JPH11150113A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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Publication number
JPH11150113A
JPH11150113A JP31534497A JP31534497A JPH11150113A JP H11150113 A JPH11150113 A JP H11150113A JP 31534497 A JP31534497 A JP 31534497A JP 31534497 A JP31534497 A JP 31534497A JP H11150113 A JPH11150113 A JP H11150113A
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JP
Japan
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semiconductor substrate
hole
pattern
back surface
positioning
Prior art date
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Pending
Application number
JP31534497A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasunobu Nashimoto
泰信 梨本
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a semiconductor device in which a via hole can be formed from the back face, without the use of special division matching device, and the positioning precision of the via hole can be improved. SOLUTION: This method for manufacturing a semiconductor device is provided with a process (1) for forming a positioning pattern 3 on the surface of a semiconductor substrate 1, a process (2) for forming a through-hole 10 for allowing the positioning pattern 3 to be viewed from the back face side of the semiconductor substrate 1 on the back face of the semiconductor substrate 1, and a process (3) for forming a via hole 12 to be communicated from the back face to the surface of the semiconductor substrate through the use of the positioning pattern 3 as the positioning reference. Thus, those processes are successively executed in the order of the process (1) to the process (3).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法に関し、特に、バイアホールの形成工程を改良した
半導体装置の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method for manufacturing a semiconductor device in which a via hole forming process is improved.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、高周波性能に優れた半導体装置、
例えは、GaAsに代表されるIII−V族化合物半導体
を用いたショットキーゲート電解効果トランジスタ(F
ET)は、衛星通信、移動体通信、マイクロ波基幹通信
等に広く使用されており、その性能向上が要求されてい
る。
2. Description of the Related Art In recent years, semiconductor devices having excellent high-frequency performance have been developed.
For example, a Schottky gate field effect transistor (F) using a III-V group compound semiconductor represented by GaAs.
ET) is widely used in satellite communication, mobile communication, microwave backbone communication and the like, and its performance is required to be improved.

【0003】この種の半導体装置では、寄生インダクタ
ンスを低減して高周波性能の向上を図るため、バイアホ
ール接地方法が用いられる。これは、半導体チップに貫
通孔であるバイアホールを形成し、このバイアホール内
に金属などの導電性材料で埋め込んで半導体チップの表
面の電極と半導体チップの裏面の金属とを電気的に接続
して接地する方法である。
In this type of semiconductor device, a via-hole grounding method is used to reduce the parasitic inductance and improve the high-frequency performance. This involves forming a via hole, which is a through-hole, in a semiconductor chip, filling the via hole with a conductive material such as a metal, and electrically connecting the electrode on the front surface of the semiconductor chip to the metal on the back surface of the semiconductor chip. This is the method of grounding.

【0004】バイアホールを形成する際に、バイアホー
ルの位置決めは、半導体チップの表面の接地電極パター
ンに合わせて行われる。従来は、両面アライナー、赤外
線アライナー等のように半導体基板の表面と裏面を同時
に見ることのできる目合せ装置を用いてバイアホールの
位置決めを行い、フォトリソグラフィ法によりバイアホ
ールを形成していた。
When forming a via hole, the positioning of the via hole is performed in accordance with the ground electrode pattern on the surface of the semiconductor chip. Conventionally, via holes have been positioned using a matching device such as a double-sided aligner or an infrared aligner capable of simultaneously viewing the front and back surfaces of a semiconductor substrate, and the via holes have been formed by photolithography.

【0005】しかし、上述の目合せ装置は高価なもので
あり、また、その取扱いが複雑なため、精度よく裏面か
ら目合せすることが難しいという問題がある。
[0005] However, the above-mentioned aligning device is expensive, and the handling thereof is complicated, so that there is a problem that it is difficult to accurately align from the back surface.

【0006】そこで、例えば、特開昭60ー74432
号公報、特開平4ー7845号公報には、特殊な目合せ
装置を用いることなく、バイアホールを形成する半導体
装置の製造方法が提案されている。
Accordingly, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-74432 is disclosed.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-78445 proposes a method of manufacturing a semiconductor device in which a via hole is formed without using a special aligning device.

【0007】図7は、特開昭60ー74432号公報に
開示された半導体装置の製造方法を示す工程図である。
まず、図7(a)に示すように、半絶縁性ウェハ31の
表面には金属電極32及び開口部43を備えたホトレジ
ストパターン33を形成し、その裏面全面にわたってホ
トレジスト膜34を形成する。そして、ウェハ31の表
面から裏面に向かって貫通する孔42を、エッチングに
より形成する。
FIG. 7 is a process chart showing a method for manufacturing a semiconductor device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-74432.
First, as shown in FIG. 7A, a photoresist pattern 33 having a metal electrode 32 and an opening 43 is formed on the surface of a semi-insulating wafer 31, and a photoresist film 34 is formed over the entire back surface. Then, a hole 42 penetrating from the front surface to the rear surface of the wafer 31 is formed by etching.

【0008】次いで、図7(b)に示すように、ホトレ
ジストパターン33及びホトレジスト膜34を除去した
後、孔42の裏面開口部を用いて目合せして、ホトレジ
ストパターン36を形成し、さらに、ウェハ表面全体に
わたって、ホトレジスト膜35を形成する。
Next, as shown in FIG. 7B, after removing the photoresist pattern 33 and the photoresist film 34, the photoresist pattern 33 and the photoresist film 34 are aligned by using an opening on the back surface of the hole 42 to form a photoresist pattern 36. A photoresist film 35 is formed over the entire wafer surface.

