JP2020061450A - 半導体装置の製造方法および半導体ウェハ - Google Patents

半導体装置の製造方法および半導体ウェハ Download PDF

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Abstract

【課題】第2領域と素子分離領域との境界に沿ってエッチング残渣が生じていないかを検知することができる半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】チップ形成領域およびスクライブ領域のそれぞれにおいて、第1ゲート配線および第2ゲート配線を形成する工程を有する半導体装置の製造方法。ここで、チップ形成領域では、第1ゲート配線および第2ゲート配線のそれぞれが、第2領域と、第1領域と第2領域との間に位置する素子分離領域との境界を横切るように、第1ゲート配線および第2ゲート配線のそれぞれを形成する。また、スクライブ領域では、第1ゲート配線および第2ゲート配線のそれぞれが第2領域と素子分離領域との境界を横切るように、第1ゲート配線および第2ゲート配線のそれぞれを形成する。【選択図】図2

Description

本発明は、半導体装置の製造方法および半導体ウェハに関する。
特許文献1には、SOI領域と、バルク領域と、SOI領域とバルク領域との間に位置する素子分離領域とを備えたSOI(Silicon On Insulator)基板を有する半導体装置が開示されている。なお、SOI領域は、支持基板、支持基板上に形成された絶縁層、および絶縁層上に形成された半導体層を有している。一方で、バルク領域においては、SOI基板の絶縁層および半導体層は、除去されている。また、素子分離領域には、素子分離絶縁膜が形成されている。素子分離絶縁膜は、SOI領域側に位置する部分(第1部分)と、バルク領域側に位置する部分(第2部分)とを有している。素子分離絶縁膜の第1部分の上面は、素子分離絶縁膜の第2部分の上面よりも高くなっている。さらに、バルク領域上には、MISFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)に含まれるゲート電極が形成されている。ゲート電極は、ポリシリコンをSOI基板上に成膜するとともに、成膜されたポリシリコンをエッチングでパターンニングすることにより形成される。ゲート電極の両脇には、MISFETのソースおよびドレインが形成されている。
特開2017−212267号公報
素子分離絶縁膜の一部は、バルク領域上の絶縁層を除去する際のエッチングにより、バルク領域の上方に位置することがある。そのため、ゲート電極がバルク領域と素子分離領域との境界を横切るように形成される場合、バルク領域の上方に位置する素子分離絶縁膜の一部がゲート電極を構成する材料(ポリシリコン)をエッチングの際の庇となり、バルク領域と素子分離領域との境界に、ゲート電極を構成する材料が残存するおそれがある。このようなエッチング残渣は、互いに隣り合って配置されるゲート電極を短絡させる原因となる。
その他の課題および新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
一実施形態に係る半導体装置の製造方法は、以下の(a)工程ないし(d)工程を有している。
(a)半導体基材、半導体基材上に形成された絶縁層、および絶縁層上に形成された半導体層を有する基板を準備する工程。ここで、基板は、後に半導体チップとして取得されるチップ形成領域、および後に除去されるスクライブ領域を有している。
(b)(a)工程の後、チップ形成領域およびスクライブ領域のそれぞれの第1領域内に位置する半導体層と、チップ形成領域およびスクライブ領域のそれぞれの第1領域内に位置する絶縁層とが除去されないよう、チップ形成領域およびスクライブ領域のそれぞれの第2領域内に位置する半導体層と、チップ形成領域およびスクライブ領域のそれぞれの第2領域内に位置する絶縁層とを除去する工程。ここで、第2領域内に位置する半導体層は、等方性のエッチング処理により除去され、第2領域内に位置する絶縁層は、ウェットエッチングにより除去される。
(c)(b)工程の後、チップ形成領域およびスクライブ領域のそれぞれにおいて、第1ゲート配線および第2ゲート配線を形成する工程。ここで、チップ形成領域では、第1ゲート配線および第2ゲート配線のそれぞれが、第2領域と、第1領域と第2領域との間に位置する素子分離領域との境界を横切るように、第1ゲート配線および第2ゲート配線のそれぞれを形成する。また、スクライブ領域では、第1ゲート配線および第2ゲート配線のそれぞれが第2領域と素子分離領域との境界を横切るように、第1ゲート配線および第2ゲート配線のそれぞれを形成する。
(d)(c)工程の後、チップ形成領域の第2領域内において、第1ゲート配線および第2ゲート配線のそれぞれの両脇に不純物を注入することで、第1ゲート配線を含む第1MISFETのドレインとなる第1半導体領域、第1MISFETのソースおよび第2ゲート配線を含む第2MISFETのドレインとなる第2半導体領域、および第2MISFETのソースとなる第3半導体領域を形成する工程。
一実施形態に係る半導体装置の製造方法によると、第2領域と素子分離領域との境界に沿ってエッチング残渣が生じていないかを検知することができる。
第1実施形態に係る半導体ウェハの基板SUBの上面図である。 第1実施形態に係る半導体ウェハの基板SUBのチップ形成領域CHRにおける模式的な上面図である。 図2のIII−IIIにおける断面図である。 図2のIV−IVにおける断面図である。 第1実施形態に係る半導体ウェハの基板SUBのスクライブ領域SCRにおける模式的な上面図である。 図5のVI−VIにおける断面図である。 第1実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す工程図である。 基板準備工程S1aでの第1実施形態に係る半導体ウェハの断面図である。 素子分離部形成工程S1bでの第1実施形態に係る半導体ウェハの断面図である。 除去工程S1cでの第1実施形態に係る半導体ウェハの断面図である。 第1イオン注入工程S1dでの第1実施形態に係る半導体ウェハの断面図である。 ゲート絶縁膜形成工程S1eでの第1実施形態に係る半導体ウェハの断面図である。 ゲート配線形成工程S1fでの第1実施形態に係る半導体ウェハの断面図である。 第2イオン注入工程S1gでの第1実施形態に係る半導体ウェハの断面図である。 サイドウォールスペーサ形成工程S1hでの第1実施形態に係る半導体ウェハの断面図である。 第3イオン注入工程S1iでの第1実施形態に係る半導体ウェハの断面図である。 第1層間絶縁膜形成工程S1jでの第1実施形態に係る半導体ウェハの断面図である。 コンタクトプラグ形成工程S1kでの第1実施形態に係る半導体ウェハの断面図である。 第2層間絶縁膜形成工程S1lでの第1実施形態に係る半導体ウェハの断面図である。 第2実施形態に係る半導体ウェハの基板SUBのチップ形成領域CHRにおける模式的な上面図である。 図20のXXI−XXIにおける断面図である。 第2実施形態に係る半導体ウェハの基板SUBのスクライブ領域SCRにおける模式的な上面図である。 図22のXXIII−XXIIIにおける断面図である。 第3実施形態に係る半導体ウェハの基板SUBのスクライブ領域SCRにおける模式的な上面図である。 図24のXXV−XXVにおける断面図である。
実施形態の詳細を、図面を参照しながら説明する。以下の図面においては、同一または相当する部分に同一の参照符号を付し、重複する説明は繰り返さないものとする。
(第1実施形態)
以下に、第1実施形態を説明する。
<第1実施形態に係る半導体ウェハの構成>
第1実施形態に係る半導体ウェハは、基板SUBを有している。基板SUBは、図1に示されるように、チップ形成領域CHRおよびスクライブ領域SCRを有している。
