半導体装置の製造方法及び半導体ウエハ
【課題】 導電体部を有し、複数の絶縁膜を除去して形成される半導体装置において、金属汚染を抑制することが可能な半導体装置の製造方法を提供する。
【解決手段】 導電パターンを有する配線層と、導電パターンの側面を囲む第１の絶縁膜を含む複数の絶縁膜と、を有する半導体装置の製造方法において、半導体ウエハ上に複数の絶縁膜を形成する工程と、配線層を形成する工程と、を有する。そして、半導体ウエハ上に複数の絶縁膜を形成する工程及び配線層を形成する工程の後に、複数の絶縁膜の一部の領域を除去し、開口を形成する工程と、を有する。ここで、第１の絶縁膜は、導電パターンの配置位置のうちウエハの最外周に最も近い位置よりも半導体ウエハの外周に近い位置まで配置されている。
【解決手段】 導電パターンを有する配線層と、導電パターンの側面を囲む第１の絶縁膜を含む複数の絶縁膜と、を有する半導体装置の製造方法において、半導体ウエハ上に複数の絶縁膜を形成する工程と、配線層を形成する工程と、を有する。そして、半導体ウエハ上に複数の絶縁膜を形成する工程及び配線層を形成する工程の後に、複数の絶縁膜の一部の領域を除去し、開口を形成する工程と、を有する。ここで、第１の絶縁膜は、導電パターンの配置位置のうちウエハの最外周に最も近い位置よりも半導体ウエハの外周に近い位置まで配置されている。
【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、及び半導体ウエハに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、配線の微細化のために半導体装置の配線材料として銅配線が利用されている。特許文献１には、銅配線を有する半導体装置の製造方法における半導体装置を形成するウエハの端部の構成が開示されている。具体的には、配線が形成される絶縁膜よりもウエハの外周に配線の導電体である金属、ここでは銅が形成され、その上部にブロック層を形成することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−０９３４０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１のような配線の製造方法において絶縁膜をエッチングする場合に、ウエハ外縁の銅が形成される部分に絶縁体のエッチングがなされてしまう場合がある。銅が形成される部分の絶縁膜が除去されると、銅がウエハに飛散し、金属汚染を生じかねない。このような金属汚染の発生は、配線層を有し、複数の絶縁膜を一括で除去する工程を有する半導体装置で生じうる。
【０００５】
また、本発明者らは、金属汚染は銅だけでなく、また配線層のみの問題ではないことを見出した。
【０００６】
よって、本発明においては、金属汚染を抑制することが可能な半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。また、金属汚染が抑制された半導体ウエハ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】
【０００７】
本発明の半導体装置の製造方法は、導電パターンを有する配線層と、前記導電パターンの側面を囲む第１の絶縁膜を含む複数の絶縁膜と、を有する半導体装置の製造方法において、半導体ウエハの上に前記複数の絶縁膜を形成する工程と、前記配線層を形成する工程と、前記複数の絶縁膜を形成する工程及び前記配線層を形成する工程の後に、前記複数の絶縁膜の一部の領域を除去し、開口を形成する工程と、を有し、前記第１の絶縁膜は、前記導電パターンの配置位置のうち前記ウエハの外周に最も近い位置よりも前記半導体ウエハの外周に近い位置まで配置されている。
【０００８】
また、本発明の半導体ウエハは、素子と、導電パターンを有する配線層と、前記導電パターンの側面を囲む第１の絶縁膜を含む複数の絶縁膜と、前記複数の絶縁膜に配された光導波路と、を含む半導体装置を有する半導体ウエハにおいて、前記第１の絶縁膜は、前記導電パターンの配置位置のうち最も前記半導体ウエハの外周に近い位置よりも、前記半導体ウエハの外周の近くまで配置されている。
【０００９】
また、本発明の半導体装置の製造方法は、導電体部と、第１の絶縁膜を含む複数の絶縁膜と、を有する半導体装置の製造方法において、前記導電体部と前記複数の絶縁膜を有する半導体ウエハを準備する工程と、前記複数の絶縁膜の一部の領域を除去し、開口を形成する工程と、を有し、前記導電体部と前記複数の絶縁膜を有する半導体ウエハを準備する工程は、前記第１の絶縁膜を形成する工程と、前記第１の絶縁膜の上に導電膜を形成することで導電体部を形成する工程とを有し、前記第１の絶縁膜を形成する工程において、前記第１の絶縁膜は前記半導体ウエハの外周から第１の位置まで形成され、前記導電体部を形成する工程において、前記導電膜は、前記第１の位置よりも前記半導体ウエハの外周から遠い前記第２の位置まで形成される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、金属汚染を抑制することが可能な半導体装置の製造方法等を提供可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１を説明するためのウエハの平面模式図と断面模式図。
【図２】実施例１のウエハの平面模式図と断面模式図。
【図３】実施例１の製造方法を説明するための断面模式図。
【図４】実施例１の製造方法を説明するための断面模式図。
【図５】実施例１の製造方法を説明するための断面模式図。
【図６】実施例１の製造方法を説明するための断面模式図。
【図７】実施例２の製造方法を説明するための断面模式図。
【図８】実施例３の製造方法を説明するための断面模式図。
【図９】実施例４の製造方法を説明するための断面模式図。
【図１０】固体撮像装置を説明するための平面模式図。
【図１１】実施例５を説明するためのウエハの平面模式図。
【図１２】実施例５を説明するためのウエハの断面模式図。
【図１３】実施例５の製造方法を説明するための断面模式図。
【図１４】実施例５の製造方法を説明するための断面模式図。
【図１５】実施例６の製造方法を説明するためのウエハの平面模式図と断面模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明は、導電パターンを有する配線層と、導電パターンの側面を囲む第１の絶縁膜を含む複数の絶縁膜と、を有する半導体装置の製造方法において、半導体ウエハ上に複数の絶縁膜を形成する工程と、配線層を形成する工程と、を有する。そして、複数の絶縁膜を形成する工程及び配線層を形成する工程の後に、複数の絶縁膜の一部の領域を除去し、開口を形成する工程と、を有する。ここで、第１の絶縁膜は、導電パターンの配置位置のうちウエハの最外周に最も近い位置よりも半導体ウエハの外周に近い位置まで配置されている。
【００１３】
このような構成によって、複数の絶縁膜の一部の領域を除去する工程において、配線層を構成する金属材料の露出及び飛散が生じないため、金属汚染の発生を抑制することが可能な製造方法を提供することが可能となる。
【００１４】
また、本発明は、それぞれが複数の素子を有する半導体基板と、導電パターンを有する配線層と、導電パターンの側面を囲む第１の絶縁膜を含む複数の絶縁膜と、複数の絶縁膜に配された光導波路と、を含む複数の半導体装置を有するウエハに関する。ここで、第１の絶縁膜は、導電パターンの配置位置のうち最も半導体ウエハの外周に近い位置よりも半導体ウエハの外周の近くまで配置されている。
【００１５】
このような構成によって、複数の絶縁膜の一部の領域を除去する工程において、配線層を構成する金属材料の露出及び飛散が生じないため、金属汚染の発生を抑制することが可能である。
【００１６】
また、本発明は、配線層の導電パターンに加えシリサイド領域や遮光膜などを構成する場合にも適用可能である。配線層の導電パターンに加えシリサイド領域や遮光膜などを導電体部とし、導電体部を形成するための金属膜等を導電体膜とする。この時に、それらを形成するための導電膜の外縁より、導電膜の前に形成される第１の絶縁膜の外縁を、ウエハ外周に近い位置まで形成する工程を有する。
【００１７】
以下、開口とは、複数の層間絶縁膜を貫通する場合あるいは貫通しない場合（凹部）のいずれの場合も含み、孔とも言える。開口を用いる構成として、実施例では導波路及び貫通ビア（貫通電極）を例に挙げるが、他の構成にも適用可能である。本発明は半導体装置一般に適用可能であるが、特に、金属汚染の低減が望まれる固体撮像装置に好適である。
【００１８】
以下、図面を用いて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１９】
実施例１を図１〜図６を用いて説明する。まず、本件の課題について、図１を用いて更に詳細に説明する。
図１（ａ）は半導体ウエハ１（以下、ウエハとも称する）と露光領域についての平面模式図である。図１（ａ）は、ウエハの素子形成面である主面に対し、ウエハ１の中心１０の直上から見たときの平面図である。ウエハの外周１０１は、ウエハ１の外周であり、ウエハ１の主面の外縁である。図１（ａ）には、露光領域について説明する格子が示されている。露光領域１０３は、ある１回の露光工程において、露光光が照射される範囲である。つまり、３×４格子に対応する領域を一度の露光工程で露光する。後に詳述するが、本実施例では、エッチングのためのマスクパターンを形成する工程（あるレイヤ）における露光とする。
【００２０】
ここで、一般に、１つの半導体ウエハから複数の半導体装置（半導体チップ）を製造している。図１（ａ）においては１つのウエハに、１つの半導体装置に対応する格子１０２は１２×１２の配列で配されている。
【００２１】
また、生産性を高めるため、１回の露光で複数の半導体装置にまたがって露光を行うことがなされており、本実施例において露光領域１０３は、半導体装置１２個分に対応する領域に光を照射する。したがって、本実施例において、１レイヤを形成するためにウエハ１の全面に露光するためには、計１２回の露光が必要である。ここで、ウエハ１の外周１０１よりも外側の領域は、実際には半導体装置は形成されない無効な領域である。つまり領域１０２の全体がウエハ内に存在して初めて一つの半導体装置として成り立つ。
【００２２】
本実施例においては、配線層を形成する導電パターンが形成される領域の外縁１０５が、配線層を有する第１の絶縁膜が形成される領域の外縁１０４よりも外側に配される。図１（ｂ）は図１（ａ）の注目領域１０７について拡大した図面である。第１の絶縁膜が形成される外縁１０４と、導電体が形成される外縁１０５とが、ウエハの中心１０からウエハの外周１０１に向かってこの順に配置されている。以下、ウエハの中心１０からウエハの外周１０１に向かう方向を外に向かう方向、あるいは外側とし、ウエハの外周１０１からウエハ中心１０に向かう方向を内に向かう方向、あるいは内側とする。
【００２３】
なお、半導体装置が形成可能な領域１０６は、１格子全体がウエハの外周１０１と、外縁１０５と、外縁１０４よりも内側に配置されている領域である。本実施例の構成において、完成する半導体装置は７２個である。
【００２４】
次に、図１（ｃ）を用いて本件の課題について説明する。図１（ｃ）は図１（ｂ）のＸＩ−ＹＩ線における断面模式図である。図１（ａ）の半導体基板１１０には素子が形成されている（不図示）。ここで、半導体基板１１０は半導体ウエハの一部を指しており、半導体基板といった場合には、ウエハのままの場合とダイシング等によって個々に分離され、半導体装置として完成した後の基板の両者を指すことがある。
【００２５】
そして、半導体基板の上には、例えばトランジスタのゲートを構成する導電パターン１１１と、複数の絶縁層と、ゲートを構成する導電パターンよりも上部に配された、配線層を構成する導電パターンとが配置されている。本実施例において配線層は第１の配線層１２１と第２の配線層１２２の２層設けられており、それぞれを構成する導電パターンが図示されている。ゲートを構成する導電パターン１１１は例えばポリシリコンからなる。各配線層は各々が電気的に独立した複数の配線、すなわち複数の独立した導電パターンを有する。ここで、配線層を構成する導電パターンは、例えば銅を主成分とする。
【００２６】
複数の絶縁層は、絶縁層１１２〜１２０を含み、例えば酸化シリコンからなる絶縁層と窒化シリコンからなる絶縁層とが交互に積層して構成される。複数の絶縁層は、少なくとも導電パターンの側面を囲む絶縁膜を有している。ここで、第１の配線層１２１を構成する導電パターンは、絶縁膜１１４及び絶縁膜１１３に側面を囲まれている。また、第２の配線層１２２を構成する導電パターンは、絶縁膜１１８及び絶縁膜１１７に側面を囲まれている。配線層を構成する導電パターンの側面を囲う絶縁膜を第１の絶縁膜と称する。第１の絶縁膜の一例として、ダマシン構造のように、導電パターンを提供するための溝（開口あるいは凹部）を有するものが挙げられる。具体的には、図１（ｃ）において、第１の絶縁膜は、その溝に第１の配線層１２１の導電パターンが配置されている絶縁膜１１３及び絶縁膜１１４である。また、第１の絶縁膜は、その溝に第２の配線層１２２の導電パターンが配置されている絶縁膜１１７及び絶縁膜１１８である。つまり、第１の絶縁膜は配線層が配される第１の絶縁膜は単層でも複数層でもよい。このような構成は、シングルダマシンあるいはデュアルダマシン法によって形成することができる。ここで、第１の配線層１２１の導電パターンの上面は絶縁膜１１４の上面と接しており、第２の配線層１２２の導電パターンの上面は絶縁膜１１８の上面と接している。