【0009】次いで、図7(c)に示すように、ウェハ
31の裏面をエッチングして、孔44を形成する。
Next, as shown in FIG. 7C, the back surface of the wafer 31 is etched to form a hole 44.

【0010】次いで、図7(d)に示すように、ホトレ
ジスト膜を全て除去する。そして、ウェハ31の裏面に
メッキ給電用金属38を蒸着し、さらにウェハ31の表
面全体にわたってホトレジスト膜37を形成した後、金
メッキ39を行う。
Next, as shown in FIG. 7D, the entire photoresist film is removed. Then, a plating power supply metal 38 is deposited on the back surface of the wafer 31, and a photoresist film 37 is formed over the entire surface of the wafer 31, and then gold plating 39 is performed.

【0011】その後、図7(e)に示すように、ホトレ
ジスト膜37を除去すると、電極32がウェハ裏面とバ
イアホールによって電気的に接続される。
Thereafter, as shown in FIG. 7E, when the photoresist film 37 is removed, the electrode 32 is electrically connected to the back surface of the wafer by a via hole.

【0012】図8は、特開平4ー7845号公報に開示
された半導体装置の製造方法を示す工程図である。ま
ず、図8(a)に示すように、半絶縁性GaAs基板5
1の表面にイオン注入、エピタキシャル成長により動作
層を形成した後、ソース電極52a、ドレイン電極52
b、ゲート電極53を設ける。
FIG. 8 is a process chart showing a method for manufacturing a semiconductor device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-7845. First, as shown in FIG. 8A, a semi-insulating GaAs substrate 5 is formed.
After the operation layer is formed on the surface of the first electrode by ion implantation and epitaxial growth, the source electrode 52a and the drain electrode 52 are formed.
b, a gate electrode 53 is provided.

【0013】次いで、図8(b)に示すように、バイア
ホールを形成する位置に開口したフォトレジストパター
ン54を形成し、これをマスクとして、反応性イオンエ
ッチング(RIE)により、GaAs基板51をエッチ
ングし、ホール55を形成する。
Next, as shown in FIG. 8B, a photoresist pattern 54 having an opening at a position where a via hole is to be formed is formed, and the GaAs substrate 51 is formed by using this as a mask by reactive ion etching (RIE). The hole 55 is formed by etching.

【0014】次いで、図8(c)に示すように、ホール
55の内部にフォトレジスト等56を充填する。
Next, as shown in FIG. 8C, the inside of the hole 55 is filled with a photoresist 56 or the like.

【0015】次いで、図8(d)に示すように、ホール
55を覆うように、ソース電極52aと接続するAu等
のメタライズパターン57aやドレイン電極と接続する
配線パターン57b、ゲート電極と接続する配線パター
ン(図示せず)を形成する。
Next, as shown in FIG. 8D, a metallization pattern 57a of Au or the like connected to the source electrode 52a, a wiring pattern 57b connected to the drain electrode, and a wiring connected to the gate electrode so as to cover the hole 55. A pattern (not shown) is formed.

【0016】次いで、図8(e)に示すように、GaA
s基板51の裏面を加工し、所定の厚さになるまで薄く
する。
Next, as shown in FIG.
The back surface of the s-substrate 51 is processed and thinned to a predetermined thickness.

【0017】その後、図8(f)に示すように、ホール
55内に充填したフォトレジスト等56を有機溶剤等で
除去した後、裏面メタライズ58を行い、これをバイア
ホール59を介してソース電極52aと電気的に接続す
る。
After that, as shown in FIG. 8F, the photoresist 56 filled in the hole 55 is removed with an organic solvent or the like, and then the rear surface metallization 58 is performed. 52a and is electrically connected.

【0018】[0018]

【発明が解決しようとする課題】特開昭60ー7443
2号公報に開示されている方法では、前述の赤外線アラ
イナーや、両面アライナーのような特殊な目合せ装置を
必要としないという利点がある。しかし、数10μm以
上の厚さのあるGaAsウェハを貫通する穴を位置合わ
せパターンとするため、位置合わせパターンの大きさや
その位置合わせ精度は10μm程度となる。従って、電
極パターンの微細化を図ることができないという問題が
ある。
Problems to be Solved by the Invention
The method disclosed in Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2 (1999) -1995 has an advantage that a special aligning device such as the infrared aligner or the double-side aligner described above is not required. However, since a hole penetrating a GaAs wafer having a thickness of several tens of μm or more is used as an alignment pattern, the size of the alignment pattern and its alignment accuracy are about 10 μm. Therefore, there is a problem that the electrode pattern cannot be miniaturized.

【0019】一方、特開平4ー7845号公報に開示さ
れている方法では、前述の従来技術に比べ、位置合わせ
精度は向上する。しかし、GaAs基板のホールに充填
したフォトレジスト等の充填材と表面のメタライズパタ
ーンとの密着性が悪く、工程中に表面のメタライズパタ
ーンの剥がれが生じてバイアホール工程での歩留まりが
低下するという問題がある。
On the other hand, in the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 4-7845, the positioning accuracy is improved as compared with the above-mentioned conventional technique. However, the adhesion between the filler material such as a photoresist filled in the holes of the GaAs substrate and the metallized pattern on the surface is poor, and the metallized pattern on the surface is peeled off during the process, thereby lowering the yield in the via hole process. There is.

