JP2014047386A

JP2014047386A - 半導体装置の製造方法

Info

Publication number: JP2014047386A
Application number: JP2012190451A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Imai; 敦志今井; Takeshi Matsunaga; 武史松永
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2012-08-30
Filing date: 2012-08-30
Publication date: 2014-03-17

Abstract

【課題】半導体デバイスに割れや傷等の損傷が発生するおそれを低減可能な半導体装置の製造方法を提供する。
【解決手段】本半導体装置の製造方法は、磁石を備えた保持部材の載置面に、半導体デバイスを介して、開口部を備えたマスクを固定する工程と、前記開口部内に露出する前記半導体デバイス上に、非磁性体である粒子を付着させて所定の膜を成膜する工程と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体装置の製造方法に関する。

従来より、例えば、シリコン等からなる半導体デバイスの一方の面に、開口部を有するメタルマスクを固定する。そして、メタルマスクの開口部内に露出する半導体デバイスの一方の面に、例えばスパッタリング装置等の真空成膜装置を用いて粒子を付着させ、所定の膜を成膜する半導体装置の製造方法が知られている。

半導体デバイスの一方の面にメタルマスクを固定する方法としては、例えば、磁力を用いる方法が知られている。より具体的には、磁石を収容した基板の両面側にカバー板を設けた治具を用意し、この治具上に半導体デバイスを介してメタルマスクを磁石で吸着する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−１６１３５１号公報

しかしながら、磁石を収容した治具を用いて磁力によりメタルマスクを固定する上記方法において、所定の膜を成膜するために磁性体（例えば、ニッケル等）である粒子を用いるため、成膜かす等のごみ（磁性体）が磁石に吸着されてしまう。ごみが磁石に吸着された状態で半導体デバイスを介してメタルマスクを磁石で吸着すると、治具の載置面と半導体デバイスとの間にごみが挟まれ、半導体デバイスに割れや傷等の損傷が発生するおそれがある。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、半導体デバイスに割れや傷等の損傷が発生するおそれを低減可能な半導体装置の製造方法を提供することを課題とする。

本半導体装置の製造方法は、磁石を備えた保持部材の載置面に、半導体デバイスを介して、開口部を備えたマスクを固定する工程と、前記開口部内に露出する前記半導体デバイス上に、非磁性体である粒子を付着させて所定の膜を成膜する工程と、を有することを要件とする。

本発明によれば、半導体デバイスに割れや傷等の損傷が発生するおそれを低減可能な半導体装置の製造方法を提供できる。

本実施の形態に係る半導体装置の製造方法における一工程を例示する図である。本実施の形態に係る半導体装置の製造方法における所定の膜を成膜後のウェハホルダを例示する図である。比較例に係る半導体装置の製造方法における一工程を例示する図である。比較例に係る半導体装置の製造方法における所定の膜を成膜後のウェハホルダを例示する図である。

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。なお、各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。

図１は、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法における一工程を例示する図である。図１を参照するに、この工程では、ウェハホルダ１０の載置面に半導体デバイス３０が載置され、更に、載置面に載置された半導体デバイス３０上に複数の開口部４０ｘを有するパターン形成マスク４０が固定されている。つまり、ウェハホルダ１０の載置面に、半導体デバイス３０を介して、開口部４０ｘを備えたパターン形成マスク４０が固定されている。

ウェハホルダ１０は、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、ガラス、セラミック、樹脂等の非磁性体から形成することができる。ウェハホルダ１０の厚さは、例えば、数ｍｍ程度とすることができる。ウェハホルダ１０に設けられた複数の窪みには、各々磁石２０が配置（固定）されている。なお、ウェハホルダ１０は、本発明に係る磁石を備えた保持部材の代表的な一例である。

磁石２０は、半導体デバイス３０上にパターン形成マスク４０を固定するために、ウェハホルダ１０の全体に、例えば均等に設けられている。各々の磁石２０は、例えば、Ｎ極とＳ極とを結ぶ方向がＺ方向（半導体デバイス３０の厚さ方向）を向くように配置することができる。

