JPH07321298A - 半導体装置製造方法 - Google Patents
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S148/00—Metal treatment
- Y10S148/012—Bonding, e.g. electrostatic for strain gauges
Abstract
位置合わせマークを用いて半導体装置を製造できるよう
にする。 【構成】 絶縁層3及び半導体材料層4が設けられた半
導体スライスの第1面上に、半導体素子5及び導体トラ
ック14を形成する。次に、半導体スライスを第1面の
側で支持スライス15に固定し、その後絶縁層3が露出
しはじめるまで材料除去する。絶縁層3に、導電素子1
9を設けたコンタクト窓18を設ける。これを、半導体
スライスが支持スライス15に固定される前に、半導体
スライスの第1面から行う。半導体素子5を、導電素子
19を介して接触ワイヤ20と外部接触させる。コンタ
クト窓18及び導電素子19を、半導体素子の製造が実
行される処理工程中に形成することもできる。
Description
材料層を設けた半導体スライスの第1面に半導体素子及
び導体トラックを形成し、その後前記半導体スライスを
前記第1面の側で支持スライスに固定し、その後前記絶
縁層が露出されるまで前記半導体スライスをその第2面
から材料除去し、この間に、前記半導体層に接続される
導電素子を設けるコンタクト窓を、前記絶縁層に設けて
半導体装置を製造する半導体装置製造方法に関するもの
である。
きにより個別のパーツに細分して、一つ又は複数の半導
体素子を具えることができる個々の半導体装置を形成す
ることができる。一つの半導体素子を具える場合別個の
半導体装置が得られ、複数の半導体素子を具える場合集
積半導体装置が得られる。半導体素子を、例えばバイポ
ーラトランジスタ又は電界効果トランジスタとするとこ
ができる。
体スライスを約200℃より上の温度に加熱する必要が
ないので、半導体スライスの支持スライスへの固定及び
支持スライスそれ自体には厳しい要求を課す必要がな
い。半導体スライスを、例えば銅のような金属で形成さ
れた導電支持スライス、又は、例えばガラス若しくはア
ルミナのような絶縁体で形成された絶縁支持スライス
に、エポキシ接着剤又はアクリレート接着剤のような合
成樹脂接着剤を介して固定することができる。支持スラ
イスは、半導体スライス材料の膨張率と異なる膨張率を
有することができる。膨張差はその後の処理工程中は小
さく、この場合接着剤層で調整することができる。
晶、多結晶又はアモルファスとすることができる。例え
ば酸化ケイ素で形成された絶縁層を、堆積や他の種々の
方法で設けることができる。酸化ケイ素層を、例えばシ
リコンスライスに酸素を注入することにより得ることが
できる。
層が露出される材料減少処理中、この材料減少を自動的
に停止させる層として、すなわちエッチング処理中のエ
ッチングストッパ層として、又は、研磨処理中の研磨ス
トッパ層として作用することができる。絶縁層それ自体
は除去されず、その後半導体素子に対する絶縁体として
作用する。絶縁層には、半導体素子を接続する導電素子
が設けられるコンタクト窓が設けられる。この場合、半
導体素子を、これら導電素子を介して外部と接触させる
ことができる。
縁層にコンタクト窓を設け、この絶縁層を材料減少処理
によって露出した後コンタクト窓に導電素子を設けた冒
頭で説明したような種類の方法を開示している。
スクを絶縁層に設けて、絶縁層中にコンタクト窓を形成
している。したがってホトレジスト層を、露出された絶
縁層上に設けられて、その後ホトレジストマスクのパタ
ーン化を行う。既知の方法には、このホトリソグラフィ
ック工程中、半導体素子及び導体トラックを第1面の側
に設けている間半導体スライスの第1面の側に設けた位
置合わせマークを用いることができないという欠点があ
る。導電素子をコンタクト窓に設けるためにもホトレジ
ストマスクを設ける必要があり、したがって前記位置合
わせマークを用いることができない。
導体トラックを形成するのに用いられる装置以外の装置
