を防ぐため、低誘電率絶縁膜が露出している部分には、保護膜等が形成されているが、現状の工程により形成されている保護膜等では、十分に水分の浸透を防ぐことができない場合がある。尚、配線等を形成している金属が酸化されてしまうと、配線間ショートやコンタクト抵抗の上昇等を招き、電気特性が低下する。このため、信頼性が低下し、寿命も短くなるため、好ましくない。
【０００７】
具体的に、図１に示すように、多層配線構造を有する半導体装置において、コンタクトホール９０１を形成する場合について説明する。この半導体装置は、基板９１０の上に、窒化物半導体により電子走行層９２１及び電子供給層９２２が形成されており、電子供給層９２２の上には、ゲート電極９３１、ソース電極９３２及びドレイン電極９３３が形成されている。電子供給層９２２の上には、ゲート電極９３１、ソース電極９３２及びドレイン電極９３３を覆うように、下部絶縁膜９４１、層間絶縁膜９４２、上部絶縁膜９４３が積層して形成されている。下部絶縁膜９４１及び上部絶縁膜９４３は、ＳｉＮ等により形成されており、層間絶縁膜９４２は、膜密度の低い低誘電率絶縁体膜により形成されている。
【０００８】
ソース電極９３２及びドレイン電極９３３が形成される領域においては、このように形成された下部絶縁膜９４１、層間絶縁膜９４２、上部絶縁膜９４３が除去されており、コンタクトホール９０１となる開口部が形成されている。下部絶縁膜９４１及び上部絶縁膜９４３は、ＳｉＮ等をＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）により成膜することにより形成されており、層間絶縁膜９４２は、シリカを含む溶液をスピンコートした後、加熱し乾燥させることにより形成されている。
【０００９】
上述したように、層間絶縁膜９４２は膜密度が低いため耐水性が低い。このため、コンタクトホール９０１の側面において露出している層間絶縁膜９４２の側面等を覆うように、ＳｉＮ等により保護膜９４４が形成される。この際、コンタクトホール９０１は、電気的な接続が得られるように、保護膜９４４を成膜した後、ソース電極９３２及びドレイン電極９３３の上に形成されている保護膜９４４を除去し、ソース電極９３２及びドレイン電極９３３の表面を露出させている。このため、製造工程が複雑となるといった問題点を有している。
【００１０】
また、保護膜９４４におけるステップカバレッジが良好でない場合には、コンタクトホール９０１の側面、即ち、層間絶縁膜９４２の側面より、大気中の水分が進入し、配線等を形成している金属が酸化されるため、信頼性が低下し、寿命も短くなる。即ち、一般的なＣＶＤ等の成膜法により成膜された保護膜９４４は、ステップカバレッジが良好でないため、コンタクトホール９０１の側面より、大気中の水分が進入し、配線等を形成している金属を酸化してしまい、信頼性が低下し、寿命も短くなる。
【００１１】
次に、図２に基づき層間絶縁膜が形成されている半導体装置においてスクライブラインを形成する場合について説明する。一般的に、半導体装置は、１枚のウェハに、複数の半導体素子等を形成し、この後、スクライブラインに沿ってダイシングソーにより切断し、チップ毎に分離することにより作製される。
【００１２】
図２に示すように、スクライブライン９０２は、例えば、基板９１０の上に形成されている絶縁膜を除去し、開口部を形成することにより形成されている。尚、図２においては、一例として、２層の層間絶縁膜９４２が形成されている場合を示している。具体的には、基板９１０の表面に、素子分離領域９１１が形成されており、素子分離領域９１１の上に、２層の層間絶縁膜９４２を含む絶縁層が形成されている。絶縁層は、素子分離領域９１１の上に、１層目の下部絶縁膜９４１、層間絶縁膜９４２、上部絶縁膜９４３が積層して形成されており、１層目の上部絶縁膜９４３の上に、２層目の下部絶縁膜９４１、層間絶縁膜９４２、上部絶縁膜９４３が積層して形成されている。
【００１３】
このように形成された１層目の下部絶縁膜９４１、層間絶縁膜９４２、上部絶縁膜９４３が及び２層目の下部絶縁膜９４１、層間絶縁膜９４２、上部絶縁膜９４３をドライエッチング等により除去することによりスクライブライン９０２となる開口部を形成する。この際、１層目及び２層目における層間絶縁膜９４２は、膜密度が低く耐水性が低いことから、スクライブライン９０２となる開口部の側面において露出している層間絶縁膜９４２の側面を覆うように、保護膜９４４が形成されている。
【００１４】
しかしながら、コンタクトホール９０１の場合と同様に、保護膜９４４のステップカバレッジが良好でない場合には、スクライブライン９０２となる開口部の側面、即ち、層間絶縁膜９４２の側面より、大気中の水分が進入し、配線等を形成している金属が酸化されるため、信頼性が低下し、寿命も短くなる。
【００１５】
尚、コンタクトホール９０１では、コンタクトホール９０１に、金属材料等を埋め込むことにより電極が形成されるため、埋め込まれた金属材料等により水分の進入をある程度は遮ることができる。しかしながら、スクライブライン９０２の場合では、スクライブライン９０２となる開口部に、金属材料等が埋め込まれることがないため、水分等が進入しやすい。
【００１６】
よって、膜密度の低い低誘電率絶縁体膜を層間絶縁膜に用いた多層配線構造を有する半導体装置において、層間絶縁膜への水分等の進入を抑制することのできる保護膜が形成されている信頼性の高い半導体装置が求められている。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本実施の形態の一観点によれば、半導体層が形成されている基板の上に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜の一部をエッチングにより除去することにより、コンタクトホールとなる開口部を形成する工程と、前記開口部の形成されている絶縁膜に、２００℃以上、６００°以下の水蒸気を供給する工程と、前記水蒸気を供給した後、前記開口部の形成されている前記絶縁膜の表面に、シリコン化合物を含む溶液を塗布する工程と、前記絶縁膜の前記開口部の側面において、前記シリコン化合物を重合させて疎水膜を形成する工程と、前記コンタクトホールとなる開口部に、金属材料を埋め込むことにより貫通電極を形成する工程と、を有することを特徴とする。