【００２７】
配線層の導電パターンの側面を囲う絶縁膜が形成される領域の外縁１０４とは、絶縁膜を形成する際に、用いられる膜が形成される領域の外縁である。絶縁膜の配置位置はウエハの中心１０から外縁１０４までである。外縁１０４よりも外縁には、第１の絶縁膜は配置されていない、もしくは除去されている。図１（ｃ）においては、配線層が配置された絶縁膜が形成される領域の外縁１０４より外側には、絶縁膜１１３、１１４、１１７、１１８は配置されていない。そして、ウエハの中心１０（不図示）から外縁１０４まで絶縁膜１１３、１１４、１１７、１１８が配置されている。
【００２８】
また、導電パターンが形成されうる領域の外縁１０５とは、導電パターンを形成する際に用いられる導電膜が形成される領域の外縁である。導電パターンを形成する際には、導電体が全面に形成された後、外周１０１から一定距離の部分に形成された導電体はリンス処理がなされて除去される。外縁１０５とは、このリンス処理によって除去されない導電体が配された領域の外縁である。また、外縁１０５とは、導電体の除去処理、例えば化学機械研磨（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｃｈｉｎｇ、以下ＣＭＰ）による除去及び平坦化がなされて導電パターンが形成されうる領域の外縁ともいえる。
【００２９】
図１（ｃ）において、外縁１０４はウエハの外周１０１から間隔１２７だけ離れた位置にある。外縁１０５はウエハの外周１０１から間隔１２８だけ離れた位置にあり、外縁１０４と外周１０１との間に位置する。間隔１２７よりも間隔１２８の方が狭い。外縁１０４と外縁１０５とがこのような位置関係の場合、外縁１０５まで配された導電体を除去して導電パターンを形成する際に、不要導電パターン１２５が形成されてしまう。不要導電パターン１２５は、外縁１０４に生じる第１の絶縁膜の段差に形成されてしまう。
【００３０】
このような不要導電パターン１２５を有する状態で、例えば光導波路を形成するために、複数の絶縁膜を貫通するように複数の絶縁膜の少なくとも一部の領域を除去し、開口を形成する。光導波路の場合には絶縁膜の光電変換部に対応する領域である。マスク１２３は、例えば、フォトレジストからなり、一部の領域に対応した開口１２４を有する。以下、図面において開口を示す符号は開口の側壁を示している。このフォトレジストのマスク１２３を形成する際の露光は、図１（ａ）に示したような露光領域１０３を有する露光によってなされる。ここで、マスク１２３の開口１２４の一部は不要導電パターン１２５の上部に配置される。このような状態で、絶縁膜の一部を除去するためにエッチングを行うと、不要導電パターン１２５が露出し、エッチングされてしまう。不要導電パターン１２５は、例えば銅を主成分とする金属であるため、金属がエッチングによって飛散し、エッチング装置内を汚染、あるいはウエハに拡散し汚染してしまう。エッチング装置内を汚染してしまった場合、金属に関係がない工程においてウエハに金属の汚染が生じる場合がある。このような半導体装置における金属の汚染は異常信号を発生する原因となり、特に撮像装置においては、白い点となり画像の品質の低下を生じてしまう。一方、以下に説明する本実施例の製造方法によれば金属汚染の発生を抑制することが可能である。なお、導電パターンとは、配線層を構成するパターンと、不要なパターン（不要導電パターン）とを含むものである。
【００３１】
以下、本実施例について図２を用いて説明する。図２は、図１と対応した図面であり、同一の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。図２（ａ）は、半導体ウエハ１と露光領域についての平面模式図であり、図１（ａ）と対応する。図２（ｂ）は、図２（ａ）の注目領域１０８について拡大した図面であり、図１（ｂ）と対応する。
【００３２】
図２（ａ）において、図１（ａ）と異なる点は、外縁１０４と外縁１０５との位置関係である。具体的には、外縁１０５よりも外縁１０４の方がウエハの外周１０１に近い。図２（ｃ）を用いて具体的に説明を行う。
【００３３】
図２（ｃ）は、図２（ｂ）のＸＩＩ−ＹＩＩ線における断面模式図であり、図１（ｃ）と対応しており、図１（ｃ）と同様の構成については説明を省略する。図２（ｃ）において、図１（ｃ）と異なる点は、外縁１０５と外縁１０４との位置及び絶縁膜が配された領域２０１〜２０４である。
【００３４】
外縁１０４はウエハの外周１０１から間隔２０７だけ離れた位置（第２の位置）にある。外縁１０５はウエハの外周１０１から間隔２０６だけ離れた位置（第１の位置）にある。間隔２０６よりも間隔２０７の方が狭く、外縁１０５と外周１０１との間に外縁１０４が位置する。つまり第１の位置よりも第２の位置の方がウエハの外周１０１に近い。このような配置関係によって、第１の絶縁膜の開口には、図１（ｃ）において導電パターンが配置されていたが、図２（ｃ）において導電パターンが配置されず絶縁膜のみが配置された領域２０２、２０４となっている。外縁１０５と外周１０１との間に外縁１０４が位置することで、外縁１０４に生じる第１の絶縁膜の段差に不要導電パターンが形成されない。よって、図２（ｃ）の領域２０１、２０３には図１（ｃ）の不要導電パターン１２５が形成されず、絶縁膜のみが配置されている。このような構成によって、マスク１２３によって絶縁膜の一部を除去するためにエッチングを行う場合に、不要導電パターンがないため、金属汚染の発生を抑制することが可能となる。なお、第１の位置よりも第２の位置の方がウエハの外周１０１に近いことで、形成される導電パターンの配置位置の中でウエハの外周に最も近い位置よりも、ウエハの外周に近い位置まで第１の絶縁膜が配置される構成となる。
【００３５】
次に、図３〜図６を用いて、本実施例の固体撮像装置の製造方法を説明する。図３〜図６は、図２（ｃ）と対応した断面模式図であり、同様の構成には同一の符号を付し、説明を省略する。また、一般の半導体技術で製造可能な点については、詳細な説明を省略する。
【００３６】
まず、図３（ａ）に示すように、ゲート電極を構成する第１の導電パターン１１１を覆う絶縁膜１１２を形成する。絶縁膜１１２は、例えば、ＢＰＳＧや酸化シリコンである。絶縁膜１１２にはコンタクト（不図示）が形成されている。絶縁膜１１２の上に、例えば２層の絶縁膜を形成する。具体的には窒化シリコンと酸化シリコンをこの順に積層して形成する。窒化シリコンからなる絶縁膜は酸化シリコンからなる絶縁膜よりも膜厚が薄い。外縁１０４よりも外側の２層の絶縁膜はフォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて除去される。そして、配線層の導電パターンを形成すべき領域の２層の絶縁膜を除去し、開口３０３を形成する。窒化シリコンからなる絶縁膜は開口３０３を有する絶縁膜３０１となり、酸化シリコンからなる絶縁膜は開口３０３を有する絶縁膜３０２となる。後に、絶縁膜３０１と絶縁膜３０２は第１の絶縁膜となる。ここでは、外縁１０４より外側の絶縁膜の除去と、開口の形成を別の工程で行っているが、同一工程で行ってもよい。
【００３７】
そして、配線層を構成する導電パターンを形成する。まず、導電体として銅をめっきによって半導体基板１１０の主面１１０ａ上に形成する。次に、リンス処理を行いウエハの外周１０１から外縁１０５の間に形成された銅を除去し、導電体３０４を形成する（図３（ｂ））。リンス処理では、フッ素系の溶液を用いて銅が除去される。その後、導電体３０４に対して、ＣＭＰ法によって除去・平坦化処理を行い、導電体３０４から導電パターンを形成し、第１の配線層１２１を形成する（図３（ｃ））。この時、ＣＭＰ法によって、絶縁膜３０１と絶縁膜３０２の端部（外縁１０４側）が研磨され、絶縁膜１１３、１１４となる。また、外縁１０５よりも外側に形成された開口３０３の一部（３０３ａ）には導電パターンが形成されず、開口３０３ａのままである。また、外縁１０４の近傍に導電パターンは配置されず、領域２０１は絶縁膜のみが配置されている。
【００３８】
次に、図３（ｄ）に示すように、絶縁膜１１５、１１６、３０５、３０６を絶縁膜１１４の上部に形成する。ここで、開口３０３ａは絶縁膜１１５、１１６によって埋められ、絶縁膜のみの領域２０２となる。ここで、絶縁膜１１５と絶縁膜３０５とは例えば窒化シリコンからなり、絶縁膜１１６と絶縁膜３０６とは、例えば酸化シリコンからなる。窒化シリコンからなる絶縁膜は酸化シリコンからなる絶縁膜よりも膜厚が薄い。
【００３９】
そして、図４（ａ）にあるように、外縁１０４よりも外側の絶縁膜３０５と絶縁膜３０６を除去し、開口３０８を形成する。絶縁膜３０５は開口３０８を有する絶縁膜１１７となる。その後、図４（ｂ）に示すように第２の配線層１２２を形成する。第２の配線層１２２の導電パターンは、図３（ｂ）及び図３（ｃ）と同様に、外縁１０５まで導電体を形成し、ＣＭＰ法によって平坦化されることで形成される。ここで、ＣＭＰ法によって絶縁膜３０７の一部が除去され、絶縁膜１１８となる。また、外縁１０５よりも外側に配置される開口３０８ａには導電パターンは形成されない。また、外縁１０４の近傍に導電体は配置されず、領域２０３は絶縁膜のみが配置されている。
【００４０】
次に、絶縁膜１１９と絶縁膜１２０とが形成される（図４（ｃ））。絶縁膜１１９は例えば窒化シリコンからなり、絶縁膜１２０は例えば酸化シリコンからなる。窒化シリコンからなる絶縁膜１１９は酸化シリコンからなる絶縁膜１２０よりも膜厚が薄い。開口３０８ａは絶縁膜１１９と絶縁膜１２０とによって埋められた領域２０４となる。なお、この図４（ｃ）の構造が形成されたウエハを準備し、以下の工程を行ってもよい。
【００４１】
そして、図５（ａ）に示すフォトレジストからなるマスク１２３を絶縁膜１２０の上に形成する。この図５（ａ）は図２（ｃ）と同じ構成である。そして、開口１２４を有するマスク１２３を用いて、複数の絶縁膜の開口１２４に対応した領域の絶縁膜を除去する。除去では、例えば異方性のエッチングを絶縁膜に行うことによってなされる。具体的には、Ｃ４Ｆ６等のフッ化炭素系のガスと、酸素と、アルゴン等の不活性ガスとを用いたプラズマエッチングを行う。ここで、複数の絶縁膜は全て除去されていてもよく、一部のみ除去されていてもよい。本実施例においては図５（ｂ）のように絶縁膜１１２及び絶縁膜１１３は除去せずに、一部のみを除去し、領域２０１と領域２０３に開口５０１を形成する。少なくとも最上の導電パターンが配置される高さよりも下層まで開口が形成されればよい。複数の絶縁膜１１２〜１２０は、開口５０１を有する複数の絶縁膜１１２、１１３、５０４〜５１０となる。
【００４２】
マスク１２３を除去した後、複数の絶縁膜よりも屈折率の高い高屈折率材料で開口５０１を埋め、図５（ｃ）に示す高屈折率膜５０２を形成する。高屈折率膜５０２は高屈折率材料で開口５０１を埋め込んだ後、平坦化処理を施すことによって形成される。ここでは、高密度プラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）によって窒化シリコンを堆積し、ＣＭＰ法によって平坦化されている。開口５０１に埋め込まれた領域５０３は複数の絶縁膜と光導波路を構成する。
【００４３】
ここで、複数の絶縁膜は、主に酸化シリコンからなる絶縁膜と、窒化シリコンからなる絶縁膜とを含むが、本実施例においては窒化シリコンからなる絶縁膜は、酸化シリコンからなる絶縁膜よりも薄く、開口の側面における割合が少ない。よって、本実施例においては、複数の絶縁膜は、酸化シリコンからなる絶縁膜とみなしている。したがって、高屈折率材料は、酸化シリコンの屈折率（約１．３５〜１．５４）よりも高い屈折率の材料であればよく、窒化シリコン、酸窒化シリコン、ポリイミド等の高屈折率樹脂等が使用可能である。窒化シリコンの屈折率は約１．７５〜２．３４、酸窒化シリコンの屈折率は酸化シリコンと窒化シリコンの間の値である。本実施例では、高屈折率材料は窒化シリコンであるとする。
【００４４】
次に、高屈折率膜５０２の上に、酸窒化シリコンからなる絶縁膜を形成する。そして、高屈折率膜の外縁６０４よりも外側の高屈折率膜の一部を除去し、高屈折率膜６０３と高屈折率膜６０２と、酸窒化シリコンからなる絶縁膜６０１とが形成される（図６（ａ））。外縁１０４よりも外側は、第１の絶縁膜が配置されていないため、高屈折率材料が厚く堆積されてしまう。一般に高屈折率材料は応力が高いため、厚い膜が形成されているとクラックや剥がれを引き起こす可能性がある。よって、高屈折率膜の外縁６０４を第１の絶縁膜の外縁１０４よりも内側の位置（第３の位置）に配置することで、高屈折率膜を薄膜化することが可能となり、クラックや剥がれの発生を抑制することが可能となる。
【００４５】
そして、図６（ｂ）にて、例えば、酸化シリコンをプラズマＣＶＤによって堆積し、絶縁膜６０５を形成する。絶縁膜６０５の上面は平坦化され平坦である。そして、絶縁膜６０５の上にレンズ６０７を有するレンズ層６０６を形成する。レンズ層６０６は例えば窒化シリコンからなる。本実施例のように、レンズ層６０６の上下面に酸窒化シリコンの膜が配置されていてもよい。更に、レンズ層６０６の上に、樹脂からなる平坦化層、カラーフィルタ層、更なるレンズ層など、任意の構成を形成すればよい。その後、各固体撮像装置に分離するため、図２（ａ）に示したウエハをダイシング処理し、複数の半導体装置、ここでは固体撮像装置が得られる。
