(57)【要約】【課題】本発明は、Ｓｉ基板と接続される配線パターンを備えた半導体装置の製造方法に関し、Ｓｉ基板上におけるＳｉノジュールの発生を十分に抑制すると共に、半導体装置の製造コストを低減することを課題とする。【解決手段】開口部１６Ａ、１６Ｂを有した絶縁膜１２が形成されたＳｉ基板１１を、所定の温度Ｔｘに加熱された温水に浸漬させて、開口部１６Ａ、１６Ｂに露出されたＳｉ基板１１上に所定の厚さＭ１、Ｍ２を有する酸化膜１３Ａ、１３Ｂを形成し、その後、開口部１６Ａ、１６Ｂを充填すると共に、絶縁膜１２の上面１２Ａに亘るように配線パターンを形成する。【選択図】図４
2008034730.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｓｉ基板上に拡散層を形成する拡散層形成工程と、
前記Ｓｉ基板を露出する開口部を有した絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、
前記開口部を充填する配線パターンを形成する配線パターン形成工程と、を備えた半導体装置の製造方法であって、
前記配線パターン形成工程の前に、前記絶縁膜が形成された前記Ｓｉ基板を所定の温度に加熱された温水に浸漬させて、前記開口部の形成位置に対応する前記Ｓｉ基板上に所定の厚さを有する酸化膜を形成する酸化膜形成工程を設けたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記Ｓｉ基板上に拡散層を形成する拡散層形成工程は、
前記Ｓｉ基板上にＰ型拡散層を形成するＰ型拡散層形成工程と、
前記Ｓｉ基板上にＮ型拡散層を形成するＮ型拡散層形成工程と、
を含む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】
Ｓｉ基板上に前記Ｓｉ基板を露出する開口部を有した絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、
前記開口部を充填する配線パターンを形成する配線パターン形成工程と、を備えた半導体装置の製造方法であって、
前記配線パターン形成工程の前に、前記絶縁膜が形成された前記Ｓｉ基板を過酸化水素水に浸漬させて、前記開口部の形成位置に対応する前記Ｓｉ基板上に所定の厚さを有する酸化膜を形成する酸化膜形成工程を設けたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記Ｓｉ基板上に拡散層を形成する拡散層形成工程は、
前記Ｓｉ基板上にＰ型拡散層を形成するＰ型拡散層形成工程と、
前記Ｓｉ基板上にＮ型拡散層を形成するＮ型拡散層形成工程と、
を含むことを特徴とする請求項３記載の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に係り、特にＳｉ基板と接続される配線パターンを備えた半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図７は、従来の半導体装置の断面図である。
【０００３】
図７を参照するに、従来の半導体装置１００は、Ｓｉ基板１０１と、絶縁膜１０２と、配線パターン１０３とを有する。Ｓｉ基板１０１には、図示していない拡散層が形成されている。絶縁膜１０２は、開口部１０４を有する。開口部１０４は、拡散層（図示せず）の形成位置に対応するＳｉ基板１０１の上面１０１Ａを露出するように形成されている。配線パターン１０３は、開口部１０４を充填すると共に、絶縁膜１０２の上面１０２Ａに亘るように設けられている。配線パターン１０３は、拡散層（図示せず）と電気的に接続されている。配線パターン１０３の材料としては、例えば、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ合金が用いられる。Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ合金に含まれるＳｉは、Ｓｉ基板１０１にピットが形成されることを防止するためのものである。また、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ合金に含まれるＣｕは、エレクトロマイグレーション対策のためのものである。
【０００４】
