JP4450850B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4450850B2 JP4450850B2 JP2007249781A JP2007249781A JP4450850B2 JP 4450850 B2 JP4450850 B2 JP 4450850B2 JP 2007249781 A JP2007249781 A JP 2007249781A JP 2007249781 A JP2007249781 A JP 2007249781A JP 4450850 B2 JP4450850 B2 JP 4450850B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- wafer
- sic
- acid solution
- hydrofluoric acid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 43
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 24
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 137
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 126
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 124
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 105
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 40
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 claims description 20
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 18
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 14
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical group [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 12
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 12
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 10
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 claims description 8
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims description 8
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 4
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 3
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 claims description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 51
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 9
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N acetic acid Substances CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 229910000040 hydrogen fluoride Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- OBNDGIHQAIXEAO-UHFFFAOYSA-N [O].[Si] Chemical compound [O].[Si] OBNDGIHQAIXEAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000006482 condensation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000005372 silanol group Chemical group 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 description 1
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/0445—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising crystalline silicon carbide
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
本発明は、半導体装置の製造方法に関し、特に、大口径化が難しい炭化ケイ素（ＳｉＣ）単結晶からなるＳｉＣ基板をＳｉＣ基板より大口径のシリコン（Ｓｉ）基板等に貼り付けて、既存の製造ラインで処理できる貼り合せ基板に加工し、種々の処理を行った後に、貼り合せ基板からＳｉＣ基板を剥離して、ＳｉＣ結晶を用いた半導体デバイス（ＳｉＣデバイス）を製造する半導体装置の製造方法に関する。
炭化ケイ素結晶を用いた半導体デバイス（ＳｉＣデバイス）は、シリコン結晶を用いた従来の半導体デバイス（Ｓｉデバイス）に比べ、高耐圧、高温動作といった特徴がある。ＳｉＣデバイスがこのように優れた性能を示すのは、ＳｉＣ結晶の基本特性に基づくものである。ＳｉＣ結晶では、炭素原子が含まれることで原子間距離が短くなって、より強固な結合となり、半導体のバンドギャップが２倍以上に大きくなる。その結果、２倍以上の電界まで耐圧が高まり、高温まで半導体特性が保たれる。
非常に優れた基本特性を有するＳｉＣ結晶であるが、結晶成長が非常に難しく、結晶欠陥が入りやすい為、基板（ウェハ）の大口径化が難しいという問題がある。現状では、Ｓｉ基板（Ｓｉウェハ）の口径は５〜８インチが主流であるのに対し、４Ｈ−ＳｉＣ基板（ＳｉＣウェハ）では２〜３インチが主流であり、価格も非常に高価である。このため、デバイス開発時は小さなチップに切り出して試作をすることが多く、量産化に向けての基礎データを取得することが非常に難しい。
ＳｉＣデバイスの量産化技術を開発する上で、Ｓｉデバイス製造で使用している装置群を使用することは、非常に有効な手段である。Ｓｉデバイス製造で用いてきた量産化技術のノウハウを有効に活用できる。現在のところ、ＳｉＣデバイスの微細化レベルは、最先端でも０．５μｍ程度であり、既存のＳｉデバイス製造装置を用いて微細加工を施すことができる。
しかしながら、上述した通り、ＳｉＣ結晶では最大でも３インチ程度の口径の基板しか作製することができない。このため、既存のＳｉデバイス製造装置を使用することは難しい。Ｓｉデバイス製造装置を使用するために、小口径のＳｉＣ基板をＳｉ基板に貼り合せた半導体基板を、既存のＳｉデバイスの製造ラインに投入して、大口径のＳｉ基板と同様に処理する半導体装置の製造方法が、提案されている（特許文献１）。
特開平１１−８７２００号公報
しかしながら、大口径のＳｉ基板に貼り付けられたＳｉＣ基板は、ＩＣチップやＬＳＩチップ等の素子製造の途中、素子製造工程の終了後に、大口径のＳｉ基板から剥がす必要がある。特許文献１では、ＳｉＣ基板をＳｉ基板から剥がす方法について何ら説明されていない。
本発明は、上記問題に鑑み成されたものであり、本発明の目的は、ＳｉＣ基板がＳｉ基板等に貼り付けられた貼り合せ基板から、ＳｉＣ基板の表面に形成されたＩＣチップやＬＳＩチップ等の素子を傷つけることなく、貼り合せ基板からＳｉＣ基板を剥離して、ＳｉＣ結晶を用いた半導体デバイス（ＳｉＣデバイス）を製造する、半導体装置の製造方法を提供することにある。
上記目的を達成するために本発明の半導体装置の製造方法は、炭化ケイ素（ＳｉＣ）単結晶からなるＳｉＣ基板が前記ＳｉＣ基板より大口径のシリコン基板又は石英基板に貼り付けられた貼り合せ基板を、フッ硝酸溶液に浸漬する浸漬工程と、前記シリコン基板又は前記石英基板が前記フッ硝酸溶液に溶解して除去された後に、前記フッ硝酸溶液に溶解せずに残存したＳｉＣ基板を取り出す剥離工程と、前記浸漬工程の前に、前記ＳｉＣ基板の露出面を前記フッ硝酸溶液に不溶の保護膜で被覆する被覆工程と、を含むことを特徴とする。
上記の半導体装置の製造方法においては、前記浸漬工程の前に、前記ＳｉＣ基板の露出面を前記フッ硝酸溶液に不溶の保護膜で被覆する被覆工程の外に、前記シリコン基板又は前記石英基板と共に前記ＳｉＣ基板を挟み込むように、前記保護膜上に前記フッ硝酸溶液に不溶の透明基板又は透明シートを載置する載置工程を更に含むことができる。
前記フッ硝酸溶液に不溶の保護膜としては、ワックスを用いることができる。また、前記フッ硝酸溶液に不溶の透明基板としては、サファイア基板を用いることができる。前記フッ硝酸溶液に不溶の透明シートとしては、ポリテトラフルオロエチレンシートを用いることができる。
また、上記の半導体装置の製造方法においては、前記剥離工程の後に、前記ＳｉＣ基板をダイシングして各チップに個片化する個片化工程を、更に含むことができる。
本発明の半導体装置の製造方法によれば、ＳｉＣ基板がＳｉ基板に貼り付けられた貼り合せ基板から、ＳｉＣ基板の表面に形成されたＩＣチップやＬＳＩチップ等の素子を傷つけることなく、貼り合せ基板からＳｉＣ基板を剥離して、ＳｉＣ結晶を用いた半導体デバイス（ＳｉＣデバイス）を製造することができる、という効果がある。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。
＜貼り合せ型の半導体基板＞
まず、本発明の実施の形態で製造される貼り合せ型の半導体基板（以下、「貼り合せ基板」という。）の構成を説明する。図１（Ａ）は貼り合せ基板を表面側からみたときの平面図であり、図１（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ線による断面図である。図１（Ａ）に示すように、貼り合せ基板１０では、炭化ケイ素の単結晶からなる小口径の基板（ＳｉＣウェハ）１２が、大口径のシリコン基板（Ｓｉウェハ）１４の略中央部に貼り付けられている。
