JP2001110800A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体装置及びその製造方法

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JP2001110800A
JP2001110800A JP29289599A JP29289599A JP2001110800A JP 2001110800 A JP2001110800 A JP 2001110800A JP 29289599 A JP29289599 A JP 29289599A JP 29289599 A JP29289599 A JP 29289599A JP 2001110800 A JP2001110800 A JP 2001110800A
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organic compound
semiconductor device
film
insulating film
atmosphere
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Masao Shibazaki
誠男 芝崎
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 プロセス中に半導体ウエハを保管しても、パ
ッシベーション膜などの保護膜を介して雰囲気中の水分
が内部に浸透することを防止できる半導体装置及びその
方法を提供する。 【解決手段】 シリコン基板11上には、LOCOS1
2が形成されている。このシリコン基板11表面には、
ソース領域13及びドレイン領域14が形成されてい
る。ソース領域13とドレイン領域14との間には、ゲ
ート絶縁膜15を介してゲート電極16が形成されてい
る。また、その上には、層間絶縁膜18が形成されてい
る。層間絶縁膜18間には、アルミニウム電極17が形
成されている。層間絶縁膜18及びアルミニウム電極1
7上には、パッシベーション膜として、第1保護膜19
及び第2保護膜20がこの順で形成されている。第2保
護膜20上には、有機化合物層21が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置及びそ
の製造方法に係わり、特に、プロセス中に半導体ウエハ
を保管しても、パッシベーション膜などの保護膜を介し
て雰囲気中の水分が内部に浸透することを防止できる半
導体装置及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体装置の製造工程においては、IC
を構成する素子領域を保護するために、この素子領域の
上方に保護膜であるパッシベーション膜を形成する。例
えば、MOS型トランジスタのソース領域及びドレイン
領域にアルミニウム電極を形成した後に、その上に層間
絶縁膜を形成し、さらにその上にパッシベーション膜、
例えばSiO2とSi34の積層膜を形成する。
【0003】このようにパッシベーション膜を形成した
後の半導体ウエハは、通常ウエハボックスに保管され、
次の工程に搬送され、後工程に供されることになる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、パッシ
ベーション膜形成後の半導体ウエハをウエハボックスで
長期間保管しておくと、ウエハボックス内の雰囲気中の
水分がパッシベーション膜を通して内部(素子領域内
部)に浸透してしまうことがある。
【0005】上述したように、アルミニウム電極を使用
している場合には、内部に浸透した水分により、アルミ
ニウム電極を腐食させてしまい、半導体装置の不良を発
生させるという問題がある。
【0006】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、プロセス中に半導体ウエハを保管しても、パッシ
ベーション膜などの保護膜を介して雰囲気中の水分が内
部に浸透することを防止できる半導体装置及びその製造
方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は以下の手段を講じた。
【0008】本発明は、基板上に形成された金属配線を
覆うようにして設けられた絶縁膜と、前記絶縁膜上に形
成された有機化合物層と、を具備し、前記有機化合物層
は、前記絶縁膜を形成した後の基板を、前記有機化合物
層を構成する有機化合物の雰囲気内で所定時間放置する
ことにより形成されたことを特徴とする半導体装置を提
供する。
【0009】この構成によれば、形成した絶縁膜(保護
膜)上に有機化合物層を形成して表面上を撥水性にする
ので、雰囲気中の水分が内部に浸透することを防止する
ことができる。これにより、耐湿性に優れた保護膜を有
する半導体装置を実現することができる。
【0010】本発明の半導体装置においては、前記有機
化合物は、シロキサン系の有機化合物であることが好ま
しい。また、本発明の半導体装置においては、前記有機
化合物層は、0.2ng/cm2以上で有機化合物を有
することが好ましい。これらの構成により、有機化合物
層に十分な撥水性を発揮させることができる。
【0011】また、本発明は、基板上に形成された金属
配線を覆うように絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜
を形成した基板を、有機化合物雰囲気内に所定時間放置
する工程と、を具備することを特徴とする半導体装置の
製造方法を提供する。
【0012】この方法によれば、絶縁膜(及び保護膜)
を形成した基板を有機化合物雰囲気内に所定時間放置す
るので、絶縁膜(及び保護膜)上に有機化合物層を形成
することができる。これにより、表面上を撥水性にする
ことができ、これにより雰囲気中の水分が内部に浸透す
ることを防止することができる。
【0013】本発明の半導体装置の製造方法において
は、前記有機化合物として、シロキサン系の有機化合物
を用いることが好ましい。また、本発明の半導体装置の
製造方法においては、前記有機化合物雰囲気は、有機化
合物濃度が150ppb以上であり、前記所定時間は6
時間以上であることが好ましい。これらの方法により、
絶縁膜上に十分な撥水性を発揮する有機化合物層を形成
することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】本発明者は、プロセス中に形成さ
れたパッシベーション膜などの保護膜、絶縁膜上の水分
に対する特性の変化に着目し、これらの膜表面は時間経
過と共に親水性になることを見出し、本発明をするに至
った。
【0015】すなわち、本発明の骨子は、パッシベーシ
ョン膜などの保護膜、絶縁膜上に有機化合物層を形成し
て、その表面を撥水性に保ち、雰囲気中の水分が半導体
装置内部に浸透するのを防止することである。
【0016】以下、本発明の実施の形態について、添付
図面を参照して詳細に説明する。
【0017】図2は、本発明の一実施の形態に係る半導
体装置を示す断面図である。図中11は、半導体基板で
あるシリコン基板を示す。シリコン基板11の表面側に
は、所定の間隔をおいてLOCOS酸化膜12が形成さ
れており、LOCOS酸化膜12の相互間に素子領域が
形成されている。
【0018】この素子領域のシリコン基板11表面に
は、所定の深さのソース領域13及びドレイン領域14
が形成されている。ソース領域13とドレイン領域14
との間であって、シリコン基板11上には、ゲート絶縁
膜15を介してゲート電極16が形成されている。ま
た、LOCOS酸化膜12、ソース領域13、ゲート電
極16、及びドレイン領域14の上には、層間絶縁膜1
8が形成されている。この層間絶縁膜18間には、アル
ミニウム電極17が形成されており、このアルミニウム
電極17は、ソース領域13及びドレイン領域14にそ
れぞれ電気的に接続されている。
【0019】層間絶縁膜18及びアルミニウム電極17
上には、パッシベーション膜として、第1保護膜19及
び第2保護膜20がこの順で形成されている。ここで
は、第1保護膜19はSiO2で構成されており、第2
保護膜20はSi34で構成されている。さらに、第2
保護膜20上には、有機化合物層21が形成されてい
る。
【0020】この有機化合物層21は、有機化合物層2
1上に付着した水滴22の接触角が約40°以上となる
ような撥水性を有する材料で構成することが好ましい。
このような材料としては、ジメチルポリシロキサンなど
のシロキサン系の有機化合物、ジオクチルフタレート
(DOP)、ジブチルフタレート(DBP)、フタル酸
エステルなどを挙げることができる。また、この有機化
合物層21は、0.2ng/cm2以上で上記有機化合
物を有することが好ましく、より好ましくは0.265
ng/cm2以上である。この含有量は、GC−MS法
で測定することができる。有機化合物層21は、これら
の材料や含有量により、十分な撥水性を発揮することが
できる。
【0021】このように、上記半導体装置は、絶縁膜上
に有機化合物層が形成されているので、表面上を撥水性
にすることができ、雰囲気中の水分が内部に浸透するこ
とを防止することができる。その結果、耐湿性に優れた
半導体装置を実現することができる。
【0022】次に、上記構成を有する半導体装置の製造
方法について説明する。
【0023】シリコン基板11の表面側に、素子領域を
区画するLOCOS酸化膜12を形成する。次いで、シ
リコン基板11表面上にゲート絶縁膜15及びゲート電
極16用の膜を形成し、パターニングする。そして、ゲ
ート電極をマスクとしてシリコン基板11表面に、所定
の深さのソース領域13及びドレイン領域14を形成す
る。このソース領域13及びドレイン領域14は、例え
ば熱拡散法やイオン注入法などで不純物元素をシリコン
基板11中にドーピングすることにより形成する。
【0024】次いで、LOCOS酸化膜12、ソース領
域13、ゲート電極16、及びドレイン領域14上に層
間絶縁膜18を形成し、層間絶縁膜18にソース領域1
3,ドレイン領域14に達する開口部を設ける。さら
に、層間絶縁膜18にアルミニウム層を形成し、パター
ニングすることにより、ソース領域13及びドレイン領
域14にそれぞれ電気的に接続するアルミニウム電極1
7を形成する。
【0025】次いで、層間絶縁膜18及びアルミニウム
電極17上に、パッシベーション膜として、第1保護膜
19であるSiO2膜をCVD法により形成し、次い
で、第1保護膜19上に第2保護膜20であるSi34
膜をプラズマCVD法により形成する。
【0026】次いで、図1に示すように、ここまで成膜
した半導体ウエハWをウエハカセット4に複数枚収納
し、このウエハカセット4を密閉型の処理容器(ウエハ
ストッカ)1内に載置する。なお、この処理容器1に
は、雰囲気ガス供給管2が取り付けられており、この雰