各々の磁石２０の一端面は、例えば、ウェハホルダ１０の半導体デバイス３０側の面（載置面）と略面一とすることができる。各々の磁石２０は、例えば、円柱状とすることができるが、角柱状等にしても構わない。各々の磁石２０としては、例えば、サマリウムコバルト系磁石やネオジウム系磁石等を用いることができる。

半導体デバイス３０は、例えば、シリコンや炭化ケイ素（ＳｉＣ）、ガリウム砒素等から形成されている。半導体デバイス３０は、例えば、６インチ、８インチ、１２インチ等のウェハ状態とすることができる。半導体デバイス３０の厚さは、例えば、数１０μｍ〜数１００μｍ程度とすることができる。半導体デバイス３０は、例えば、車載用の半導体デバイスである。なお、半導体デバイス３０がウェハ状態である場合、ウェハホルダ１０の平面形状は、半導体デバイス３０の平面形状に対応するように円形状とすることができる。

パターン形成マスク４０は、例えば、鉄（Ｆｅ）、鉄（Ｆｅ）とニッケル（Ｎｉ）との合金（４２アロイ）等の磁性体により形成されている。パターン形成マスク４０の厚さは、例えば、数１０μｍ〜数１００μｍ程度とすることができる。

パターン形成マスク４０は、例えば格子状のラインパターンを備え、格子状のラインパターンに囲まれた部分が開口部４０ｘとなる。格子状のラインパターンの一方は、例えば、Ｘ方向に平行に略一定幅に形成され、格子状のラインパターンの他方は、例えば、Ｙ方向に平行に略一定幅に形成されている。

このように、ウェハホルダ１０に設けられた磁石２０と磁性体により形成されているパターン形成マスク４０とを半導体デバイス３０を挟み込むように配置することにより、磁力で半導体デバイス３０上にパターン形成マスク４０が固定されている。

図１の状態を実現するには、例えば、まず、成膜対象である半導体デバイス３０を準備し、所定位置に停止させる。次に、半導体デバイス３０の一方の面に、開口部４０ｘを有するパターン形成マスク４０をアライメントしながら設置する。次に、ウェハホルダ１０を半導体デバイス３０の他方の面に近づける。なお、ウェハホルダ１０は図１のＺ方向（半導体デバイス３０の一方の面及び他方の面に垂直な方向）に移動可能に構成されている。

次に、ウェハホルダ１０の載置面に半導体デバイス３０を介してパターン形成マスク４０が磁力により固定された図１に示す構造体を、例えば、成膜装置内に移動する。そして、成膜装置により、パターン形成マスク４０の開口部４０ｘ内に露出する半導体デバイス３０上に所定の膜を成膜する。

成膜装置としては、例えば、スパッタリング装置等の真空成膜装置を挙げることができる。スパッタリング装置は、例えば、真空雰囲気で気体放電を引き起こすことによりプラズマを発生させ、このプラズマの陽イオンをスパッタリング電極と呼ばれる負極に設置されたターゲットに衝突させる。そして、その衝突によりスパッタされた粒子１００を対象物であるパターン形成マスク４０の開口部４０ｘ内に露出する半導体デバイス３０上に付着させて所定の膜を成膜する。

本実施の形態では、粒子１００として、非磁性体を用いている。非磁性体である粒子１００がパターン形成マスク４０の開口部４０ｘ内に露出する半導体デバイス３０上に付着して所定の膜となる。非磁性体としては、例えば、ニッケルバナジウム等を用いることができる。この所定の膜（例えば、ニッケルバナジウム膜）は、例えば、半導体デバイス３０を外部の配線基板や半導体装置等と電気的に接続するための電極パターンとして用いることができる。

なお、例えば、スパッタリング装置を用いて所定の膜を成膜する場合には、成膜の過程でパターン形成マスク４０や半導体デバイス３０の温度が上昇するので、必要に応じ、ウェハホルダ１０を介してパターン形成マスク４０や半導体デバイス３０を冷却する。そのため、ウェハホルダ１０の材質として、銅や銅合金等の伝熱性に優れたものを選択することが好ましい。