まず、本発明の実施の形態で製造される貼り合せ型の半導体基板（以下、「貼り合せ基板」という。）の構成を説明する。図１（Ａ）は貼り合せ基板を表面側からみたときの平面図であり、図１（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ線による断面図である。図１（Ａ）に示すように、貼り合せ基板１０では、炭化ケイ素の単結晶からなる小口径の基板（ＳｉＣウェハ）１２が、大口径のシリコン基板（Ｓｉウェハ）１４の略中央部に貼り付けられている。
ＳｉＣウェハ１２は円盤状であり、その外縁部にはオリフラ１２Ａが設けられている。「オリフラ」はオリエンテーションフラットの略称であり、「結晶方位」を表すために設けられた直線状の切り欠けである。Ｓｉウェハ１４も同様に円盤状であり、その外縁部にはオリフラ１４Ａが設けられている。ＳｉＣウェハ１２は、そのオリフラ１２Ａが、Ｓｉウェハ１４のオリフラ１４Ａと平行になるように位置合せされて、Ｓｉウェハ１４に貼り付けられている。
ＳｉＣウェハ１２は、シリコンと炭素を昇華法にてＳｉＣ単結晶のインゴットを形成し、このインゴットをスライスして得ることができる。ＳｉＣウェハ１２は、大口径化が難しく、現状では口径が２〜３インチ（直径５０ｍｍ〜７５ｍｍ）のウェハしか得ることができない。ここでは、口径が２インチ（直径５０ｍｍ）で、厚さが３５０μｍのＳｉＣウェハ１２を使用した例について説明する。
Ｓｉウェハ１４は、多結晶シリコンを電気炉で溶融させ、チョクラスキー法などにより溶融液からＳｉ単結晶のインゴットを引き上げ、このインゴットを３００μｍ〜２ｍｍの厚さにスライスして得ることができる。Ｓｉウェハ１４は、現状では口径が５〜８インチ（直径１２５ｍｍ〜２００ｍｍ）のウェハが主流である。ここでは、口径が６インチ（直径１５０ｍｍ）で、厚さが６２５μｍのＳｉウェハ１４を使用した例について説明する。
図１（Ｂ）に示すように、ＳｉＣウェハ１２は、ＳＯＧ固化膜１６Ｓによって、Ｓｉウェハ１４に接着されている。ＳＯＧ固化膜１６Ｓは、スピンオングラス（ＳＯＧ）法により形成された耐熱性のシリカ系被膜である。少なくとも４００℃以上の耐熱性を有している。また、高温熱処理を施すことで、ＳＯＧ固化膜１６Ｓの耐熱性を１０００℃近くまで高めることができる。
ＳＯＧ法は、溶剤中にアルコキシシランを溶解した塗布液を、基材上に塗布した後で加熱処理することによりアルコキシシランの脱水縮合反応で固化させ、シリカ系被膜を形成する方法である。ＳＯＧ塗布液は、ケイ素−酸素（Ｓｉ−Ｏ）結合を骨格としてシラノール基（−Ｓｉ−ＯＨ）を含有するアルコキシシランを、３００℃程度で揮発する有機溶媒に溶解した溶液である。加圧下での熱処理により、ＳＯＧ塗布膜の内部に残存していた有機溶媒が除去され、固化してＳＯＧ固化膜１６Ｓとなる。このＳＯＧ固化膜１６Ｓにより、ＳｉＣウェハ１２がＳｉウェハ１４に強固に且つ隙間なく接着される。
＜貼り合せ基板の製造方法＞
図２（Ａ）〜（Ｄ）は貼り合せ基板の製造工程の一例を示す概略図である。図面を参照して製造工程の概略を簡単に説明する。なお、オリフラについては図示されていないが、上述した通り、各ウェハにはオリフラが設けられている。
図２（Ａ）〜（Ｄ）は貼り合せ基板の製造工程の一例を示す概略図である。図面を参照して製造工程の概略を簡単に説明する。なお、オリフラについては図示されていないが、上述した通り、各ウェハにはオリフラが設けられている。
まず、図２（Ａ）に示す「仮留め工程」で、ＳｉＣウェハ１２が、耐熱性のワックス２０により、Ｓｉウェハ１４とは別のＳｉウェハ１８に仮留めされる。Ｓｉウェハ１８には、Ｓｉウェハ１４と同じ口径のウェハが使用される。Ｓｉウェハ１８にも、Ｓｉウェハ１４と同じ位置に、オリフラ１８Ａが設けられている。ＳｉＣウェハ１２は、オリフラ１２Ａがオリフラ１８Ａと平行になるように、正確に位置合せをして、Ｓｉウェハ１８に仮留めされる。
仮留め工程においては、各種の処理が施されるＳｉＣウェハ１２の表面側が、ワックス２０を介して、Ｓｉウェハ１８に仮留めされる。仮留めに用いるワックス２０は、融点以上に加熱すると融解するので、ＳｉＣウェハ１２の移動や取り外しが可能である。このため、正確な位置合せが行われるまで、Ｓｉウェハ１８上で何度でもＳｉＣウェハ１２の位置調整を繰り返すことができる。また、ワックス２０により、ＳｉＣウェハ１２の表面が、傷、パーティクル（粉塵の付着）、汚染といったダメージから保護される。
次に、図２（Ｂ）に示す「塗布工程」で、Ｓｉウェハ１８に仮留めされたＳｉＣウェハ１２にＳＯＧ塗布液が塗布され、ＳｉＣウェハ１２の裏面側にＳＯＧ膜１６Ｐが形成される。次に、図２（Ｃ）に示す「接着工程」で、Ｓｉウェハ１８に仮留めされたＳｉＣウェハ１２を、ＳＯＧ膜１６Ｐを介してＳｉウェハ１４に重ね合わせる。同じ口径のＳｉウェハ１４とＳｉウェハ１８とは、オリフラ１４Ａとオリフラ１８Ａとを揃えることで、重ね合わせが容易である。
Ｓｉウェハ１４とＳｉウェハ１８とが重ね合わされた状態で、加圧下で加熱されてＳＯＧ膜１６Ｐが固化し、ＳＯＧ固化膜１６Ｓが形成される。このＳＯＧ固化膜１６Ｓにより、ＳｉＣウェハ１２がＳｉウェハ１４に接着される。Ｓｉウェハ１８の所定位置に仮留めされたＳｉＣウェハ１２は、Ｓｉウェハ１８からＳｉウェハ１４に転写されるように、対向するＳｉウェハ１４の所定位置に接着される。Ｓｉウェハ１８に仮留めする工程で、正確にＳｉＣウェハ１２の位置合わせをしておけば、ＳｉＣウェハ１２はＳｉウェハ１４の所定位置に正確に転写される。