【0020】また、GaAs基板の表面からバイアホー
ルを形成するため、裏面から見るとバイアホール形状が
逆テーパー状になりやすく、裏両からスパッタ法などで
行う裏面メタライズが困難であるという問題がある。
Further, since the via holes are formed from the front surface of the GaAs substrate, the via holes tend to have an inversely tapered shape when viewed from the back surface, and it is difficult to metallize the back surface by sputtering or the like from both sides. .

【0021】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、特殊な目合わせ装置を用いることなく
バイアホールを裏面から形成でき、かつ、バイアホール
の位置決め精度を向上させる半導体装置の製造方法を提
供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and is intended to provide a semiconductor device which can form a via hole from the back surface without using a special aligning device and improves the positioning accuracy of the via hole. It is intended to provide a manufacturing method.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の製
造方法は、(1)半導体基板の表面上に位置決め用パタ
ーンを形成する工程と、(2)半導体基板の裏面に、位
置決め用パターンを半導体基板の裏面側から見るための
第1の貫通孔を形成する工程と、(3)位置決め用パタ
ーンを位置決めの基準として用いて、半導体基板の裏面
から表面に貫通する第2の貫通孔を形成する工程と、を
有し、(1)から(3)の順序で行うことを特徴とする
ものである。
According to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, there are provided (1) a step of forming a positioning pattern on a front surface of a semiconductor substrate, and (2) a step of forming a positioning pattern on a back surface of the semiconductor substrate. Forming a first through hole for viewing from the back side of the semiconductor substrate; and (3) forming a second through hole penetrating from the back side to the front side of the semiconductor substrate using the positioning pattern as a reference for positioning. And performing the steps in the order of (1) to (3).

【0023】本発明の他の半導体装置の製造方法は、
(1)表面に電極を有する半導体基板の表面上に位置決
め用パターンを形成する工程と、(2)半導体基板の裏
面に、位置決め用パターンを半導体基板の裏面側から見
るための第1の貫通孔を形成する工程と、(3)位置決
め用パターンを位置決めの基準として用いて、半導体基
板の裏面から表面の電極に貫通する第2の貫通孔を形成
する工程と、(4)半導体基板の裏面に、第2の貫通孔
を介して電極と電気的に接続する導電層を被覆する工程
と、を有し、(1)から(4)の順序で行うことを特徴
とするものである。
According to another method of manufacturing a semiconductor device of the present invention,
(1) a step of forming a positioning pattern on the front surface of a semiconductor substrate having electrodes on the front surface; and (2) a first through hole for viewing the positioning pattern on the back surface of the semiconductor substrate from the back surface side of the semiconductor substrate. (3) forming a second through-hole penetrating from the back surface of the semiconductor substrate to the electrode on the front surface using the positioning pattern as a positioning reference; and (4) forming the second through hole on the back surface of the semiconductor substrate. Covering a conductive layer electrically connected to the electrode through the second through-hole, and performing the steps in the order of (1) to (4).

【0024】本発明のさらに他の半導体装置の製造方法
は、(1)表面に電極を有する半導体基板の表面上に位
置決め用パターンを形成する工程と、(2)半導体基板
の裏面に、位置決め用パターンを半導体基板の裏面側か
ら見るための第1の貫通孔を形成するための第1のレジ
ストパターンを形成する工程と、(3)第1のレジスト
パターンをマスクにして、半導体基板の裏面をエッチン
グして第1の貫通孔を形成する工程と、(4)位置決め
用パターンを位置決めの基準として用いて、半導体基板
の裏面に第2のレジストパターンを形成する工程と、
(5)第2のレジストパターンをマスクにして、半導体
基板の裏面をエッチングして、半導体基板の裏面から表
面の電極に貫通する第2の貫通孔を形成する工程と、
(6)半導体基板の裏面に、第2の貫通孔を介して電極
と電気的に接続する導電層を被覆する工程と、を有し、
(1)から(6)の順序で行うことを特徴とするもので
ある。
According to still another method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, there are provided (1) a step of forming a positioning pattern on a surface of a semiconductor substrate having electrodes on the surface, and (2) a step of forming a positioning pattern on a back surface of the semiconductor substrate. Forming a first resist pattern for forming a first through hole for viewing the pattern from the back side of the semiconductor substrate; and (3) using the first resist pattern as a mask to form a back surface of the semiconductor substrate. Forming a first through hole by etching; and (4) forming a second resist pattern on the back surface of the semiconductor substrate using the positioning pattern as a positioning reference;
(5) using the second resist pattern as a mask, etching the back surface of the semiconductor substrate to form a second through hole penetrating from the back surface of the semiconductor substrate to the electrode on the front surface;
(6) covering the back surface of the semiconductor substrate with a conductive layer that is electrically connected to the electrode via the second through hole;
It is characterized in that it is performed in the order of (1) to (6).

【0025】上記第1貫通孔及び第2の貫通孔の形成
は、半導体基板の表面を支持基板に貼り付けた状態で行
うのが好ましい。
It is preferable that the first and second through holes are formed while the surface of the semiconductor substrate is adhered to the supporting substrate.

【0026】上記位置決め用パターンは、半導体基板の
表面に形成された絶縁膜又は金属で形成される。
The positioning pattern is formed of an insulating film or a metal formed on the surface of the semiconductor substrate.