図８は、Ｓｉノジュールが発生した従来の半導体装置を模式的に示す図である。図８において、図７に示す半導体装置１００と同一構成部分には同一符号を付す。
【０００５】
図８に示すように、Ｓｉを含有したＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ合金を配線パターン１０３の材料として用いた場合、配線パターン１０３に含まれるＳｉがＳｉ基板１０１の上面１０１Ａにエピタキシャル成長してＳｉノジュール１０６が形成されてしまう。これにより、コンタクト抵抗が増大してしまうという問題があった。
【０００６】
このような問題を解決する従来の半導体装置として、図９に示す半導体装置１１０がある。
【０００７】
図９は、従来の他の半導体装置の断面図である。図９において、図７に示す半導体装置１００と同一構成部分には同一符号を付す。
【０００８】
図９を参照するに、半導体装置１１０は、開口部１０４の形成位置に対応するＳｉ基板１０１の上面１０１Ａと配線パターン１０３との間に、厚さが２Å〜１０Åで、かつ機械的強度の弱い酸化膜１１１を設けた以外は図７に示す半導体装置１００と同様に構成される。
【０００９】
酸化膜１１１は、開口部１０４を有した絶縁膜１０２が形成されたＳｉ基板１０１を、洗浄水で満たされた洗浄槽内に浸漬させ、酸素供給装置により洗浄水に酸素を供給することで形成する。
【００１０】
このように、Ｓｉ基板１０１の上面１０１Ａと配線パターン１０３との間に酸化膜１１１を設けることにより、配線パターン１０３に含まれるＳｉがＳｉ基板１０１の上面１０１Ａに移動することがなくなるため、Ｓｉノジュール１０６の発生を抑制して、コンタクト抵抗の増大を抑制することができる（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平６−１４０３５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、半導体装置１１０では、酸化膜１１１の厚さが２Å〜１０Åと非常に薄く、また機械的強度も弱いため、Ｓｉノジュール１０６の発生を十分に抑制することが困難であった。
【００１２】
また、酸化膜１１１を形成する際、洗浄水に酸素を供給する酸素供給装置が必要であるため、半導体装置１１０の製造コストが増加してしまうという問題があった。
【００１３】
そこで、本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、Ｓｉノジュールの発生を十分に抑制することができると共に、製造コストを低減することのできる半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の一観点によれば、Ｓｉ基板（１１）上に拡散層（２０１，２０２）を形成する拡散層形成工程と、前記Ｓｉ基板（１１）を露出する開口部（１６Ａ，１６Ｂ）を有した絶縁膜（１２）を形成する絶縁膜形成工程と、前記開口部（１６Ａ，１６Ｂ）を充填する配線パターン（１４Ａ，１４Ｂ）を形成する配線パターン形成工程と、を備えた半導体装置（１０）の製造方法であって、前記配線パターン形成工程の前に、前記絶縁膜（１２）が形成された前記Ｓｉ基板（１１）を所定の温度（Ｔｘ）に加熱された温水（２４）に浸漬させて、前記開口部（１６Ａ，１６Ｂ）の形成位置に対応する前記Ｓｉ基板（１１）上に所定の厚さ（Ｍ１，Ｍ２）を有する酸化膜（１３Ａ，１３Ｂ）を形成する酸化膜形成工程を設けたことを特徴とする半導体装置（１０）の製造方法が提供される。
【００１５】
本発明によれば、絶縁膜（１２）が形成されたＳｉ基板（１１）を所定の温度（Ｔｘ）に加熱された温水（２４）に浸漬させて、開口部（１６Ａ，１６Ｂ）の形成位置に対応するＳｉ基板（１１）上に所定の厚さ（Ｍ１，Ｍ２）を有する酸化膜（１３Ａ，１３Ｂ）を形成することにより、Ｓｉノジュールの発生を十分に抑制することができる。
【００１６】
また、酸素供給装置が不要となるため、酸素供給装置を用いて酸化膜（１１１）を形成する従来の半導体装置（１１０）と比較して、半導体装置（１０）の製造コストを低減することができる。
【００１７】