次に、図２（Ｄ）に示す「除去工程」で、ＳｉＣウェハ１２を仮留めしているＳｉウェハ１８を取り外す。また、不要になったワックス２０も除去する。こうして、小口径のＳｉＣウェハ１２が大口径のＳｉウェハ１４の略中央部に貼り付けられた貼り合せ基板１０を、容易に得ることができる。ＳｉＣウェハ１２はＳｉウェハ１４の所定位置に正確に転写されるので、ＳｉＣウェハ１２のオリフラ１２Ａは、Ｓｉウェハ１４のオリフラ１４Ａにも平行となる（図１（Ａ）参照）。従って、ＳｉＣウェハ１２の結晶方位は、Ｓｉウェハ１４のオリフラ１４Ａから判断できるようになる。
＜ＳｉＣ基板の剥離方法＞
Ｓｉウェハ１４に貼り付けられたＳｉＣウェハ１２は、既存のＳｉデバイスの製造ラインに投入され、大口径のＳｉウェハ１４と同様に処理され、Ｓｉウェハ１４の表面にＩＣチップやＬＳＩチップ等を構成する素子が形成される。ＩＣチップやＬＳＩチップ等を構成する素子製造工程の終了後には、ＳｉＣウェハ１２を大口径のＳｉウェハ１４から剥がす必要がある。
Ｓｉウェハ１４に貼り付けられたＳｉＣウェハ１２は、既存のＳｉデバイスの製造ラインに投入され、大口径のＳｉウェハ１４と同様に処理され、Ｓｉウェハ１４の表面にＩＣチップやＬＳＩチップ等を構成する素子が形成される。ＩＣチップやＬＳＩチップ等を構成する素子製造工程の終了後には、ＳｉＣウェハ１２を大口径のＳｉウェハ１４から剥がす必要がある。
また、ＳｉＣウェハ１２のウェハ処理工程では、不純物導入工程において、１３００℃以上の温度（通常は約１６００℃）でイオン注入活性化熱処理を行うが、貼り合せ基板１０のまま処理することができない。このような場合には、素子製造の途中で、ＳｉＣウェハ１２をＳｉウェハ１４から一旦剥がして、不純物導入工程の終了後に、ＳｉＣウェハ１２をＳｉウェハ１４に再度貼り付ける必要がある。
本発明では、ＳｉＣウェハ１２をＳｉウェハ１４から剥離するために、貼り合せ基板１０をフッ硝酸溶液に浸漬する。フッ硝酸溶液とは、フッ化水素（ＨＦ）と硝酸（ＨＮＯ３）を少なくとも含み、必要に応じて水、酢酸が加えられた混合溶液である。一般には、フッ酸の５０％（重量％）水溶液と硝酸とを、同じ量ずつ混合して生成される。この場合、フッ化水素：硝酸：水の比率は、約３：５：２となる。Ｓｉウェハ１４はフッ硝酸溶液に容易に溶解するが、ＳｉＣウェハ１２はフッ硝酸溶液には溶解しない。ＳＯＧ固化膜１６Ｓもフッ硝酸溶液に容易に溶解する。このため、フッ硝酸溶液に溶けないＳｉＣウェハ１２のみが残存し、ＳｉＣウェハ１２を簡単に剥がすことができる。
但し、素子製造工程の終了後で、ＳｉＣウェハ１２上に素子が形成されている場合や、素子作製工程中で、ＳｉＣウェハ１２上に既に各種の膜が形成されている場合には、既に形成された素子や膜がフッ硝酸溶液で腐食されないように、ＳｉＣウェハ１２の表面を保護膜で被覆するなどの前処理を行って、既に形成された素子や膜を保護することが好ましい。
次に、図３〜図８を参照して、本発明の実施の形態に係る製造工程（ＳｉＣ基板の剥離工程）を詳細に説明する。この製造工程は、貼り合せ基板１０をフッ硝酸溶液に浸漬する前に前処理を行う「前処理工程」と、貼り合せ基板１０をフッ硝酸溶液に浸漬する「浸漬工程」と、フッ硝酸溶液に溶解せずに残存したＳｉＣウェハ１２を取り出す「剥離工程」と、を含んでいる。なお、「前処理工程」は、フッ硝酸溶液で腐食される膜が表面に形成されていない場合等、素子作製工程の段階に応じて省略することができる。
（前処理工程）
本実施の形態に係る製造工程では、「前処理工程」として、ＳｉＣウェハ１２の露出面をフッ硝酸溶液に不溶の保護膜（例えば、後述するワックス１９）で被覆する「被覆工程」と、Ｓｉウェハ１４と共にＳｉＣウェハ１２を挟み込むように、保護膜上にフッ硝酸溶液に不溶の透明基板（例えば、後述するサファイア基板２１）を載置する「載置工程」と、を実施する。
本実施の形態に係る製造工程では、「前処理工程」として、ＳｉＣウェハ１２の露出面をフッ硝酸溶液に不溶の保護膜（例えば、後述するワックス１９）で被覆する「被覆工程」と、Ｓｉウェハ１４と共にＳｉＣウェハ１２を挟み込むように、保護膜上にフッ硝酸溶液に不溶の透明基板（例えば、後述するサファイア基板２１）を載置する「載置工程」と、を実施する。
図３は作業台上に貼り合せ基板１０を載置する様子を示す図である。図３（Ａ）は作業台を上から見たときの平面図であり、図３（Ｂ）は作業台を手前側から見たときの側面図である。
図３（Ａ）に示すように、作業台２２は、平面視が矩形状のプレート２４を備えている。ＳｉＣウェハ１２が貼り付けられたＳｉウェハ１４を、作業台２２のプレート２４に載置する。また、図３（Ｂ）に示すように、プレート２４には、抵抗加熱ヒータ３０が内蔵されている。この抵抗加熱ヒータ３０は、交流電源３２に接続されている。プレート２４は、内蔵された抵抗加熱ヒータ３０により、６００℃程度まで昇温することが可能である。また、抵抗加熱ヒータ３０は、図示されていないスイッチにより、オンオフや温度調節が可能とされている。
図４はワックスが塗布される「被覆工程」を示す図である。図４（Ａ）は作業台上に載置されたＳｉＣウェハ１２にワックスが塗布される様子を示す側面図であり、図４（Ｂ）はこれを上から見たときの平面図である。