【００１８】
また、本実施の形態の他の一観点によれば、半導体層が形成されている基板の上に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜の一部をエッチングにより除去することにより、開口部を形成する工程と、前記開口部の形成されている絶縁膜に、２００℃以上、６００°以下の水蒸気を供給する工程と、前記水蒸気を供給した後、前記開口部の形成されている前記絶縁膜の表面に、シリコン化合物を含む溶液を塗布する工程と、前記絶縁膜の前記開口部の側面において、前記シリコン化合物を重合させて疎水膜を形成する工程と、を有することを特徴とする。
【００１９】
また、本実施の形態の他の一観点によれば、基板の上に形成されている半導体層と、前記基板又は前記半導体層の上に形成されている絶縁膜と、前記絶縁膜に形成されているコンタクトホールとなる開口部と、前記絶縁膜の開口部の側面に形成されている疎水膜と、前記開口部に形成された貫通電極と、を有し、前記疎水膜は、水に対する接触角が、９０°以上であることを特徴とする。
【００２０】
また、本実施の形態の他の一観点によれば、基板の上に形成されている半導体層と、前記基板又は前記半導体層の上に形成されている絶縁膜と、前記絶縁膜に形成されている開口部と、前記絶縁膜の開口部の側面に形成されている疎水膜と、を有し、前記疎水膜は、水に対する接触角が、９０°以上であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
開示の半導体装置によれば、膜密度の低い低誘電率絶縁体膜を層間絶縁膜に用いた多層配線構造を有する半導体装置において、層間絶縁膜への水分等の進入を抑制することができるため、信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】半導体装置に形成されるコンタクトホールの説明図
【図２】半導体装置に形成されるスクライブラインの説明図
【図３】第１の実施の形態における半導体装置の製造方法の工程図（１）
【図４】第１の実施の形態における半導体装置の製造方法の工程図（２）
【図５】第１の実施の形態における半導体装置の製造方法の説明図（１）
【図６】第１の実施の形態における半導体装置の製造方法の説明図（２）
【図７】第１の実施の形態における半導体装置の製造方法の説明図（３）
【図８】第１の実施の形態における半導体装置の製造方法の工程図（３）
【図９】第１の実施の形態における半導体装置の製造方法の工程図（４）
【図１０】第１の実施の形態における半導体装置の製造方法の説明図（４）
【図１１】形成された疎水膜における水の接触角を示す写真
【図１２】ビニルトリアセトキシシランの説明図
【図１３】水蒸気処理を行なう前後におけるＸＰＳによる分析結果
【図１４】第２の実施の形態における半導体装置の製造方法の工程図（１）
【図１５】第２の実施の形態における半導体装置の製造方法の工程図（２）
【図１６】第２の実施の形態における半導体装置の製造方法の工程図（３）
【図１７】第２の実施の形態における半導体装置の製造方法の工程図（４）
【発明を実施するための形態】
【００２３】
実施するための形態について、以下に説明する。尚、同じ部材等については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００２４】
〔第１の実施の形態〕
（半導体装置の製造方法）
本実施の形態における半導体装置の製造方法について、図３から図１０に基づき説明する。
【００２５】
最初に、図３（ａ）に示すように、基板１０の上に、窒化物半導体層及び電極等を形成し、窒化物半導体層及び電極を覆うように下部絶縁膜４１、層間絶縁膜４２、上部絶縁膜４３を形成する。
【００２６】
具体的には、基板１０の上のＨＥＭＴが形成される領域において、基板１０の上に、半導体層として、窒化物半導体であるＧａＮ等により第１の半導体層となる電子走行層２１、ＡｌＧａＮ等により第２の半導体層となる電子供給層２２を順次積層して形成する。これにより、電子走行層２１における電子走行層２１と電子供給層２２との界面近傍には、不図示の２ＤＥＧが生成される。尚、基板１０には、ＳｉＣやＳｉ等により形成された基板が用いられる。本実施の形態においては、電子走行層２１及び電子供給層２２は、ＭＯＶＰＥ（Metal Organic Vapor Phase Epitaxy）によるエピタキシャル成長により形成されている。尚、電子供給層２２の上には、ＧａＮ等により不図示のキャップ層を形成してもよい。
【００２７】
次に、基板１０の表面に素子分離領域１１を形成する。具体的には、電子供給層２２の上に、フォトレジストを塗布し、露光装置による露光、現像を行なうことにより、素子分離領域１１が形成される領域に開口部を有する不図示のレジストパターンを形成する。この後、レジストパターンの開口部における電子供給層２２及び電子走行層２１にＡｒイオン等をイオン注入することにより、素子分離領域１１を形成する。
【００２８】
次に、電子供給層２２の上に、ソース電極３２及びドレイン電極３３を形成する。具体的には、電子供給層２２の上に、フォトレジストを塗布し、露光装置による露光、現像を行なうことにより、ソース電極３２及びドレイン電極３３が形成される領域に開口部を有する不図示のレジストパターンを形成する。この際、電子供給層２２の上に、キャップ層が形成されている場合には、塩素系ガスをエッチングガスとして用いたドライエッチングによりレジストパターンの開口部におけるキャップ層を除去してもよい。この後、真空蒸着等により、Ｔｉ／Ａｌ等の金属積層膜を成膜した後、有機溶剤に浸漬させることにより、レジストパターンの上に形成されている金属積層膜をレジストパターンとともに、リフトオフにより除去する。これにより、残存する金属積層膜により、ソース電極３２及びドレイン電極３３を形成することができる。この後、窒素雰囲気中において、４００℃〜１０００℃の温度で熱処理を行なうことにより、ソース電極３２及びドレイン電極３３におけるオーミックコンタクトを確立させる。