チップ形成領域CHRは、後述するダイシング工程S3を経ることにより半導体チップとして取得される領域である。第1実施形態に係る半導体ウェハは、複数のチップ形成領域CHRを有していてもよい。
スクライブ領域SCRは、後述するダイシング工程S3を経ることにより除去される領域である。スクライブ領域SCRは、互いに隣り合う2つのチップ形成領域CHRの間に位置している。
基板SUBは、半導体基材SSUB、絶縁層BOX、および半導体層SOIを有している。絶縁層BOXは、半導体基材SSUB上に形成されている。半導体層SOIは、絶縁層BOX上に形成されている。
半導体基材SSUBは、例えば、単結晶シリコン(Si)で構成されている。絶縁層BOXは、例えば、酸化シリコン(SiO)膜で構成されている。半導体層SOIは、例えば、単結晶シリコン膜で構成されている。つまり、基板SUBは、SOI基板である。
図2および図3に示されるように、基板SUBは、チップ形成領域CHRにおいて、SOI領域R1aと、バルク領域R2aと、素子分離領域R3aとを有している。SOI領域R1aは、半導体基材SSUB、絶縁層BOX、および半導体層SOIで構成されている。バルク領域R2aは、半導体基材SSUBで構成されている。このことを別の観点からいえば、バルク領域R2aにおいては、半導体基材SSUB上の絶縁層BOXおよび半導体層SOIは、除去されている。素子分離領域R3aは、SOI領域R1aとバルク領域R2aとの間に位置している。
バルク領域R2aに位置する半導体基材SSUBには、第1半導体領域DIF1、第2半導体領域DIF2、第3半導体領域DIF3、および第4半導体領域DIF4が形成されている。
第1半導体領域DIF1〜第3半導体領域DIF3は、バルク領域R2aに位置する半導体基材SSUBの表面に形成されている。第1半導体領域DIF1は第2半導体領域DIF2と離間して配置されており、第3半導体領域DIF3は第2半導体領域DIF2と離間して配置されている。第2半導体領域DIF2は、第1半導体領域DIF1と第3半導体領域DIF3との間に位置している。
第4半導体領域DIF4は、第1半導体領域DIF1〜第3半導体領域DIF3を取り囲むように、半導体基材SSUBの表面に形成されている。以下においては、第1半導体領域DIF1と第2半導体領域DIF2との間にある第4半導体領域DIF4を第1チャネル領域ということがあり、第2半導体領域DIF2と第3半導体領域DIF3との間にある第4半導体領域DIF4を第2チャネル領域ということがある。
第1半導体領域DIF1〜第3半導体領域DIF3の導電型は第1導電型であり、第4半導体領域DIF4の導電型は第2導電型である。第2導電型は、第1導電型の反対の導電型である。例えば、第1導電型がn型である場合、第2導電型はp型である。
第1半導体領域DIF1は、第1部分DIF1aおよび第2部分DIF1bを有している。第1部分DIF1aは、第2部分DIF1bよりも第2半導体領域DIF2側に位置している。第1部分DIF1aにおける不純物濃度は、第2部分DIF1bにおける不純物濃度よりも低い。すなわち、第1半導体領域DIF1は、LDD(Lightly Doped Diffusion)構造を有している。
第2半導体領域DIF2は、第1部分DIF2a、第2部分DIF2b、および第3部分DIF2cを有している。第1部分DIF2aは第3部分DIF2cよりも第1半導体領域DIF1側に位置しており、第2部分DIF2bは第3部分DIF2cよりも第3半導体領域DIF3側に位置している。第1部分DIF2aおよび第2部分DIF2bにおける不純物濃度は、第3部分DIF2cにおける不純物濃度よりも低い。すなわち、第2半導体領域DIF2は、LDD構造を有している。
第3半導体領域DIF3は、第1部分DIF3aおよび第2部分DIF3bを有している。第1部分DIF3aは、第2部分DIF3bよりも第2半導体領域DIF2側に位置している。第1部分DIF3aにおける不純物濃度は、第2部分DIF3bにおける不純物濃度よりも低い。すなわち、第3半導体領域DIF3は、LDD構造を有している。
第1チャネル領域上および第2チャネル領域上には、ゲート絶縁膜GIが形成されている。ゲート絶縁膜GIは、例えば、酸化シリコン膜で構成されている。
チップ形成領域CHRにおいては、第1ゲート配線GT1aおよび第2ゲート配線GT2aが形成されている。より具体的には、第1チャネル領域上に形成されたゲート絶縁膜GI上には、第1ゲート配線GT1aが形成されており、第2チャネル領域上に形成されたゲート絶縁膜GI上には、第2ゲート配線GT2aが形成されている。
このことを別の観点からいえば、第1半導体領域DIF1および第2半導体領域DIF2は、第1ゲート配線GT1aの両脇に形成されており、第2半導体領域DIF2および第3半導体領域DIF3は、第2ゲート配線GT2aの両脇に形成されている。
なお、「第1半導体領域DIF1および第2半導体領域DIF2(第2半導体領域DIF2および第3半導体領域DIF3)が第1ゲート配線GT1a(第2ゲート配線GT2a)の両脇に形成されている」とは、第1半導体領域DIF1および第2半導体領域DIF2(第2半導体領域DIF2および第3半導体領域DIF3)が、第1ゲート配線GT1a(第2ゲート配線GT2a)の延在方向と直交する方向において、第1ゲート配線GT1a(第2ゲート配線GT2a)の隣りに形成されていることをいう。
第1ゲート配線GT1aおよび第2ゲート配線GT2aは、バルク領域R2aと素子分離領域R3aとの境界を横切るように、バルク領域R2aから延びている。すなわち、第1実施形態に係る半導体ウェハにおいては、1つの活性領域(バルク領域R2a)に、2つ以上のゲート配線(第1ゲート配線GT1aおよび第2ゲート配線GT2a)が形成されている。1つの活性領域を横切るように2つのゲート配線が形成される回路構成は、例えば、レベルシフタ回路である。第1ゲート配線GT1aおよび第2ゲート配線GT2aは、バルク領域R2aと素子分離領域R3aとの境界と交差する方向において、互いに離間している。
第1ゲート配線GT1aおよび第2ゲート配線GT2aは、例えば、不純物がドープされたポリシリコンで構成されている。
図4に示されるように、第1トランジスタTr1は、第1半導体領域DIF1、第2半導体領域DIF2、第4半導体領域DIF4、ゲート絶縁膜GI、および第1ゲート配線GT1aで構成されている。第2トランジスタTr2は、第2半導体領域DIF2、第3半導体領域DIF3、第4半導体領域DIF4、ゲート絶縁膜GI、および第2ゲート配線GT2aで構成されている。第1トランジスタTr1および第2トランジスタTr2はMISFETである。第1半導体領域DIF1は第1トランジスタTr1のドレインであり、第2半導体領域DIF2は、第1トランジスタTr1のソースおよび第2トランジスタTr2のドレインであり、第3半導体領域DIF3は、第2トランジスタTr2のソースである。
第1ゲート配線GT1aおよび第2ゲート配線GT2aの側壁には(第1部分DIF1a、第1部分DIF2a、第2部分DIF2b、および第1部分DIF3a上には)、サイドウォールスペーサSWSが形成されている。サイドウォールスペーサSWSは、例えば、酸化シリコン膜および窒化シリコン(Si)膜の積層膜で構成されている。
ゲート配線GT0は、平面視において、SOI領域R1aに位置する半導体層SOIを横切るように形成されている。ゲート配線GT0は、SOI領域R1aに形成されるトランジスタ(MISFET)のゲート配線となる。ゲート配線GT0の両脇には、当該トランジスタのソースおよびドレインが形成され、SOI領域R1a上には当該トランジスタに接続される配線が形成されるが、その図示は省略してある。
素子分離領域R3aには、素子分離部ISL1が形成されている。素子分離部ISL1は、STI(Shallow Trench Isolation)である。素子分離部ISL1は、例えば、酸化シリコンで構成されている。