図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、載置された貼り合せ基板１０を、抵抗加熱ヒータ３０により加熱する。本実施の形態では、貼り合せ基板１０を１８０℃に加熱した状態で、加熱されたＳｉＣウェハ１２を覆うように、貼り合せ基板１０の中心付近に、耐熱性のワックス１９を塗布する。ワックス１９は、作業台を上から見たときに、ワックス１９がＳｉＣウェハ１２の周囲にはみ出すように、多めに塗布する。はみ出す程度は、フッ硝酸溶液のワックスに対する腐食性や、フッ硝酸溶液がワックス１９とＳｉウェハ１４との界面に沿って染み込む深さに対して、十分なマージンを有する幅とする。
フッ硝酸溶液に不溶の保護膜であるワックス１９としては、ＳＯＧ塗布液に含まれる有機溶剤の気化温度以上の耐熱温度を有するワックスを使用する。本実施の形態では、融点が１５０℃程度で、３５０℃程度でも変質することが無いワックスを使用している。
図５は貼り合せ基板１０上に透明基板（サファイア基板２１）を載せる「載置工程」を示す図である。図５（Ａ）は透明基板が載せられる様子を示す側面図であり、図５（Ｂ）はこれを上から見たときの平面図である。
図５（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、フッ硝酸溶液に不溶の透明基板であるサファイア基板２１は、貼り合せ基板１０に塗布されたワックス１９上に載せられる。サファイア基板２１は、貼り合せ基板１０の略中央に載せられる。貼り合せ基板１０は、抵抗加熱ヒータ３０により１８０℃に加熱されたままであり、ワックス１９は融解しているので、サファイア基板２１はワックス１９を平坦化するように（蓋をするように）、ワックス１９上に載せられる。ワックス１９は、サファイア基板２１とＳｉＣウェハ１２との間に薄く拡がる。
その後、抵抗加熱ヒータ３０をオフにしてプレート２４の温度を下げ、ＳｉＣウェハ１２、Ｓｉウェハ１４、ＳＯＧ膜１６Ｓ、ワックス１９、及びサファイア基板２１の全体を冷却する。冷却によりワックス１９が固化して、サファイア基板２１が固定さされる。冷却された貼り合せ基板１０は、作業台から降ろされ「前処理工程」が完了する。
（浸漬工程）
図６は貼り合せ基板１０をフッ硝酸溶液に浸漬する「浸漬工程」示す図である。図６に示すように、貼り合せ基板１０は、ＳｉＣウェハ１２がワックス１９で被覆され、サファイア基板２１がワックス１９上に載せられた状態で、浸漬容器３４に充填されたフッ硝酸溶液３６に浸漬される。
図６は貼り合せ基板１０をフッ硝酸溶液に浸漬する「浸漬工程」示す図である。図６に示すように、貼り合せ基板１０は、ＳｉＣウェハ１２がワックス１９で被覆され、サファイア基板２１がワックス１９上に載せられた状態で、浸漬容器３４に充填されたフッ硝酸溶液３６に浸漬される。
Ｓｉウェハ１４及びＳＯＧ固化膜１６Ｓは、フッ硝酸溶液３６に徐々に溶解する。一方、ＳｉＣウェハ１２、ワックス１９、及びサファイア基板２１は、フッ硝酸溶液３６に不溶である。但し、ワックス１９の表面はフッ硝酸溶液３６で一部腐食し、曇りが発生することがある。また、フッ硝酸溶液３６が、ワックス１９とＳｉウェハ１４との界面に沿って染み込んでくる。
浸漬工程では、透明なサファイア基板２１を通して、Ｓｉウェハ１４に貼り付けられたＳｉＣウェハ１２の様子を鮮明に観察することができる。即ち、ワックス１９の周辺から
のフッ硝酸溶液３６の染み込みを明確に確認できる。従って、フッ硝酸溶液３６がＳｉＣウェハ１２に到達して、ＳｉＣウェハ１２表面に形成された素子が腐食するのを未然に防止することができる。例えば、フッ硝酸溶液３６の染み込みが速い場合には、直ちに浸漬工程を中止し、再度ワックスを塗り直すことで、ＳｉＣウェハ１２表面に形成された素子が腐食するのを未然に防止することができる。
のフッ硝酸溶液３６の染み込みを明確に確認できる。従って、フッ硝酸溶液３６がＳｉＣウェハ１２に到達して、ＳｉＣウェハ１２表面に形成された素子が腐食するのを未然に防止することができる。例えば、フッ硝酸溶液３６の染み込みが速い場合には、直ちに浸漬工程を中止し、再度ワックスを塗り直すことで、ＳｉＣウェハ１２表面に形成された素子が腐食するのを未然に防止することができる。
Ｓｉウェハ１４及びＳＯＧ固化膜１６Ｓがフッ硝酸溶液３６に完全に溶解した段階で、「浸漬工程」が終了する。「浸漬工程」の終了後には、フッ硝酸溶液３６に不溶のＳｉＣウェハ１２、ワックス１９、及びサファイア基板２１が残存する。
（剥離工程）
図７はＳｉウェハ１４から剥離されたＳｉＣウェハ１２を取り出す「剥離工程」示す図である。図７に示すように、フッ硝酸溶液３６に溶解せずに残存したＳｉＣウェハ１２、ワックス１９、及びサファイア基板２１を、フッ硝酸溶液３６から取り出すことで、
ＳｉＣウェハ１２をＳｉウェハ１４から剥離する「剥離工程」が終了する。
図７はＳｉウェハ１４から剥離されたＳｉＣウェハ１２を取り出す「剥離工程」示す図である。図７に示すように、フッ硝酸溶液３６に溶解せずに残存したＳｉＣウェハ１２、ワックス１９、及びサファイア基板２１を、フッ硝酸溶液３６から取り出すことで、
ＳｉＣウェハ１２をＳｉウェハ１４から剥離する「剥離工程」が終了する。
（その他の工程）
剥離工程の終了後、ＳｉＣウェハ１２の周囲に付着したワックス１９を除去する。サファイア基板２１は、ワックス１９と共に除去される。ワックス１９は、アセトン等の有機溶媒による有機洗浄で除去する。こうして、ＳｉＣウェハ１２単体を得ることができる。
なお、活性化前の配線層が無い場合には、例外的に、硫酸+過酸化水素による無機洗浄でワックスを除去することもできる。
