(57)【要約】【課題】ＳＯＩ基板を用いた半導体装置における基板コンタクト形成のための製造工程を削減する。【解決手段】識別領域と基板コンタクト領域に対応するＳＯＩ層３とＢＯＸ層２を除去し、シリコン基板１の基板コンタクト領域に達する開口部１２を設ける(工程１)。識別領域に識別コードＩＤを刻印した後(工程２)、ＳＯＩ層３の素子形成領域と開口部１２の底部に酸化防止用のマスク４，１４を形成し(工程３)、このマスクを使用して素子分離用のＬＯＣＯＳ酸化膜５を形成する(工程４)。素子形成領域にトランジスタ６等の回路素子を形成し(工程５)、回路素子の電極部と開口部１２の表面に金属を反応させてシリサイド８を形成する。ウエハ表面を中間絶縁膜９で覆い(工程６)、この中間絶縁膜９に、シリサイド９に達するコンタクトホール１０，１１を形成する（工程７）。【選択図】図１
2008227120.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に絶縁層を介して設けられたシリコン層を有するウエハを使用して該シリコン層に集積回路を形成する半導体装置の製造方法であって、
前記ウエハの識別を行うための識別領域及び前記半導体基板に対する電気的接続を行うための基板コンタクト領域に対応する前記絶縁層とシリコン層を除去する工程と、
前記シリコン層の内の素子形成領域と前記基板コンタクト領域の表面に酸化防止用のマスクを形成する工程と、
前記マスクを用いて前記シリコン層及び前記半導体基板の表面を選択的に酸化する工程と、
前記素子形成領域に前記集積回路の回路素子を形成する工程と、
前記回路素子の電極部及び前記基板コンタクト領域に金属を反応させてシリサイドを形成する工程と、
前記シリサイドが形成されたウエハの表面に中間絶縁膜を形成する工程と、
前記中間絶縁膜に前記シリサイドに達するコンタクトホールを形成する工程とを、
順次行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記識別領域に対応する前記絶縁層とシリコン層を除去する工程の後、該識別領域の半導体基板表面にウエハ識別用の刻印を施す工程を有することを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記刻印は、レーザビームの照射によって行うことを特徴とする請求項２記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記コンタクトホールは、前記回路素子の電極部と前記基板コンタクト領域のシリサイドに達する複数個の穴で形成されることを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記コンタクトホールの内、前記基板コンタクト領域のシリサイドに達するコンタクトホールは複数個形成されることを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
半導体基板上に絶縁層を介して設けられたシリコン層を有するウエハを使用して該シリコン層に集積回路を形成する半導体装置の製造方法であって、
前記シリコン層の内の素子形成領域の表面に酸化防止用のマスクを形成する工程と、
前記マスクを用いて前記シリコン層を選択的に酸化する工程と、
前記素子形成領域に前記集積回路の回路素子を形成する工程と、
前記回路素子の電極部に金属を反応させてシリサイドを形成する工程と、
前記シリサイドが形成されたウエハの表面に中間絶縁膜を形成する工程と、
前記中間絶縁膜に前記半導体基板の基板コンタクト領域に達するコンタクトホールを形成する工程と、
前記コンタクトホールを通して前記半導体基板の基板コンタクト領域にイオンを注入する工程と、
前記中間絶縁膜に前記回路素子の電極部のシリサイドに達するコンタクトホールを形成する工程とを、