素子分離部ISL1は、底面が半導体基材SSUBに達するように形成されている。素子分離部ISL1の側壁は、素子分離部ISL1の底面に対して鈍角をなすように傾斜していることが好ましい。
素子分離部ISL1は、第1部分ISL1aおよび第2部分ISL1bを有している。第1部分ISL1aはSOI領域R1a側に位置する素子分離部ISL1の部分である。第2部分ISL1bはバルク領域R2a側に位置する素子分離部ISL1の部分である。第1部分ISL1aの上面は、第2部分ISL1bの上面よりも高い位置にある。第2部分ISL1bの上面は、バルク領域R2aに位置する半導体基材SSUBの表面よりも高い位置にある。第1部分ISL1aの上面は、SOI領域R1aに位置する半導体層SOIの表面よりも高い位置にある。
このことを別の観点からいえば、バルク領域R2aに位置する半導体基材SSUBの表面と第2部分ISL1bの上面との境界には、段差が形成されている。また、素子分離部ISL1の表面には、第1部分ISL1aと第2部分ISL1bとの境界において、段差が形成されている。さらに、SOI領域R1aに位置する半導体層SOIと第1部分ISL1aの上面との境界には、段差が形成されている。
基板SUB上には、層間絶縁膜ILD1が形成されている。層間絶縁膜ILD1は、例えば酸化シリコン膜で形成されている。
層間絶縁膜ILD1中には、コンタクトプラグCP1、コンタクトプラグCP2、コンタクトプラグCP3、およびコンタクトプラグCP4が形成されている。コンタクトプラグCP1〜コンタクトプラグCP3は、第1半導体領域DIF1〜第3半導体領域DIF3に、それぞれ電気的に接続されている。コンタクトプラグCP4は、第1ゲート配線GT1aに電気的に接続されている。例えば、コンタクトプラグCP1〜コンタクトプラグCP4は、タングステン(W)で構成されている。
層間絶縁膜ILD1上には、層間絶縁膜ILD2が形成されている。層間絶縁膜ILD2は、例えば酸化シリコン膜で形成されている。
層間絶縁膜ILD2中には、配線WL1、配線WL2、配線WL3、および配線WL4が形成されている。配線WL1〜配線WL3は、コンタクトプラグCP1〜コンタクトプラグCP3にそれぞれ電気的に接続されている。配線WL4は、コンタクトプラグCP4に電気的に接続されている。配線WL1〜配線WL3は、例えば、銅(Cu)、銅合金で構成されている。
図5および図6に示されるように、基板SUBは、スクライブ領域SCRにおいて、SOI領域R1b、バルク領域R2b、および素子分離領域R3bを有している。SOI領域R1bは、半導体基材SSUB、絶縁層BOX、および半導体層SOIで構成されている。バルク領域R2bは、半導体基材SSUBで構成されている。すなわち、バルク領域R2bにおいて、半導体基材SSUB上の絶縁層BOXおよび半導体層SOIは、除去されている。素子分離領域R3bは、SOI領域R1bとバルク領域R2bとの間に位置している。
スクライブ領域SCRには第1ゲート配線GT1bおよび第2ゲート配線GT2bが形成されている。第1ゲート配線GT1bおよび第2ゲート配線GT2bは、バルク領域R2bと素子分離領域R3bとの境界を横切るように、バルク領域R2bから延びている。第1ゲート配線GT1bおよび第2ゲート配線GT2bは、バルク領域R2bと素子分離領域R3bとの境界と交差する方向において、互いに離間している。なお、第1ゲート配線GT1bおよび第2ゲート配線GT2bとバルク領域R2bに位置する半導体基材SSUBとの間には、ゲート絶縁膜GIが形成されている。
素子分離領域R3bには、素子分離部ISL2が形成されている。素子分離部ISL2は、STIである。素子分離部ISL2は、例えば、酸化シリコンで構成されている。
素子分離部ISL2は、底面が半導体基材SSUBに達するように形成されている。素子分離部ISL2の側壁は、素子分離部ISL1の底面に対して鈍角をなすように傾斜していることが好ましい。
素子分離部ISL2は、第1部分ISL2aおよび第2部分ISL2bを有している。第1部分ISL2aはSOI領域R1a側に位置する素子分離部ISL2の部分である。第2部分ISL2bはバルク領域R2a側に位置する素子分離部ISL2の部分である。第1部分ISL2aの上面は、第2部分ISL2bの上面よりも高い位置にある。第2部分ISL2bの上面は、バルク領域R2aに位置する半導体基材SSUBの表面よりも高い位置にある。第1部分ISL2aの上面は、SOI領域R1aに位置する半導体層SOIの表面よりも高い位置にある。
このことを別の観点からいえば、バルク領域R2bに位置する半導体基材SSUBの表面と第2部分ISL2bの上面との境界には、段差が形成されている。また、素子分離部ISL1の表面には、第1部分ISL2aと第2部分ISL2bとの境界において、段差が形成されている。さらに、SOI領域R1bに位置する半導体層SOIと第1部分ISL2aの上面との境界には、段差が形成されている。
層間絶縁膜ILD1中には、コンタクトプラグCP5およびコンタクトプラグCP6が形成されている。コンタクトプラグCP5およびコンタクトプラグCP6は、第1ゲート配線GT1bおよび第2ゲート配線GT2bに、それぞれ電気的に接続されている。コンタクトプラグCP5およびコンタクトプラグCP6は、例えば、タングステンで構成されている。
層間絶縁膜ILD2中には、配線WL5および配線WL6が形成されている。配線WL5および配線WL6は、コンタクトプラグCP5およびコンタクトプラグCP6に、それぞれ電気的に接続されている。配線WL5および配線WL6は、例えば、銅、銅合金で構成されている。
第1ゲート配線GT1bおよび第2ゲート配線GT2bは、第1テスト端子および第2テスト端子に、それぞれ電気的に接続されている。なお、第1テスト端子および第2テスト端子は、最上層に位置する層間絶縁膜上に形成されている。
第1ゲート配線GT1bおよび第2ゲート配線GT2bは、第1トランジスタTr1および第2トランジスタTr2の形成不良を検知するためのテストパターンである。より具体的には、第1ゲート配線GT1bおよび第2ゲート配線GT2bは、バルク領域R2aと素子分離領域R3aとの境界に沿って第1ゲート配線GT1aおよび第2ゲート配線GT2aを構成する材料が残存しているか否かを検知するためのテストパターンである。
上記においては、このテストパターンがスクライブ領域SCRに形成される例を示したが、このテストパターンは、チップ形成領域CHRに形成されてもよい。
<第1実施形態に係る半導体装置の製造方法>
以下に、第1実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する。
図7に示されるように、第1実施形態に係る半導体装置の製造方法は、ウェハ処理工程S1、検査工程S2、およびダイシング工程S3を有している。検査工程S2は、ウェハ処理工程S1の次に行われ、ダイシング工程S3は、検査工程S2の次に行われる。
ウェハ処理工程S1は、基板準備工程S1a、素子分離部形成工程S1b、除去工程S1c、第1イオン注入工程S1d、ゲート絶縁膜形成工程S1e、ゲート配線形成工程S1f、第2イオン注入工程S1g、サイドウォールスペーサ形成工程S1h、および第3イオン注入工程S1iを有している。
ウェハ処理工程S1は、さらに第1層間絶縁膜形成工程S1j、コンタクトプラグ形成工程S1k、第2層間絶縁膜形成工程S1l、および配線形成工程S1mを有している。
図8に示されるように、基板準備工程S1aにおいては、基板SUBが準備される。素子分離部形成工程S1bは、基板準備工程S1aの次に行われる。
図9に示されるように、素子分離部形成工程S1bにおいては、素子分離部ISL1および素子分離部ISL2の形成が行われる。素子分離部形成工程S1bにおいては、第1に、溝の形成が行われる。溝の形成は、例えば、基板SUB上に形成された酸化シリコン膜および窒化シリコン膜をマスクとして、異方性のエッチング処理を行うことで形成される。