剥離工程の終了後、ＳｉＣウェハ１２の周囲に付着したワックス１９を除去する。サファイア基板２１は、ワックス１９と共に除去される。ワックス１９は、アセトン等の有機溶媒による有機洗浄で除去する。こうして、ＳｉＣウェハ１２単体を得ることができる。
なお、活性化前の配線層が無い場合には、例外的に、硫酸+過酸化水素による無機洗浄でワックスを除去することもできる。
図８はＳｉＣウェハ１２を表面（素子形成面）から見たときの平面図である。図８に示すように、ＳｉＣウェハ１２の表面には、目合わせのための碁盤目状のパターンが予め形成されている。碁盤目状のパターンは、オリフラ１２Ａに平行に所定間隔で引かれた複数の直線と、オリフラ１２Ａに垂直に所定間隔で引かれた複数の直線と、で構成されている。ＩＣチップやＬＳＩチップ等の素子は、この碁盤目毎に形成される。
従って、ＳｉＣウェハ１２をＳｉウェハ１４から剥離する前に、ＩＣチップやＬＳＩチップ等の素子が既に形成されている場合には、図９に示すように、碁盤目状のパターンの直線に沿って図示しないブレードを移動させて、ＳｉＣウェハ１２を碁盤目状にソーカットすることで、各チップ４０に個片化（ダイシング）することができる。また、ブレードとしては、ダイヤモンドブレード等を用いることができる。
以上説明した通り、本実施の形態では、大口径のＳｉウェハに貼り付けられたＳｉＣウェハ（貼り合せ基板）は、既存のＳｉデバイスの製造ラインに投入され、大口径のＳｉウェハと同様に処理され、ＩＣチップやＬＳＩチップ等の素子製造工程の途中又は終了後に、大口径のＳｉウェハから剥離される。
ＳｉＣウェハの剥離は、Ｓｉウェハを溶解し且つＳｉＣウェハを溶解しないフッ硝酸溶液に、貼り合せ基板を浸漬するという方法で行われる。この方法によれば、物理的な力を加えて剥がす場合に比べて、ＳｉＣウェハの表面に形成されたＩＣチップやＬＳＩチップ等の素子を傷つけることなく、貼り合せ基板からＳｉＣウェハを容易に剥離することができる。
また、本実施の形態では、ＳｉＣウェハの表面をワックス等の保護膜で覆っているので、浸漬工程においても、既に形成された素子や膜がフッ硝酸溶液で腐食されない。
また、本実施の形態では、ワックス上に更に透明なサファイア基板が載せられており、浸漬工程では、透明なサファイア基板を通して、Ｓｉウェハに貼り付けられたＳｉＣウェハの様子を鮮明に観察することができるので、フッ硝酸溶液の染み込みを明確に確認でき、ＳｉＣウェハ表面に形成された素子が腐食するのを未然に防止することができる。
＜変形例＞
（大口径の基板）
なお、上記の実施の形態では、ＳｉＣ基板を貼り付ける大口径の基板としてシリコン基板を用いたが、シリコン基板に代えて石英基板を用いることもできる。石英基板もフッ硝酸溶液に容易に溶解するため、同様の方法でＳｉＣ基板を簡単に剥がすことができる。
（大口径の基板）
なお、上記の実施の形態では、ＳｉＣ基板を貼り付ける大口径の基板としてシリコン基板を用いたが、シリコン基板に代えて石英基板を用いることもできる。石英基板もフッ硝酸溶液に容易に溶解するため、同様の方法でＳｉＣ基板を簡単に剥がすことができる。
（透明基板及び透明シート）
また、上記の実施の形態では、ワックス上に載置する透明基板として、サファイア基板を用いる例について説明したが、フッ硝酸溶液に不溶の透明基板であれば特に制限は無く、無機材料に限られず有機材料も使用することができる。例えば、「テフロン（登録商標）」として周知のポリテトラフルオロエチレンのシート等、プラスチック基板（又はシート）を貼り付けて代用することもできる。
また、上記の実施の形態では、ワックス上に載置する透明基板として、サファイア基板を用いる例について説明したが、フッ硝酸溶液に不溶の透明基板であれば特に制限は無く、無機材料に限られず有機材料も使用することができる。例えば、「テフロン（登録商標）」として周知のポリテトラフルオロエチレンのシート等、プラスチック基板（又はシート）を貼り付けて代用することもできる。
１０ 貼り合せ基板
１２ ＳｉＣウェハ
１２Ａ オリフラ
１４ Ｓｉウェハ
１４Ａ オリフラ
１４Ｂ 外縁部
１６Ｓ 固化膜
１８ Ｓｉウェハ
１８Ａ オリフラ
１９ ワックス
２０ ワックス
２１ サファイア基板
２２ 作業台
２４ プレート
２６ ガイド
２７ 月
２８ ガイド
３０ 抵抗加熱ヒータ
３２ 交流電源
３４ 浸漬容器
３６ フッ硝酸溶液
４０ チップ
１２ ＳｉＣウェハ
１２Ａ オリフラ
１４ Ｓｉウェハ
１４Ａ オリフラ
１４Ｂ 外縁部
１６Ｓ 固化膜
１８ Ｓｉウェハ
１８Ａ オリフラ
１９ ワックス
２０ ワックス
２１ サファイア基板
２２ 作業台
２４ プレート
２６ ガイド
２７ 月
２８ ガイド
３０ 抵抗加熱ヒータ
３２ 交流電源
３４ 浸漬容器
３６ フッ硝酸溶液
４０ チップ
Claims (6)
- 炭化ケイ素（ＳｉＣ）単結晶からなるＳｉＣ基板が前記ＳｉＣ基板より大口径のシリコン基板又は石英基板に貼り付けられた貼り合せ基板を、フッ硝酸溶液に浸漬する浸漬工程と、
前記シリコン基板又は前記石英基板が前記フッ硝酸溶液に溶解して除去された後に、前記フッ硝酸溶液に溶解せずに残存したＳｉＣ基板を取り出す剥離工程と、
前記浸漬工程の前に、前記ＳｉＣ基板の露出面を前記フッ硝酸溶液に不溶の保護膜で被覆する被覆工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記シリコン基板又は前記石英基板と共に前記ＳｉＣ基板を挟み込むように、前記保護膜上に前記フッ硝酸溶液に不溶の透明基板又は透明シートを載置する載置工程を、更に含む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。