【００２９】
次に、電子供給層２２、ソース電極３２及びドレイン電極３３の上に、ＣＶＤによりＳｉＮ等を成膜することにより下部絶縁膜４１を形成した後、ゲート電極３１が形成される領域の下部絶縁膜４１を除去する。この後、下部絶縁膜４１が除去された電子供給層２２の上に、ゲート電極３１を形成する。電子供給層２２の上に、不図示のキャップ層が形成されている場合には、キャップ層の上にゲート電極３１を形成してもよい。
【００３０】
具体的には、下部絶縁膜４１を成膜した後、下部絶縁膜４１の上に、フォトレジストを塗布し、露光装置による露光、現像を行なうことにより、ゲート電極３１が形成される領域に開口部を有する不図示のレジストパターンを形成する。この後、ドライエッチング等によりゲート電極３１が形成される領域の下部絶縁膜４１を除去し、電子供給層２２の表面を露出させる。尚、電子供給層２２の上に、不図示のキャップ層が形成されている場合には、キャップ層の表面を露出させる。この後、真空蒸着等により、Ｎｉ／Ａｕ等の金属積層膜を成膜し、有機溶剤に浸漬させることにより、レジストパターンの上に形成されている金属積層膜をレジストパターンとともに、リフトオフにより除去する。これにより、残存する金属積層膜により、ゲート電極３１を形成することができる。
【００３１】
次に、下部絶縁膜４１及びゲート電極３１の上に、層間絶縁膜４２、上部絶縁膜４３を形成する。具体的には、下部絶縁膜４１及びゲート電極３１の上に、シリカを含む溶液をスピンコート等により塗布した後、加熱等により乾燥させることにより層間絶縁膜４２となる多孔質シリカ膜を形成する。このように形成された層間絶縁膜４２となる多孔質シリカ膜は、空孔率が約４０％であり、比誘電率は、約２．２５である。この後、層間絶縁膜４２の上に、ＣＶＤによりＳｉＮ等を成膜することにより、上部絶縁膜４３を形成する。
【００３２】
次に、図３（ｂ）に示すように、ソース電極３２及びドレイン電極３３が形成される領域における上部絶縁膜４３、層間絶縁膜４２、下部絶縁膜４１を除去することにより、開口部４０ａ及び４０ｂを形成する。これにより、ソース電極３２が形成される領域に開口部４０ａが形成され、ドレイン電極３３が形成される領域に開口部４０ｂが形成される。具体的には、上部絶縁膜４３の上に、フォトレジストを塗布し、露光装置による露光、現像を行なうことにより、開口部４０ａ、４０ｂが形成される領域に開口部を有する不図示のレジストパターンを形成する。この後、フッ素系ガス等をエッチングガスとして用いたドライエッチングにより、レジストパターンの開口部における上部絶縁膜４３、層間絶縁膜４２、下部絶縁膜４１を除去することにより、開口部４０ａ、４０ｂを形成する。
【００３３】
これにより、開口部４０ａにおいて、ソース電極３２の表面を露出させることができ、開口部４０ｂにおいて、ドレイン電極３３の表面を露出させることができる。この状態においては、図５に示されるように、開口部４０ａ、４０ｂの側面には、エッチングガスに起因するＳｉ−ＦとＳｉ−ＯＨが付着している。尚、図５は、図３（ｂ）において、開口部４０ａが形成されている領域を拡大した図であるが、開口部４０ｂについても同様である。
【００３４】
次に、加熱した水蒸気を供給することにより、開口部４０ａ、４０ｂの側面に付着しているＳｉ−Ｆを加水分解する。本実施の形態においては、この工程を水蒸気処理と記載する場合がある。具体的には、２５０℃の水蒸気を供給することにより、下記の（１）に示される反応が進行し、開口部４０ａ、４０ｂの側面に付着しているＳｉ−Ｆが水蒸気により加水分解され、Ｓｉ−ＯＨとＨＦとが生成される。
Ｓｉ−Ｆ  ＋  Ｈ２Ｏ  →  Ｓｉ−ＯＨ  ＋ＨＦ・・・・・（１）
即ち、（１）に示されるように、Ｓｉ−Ｆが加水分解されると、Ｓｉ−ＯＨとＨＦとが生成され、図６に示すように、開口部４０ａの側面に付着していたＳｉ−Ｆは略消滅し、Ｓｉ−ＯＨが多く存在している状態となる。このことは、開口部４０ｂの側面においても同様である。尚、この加水分解は、２００℃以上の水蒸気であれば、滞りなく進行する反応であるが、２００℃未満の温度では、加水分解が進行しないか、又は、進行が極めて遅いため、好ましくない。また、あまり高温、例えば、６００℃を超える水蒸気を用いると、窒化物半導体や電極等に悪影響を与える場合があるため好ましくない。よって、本実施の形態においては、水蒸気処理に用いられる水蒸気は、２００℃以上、６００℃以下の水蒸気が好ましい。
【００３５】
次に、図４（ａ）に示すように、開口部４０ａ及び４０ｂの側面となる層間絶縁膜４２等の側面に、ビニルトリアセトキシシランを含む溶液をスピンコートにより塗布し、紫外線を照射することにより、ＳｉＣを含む重合膜により疎水膜４４を形成する。これにより、開口部４０ａ及び４０ｂの側面となる層間絶縁膜４２等の側面は、疎水膜４４により覆われる。図７は、図４（ａ）において、開口部４０ａが形成されている領域を拡大した図である。疎水膜４４を形成するための溶液は、化１に示されるシリコン化合物を含む溶液であれば、上記と同様の疎水膜４４を形成することができる。また、疎水膜４４となる重合膜は、化１に示されるシリコン化合物を含む溶液を塗布した後、加熱することにより重合させて形成してもよい。
【００３６】
【化１】
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【００３７】
尚、化１に示される構造式において、Ｒ１及びＲ２は、水素原子、置換又は非置換のアルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、及びアリール基のうちのいずれかであり、ｎは２以上の整数である。また、Ｒ１及びＲ２は、相互に同一であってもよく、異なっていてもよい。
【００３８】