素子分離部形成工程S1bにおいては、第2に、当該溝に対する素子分離部ISL1および素子分離部ISL2を構成する材料の埋め込みが行われる。素子分離部ISL1および素子分離部ISL2を構成する材料の埋め込みは、例えば、CVD(Chemical Vapor Deposition)で行われる。
素子分離部形成工程S1bにおいては、第3に、当該溝からはみ出た素子分離部ISL1および素子分離部ISL2を構成する材料が、除去される。この除去は、例えば、CMP(Chemical Mechanical Polishing)で行われる。
除去工程S1cは、素子分離部形成工程S1bの次に行われる。図10に示されるように、除去工程S1cにおいては、バルク領域R2a内およびバルク領域R2b内に位置する絶縁層BOXおよび半導体層SOIの除去が行われる。これにより、バルク領域R2a内およびバルク領域R2b内のそれぞれに位置する半導体基材SSUBが露出する。半導体層SOIは、等方性のエッチング処理で除去される。半導体層SOIを除去するための等方性のエッチング処理は、ドライエッチングまたはウェットエッチングである。絶縁層BOXは、ウェットエッチングで除去される。絶縁層BOXを除去するためのウェットエッチングは、例えば、フッ酸溶液を用いて行われる。上記のエッチング処理により、素子分離部ISL1(素子分離部ISL2)の表面には、第1部分ISL1aの上面が第2部分ISL1bの上面よりも高くなるように(第1部分ISL2aの上面が第2部分ISL2bの上面よりも高くなるように)、段差が形成される。
除去工程S1cにおいては、SOI領域R1aおよびSOI領域R1b内に位置する絶縁層BOXおよび半導体層SOIが除去されないように、SOI領域R1aおよびSOI領域R1bは、上記のエッチングの際、フォトレジスト等で覆われている。
第1イオン注入工程S1dは、除去工程S1cの次に行われる。図11に示されるように、第1イオン注入工程S1dにおいては、チップ形成領域CHRに、第4半導体領域DIF4が形成される。第4半導体領域DIF4は、その導電型がp型である場合は、例えばホウ素(B)のイオンを注入することで形成され、その導電型がn型である場合は、リン(P)、ヒ素(As)等のイオンを注入することで形成される。
ゲート絶縁膜形成工程S1eは、第1イオン注入工程S1dの次に行われる。図12に示されるように、ゲート絶縁膜形成工程S1eにおいては、ゲート絶縁膜GIの形成が行われる。ゲート絶縁膜GIは、例えば基板SUBを熱酸化することで行われる。
ゲート配線形成工程S1fは、ゲート絶縁膜形成工程S1eの次に行われる。図13に示されるように、ゲート配線形成工程S1fにおいては、チップ形成領域CHRに第1ゲート配線GT1aおよび第2ゲート配線GT2aが形成され、スクライブ領域SCRに第1ゲート配線GT1bおよび第2ゲート配線GT2bが形成される。
ゲート配線形成工程S1fにおいては、第1に、第1ゲート配線GT1a、第2ゲート配線GT2a、第1ゲート配線GT1b、および第2ゲート配線GT2bを構成する材料が、基板SUB上に、例えばCVDにより成膜される。ゲート配線形成工程S1fにおいては、第2に、成膜された第1ゲート配線GT1a、第2ゲート配線GT2a、第1ゲート配線GT1b、および第2ゲート配線GT2bを構成する材料のパターンニングが行われる。このパターンニングは、フォトリソグラフィおよび異方性のエッチング処理で行われる。
第2イオン注入工程S1gは、ゲート配線形成工程S1fの次に行われる。図14に示されるように、第2イオン注入工程S1gにおいては、チップ形成領域CHRに、第1部分DIF1a、第1部分DIF2a、第2部分DIF2b、および第1部分DIF3aが形成される。第1部分DIF1a、第1部分DIF2a、第2部分DIF2b、および第1部分DIF3aは、その導電型がp型である場合は、例えばホウ素のイオンを注入することで形成され、その導電型がn型である場合は、リン、ヒ素等のイオンを注入することで形成される。このイオン注入は、第1ゲート配線GT1aおよび第2ゲート配線GT2aをマスクとして行われる。
第2イオン注入工程S1gの次には、サイドウォールスペーサ形成工程S1hが行われる。図15に示されるように、サイドウォールスペーサ形成工程S1hにおいては、サイドウォールスペーサSWSが形成される。サイドウォールスペーサ形成工程S1hにおいては、第1に、サイドウォールスペーサSWSを構成する材料が基板SUB上にCVD等で成膜される。サイドウォールスペーサ形成工程S1hにおいては、成膜されたサイドウォールスペーサSWSを構成する材料が、エッチバックされる。
サイドウォールスペーサ形成工程S1hの次には、第3イオン注入工程S1iが行われる。図16に示されるように、第3イオン注入工程S1iにおいては、チップ形成領域CHRに、第2部分DIF1b、第3部分DIF2c、および第2部分DIF3bが形成される。
第2部分DIF1b、第3部分DIF2c、および第2部分DIF3bは、その導電型がp型である場合、例えばホウ素のイオンを注入することで形成され、その導電型がn型である場合、リン、ヒ素等のイオンを注入することで形成される。このイオン注入は、第1ゲート配線GT1a、第2ゲート配線GT2a、およびサイドウォールスペーサSWSをマスクとして行われる。
図示されていないが、第3イオン注入工程S1iが行われた後であって第1層間絶縁膜形成工程S1jが行われる前には、シリサイド工程が行われる。シリサイド工程においては、第2部分DIF1b、第3部分DIF2c、第2部分DIF3b、第1ゲート配線GT1a、第2ゲート配線GT2a、第1ゲート配線GT1b、および第2ゲート配線GT2bの表面がシリサイド化される。
シリサイド工程においては、第1に、チタン(Ti)、コバルト(Co)等が基板SUB上にスパッタリング等で成膜される。シリサイド工程においては、第2に、成膜されたチタン、コバルトに対して、熱処理が行われる。これにより、チタン、コバルト等と半導体基材SSUB中のシリコンが反応し、第2部分DIF1b、第3部分DIF2c、第2部分DIF3b、第1ゲート配線GT1a、第2ゲート配線GT2a、第1ゲート配線GT1b、および第2ゲート配線GT2bの表面がシリサイド化される。なお、未反応のチタン、コバルト等は、エッチングで除去される。
第1層間絶縁膜形成工程S1jは、シリサイド工程の次に行われる。第1層間絶縁膜形成工程S1jにおいては、図17に示されるように、層間絶縁膜ILD1が形成される。第1層間絶縁膜形成工程S1jにおいては、第1に、層間絶縁膜ILD1を構成する材料が、CVD等で基板SUB上に成膜される。第1層間絶縁膜形成工程S1jにおいては、第2に、成膜された層間絶縁膜ILD1を構成する材料が、CMP等で平坦化される。
コンタクトプラグ形成工程S1kは、第1層間絶縁膜形成工程S1jの次に行われる。図18に示されるように、コンタクトプラグ形成工程S1kにおいては、コンタクトプラグCP1〜コンタクトプラグCP6の形成が行われる。コンタクトプラグ形成工程S1kにおいては、第1に、層間絶縁膜ILD1中に、コンタクトホールが異方性のエッチング処理で形成される。
コンタクトプラグ形成工程S1kにおいては、第2に、コンタクトプラグCP1〜コンタクトプラグCP6を構成する材料が、コンタクトホール中に埋め込まれる。コンタクトホール中へのコンタクトプラグCP1〜コンタクトプラグCP6を構成する材料の埋め込みは、CVD等で行われる。コンタクトプラグ形成工程S1kにおいては、第3に、コンタクトホールからはみ出したコンタクトプラグCP1〜コンタクトプラグCP6がCMP等で除去される。
第2層間絶縁膜形成工程S1lは、コンタクトプラグ形成工程S1kの次に行われる。図19に示されるように、第2層間絶縁膜形成工程S1lにおいては、層間絶縁膜ILD2が形成される。層間絶縁膜ILD2は、層間絶縁膜ILD1上に層間絶縁膜ILD2を構成する材料をCVD等で成膜することにより形成される。