順次行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【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、特にＳＯＩ(Silicon  On  Insulator)基板を用いた半導体装置の基板コンタクト形成技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図２は、従来の半導体装置の製造方法を示す工程図である。
この半導体装置は、シリコン基板上にＢＯＸ(Buried  Oxide:埋め込み酸化)層と呼ばれる絶縁層を形成し、このＢＯＸ層の表面にシリコン（ＳＯＩ）層を設けたウエハを用い、このシリコン層にトランジスタ等の集積回路を形成したものである。ウエハ表面の殆どの領域は集積回路を形成するために使用されるが、周辺部の一部に製造管理のためにウエハ番号やロット番号の識別コードを書き込む識別領域が設けられている。以下、図２を用いて、従来のＳＯＩ基板を用いた半導体装置の製造方法の概要を説明する。
【０００３】
（１）  工程ａ
シリコン基板１の表面全体に形成されたＢＯＸ層２を介してＳＯＩ層３が設けられたウエハを準備し、識別領域に対応するＳＯＩ層３とＢＯＸ層２をホトリソグラフィとエッチング技術を用いて除去する（図２−ａ）。
【０００４】
（２）  工程ｂ
ＳＯＩ層３とＢＯＸ層２が除去されたシリコン基板１の識別領域の表面に、レーザビームの照射等により、識別コードＩＤを刻印する(図２−ｂ)。
【０００５】
（３）  工程ｃ
トランジスタ等の回路素子を形成する活性領域のＳＯＩ層３を残し、それ以外のＳＯＩ層３で素子分離領域のＬＯＣＯＳ(LOCal  Oxidation  of  Silicon)を形成するために、ホトリソグラフィとエッチング技術を用いて活性領域のＳＯＩ層３の上に窒化シリコンによるマスク４を形成する(図２−ｃ)。
【０００６】
（４）  工程ｄ
マスク４が形成されたウエハを熱酸化し、活性領域以外のＳＯＩ層３を絶縁性の酸化膜（ＬＯＣＯＳ酸化膜）５に変化させると共に、識別領域のシリコン基板１の表面にも酸化膜５を形成する。酸化膜５を形成した後、窒化シリコンによるマスク４を除去する。これにより、周囲が酸化膜５で囲まれた活性領域のＳＯＩ層３が現れる(図２−ｄ)。
【０００７】
（５）  工程ｅ
活性領域のＳＯＩ層３に、トランジスタのゲート(ゲート絶縁膜及びゲート電極)の形成とソース・ドレイン領域への不純物注入を行うことにより、トランジスタ６等の回路素子を形成する(図２−ｅ)。
【０００８】
（６）  工程ｆ
素子分離領域の内側にシリコン基板１に対して電気的接続を行う基板コンタクト領域を形成するために、ホトリソグラフィとエッチング技術を用いて酸化膜５の所定の箇所に、シリコン基板１の表面に達する開口部７を形成する(図２−ｆ)。
【０００９】
（７）  工程ｇ
活性領域に形成されたトランジスタの各電極表面のシリコンと、基板コンタクト領域のシリコン基板１表面のシリコンに、コバルト等の金属を反応させ、シリコンと金属の化合物である低抵抗のシリサイド８を形成する。
【００１０】
その後、シリサイド８が形成されたトランジスタ６や開口部７を含むウエハの表面全体に酸化シリコン等を堆積し、酸化膜５と一体化した中間絶縁膜９を形成する。そして、中間絶縁膜９の表面を研磨等によって平坦化する（図２−ｇ）。
【００１１】
（８）  工程ｈ
ホトリソグラフィとエッチング技術を用いて、中間絶縁膜９にトランジスタ６の各電極に達するコンタクトホール１０と、基板コンタクト領域のシリサイド８に達するコンタクトホール１１を形成する(図２−ｈ)。その後、コンタクトホール１０，１１にコンタクト用の金属を充填する。
【００１２】
なお、下記特許文献１,２には、ＳＯＩ基板に対する識別コードの印字方法が記載されている。
【００１３】
【特許文献１】特開２００２−３３２５０号公報