- 前記フッ硝酸溶液に不溶の保護膜が、ワックスである請求項１又は２に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記フッ硝酸溶液に不溶の透明基板が、サファイア基板である請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記フッ硝酸溶液に不溶の透明シートが、ポリテトラフルオロエチレンシートである請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記剥離工程の後に、前記ＳｉＣ基板をダイシングして各チップに個片化する個片化工程を、更に含むことを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007249781A JP4450850B2 (ja) | 2007-09-26 | 2007-09-26 | 半導体装置の製造方法 |
| US12/232,052 US20090081880A1 (en) | 2007-09-26 | 2008-09-10 | Method for manufacturing semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007249781A JP4450850B2 (ja) | 2007-09-26 | 2007-09-26 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2009081290A JP2009081290A (ja) | 2009-04-16 |
| JP4450850B2 true JP4450850B2 (ja) | 2010-04-14 |
Family
ID=40472137
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007249781A Expired - Fee Related JP4450850B2 (ja) | 2007-09-26 | 2007-09-26 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20090081880A1 (ja) |
| JP (1) | JP4450850B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9786444B2 (en) | 2009-06-25 | 2017-10-10 | Nokia Technologies Oy | Nano-structured flexible electrodes, and energy storage devices using the same |
| JP5884585B2 (ja) * | 2012-03-21 | 2016-03-15 | 住友電気工業株式会社 | 炭化珪素半導体装置の製造方法 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL7710164A (nl) * | 1977-09-16 | 1979-03-20 | Philips Nv | Werkwijze ter behandeling van een eenkristal- lijn lichaam. |
| JPH05243579A (ja) * | 1992-02-28 | 1993-09-21 | Canon Inc | 半導体装置 |
| US5944890A (en) * | 1996-03-29 | 1999-08-31 | Denso Corporation | Method of producing single crystals and a seed crystal used in the method |
| US5877070A (en) * | 1997-05-31 | 1999-03-02 | Max-Planck Society | Method for the transfer of thin layers of monocrystalline material to a desirable substrate |
| JPH1187200A (ja) * | 1997-09-05 | 1999-03-30 | Toshiba Corp | 半導体基板及び半導体装置の製造方法 |
| JP2000223683A (ja) * | 1999-02-02 | 2000-08-11 | Canon Inc | 複合部材及びその分離方法、貼り合わせ基板及びその分離方法、移設層の移設方法、並びにｓｏｉ基板の製造方法 |
| US6646292B2 (en) * | 1999-12-22 | 2003-11-11 | Lumileds Lighting, U.S., Llc | Semiconductor light emitting device and method |
| JP3802507B2 (ja) * | 2002-05-20 | 2006-07-26 | 株式会社ルネサステクノロジ | 半導体装置の製造方法 |