配線形成工程S1mは、第2層間絶縁膜形成工程S1lの次に行われる。配線形成工程S1mにおいては、配線WL1〜配線WL6の形成が行われる。配線WL1〜配線WL6の形成は、例えば、シングルダマシン法で行われる。すなわち、配線形成工程S1mにおいては、第1に、異方性のエッチング処理により、層間絶縁膜ILD2中に配線溝が形成される。配線形成工程S1mにおいては、第2に、配線WL1〜配線WL6を構成する材料が、CVD等で配線溝に埋め込まれる。配線形成工程S1mにおいては、第3に、配線溝からはみ出した配線WL1〜配線WL6を構成する材料が、CMP等で除去される。以上により、図1〜図6に示される構造の第1実施形態に係る半導体ウェハが形成される。
検査工程S2においては、第1ゲート配線GT1aおよび第2ゲート配線GT2aが正常に形成されているかの検査が行われる。より具体的には、検査工程S2においては、バルク領域R2aと素子分離領域R3aとの境界に沿って第1ゲート配線GT1aおよび第2ゲート配線GT2aを構成する材料が残存していないかの検査が行われる。
検査工程S2においては、第1に、第1テスト端子から、第1ゲート配線GT1aに電流が供給される。検査工程S2においては、第2に、第1テスト端子から第1ゲート配線GT1bに供給された電流が、第2ゲート配線GT2bを介して第2テスト端子まで流れるかが検知される。この電流が検知された場合、バルク領域R2aと素子分離領域R3aとの境界に沿ってゲート配線形成工程S1fにおいて成膜された材料が残存していると判定される。
ダイシング工程S3においては、スクライブ領域SCRに沿って、第1実施形態に係る半導体ウェハの切断が行われる。この切断は、ダイシングブレードまたはレーザを用いて行われる。この切断により、チップ形成領域CHRに位置する第1実施形態に係る半導体ウェハの部分が、半導体チップ(第1実施形態に係る半導体装置)として取得される。
<第1実施形態に係る半導体ウェハおよび半導体装置の製造方法の効果>
上記のとおり、バルク領域R2aに位置する半導体基材SSUB上の絶縁層BOXは、ウェットエッチングで除去される。このウェットエッチングの結果、素子分離部ISL1の一部が、バルク領域R2aの上方に位置することになる。
上記のとおり、第1ゲート配線GT1aおよび第2ゲート配線GT2aは、第1ゲート配線GT1aおよび第2ゲート配線GT2aを構成する材料を成膜するとともに、成膜された第1ゲート配線GT1aおよび第2ゲート配線GT2aを構成する材料をエッチングでパターンニングすることにより形成される。バルク領域R2aの上方に位置する素子分離部ISL1の部分は、このエッチングの際に庇となる。その結果、当該部分の下方には、ゲート配線形成工程S1fにおいて成膜された材料が、エッチングされずに残存するおそれがある。
そのため、第1ゲート配線GT1aおよび第2ゲート配線GT2aがバルク領域R2aと素子分離領域R3aとの境界を横切るように形成されることにより、当該境界に沿ってゲート配線形成工程S1fにおいて成膜された材料のエッチング残渣に起因して短絡してしまうおそれがある。
上記のとおり、第1ゲート配線GT1bおよび第2ゲート配線GT2bも、バルク領域R2bと素子分離領域R3bとの境界を横切るように形成されている。すなわち、第1実施形態に係る半導体ウェハでは、第1ゲート配線GT1aおよび第2ゲート配線GT2aに関して、スクライブ領域SCRにおいて、チップ形成領域CHRと同様の構造が形成されている。
バルク領域R2aと素子分離領域R3aとの境界に沿ってゲート配線形成工程S1fにおいて成膜された材料が残存している場合、第1ゲート配線GT1bおよび第2ゲート配線GT2bがバルク領域R2bと素子分離領域R3bとの境界に沿ってゲート配線形成工程S1fにおいて成膜された材料が残存している可能性が高い。
バルク領域R2bと素子分離領域R3bとの境界に沿ってゲート配線形成工程S1fにおいて成膜された材料が残存している場合には、第1ゲート配線GT1bに電流が供給されると、当該電流は、第2ゲート配線GT2bまで流れる。
そのため、第1実施形態に係る半導体ウェハによると、第1ゲート配線GT1bと第2ゲート配線GT2bとの間に電流が流れるか否かを検知することにより、バルク領域R2aと素子分離領域R3aとの境界に沿ってゲート配線形成工程S1fにおいて成膜された材料が残存しているか否かを検知することができる。
(第2実施形態)
以下に、第2実施形態を説明する。なお、第1実施形態と異なる点を主に説明し、重複する説明は繰り返さない。
<第2実施形態に係る半導体ウェハの構成>
第2実施形態に係る半導体ウェハは、基板SUB、素子分離部ISL1、素子分離部ISL2、第1ゲート配線GT1a、第2ゲート配線GT2a、第1ゲート配線GT1b、第2ゲート配線GT2b、ゲート絶縁膜GI、サイドウォールスペーサSWS、コンタクトプラグCP1〜コンタクトプラグCP6、配線WL1〜配線WL6、層間絶縁膜ILD1、および層間絶縁膜ILD2を有している。
基板SUBは、チップ形成領域CHRおよびスクライブ領域SCRを有している。基板SUBは、チップ領域CHR内において、SOI領域R1a、バルク領域R2a、および素子分離領域R3aを有しており、スクライブ領域SCR内において、SOI領域R1b、バルク領域R2b、および素子分離領域R3bを有している。基板SUBは、半導体基材SSUB、絶縁層BOX、および半導体層SOIを有している。
素子分離部ISL1は、第1部分ISL1aおよび第2部分ISL1bを有している。素子分離部ISL2は、第1部分ISL2aおよび第2部分ISL2bを有している。これらの点に関して、第2実施形態に係る半導体ウェハの構成は、第1実施形態に係る半導体ウェハの構成と共通している。
図20および図21に示されるように、第2実施形態に係る半導体ウェハにおいては、チップ形成領域CHR内に、第3ゲート配線GT3aがさらに形成されている。第3ゲート配線GT3aは、第1部分ISL1aと第2部分ISL1bとの境界を横切るように延びている。
また、図22および図23に示されるように、第2実施形態に係る半導体ウェハにおいては、第1ゲート配線GT1bおよび第2ゲート配線GT2bが、第1部分ISL2aと第2部分ISL2bとの境界をさらに横切るように延びている。これらの点に関して、第2実施形態に係る半導体ウェハの構成は、第1実施形態に係る半導体ウェハの構成と異なっている。
<第2実施形態に係る半導体装置の製造方法>
第2実施形態に係る半導体装置の製造方法は、ウェハ処理工程S1、検査工程S2、およびダイシング工程S3を有している。ウェハ処理工程S1は、基板準備工程S1a、素子分離部形成工程S1b、除去工程S1c、第1イオン注入工程S1d、ゲート絶縁膜形成工程S1e、ゲート配線形成工程S1f、第2イオン注入工程S1g、サイドウォールスペーサ形成工程S1h、および第3イオン注入工程S1iを有している。
ウェハ処理工程S1は、さらに第1層間絶縁膜形成工程S1j、コンタクトプラグ形成工程S1k、第2層間絶縁膜形成工程S1l、および配線形成工程S1mを有している。これらの点に関して、第2実施形態に係る半導体装置の製造方法は、第1実施形態に係る半導体装置の製造方法と共通している。
第2実施形態に係る半導体装置の製造方法では、ゲート配線形成工程S1fにおいて、第3ゲート配線GT3aも形成される。また、第2実施形態に係る半導体装置の製造方法では、ゲート配線形成工程S1fにおいて、第1ゲート配線GT1bおよび第2ゲート配線GT2bが、第1部分ISL2aと第2部分ISL2bとの境界も横切るような形状にパターンニングされる。