【００４６】
以上述べてきたように、配線層が配置された第１の絶縁膜の外縁１０４を導電体が形成される外縁１０５よりもウエハの外周１０１側に配置することで、金属汚染を抑制しつつ、複数の絶縁膜を除去する工程を行うことが可能となる。また、本実施例のウエハによれば、金属汚染の低減された高品質な半導体装置が提供可能である。なお、半導体装置の中では特に、金属汚染の低減が望まれる固体撮像装置において、好適である。
【００４７】
なお、半導体装置が形成できない領域まで導電パターンや第１の絶縁膜等を形成するのは、その後の平坦化工程などにおけるウエハの均一性を高めるためである。本実施例は特に、複数の半導体装置にかかる領域を一回の露光で行う場合について述べたが、１回の露光で１つの半導体装置にかかる領域のみを照射する場合についても適用可能である。また、材料は適宜変更可能であり、例えば、窒化シリコンは炭化シリコン等に変更可能であり、銅はアルミニウムやタングステン等の他の導電体材料に変更可能である。
【実施例２】
【００４８】
本実施例について、図７を用いて説明する。本実施例は光導波路ではなく貫通ビアを有する構成である点で実施例１と異なり、その他の構成は実施例１と同様である。本実施例の図７（ａ）及び図７（ｂ）は、実施例１の図５（ａ）及び図５（ｂ）に対応した構成であり、同一の構成については同一の符号を付し説明を省略する。
【００４９】
図７（ａ）では、フォトレジストからなるマスク７０１を有する。マスク７０１は実施例１の図２で示した露光領域１０３による露光によって形成されうる。マスク７０１は貫通ビアあるいは貫通電極のための開口７０２を有する。貫通ビアあるいは貫通電極とは、複数の絶縁膜を貫通して設けられた導電体からなり、例えば、外部端子が接続される外部パッド部と半導体基板１１０とを接続するために使用される。図７（ａ）のマスク７０１を用いて、複数の絶縁膜を除去するエッチングを行い、複数の絶縁膜に開口７０３を形成する。複数の絶縁膜１１２〜１２０は、開口７０３を有する複数の絶縁膜７０４、７０５、５０４〜５１０となる。ここで、実施例１と同様にマスク７０１の開口７０２の下部には導電体が配置されていないため、エッチングを行っても金属汚染が発生する可能性を低減可能である。この後、開口７０３を覆って埋め込む導電体を形成し、不要な部分を除去することで貫通ビアあるいは貫通電極が形成可能である。
【００５０】
以上、本実施例のように貫通ビアあるいは貫通電極を形成する工程においても、金属汚染の発生を低減することが可能である。また、本実施例は固体撮像装置に限定されず、一般の半導体装置においても適用可能である。更には、実施例１と適宜組み合わせて光導波路と貫通ビアの両方を有する構成を得ることも可能である。
【実施例３】
【００５１】
本実施例について、図８を用いて説明する。本実施例は実施例１の構成に更に配線を加えた場合の構成について説明するものであり、その他の構成は実施例１と同様である。本実施例の図８（ａ）〜図８（ｄ）は、実施例１の図６（ａ）に続く製造方法を説明する断面図である。図６（ａ）と同一の構成については同一の符号を付し説明を省略する。
【００５２】
図６（ａ）の絶縁膜６０１と高屈折率膜６０３の一部を除去し、高屈折率膜８０１と絶縁膜８０２とを形成する（図８（ａ））。そして、例えば酸化シリコンからなる絶縁膜８０３を形成する。絶縁膜８０３は、高屈折率膜８０１と絶縁膜８０２とを埋め込み、平坦化処理がなされた平らな上面を有する（図８（ｂ））。そして、絶縁膜８０３に開口を形成し、プラグ８０４を形成する。絶縁膜８０３は絶縁膜８０５となる。プラグ８０４の上部であって、絶縁膜８０５の上に第３の配線層８０６を形成する。ここでは、第３の配線層８０６はアルミニウムを主成分とする導電体からなり、導電体の膜をパターニングすることによって形成される。
【００５３】
その後、図６（ｃ）と同様に、レンズ６０７を有するレンズ層６０６を形成する。レンズ層６０６の上下面に酸窒化シリコンの膜が配置されている。このように図８（ｄ）の構成が得られる。更に、レンズ層６０６の上に、樹脂からなる平坦化層、カラーフィルタ層、更なるレンズ層など、任意の構成を形成してもよい。以上のように固体撮像装置が形成可能である。
【００５４】
本実施例のように、配線層が複数層であってもよい。本実施例の構成においても、金属汚染の発生を低減することが可能である。
【実施例４】
【００５５】
本実施例は、実施例１と第１の配線層及び第２の配線層の構造が異なり、その他の構成は実施例１と同様である。それに伴い、第１の絶縁膜に相当する絶縁膜の構成が異なる。以下、本実施例について図９を用いて説明する。本実施例の図９は、実施例１の図６（ｃ）に対応した断面図である。図６（ｃ）と同一の構成については同一の符号を付し説明を省略する。
【００５６】
図９において、第１の配線層９０１の導電パターンは、導電体の膜をパターニングによって形成されており、その下面は絶縁膜９０３の下面と一致し、その上面は絶縁膜９０３によって覆われている。また、第２の配線層９０２の導電パターンは、導電体の膜をパターニングによって形成されており、その下面は絶縁膜９０４の下面と一致し、その上面は絶縁膜９０４によって覆われている。ここで、第１の配線層９０１あるいは第２の配線層９０２の導電パターンは、絶縁膜９０３あるいは絶縁膜９０４に囲まれており、絶縁膜９０３あるいは絶縁膜９０４の凹部に配されているともいえる。つまり、絶縁膜９０３及び絶縁膜９０４は第１の絶縁膜に相当する。
【００５７】
本実施例においても、実施例１と同様に、第１の絶縁膜が形成される領域の外縁１０４は、導電体が形成される領域の外縁１０５よりもウエハの外周１０１に近く、高屈折率膜の外縁６０４よりもウエハの外周１０１に近い。このような構成によって、金属汚染の発生を抑制しつつ光導波路を形成することが可能となる。
【００５８】
なお、本実施例において第１、第２の配線層はアルミニウムを主成分とする金属からなるが、他の導電体であっても形成可能である。
【００５９】
また、例えば、第２の配線層９０２において、第１の絶縁膜が絶縁膜９０３の場合も有り得る。それは、第１の絶縁膜が形成される領域の外縁１０４が、導電体が形成される領域の外縁１０５よりもウエハの外周１０１から遠い場合には、第２の配線層９０２を形成する際に、第１の絶縁膜の段差に不要な導電パターンが形成されてしまう場合があるためである。このような場合にも、第１の絶縁膜が形成される領域の外縁１０４が、導電体が形成される領域の外縁１０５よりもウエハの外周１０１に近くすればよい。
【実施例５】
【００６０】
本実施例について、半導体装置として固体撮像装置を例に挙げ、図１１〜１４を用いて説明する。本実施例において、他の実施例と同様な構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
【００６１】
本実施例は、配線層の銅ではなく、例えば、シリサイド領域を構成する金属に対して、その拡散による汚染を低減することを目的としている。コンタクトホール等のシリサイド領域が設けられた部分が露出するような開口を形成する際に、シリサイド領域を構成する金属が飛散し、金属汚染を生じうる。特に、固体撮像装置においては、金属汚染はその画質に大きな影響を与えてしまう。よって、例えば、コンタクトホールを形成する際に、シリサイド領域を有する部分を露出させるコンタクトホールとシリサイド領域を有さない部分を露出させるコンタクトホールとは別に形成するなどの対策を行っている。しかしながら、実施例１等と同様にシリサイド領域が意図しない部分に設けられた場合には、シリサイド領域を有さない部分を露出させるコンタクトホールを形成している際に、シリサイド領域が露出し、金属汚染が生じてしまう。本実施例では、その拡散による汚染を低減することを目的としている。
【００６２】
図１１は、ウエハ１の平面模式図である。図１１は、実施例１の図２（ａ）及び図２（ｂ）と比較するとウエハ１における半導体装置の配置が異なるが、図２（ｂ）と対応するものである。本実施例では、半導体装置の範囲の中に画素領域１１０４とその周囲の周辺領域１１０３とを示している。
【００６３】
図１１において、シリサイド領域を形成するための金属膜（導電体）の形成領域の外縁１１０２が、シリサイド領域が形成されることを防ぐための防止層（第１の絶縁膜）の外縁１１０１よりウエハの外周１０１から離れている。つまり、外縁１１０２はウエハの外周１０１から第２の間隔だけ離れた位置（第２の位置）にあり、外縁１１０１はウエハの外周１０１から第１の間隔だけ離れた位置（第１の位置）にある。第１の間隔は第２の間隔よりも小さい。なお、間隔は長さともいえる。このような構成にすることで、シリサイド領域を有さない部分を露出させるコンタクトホール形成時の意図せぬシリサイド領域の露出を抑制することが可能となる。以下、シリサイド領域を形成するための金属膜（導電体部）の形成領域の外縁１１０２をシリサイド領域の外縁１１０２と称する。
【００６４】
このような構成について、更に、図１２を用いて説明する。図１２は、図１１のＸＩＩＩ−ＹＩＩＩ線におけるウエハの断面模式図であり、半導体装置を製造途中のウエハの断面を模式的に示している。図１２は、説明を簡単にするために半導体領域や各種素子を省略した模式図である。
【００６５】
まず、画素領域１１０４には、半導体基板１１０にウエル１２００と、ＭＯＳトランジスタ１２０１とが設けられている。ＭＯＳトランジスタ１２０１を覆って防止層１２０４が設けられている。防止層１２０４によって、ＭＯＳトランジスタ１２０１はシリサイド領域を有さない。防止層１２０４はその外縁１１０１まで形成されている。そして、一部の周辺領域１１０３には半導体基板１１０にＭＯＳトランジスタ１２０２が設けられている。ＭＯＳトランジスタ１２０２のゲート電極とソース領域及びドレイン領域には、シリサイド領域１２０３が設けられている。本実施例では、シリサイド領域１２０３を有する部分が周辺領域１１０３と等しい構成となっている。しかしながら、画素領域１１０４にシリサイド領域が設けられていてもよい。それは、防止層１２０４が覆わない部分を設けることでシリサイド領域を設けることが出来る。
【００６６】
そして、層間絶縁膜１２１１が各ＭＯＳトランジスタを覆い、層間絶縁膜１２１１に設けられたコンタクトプラグ１２０５はＭＯＳトランジスタ１２０１のソース領域及びドレイン領域と接続している。層間絶縁膜１２１１の上には、層間絶縁膜１２１２と層間絶縁膜１２１３とが層間絶縁膜１２１１側からこの順に積層している。本実施例では層間絶縁膜１２１１〜１２１３を例えば、シリコン酸化膜からなるものとする。層間絶縁膜は、絶縁体であればよく、単層でも積層でもよく、シリコン酸化膜に限定されない。固体撮像装置の場合には検出したい光を透過する材料であることが望ましい。本実施例では層間絶縁膜１２１１〜１２１３の外縁を防止層１２０４の外縁１１０１と同じ位置としているがこれに限らず、ウエハの外周１０１側に層間絶縁膜が形成されてよい。
【００６７】
各層間絶縁膜の中あるいは間には、第１配線層１２０６と第２配線層１２０７と第３配線層１２０８が設けられ、それらを接続するビアプラグ１２０９とビアプラグ１２１０とが設けられている。第３配線層１２０８の上と層間絶縁膜１２１３の上を覆って、保護膜１２１５が設けられている。保護膜１２１５の上には保護膜１２１５の上面での反射を低減するための反射防止膜１２１６が設けられており、保護膜１２１５の下には保護膜１２１５の下面での反射を低減するための反射防止膜１２１４が設けられている。図１２の構成は限定されるものではなく、適宜設定可能である。なお、この後、カラーフィルタやマイクロレンズなどが形成され半導体装置が完成する。ここで、配線層はアルミニウムを主成分とする導電体からなり、各種プラグはタングステンを主成分とする導電体からなるものとする。保護膜は例えばシリコン窒化膜であり、反射防止膜は反射防止として機能可能な屈折率を有していればよく、例えば、シリコン酸窒化膜である。
【００６８】
ここで、シリサイド領域の外縁１１０２は防止層の外縁１１０１よりも外周１０１から離れている。仮に、防止層の外縁１１０１がシリサイド領域の外縁１１０２よりも外周１０１から離れていた場合には、図１２の画素領域１１０４に示す防止層１２０４が形成されないため、ＭＯＳトランジスタ１２０１はシリサイド領域を含む構成となってしまう。つまり、意図せぬシリサイド領域を有する部分が形成されてしまう。そこで、コンタクトプラグ１２０５のためのコンタクトホールを形成すると、本来であればシリサイド領域が無い部分であるはずが、シリサイド領域が露出してしまう。しかし、本実施例のように、シリサイド領域の外縁１１０２は防止層の外縁１１０１よりも外周１０１から離れていることで、意図せぬシリサイド領域を有する部分の形成を抑制することが出来る。
【００６９】
次に、図１３及び図１４を用いて、図１２の構成の製造方法の一例を説明する。一般的な半導体製造方法に関する説明については、詳細な説明は省略する。また、以下の製造方法において、説明の簡易化のため、加工前の部材と加工後の部材とは同一の符号を付している場合がある。また、各図面の符号は相互に参照できるものである。
【００７０】
まず、画素領域１１０４の半導体基板１１０にウエル１２００を形成する（図１３（ａ））。そして、ＭＯＳトランジスタ等の素子を形成する。ここで、画素領域１１０４にはＭＯＳトランジスタ１２０１が形成され、周辺領域１１０３にはＭＯＳトランジスタ１３０１が形成される。その後、両ＭＯＳトランジスタを覆う防止層となる絶縁膜１３０２を形成する（図１３（ｂ））。ここでは、防止層となる絶縁膜１３０２はシリコン酸化膜である。そして、防止層を形成しない部分、すなわちシリサイド領域を形成する部分を露出するように、フォトレジストパターン１３０３を用いて、絶縁膜１３０２の一部を除去する（図１３（ｃ））。
【００７１】
図１３（ｄ）には、絶縁膜１３０２の一部を除去して形成され、外縁１１０１を有する防止層１３０４が示されている。もちろん、防止層１３０４は任意のパターンを有するため、その端部が外縁１１０１と一致しない場合もあるが、外縁１１０１よりもウエハの外周１０１側には防止層１３０４は配置されない。
【００７２】
そして、図１３（ｅ）に示すように、シリサイド領域を形成するための金属膜１３０５を形成する。ここでは、金属膜１３０５はコバルトシリサイドを形成するためのコバルト膜とする。その他、金属膜の材料は、シリサイドを形成することが可能な金属材料から選択可能である。金属膜１３０５はＭＯＳトランジスタ１３０１のソース領域及びドレイン領域とゲート電極とを接して覆っている。また、画素領域１１０４においては、金属膜１３０５は防止膜１３０４と接し、ＭＯＳトランジスタ１２０１のソース領域及びドレイン領域とゲート電極と接していない。金属膜１３０５の端部は外縁１１０２であり、防止層１３０４の外縁１１０１よりも外周１０１側の領域にも金属膜は形成されない。形成方法としては、一度、全体に金属膜を形成した後に、外縁１１０２よりも外周１０１側の金属膜をウエットエッチング等で除去することで、金属膜１３０５を形成する。
【００７３】
図１３（ｅ）の状態で、熱処理を行い、金属膜１３０５とポリシリコンを含むシリコンとを反応させシリサイドを形成（シリサイド化）し、シリサイド領域を形成する。金属膜１３０５のうち、防止層１３０４と接しシリサイド化していない部分や、シリサイドの上に残った未反応の部分を除去する。ＭＯＳトランジスタ１２０２はシリサイド領域１２０３を有する（図１４（ａ））。
【００７４】
その後、半導体基板１１０を覆う層間絶縁膜となる絶縁膜１４０１を形成する（図１４（ｂ））。絶縁膜１４０１の上に、シリサイド領域が無い部分を露出するコンタクトホール形成のための開口１４０３を有するフォトレジストパターン１４０２を形成する（図１４（ｃ））。フォトレジストパターン１４０２はその端部が外縁１１０１と一致しており、絶縁膜１４０１の端部を外縁１１０１と一致させるためのものである。フォトレジストパターン１４０２をマスクとして絶縁膜１４０１に対してエッチングを行い、フォトレジストパターン１４０２を除去する。この処理によって、層間絶縁膜１２１１が形成される。ここで、層間絶縁膜１２１１にはコンタクトホールが設けられている。その後、コンタクトホールに導電体が設けられることでコンタクトプラグ１２０５が形成され、図１４（ｄ）の構成となる。その後、一般の半導体製造方法によって、配線層等が形成され、図１２の構成が形成される。このようにして、本実施例は実施される。
【００７５】
本実施例では、シリサイドの場合について説明を行ったが、例えば、遮光膜などの金属膜を露出させる開口を形成する工程を有する場合についても、適用可能である。具体的には、電荷保持部を有し、それを遮光する金属膜からなる遮光膜を有する固体撮像装置が挙げられる。また、本実施例のシリサイド領域はＭＯＳトランジスタのゲート電極、ソース領域及びドレイン領域に設けられているが、いずれかでもよく、いずれかの一部でもよい。
【実施例６】
【００７６】
本実施例は、実施例５とは別の金属汚染抑制方法を説明するものである。実施例５では、シリサイド領域を形成するための金属膜の形成領域の外縁１１０２が、シリサイド領域が形成されることを防ぐための防止層の外縁１１０１よりウエハの外周１０１から離れていた。しかし、本実施例では、シリサイド領域が形成されることを防ぐための防止層の外縁がシリサイド領域を形成するための金属膜の形成領域の外縁より、ウエハの外周から離れている。しかし、金属膜の形成領域の外縁がシリサイド領域を形成しない領域、ここでは画素領域に含まれないことで、金属汚染の発生を抑制することが可能となる。以下、図１５を用いて詳細に説明する。
【００７７】
図１５（ａ）は図１１に対応するウエハの平面模式図であり、図１５（ｂ）及び図１５（ｃ）は図１４（ｃ）及び図１４（ｄ）に対応する断面模式図である。図１５（ａ）〜図１５（ｃ）において、他の実施例と同様の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
【００７８】
図１５（ａ）に示すように、本実施例では、シリサイド領域が形成されることを防ぐための防止層の外縁１５１３がシリサイド領域を形成するための金属膜の形成領域の外縁１５１２より、ウエハの外周１０１から離れている。しかし、金属膜の外縁１５１２は画素領域１１０４にかからない。このような構成によって、シリサイド領域が設けられる予定ではない画素領域１１０４に、意図せず形成されるシリサイド領域がないため、画素領域１１０４コンタクトホール形成時のシリサイド領域の露出は生じない。なお、層間絶縁膜の外縁１５１１は最も外周１０１側に設けられている。
【００７９】
図１５（ｂ）及び図１５（ｃ）を用いて、製造方法の一部を説明する。図１５（ｂ）の構成は、実施例５の図１３（ａ）〜図１４（ｂ）までの工程と同様の方法で製造可能である。但し、図１５（ｂ）では、防止層の外縁１５１３が画素領域１１０４よりも外周１０１から離れているため、画素領域１１０４に防止層が形成されていない。しかし、金属膜の外縁１５１２が画素領域１１０４に入らないため、ＭＯＳトランジスタ１２０１にはシリサイド領域が形成されていない。そして、実施例５の図１４（ｃ）と同様に、絶縁膜１５０１の上に開口１５０３を有するフォトレジストパターン１５０２を形成する（図１５（ｂ））。フォトレジストパターン１５０２をマスクに絶縁膜１５０１をエッチングして除去することでコンタクトホールを有する層間絶縁膜１５０４を形成する。コンタクトホールに導電体を設けることでコンタクトプラグ１５０５を形成し、図１５（ｃ）の構成が得られる。ここでは、フォトレジストパターン１５０２の外縁、すなわち層間絶縁膜１５０４の外縁１５０１が示されている。本実施例の構成によっても、金属汚染を抑制することが可能となる。
【００８０】
最後に、本発明の半導体装置の一例として、固体撮像装置の構成について説明する。図１０は固体撮像装置１０００を説明するための平面模式図である。図２（ａ）の１つの半導体装置に相当する固体撮像装置１０００は、例えば、ＣＭＯＳ型固体撮像装置である。図１０において、固体撮像装置１０００は、画素部１０１１と、垂直走査回路１０１２と、２つの読み出し回路１０１３と、２つの水平走査回路１０１４と、２つの出力アンプ１０１５を備えている。画素部１０１１以外の領域を周辺回路部１０１６とする。画素部１０１１は、複数の画素が２次元状に配列されて構成される。各画素は、少なくとも光電変換素子を有し、加えて読み出しのためのトランジスタなどを含みうる。上述の光導波路は光電変換素子の上部に、光電変換素子に対応して配置される。読み出し回路１０１３は、例えば、列アンプ、ＣＤＳ回路、加算回路等を含み、垂直走査回路１０１２によって選択された行の画素から垂直信号線を介して読み出された信号に対して増幅、加算等を行う。列アンプ、ＣＤＳ回路、加算回路等は、例えば、画素列又は複数の画素列毎に配置される。水平走査回路１０１４は、読み出し回路１０１３の信号を順番に読み出すための信号を生成する。出力アンプ１０１５は、水平走査回路１０１４によって選択された列の信号を増幅して出力する。読み出し回路１０１３と水平走査回路１０１４と出力アンプ１０１５とは、２系統の出力経路を構成するため、画素部１０１１を挟んで上下に１つずつ配置されている。しかし、出力経路は３つ以上設けられていてもよい。
【００８１】
以上の構成は、固体撮像装置の一つの構成例に過ぎず、これに限定されるものではない。例えば、固体撮像装置１０００はＣＣＤ型であってもよい。また、本発明はメモリなどの他の半導体装置に適用可能である。
【００８２】
本発明の半導体装置の製造方法によれば、複数の絶縁膜を除去する場合においても金属汚染の発生を抑制することが可能となる。また、本発明のウエハの構成によれば、ノイズの少ない半導体装置が提供可能である。本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、各実施例は適宜変更・組み合わせ可能である。
【符号の説明】
【００８３】
１ ウエハ
１０ ウエハ中心
１０１ ウエハの外周
１０２ １つの半導体装置の範囲
１０３ 露光領域
１０４ 第１の絶縁膜が形成される領域の外縁
１０５ 導電体が形成される領域の外縁
１０６ 半導体装置の形成領域
１０７ 注目範囲
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体装置の製造方法、及び半導体ウエハに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、配線の微細化のために半導体装置の配線材料として銅配線が利用されている。特許文献１には、銅配線を有する半導体装置の製造方法における半導体装置を形成するウエハの端部の構成が開示されている。具体的には、配線が形成される絶縁膜よりもウエハの外周に配線の導電体である金属、ここでは銅が形成され、その上部にブロック層を形成することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−０９３４０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１のような配線の製造方法において絶縁膜をエッチングする場合に、ウエハ外縁の銅が形成される部分に絶縁体のエッチングがなされてしまう場合がある。銅が形成される部分の絶縁膜が除去されると、銅がウエハに飛散し、金属汚染を生じかねない。このような金属汚染の発生は、配線層を有し、複数の絶縁膜を一括で除去する工程を有する半導体装置で生じうる。
【０００５】
また、本発明者らは、金属汚染は銅だけでなく、また配線層のみの問題ではないことを見出した。
【０００６】
よって、本発明においては、金属汚染を抑制することが可能な半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。また、金属汚染が抑制された半導体ウエハ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】
【０００７】
本発明の半導体装置の製造方法は、導電パターンを有する配線層と、前記導電パターンの側面を囲む第１の絶縁膜を含む複数の絶縁膜と、を有する半導体装置の製造方法において、半導体ウエハの上に前記複数の絶縁膜を形成する工程と、前記配線層を形成する工程と、前記複数の絶縁膜を形成する工程及び前記配線層を形成する工程の後に、前記複数の絶縁膜の一部の領域を除去し、開口を形成する工程と、を有し、前記第１の絶縁膜は、前記導電パターンの配置位置のうち前記ウエハの外周に最も近い位置よりも前記半導体ウエハの外周に近い位置まで配置されている。
【０００８】
また、本発明の半導体ウエハは、素子と、導電パターンを有する配線層と、前記導電パターンの側面を囲む第１の絶縁膜を含む複数の絶縁膜と、前記複数の絶縁膜に配された光導波路と、を含む半導体装置を有する半導体ウエハにおいて、前記第１の絶縁膜は、前記導電パターンの配置位置のうち最も前記半導体ウエハの外周に近い位置よりも、前記半導体ウエハの外周の近くまで配置されている。
【０００９】
また、本発明の半導体装置の製造方法は、導電体部と、第１の絶縁膜を含む複数の絶縁膜と、を有する半導体装置の製造方法において、前記導電体部と前記複数の絶縁膜を有する半導体ウエハを準備する工程と、前記複数の絶縁膜の一部の領域を除去し、開口を形成する工程と、を有し、前記導電体部と前記複数の絶縁膜を有する半導体ウエハを準備する工程は、前記第１の絶縁膜を形成する工程と、前記第１の絶縁膜の上に導電膜を形成することで導電体部を形成する工程とを有し、前記第１の絶縁膜を形成する工程において、前記第１の絶縁膜は前記半導体ウエハの外周から第１の位置まで形成され、前記導電体部を形成する工程において、前記導電膜は、前記第１の位置よりも前記半導体ウエハの外周から遠い前記第２の位置まで形成される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、金属汚染を抑制することが可能な半導体装置の製造方法等を提供可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１を説明するためのウエハの平面模式図と断面模式図。
【図２】実施例１のウエハの平面模式図と断面模式図。
【図３】実施例１の製造方法を説明するための断面模式図。
【図４】実施例１の製造方法を説明するための断面模式図。
【図５】実施例１の製造方法を説明するための断面模式図。
【図６】実施例１の製造方法を説明するための断面模式図。
【図７】実施例２の製造方法を説明するための断面模式図。
【図８】実施例３の製造方法を説明するための断面模式図。
【図９】実施例４の製造方法を説明するための断面模式図。
【図１０】固体撮像装置を説明するための平面模式図。
【図１１】実施例５を説明するためのウエハの平面模式図。
【図１２】実施例５を説明するためのウエハの断面模式図。
【図１３】実施例５の製造方法を説明するための断面模式図。
【図１４】実施例５の製造方法を説明するための断面模式図。
【図１５】実施例６の製造方法を説明するためのウエハの平面模式図と断面模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明は、導電パターンを有する配線層と、導電パターンの側面を囲む第１の絶縁膜を含む複数の絶縁膜と、を有する半導体装置の製造方法において、半導体ウエハ上に複数の絶縁膜を形成する工程と、配線層を形成する工程と、を有する。そして、複数の絶縁膜を形成する工程及び配線層を形成する工程の後に、複数の絶縁膜の一部の領域を除去し、開口を形成する工程と、を有する。ここで、第１の絶縁膜は、導電パターンの配置位置のうちウエハの最外周に最も近い位置よりも半導体ウエハの外周に近い位置まで配置されている。
【００１３】
このような構成によって、複数の絶縁膜の一部の領域を除去する工程において、配線層を構成する金属材料の露出及び飛散が生じないため、金属汚染の発生を抑制することが可能な製造方法を提供することが可能となる。
【００１４】
また、本発明は、それぞれが複数の素子を有する半導体基板と、導電パターンを有する配線層と、導電パターンの側面を囲む第１の絶縁膜を含む複数の絶縁膜と、複数の絶縁膜に配された光導波路と、を含む複数の半導体装置を有するウエハに関する。ここで、第１の絶縁膜は、導電パターンの配置位置のうち最も半導体ウエハの外周に近い位置よりも半導体ウエハの外周の近くまで配置されている。
【００１５】
このような構成によって、複数の絶縁膜の一部の領域を除去する工程において、配線層を構成する金属材料の露出及び飛散が生じないため、金属汚染の発生を抑制することが可能である。
【００１６】
また、本発明は、配線層の導電パターンに加えシリサイド領域や遮光膜などを構成する場合にも適用可能である。配線層の導電パターンに加えシリサイド領域や遮光膜などを導電体部とし、導電体部を形成するための金属膜等を導電体膜とする。この時に、それらを形成するための導電膜の外縁より、導電膜の前に形成される第１の絶縁膜の外縁を、ウエハ外周に近い位置まで形成する工程を有する。
【００１７】
以下、開口とは、複数の層間絶縁膜を貫通する場合あるいは貫通しない場合（凹部）のいずれの場合も含み、孔とも言える。開口を用いる構成として、実施例では導波路及び貫通ビア（貫通電極）を例に挙げるが、他の構成にも適用可能である。本発明は半導体装置一般に適用可能であるが、特に、金属汚染の低減が望まれる固体撮像装置に好適である。
【００１８】
以下、図面を用いて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１９】
実施例１を図１〜図６を用いて説明する。まず、本件の課題について、図１を用いて更に詳細に説明する。
図１（ａ）は半導体ウエハ１（以下、ウエハとも称する）と露光領域についての平面模式図である。図１（ａ）は、ウエハの素子形成面である主面に対し、ウエハ１の中心１０の直上から見たときの平面図である。ウエハの外周１０１は、ウエハ１の外周であり、ウエハ１の主面の外縁である。図１（ａ）には、露光領域について説明する格子が示されている。露光領域１０３は、ある１回の露光工程において、露光光が照射される範囲である。つまり、３×４格子に対応する領域を一度の露光工程で露光する。後に詳述するが、本実施例では、エッチングのためのマスクパターンを形成する工程（あるレイヤ）における露光とする。
【００２０】
ここで、一般に、１つの半導体ウエハから複数の半導体装置（半導体チップ）を製造している。図１（ａ）においては１つのウエハに、１つの半導体装置に対応する格子１０２は１２×１２の配列で配されている。
【００２１】
また、生産性を高めるため、１回の露光で複数の半導体装置にまたがって露光を行うことがなされており、本実施例において露光領域１０３は、半導体装置１２個分に対応する領域に光を照射する。したがって、本実施例において、１レイヤを形成するためにウエハ１の全面に露光するためには、計１２回の露光が必要である。ここで、ウエハ１の外周１０１よりも外側の領域は、実際には半導体装置は形成されない無効な領域である。つまり領域１０２の全体がウエハ内に存在して初めて一つの半導体装置として成り立つ。
【００２２】
本実施例においては、配線層を形成する導電パターンが形成される領域の外縁１０５が、配線層を有する第１の絶縁膜が形成される領域の外縁１０４よりも外側に配される。図１（ｂ）は図１（ａ）の注目領域１０７について拡大した図面である。第１の絶縁膜が形成される外縁１０４と、導電体が形成される外縁１０５とが、ウエハの中心１０からウエハの外周１０１に向かってこの順に配置されている。以下、ウエハの中心１０からウエハの外周１０１に向かう方向を外に向かう方向、あるいは外側とし、ウエハの外周１０１からウエハ中心１０に向かう方向を内に向かう方向、あるいは内側とする。
【００２３】
なお、半導体装置が形成可能な領域１０６は、１格子全体がウエハの外周１０１と、外縁１０５と、外縁１０４よりも内側に配置されている領域である。本実施例の構成において、完成する半導体装置は７２個である。
【００２４】
次に、図１（ｃ）を用いて本件の課題について説明する。図１（ｃ）は図１（ｂ）のＸＩ−ＹＩ線における断面模式図である。図１（ａ）の半導体基板１１０には素子が形成されている（不図示）。ここで、半導体基板１１０は半導体ウエハの一部を指しており、半導体基板といった場合には、ウエハのままの場合とダイシング等によって個々に分離され、半導体装置として完成した後の基板の両者を指すことがある。
【００２５】
そして、半導体基板の上には、例えばトランジスタのゲートを構成する導電パターン１１１と、複数の絶縁層と、ゲートを構成する導電パターンよりも上部に配された、配線層を構成する導電パターンとが配置されている。本実施例において配線層は第１の配線層１２１と第２の配線層１２２の２層設けられており、それぞれを構成する導電パターンが図示されている。ゲートを構成する導電パターン１１１は例えばポリシリコンからなる。各配線層は各々が電気的に独立した複数の配線、すなわち複数の独立した導電パターンを有する。ここで、配線層を構成する導電パターンは、例えば銅を主成分とする。
【００２６】
複数の絶縁層は、絶縁層１１２〜１２０を含み、例えば酸化シリコンからなる絶縁層と窒化シリコンからなる絶縁層とが交互に積層して構成される。複数の絶縁層は、少なくとも導電パターンの側面を囲む絶縁膜を有している。ここで、第１の配線層１２１を構成する導電パターンは、絶縁膜１１４及び絶縁膜１１３に側面を囲まれている。また、第２の配線層１２２を構成する導電パターンは、絶縁膜１１８及び絶縁膜１１７に側面を囲まれている。配線層を構成する導電パターンの側面を囲う絶縁膜を第１の絶縁膜と称する。第１の絶縁膜の一例として、ダマシン構造のように、導電パターンを提供するための溝（開口あるいは凹部）を有するものが挙げられる。具体的には、図１（ｃ）において、第１の絶縁膜は、その溝に第１の配線層１２１の導電パターンが配置されている絶縁膜１１３及び絶縁膜１１４である。また、第１の絶縁膜は、その溝に第２の配線層１２２の導電パターンが配置されている絶縁膜１１７及び絶縁膜１１８である。つまり、第１の絶縁膜は配線層が配される第１の絶縁膜は単層でも複数層でもよい。このような構成は、シングルダマシンあるいはデュアルダマシン法によって形成することができる。ここで、第１の配線層１２１の導電パターンの上面は絶縁膜１１４の上面と接しており、第２の配線層１２２の導電パターンの上面は絶縁膜１１８の上面と接している。
【００２７】
配線層の導電パターンの側面を囲う絶縁膜が形成される領域の外縁１０４とは、絶縁膜を形成する際に、用いられる膜が形成される領域の外縁である。絶縁膜の配置位置はウエハの中心１０から外縁１０４までである。外縁１０４よりも外縁には、第１の絶縁膜は配置されていない、もしくは除去されている。図１（ｃ）においては、配線層が配置された絶縁膜が形成される領域の外縁１０４より外側には、絶縁膜１１３、１１４、１１７、１１８は配置されていない。そして、ウエハの中心１０（不図示）から外縁１０４まで絶縁膜１１３、１１４、１１７、１１８が配置されている。
【００２８】
また、導電パターンが形成されうる領域の外縁１０５とは、導電パターンを形成する際に用いられる導電膜が形成される領域の外縁である。導電パターンを形成する際には、導電体が全面に形成された後、外周１０１から一定距離の部分に形成された導電体はリンス処理がなされて除去される。外縁１０５とは、このリンス処理によって除去されない導電体が配された領域の外縁である。また、外縁１０５とは、導電体の除去処理、例えば化学機械研磨（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｃｈｉｎｇ、以下ＣＭＰ）による除去及び平坦化がなされて導電パターンが形成されうる領域の外縁ともいえる。
【００２９】
図１（ｃ）において、外縁１０４はウエハの外周１０１から間隔１２７だけ離れた位置にある。外縁１０５はウエハの外周１０１から間隔１２８だけ離れた位置にあり、外縁１０４と外周１０１との間に位置する。間隔１２７よりも間隔１２８の方が狭い。外縁１０４と外縁１０５とがこのような位置関係の場合、外縁１０５まで配された導電体を除去して導電パターンを形成する際に、不要導電パターン１２５が形成されてしまう。不要導電パターン１２５は、外縁１０４に生じる第１の絶縁膜の段差に形成されてしまう。
【００３０】
このような不要導電パターン１２５を有する状態で、例えば光導波路を形成するために、複数の絶縁膜を貫通するように複数の絶縁膜の少なくとも一部の領域を除去し、開口を形成する。光導波路の場合には絶縁膜の光電変換部に対応する領域である。マスク１２３は、例えば、フォトレジストからなり、一部の領域に対応した開口１２４を有する。以下、図面において開口を示す符号は開口の側壁を示している。このフォトレジストのマスク１２３を形成する際の露光は、図１（ａ）に示したような露光領域１０３を有する露光によってなされる。ここで、マスク１２３の開口１２４の一部は不要導電パターン１２５の上部に配置される。このような状態で、絶縁膜の一部を除去するためにエッチングを行うと、不要導電パターン１２５が露出し、エッチングされてしまう。不要導電パターン１２５は、例えば銅を主成分とする金属であるため、金属がエッチングによって飛散し、エッチング装置内を汚染、あるいはウエハに拡散し汚染してしまう。エッチング装置内を汚染してしまった場合、金属に関係がない工程においてウエハに金属の汚染が生じる場合がある。このような半導体装置における金属の汚染は異常信号を発生する原因となり、特に撮像装置においては、白い点となり画像の品質の低下を生じてしまう。一方、以下に説明する本実施例の製造方法によれば金属汚染の発生を抑制することが可能である。なお、導電パターンとは、配線層を構成するパターンと、不要なパターン（不要導電パターン）とを含むものである。
【００３１】
以下、本実施例について図２を用いて説明する。図２は、図１と対応した図面であり、同一の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。図２（ａ）は、半導体ウエハ１と露光領域についての平面模式図であり、図１（ａ）と対応する。図２（ｂ）は、図２（ａ）の注目領域１０８について拡大した図面であり、図１（ｂ）と対応する。
【００３２】
図２（ａ）において、図１（ａ）と異なる点は、外縁１０４と外縁１０５との位置関係である。具体的には、外縁１０５よりも外縁１０４の方がウエハの外周１０１に近い。図２（ｃ）を用いて具体的に説明を行う。
【００３３】
図２（ｃ）は、図２（ｂ）のＸＩＩ−ＹＩＩ線における断面模式図であり、図１（ｃ）と対応しており、図１（ｃ）と同様の構成については説明を省略する。図２（ｃ）において、図１（ｃ）と異なる点は、外縁１０５と外縁１０４との位置及び絶縁膜が配された領域２０１〜２０４である。
【００３４】
外縁１０４はウエハの外周１０１から間隔２０７だけ離れた位置（第２の位置）にある。外縁１０５はウエハの外周１０１から間隔２０６だけ離れた位置（第１の位置）にある。間隔２０６よりも間隔２０７の方が狭く、外縁１０５と外周１０１との間に外縁１０４が位置する。つまり第１の位置よりも第２の位置の方がウエハの外周１０１に近い。このような配置関係によって、第１の絶縁膜の開口には、図１（ｃ）において導電パターンが配置されていたが、図２（ｃ）において導電パターンが配置されず絶縁膜のみが配置された領域２０２、２０４となっている。外縁１０５と外周１０１との間に外縁１０４が位置することで、外縁１０４に生じる第１の絶縁膜の段差に不要導電パターンが形成されない。よって、図２（ｃ）の領域２０１、２０３には図１（ｃ）の不要導電パターン１２５が形成されず、絶縁膜のみが配置されている。このような構成によって、マスク１２３によって絶縁膜の一部を除去するためにエッチングを行う場合に、不要導電パターンがないため、金属汚染の発生を抑制することが可能となる。なお、第１の位置よりも第２の位置の方がウエハの外周１０１に近いことで、形成される導電パターンの配置位置の中でウエハの外周に最も近い位置よりも、ウエハの外周に近い位置まで第１の絶縁膜が配置される構成となる。
【００３５】
次に、図３〜図６を用いて、本実施例の固体撮像装置の製造方法を説明する。図３〜図６は、図２（ｃ）と対応した断面模式図であり、同様の構成には同一の符号を付し、説明を省略する。また、一般の半導体技術で製造可能な点については、詳細な説明を省略する。