【0027】上記第1の貫通孔の形成は、例えば、半導
体基板に形成されたオリエンテーションフラットを位置
決めの基準として用いて行う。
The formation of the first through hole is performed using, for example, an orientation flat formed in the semiconductor substrate as a reference for positioning.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照して説明する。図1乃至図6は、本発明の半導
体装置の製造方法を示す工程図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 6 are process diagrams showing a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【0029】まず、図1に示すように、素子パターン2
が形成された半導体基板1の表面上に金属または絶縁膜
から成る位置決め用パターン3を形成する。ここで、半
導体基板1は高周波素子に適したIIIーV族半導体であ
るGaAsやInPなどである。素子パターン2は高周
波性能の優れたショットキー接合ゲート電界効果トラン
ジスタ、PN接合ゲート電界効果トランジスタ又はへテ
ロバイポーラトランジスタ等である。
First, as shown in FIG.
A positioning pattern 3 made of a metal or an insulating film is formed on the surface of the semiconductor substrate 1 on which is formed. Here, the semiconductor substrate 1 is made of GaAs or InP, which is a group III-V semiconductor suitable for a high frequency device. The element pattern 2 is a Schottky junction gate field effect transistor, a PN junction gate field effect transistor, a hetero bipolar transistor, or the like having excellent high frequency performance.

【0030】位置決め用パターン3の材料としては、素
子パターン2の形成に用いられる金属や絶縁膜であり、
かつ、後に半導体基板1をドライエッチングするときに
エッチングされない材料が選択される。位置決め用パタ
ーン3は、例えば、十字形状に形成される。
The material of the positioning pattern 3 is a metal or an insulating film used for forming the element pattern 2.
In addition, a material that is not etched when the semiconductor substrate 1 is dry-etched later is selected. The positioning pattern 3 is formed, for example, in a cross shape.

【0031】次いで、図2に示すように、半導体基板1
を裏返して支持基板7の上に貼り付け材8を介して固定
する。この支持基板7は、半導体基板1を研磨して薄く
した後の取扱いを容易にし、機械的強度を持たせるため
に用いられる。支持基板7としては、例えば、サファイ
ア板や石英ガラス板等が用いられる。貼り付け材8とし
ては、通常、ワックス等が用いられるが、後工程の半導
体基板1の裏面加工時に使うフォトレジストと剥離液の
異なるフォトレジストを使うこともできる。
Next, as shown in FIG.
Is turned upside down and fixed on the support substrate 7 via the adhesive 8. The support substrate 7 is used for facilitating handling after the semiconductor substrate 1 is polished and thinned, and for imparting mechanical strength. As the support substrate 7, for example, a sapphire plate or a quartz glass plate is used. Wax or the like is usually used as the bonding material 8, but a photoresist different from a photoresist used at the time of processing the back surface of the semiconductor substrate 1 in a later process and a peeling liquid may be used.

【0032】次いで、図3に示すように、半導体基板1
の裏面を研磨し、半導体基板1を薄くする。その後、半
導体基板1の表面に形成された位置決め用パターン3を
見ることができるように、貫通孔10を形成する。その
ため、半導体基板1の裏面に第1フォトレジスト9を塗
布し、通常のコンタクトアライナーまたはステッパーア
ライナーを使用し、半導体基板1のオリエンテーション
フラット6を位置決めの基準として用いて、貫通孔10
の位置決めを行って、第1フォトレジスト9に貫通孔形
成用パターンを形成する。そして、この第1フォトレジ
スト9をマスクにして半導体基板1を裏面からエッチン
グして貫通孔10を形成する。
Next, as shown in FIG.
Is polished to make the semiconductor substrate 1 thinner. Thereafter, the through-hole 10 is formed so that the positioning pattern 3 formed on the surface of the semiconductor substrate 1 can be seen. Therefore, the first photoresist 9 is applied to the back surface of the semiconductor substrate 1, the ordinary contact aligner or the stepper aligner is used, and the orientation flat 6 of the semiconductor substrate 1 is used as a reference for positioning.
Is performed, and a pattern for forming a through hole is formed in the first photoresist 9. Then, using the first photoresist 9 as a mask, the semiconductor substrate 1 is etched from the back surface to form a through hole 10.

【0033】次いで、図4に示すように、第1フォトレ
ジスト9を除去した後、第2フォトレジスト11を半導
体基板1の裏面にスピン塗布し、貫通孔10を通して位
置決め用パターン3を位置決め用パターンとして使い、
通常のコンタクトアライナーまたはステッパアライナー
で接地電極4の位置に半導体基板1の裏面の第2フォト
レジスト11にバイアホール形成用パターンを形成す
る。このバイアホール形成用パターンをマスクにして半
導体基板1をエッチングしてバイアホール12を形成す
る。
Next, as shown in FIG. 4, after removing the first photoresist 9, the second photoresist 11 is spin-coated on the back surface of the semiconductor substrate 1, and the positioning pattern 3 is passed through the through hole 10. Used as
A pattern for forming a via hole is formed in the second photoresist 11 on the back surface of the semiconductor substrate 1 at the position of the ground electrode 4 using a normal contact aligner or stepper aligner. The via hole 12 is formed by etching the semiconductor substrate 1 using the via hole forming pattern as a mask.

【0034】次いで、図5に示すように、半導体基板1
の裏両全体に薄い電界メッキ用下地金属層13をスパッ
タ法で堆積した後、ヒートシンクとなるメッキ金属14
(図6(a)参照)を電解メッキ法で形成する。
Next, as shown in FIG.
After a thin electroplating base metal layer 13 is deposited on the entire back and back sides by sputtering, a plating metal 14 serving as a heat sink is formed.
(See FIG. 6A) is formed by an electrolytic plating method.

【0035】その後、図6に示すように、張り付け材8
を除去することで半導体基板1と支持基板7と分離した
後、半導体基板1を所定の大きさに切り出して半導体装
置が完成する。
Thereafter, as shown in FIG.
After the semiconductor substrate 1 is separated from the support substrate 7 by removing the semiconductor substrate 1, the semiconductor substrate 1 is cut into a predetermined size to complete the semiconductor device.

【0036】[0036]

【実施例】以下、本発明の実施例を、図面を参照して説
明する。まず、図1に示すように、GaAs基板である
半導体基板1に高出力GaAsショットキー接合ゲート
型電界効果トランジスタ(以下、高出力GaAsFET
という)である素子パターン2を形成する。そして、半
導体基板1の表面上に、絶縁膜5としてCVD法で成膜
したニ酸化シリコン(SiO2、厚さ500nm)を下
敷きにして、高出力GaAsFETのゲート電極材料で
あるWSi/Au(厚さ200nm/500nm)で形
成され、縦10μm、横10μmの繰り返しパターンか
らなる位置決め用パターン3を通常のフォトリソグラフ
ィ法とエッチング法を用いて形成する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, as shown in FIG. 1, a high power GaAs Schottky junction gate type field effect transistor (hereinafter, high power GaAs FET) is formed on a semiconductor substrate 1 which is a GaAs substrate.
Is formed. Then, on the surface of the semiconductor substrate 1, silicon dioxide (SiO 2 , 500 nm thick) formed by CVD as an insulating film 5 is placed underneath, and WSi / Au (thickness) which is a gate electrode material of a high-power GaAs FET is formed. A positioning pattern 3 formed of a repetitive pattern of 10 μm in length and 10 μm in width is formed using ordinary photolithography and etching.

【0037】次いで、図2に示すように、石英ガラスか
ら成る支持基板7の上に貼り付け材8としてエレクトロ
ンワックスを塗布して半導体基板1の表面を取り付け
る。
Next, as shown in FIG. 2, electron wax is applied as a bonding material 8 on a support substrate 7 made of quartz glass, and the surface of the semiconductor substrate 1 is attached.

【0038】次いで、半導体基板1の裏面を研磨し、半
導体基板1を80μm程度まで薄くする。その後、更
に、半導体基板1の裏面全体をリン酸と過酸化水素の水
溶液(リン酸:過酸化水素:水=1:1:8)でエッチ
ングして半導体基板1を50μm程度まで薄くする。そ
して、図3に示すように、半導体基板1の表面に形成さ
れた位置決め用パターン3を見ることができるように、
半導体基板1の裏面から貫通孔10を形成する。貫通孔
10の形成は、半導体基板の裏面から通常のフォトリソ
グラフィ法と上述の裏面全体をエッチングした時と同じ
エッチング法により行う。
Next, the back surface of the semiconductor substrate 1 is polished to reduce the thickness of the semiconductor substrate 1 to about 80 μm. Thereafter, the entire back surface of the semiconductor substrate 1 is further etched with an aqueous solution of phosphoric acid and hydrogen peroxide (phosphoric acid: hydrogen peroxide: water = 1: 1: 8) to reduce the thickness of the semiconductor substrate 1 to about 50 μm. Then, as shown in FIG. 3, the positioning pattern 3 formed on the surface of the semiconductor substrate 1 can be seen.
A through hole 10 is formed from the back surface of the semiconductor substrate 1. The formation of the through holes 10 is performed by a normal photolithography method from the back surface of the semiconductor substrate and the same etching method as when the entire back surface is etched.

【0039】貫通孔10の大きさは500μm角とし、
位置決め用パターン3に対するフォトリソグラフィ法の
位置決めは、半導体基板1のオリエンテーションフラッ
ト6を基準にして行う。具体的には、半導体基板1の裏
面に第1フォトレジスト9をスピン塗布し、通常のコン
ククトアライナーを使い、半導体基板1のオリエンテー
ションフラット6を用いて貫通孔10の位置決めを行
い、第1フォトレジスト9に貫通孔形成用パターンを形
成する。そして、この第1フォトレジスト9をマスクに
して半導体基板1を裏面からエッチングして貫通孔10
を形成する。
The size of the through hole 10 is 500 μm square,
The positioning by the photolithography method with respect to the positioning pattern 3 is performed with reference to the orientation flat 6 of the semiconductor substrate 1. Specifically, the first photoresist 9 is spin-coated on the back surface of the semiconductor substrate 1, the through hole 10 is positioned using the orientation flat 6 of the semiconductor substrate 1 using a normal contact aligner, and the first photoresist 9 is formed. A pattern for forming a through hole is formed in the resist 9. Then, using the first photoresist 9 as a mask, the semiconductor substrate 1 is etched from the back surface to form a through hole 10.
To form

【0040】次いで、図4に示すように、第1フォトレ
ジスト9を除去した後、第2フォトレジスト11を半導
体基板1の裏面にスピン塗布し、貫通孔10を通して位
置決め用パターン3を位置決め用パターンとして使い、
通常のコンタクトアライナーまたはステッパーアライナ
ーで接地電極4の位置に半導体基板1の裏面の第2フォ
トレジストにバイアホール形成用パターンを形成する。
Next, as shown in FIG. 4, after removing the first photoresist 9, the second photoresist 11 is spin-coated on the back surface of the semiconductor substrate 1, and the positioning pattern 3 is passed through the through hole 10. Used as
A pattern for forming a via hole is formed in the second photoresist on the back surface of the semiconductor substrate 1 at the position of the ground electrode 4 using a normal contact aligner or stepper aligner.