さらに、第2実施形態に係る半導体装置の製造方法では、検査工程S2において第1テスト端子から第1ゲート配線GT1bに供給された電流が、第2ゲート配線GT2bを介して第2テスト端子まで流れることが検知された場合には、バルク領域R2aと素子分離領域R3aとの境界に沿ってゲート配線形成工程S1fにおいて成膜された材料が残存している、または第1部分ISL1aと第2部分ISL1bとの境界に沿ってゲート配線形成工程S1fにおいて成膜された材料が残存していると判断される。これらの点に関し、第2実施形態に係る半導体装置の製造方法は、第1実施形態に係る半導体装置の製造方法と異なっている。
<第2実施形態に係る半導体ウェハおよび半導体装置の製造方法の効果>
上記のとおり、素子分離部ISL1の表面には、第2部分ISL1bの上面が第1部分ISL1aの上面よりも高くなるように段差が形成されている。そのため、ゲート配線形成工程S1fにおけるエッチングの際に、第1部分ISL1aと第2部分ISL1bとの境界に沿って、ゲート配線形成工程S1fにおいて成膜された材料が残存しやすい。
第2実施形態に係る半導体ウェハにおいては、第1ゲート配線GT1bおよび第2ゲート配線GT2bが、第1部分ISL2aと第2部分ISL2bとの境界を横切るように形成されている。すなわち、第2実施形態に係る半導体ウェハでは、第3ゲート配線GT3aに関して、スクライブ領域SCRにおいて、チップ形成領域CHRと同様の構造が形成されている。
第1部分ISL1aと第2部分ISL1bとの境界に沿ってゲート配線形成工程S1fにおいて成膜された材料が残存している場合には、第1部分ISL2aと第2部分ISL2bとの境界に沿ってゲート配線形成工程S1fにおいて成膜された材料が残存している可能性が高い。
第1部分ISL2aと第2部分ISL2bとの境界に沿ってゲート配線形成工程S1fにおいて成膜された材料が残存している場合には、第1ゲート配線GT1bに電流が供給されると、当該電流は、第2ゲート配線GT2bまで流れる。
そのため、第2実施形態に係る半導体ウェハによると、第1ゲート配線GT1bと第2ゲート配線GT2bとの間に電流が流れるか否かを検知することにより、第1部分ISL1aと第2部分ISL1bとの境界に沿ってゲート配線形成工程S1fにおいて成膜された材料が残存しているか否かを検知することができる。
(第3実施形態)
以下に、第3実施形態を説明する。なお、第1実施形態と異なる点を主に説明し、重複する説明は繰り返さない。
<第3実施形態に係る半導体ウェハの構成>
第3実施形態に係る半導体ウェハは、基板SUB、素子分離部ISL1、素子分離部ISL2、第1ゲート配線GT1a、第2ゲート配線GT2a、第1ゲート配線GT1b、第2ゲート配線GT2b、ゲート絶縁膜GI、サイドウォールスペーサSWS、コンタクトプラグCP1〜コンタクトプラグCP6、配線WL1〜配線WL6、層間絶縁膜ILD1、および層間絶縁膜ILD2を有している。
基板SUBは、チップ形成領域CHRおよびスクライブ領域SCRを有している。基板SUBは、チップ領域CHR内において、SOI領域R1a、バルク領域R2a、および素子分離領域R3aを有しており、スクライブ領域SCR内において、SOI領域R1b、バルク領域R2b、および素子分離領域R3bを有している。基板SUBは、半導体基材SSUB、絶縁層BOX、および半導体層SOIを有している。
素子分離部ISL1は、第1部分ISL1aおよび第2部分ISL1bを有している。素子分離部ISL2は、第1部分ISL2aおよび第2部分ISL2bを有している。これらの点に関して、第3実施形態に係る半導体ウェハの構成は、第1実施形態に係る半導体ウェハの構成と共通している。
図24および図25に示されるように、第3実施形態に係る半導体ウェハにおいては、第1ゲート配線GT1bおよび第2ゲート配線GT2bが、素子分離領域R3bとSOI領域R1bとの境界をさらに横切るように形成されている。これらの点に関して、第3実施形態に係る半導体ウェハの構成は、第1実施形態に係る半導体ウェハの構成と異なっている。
<第3実施形態に係る半導体装置の製造方法>
第3実施形態に係る半導体装置の製造方法は、ウェハ処理工程S1、検査工程S2、およびダイシング工程S3を有している。ウェハ処理工程S1は、基板準備工程S1a、素子分離部形成工程S1b、除去工程S1c、第1イオン注入工程S1d、ゲート絶縁膜形成工程S1e、ゲート配線形成工程S1f、第2イオン注入工程S1g、サイドウォールスペーサ形成工程S1h、および第3イオン注入工程S1iを有している。
ウェハ処理工程S1は、さらに第1層間絶縁膜形成工程S1j、コンタクトプラグ形成工程S1k、第2層間絶縁膜形成工程S1l、および配線形成工程S1mを有している。これらの点に関して、第3実施形態に係る半導体装置の製造方法は、第1実施形態に係る半導体装置の製造方法と共通している。
第3実施形態に係る半導体装置の製造方法では、ゲート配線形成工程S1fにおいて、第1ゲート配線GT1bおよび第2ゲート配線GT2bが、素子分離領域R3bとSOI領域R1bとの境界も横切るような形状にパターンニングされる。
さらに、第3実施形態に係る半導体装置の製造方法では、検査工程S2において第1テスト端子から第1ゲート配線GT1bに供給された電流が、第2ゲート配線GT2bを介して第2テスト端子まで流れることが検知された場合には、バルク領域R2aと素子分離領域R3aとの境界に沿ってゲート配線形成工程S1fにおいて成膜された材料が残存している、第1部分ISL1aと第2部分ISL1bとの境界に沿ってゲート配線形成工程S1fにおいて成膜された材料が残存している、または、素子分離領域R3aとSOI領域R1aとの境界に沿ってゲート配線形成工程S1fにおいて成膜された材料が残存していると判断される。これらの点に関して、第3実施形態に係る半導体装置の製造方法は、第1実施形態に係る半導体装置の製造方法と異なっている。
<第3実施形態に係る半導体ウェハおよび半導体装置の製造方法の効果>
上記のとおり、SOI領域R1aに位置する半導体層SOIの表面は、第1部分ISL1aの上面よりも低くなっている。そのため、ゲート配線形成工程S1fにおけるエッチングの際に、素子分離領域R3aとSOI領域R1aとの境界に沿って、ゲート配線形成工程S1fにおいて成膜された材料が残存しやすい。
第3実施形態に係る半導体ウェハにおいては、第1ゲート配線GT1bおよび第2ゲート配線GT2bが、素子分離領域R3bとSOI領域R1bとの境界を横切るように形成されている。
素子分離領域R3aとSOI領域R1aとの境界に沿ってゲート配線形成工程S1fにおいて成膜された材料が残存している場合には、素子分離領域R3bとSOI領域R1bとの境界に沿ってゲート配線形成工程S1fにおいて成膜された材料が残存している可能性が高い。
素子分離領域R3bとSOI領域R1bとの境界に沿ってゲート配線形成工程S1fにおいて成膜された材料が残存している場合には、第1ゲート配線GT1bに電流が供給されると、当該電流は、第2ゲート配線GT2bまで流れる。
そのため、第3実施形態に係る半導体ウェハによると、第1ゲート配線GT1bと第2ゲート配線GT2bとの間に電流が流れるか否かを検知することにより、素子分離領域R3aとSOI領域R1aとの境界に沿ってゲート配線形成工程S1fにおいて成膜された材料が残存しているか否かを検知することができる。
その他、上記の実施形態に記載された内容の一部を、以下に記載する。
[付記1]
以下の工程を含む半導体装置の製造方法:
(a)半導体基材、半導体基材上に形成された絶縁層、および絶縁層上に形成された半導体層を有する基板を準備する工程。ここで、基板は、後に半導体チップとして取得されるチップ形成領域、および後に除去されるスクライブ領域を有している。
(b)(a)工程の後、チップ形成領域およびスクライブ領域のそれぞれの第1領域内に位置する半導体層と、チップ形成領域およびスクライブ領域のそれぞれの第1領域内に位置する絶縁層とが除去されないよう、チップ形成領域およびスクライブ領域のそれぞれの第2領域内に位置する半導体層と、チップ形成領域およびスクライブ領域のそれぞれの第2領域内に位置する絶縁層とを除去する工程。ここで、第2領域内に位置する半導体層は、等方性のエッチング処理により除去され、第2領域内に位置する絶縁層は、ウェットエッチングにより除去される。
(c)(b)工程の後、チップ形成領域およびスクライブ領域のそれぞれにおいて、第1ゲート配線および第2ゲート配線を形成する工程。ここで、チップ形成領域では、第1ゲート配線および第2ゲート配線のそれぞれが、第2領域と、第1領域と第2領域との間に位置する素子分離領域との境界を横切るように、第1ゲート配線および第2ゲート配線のそれぞれを形成する。また、スクライブ領域では、第1ゲート配線および第2ゲート配線のそれぞれが第2領域と素子分離領域との境界を横切るように、第1ゲート配線および第2ゲート配線のそれぞれを形成する。
(d)(c)工程の後、チップ形成領域の第2領域内において、第1ゲート配線および第2ゲート配線のそれぞれの両脇に不純物を注入することで、第1ゲート配線を含む第1MISFETのドレインとなる第1半導体領域、第1MISFETのソースおよび第2ゲート配線を含む第2MISFETのドレインとなる第2半導体領域、および第2MISFETのソースとなる第3半導体領域を形成する工程。
[付記2]
(b)工程では、チップ形成領域およびスクライブ領域のそれぞれにおいて、チップ形成領域およびスクライブ領域のそれぞれにおいて、素子分離領域内に形成された素子分離部の表面に、素子分離部のうちの第1領域側に位置する第1部分の上面が素子分離部のうちの第2領域側に位置する第2部分の上面よりも高くなるように段差が形成され、
(c)工程では、チップ形成領域において、第3ゲート配線をさらに形成し、
第3ゲート配線は、素子分離部の第1部分と素子分離部の第2部分との境界を横切るように形成され、
(c)工程では、スクライブ領域において、第1ゲート配線および第2ゲート配線のそれぞれが、第1部分と第2部分との境界をさらに横切るように形成される、付記1に記載の半導体装置の製造方法。
[付記3]
(c)工程では、スクライブ領域において、第1ゲート配線および第2ゲート配線のそれぞれが、素子分離領域と第1領域との境界をさらに横切るように形成される、付記2に記載の半導体装置の製造方法。
[付記4]
(c)工程では、スクライブ領域において、第1ゲート配線および第2ゲート配線のそれぞれが、素子分離領域と第1領域との境界をさらに横切るように形成される、付記1に記載の半導体装置の製造方法。
[付記5]
(c)工程では、基板上にポリシリコンを成膜するとともに、ポリシリコンをパターンニングすることで、チップ形成領域およびスクライブ領域のそれぞれにおいて、第1ゲート配線および第2ゲート配線が形成される、付記1に記載の半導体装置の製造方法。
[付記6]
半導体基材は単結晶シリコンからなり、
絶縁層は酸化シリコン膜からなり、
半導体層は単結晶シリコン膜からなる、付記1に記載の半導体装置の製造方法。
[付記7]
チップ形成領域の数は複数であり、
スクライブ領域は、平面視において、互いに隣り合う2つのチップ形成領域の間に位置する、付記1に記載の半導体装置の製造方法。
[付記8]
以下の工程をさらに有する付記1に記載の半導体装置の製造方法:
(e)(d)工程の後、スクライブ領域に形成された第1ゲート配線に第1テスト端子を電気的に接続し、スクライブ領域に形成された第2ゲート配線に第2テスト端子を電気的に接続する工程。
(f)(e)工程の後、第1テスト端子に電流を供給する工程。
[付記9]
(f)工程では、電流が第2テスト端子まで流れた場合は、チップ形成領域の第2領域内において第2領域と素子分離領域の境界に沿って第1ゲート配線および第2ゲート配線のそれぞれを構成する材料が残存していると判断される、付記8に記載の半導体装置の製造方法。
[付記10]
後に半導体チップとして取得されるチップ形成領域、および後に除去されるスクライブ領域を有する半導体基材を備えた半導体ウェハであって、
チップ形成領域およびスクライブ領域のそれぞれは、第1領域、第2領域、および第1領域と第2領域との間に位置する素子分離領域を有しており、
第1領域は、半導体基材、半導体基材上に形成された絶縁層、および絶縁層上に形成された半導体層を有しており、
第2領域は、半導体基材を有しており、
チップ形成領域およびスクライブ領域のそれぞれには、第1ゲート配線および第2ゲート配線が形成されており、
チップ形成領域に位置する第1ゲート配線および第2ゲート配線のそれぞれは、第2領域と素子分離領域との境界を横切るように第2領域から素子分離領域に向かって延びており、
スクライブ領域に位置する第1ゲート配線および第2ゲート配線のそれぞれは、第2領域と素子分離領域との境界を横切るように第2領域から素子分離領域に向かって延びており、
チップ形成領域の第2領域内において、第1ゲート配線および第2ゲート配線のそれぞれの両脇には、第1ゲート配線を含んでいる第1MISFETのドレインとなる第1半導体領域、第1MISFETのソースおよび第2ゲート配線を含んでいる第2MISFETのドレインとなる第2半導体領域、および第2MISFETのソースとなる第3半導体領域がそれぞれ形成されている、半導体ウェハ。
[付記11]
チップ形成領域には、第3ゲート配線がさらに形成されており、
素子分離領域は、その表面に段差が形成された素子分離部を有しており、
段差は、第1領域側に位置する第1部分、および第2領域側に位置し、かつ、その上面が第1部分の上面よりも低い第2部分を有しており、
第3ゲート配線は、素子分離部の第1部分と素子分離部の第2部分との境界を横切るように形成されており、
スクライブ領域において、第1ゲート配線および第2ゲート配線のそれぞれは、第1部分と第2部分との境界をさらに横切るように形成されている、付記10に記載の半導体ウェハ。
[付記12]
スクライブ領域において、第1ゲート配線および第2ゲート配線のそれぞれは、素子分離領域と第1領域との境界をさらに横切るように形成されている、付記10に記載の半導体ウェハ。
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
CHR チップ形成領域、CP1,CP2,CP3,CP4,CP5,CP6 コンタクトプラグ、DIF1 第1半導体領域、DIF2 第2半導体領域、DIF3 第3半導体領域、DIF4 第4半導体領域、DIF1a 第1部分、DIF1b 第2部分、DIF2a 第1部分、DIF2b 第2部分、DIF2c 第3部分、DIF3a 第1部分、DIF3b 第2部分、GI ゲート絶縁膜、GT0 ゲート配線、GT1b,GT1a 第1ゲート配線、GT2b,GT2a 第2ゲート配線、GT3a 第3ゲート配線、ILD1,ILD2 層間絶縁膜、ISL1,ISL2 素子分離部、ISL1a 第1部分、ISL1b 第2部分、ISL2a 第1部分、ISL2b 第2部分、R1b,R1a SOI領域、R2a,R2b バルク領域、R3a,R3b 素子分離領域、S1 ウェハ処理工程、S1a 基板準備工程、S1b 素子分離部形成工程、S1c 除去工程、S1d 第1イオン注入工程、S1e ゲート絶縁膜形成工程、S1f ゲート配線形成工程、S1g 第2イオン注入工程、S1h サイドウォールスペーサ形成工程、S1i 第3イオン注入工程、S1j 第1層間絶縁膜形成工程、S1k コンタクトプラグ形成工程、S1l 第2層間絶縁膜形成工程、S1m 配線形成工程、S2 検査工程、S3 ダイシング工程、SCR スクライブ領域、SOI 半導体層、SSUB 半導体基材、SUB 基板、SWS サイドウォールスペーサ、Tr1 第1トランジスタ、Tr2 第2トランジスタ、WL1,WL2,WL3,WL4,WL5,WL6 配線。

Claims (12)

  1. (a)半導体基材、前記半導体基材上に形成された絶縁層、および前記絶縁層上に形成された半導体層を有する基板を準備する工程、
    ここで、
    前記基板は、後に半導体チップとして取得されるチップ形成領域、および後に除去されるスクライブ領域を有しており;