【特許文献２】特開２００５−７２０２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、前記半導体装置の製造方法では、図２−ｆに示すように、工程６において、基板コンタクト領域を形成するために、素子分離領域の所定の箇所に、シリコン基板１の表面に達する開口部７を形成している。このため、開口部７を形成するためのホトリソグラフィ用マスクが必要になると共に、エッチング処理等の工程が必要になり、製造コストが増加するという課題があった。
【００１５】
本発明は、ＳＯＩ基板を用いた半導体装置における基板コンタクト形成のための製造工程の削減を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、半導体基板上に絶縁層を介して設けられたシリコン層を有するウエハを使用して該シリコン層に集積回路を形成する半導体装置を、次のような工程で製造することを特徴としている。
【００１７】
先ず、前記ウエハの識別を行うための識別領域及び前記半導体基板に対する電気的接続を行うための基板コンタクト領域に対応する前記絶縁層とシリコン層を除去する工程を行い、前記シリコン層の内の素子形成領域と前記基板コンタクト領域の表面に酸化防止用のマスクを形成する工程を行う。
【００１８】
次に、前記マスクを用いて前記シリコン層及び前記半導体基板の表面を選択的に酸化する工程を行い、前記素子形成領域に前記集積回路の回路素子を形成する工程を行い、前記回路素子の電極部及び前記基板コンタクト領域に金属を反応させてシリサイドを形成する工程を行う。
【００１９】
更に、前記シリサイドが形成されたウエハの表面に中間絶縁膜を形成する工程を行い、前記中間絶縁膜に前記シリサイドに達するコンタクトホールを形成する工程を行う。
【発明の効果】
【００２０】
本発明では、識別領域と基板コンタクト領域に対応する絶縁層とシリコン層を同時に除去している。これにより、従来単独で行っていた基板コンタクト領域の開口部の形成工程が不要となり、開口部形成用のマスクの製造や、開口部形成のためのホトリソグラフィ及びエッチングの処理が不要になる。これにより、基板コンタクト形成のための製造工程が削減され、製造コストの低減が可能になるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
この発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、次の好ましい実施例の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、より完全に明らかになるであろう。但し、図面は、もっぱら解説のためのものであって、この発明の範囲を限定するものではない。
【実施例１】
【００２２】
図１は、本発明の実施例１の半導体装置の製造方法を示す工程図であり、図２中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
【００２３】
この半導体装置は、図２の半導体装置と同様に、シリコン基板上にＢＯＸ層を形成し、このＢＯＸ層の表面にＳＯＩ層を設けたウエハを用い、このＳＯＩ層にトランジスタ等の集積回路を形成したものである。ウエハ表面の殆どの領域は集積回路を形成するために使用されるが、周辺部の一部に製造管理のためにウエハ番号やロット番号の識別コードを書き込む識別領域が設けられている。以下、図１を用いて、本発明の実施例１の半導体装置の製造方法の概要を説明する。
【００２４】
（１）  工程１
シリコン基板１の表面全体に形成されたＢＯＸ層２を介してＳＯＩ層３が設けられたウエハを準備し、識別領域に対応するＳＯＩ層３及びＢＯＸ層２と、基板コンタクト領域のＳＯＩ層３及びＢＯＸ層２を、ホトリソグラフィとエッチング技術を用いて同時に除去する。これにより、シリコン基板１の基板コンタクト領域の表面が露出した開口部１２が形成される（図１−ａ）。
【００２５】
（２）  工程２
ＳＯＩ層３とＢＯＸ層２が除去されたシリコン基板１の識別領域の表面に、レーザビームの照射等により、識別コードＩＤを刻印する(図１−ｂ)。