次に、図４（ｂ）に示すように、開口部４０ａ及び４０ｂに、金属材料を埋め込むことにより、貫通電極５０ａ、５０ｂを形成する。貫通電極５０ａ、５０ｂは、ＣＶＤ又はメッキにより、開口部４０ａ、４０ｂを金属材料により埋め込むことにより形成される。尚、貫通電極５０ａ、５０ｂを形成する際には、一部にＴｉＮ等の金属窒化物を形成してもよい。
【００３９】
この後、貫通電極５０ａ、５０ｂの上に金属材料によりメッキ層を形成する。この後、上述した図３（ａ）に示す工程から図４（ｂ）に示す工程を繰り返し行なうことにより、多層配線構造を有する半導体装置を作製することができる。本実施の形態においては、層間絶縁膜４２等が２層形成されている。
【００４０】
次に、図８（ａ）に示されるように、スクライブラインが形成される領域における基板１０の上に形成されている層間絶縁膜４２等に、図８（ｂ）に示されるようなスクライブラインとなる開口部４０ｃを形成する。尚、スクライブラインとなる開口部４０ｃが形成される領域においては、基板１０の表面に素子分離領域１１が形成されており、素子分離領域１１の上に、２層の層間絶縁膜４２を含む絶縁膜が形成されている。具体的には、基板１０の表面に形成された素子分離領域１１の上に、１層目の下部絶縁膜４１、層間絶縁膜４２、上部絶縁膜４３及び２層目の下部絶縁膜４１、層間絶縁膜４２、上部絶縁膜４３が積層して形成されている。このように、スクライブラインが形成される領域に積層して形成されている１層目の上部絶縁膜４３、層間絶縁膜４２、下部絶縁膜４１及び２層目の上部絶縁膜４３、層間絶縁膜４２、下部絶縁膜４１を除去する。これにより、スクライブラインとなる開口部４０ｃを形成する。この開口部４０ｃは、フッ素系ガスを用いたドライエッチングにより形成することができる。
【００４１】
次に、加熱した水蒸気を供給することにより、開口部４０ｃの側面に付着しているＳｉ−Ｆを加水分解する。具体的には、開口部４０ｃを形成する際のドライエッチングにより、開口部４０ｃの側面には、エッチングガスに起因するＳｉ−ＦとＳｉ−ＯＨが付着している。このため、２５０℃の水蒸気を供給することにより、前述した（１）に示される反応が進行し、開口部４０ｃの側面に付着しているＳｉ−Ｆが水蒸気により加水分解され、Ｓｉ−ＯＨとＨＦとが生成される。
【００４２】
次に、図９に示すように、ビニルトリアセトキシシランを含む塗布液をスピンコートにより、開口部４０ｃの側面となる層間絶縁膜４２等の側面に塗布し、紫外線を照射することにより、ＳｉＣを含む重合膜により疎水膜４５を形成する。尚、本実施の形態においては、疎水膜４５を形成するための溶液は、前述した化１に示されるシリコン化合物を含む溶液であってもよい。また、前述した場合と同様に、疎水膜４５となる重合膜は、化１に示されるシリコン化合物を含む溶液を塗布した後、加熱することにより重合させて形成してもよい。
【００４３】
以上の工程まで形成した状態のもの、即ち、ダイシングソー等により切断される前の状態の工程のものを図１０に示す。図１０において、１層目の上部絶縁膜４３の上には、ニクロム等により形成された抵抗を形成するための抵抗膜５１と、抵抗膜５１と接触している２つの電極層５２が形成されており、更には、コンデンサを形成するための電極層５３が形成されている。また、貫通電極５０ａ、５０ｂの上には、金属材料により第１のメッキ層５４が形成されている。
【００４４】
また、電極層５２、電極層５３及び第１のメッキ層５４の上には、２層目の層間絶縁膜４２等を貫通する貫通電極５５が形成されるとともに、コンデンサを形成するための電極５６が形成されている。本実施の形態においては、貫通電極５５の周囲においても、疎水膜４４と同様の疎水膜４４ａが形成されている。具体的には、前述した場合と同様に、２層目の上部絶縁膜４３、層間絶縁膜４２、下部絶縁膜４１をドライエッチング等により除去することによりコンタクトホールとなる開口部を形成し、電極層５２、電極層５３及び第１のメッキ層５４の表面を露出させる。この後、水蒸気処理による加水分解を行なった後、ビニルトリアセトキシシランを含む塗布液を塗布し、紫外線を照射し重合させることにより、コンタクトホールとなる開口部の側面に疎水膜４４ａを形成する。このように側面に疎水膜４４ａが形成されているコンタクトホールとなる開口部に、金属材料を埋め込むことにより、貫通電極５５が形成される。
【００４５】
貫通電極５５及び電極５６の上には、金属材料により第２のメッキ層５７が形成されている。抵抗は抵抗膜５１と２つの電極層５２により形成されており、コンデンサは電極層５３と電極５６と電極層５３と電極５６との間に挟まれた下部絶縁膜４１と上部絶縁膜４３とにより形成されている。この後、開口部４０ｃをスクライブラインとして、ダイシングソー等によりチップ毎に切断する。
【００４６】
以上により、本実施の形態における半導体装置を製造することができる。本実施の形態においては、層間絶縁膜４２等の開口部４０ａ、４０ｂの側面には、疎水膜４４が形成されているため、層間絶縁膜４２において、開口部４０ａ、４０ｂの側面からの水分の侵入を防ぐことができる。また、スクライブラインとなる層間絶縁膜４２等の開口部４０ｃの側面には、疎水膜４５が形成されているため、層間絶縁膜４２において、開口部４０ｃの側面からの水分の侵入を防ぐことができる。よって、本実施の形態における半導体装置においては、層間絶縁膜４２への水分の侵入を防ぐことができるため、信頼性を高めることができ、寿命が長くなる。
【００４７】
（疎水膜）
次に、本実施の形態における半導体装置において形成される疎水膜について説明する。図１１は、層間絶縁膜４２に形成されている開口部４０ａ、４０ｂ、４０ｃにおける水の接触角を調べた結果である。具体的には、水を滴下させた状態を示す写真である。
【００４８】
図１１（ａ）は、層間絶縁膜４２となる多孔質シリカ膜においてドライエッチングにより開口部を形成した直後の表面に水を滴下した状態を示す写真である。この場合、水の接触角は４７°であった。図１１（ｂ）は、層間絶縁膜４２となる多孔質シリカ膜においてドライエッチングにより開口部４０を形成した後、水蒸気による加水分解を行なうことなく、ビニルトリアセトキシシランを塗布し、疎水膜を形成したものの表面に水を滴下した状態を示す写真である。この場合、水の接触角は６２°であった。図１１（ｃ）は、本実施の形態における製造方法により形成された疎水膜４４、４５の表面に水を滴下した状態を示す写真である。即ち、層間絶縁膜４２となる多孔質シリカ膜においてドライエッチングにより開口部を形成し、水蒸気による加水分解を行なった後、ビニルトリアセトキシシランを塗布し、疎水膜４４、４５を形成したものの表面に水を滴下した状態を示す写真である。この場合、水の接触角は９３°であった。