【0041】このバイアホール形成用パターンをマスク
にして半導体基板1をSiCl4とCF4の混合ガスを用
いてドライエッチングして、バイアホール12を形成す
る。
Using the via hole forming pattern as a mask, the semiconductor substrate 1 is dry-etched using a mixed gas of SiCl 4 and CF 4 to form a via hole 12.

【0042】このバイアホール12を形成するときに、
接地電極4に対してバイアホール形成用パターンの位置
決めの精度は1μm程度である。また、バイアホール1
2の深さが半導体基板1の厚さである50μm程度ある
ため、バイアホール形成時のドライエッチングによって
バイアホール12の形状が約5μm程度変形する。この
ため接地電極4をバイアホール12よりも片側6μm程
度大きく作る必要がある。
When forming the via hole 12,
The positioning accuracy of the via hole forming pattern with respect to the ground electrode 4 is about 1 μm. Also, via hole 1
Since the depth 2 is about 50 μm, which is the thickness of the semiconductor substrate 1, the shape of the via hole 12 is deformed by about 5 μm by dry etching when forming the via hole. Therefore, it is necessary to make the ground electrode 4 about 6 μm larger on one side than the via hole 12.

【0043】次いで、図5に示すように、半導体基板1
の裏面全体に電界メッキ用下地金属層13としてTi/
Pt(膜厚50nm/100nm)をスパッタ法で堆積
した後、ヒートシンクとなるメッキ金属14(図6
(a)参照)としてAuを電界メッキ法で10μm程度
の厚さに形成する。
Next, as shown in FIG.
Of Ti /
After depositing Pt (film thickness 50 nm / 100 nm) by a sputtering method, a plating metal 14 (FIG. 6) serving as a heat sink is formed.
As shown in (a)), Au is formed to a thickness of about 10 μm by electrolytic plating.

【0044】次いで、図6に示すように、貼り付け材8
のワックスを溶かし、半導体基板1と支持基板7と分離
した後、半導体基板1を有機溶剤で洗浄してワックスを
除去し、所定の大きさに切り出して半導体チップとす
る。
Next, as shown in FIG.
After the wax is melted and separated from the semiconductor substrate 1 and the support substrate 7, the semiconductor substrate 1 is washed with an organic solvent to remove the wax, and cut into a predetermined size to obtain a semiconductor chip.

【0045】バイアホール12と接地電極4の位置決め
精度は、従来の両面位置決めアライナーで行った場合、
約10μmである。これに対し、本発明では、約1μm
に大幅に改善される。その結果、高出力GaAsFET
の接地電極4の大きさは、片側約9μmだけ縮小するこ
とが可能である。
The positioning accuracy between the via hole 12 and the ground electrode 4 is as follows when a conventional double-sided positioning aligner is used.
It is about 10 μm. On the other hand, in the present invention, about 1 μm
It is greatly improved. As a result, a high-power GaAs FET
The size of the ground electrode 4 can be reduced by about 9 μm on one side.

【0046】図6(b)に示す高出力GaAsFETの
素子電極パターンにおいて、バイアホール12の深さが
50μmの場合、従来の高出力GaAsFETでは、バ
イアホールを有するソ−ス電極15の大きさWは、半導
体基板1の裏面に形成するバイアホールパターンの最小
寸法Wminが10μmで、ドライエッチングによる寸法
の広がりΔ1が片側約5μm、バイアホールの位置決め
精度Δ2が片側約10μmとすると、W=Wmin+(Δ
1+Δ2)×2=10+(5+10)×2=40μmと
なる。
In the device electrode pattern of the high-power GaAs FET shown in FIG. 6B, when the depth of the via hole 12 is 50 μm, the size W of the source electrode 15 having the via hole is increased in the conventional high-power GaAs FET. If the minimum dimension Wmin of the via hole pattern formed on the back surface of the semiconductor substrate 1 is 10 μm, the dimension expansion Δ1 by dry etching is about 5 μm on one side, and the positioning accuracy Δ2 of the via hole is about 10 μm on one side, W = Wmin + ( Δ
1 + Δ2) × 2 = 10 + (5 + 10) × 2 = 40 μm.

【0047】一方、本発明では、W=10+(5+1)
×2=22μmとなり、ソース電極寸法を半減できる。
図6(b)に示すように、櫛形にソース電極15、ゲー
ト電極16、ドレイン電極17を繰り返して配置した高
出力GaAsFETの電極配置では、ソース電極間のピ
ッチは、従来では50μm程度必要であったが、本発明
によれば、32μm程度まで短縮可能である。
On the other hand, in the present invention, W = 10 + (5 + 1)
× 2 = 22 μm, and the size of the source electrode can be reduced by half.
As shown in FIG. 6B, in the electrode arrangement of a high-power GaAs FET in which the source electrode 15, the gate electrode 16, and the drain electrode 17 are repeatedly arranged in a comb shape, the pitch between the source electrodes conventionally needs to be about 50 μm. However, according to the present invention, it can be reduced to about 32 μm.