所定の膜を成膜後、半導体デバイス３０を介してパターン形成マスク４０が固定されたウェハホルダ１０を成膜装置外に移し、パターン形成マスク４０を半導体デバイス３０から剥離する。パターン形成マスク４０を剥離するためには、例えば、ウェハホルダ１０を図１のＺ−方向に移動させてウェハホルダ１０を半導体デバイス３０から遠ざければよい。

以上により、半導体デバイス３０の所定位置（パターン形成マスク４０の開口部４０ｘに対応する位置）に非磁性体である粒子を付着させて所定の膜が成膜された半導体装置が完成する。

図２は、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法における所定の膜を成膜後のウェハホルダ１０を示している。磁石２０の表面（磁石２０において、ウェハホルダ１０の載置面に露出している面）には、成膜かす等のごみが吸着されていない。

ここで、比較例として、従来の半導体装置の製造方法を示しながら、本願の有する所定の効果について説明する。図３は、比較例に係る半導体装置の製造方法における一工程を例示する図である。

図３を参照するに、ウェハホルダ１０の載置面に半導体デバイス３０が載置され、更に、載置面に載置された半導体デバイス３０上に複数の開口部４０ｘを有するパターン形成マスク４０が固定され、成膜装置内に配置されている点は、図１に示す工程の場合と同様である。

但し、成膜に用いる粒子が非磁性体の粒子１００ではなく、磁性体の粒子２００である点が、図１に示す工程の場合とは異なる。つまり、比較例では、磁性体である粒子２００がパターン形成マスク４０の開口部４０ｘ内に露出する半導体デバイス３０上に付着して所定の膜となる。磁性体としては、例えば、ニッケル等を用いることができる。

図４は、比較例に係る半導体装置の製造方法における所定の膜を成膜後のウェハホルダ１０を示している。磁石２０の表面（磁石２０において、ウェハホルダ１０の載置面に露出している面）には、成膜かす等のごみ３００（磁性体）が吸着されている。

このように、比較例に係る半導体装置の製造方法では、磁性体である粒子を用いて所定の膜を成膜するので、成膜かす等のごみ（磁性体）が磁石に吸着されてしまう。これに対して、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法では、非磁性体である粒子を用いて所定の膜を成膜するため、成膜かす等のごみ（非磁性体）が発生したとしても、それが磁石に吸着されることはない。

比較例に係る半導体装置の製造方法では、図４の状態で、次の半導体デバイス３０に成膜を行う。つまり、図４の状態の後、再度図３と同様の工程が実行されるため、ウェハホルダ１０の載置面と半導体デバイス３０との間に成膜かす等のごみ３００が挟まれることになる。これにより、半導体デバイス３０に割れや傷等の損傷が発生するおそれが生じる。

これに対して、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法では、図２に示すように磁石２０の表面（磁石２０において、ウェハホルダ１０の載置面に露出している面）には、成膜かす等のごみが吸着されていない。そのため、比較例に係る半導体装置の製造方法のように、次の半導体デバイス３０に成膜を行う際に、磁石２０に吸着されたごみに起因して半導体デバイス３０に割れや傷等の損傷が発生するおそれを低減できる。

又、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法では、非磁性体である粒子を用いて所定の膜を成膜するため、成膜装置としてスパッタリング装置を用いる場合に、磁路の短絡が抑制されるため、ターゲットの寿命を長くすることができる。

以上、好ましい実施の形態について詳説したが、上述した実施の形態に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態に種々の変形及び置換を加えることができる。

例えば、上記実施の形態では、半導体デバイス３０上に１枚のパターン形成マスク４０を固定する例を示したが、半導体デバイス３０上に固定するパターン形成マスクは複数枚であってもよい。

１０ウェハホルダ
２０磁石
３０半導体デバイス
４０パターン形成マスク
４０ｘ開口部
１００粒子

Claims

磁石を備えた保持部材の載置面に、半導体デバイスを介して、開口部を備えたマスクを固定する工程と、
前記開口部内に露出する前記半導体デバイス上に、非磁性体である粒子を付着させて所定の膜を成膜する工程と、を有する半導体装置の製造方法。