【００３６】
まず、図３（ａ）に示すように、ゲート電極を構成する第１の導電パターン１１１を覆う絶縁膜１１２を形成する。絶縁膜１１２は、例えば、ＢＰＳＧや酸化シリコンである。絶縁膜１１２にはコンタクト（不図示）が形成されている。絶縁膜１１２の上に、例えば２層の絶縁膜を形成する。具体的には窒化シリコンと酸化シリコンをこの順に積層して形成する。窒化シリコンからなる絶縁膜は酸化シリコンからなる絶縁膜よりも膜厚が薄い。外縁１０４よりも外側の２層の絶縁膜はフォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて除去される。そして、配線層の導電パターンを形成すべき領域の２層の絶縁膜を除去し、開口３０３を形成する。窒化シリコンからなる絶縁膜は開口３０３を有する絶縁膜３０１となり、酸化シリコンからなる絶縁膜は開口３０３を有する絶縁膜３０２となる。後に、絶縁膜３０１と絶縁膜３０２は第１の絶縁膜となる。ここでは、外縁１０４より外側の絶縁膜の除去と、開口の形成を別の工程で行っているが、同一工程で行ってもよい。
【００３７】
そして、配線層を構成する導電パターンを形成する。まず、導電体として銅をめっきによって半導体基板１１０の主面１１０ａ上に形成する。次に、リンス処理を行いウエハの外周１０１から外縁１０５の間に形成された銅を除去し、導電体３０４を形成する（図３（ｂ））。リンス処理では、フッ素系の溶液を用いて銅が除去される。その後、導電体３０４に対して、ＣＭＰ法によって除去・平坦化処理を行い、導電体３０４から導電パターンを形成し、第１の配線層１２１を形成する（図３（ｃ））。この時、ＣＭＰ法によって、絶縁膜３０１と絶縁膜３０２の端部（外縁１０４側）が研磨され、絶縁膜１１３、１１４となる。また、外縁１０５よりも外側に形成された開口３０３の一部（３０３ａ）には導電パターンが形成されず、開口３０３ａのままである。また、外縁１０４の近傍に導電パターンは配置されず、領域２０１は絶縁膜のみが配置されている。
【００３８】
次に、図３（ｄ）に示すように、絶縁膜１１５、１１６、３０５、３０６を絶縁膜１１４の上部に形成する。ここで、開口３０３ａは絶縁膜１１５、１１６によって埋められ、絶縁膜のみの領域２０２となる。ここで、絶縁膜１１５と絶縁膜３０５とは例えば窒化シリコンからなり、絶縁膜１１６と絶縁膜３０６とは、例えば酸化シリコンからなる。窒化シリコンからなる絶縁膜は酸化シリコンからなる絶縁膜よりも膜厚が薄い。
【００３９】
そして、図４（ａ）にあるように、外縁１０４よりも外側の絶縁膜３０５と絶縁膜３０６を除去し、開口３０８を形成する。絶縁膜３０５は開口３０８を有する絶縁膜１１７となる。その後、図４（ｂ）に示すように第２の配線層１２２を形成する。第２の配線層１２２の導電パターンは、図３（ｂ）及び図３（ｃ）と同様に、外縁１０５まで導電体を形成し、ＣＭＰ法によって平坦化されることで形成される。ここで、ＣＭＰ法によって絶縁膜３０７の一部が除去され、絶縁膜１１８となる。また、外縁１０５よりも外側に配置される開口３０８ａには導電パターンは形成されない。また、外縁１０４の近傍に導電体は配置されず、領域２０３は絶縁膜のみが配置されている。
【００４０】
次に、絶縁膜１１９と絶縁膜１２０とが形成される（図４（ｃ））。絶縁膜１１９は例えば窒化シリコンからなり、絶縁膜１２０は例えば酸化シリコンからなる。窒化シリコンからなる絶縁膜１１９は酸化シリコンからなる絶縁膜１２０よりも膜厚が薄い。開口３０８ａは絶縁膜１１９と絶縁膜１２０とによって埋められた領域２０４となる。なお、この図４（ｃ）の構造が形成されたウエハを準備し、以下の工程を行ってもよい。
【００４１】
そして、図５（ａ）に示すフォトレジストからなるマスク１２３を絶縁膜１２０の上に形成する。この図５（ａ）は図２（ｃ）と同じ構成である。そして、開口１２４を有するマスク１２３を用いて、複数の絶縁膜の開口１２４に対応した領域の絶縁膜を除去する。除去では、例えば異方性のエッチングを絶縁膜に行うことによってなされる。具体的には、Ｃ４Ｆ６等のフッ化炭素系のガスと、酸素と、アルゴン等の不活性ガスとを用いたプラズマエッチングを行う。ここで、複数の絶縁膜は全て除去されていてもよく、一部のみ除去されていてもよい。本実施例においては図５（ｂ）のように絶縁膜１１２及び絶縁膜１１３は除去せずに、一部のみを除去し、領域２０１と領域２０３に開口５０１を形成する。少なくとも最上の導電パターンが配置される高さよりも下層まで開口が形成されればよい。複数の絶縁膜１１２〜１２０は、開口５０１を有する複数の絶縁膜１１２、１１３、５０４〜５１０となる。
【００４２】
マスク１２３を除去した後、複数の絶縁膜よりも屈折率の高い高屈折率材料で開口５０１を埋め、図５（ｃ）に示す高屈折率膜５０２を形成する。高屈折率膜５０２は高屈折率材料で開口５０１を埋め込んだ後、平坦化処理を施すことによって形成される。ここでは、高密度プラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）によって窒化シリコンを堆積し、ＣＭＰ法によって平坦化されている。開口５０１に埋め込まれた領域５０３は複数の絶縁膜と光導波路を構成する。
【００４３】
ここで、複数の絶縁膜は、主に酸化シリコンからなる絶縁膜と、窒化シリコンからなる絶縁膜とを含むが、本実施例においては窒化シリコンからなる絶縁膜は、酸化シリコンからなる絶縁膜よりも薄く、開口の側面における割合が少ない。よって、本実施例においては、複数の絶縁膜は、酸化シリコンからなる絶縁膜とみなしている。したがって、高屈折率材料は、酸化シリコンの屈折率（約１．３５〜１．５４）よりも高い屈折率の材料であればよく、窒化シリコン、酸窒化シリコン、ポリイミド等の高屈折率樹脂等が使用可能である。窒化シリコンの屈折率は約１．７５〜２．３４、酸窒化シリコンの屈折率は酸化シリコンと窒化シリコンの間の値である。本実施例では、高屈折率材料は窒化シリコンであるとする。
【００４４】
次に、高屈折率膜５０２の上に、酸窒化シリコンからなる絶縁膜を形成する。そして、高屈折率膜の外縁６０４よりも外側の高屈折率膜の一部を除去し、高屈折率膜６０３と高屈折率膜６０２と、酸窒化シリコンからなる絶縁膜６０１とが形成される（図６（ａ））。外縁１０４よりも外側は、第１の絶縁膜が配置されていないため、高屈折率材料が厚く堆積されてしまう。一般に高屈折率材料は応力が高いため、厚い膜が形成されているとクラックや剥がれを引き起こす可能性がある。よって、高屈折率膜の外縁６０４を第１の絶縁膜の外縁１０４よりも内側の位置（第３の位置）に配置することで、高屈折率膜を薄膜化することが可能となり、クラックや剥がれの発生を抑制することが可能となる。
【００４５】
そして、図６（ｂ）にて、例えば、酸化シリコンをプラズマＣＶＤによって堆積し、絶縁膜６０５を形成する。絶縁膜６０５の上面は平坦化され平坦である。そして、絶縁膜６０５の上にレンズ６０７を有するレンズ層６０６を形成する。レンズ層６０６は例えば窒化シリコンからなる。本実施例のように、レンズ層６０６の上下面に酸窒化シリコンの膜が配置されていてもよい。更に、レンズ層６０６の上に、樹脂からなる平坦化層、カラーフィルタ層、更なるレンズ層など、任意の構成を形成すればよい。その後、各固体撮像装置に分離するため、図２（ａ）に示したウエハをダイシング処理し、複数の半導体装置、ここでは固体撮像装置が得られる。
【００４６】
以上述べてきたように、配線層が配置された第１の絶縁膜の外縁１０４を導電体が形成される外縁１０５よりもウエハの外周１０１側に配置することで、金属汚染を抑制しつつ、複数の絶縁膜を除去する工程を行うことが可能となる。また、本実施例のウエハによれば、金属汚染の低減された高品質な半導体装置が提供可能である。なお、半導体装置の中では特に、金属汚染の低減が望まれる固体撮像装置において、好適である。
【００４７】
なお、半導体装置が形成できない領域まで導電パターンや第１の絶縁膜等を形成するのは、その後の平坦化工程などにおけるウエハの均一性を高めるためである。本実施例は特に、複数の半導体装置にかかる領域を一回の露光で行う場合について述べたが、１回の露光で１つの半導体装置にかかる領域のみを照射する場合についても適用可能である。また、材料は適宜変更可能であり、例えば、窒化シリコンは炭化シリコン等に変更可能であり、銅はアルミニウムやタングステン等の他の導電体材料に変更可能である。
【実施例２】
【００４８】
本実施例について、図７を用いて説明する。本実施例は光導波路ではなく貫通ビアを有する構成である点で実施例１と異なり、その他の構成は実施例１と同様である。本実施例の図７（ａ）及び図７（ｂ）は、実施例１の図５（ａ）及び図５（ｂ）に対応した構成であり、同一の構成については同一の符号を付し説明を省略する。
【００４９】
図７（ａ）では、フォトレジストからなるマスク７０１を有する。マスク７０１は実施例１の図２で示した露光領域１０３による露光によって形成されうる。マスク７０１は貫通ビアあるいは貫通電極のための開口７０２を有する。貫通ビアあるいは貫通電極とは、複数の絶縁膜を貫通して設けられた導電体からなり、例えば、外部端子が接続される外部パッド部と半導体基板１１０とを接続するために使用される。図７（ａ）のマスク７０１を用いて、複数の絶縁膜を除去するエッチングを行い、複数の絶縁膜に開口７０３を形成する。複数の絶縁膜１１２〜１２０は、開口７０３を有する複数の絶縁膜７０４、７０５、５０４〜５１０となる。ここで、実施例１と同様にマスク７０１の開口７０２の下部には導電体が配置されていないため、エッチングを行っても金属汚染が発生する可能性を低減可能である。この後、開口７０３を覆って埋め込む導電体を形成し、不要な部分を除去することで貫通ビアあるいは貫通電極が形成可能である。
【００５０】
以上、本実施例のように貫通ビアあるいは貫通電極を形成する工程においても、金属汚染の発生を低減することが可能である。また、本実施例は固体撮像装置に限定されず、一般の半導体装置においても適用可能である。更には、実施例１と適宜組み合わせて光導波路と貫通ビアの両方を有する構成を得ることも可能である。
【実施例３】
【００５１】
本実施例について、図８を用いて説明する。本実施例は実施例１の構成に更に配線を加えた場合の構成について説明するものであり、その他の構成は実施例１と同様である。本実施例の図８（ａ）〜図８（ｄ）は、実施例１の図６（ａ）に続く製造方法を説明する断面図である。図６（ａ）と同一の構成については同一の符号を付し説明を省略する。
【００５２】
図６（ａ）の絶縁膜６０１と高屈折率膜６０３の一部を除去し、高屈折率膜８０１と絶縁膜８０２とを形成する（図８（ａ））。そして、例えば酸化シリコンからなる絶縁膜８０３を形成する。絶縁膜８０３は、高屈折率膜８０１と絶縁膜８０２とを埋め込み、平坦化処理がなされた平らな上面を有する（図８（ｂ））。そして、絶縁膜８０３に開口を形成し、プラグ８０４を形成する。絶縁膜８０３は絶縁膜８０５となる。プラグ８０４の上部であって、絶縁膜８０５の上に第３の配線層８０６を形成する。ここでは、第３の配線層８０６はアルミニウムを主成分とする導電体からなり、導電体の膜をパターニングすることによって形成される。
【００５３】
その後、図６（ｃ）と同様に、レンズ６０７を有するレンズ層６０６を形成する。レンズ層６０６の上下面に酸窒化シリコンの膜が配置されている。このように図８（ｄ）の構成が得られる。更に、レンズ層６０６の上に、樹脂からなる平坦化層、カラーフィルタ層、更なるレンズ層など、任意の構成を形成してもよい。以上のように固体撮像装置が形成可能である。
【００５４】
本実施例のように、配線層が複数層であってもよい。本実施例の構成においても、金属汚染の発生を低減することが可能である。
【実施例４】
【００５５】
本実施例は、実施例１と第１の配線層及び第２の配線層の構造が異なり、その他の構成は実施例１と同様である。それに伴い、第１の絶縁膜に相当する絶縁膜の構成が異なる。以下、本実施例について図９を用いて説明する。本実施例の図９は、実施例１の図６（ｃ）に対応した断面図である。図６（ｃ）と同一の構成については同一の符号を付し説明を省略する。
【００５６】
図９において、第１の配線層９０１の導電パターンは、導電体の膜をパターニングによって形成されており、その下面は絶縁膜９０３の下面と一致し、その上面は絶縁膜９０３によって覆われている。また、第２の配線層９０２の導電パターンは、導電体の膜をパターニングによって形成されており、その下面は絶縁膜９０４の下面と一致し、その上面は絶縁膜９０４によって覆われている。ここで、第１の配線層９０１あるいは第２の配線層９０２の導電パターンは、絶縁膜９０３あるいは絶縁膜９０４に囲まれており、絶縁膜９０３あるいは絶縁膜９０４の凹部に配されているともいえる。つまり、絶縁膜９０３及び絶縁膜９０４は第１の絶縁膜に相当する。
【００５７】
本実施例においても、実施例１と同様に、第１の絶縁膜が形成される領域の外縁１０４は、導電体が形成される領域の外縁１０５よりもウエハの外周１０１に近く、高屈折率膜の外縁６０４よりもウエハの外周１０１に近い。このような構成によって、金属汚染の発生を抑制しつつ光導波路を形成することが可能となる。
【００５８】
なお、本実施例において第１、第２の配線層はアルミニウムを主成分とする金属からなるが、他の導電体であっても形成可能である。
【００５９】
また、例えば、第２の配線層９０２において、第１の絶縁膜が絶縁膜９０３の場合も有り得る。それは、第１の絶縁膜が形成される領域の外縁１０４が、導電体が形成される領域の外縁１０５よりもウエハの外周１０１から遠い場合には、第２の配線層９０２を形成する際に、第１の絶縁膜の段差に不要な導電パターンが形成されてしまう場合があるためである。このような場合にも、第１の絶縁膜が形成される領域の外縁１０４が、導電体が形成される領域の外縁１０５よりもウエハの外周１０１に近くすればよい。
【実施例５】
【００６０】
本実施例について、半導体装置として固体撮像装置を例に挙げ、図１１〜１４を用いて説明する。本実施例において、他の実施例と同様な構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
【００６１】
本実施例は、配線層の銅ではなく、例えば、シリサイド領域を構成する金属に対して、その拡散による汚染を低減することを目的としている。コンタクトホール等のシリサイド領域が設けられた部分が露出するような開口を形成する際に、シリサイド領域を構成する金属が飛散し、金属汚染を生じうる。特に、固体撮像装置においては、金属汚染はその画質に大きな影響を与えてしまう。よって、例えば、コンタクトホールを形成する際に、シリサイド領域を有する部分を露出させるコンタクトホールとシリサイド領域を有さない部分を露出させるコンタクトホールとは別に形成するなどの対策を行っている。しかしながら、実施例１等と同様にシリサイド領域が意図しない部分に設けられた場合には、シリサイド領域を有さない部分を露出させるコンタクトホールを形成している際に、シリサイド領域が露出し、金属汚染が生じてしまう。本実施例では、その拡散による汚染を低減することを目的としている。
【００６２】
図１１は、ウエハ１の平面模式図である。図１１は、実施例１の図２（ａ）及び図２（ｂ）と比較するとウエハ１における半導体装置の配置が異なるが、図２（ｂ）と対応するものである。本実施例では、半導体装置の範囲の中に画素領域１１０４とその周囲の周辺領域１１０３とを示している。
【００６３】
図１１において、シリサイド領域を形成するための金属膜（導電体）の形成領域の外縁１１０２が、シリサイド領域が形成されることを防ぐための防止層（第１の絶縁膜）の外縁１１０１よりウエハの外周１０１から離れている。つまり、外縁１１０２はウエハの外周１０１から第２の間隔だけ離れた位置（第２の位置）にあり、外縁１１０１はウエハの外周１０１から第１の間隔だけ離れた位置（第１の位置）にある。第１の間隔は第２の間隔よりも小さい。なお、間隔は長さともいえる。このような構成にすることで、シリサイド領域を有さない部分を露出させるコンタクトホール形成時の意図せぬシリサイド領域の露出を抑制することが可能となる。以下、シリサイド領域を形成するための金属膜（導電体部）の形成領域の外縁１１０２をシリサイド領域の外縁１１０２と称する。
【００６４】
このような構成について、更に、図１２を用いて説明する。図１２は、図１１のＸＩＩＩ−ＹＩＩＩ線におけるウエハの断面模式図であり、半導体装置を製造途中のウエハの断面を模式的に示している。図１２は、説明を簡単にするために半導体領域や各種素子を省略した模式図である。
【００６５】
まず、画素領域１１０４には、半導体基板１１０にウエル１２００と、ＭＯＳトランジスタ１２０１とが設けられている。ＭＯＳトランジスタ１２０１を覆って防止層１２０４が設けられている。防止層１２０４によって、ＭＯＳトランジスタ１２０１はシリサイド領域を有さない。防止層１２０４はその外縁１１０１まで形成されている。そして、一部の周辺領域１１０３には半導体基板１１０にＭＯＳトランジスタ１２０２が設けられている。ＭＯＳトランジスタ１２０２のゲート電極とソース領域及びドレイン領域には、シリサイド領域１２０３が設けられている。本実施例では、シリサイド領域１２０３を有する部分が周辺領域１１０３と等しい構成となっている。しかしながら、画素領域１１０４にシリサイド領域が設けられていてもよい。それは、防止層１２０４が覆わない部分を設けることでシリサイド領域を設けることが出来る。
【００６６】
そして、層間絶縁膜１２１１が各ＭＯＳトランジスタを覆い、層間絶縁膜１２１１に設けられたコンタクトプラグ１２０５はＭＯＳトランジスタ１２０１のソース領域及びドレイン領域と接続している。層間絶縁膜１２１１の上には、層間絶縁膜１２１２と層間絶縁膜１２１３とが層間絶縁膜１２１１側からこの順に積層している。本実施例では層間絶縁膜１２１１〜１２１３を例えば、シリコン酸化膜からなるものとする。層間絶縁膜は、絶縁体であればよく、単層でも積層でもよく、シリコン酸化膜に限定されない。固体撮像装置の場合には検出したい光を透過する材料であることが望ましい。本実施例では層間絶縁膜１２１１〜１２１３の外縁を防止層１２０４の外縁１１０１と同じ位置としているがこれに限らず、ウエハの外周１０１側に層間絶縁膜が形成されてよい。
【００６７】
各層間絶縁膜の中あるいは間には、第１配線層１２０６と第２配線層１２０７と第３配線層１２０８が設けられ、それらを接続するビアプラグ１２０９とビアプラグ１２１０とが設けられている。第３配線層１２０８の上と層間絶縁膜１２１３の上を覆って、保護膜１２１５が設けられている。保護膜１２１５の上には保護膜１２１５の上面での反射を低減するための反射防止膜１２１６が設けられており、保護膜１２１５の下には保護膜１２１５の下面での反射を低減するための反射防止膜１２１４が設けられている。図１２の構成は限定されるものではなく、適宜設定可能である。なお、この後、カラーフィルタやマイクロレンズなどが形成され半導体装置が完成する。ここで、配線層はアルミニウムを主成分とする導電体からなり、各種プラグはタングステンを主成分とする導電体からなるものとする。保護膜は例えばシリコン窒化膜であり、反射防止膜は反射防止として機能可能な屈折率を有していればよく、例えば、シリコン酸窒化膜である。
【００６８】
ここで、シリサイド領域の外縁１１０２は防止層の外縁１１０１よりも外周１０１から離れている。仮に、防止層の外縁１１０１がシリサイド領域の外縁１１０２よりも外周１０１から離れていた場合には、図１２の画素領域１１０４に示す防止層１２０４が形成されないため、ＭＯＳトランジスタ１２０１はシリサイド領域を含む構成となってしまう。つまり、意図せぬシリサイド領域を有する部分が形成されてしまう。そこで、コンタクトプラグ１２０５のためのコンタクトホールを形成すると、本来であればシリサイド領域が無い部分であるはずが、シリサイド領域が露出してしまう。しかし、本実施例のように、シリサイド領域の外縁１１０２は防止層の外縁１１０１よりも外周１０１から離れていることで、意図せぬシリサイド領域を有する部分の形成を抑制することが出来る。
【００６９】
次に、図１３及び図１４を用いて、図１２の構成の製造方法の一例を説明する。一般的な半導体製造方法に関する説明については、詳細な説明は省略する。また、以下の製造方法において、説明の簡易化のため、加工前の部材と加工後の部材とは同一の符号を付している場合がある。また、各図面の符号は相互に参照できるものである。
【００７０】
まず、画素領域１１０４の半導体基板１１０にウエル１２００を形成する（図１３（ａ））。そして、ＭＯＳトランジスタ等の素子を形成する。ここで、画素領域１１０４にはＭＯＳトランジスタ１２０１が形成され、周辺領域１１０３にはＭＯＳトランジスタ１３０１が形成される。その後、両ＭＯＳトランジスタを覆う防止層となる絶縁膜１３０２を形成する（図１３（ｂ））。ここでは、防止層となる絶縁膜１３０２はシリコン酸化膜である。そして、防止層を形成しない部分、すなわちシリサイド領域を形成する部分を露出するように、フォトレジストパターン１３０３を用いて、絶縁膜１３０２の一部を除去する（図１３（ｃ））。
【００７１】
図１３（ｄ）には、絶縁膜１３０２の一部を除去して形成され、外縁１１０１を有する防止層１３０４が示されている。もちろん、防止層１３０４は任意のパターンを有するため、その端部が外縁１１０１と一致しない場合もあるが、外縁１１０１よりもウエハの外周１０１側には防止層１３０４は配置されない。
【００７２】
そして、図１３（ｅ）に示すように、シリサイド領域を形成するための金属膜１３０５を形成する。ここでは、金属膜１３０５はコバルトシリサイドを形成するためのコバルト膜とする。その他、金属膜の材料は、シリサイドを形成することが可能な金属材料から選択可能である。金属膜１３０５はＭＯＳトランジスタ１３０１のソース領域及びドレイン領域とゲート電極とを接して覆っている。また、画素領域１１０４においては、金属膜１３０５は防止膜１３０４と接し、ＭＯＳトランジスタ１２０１のソース領域及びドレイン領域とゲート電極と接していない。金属膜１３０５の端部は外縁１１０２であり、防止層１３０４の外縁１１０１よりも外周１０１側の領域にも金属膜は形成されない。形成方法としては、一度、全体に金属膜を形成した後に、外縁１１０２よりも外周１０１側の金属膜をウエットエッチング等で除去することで、金属膜１３０５を形成する。
【００７３】
図１３（ｅ）の状態で、熱処理を行い、金属膜１３０５とポリシリコンを含むシリコンとを反応させシリサイドを形成（シリサイド化）し、シリサイド領域を形成する。金属膜１３０５のうち、防止層１３０４と接しシリサイド化していない部分や、シリサイドの上に残った未反応の部分を除去する。ＭＯＳトランジスタ１２０２はシリサイド領域１２０３を有する（図１４（ａ））。
【００７４】
その後、半導体基板１１０を覆う層間絶縁膜となる絶縁膜１４０１を形成する（図１４（ｂ））。絶縁膜１４０１の上に、シリサイド領域が無い部分を露出するコンタクトホール形成のための開口１４０３を有するフォトレジストパターン１４０２を形成する（図１４（ｃ））。フォトレジストパターン１４０２はその端部が外縁１１０１と一致しており、絶縁膜１４０１の端部を外縁１１０１と一致させるためのものである。フォトレジストパターン１４０２をマスクとして絶縁膜１４０１に対してエッチングを行い、フォトレジストパターン１４０２を除去する。この処理によって、層間絶縁膜１２１１が形成される。ここで、層間絶縁膜１２１１にはコンタクトホールが設けられている。その後、コンタクトホールに導電体が設けられることでコンタクトプラグ１２０５が形成され、図１４（ｄ）の構成となる。その後、一般の半導体製造方法によって、配線層等が形成され、図１２の構成が形成される。このようにして、本実施例は実施される。
【００７５】
本実施例では、シリサイドの場合について説明を行ったが、例えば、遮光膜などの金属膜を露出させる開口を形成する工程を有する場合についても、適用可能である。具体的には、電荷保持部を有し、それを遮光する金属膜からなる遮光膜を有する固体撮像装置が挙げられる。また、本実施例のシリサイド領域はＭＯＳトランジスタのゲート電極、ソース領域及びドレイン領域に設けられているが、いずれかでもよく、いずれかの一部でもよい。
【実施例６】
【００７６】
本実施例は、実施例５とは別の金属汚染抑制方法を説明するものである。実施例５では、シリサイド領域を形成するための金属膜の形成領域の外縁１１０２が、シリサイド領域が形成されることを防ぐための防止層の外縁１１０１よりウエハの外周１０１から離れていた。しかし、本実施例では、シリサイド領域が形成されることを防ぐための防止層の外縁がシリサイド領域を形成するための金属膜の形成領域の外縁より、ウエハの外周から離れている。しかし、金属膜の形成領域の外縁がシリサイド領域を形成しない領域、ここでは画素領域に含まれないことで、金属汚染の発生を抑制することが可能となる。以下、図１５を用いて詳細に説明する。
【００７７】
図１５（ａ）は図１１に対応するウエハの平面模式図であり、図１５（ｂ）及び図１５（ｃ）は図１４（ｃ）及び図１４（ｄ）に対応する断面模式図である。図１５（ａ）〜図１５（ｃ）において、他の実施例と同様の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
【００７８】
図１５（ａ）に示すように、本実施例では、シリサイド領域が形成されることを防ぐための防止層の外縁１５１３がシリサイド領域を形成するための金属膜の形成領域の外縁１５１２より、ウエハの外周１０１から離れている。しかし、金属膜の外縁１５１２は画素領域１１０４にかからない。このような構成によって、シリサイド領域が設けられる予定ではない画素領域１１０４に、意図せず形成されるシリサイド領域がないため、画素領域１１０４コンタクトホール形成時のシリサイド領域の露出は生じない。なお、層間絶縁膜の外縁１５１１は最も外周１０１側に設けられている。
【００７９】
図１５（ｂ）及び図１５（ｃ）を用いて、製造方法の一部を説明する。図１５（ｂ）の構成は、実施例５の図１３（ａ）〜図１４（ｂ）までの工程と同様の方法で製造可能である。但し、図１５（ｂ）では、防止層の外縁１５１３が画素領域１１０４よりも外周１０１から離れているため、画素領域１１０４に防止層が形成されていない。しかし、金属膜の外縁１５１２が画素領域１１０４に入らないため、ＭＯＳトランジスタ１２０１にはシリサイド領域が形成されていない。そして、実施例５の図１４（ｃ）と同様に、絶縁膜１５０１の上に開口１５０３を有するフォトレジストパターン１５０２を形成する（図１５（ｂ））。フォトレジストパターン１５０２をマスクに絶縁膜１５０１をエッチングして除去することでコンタクトホールを有する層間絶縁膜１５０４を形成する。コンタクトホールに導電体を設けることでコンタクトプラグ１５０５を形成し、図１５（ｃ）の構成が得られる。ここでは、フォトレジストパターン１５０２の外縁、すなわち層間絶縁膜１５０４の外縁１５０１が示されている。本実施例の構成によっても、金属汚染を抑制することが可能となる。