【0048】この短縮により、高出力GaAsFETの
チップ収量が約1.5倍(50/32)に増加し、か
つ、チップ幅の減少により、高周波性能が向上する。
By this shortening, the chip yield of the high-output GaAs FET is increased by about 1.5 times (50/32), and the high-frequency performance is improved by the decrease in the chip width.

【0049】なお、素子パターン2が、半導体へテロ接
合を用いたへテロバイポーラトランジスタの場合、前述
の実施例における高出力GaAsFETのソース電極1
5をへテロバイポーラトランジスタの接地電極に言い換
えることによって図1から図6を用いて前述の実施例と
同様に説明される。
When the element pattern 2 is a hetero bipolar transistor using a semiconductor heterojunction, the source electrode 1 of the high-output GaAs FET in the above-described embodiment is used.
By rephrasing 5 to the ground electrode of the hetero-bipolar transistor, the description will be made in the same manner as in the above-described embodiment with reference to FIGS.

【0050】[0050]

【発明の効果】本発明によれば、半導体基板の表面上に
位置決め用パターンを形成し、その半導体基板の裏面
に、位置決め用パターンを半導体基板の裏面側から見る
ための第1の貫通孔を形成し、位置決め用パターンを位
置決めの基準として用いて、半導体基板の裏面から表面
に貫通するバイアホール(第2の貫通孔)を形成するの
で、両面アライナーや赤外線アライナーなどの特殊な目
合わせ装置を用いることなく、バイアホールの位置決め
精度を向上させることができる。その結果、電極パター
ンの微細化を可能にし、半導体装置の高周波特性および
生産性を向上させる。
According to the present invention, a positioning pattern is formed on the front surface of a semiconductor substrate, and a first through hole for viewing the positioning pattern from the back surface side of the semiconductor substrate is formed on the back surface of the semiconductor substrate. The via hole (second through hole) penetrating from the back surface to the front surface of the semiconductor substrate is formed using the positioning pattern as a positioning reference, so that a special alignment device such as a double-sided aligner or an infrared aligner is used. Without using the via holes, the positioning accuracy of the via holes can be improved. As a result, the electrode pattern can be miniaturized, and the high-frequency characteristics and the productivity of the semiconductor device can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の半導体装置の製造方法を示す工程図で
あり、(a)は平面図、(b)は(a)のA−A’線断
面図、(c)は(a)のB−B’線断面図である。
1A and 1B are process diagrams showing a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, wherein FIG. 1A is a plan view, FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. It is a BB 'line sectional view.

【図2】本発明の半導体装置の製造方法を示す工程図で
あり、(a)は平面図、(b)は(a)のC−C’線断
面図、(c)は(a)のD−D’線断面図である。
2A and 2B are process diagrams showing a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, wherein FIG. 2A is a plan view, FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line CC ′ of FIG. It is DD 'line sectional drawing.

【図3】本発明の半導体装置の製造方法を示す工程図で
あり、(a)は平面図、(b)は(a)のC−C’線断
面図、(c)は(a)のD−D’線断面図である。
3A to 3C are process diagrams showing a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, wherein FIG. 3A is a plan view, FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line CC ′ of FIG. It is DD 'line sectional drawing.

【図4】本発明の半導体装置の製造方法を示す工程図で
あり、(a)は平面図、(b)は(a)のC−C’線断
面図、(c)は(a)のD−D’線断面図である。
4A to 4C are process diagrams showing a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, wherein FIG. 4A is a plan view, FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line CC ′ of FIG. It is DD 'line sectional drawing.

【図5】本発明の半導体装置の製造方法を示す工程図で
ある。
FIG. 5 is a process chart showing a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.

【図6】本発明の半導体装置の製造方法を示す工程図で
あり、(a)は断面図、(b)は平面図である。
6A and 6B are process diagrams showing a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, wherein FIG. 6A is a cross-sectional view and FIG. 6B is a plan view.

【図7】特開昭60ー74432号公報に開示された半
導体装置の製造方法を示す工程図である。
FIG. 7 is a process chart showing a method for manufacturing a semiconductor device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 60-74432.

【図8】特開平4ー7845号公報に開示された半導体
装置の製造方法を示す工程図である。
FIG. 8 is a process diagram showing a method for manufacturing a semiconductor device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-7845.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:半導体基板 2:素子パターン 3:位置決め用パターン 4:接地電極 5:絶縁膜 6:オリエンテーションフラット 7:支持基板 8:貼り付け材 9:第1フォトレジスト 10:貫通孔(第1の貫通孔) 11:第2フォトレジスト 12:バイアホール(第2の貫通孔) 13:電界メッキ用下地金属層 14:メッキ金属 15:ソース電極 16:ゲート電極 17:ドレイン電極 1: Semiconductor substrate 2: Element pattern 3: Positioning pattern 4: Ground electrode 5: Insulating film 6: Orientation flat 7: Support substrate 8: Adhesive material 9: First photoresist 10: Through hole (First through hole) 11: Second photoresist 12: Via hole (second through hole) 13: Base metal layer for electroplating 14: Plated metal 15: Source electrode 16: Gate electrode 17: Drain electrode