が、コンタクト窓及び導電素子を設けるために必要とさ
れている。半導体素子、導体トラック及び絶縁層が固定
される支持スライスは、例えば半導体スライスの厚さと
異なる厚さを有する。
の側に半導体素子及び導体トラックを形成し、絶縁層中
にコンタクト窓を形成し、かつ、導電素子を形成するた
めに、同一のホトリソグラフィック装置及び半導体スラ
イスの第1面の側の同一の位置合わせマークを用いるこ
とができる半導体装置製造方法を提供することである。
た方法は、前記半導体スライスを前記支持スライスに固
定する前に、前記絶縁層にコンタクト窓を設け、かつ、
このコンタクト窓内において前記導電素子を、前記半導
体スライスの前記第1面から設けることを特徴とするも
のである。
クト窓を設けるとともに、導電素子を設けるために、半
導体素子及び導体トラックの形成中、同一の第1面の側
において処理される。このために、同一のリソグラフィ
ック装置及び同一の位置合わせマークを用いることがで
きる。本発明は、半導体スライスを支持スライス上に固
定する前にコンタクト窓に設けた導電素子を、絶縁層が
露出される材料減少処理中に露出するという認識に基づ
く。この場合、このように露出された導電素子により半
導体素子との外部接触が可能になる。
固定する前の全ての処理工程を、残りの処理工程が実行
されるスペースとは異なるスペースで実行することがで
きる。固定前の工程を清浄室で行う必要があるが、固定
後の工程を、ほこり粒子の存在について清浄室ほど厳格
に要求されない清浄室の外側のスペースで実行すること
ができる。このようなスペースは清浄室に比べて著しく
廉価であるので、本発明による方法を比較的低コストで
実施することができる。
前記半導体スライスの前記第1面上に導電層を堆積し、
次いで前記導体トラックと導電素子の両方を形成する場
合、導体トラック及び導電素子を単一のホトリソグラフ
ィック工程で形成することができる。
に堆積し、その後前記導体トラック及び前記導電素子を
前記導電層及び前記基板層に形成する。この場合、基板
層材料及び導電層材料を適切に選択して、導電層が絶縁
層の露出工程中基板層により十分保護され、同時に導体
トラックが比較的低い電気抵抗を有するようにすること
ができる。酸化ケイ素の絶縁層を介して半導体材料のシ
リコン層を設けたシリコン製の半導体スライスを用いる
場合、シリコンは絶縁層の露出工程中除去される。この
場合、このような体積減少処理を、酸化ケイ素絶縁層に
到達すると停止させるようにする必要がある。これを、
通常の方法、例えばKOHを含むエッチング槽で十分選
択的に行うことができる。この場合、導電層を、チタ
ン、タングステン又はチタン−タングステン合金の基板
層によって非常に有効に保護することができる。例え
ば、アルミニウム又はアルミニウム合金の層を基板層に
設けることにより、チタン、タングステン、チタン−タ
ングステン合金の層に形成された導体トラックの電気抵
抗より低い電気抵抗を有する導体トラックを形成するこ
とができる。
ト窓の底部に予備層を設けることもできる。この場合、
導電層を、絶縁層露出工程中この予備層によって保護す
る。既に説明した同一の半導体スライスを使用する場
合、予備層をチタン、タングステン、チタン−タングス
テン合金で形成することができる。しかしながらこの場
合、予備層を非導電材料で形成することもできる。この
場合、例えば、KOHを含む槽でのエッチング中エッチ
ングストッパとして非常に有効に働く窒化ケイ素を用い
ることができる。しかしながら、材料減少処理中又は材
料減少処理後、コンタクト窓内の導電層を露出する必要
がある。
く、予備層を導電材料で形成した場合及び導電層を導電
基板層に設けた場合にも導電層を露出する。いずれの場
合でも、アルミニウムやアルミニウム合金のような材料
で導電層を製造して、外部接触のための通常の接合技術
により導電ワイヤをこの導電層に設けることができる。
程中の半導体装置の断面図を示す。製造工程は、絶縁層
3上に堆積された半導体材料層4を第1面2の側に設け
た約700μmの厚さの半導体スライス1から開始す
る。本例では、酸素イオンを注入することにより約0.