【００８０】
最後に、本発明の半導体装置の一例として、固体撮像装置の構成について説明する。図１０は固体撮像装置１０００を説明するための平面模式図である。図２（ａ）の１つの半導体装置に相当する固体撮像装置１０００は、例えば、ＣＭＯＳ型固体撮像装置である。図１０において、固体撮像装置１０００は、画素部１０１１と、垂直走査回路１０１２と、２つの読み出し回路１０１３と、２つの水平走査回路１０１４と、２つの出力アンプ１０１５を備えている。画素部１０１１以外の領域を周辺回路部１０１６とする。画素部１０１１は、複数の画素が２次元状に配列されて構成される。各画素は、少なくとも光電変換素子を有し、加えて読み出しのためのトランジスタなどを含みうる。上述の光導波路は光電変換素子の上部に、光電変換素子に対応して配置される。読み出し回路１０１３は、例えば、列アンプ、ＣＤＳ回路、加算回路等を含み、垂直走査回路１０１２によって選択された行の画素から垂直信号線を介して読み出された信号に対して増幅、加算等を行う。列アンプ、ＣＤＳ回路、加算回路等は、例えば、画素列又は複数の画素列毎に配置される。水平走査回路１０１４は、読み出し回路１０１３の信号を順番に読み出すための信号を生成する。出力アンプ１０１５は、水平走査回路１０１４によって選択された列の信号を増幅して出力する。読み出し回路１０１３と水平走査回路１０１４と出力アンプ１０１５とは、２系統の出力経路を構成するため、画素部１０１１を挟んで上下に１つずつ配置されている。しかし、出力経路は３つ以上設けられていてもよい。
【００８１】
以上の構成は、固体撮像装置の一つの構成例に過ぎず、これに限定されるものではない。例えば、固体撮像装置１０００はＣＣＤ型であってもよい。また、本発明はメモリなどの他の半導体装置に適用可能である。
【００８２】
本発明の半導体装置の製造方法によれば、複数の絶縁膜を除去する場合においても金属汚染の発生を抑制することが可能となる。また、本発明のウエハの構成によれば、ノイズの少ない半導体装置が提供可能である。本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、各実施例は適宜変更・組み合わせ可能である。
【符号の説明】
【００８３】
１ ウエハ
１０ ウエハ中心
１０１ ウエハの外周
１０２ １つの半導体装置の範囲
１０３ 露光領域
１０４ 第１の絶縁膜が形成される領域の外縁
１０５ 導電体が形成される領域の外縁
１０６ 半導体装置の形成領域
１０７ 注目範囲
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電パターンを有する配線層と、前記導電パターンの側面を囲む第１の絶縁膜を含む複数の絶縁膜と、を有する半導体装置の製造方法において、
半導体ウエハの上に前記複数の絶縁膜を形成する工程と、
前記配線層を形成する工程と、
前記複数の絶縁膜を形成する工程及び前記配線層を形成する工程の後に、前記複数の絶縁膜の一部の領域を除去し、開口を形成する工程と、を有し、
前記第１の絶縁膜は、前記導電パターンの配置位置のうち前記ウエハの外周に最も近い位置よりも前記半導体ウエハの外周に近い位置まで配置されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記配線層を形成する工程は、
前記複数の絶縁膜を形成する工程のうち第１の絶縁膜を形成する工程の後に行われる、前記第１の絶縁膜に形成された溝に形成され、前記配線層を構成する導電パターンを形成する工程を有することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記配線層を構成する導電パターンは、銅を主成分とする材料からなることを特徴とする請求項１あるいは２のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記配線層を形成する工程は、
前記複数の絶縁膜を形成する工程のうち第１の絶縁膜を形成する工程の前に行われる、前記配線層を構成する導電パターンを形成する工程を有し、
前記第１の絶縁膜を形成する工程において、前記導電パターンを覆うことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記半導体装置は、複数の光電変換素子を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記複数の絶縁膜の一部の領域を除去する工程の後に、
前記一部の領域に前記第１の絶縁膜よりも屈折率の高い高屈折率膜を形成する工程を有する請求項５に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記高屈折率膜を形成する工程の後に、前記高屈折率膜の少なくとも一部を除去する工程を有し、
前記除去する工程において、
前記半導体ウエハの外周に近い前記第１の絶縁膜が配置される位置よりも前記半導体ウエハの外周から遠い位置と前記半導体ウエハの外周との間の前記高屈折率膜の少なくとも一部を除去することを特徴とする請求項６に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記第１の絶縁膜は少なくとも酸化シリコンからなる絶縁膜を含み、
前記高屈折率膜は窒化シリコンからなることを特徴とする請求項６あるいは７のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記複数の絶縁膜の一部の領域を除去する工程の後に、
前記一部の領域に導電体を形成し、貫通ビアを形成する工程を有する請求項１乃至５のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記複数の絶縁膜の一部の領域を除去する工程において、
前記複数の絶縁膜の上に、フォトレジストを形成する工程と、
前記フォトレジストを露光及びパターニングし、マスクを形成する工程と、を有し、
前記マスクを形成する工程の露光は、
１回で、複数の半導体装置に対応する領域を露光することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の半導体ウエハの製造方法と、
前記複数の半導体装置を分離する分離工程を有する半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
素子と、導電パターンを有する配線層と、前記導電パターンの側面を囲む第１の絶縁膜を含む複数の絶縁膜と、
前記複数の絶縁膜に配された光導波路と、を含む半導体装置を有する半導体ウエハにおいて、
前記第１の絶縁膜は、前記導電パターンの配置位置のうち最も前記半導体ウエハの外周に近い位置よりも、前記半導体ウエハの外周の近くまで配置されていることを特徴とする半導体ウエハ。
【請求項１３】
導電体部と、第１の絶縁膜を含む複数の絶縁膜と、を有する半導体装置の製造方法において、
前記導電体部と前記複数の絶縁膜を有する半導体ウエハを準備する工程と、
前記複数の絶縁膜の一部の領域を除去し、開口を形成する工程と、を有し、
前記導電体部と前記複数の絶縁膜を有する半導体ウエハを準備する工程は、前記第１の絶縁膜を形成する工程と、前記第１の絶縁膜の上に導電膜を形成することで導電体部を形成する工程とを有し、
前記第１の絶縁膜を形成する工程において、前記第１の絶縁膜は前記半導体ウエハの外周から第１の位置まで形成され、
前記導電体部を形成する工程において、前記導電膜は、前記第１の位置よりも前記半導体ウエハの外周から遠い前記第２の位置まで形成されることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１】
導電パターンを有する配線層と、前記導電パターンの側面を囲む第１の絶縁膜を含む複数の絶縁膜と、を有する半導体装置の製造方法において、
半導体ウエハの上に前記複数の絶縁膜を形成する工程と、
前記配線層を形成する工程と、
前記複数の絶縁膜を形成する工程及び前記配線層を形成する工程の後に、前記複数の絶縁膜の一部の領域を除去し、開口を形成する工程と、を有し、
前記第１の絶縁膜は、前記導電パターンの配置位置のうち前記ウエハの外周に最も近い位置よりも前記半導体ウエハの外周に近い位置まで配置されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記配線層を形成する工程は、
前記複数の絶縁膜を形成する工程のうち第１の絶縁膜を形成する工程の後に行われる、前記第１の絶縁膜に形成された溝に形成され、前記配線層を構成する導電パターンを形成する工程を有することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記配線層を構成する導電パターンは、銅を主成分とする材料からなることを特徴とする請求項１あるいは２のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記配線層を形成する工程は、
前記複数の絶縁膜を形成する工程のうち第１の絶縁膜を形成する工程の前に行われる、前記配線層を構成する導電パターンを形成する工程を有し、
前記第１の絶縁膜を形成する工程において、前記導電パターンを覆うことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記半導体装置は、複数の光電変換素子を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記複数の絶縁膜の一部の領域を除去する工程の後に、
前記一部の領域に前記第１の絶縁膜よりも屈折率の高い高屈折率膜を形成する工程を有する請求項５に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記高屈折率膜を形成する工程の後に、前記高屈折率膜の少なくとも一部を除去する工程を有し、
前記除去する工程において、
前記半導体ウエハの外周に近い前記第１の絶縁膜が配置される位置よりも前記半導体ウエハの外周から遠い位置と前記半導体ウエハの外周との間の前記高屈折率膜の少なくとも一部を除去することを特徴とする請求項６に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記第１の絶縁膜は少なくとも酸化シリコンからなる絶縁膜を含み、
前記高屈折率膜は窒化シリコンからなることを特徴とする請求項６あるいは７のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記複数の絶縁膜の一部の領域を除去する工程の後に、
前記一部の領域に導電体を形成し、貫通ビアを形成する工程を有する請求項１乃至５のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記複数の絶縁膜の一部の領域を除去する工程において、
前記複数の絶縁膜の上に、フォトレジストを形成する工程と、
前記フォトレジストを露光及びパターニングし、マスクを形成する工程と、を有し、
前記マスクを形成する工程の露光は、
１回で、複数の半導体装置に対応する領域を露光することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の半導体ウエハの製造方法と、
前記複数の半導体装置を分離する分離工程を有する半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
素子と、導電パターンを有する配線層と、前記導電パターンの側面を囲む第１の絶縁膜を含む複数の絶縁膜と、
前記複数の絶縁膜に配された光導波路と、を含む半導体装置を有する半導体ウエハにおいて、
前記第１の絶縁膜は、前記導電パターンの配置位置のうち最も前記半導体ウエハの外周に近い位置よりも、前記半導体ウエハの外周の近くまで配置されていることを特徴とする半導体ウエハ。
【請求項１３】
導電体部と、第１の絶縁膜を含む複数の絶縁膜と、を有する半導体装置の製造方法において、
前記導電体部と前記複数の絶縁膜を有する半導体ウエハを準備する工程と、
前記複数の絶縁膜の一部の領域を除去し、開口を形成する工程と、を有し、
前記導電体部と前記複数の絶縁膜を有する半導体ウエハを準備する工程は、前記第１の絶縁膜を形成する工程と、前記第１の絶縁膜の上に導電膜を形成することで導電体部を形成する工程とを有し、
前記第１の絶縁膜を形成する工程において、前記第１の絶縁膜は前記半導体ウエハの外周から第１の位置まで形成され、
前記導電体部を形成する工程において、前記導電膜は、前記第１の位置よりも前記半導体ウエハの外周から遠い前記第２の位置まで形成されることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１２−１８２４２８（Ｐ２０１２−１８２４２８Ａ）
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２３２９５（Ｐ２０１１−２２３２９５）
【出願日】平成２３年１０月７日（２０１１．１０．７）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月７日（２０１１．１０．７）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]