囲気ガス供給管2は、図示しない雰囲気ガス供給部に接
続されている。また、雰囲気ガス供給管2には、バルブ
3が取り付けられており、バルブ3の開閉により雰囲気
ガスを容器内部5に供給・停止するようになっている。
【0027】半導体ウエハWを収納したウエハカセット
4を載置した処理容器1内に雰囲気ガスであるジメチル
ポリシロキサンガスを供給して容器内部5を有機化合物
雰囲気とする。そして、この状態で所定時間放置する。
ここで、放置する時間としては、所定量の有機化合物を
含む有機化合物層21を第2保護膜20上に形成するた
めに、6時間以上であることが望ましい。また、雰囲気
ガスの濃度としては、150ppb以上(GC−MS法
で測定)であることが好ましい。
【0028】なお、ジメチルポリシロキサンガスを用い
る場合には、架橋剤であるケトオキシムシランを併用す
ることが好ましい。
【0029】上記方法により、成膜及び有機化合物層形
成を行った半導体装置をESCAにより測定したとこ
ろ、有機化合物層が確認され、しかも接触角40°以上
の撥水性を有することが確認された。この半導体装置
は、アルミニウム電極の腐食などがなく良好であった。
【0030】このように、絶縁膜(及び保護膜)を形成
した基板を有機化合物雰囲気内に所定時間放置するの
で、絶縁膜(及び保護膜)上に有機化合物層を形成する
ことができる。これにより、表面上を撥水性にすること
ができ、これにより雰囲気中の水分が内部に浸透するこ
とを防止することができる。
【0031】本発明は上記実施の形態に限定されず、種
々変更して実施することが可能である。例えば、パッシ
ベーション膜や層間絶縁膜の材料や厚さ、成膜方法など
については、上記実施の形態に限定されず、適宜変更し
て実施することができる。
【0032】また、上記実施の形態においては、密閉し
た処理容器(デシケータ)内に雰囲気ガスとして有機化
合物ガスを導入して有機化合物層を形成する場合につい
て説明しているが、本発明は、密閉していない状態(単
なる保管庫)でパッシベーション膜上に有機化合物層を
形成する場合にも適用することができる。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように本発明の半導体装置
は、絶縁膜上に有機化合物層が形成されているので、表
面上を撥水性にすることができ、雰囲気中の水分が内部
に浸透することを防止することができる。これにより、
耐湿性に優れた保護膜を有する半導体装置を実現するこ
とができる。
【0034】また、本発明の半導体装置の製造方法は、
絶縁膜を形成した基板を有機化合物雰囲気内に所定時間
放置するので、絶縁膜上に有機化合物層を形成すること
ができる。これにより、表面上を撥水性にすることがで
き、これにより雰囲気中の水分が内部に浸透することを
防止することができる。したがって、耐湿性に優れた保
護膜を有する半導体装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係る半導体装置の製造
方法に使用する処理容器の構成を示す図である。
【図2】本発明の一実施の形態に係る半導体装置を示す
断面図である。
【符号の説明】
1…処理容器 2…雰囲気ガス供給管 3…バルブ 4…ウエハカセット 5…容器内部 11…シリコン基板 12…LOCOS 13…ソース領域 14…ドレイン領域 15…ゲート酸化膜 16…ゲート電極、 17…アルミニウム電極 18…層間絶縁膜 19…第1保護膜 20…第2保護膜 21…有機化合物層 22…水滴

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上に形成された金属配線を覆うよう
    にして設けられた絶縁膜と、 前記絶縁膜上に形成された有機化合物層と、を具備し、 前記有機化合物層は、前記絶縁膜を形成した後の基板
    を、前記有機化合物層を構成する有機化合物の雰囲気内
    で所定時間放置することにより形成されたことを特徴と
    する半導体装置。
  2. 【請求項2】 前記有機化合物は、シロキサン系の有機
    化合物であることを特徴とする請求項1記載の半導体装
    置。
  3. 【請求項3】 前記有機化合物層は、0.2ng/cm
    2以上で有機化合物を有することを特徴とする請求項1
    記載の半導体装置。
  4. 【請求項4】 基板上に形成された金属配線を覆うよう
    に絶縁膜を形成する工程と、 前記絶縁膜を形成した基板を、有機化合物雰囲気内に所
    定時間放置する工程と、を具備することを特徴とする半
    導体装置の製造方法。
  5. 【請求項5】 前記有機化合物として、シロキサン系の
    有機化合物を用いることを特徴とする請求項4記載の半
    導体装置の製造方法。
  6. 【請求項6】 前記有機化合物雰囲気は、有機化合物濃
    度が150ppb以上であり、前記所定時間は6時間以
    上であることを特徴とする請求項4記載の半導体装置の
    製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006217253A (ja) * 2005-02-03 2006-08-17 Epson Toyocom Corp 圧電振動素子、圧電振動子、圧電発振器、周波数安定化方法、及び圧電振動子の製造方法

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