本発明の他の観点によれば、Ｓｉ基板（１１）上に拡散層（２０１，２０２）を形成する拡散層形成工程と、前記Ｓｉ基板（１１）を露出する開口部（１６Ａ，１６Ｂ）を有した絶縁膜（１２）を形成する絶縁膜形成工程と、前記開口部（１６Ａ，１６Ｂ）を充填する配線パターン（１４Ａ，１４Ｂ）を形成する配線パターン形成工程と、を備えた半導体装置（１０）の製造方法であって、前記配線パターン形成工程の前に、前記絶縁膜（１２）が形成された前記Ｓｉ基板（１１）を過酸化水素水に浸漬させて、前記開口部（１６Ａ，１６Ｂ）の形成位置に対応する前記Ｓｉ基板（１１）上に所定の厚さ（Ｍ１，Ｍ２）を有する酸化膜（１３Ａ，１３Ｂ）を形成する酸化膜形成工程を設けたことを特徴とする半導体装置（１０）の製造方法が提供される。
【００１８】
本発明によれば、絶縁膜（１２）が形成されたＳｉ基板（１１）を過酸化水素水に浸漬させて、開口部（１６Ａ，１６Ｂ）の形成位置に対応するＳｉ基板（１１）上に所定の厚さ（Ｍ１，Ｍ２）を有した酸化膜（１３Ａ，１３Ｂ）を形成することにより、Ｓｉノジュールの発生を十分に抑制することができる。
【００１９】
また、酸素供給装置が不要となるため、酸素供給装置を用いて酸化膜（１１１）を形成する従来の半導体装置（１１０）と比較して、半導体装置（１０）の製造コストを低減することができる。
【００２０】
なお、上記参照符号は、あくまでも参考であり、これによって、本願発明が図示の態様に限定されるものではない。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、Ｓｉノジュールの発生を十分に抑制することができると共に、半導体装置の製造コストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
次に、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
【００２３】
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に係る半導体装置の断面図である。
【００２４】
図１を参照するに、本実施の形態の半導体装置１０は、Ｓｉ基板１１と、Ｐ型拡散層２０１と、Ｎ型拡散層２０２と、絶縁膜１２と、酸化膜１３Ａと、酸化膜１３Ｂと、配線パターン１４Ａと、配線パターン１４Ｂを有する。
【００２５】
Ｓｉ基板１１は、円盤形状とされている。Ｓｉ基板１１としては、例えば、Ｓｉウエハを用いることができる。Ｓｉ基板１１には、Ｐ型拡散層２０１とＮ型拡散層２０２が形成されている。例えば、Ｐ型拡散層２０１の表面の不純物濃度は、１０１８／ｃｍ３〜１０１９／ｃｍ３、Ｎ型拡散層２０２の表面の不純物濃度は、１０１９／ｃｍ３〜１０２１／ｃｍ３とされている。絶縁膜１２は、Ｓｉ基板１１上に設けられている。絶縁膜１２は、開口部１６Ａ，１６Ｂを有する。開口部１６Ａは、Ｐ型拡散層の形成位置に対応するＳｉ基板１１の上面１１Ａを露出するように形成されている。開口部１６Ｂは、Ｎ型拡散層の形成位置に対応するＳｉ基板１１の上面１１Ｂを露出するように形成されている。
【００２６】
Ｐ型拡散層２０１の形成位置に対応するＳｉ基板１１の上面１１Ａ上の酸化膜１３Ａは、所定の厚さＭ１とされている。所定の厚さＭ１は、５Å〜１５Åとすることができる。Ｎ型拡散層２０２の形成位置に対応するＳｉ基板１１の上面１１Ｂ上の酸化膜１３Ｂは、所定の厚さＭ２とされている。所定の厚さＭ２は、１０Å〜２０Åとすることができる。所定の厚さＭ１と所定の厚さＭ２が異なるのは、Ｐ型拡散層２０１とＮ型拡散層２０２では、拡散層を形成する不純物及び表面の不純物濃度が異なるためであり、Ｍ２＞Ｍ１の関係にある。酸化膜１３Ａの厚さＭ１が５Åよりも薄いとＳｉノジュールの発生が顕著になり、酸化膜１３Ａの厚さＭ１が１５Åよりも厚いと、コンタクト抵抗が高くなってしまう。又、酸化膜１３Ｂの厚さＭ２が、１０Åよりも薄いとＳｉノジュールの発生が顕著になり、酸化膜１３Ｂの厚さＭ２が２０Åよりも厚いと、コンタクト抵抗が高くなってしまう。
【００２７】
配線パターン１４Ａは、開口部１６Ａを充填すると共に、絶縁膜１２の上面１２Ａに亘るように設けられている。配線パターン１４Ａは、Ｓｉ基板１１に形成されたＰ型拡散層２０１と接続されている。配線パターン１４Ｂは、開口部１６Ｂを充填すると共に、絶縁膜１２の上面１２Ａに亘るように設けられている。配線パターン１４Ｂは、Ｓｉ基板１１に形成されたＮ型拡散層２０２と接続されている。配線パターン１４Ａ、１４Ｂの材料としては、例えば、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ合金が用いることができる。
【００２８】
本実施の形態の半導体装置によれば、絶縁膜１２の開口部１６Ａ、１６Ｂに露出されたＳｉ基板１１の上面１１Ａ、１１Ｂに、従来よりも厚さの厚い酸化膜１３Ａ、１３Ｂを設けることにより、配線パターン１４Ａ、１４Ｂに含まれるＳｉがＳｉ基板１１に移動することがなくなるため、Ｓｉノジュールの発生を十分に抑制することができる。
【００２９】
図２〜図５は、本発明の本実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す図であり、図６は、酸化膜形成工程を説明するための図である。図２〜図５において、図１に示す半導体装置１０と同一構成部分には同一符号を付す。
【００３０】
始めに、図２に示す工程では、Ｐ型拡散層２０１、Ｎ型拡散層２０２が形成されたＳｉ基板１１上に、周知の手法により、開口部１６Ａ、１６Ｂを有した絶縁膜１２を形成する（絶縁膜形成工程）。絶縁膜１２としては、例えば、酸化膜を用いることができる。また、開口部１６Ａ、１６Ｂは、絶縁膜１２をエッチングすることで形成する。なお、開口部１６Ａ、１６Ｂに露出されたＳｉ基板１１の上面１１Ａ、１１Ｂには、厚さが１Å〜１０Å程度の自然酸化膜１７Ａ、１７Ｂが形成される。自然酸化膜１７Ａ、１７Ｂは、機械的強度の弱い膜である。
【００３１】
次いで、図３に示す工程では、Ｓｉ基板１１上に形成された自然酸化膜１７Ａ、１７Ｂを、エッチングにより除去する。具体的には、例えば、純水により希釈したＨＦ液を用いたウエットエッチングにより、自然酸化膜１７Ａ、１７Ｂを除去する。これにより、Ｓｉ基板１１上に開口部１６Ａ、１６Ｂを有する絶縁膜１２が形成された構造体１８が形成される。
【００３２】
次いで、図４に示す工程では、所定の温度Ｔｘに加熱された温水に、図３に示す構造体１８を浸漬させて、開口部１６Ａ、１６Ｂに露出されたＳｉ基板１１の上面１１Ａ、１１Ｂに所定の厚さＭ１、Ｍ２を有した酸化膜１３Ａ、１３Ｂを形成する（酸化膜形成工程）。Ｐ型拡散層２０１の形成位置に対応するＳｉ基板１１の上面１１Ａ上の酸化膜１３Ａの所定の厚さＭ１は、５Å〜１５Åとされる。Ｎ型拡散層２０２の形成位置に対応するＳｉ基板１１の上面１１Ｂ上の酸化膜１３Ｂの所定の厚さＭ２は、１０Å〜２０Åとされる。Ｍ１とＭ２で厚さが異なるのは、拡散層を形成する不純物及び表面の不純物濃度が異なるためであり、Ｍ２＞Ｍ１の関係にある。酸化膜１３Ａの厚さＭ１が５Åよりも薄いとＳｉノジュールの発生が顕著になり、酸化膜１３Ａの厚さＭ１が１５Åよりも厚いと、コンタクト抵抗が高くなってしまう。又、酸化膜１３Ｂの厚さＭ２が、１０Åよりも薄いとＳｉノジュールの発生が顕著になり、酸化膜１３Ｂの厚さＭ２が２０Åよりも厚いと、コンタクト抵抗が高くなってしまう。
【００３３】
このように、酸化膜１３Ａの厚さＭ１を５Å〜１５Å、酸化膜１３Ｂの厚さＭ２を１０Å〜２０Åに形成することにより、配線パターン１４Ａ、１４Ｂを形成後に配線パターン１４Ａ、１４Ｂに含まれるＳｉがＳｉ基板１１に移動することがなくなるため、Ｓｉノジュールの発生を十分に抑制することができる。
【００３４】
また、所定の温度Ｔｘに加熱された温水２４を用いて酸化膜１３Ａ、１３Ｂを形成することにより、酸素供給装置が不要となるため、酸素供給装置を備えた洗浄装置により形成された酸化膜１１１を有する従来の半導体装置１１０（図９参照）と比較して、半導体装置１０の製造コストを低減することができる。
【００３５】
具体的には、酸化膜１３Ａ、酸化膜１３Ｂは、図６に示すような洗浄槽２１及びヒータ２２を備えた一般的な洗浄装置２０を用いて形成する。具体的には、図６に示すように、洗浄槽２１内に純水を入れ、この純水をヒータ２２により加熱して、所定の温度Ｔｘを有した温水２４とし、この温水２４に図３に示す構造体１８を浸漬させて酸化膜１３Ａ、酸化膜１３Ｂを形成する。所定の温度Ｔｘは、例えば、５０℃〜８０℃とすることができる。例えば、所定の温度Ｔｘとして７５℃を用いた場合、図３に示す構造体１８を温水２４に１０分程度浸漬させることで、Ｐ型拡散層２０１上の酸化膜１３Ａの厚さを８Å、Ｎ型拡散層２０２上の酸化膜１３Ｂの厚さを１５Åに形成することができる。
【００３６】
次いで、図５に示す工程では、周知の手法により、開口部１６Ａ、１６Ｂを充填すると共に、絶縁膜１２の上面１２Ａに亘るように配線パターン１４Ａ、１４Ｂを形成する（配線パターン形成工程）。これにより、半導体装置１０が製造される。配線パターン１４Ａ、１４Ｂの材料としては、例えば、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ合金を用いることができる。
【００３７】
本実施の形態の半導体装置の製造方法によれば、Ｐ型拡散層２０１の形成位置に対応するＳｉ基板１１の上面１１Ａ上の酸化膜１３Ａの厚さＭ１を５Å〜１５Å、Ｎ型拡散層２０２の形成位置に対応するＳｉ基板１１の上面１１Ｂ上の酸化膜１３Ｂの厚さＭ２を１０Å〜２０Åに形成することにより、配線パターン１４Ａ、１４Ｂに含まれるＳｉがＳｉ基板１１に移動することがなくなるため、Ｓｉノジュールの発生を十分に抑制することができる。
【００３８】
また、所定の温度Ｔｘに加熱された温水２４を用いて酸化膜１３Ａ、１３Ｂを形成することにより、酸素供給装置が不要となるため、酸素供給装置を備えた洗浄装置により形成された酸化膜１１１を有する従来の半導体装置１１０（図９参照）と比較して、半導体装置１０の製造コストを低減することができる。
【００３９】
なお、本実施の形態では、所定の温度Ｔｘに加熱された温度温水２４を用いて酸化膜１３Ａ、１３Ｂを形成する場合を例に挙げて説明したが、温水２４の代わりに過酸化水素水を用いて酸化膜１３Ａ、１３Ｂを形成してもよい。この場合、洗浄槽２１に過酸化水素水を入れ、図３に示す構造体１８を過酸化水素水に浸漬させることで形成する。
【００４０】
また、過酸化水素水を加熱して、酸化膜１３Ａ、１３Ｂを形成してもよい。これにより、酸化膜１３Ａ、１３Ｂの形成速度を向上させることができる。
【００４１】
このように、過酸化水素水を用いて酸化膜１３Ａ、１３Ｂを形成する場合においても、本実施の形態の半導体装置１０の製造方法と同様な効果を得ることができる。
【００４２】
以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、Ｓｉ基板と接続される配線パターンを備えた半導体装置の製造方法に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施の形態に係る半導体装置の断面図である。
【図２】本発明の本実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す図（その１）である。
【図３】本発明の本実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す図（その２）である。
【図４】本発明の本実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す図（その３）である。
【図５】本発明の本実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す図（その４）である。
【図６】酸化膜形成工程を説明するための図である。
【図７】従来の半導体装置の断面図である。
【図８】Ｓｉノジュールが発生した従来の半導体装置を模式的に示す図である。
【図９】従来の他の半導体装置の断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０  半導体装置
１１  Ｓｉ基板
１２  絶縁膜
１１Ａ，１１Ｂ  上面
１３Ａ，１３Ｂ  酸化膜
１４Ａ，１４Ｂ  配線パターン
１６Ａ，１６Ｂ  開口部
１７Ａ，１７Ｂ  自然酸化膜
１８  構造体
２０  洗浄装置
２１  洗浄槽
２２  ヒータ
２４  温水
Ｍ１，Ｍ２  所定の厚さ
２０１  Ｐ型拡散層
２０２  Ｎ型拡散層
【図１】
2008034730.tif 000003
【図２】
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【図３】
2008034730.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2008034730.tif 000008
【図７】
2008034730.tif 000009
【図８】
2008034730.tif 000010
【図９】
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