4μmの厚さの酸化ケイ素層3を設けた単結晶シリコン
の半導体スライス1を用いる。酸化ケイ素層3上に、単
結晶シリコン4で形成された約0.1μmの半導体材料
層が存在する。しかしながらこのことは本発明では重要
ではない。半導体層を、多結晶半導体材料層又はアモル
ファス半導体材料層とすることもでき、半導体材料をシ
リコン以外の半導体材料とすることができる。絶縁層
を、酸化ケイ素以外の材料から製造することもできる。
成する。これら半導体素子を、電界効果トランジスタや
バイポーラトランジスタのような種々の素子とすること
ができる。本例では、明瞭のために電界効果トランジス
タの形態の単一の素子を設けたものを示す。このため
に、シリコン層4にp型ドーピングを通常の方法で行
い、次いで互いに絶縁された島5を細分する。本例で
は、シリコン層4を、島5間の絶縁層3からエッチング
除去する。電界効果トランジスタをこれら島のそれぞれ
に形成する。このためにシリコン層4にゲート絶縁層6
を設け、その後シリコン層4に通常の熱酸化を行う。次
いで、ゲート電極8を形成する多結晶シリコン層7を堆
積する。マスクとして働くゲート電極8とともに、ソー
ス9及びドレイン10を、n型不純物を注入することに
より順次形成する。最後に、このように形成されたトラ
ンジスタに、絶縁酸化ケイ素層11を被覆する。
け、その後導体トラック14を、半導体スライス1の第
1面2上の導電層13に通常の方法で形成する。
ライス1を第1面2の側で支持スライス15に固定す
る。本例では、半導体スライス1を、アクリラート接着
剤層16を介して約1.5mmの厚さのガラス支持スラ
イス15に固定する。導体トラック14を形成した後に
は半導体スライス1をもはや約200℃より上の温度に
加熱する必要がない。したがって、半導体スライス1を
支持スライス15に固定及び支持スライスそれ自体を固
定するのに極端な要求を課せられない。半導体スライス
1を、例えばエポキシ接着剤又は本例のようなアクリレ
ート接着剤のような合成樹脂接着剤で支持スライス15
に固定することができる。本例では支持プレート15を
ガラスで形成するが、例えばこのプレートを、銅で形成
された金属支持プレートや、例えば酸化アルミニウムの
絶縁体とすることもできる。一般に、支持スライスは、
半導体スライス材料の膨張率と異なる膨張率を有するこ
とができる。膨張差はその後の製造工程中では小さく、
したがって接着剤層によって調整することができる。
定した後、絶縁層3が露出されるまで半導体スライスの
第2面17から材料除去される。この目的ために、第2
面17を先ず通常の化学機械研磨処理で露出して、酸化
ケイ素3の絶縁層が数μm未満になるまでKOHを含む
エッチング槽に露出する。エッチング処理は、層3に到
達すると自動的に停止する。この層3はエッチングスト
ッパとして働く。
はトランジスタのソース9)に接続された導電素子19
が存在するコンタクト窓18を設ける。本発明によれ
ば、コンタクト窓18及び導電素子19を、導電素子1
9を支持スライス15に固定する前に半導体スライス1
の第1面2から形成する。本例では、コンタクト窓12
を酸化ケイ素層11に形成するのと同一のホトリソグラ
フィック処理工程中に、コンタクト窓18を絶縁酸化ケ
イ素層3に形成する。したがって、コンタクト窓12を
形成するのに用いられる位置合わせマーク(図示せず)
と同一のマークを、コンタクト窓18を形成するのにも
用いることができる。本例では、導体トラック14及び
導電素子19を一つの同一の導電層13に形成する。こ
の場合、導体トラック14及び導電素子19を、通常の
方法で一つの同一のホトリソグラフィック処理工程で形
成することができる。コンタクト窓12及び18を形成
する位置合わせマークもこの目的で使用することができ
る。
第2面17から露出した後、コンタクト窓18に設けた
導電素子19をも露出する。この場合、本例では電界効
果トランジスタである半導体素子を、これら露出された
導電素子19を介して接触させることができる。本例で
はこれを、通常の接合技術により設けられたコンタクト
ワイヤ20を介して行った。電気めっきにより、露出さ
れた導電素子19に外部コンタクトを設けることもでき
る。
に、支持スライスを通常の方法、例えば鋸引きにより個
々のパーツに細分し、これにより個別の半導体装置が形
成される。これら半導体装置は、一つ又は複数の半導体
素子をそれぞれ具えることができる。一つの半導体素子
を具える場合には別個の半導体装置が得られ、複数の半
導体素子を具える場合には集積半導体装置が得られる。
定する前の全ての処理工程を、残りの処理工程が行われ
るスペースとは異なるスペースで行うことができる。固
定前の全ての処理工程は清浄室で行われ、その後の処理
工程は、ほこり粒子の存在についてそれほど厳格な要求
がされない部屋で行われる。その結果、本発明による方
法を比較的低コストで行うことができる。
一段階を示す。この段階では、導電層13を導電基板層