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】(1)半導体基板の表面上に位置決め用パ
ターンを形成する工程と、(2)前記半導体基板の裏面
に、前記位置決め用パターンを半導体基板の裏面側から
見るための第1の貫通孔を形成する工程と、(3)前記
位置決め用パターンを位置決めの基準として用いて、前
記半導体基板の裏面から表面に貫通する第2の貫通孔を
形成する工程と、を有し、(1)から(3)の順序で行
うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
1. A step of: (1) forming a positioning pattern on a front surface of a semiconductor substrate; and (2) a first step for viewing the positioning pattern on the back surface of the semiconductor substrate from the back side of the semiconductor substrate. (1) forming a through hole; and (3) forming a second through hole penetrating from the back surface to the front surface of the semiconductor substrate using the positioning pattern as a positioning reference. ) To (3) in that order.
【請求項2】(1)表面に電極を有する半導体基板の表
面上に位置決め用パターンを形成する工程と、(2)前
記半導体基板の裏面に、前記位置決め用パターンを半導
体基板の裏面側から見るための第1の貫通孔を形成する
工程と、(3)前記位置決め用パターンを位置決めの基
準として用いて、前記半導体基板の裏面から表面の電極
に貫通する第2の貫通孔を形成する工程と、(4)前記
半導体基板の裏面に、前記第2の貫通孔を介して電極と
電気的に接続する導電層を被覆する工程と、を有し、
(1)から(4)の順序で行うことを特徴とする半導体
装置の製造方法。
And (2) a step of forming a positioning pattern on the front surface of the semiconductor substrate having electrodes on the front surface, and (2) viewing the positioning pattern on the back surface of the semiconductor substrate from the back surface side of the semiconductor substrate. (3) forming a second through hole penetrating from the back surface of the semiconductor substrate to the electrode on the front surface using the positioning pattern as a reference for positioning; (4) covering a back surface of the semiconductor substrate with a conductive layer electrically connected to an electrode via the second through hole;
A method for manufacturing a semiconductor device, wherein the method is performed in the order of (1) to (4).
【請求項3】(1)表面に電極を有する半導体基板の表
面上に位置決め用パターンを形成する工程と、(2)前
記半導体基板の裏面に、前記位置決め用パターンを半導
体基板の裏面側から見るための第1の貫通孔を形成する
ための第1のレジストパターンを形成する工程と、
(3)前記第1のレジストパターンをマスクにして、半
導体基板の裏面をエッチングして第1の貫通孔を形成す
る工程と、(4)前記位置決め用パターンを位置決めの
基準として用いて、前記半導体基板の裏面に第2のレジ
ストパターンを形成する工程と、(5)前記第2のレジ
ストパターンをマスクにして、半導体基板の裏面をエッ
チングして、半導体基板の裏面から表面の電極に貫通す
る第2の貫通孔を形成する工程と、(6)前記半導体基
板の裏面に、前記第2の貫通孔を介して電極と電気的に
接続する導電層を被覆する工程と、を有し、(1)から
(6)の順序で行うことを特徴とする半導体装置の製造
方法。
3. A step of forming a positioning pattern on a front surface of a semiconductor substrate having electrodes on the front surface, and (2) viewing the positioning pattern on the back surface of the semiconductor substrate from the back side of the semiconductor substrate. Forming a first resist pattern for forming a first through hole for
(3) using the first resist pattern as a mask, etching the back surface of the semiconductor substrate to form a first through hole, and (4) using the positioning pattern as a positioning reference to form the semiconductor. Forming a second resist pattern on the back surface of the substrate; and (5) etching the back surface of the semiconductor substrate using the second resist pattern as a mask, and penetrating from the back surface of the semiconductor substrate to the electrode on the front surface. (1) a step of forming a second through-hole; and (6) a step of coating a back surface of the semiconductor substrate with a conductive layer electrically connected to an electrode via the second through-hole. ) To (6), in which order.
【請求項4】前記第1貫通孔及び第2の貫通孔の形成
は、前記半導体基板の表面を支持基板に貼り付けた状態
で行うことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1つ
の項に記載の半導体装置の製造方法。
4. The semiconductor device according to claim 1, wherein the first through hole and the second through hole are formed in a state where a surface of the semiconductor substrate is attached to a supporting substrate. 13. The method for manufacturing a semiconductor device according to the above item.
【請求項5】前記位置決め用パターンは、前記半導体基
板の表面に形成された絶縁膜に形成されることを特徴と
する請求項1乃至4のいずれか1つの項に記載の半導体
装置の製造方法。
5. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein said positioning pattern is formed on an insulating film formed on a surface of said semiconductor substrate. .
【請求項6】前記位置決め用パターンは、金属で形成さ
れることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1つの
項に記載の半導体装置の製造方法。
6. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein said positioning pattern is formed of a metal.
【請求項7】前記第1の貫通孔の形成は、前記半導体基
板に形成されたオリエンテーションフラットを位置決め
の基準として用いて行うことを特徴とする請求項1乃至
6のいずれか1つの項に記載の半導体装置の製造方法。
7. The semiconductor device according to claim 1, wherein the first through hole is formed using an orientation flat formed in the semiconductor substrate as a reference for positioning. Of manufacturing a semiconductor device.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009094540A (en) * 2001-08-24 2009-04-30 Schott Ag Process for producing contact and printed circuit package
JP2009212103A (en) * 2008-02-29 2009-09-17 Fujitsu Ltd Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2010003796A (en) * 2008-06-19 2010-01-07 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor device and its method of manufacturing

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