    (b)前記(a)工程の後、前記チップ形成領域および前記スクライブ領域のそれぞれの第1領域内に位置する前記半導体層と、前記チップ形成領域および前記スクライブ領域のそれぞれの前記第1領域内に位置する前記絶縁層とが除去されないよう、前記チップ形成領域および前記スクライブ領域のそれぞれの第2領域内に位置する前記半導体層と、前記チップ形成領域および前記スクライブ領域のそれぞれの前記第2領域内に位置する前記絶縁層とを除去する工程、
    ここで、
    前記第2領域内に位置する前記半導体層は、等方性のエッチング処理により除去され、
    前記第2領域内に位置する前記絶縁層は、ウェットエッチングにより除去され;
    (c)前記(b)工程の後、前記チップ形成領域および前記スクライブ領域のそれぞれにおいて、第1ゲート配線および第2ゲート配線を形成する工程、
    ここで、
    前記チップ形成領域では、前記第1ゲート配線および前記第2ゲート配線のそれぞれが、前記第2領域と、前記第1領域と前記第2領域との間に位置する素子分離領域との境界を横切るように、前記第1ゲート配線および前記第2ゲート配線のそれぞれを形成し、
    前記スクライブ領域では、前記第1ゲート配線および前記第2ゲート配線のそれぞれが前記第2領域と前記素子分離領域との境界を横切るように、前記第1ゲート配線および前記第2ゲート配線のそれぞれを形成し;
    (d)前記(c)工程の後、前記チップ形成領域の前記第2領域内において、前記第1ゲート配線および前記第2ゲート配線のそれぞれの両脇に不純物を注入することで、前記第1ゲート配線を含む第1MISFETのドレインとなる第1半導体領域、前記第1MISFETのソースおよび前記第2ゲート配線を含む第2MISFETのドレインとなる第2半導体領域、および前記第2MISFETのソースとなる第3半導体領域を形成する工程、
    を有する、半導体装置の製造方法。
  2. 前記(b)工程では、前記チップ形成領域および前記スクライブ領域のそれぞれにおいて、前記素子分離領域内に形成された素子分離部の表面に、前記素子分離部のうちの前記第1領域側に位置する第1部分の上面が前記素子分離部のうちの前記第2領域側に位置する第2部分の上面よりも高くなるように段差が形成され、
    前記(c)工程では、前記チップ形成領域において、第3ゲート配線をさらに形成し、
    前記第3ゲート配線は、前記素子分離部の前記第1部分と前記素子分離部の前記第2部分との境界を横切るように形成され、
    前記(c)工程では、前記スクライブ領域において、前記第1ゲート配線および前記第2ゲート配線のそれぞれが、前記第1部分と前記第2部分との境界をさらに横切るように形成される、請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
  3. 前記(c)工程では、前記スクライブ領域において、前記第1ゲート配線および前記第2ゲート配線のそれぞれが、前記素子分離領域と前記第1領域との境界をさらに横切るように形成される、請求項2に記載の半導体装置の製造方法。
  4. 前記(c)工程では、前記スクライブ領域において、前記第1ゲート配線および前記第2ゲート配線のそれぞれが、前記素子分離領域と前記第1領域との境界をさらに横切るように形成される、請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
  5. 前記(c)工程では、前記基板上にポリシリコンを成膜するとともに、前記ポリシリコンをパターンニングすることで、前記チップ形成領域および前記スクライブ領域のそれぞれにおいて、前記第1ゲート配線および前記第2ゲート配線が形成される、請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
  6. 前記半導体基材は単結晶シリコンからなり、
    前記絶縁層は酸化シリコン膜からなり、
    前記半導体層は単結晶シリコン膜からなる、請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
  7. 前記チップ形成領域の数は複数であり、
    前記スクライブ領域は、平面視において、互いに隣り合う2つの前記チップ形成領域の間に位置する、請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
  8. (e)前記(d)工程の後、前記スクライブ領域に形成された前記第1ゲート配線に第1テスト端子を電気的に接続し、前記スクライブ領域に形成された前記第2ゲート配線に第2テスト端子を電気的に接続する工程;
    (f)前記(e)工程の後、前記第1テスト端子に電流を供給する工程、
    をさらに有する、請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
  9. 前記(f)工程では、前記電流が前記第2テスト端子まで流れた場合は、前記チップ形成領域の前記第2領域内において前記第2領域と前記素子分離領域の境界に沿って前記第1ゲート配線および前記第2ゲート配線のそれぞれを構成する材料が残存していると判断される、請求項8に記載の半導体装置の製造方法。
  10. 後に半導体チップとして取得されるチップ形成領域、および後に除去されるスクライブ領域を有する半導体基材を備えた半導体ウェハであって、
    前記チップ形成領域および前記スクライブ領域のそれぞれは、第1領域、第2領域、および前記第1領域と前記第2領域との間に位置する素子分離領域を有しており、
    前記第1領域は、前記半導体基材、前記半導体基材上に形成された絶縁層、および前記絶縁層上に形成された半導体層を有しており、
    前記第2領域は、前記半導体基材を有しており、
    前記チップ形成領域および前記スクライブ領域のそれぞれには、第1ゲート配線および第2ゲート配線が形成されており、
    前記チップ形成領域に位置する前記第1ゲート配線および前記第2ゲート配線のそれぞれは、前記第2領域と前記素子分離領域との境界を横切るように前記第2領域から前記素子分離領域に向かって延びており、
    前記スクライブ領域に位置する前記第1ゲート配線および前記第2ゲート配線のそれぞれは、前記第2領域と前記素子分離領域との境界を横切るように前記第2領域から前記素子分離領域に向かって延びており、
    前記チップ形成領域の前記第2領域内において、前記第1ゲート配線および前記第2ゲート配線のそれぞれの両脇には、前記第1ゲート配線を含む第1MISFETのドレインとなる第1半導体領域、前記第1MISFETのソースおよび前記第2ゲート配線を含む第2MISFETのドレインとなる第2半導体領域、および前記第2MISFETのソースとなる第3半導体領域がそれぞれ形成されている、半導体ウェハ。
  11. 前記チップ形成領域には、第3ゲート配線がさらに形成されており、
    前記素子分離領域は、その表面に段差が形成された素子分離部を有しており、
    前記段差は、前記第1領域側に位置する第1部分、および前記第2領域側に位置し、かつ、その上面が前記第1部分の上面よりも低い第2部分を有しており、
    前記第3ゲート配線は、前記素子分離部の前記第1部分と前記素子分離部の前記第2部分との境界を横切るように形成されており、
    前記スクライブ領域において、前記第1ゲート配線および前記第2ゲート配線のそれぞれは、前記第1部分と前記第2部分との境界をさらに横切るように形成されている、請求項10に記載の半導体ウェハ。
  12. 前記スクライブ領域において、前記第1ゲート配線および前記第2ゲート配線のそれぞれは、前記素子分離領域と前記第1領域との境界をさらに横切るように形成されている、請求項10に記載の半導体ウェハ。
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