【００４９】
図１１（ａ）と比較して図１１（ｂ）に示されるように、水蒸気による加水分解を行なうことなく、ビニルトリアセトキシシランを塗布し、疎水膜を形成しても、水の接触角を大きくすることができる。しかしながら、図１１（ｃ）に示されるように、エッチング後であって、ビニルトリアセトキシシランを塗布する前に、水蒸気による加水分解を行なうことにより、水の接触角を９０°以上にすることができ、撥水性を極めて高くすることができる。従って、本実施の形態における製造方法により製造された半導体装置は、疎水膜４４、４５における撥水性が極めて高いため、大気中の水分が層間絶縁膜４２に進入することを抑制することができ、信頼性等を高めることができる。
【００５０】
ところで、本実施の形態においては、ビニルトリアセトキシシランを塗布する前に、水蒸気による加水分解を行なうことにより、疎水膜４４、４５の撥水性を高めている。これは、水蒸気による加水分解を行なうことにより、開口部４０ａ等の側面において、殆どのＳｉ−ＦがＳｉ−ＯＨとなるため、Ｓｉ−Ｆが殆ど存在していない状態となるからである。即ち、Ｓｉ−ＯＨはビニルトリアセトキシシランの吸着サイトとなるため、この部分では疎水膜は形成されるが、Ｓｉ−Ｆが多く存在している部分では疎水膜が形成されない。よって、本実施の形態においては、開口部４０ａ等の側面におけるＳｉ−Ｆを水蒸気処理による加水分解により、Ｓｉ−ＯＨにすることにより、開口部４０ａ等の側面にビニルトリアセトキシシランを均一に付着させることができる。これにより、開口部４０ａ等の側面に均一な疎水膜４４等を形成することができ、このような均一な疎水膜４４等が形成されると撥水性を高めることができる。
【００５１】
具体的には、図１２に示すように、ビニルトリアセトキシシランにおけるＯＣ２Ｈ５基が、Ｓｉ−ＯＨに吸着し反応する。よって、Ｓｉ−ＯＨが存在していない領域では、ビニルトリアセトキシシランが吸着しないため、疎水膜４４が形成されない。従って、開口部４０ａ等の側面において、Ｓｉ−Ｆがなく、Ｓｉ−ＯＨが多く存在している状態とすることのより、疎水膜４４を均一に形成することができ、撥水性を高めることができる。
【００５２】
尚、ソース電極３２及びドレイン電極３３は金属材料により形成されているため、ソース電極３２及びドレイン電極３３の表面に塗布されたビニルトリアセトキシシランは、吸着サイトがないため弾かれ、疎水膜４４は形成されない。尚、形成される疎水膜４４の厚さは、数ｎｍ〜数十ｎｍである。疎水膜４４の厚さは、疎水膜４４を形成する際に塗布されるアルコキシシランのシリコンに結合しているアルコキシ基の数や、塗布する際のスピンコートの回転数により、調整可能である。
【００５３】
図１３は、層間絶縁膜４２にドライエッチングにより開口部等を形成した後、水蒸気を供給しなかった場合と供給した場合におけるＸＰＳ（X-ray photoelectron spectroscopy）による測定結果である。図１３において、１３Ａは水蒸気を供給しなかった場合におけるＸＰＳによる測定結果であり、１３Ｂは水蒸気を供給した場合におけるＸＰＳによる測定結果である。１３Ａにおいては、ＳｉＦｘのピークが確認されるが、１３Ｂにおいては、ＳｉＦｘのピークは確認されない。よって、水蒸気を供給することによりＳｉ−Ｆは加水分解されて、Ｓｉ−ＯＨとなるため、Ｓｉ−Ｆが殆ど存在していない状態となる。このように、層間絶縁膜４２においてドライエッチングにより形成された開口部の側面においては、水蒸気処理による加水分解により、Ｓｉ−Ｆが殆ど存在していない状態にすることができる。これにより、層間絶縁膜４２の開口部の側面において、疎水膜４４を均一に形成することができ、撥水性を向上させることができるため、半導体装置の信頼性を高めることができ、寿命が長くなる。
【００５４】
尚、本実施の形態においては、ＧａＮ及びＡｌＧａＮ等の窒化物半導体により形成されえている半導体装置について説明したが、本実施の形態は、半導体層がＧａＮとＩｎＡｌＮ又はＩｎＧａＡｌＮ等の窒化物半導体により形成された半導体装置であってもよい。また、半導体層が窒化物半導体以外のＧａＡｓ等の化合物半導体を用いた半導体装置であってもよく、更には、Ｓｉ等を用いた半導体装置であってもよい。
【００５５】
〔第２の実施の形態〕
次に、第２の実施の形態における半導体装置の製造方法について、図１４から図１７に基づき説明する。
【００５６】
最初に、図１４（ａ）に示すように、基板１０の上に、窒化物半導体層及び電極等を形成し、窒化物半導体層及び電極を覆うように下部絶縁膜４１、層間絶縁膜４２、上部絶縁膜４３を形成する。
【００５７】
具体的には、基板１０の上のＨＥＭＴが形成される領域において、基板１０の上に、半導体層として、窒化物半導体であるＧａＮ等により第１の半導体層となる電子走行層２１、ＡｌＧａＮ等により第２の半導体層となる電子供給層２２を順次積層して形成する。これにより、電子走行層２１における電子走行層２１と電子供給層２２との界面近傍には、不図示の２ＤＥＧが生成される。尚、基板１０には、ＳｉＣやＳｉ等により形成された基板が用いられる。本実施の形態においては、電子走行層２１及び電子供給層２２は、ＭＯＶＰＥによるエピタキシャル成長により形成されており、電子供給層２２の上には、ＧａＮ等により不図示のキャップ層を形成してもよい。
【００５８】
次に、基板１０の表面に素子分離領域１１を形成する。具体的には、電子供給層２２の上に、フォトレジストを塗布し、露光装置による露光、現像を行なうことにより、素子分離領域１１が形成される領域に開口部を有する不図示のレジストパターンを形成する。この後、レジストパターンの開口部における電子供給層２２及び電子走行層２１にＡｒイオン等をイオン注入することにより、素子分離領域１１を形成する。
【００５９】
次に、電子供給層２２の上に、ソース電極３２及びドレイン電極３３を形成する。具体的には、電子供給層２２の上に、フォトレジストを塗布し、露光装置による露光、現像を行なうことにより、ソース電極３２及びドレイン電極３３が形成される領域に開口部を有する不図示のレジストパターンを形成する。この際、電子供給層２２の上に、キャップ層が形成されている場合には、塩素系ガスをエッチングガスとして用いたドライエッチングによりレジストパターンの開口部におけるキャップ層を除去してもよい。この後、真空蒸着等により、Ｔｉ／Ａｌ等の金属積層膜を成膜した後、有機溶剤に浸漬させることにより、レジストパターンの上に形成されている金属積層膜をレジストパターンとともに、リフトオフにより除去する。これにより、残存する金属積層膜により、ソース電極３２及びドレイン電極３３を形成することができる。この後、窒素雰囲気中において、４００℃〜１０００℃の温度で熱処理を行なうことにより、ソース電極３２及びドレイン電極３３におけるオーミックコンタクトを確立させる。
【００６０】
次に、電子供給層２２、ソース電極３２及びドレイン電極３３の上に、ＣＶＤによりＳｉＮ等を成膜することにより下部絶縁膜４１を形成した後、ゲート電極３１が形成される領域の下部絶縁膜４１を除去する。この後、下部絶縁膜４１が除去された電子供給層２２の上に、ゲート電極３１を形成する。電子供給層２２の上に、不図示のキャップ層が形成されている場合には、キャップ層の上にゲート電極３１を形成してもよい。
【００６１】
具体的には、下部絶縁膜４１を成膜した後、下部絶縁膜４１の上に、フォトレジストを塗布し、露光装置による露光、現像を行なうことにより、ゲート電極３１が形成される領域に開口部を有する不図示のレジストパターンを形成する。この後、ドライエッチング等によりゲート電極３１が形成される領域の下部絶縁膜４１を除去し、電子供給層２２の表面を露出させる。尚、電子供給層２２の上に、不図示のキャップ層が形成されている場合には、キャップ層の表面を露出させる。この後、真空蒸着等により、Ｎｉ／Ａｕ等の金属積層膜を成膜した後、有機溶剤に浸漬させることにより、レジストパターンの上に形成されている金属積層膜をレジストパターンとともに、リフトオフにより除去する。これにより、残存する金属積層膜により、ゲート電極３１を形成することができる。
【００６２】
次に、下部絶縁膜４１及びゲート電極３１の上に、層間絶縁膜４２、上部絶縁膜４３を形成する。具体的には、下部絶縁膜４１及びゲート電極３１の上に、シリカを含む溶液をスピンコート等により塗布した後、加熱等により乾燥させることにより層間絶縁膜４２となる多孔質シリカ膜を形成する。このように形成された層間絶縁膜４２となる多孔質シリカ膜は、空孔率が約４０％であり、比誘電率は、約２．２５である。この後、層間絶縁膜４２の上に、ＣＶＤによりＳｉＮ等を成膜することにより、上部絶縁膜４３を形成する。
【００６３】
次に、図１４（ｂ）に示すように、ソース電極３２及びドレイン電極３３が形成される領域における上部絶縁膜４３、層間絶縁膜４２、下部絶縁膜４１を除去することにより、開口部４０ａ及び４０ｂを形成する。これにより、ソース電極３２が形成される領域に開口部４０ａが形成され、ドレイン電極３３が形成される領域に開口部４０ｂが形成される。具体的には、上部絶縁膜４３の上に、フォトレジストを塗布し、露光装置による露光、現像を行なうことにより、開口部４０ａ、４０ｂが形成される領域に開口部を有する不図示のレジストパターンを形成する。この後、フッ素系ガス等をエッチングガスとして用いたドライエッチングにより、レジストパターンの開口部における上部絶縁膜４３、層間絶縁膜４２、下部絶縁膜４１を除去することにより、開口部４０ａ、４０ｂを形成する。
【００６４】
これにより、開口部４０ａにおいて、ソース電極３２の表面を露出させることができ、開口部４０ｂにおいて、ドレイン電極３３の表面を露出させることができる。この状態においては、図５に示されるように、開口部４０ａ、４０ｂの側面には、エッチングガスに起因するＳｉ−ＦとＳｉ−ＯＨが付着している。尚、図５は、図１４（ｂ）において、開口部４０ａが形成されている領域を拡大した図であるが、開口部４０ｂについても同様である。
【００６５】
次に、加熱した水蒸気を供給することにより、開口部４０ａ、４０ｂの側面に付着しているＳｉ−Ｆを加水分解する。具体的には、２５０℃の水蒸気を供給することにより、下記の（１）に示される反応が進行し、開口部４０ａ、４０ｂの側面に付着しているＳｉ−Ｆが水蒸気により加水分解され、Ｓｉ−ＯＨとＨＦとが生成される。
Ｓｉ−Ｆ  ＋  Ｈ２Ｏ  →  Ｓｉ−ＯＨ  ＋ＨＦ・・・・・（１）
即ち、（１）に示されるように、Ｓｉ−Ｆが加水分解されると、Ｓｉ−ＯＨとＨＦが生成され、図６に示すように、開口部４０ａの側面に付着していたＳｉ−Ｆは略消滅し、Ｓｉ−ＯＨが多く存在している状態となる。このことは、開口部４０ｂの側面においても同様である。尚、この加水分解は、２００℃以上の水蒸気であれば、滞りなく進行する反応であるが、２００℃未満の温度では、加水分解が進行しないか、又は、進行が極めて遅いため、好ましくない。また、あまり高温、例えば、６００℃を超える水蒸気を用いると、窒化物半導体や電極等に悪影響を与える場合があるため好ましくない。よって、本実施の形態においては、水蒸気処理に用いられる水蒸気は、２００℃以上、６００℃以下の水蒸気が好ましい。
【００６６】
次に、図１５（ａ）に示すように、開口部４０ａ及び４０ｂの側面となる層間絶縁膜４２等の側面に、アミノプロピルトリアセトキシシランを含む溶液をスピンコートにより塗布し、紫外線を照射することにより、ＳｉＮを含む重合膜により疎水膜１４４を形成する。これにより、開口部４０ａ及び４０ｂの側面となる層間絶縁膜４２等の側面は、疎水膜１４４により覆われる。図７は、図１５（ａ）において、開口部４０ａが形成されている領域を拡大した図である。疎水膜１４４を形成するための溶液は、化２に示されるシリコン化合物を含む溶液であれば、上記と同様の疎水膜１４４を形成することができる。また、疎水膜１４４となる重合膜は、化２に示されるシリコン化合物を含む溶液を塗布した後、加熱することにより重合させて形成してもよい。
【００６７】
【化２】
2015088666.tif 000004
【００６８】
尚、化２に示される構造式において、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３のうちの１又は２は水素原子であり、残りは水素原子、置換又は非置換のアルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、及びアリール基のうちのいずれかであり、ｎは２以上の整数である。また、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は、相互に同一であってもよく、異なっていてもよい。
【００６９】
次に、図１５（ｂ）に示すように、開口部４０ａ及び４０ｂに、金属材料を埋め込むことにより、貫通電極５０ａ、５０ｂを形成する。貫通電極５０ａ、５０ｂは、ＣＶＤ又はメッキにより、開口部４０ａ、４０ｂを金属材料により埋め込むことにより形成される。尚、貫通電極５０ａ、５０ｂを形成する際には、一部にＴｉＮ等の金属窒化物を形成してもよい。
【００７０】
この後、貫通電極５０ａ、５０ｂの上に金属材料によりメッキ層を形成する。この後、上述した図１４（ａ）に示す工程から図１５（ｂ）に示す工程を繰り返し行なうことにより、多層配線構造を有する半導体装置を作製することができる。本実施の形態においては、層間絶縁膜４２等が２層形成されている。
【００７１】
次に、図１６（ａ）に示されるように、スクライブラインが形成される領域における基板１０の上に形成されている層間絶縁膜４２等に、図１６（ｂ）に示されるようなスクライブラインとなる開口部４０ｃを形成する。尚、スクライブラインとなる開口部４０ｃが形成される領域においては、基板１０の表面に素子分離領域１１が形成されており、素子分離領域１１の上に、２層の層間絶縁膜４２を含む絶縁膜が形成されている。具体的には、基板１０の表面に形成された素子分離領域１１の上に、１層目の下部絶縁膜４１、層間絶縁膜４２、上部絶縁膜４３及び２層目の下部絶縁膜４１、層間絶縁膜４２、上部絶縁膜４３が積層して形成されている。このように、スクライブラインが形成される領域に積層して形成されている１層目の上部絶縁膜４３、層間絶縁膜４２、下部絶縁膜４１及び２層目の上部絶縁膜４３、層間絶縁膜４２、下部絶縁膜４１を除去する。これにより、スクライブラインとなる開口部４０ｃを形成する。この開口部４０ｃは、フッ素系ガスを用いたドライエッチングにより形成することができる。
【００７２】
次に、加熱した水蒸気を供給することにより、開口部４０ｃの側面に付着しているＳｉ−Ｆを加水分解する。具体的には、開口部４０ｃを形成する際のドライエッチングにより、開口部４０ｃの側面には、エッチングガスに起因するＳｉ−ＦとＳｉ−ＯＨが付着している。このため、２５０℃の水蒸気を供給することにより、前述した（１）に示される反応が進行し、開口部４０ｃの側面に付着しているＳｉ−Ｆが水蒸気により加水分解され、Ｓｉ−ＯＨとＨＦとが生成される。
【００７３】
次に、図１７に示すように、アミノプロピルトリアセトキシシランを含む塗布液をスピンコートにより、開口部４０ｃの側面となる層間絶縁膜４２等の側面に塗布し、紫外線を照射することにより、ＳｉＮを含む重合膜を形成する。このように形成されたＳｉＮを含む重合膜により疎水膜１４５が形成される。尚、本実施の形態においては、疎水膜１４５を形成するための溶液は、前述した化２に示されるシリコン化合物を含む溶液であってもよい。また、前述した場合と同様に、疎水膜１４５となる重合膜は、化２に示されるシリコン化合物を含む溶液を塗布した後、加熱することにより重合させて形成してもよい。
【００７４】
以上により、本実施の形態における半導体装置を製造することができる。本実施の形態においては、層間絶縁膜４２の開口部４０ａ、４０ｂの側面等には、疎水膜１４４が形成されているため、層間絶縁膜４２において、開口部４０ａ、４０ｂの側面等からの水分の侵入を防ぐことができる。また、スクライブラインとなる層間絶縁膜４２の開口部４０ｃの側面等には、疎水膜１４５が形成されているため、層間絶縁膜４２において、開口部４０ｃの側面等からの水分の侵入を防ぐことができる。よって、本実施の形態における半導体装置は、信頼性を高めることができ、寿命が長くなる。
【００７５】
尚、上記以外の内容については、第１の実施の形態と同様である。
【００７６】
以上、実施の形態について詳述したが、特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。
【００７７】
上記の説明に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
半導体層が形成されている基板の上に絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜の一部をエッチングにより除去することにより、コンタクトホールとなる開口部を形成する工程と、
前記開口部の形成されている絶縁膜に、２００℃以上、６００°以下の水蒸気を供給する工程と、
前記水蒸気を供給した後、前記開口部の形成されている前記絶縁膜の表面に、シリコン化合物を含む溶液を塗布する工程と、
前記絶縁膜の前記開口部の側面において、前記シリコン化合物を重合させて疎水膜を形成する工程と、
前記コンタクトホールとなる開口部に、金属材料を埋め込むことにより貫通電極を形成する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
（付記２）
前記絶縁膜を形成する工程、前記開口部を形成する工程、前記水蒸気を供給する工程、前記シリコン化合物を含む溶液を塗布する工程、前記疎水膜を形成する工程、前記貫通電極を形成する工程を繰り返し行なうことにより、多層配線構造を形成することを特徴とする付記１に記載の半導体装置の製造方法。
（付記３）
半導体層が形成されている基板の上に絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜の一部をエッチングにより除去することにより、開口部を形成する工程と、
前記開口部の形成されている絶縁膜に、２００℃以上、６００°以下の水蒸気を供給する工程と、
前記水蒸気を供給した後、前記開口部の形成されている前記絶縁膜の表面に、シリコン化合物を含む溶液を塗布する工程と、
前記絶縁膜の前記開口部の側面において、前記シリコン化合物を重合させて疎水膜を形成する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
（付記４）
前記開口部は、スクライブラインとなるものであることを特徴とする付記３に記載の半導体装置の製造方法。
（付記５）
前記疎水膜は、前記シリコン化合物に紫外線を照射することにより形成された重合膜であることを特徴とする付記１から４のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
（付記６）
前記シリコン化合物を含む溶液は、化１に示されるシリコン化合物を含む溶液であって、
【化１】
2015088666.tif 000005
前記化１に示される構造式において、Ｒ１及びＲ２は、水素原子、置換又は非置換のアルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、及びアリール基のうちのいずれかであり、ｎは２以上の整数であることを特徴とする付記１から５のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
（付記７）
前記シリコン化合物を含む溶液は、化２に示されるシリコン化合物を含む溶液であって、
【化２】
2015088666.tif 000006
前記化２に示される構造式において、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３のうちの１又は２は水素原子であり、残りは水素原子、置換又は非置換のアルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、及びアリール基のうちのいずれかであり、ｎは２以上の整数であることを特徴とする付記１から５のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
（付記８）
前記絶縁膜はシリカを含む溶液を塗布し、乾燥させることにより形成された多孔質シリカを含むものであることを特徴とする付記１から７のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
（付記９）
前記エッチングは、ドライエッチングであることを特徴とする付記１から８のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
（付記１０）
前記半導体層は、窒化物半導体であることを特徴とする付記１から９のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
（付記１１）
前記半導体層は、前記基板の上に第１の半導体層と第２の半導体層を順次積層することにより形成されたものであって、
前記第１の半導体層は、ＧａＮを含む材料により形成されており、
前記第２の半導体層は、ＡｌＧａＮを含む材料により形成されていることを特徴とする付記１から１０のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
（付記１２）
基板の上に形成されている半導体層と、
前記基板又は前記半導体層の上に形成されている絶縁膜と、
前記絶縁膜に形成されているコンタクトホールとなる開口部と、
前記絶縁膜の開口部の側面に形成されている疎水膜と、
前記開口部に形成された貫通電極と、
を有し、
前記疎水膜は、水に対する接触角が、９０°以上であることを特徴とする半導体装置。
（付記１３）
前記絶縁膜は、複数層積層して形成されていることを特徴とする付記１２に記載の半導体装置。
（付記１４）
基板の上に形成されている半導体層と、
前記基板又は前記半導体層の上に形成されている絶縁膜と、
前記絶縁膜に形成されている開口部と、
前記絶縁膜の開口部の側面に形成されている疎水膜と、
を有し、
前記疎水膜は、水に対する接触角が、９０°以上であることを特徴とする半導体装置。
（付記１５）
前記開口部は、スクライブラインとなるものであることを特徴とする付記１４に記載の半導体装置。
（付記１６）
前記疎水膜は、ＳｉＣ又はＳｉＮを含む重合膜であることを特徴とする付記１２から１５のいずれかに記載の半導体装置。
（付記１７）
前記絶縁膜は、多孔質シリカを含むものにより形成されていることを特徴とする付記１２から１６のいずれかに記載の半導体装置。
【符号の説明】
【００７８】
１０        基板
１１        素子分離領域
２１        電子走行層（第１の半導体層）
２２        電子供給層（第２の半導体層）
３１        ゲート電極
３２        ソース電極
３３        ドレイン電極
４０ａ      開口部（コンタクトホール）
４０ｂ      開口部（コンタクトホール）
４０ｃ      開口部（スクライブライン）
４１        下部絶縁膜
４２        層間絶縁膜
４３        上部絶縁膜
４４        疎水膜
４５        疎水膜
５０ａ      貫通電極
５０ｂ      貫通電極
５１        抵抗膜
５２        電極層
５３        電極層
５４        第１のメッキ層
５５        貫通電極
５６        第２のメッキ層
【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１１】
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