【００２６】
（３）  工程３
ホトリソグラフィとエッチング技術を用いて、活性領域のＳＯＩ層３の表面と基板コンタクト領域の開口部１２のシリコン基板１の表面に、窒化シリコンによるマスク４，１４をそれぞれ形成する(図１−ｃ)。
【００２７】
マスク４は、トランジスタ等の回路素子を形成する活性領域のＳＯＩ層３を残し、それ以外のＳＯＩ層３を選択的に酸化して素子分離領域のＬＯＣＯＳにするためのものである。マスク１４は、開口部１２のシリコン基板表面の酸化を防止するためのものである。
【００２８】
（４）  工程４
マスク４，１４が形成されたウエハを熱酸化し、活性領域以外のＳＯＩ層３を絶縁性の酸化膜（ＬＯＣＯＳ酸化膜）５に変化させると共に、識別領域のシリコン基板１の表面にも酸化膜５を形成する。酸化膜５を形成した後、窒化シリコンによるマスク４，１４を除去する。これにより、周囲が酸化膜５で囲まれた活性領域のＳＯＩ層３と、開口部１２（基板コンタクト領域)のシリコン基板１の表面が現れる(図１−ｄ)。
【００２９】
（５）  工程５
活性領域のＳＯＩ層３に、トランジスタのゲート(ゲート絶縁膜及びゲート電極)の形成とソース・ドレイン領域への不純物注入を行うことにより、トランジスタ６等の集積回路の回路素子を形成する(図１−ｅ)。
【００３０】
（６）  工程６
活性領域に形成されたトランジスタの各電極表面のシリコンと、開口部１２のシリコン基板１表面のシリコンに、コバルト等の金属を反応させ、シリコンと金属の化合物である低抵抗のシリサイド８を形成する。
【００３１】
その後、シリサイド８が形成されたトランジスタ６や開口部１２を含むウエハの表面全体に酸化シリコン等を堆積し、酸化膜５と一体化した中間絶縁膜９を形成する。そして、中間絶縁膜９の表面を、研磨等によって平坦化する（図１−ｆ）。
【００３２】
（７）  工程７
ホトリソグラフィとエッチング技術を用いて、中間絶縁膜９にトランジスタ６の各電極に達するコンタクトホール１０と、基板コンタクト領域のシリサイド８に達する複数のコンタクトホール１１を形成する(図１−ｇ)。その後、コンタクトホール１０，１１にコンタクト用の金属を充填する。
【００３３】
以上のように、この実施例１の半導体装置の製造方法では、工程１において、識別領域と基板コンタクト領域に対応するＳＯＩ層３とＢＯＸ層２を、ホトリソグラフィとエッチング技術によって同時に除去している。これにより、従来の工程ｆにおいて単独で行っていた基板コンタクト領域の開口部７の形成工程が不要となり、開口部７の対応したホトリソグラフィ用のマスクの製造や、ホトリソグラフィ及びエッチングの処理が不要になる。従って、基板コンタクト形成のための製造工程が削減され、製造コストの低減が可能になるという利点がある。
【実施例２】
【００３４】
図３は、本発明の実施例２の半導体装置の製造方法を示す工程図であり、図２中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
【００３５】
この半導体装置は、図２の半導体装置と同様に、シリコン基板上にＢＯＸ層を形成し、このＢＯＸ層の表面にＳＯＩ層を設けたウエハを用い、このＳＯＩ層にトランジスタ等の集積回路を形成したもので、以下に説明する工程１〜工程８の内、工程１〜工程５は、従来の工程ａ〜工程ｅと同じである。
【００３６】
（１）  工程１
シリコン基板１の表面全体に形成されたＢＯＸ層２を介してＳＯＩ層３が設けられたウエハを準備し、識別領域に対応するＳＯＩ層３とＢＯＸ層２をホトリソグラフィとエッチング技術を用いて除去する（図３−ａ）。
【００３７】
（２）  工程２
ＳＯＩ層３とＢＯＸ層２が除去されたシリコン基板１の識別領域の表面に、レーザビームの照射等により、識別コードＩＤを刻印する(図３−ｂ)。
【００３８】
（３）  工程３
トランジスタ等の回路素子を形成する活性領域のＳＯＩ層３を選択的に残し、それ以外のＳＯＩ層３で素子分離領域のＬＯＣＯＳを形成するために、ホトリソグラフィとエッチング技術を用いて活性領域のＳＯＩ層３の上に窒化シリコンによるマスク４を形成する(図３−ｃ)。
【００３９】
（４）  工程４
マスク４が形成されたウエハを熱酸化し、活性領域以外のＳＯＩ層３を絶縁性の酸化膜（ＬＯＣＯＳ酸化膜）５に変化させると共に、識別領域のシリコン基板１の表面にも酸化膜５を形成する。酸化膜５を形成した後、窒化シリコンによるマスク４を除去する。これにより、周囲が酸化膜５で囲まれた活性領域のＳＯＩ層３が現れる(図３−ｄ)。
【００４０】
（５）  工程５
活性領域のシリコン層３に、トランジスタのゲート(ゲート絶縁膜及びゲート電極)の形成とソース・ドレイン領域への不純物注入を行うことにより、トランジスタ６等の回路素子を形成する(図３−ｅ)。
【００４１】
（６）  工程６
活性領域に形成されたトランジスタの各電極表面のシリコンに、コバルト等の金属を反応させ、シリコンと金属の化合物である低抵抗のシリサイド８を形成する。
【００４２】
その後、シリサイド８が形成されたトランジスタ６を含むウエハの表面全体に酸化シリコン等を堆積し、酸化膜５と一体化した中間絶縁膜９を形成する。そして、中間絶縁膜９の表面を研磨等によって平坦化する（図３−ｆ）。
【００４３】
（７）  工程７
ホトリソグラフィとエッチング技術を用いて、中間絶縁膜９に基板コンタクト領域のシリコン基板１に達する複数のコンタクトホール１１を形成する。そして、中間絶縁膜９の表面からイオンを注入する。これにより、中間絶縁膜９に形成されたコンタクトホール１１を通して、シリコン基板１の基板コンタクト領域にイオンが拡散され、低抵抗の拡散層１３が形成される(図３−ｇ)。
【００４４】
（８）  工程８
ホトリソグラフィとエッチング技術を用いて、中間絶縁膜９にトランジスタ６の各電極に達するコンタクトホール１０を形成する(図３−ｈ)。その後、コンタクトホール１０，１１にコンタクト用の金属を充填する。
【００４５】
以上のように、この実施例２の半導体装置の製造方法では、工程７において、基板コンタクト領域に対するコンタクトホール１１を形成し、このコンタクトホール１１を通してシリコン基板１の基板コンタクト領域にイオンを拡散し、低抵抗の拡散層１３を形成している。これにより、従来の工程ｆにおいて単独で行っていた基板コンタクト領域の開口部７の形成工程が不要となり、実施例１と同様の利点がある。
【００４６】
なお、本発明は、上記実施例に限定されず、種々の変形が可能である。この変形例としては、例えば、次のようなものがある。
（ａ）  シリコンウエハを使用したものについて説明したが、その他の半導体基板を使用したものにも適用可能である。
（ｂ）  ＳＯＩ基板における識別領域の有無は任意である。
（ｃ）  シリサイド８の金属は、コバルトに限定されず、チタン、ニッケル等の金属でも良い。
（ｄ）  実施例１の工程３において、活性領域と共に基板コンタクト領域のＳＯＩ層３を残すように、マスク４を形成しても良い。
（ｅ）  実施例１の工程７では、トランジスタ６の電極に対するコンタクトホール１０と基板コンタクト領域に対するコンタクトホール１１を同時に形成しているが、ホールの深さが異なるので、別々に形成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施例１の半導体装置の製造方法を示す工程図である。
【図２】従来の半導体装置の製造方法を示す工程図である。
【図３】本発明の実施例２の半導体装置の製造方法を示す工程図である。
【符号の説明】
【００４８】
１    シリコン基板
２    ＢＯＸ層
３    ＳＯＩ層
４，１４    マスク
５    酸化膜
６    トランジスタ
８    シリサイド
９    中間絶縁膜
１０，１１    コンタクトホール
１２    開口部
１３    拡散層
【図１】
2008227120.tif 000003
【図２】
2008227120.tif 000004
【図３】
2008227120.tif 000005