21上に堆積し、その後導体トラック14,14A及び
導電素子19,19Aを、導電層13(14及び19)
と基板層21(14A及び19A)の双方に形成する。
基板層21及び導電層13の材料を適切に選択して、導
電層13が絶縁層3の露出工程中基板層21により十分
に保護されるとともに、導電トラック14が比較的低い
電気抵抗を有するようにすることができる。この場合、
チタン、タングステン又はチタン−タングステン合金を
基板層21の材料として選択する。酸化ケイ素絶縁層3
を、KOHを有するエッチング槽に露出する。導電層1
3は、このエッチング槽中で基板層21により有効に保
護される。アルミニウム又はアルミニウム合金を導電層
13の材料として選択する。その結果、導体トラック1
4は、チタン、タングステン又はチタン−タングステン
合金層に形成された導体トラックの電気抵抗よりも低い
電気抵抗を有する。
他の段階を示す。この段階では、導電層13を堆積する
前に、コンタクト窓18の底部22に予備層23を設け
る。これは、絶縁層11上並びにコンタクト窓12及び
18に予備層24を堆積することにより行われ、次いで
この予備層に、窓18及びこの窓を取り囲むエッジ25
を被覆するホトレジストマスク(図示せず)を被覆す
る。次いでエッチング処理が行われ、これにより予備層
が被覆されていない部分が除去される。したがって予備
層23がコンタクト窓18の底部22に存在したままで
ある。底部22に予備層23を被覆した後、導体トラッ
ク14及び導電素子19が次に形成される導電層13を
堆積する。
層23によって保護する。図8に示す例では、予備層2
3の材料及び導電層13の材料を互いに全く依存せずに
選定することができ、予備層の材料を、KOHエッチン
グ槽に対して十分な耐性を有するように選択し、かつ、
導電層13の材料を、導体トラック14が低電気抵抗を
有するとともに、半導体素子と良好に接触するように選
択することができる。この場合、予備層23をチタン、
タングステン又はチタン−タングステン合金で形成する
ことができ、導電層13をアルミニウム又はアルミニウ
ム合金で形成することができる。この場合、約10nm
の厚さの予備層は、導電層19を保護するのには十分で
ある。
他の段階を示す。この段階では、予備層26を、例えば
約20nmの厚さの窒化ケイ素層の非導電材料で形成す
る。この場合、窒化ケイ素層は、KOHを含むエッチン
グ槽でのエッチング中エッチングストッパとして非常に
有効である。絶縁層3露出中又は露出後は、図10に示
すように、コンタクト窓18内の導電素子19も露出さ
れる。これを、酸化ケイ素の絶縁層3をKOHエッチン
グ槽に露出した後、エッチング処理を通常のCF4 −O
2 プラズマで実行するという簡単な方法で行うことがで
きる。
備層23を導電材料で形成した場合、又は、図7に示し
た例のように導電層19を導電基板層19A上に形成し
た場合にも有効に露出することができる。これらの場合
でも、導電ワイヤ20を通常の接合技術により外部接触
用に設けることができる導電層13を、アルミニウムや
アルミニウム合金のような材料から製造することができ
る。
る。
る。
る。
る。
る。
る。
図である。
す図である。
す図である。
示す図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 絶縁層を介して半導体材料層を設けた半
導体スライスの第1面に半導体素子及び導体トラックを
形成し、その後前記半導体スライスを前記第1面の側で
支持スライスに固定し、その後前記絶縁層が露出される
まで前記半導体スライスをその第2面から材料除去し、
この間に、前記半導体層に接続される導電素子を設ける
コンタクト窓を、前記絶縁層に設けて半導体装置を製造
するに当たり、前記半導体スライスを前記支持スライス
に固定する前に、前記絶縁層にコンタクト窓を設け、か
つ、このコンタクト窓内において前記導電素子を、前記
半導体スライスの前記第1面から設けることを特徴とす
る半導体装置製造方法。 - 【請求項2】 前記絶縁層にコンタクト窓を形成した
後、前記半導体スライスの前記第1面上に導電層を堆積
し、次いで前記導体トラックと導電素子の両方を形成す
ることを特徴とする請求項1記載の半導体装置製造方
法。 - 【請求項3】 前記導電材料層を導電基板層上に堆積
し、その後前記導体トラック及び前記導電素子を、前記
導電層及び前記基板層の双方に形成することを特徴とす
る請求項2記載の半導体装置製造方法。 - 【請求項4】 前記導電層を堆積する前に、前記コンタ
クト窓の底部に予備層を設けることを特徴とする請求項
2記載の半導体装置製造方法。 - 【請求項5】 前記絶縁層を露出した後、前記コンタク
ト窓の内側の導電層も露出することを特徴とする請求項
3又は4記載の半導体装置製造方法。
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