| AU2005251089A1 (en) * | 2004-04-30 | 2005-12-15 | Nanosys, Inc. | Systems and methods for nanowire growth and harvesting |
-
2007
- 2007-09-26 JP JP2007249781A patent/JP4450850B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2008
- 2008-09-10 US US12/232,052 patent/US20090081880A1/en not_active Abandoned
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2009081290A (ja) | 2009-04-16 |
| US20090081880A1 (en) | 2009-03-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI446420B (zh) | 用於半導體製程之載體分離方法 | |
| TW559876B (en) | Method and apparatus for dicing a semiconductor wafer | |
| TWI501830B (zh) | Cutting method | |
| CN103633022B (zh) | 半导体芯片分离方法 | |
| TWI462167B (zh) | 半導體裝置及其製造方法 | |
| JP2001326206A (ja) | 半導体ウエーハの薄型化方法及び薄型半導体ウエーハ | |
| CN105280473A (zh) | 减少单颗化半导体片芯中残余污染物的方法 | |
| KR20040036654A (ko) | 반도체 장치의 제조 방법 | |
| JP2008078430A (ja) | 電子部品の製造方法 | |
| JP2000228389A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP5762213B2 (ja) | 板状物の研削方法 | |
| JP3560888B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP2005050997A (ja) | 半導体素子分離方法 | |
| JP2018046208A (ja) | ウエーハの加工方法 | |
| TW201203341A (en) | Wafer processing method | |
| JP4450850B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP2003209073A (ja) | 半導体ウエハの加工方法 | |
| JP2009212439A (ja) | 半導体装置の製造方法および半導体製造装置 | |
| JP2007088292A (ja) | 板状部材の切断方法 | |
| JP2012216565A (ja) | 半導体ウエーハの加工方法 | |
| JP2007180252A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| TWI592982B (zh) | Method of manufacturing semiconductor device | |
| JP2005277103A (ja) | 半導体ウェハ、支持体および半導体ウェハ製造方法ならびにスペーサ製造方法および半導体素子製造方法 | |
| US20090297867A1 (en) | Semiconductor thin film-attached substrate and production method thereof | |
| JP2005216948A (ja) | 半導体装置の製造方法および製造装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20090210 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090316 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20091104 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20091105 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20091215 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100119 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100126 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130205 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130205 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140205 Year of fee payment: 4 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |