(57)【要約】【課題】  チップ表面を確実に保護し、チップ分離後の破砕層を均一に除去することが可能な半導体装置の製造方法及び半導体製造装置を提供する。【解決手段】  半導体基板に素子領域及び電極を形成する工程と、前記電極上に保護膜を形成する工程と、前記保護膜上にシートを貼り付ける工程と、前記半導体基板をチップ毎に分離する工程と、前記シートを制御された所定条件により引き伸ばす工程を備える。【選択図】  図１２
2006066446.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板に素子領域及び電極を形成する工程と、
前記電極上に保護膜を形成する工程と、
前記保護膜上にシートを貼り付ける工程と、
前記半導体基板をチップ毎に分離する工程と、
前記シートを制御された所定条件により引き伸ばす工程を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記所定条件は、引き伸ばしスピード、引き伸ばし量、引き伸ばし時の温度、引き伸ばし前の保持時間の少なくともいずれかを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。
【請求項３】
前記引き伸ばす工程の後、前記基板に形成された破砕層を除去する工程を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
中心部にチップ毎に分離された複数の半導体チップを貼り付けたシートの周辺部を固定するシート固定手段と、
前記シートの中心部と、固定された前記シートの周辺部の固定位置との相対位置を変動させる位置変動手段と、
前記位置変動手段を制御する制御手段を具備することを特徴とする半導体製造装置。
【請求項５】
温度を制御する温度制御手段を備えることを特徴とする請求項４に記載の半導体製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばウエーハ上に形成された光半導体装置等の半導体装置のチップ分離方法を改善した半導体装置の製造方法及び半導体製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ＬＥＤ等半導体装置の製造工程において、ダイシングによりチップ分離される際、端面に破砕層が形成されるが、これをエッチング除去することにより、輝度等の特性の劣化を抑制することができる（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
例えば、図１４に示すように、ｎ側電極１０６ａ側のチップ１１６表面を、レジスト１０５で被覆保護し、ｐ側電極１０６ｂ側を粘着シート１０７に貼り付け、チップ毎に分離した後、ウエットエッチングすることにより、破砕層を除去することができる。
【特許文献１】特開平６−３２６３５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、実際均一に破砕層をウエットエッチングすることは困難であり、ウエットエッチング後においても、破砕層が残存し、特性が劣化してしまうという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、従来の問題を取り除き、チップ表面を確実に保護し、チップ分離後の破砕層を均一に除去することが可能な半導体装置の製造方法及び半導体製造装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、半導体基板に素子領域及び電極を形成する工程と、前記電極上に保護膜を形成する工程と、前記保護膜上にシートを貼り付ける工程と、前記半導体基板をチップ毎に分離する工程と、前記シートを制御された所定条件により引き伸ばす工程を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。
【０００７】
また、本発明の一態様によれば、中心部にチップ毎に分離された複数の半導体チップを貼り付けたシートの周辺部を固定するシート固定手段と、前記シートの中心部と、固定された前記シートの周辺部の固定位置との相対位置を変動させる位置変動手段と、前記位置変動手段を制御する制御手段を具備することを特徴とする半導体製造装置が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一実施態様によれば、半導体装置の製造工程において、チップ表面を確実に保護し、チップ分離後の破砕層を均一に除去することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下本発明の実施形態について、図を参照して説明する。
【００１０】
図１乃至図１０及び図１２に、本実施形態の半導体装置の製造工程を示す。先ず、図１に示すように、例えばｎ形のＧａＡｓからなる第１の半導体基板１上に、例えばＩｎＧａＡｌＰ系またはＡｌＧａＡｓ系の化合物半導体からなる発光層形成部２を形成する。このとき、例えば、ＩｎＧａＡｌＰ系化合物半導体からなり、キャリア濃度が１．０×Ｅ17〜１．０×Ｅ19ｃｍ-3程度で、厚さが０.１〜２．０μｍ程度のｎ形クラッド層２ａと、ノンドープでクラッド層よりバンドギャップエネルギーが小さくなる組成のＩｎＧａＡｌＰ系化合物半導体からなり、０.１〜２．０μｍ程度の厚さの活性層２ｂと、Ｚｎがドープされてキャリア濃度が１．０×Ｅ16〜１．０×Ｅ19ｃｍ-3程度、厚さが０.１〜２．０μｍ程度で、ｎ形クラッド層２と同じ組成のＩｎＧａＡｌＰ系化合物半導体からなるｐ形クラッド層２ｃを含む半導体層を積層した構造を用いることができる。
【００１１】
このような発光層形成部２は、例えば以下のように形成される。先ず、ｎ形のＧａＡｓ基板１を例えばＭＯＣＶＤ（有機金属化学気相成長）装置内に入れ、反応ガスのトリメチルガリウム（以下、ＴＭＧという）、トリメチルアルミニウム（以下、ＴＭＡという）、トリメチルインジウム（以下、ＴＭＩｎという）およびホスフィン（以下、ＰＨ3という）を、ｎ形ドーパントガスのＳｉＨ4およびキャリアガスの水素（Ｈ2）と共に導入し、５００〜９００℃程度でエピタキシャル成長し、キャリア濃度が１．０×Ｅ16〜１．０×Ｅ19ｃｍ-3程度のＩｎ0.49（Ｇａ0.3Ａｌ0.7）0.51Ｐからなるｎ形クラッド層２ａを０.５μｍ程度形成する。
【００１２】
次いで、反応ガスのＴＭＡを減らしてＴＭＧを増やし、ドーパントガスを止めて、たとえばノンドープのＩｎ0.49（Ｇａ0.75Ａｌ0.3）0.51Ｐからなる活性層２ｂを０.５μｍ程度、ｎ形クラッド層２と同様の反応ガスで、ドーパントガスをｐ形のジメチル亜鉛（ＤＭＺ）にして、ｐ形でキャリア濃度が１．０×Ｅ17〜１．０×Ｅ19ｃｍ-3程度の例えばＩｎ0.49（Ｇａ0.3Ａｌ0.7）0.51Ｐからなるｐ形クラッド層２ｃを０.５μｍ程度、それぞれエピタキシャル成長させる。
【００１３】
一方、図２に示すように、例えばＧａＰからなる第２の半導体基板３上に、ＭＯＣＶＤ法によりＧａＰバッファー層４を形成する。このとき、例えば、ＭＯＣＶＤ法を用い、反応ガスのＴＭＧ、ＴＭＺｎ、ＰＨ3を、キャリアガスの水素（Ｈ2）と共に導入し、５００〜９００℃程度でエピタキシャル成長させ、ｐ形のＧａＰ基板３上に、ＺｎドープのＧａＰバッファー層４を０．１〜５．０μｍ程度成長させる。
【００１４】
次いで、図３に示すように、ＧａＰバッファー層４の表面と、先にｎ形のＧａＡｓ基板上に積層された発光層形成部２の表面を接着する。このとき、例えば、接着面を重ね合せて、例えば０.１〜１０ｋｇ／ｃｍ2程度の圧力で圧接しながら７００℃程度に加熱することにより、圧着させる。
【００１５】
そして、図４に示すように、Ｈ２Ｏ２とＨ２ＳＯ４の混合液により、処理時間１０〜６０ｍｉｎでウエットエッチングを行い、ＧａＡｓ基板を除去する。
【００１６】
このようにして図５に示すように、ＧａＰ半導体基板３上にＧａＰバッファー層４、発光層形成部２が順次積層された構造が得られる。
【００１７】
次いで、図６に示すように、発光層形成部２の表面に、ダイシング法によりダイシングラインを形成する。このとき、所定のレジスト５によりパターニングを行ない、先ず幅４０〜５０μｍ、ＧａＰ層の深さ１０〜２０μｍまでハーフダイシング処理を行う。この後、図７に示すように、ＨＣｌ：Ｈ２Ｏ２：Ｈ２Ｏ＝９５：２：３の混合液により、処理時間１０〜３０ｍｉｎでウエットエッチングを行い、端面の破砕層を除去する。さらに、レジスト剥離液により、レジストの剥離処理を行う。
【００１８】
さらに、図８に示すように、発光層形成部の表面に、Ａｕ-Ｔｉ合金、またはＡｕ-Ｚｎ-Ｎｉ合金などを真空蒸着などにより成膜してパターニングをすることによりｎ側電極６ａを形成する。またＧａＰ基板の表面にＡｕ-Ｇｅ-Ｎｉ合金などを全面に設けてｐ側電極６ｂを形成する。そして、処理中のｐ、ｎ両側電極保護用としてレジスト５’、５”を塗布する。
【００１９】
そして、図９に示すように、ｎ側電極面を粘着シート７で固定する。この粘着シートは、例えば、５０〜１００μｍ厚の塩化ビニルシート基板７ａ上に、３０μｍ程度の粘着材（ノリ）７ｂを塗布したものが用いられる。この後、図１０に示すように、ＧａＰ基板３面をストレートにダイシングし、直方体型に形成した後、粘着シート７の引き伸ばしを行なう。
【００２０】
このとき、粘着シートの引き伸ばしは、例えば図１１に示すような引き伸ばし装置で行なわれる。この引き伸ばし装置において、フレーム１１中に設置されたステージ１２は、シャフト１３を介してシリンダー１４と接続されている。そして、シャフト１３の所定位置にはストローク幅を調整する位置可変のストッパー１５が設けられるとともに、シリンダー１４にはステージ１２の上下移動のスピードコントロール制御機構（図示せず）が接続され、これらによりストローク、上昇スピードが制御されている。ダイシングされたチップ１６を接着した粘着シート７は、周辺を２つのリング１７ａ、１７ｂに挟まれて、ステージ上方でフレーム１１に固定される。周辺には複数の熱電対１８を備えた温度制御機構が設けられ、引き伸ばし時の温度が制御される。
【００２１】
このような引き伸ばし装置により、例えば以下のように粘着シート７が引き伸ばされる。まず、第1のリング１７ａにダイシングされたダイシングされたチップ１６周辺の粘着シート７を貼り付け、第2のリング１７ｂで粘着シート７を挟むことにより、粘着シート７をリング１７ａ、１７ｂに固定する。さらにこれらリング１７ａ、１７ｂをフレーム１１に固定した後、制御された温度において、所定時間保持する。次いで、図１２に示すように、シリンダー１４を制御し、テフロン（登録商標）リング１９を載置したステージ１２を、所定のスピード、ストロークとなるように上昇させる。粘着シート７端部はリング１７ａ、１７ｂにより固定されているため、ステージ１２の上昇と共に粘着シート７全体が均一に引き伸ばされる。そして、テフロン（登録商標）リング１９の外側にＯリング２０をはめ込み、粘着シートが引き伸ばされた状態で固定した後、周辺の粘着シートを切断する。
【００２２】
このとき、粘着シート引き伸ばしの条件として、
(1) 引き伸ばしスピード
(2) 引き伸ばし量
(3) 引き伸ばし時の温度
(4) 引き伸ばし前の保持時間
が、制御されている。例えば、塩化ビニルシート基板で基板厚８０〜１２０μｍ、粘着材（ノリ）の初期粘着力が０．１〜２．０Ｎの粘着シートを用いた場合、
(1) 引き伸ばしスピードは、１．０〜３．０ｃｍ／secが適当である。これは、スピードが遅すぎると、適切な生産性が得られず、一方、早すぎると粘着材（ノリ）のちぎれが発生するためである。
【００２３】
(2) 引き伸ばし量は、２００〜３００μｍが適当である。これは、引き伸ばし量が少ないと十分にエッチング液をチップ端面に浸透させることができず、一方、多すぎると粘着材（ノリ）のちぎれが発生するためである。
【００２４】
(3) 引き伸ばし時の温度は、５０〜１５０℃が適当である。これは、低すぎると粘着材（ノリ）を十分軟化させることができず、一方、高すぎると素子劣化を引き起こす可能性があるためである。
【００２５】
(4) 引き伸ばし前の保持時間は、１０〜９０secが適当である。これは、短すぎると粘着材（ノリ）を十分軟化させることができず、一方、長すぎると適切な生産性が得られないためである。
【００２６】
尚、これら条件は、使用する粘着シートにより適宜設定されるものであり、これらの条件に限定されるものではない。
【００２７】
このように、引き伸ばし条件を所定の条件に制御することにより、粘着材（ノリ）の引っ張り強度が制御され、粘着シート引き伸ばし時の粘着材（ノリ）の引っ張りによるレジスト剥がれを抑制することができる。
【００２８】
このようにして、粘着シートを引き伸ばし、チップ間の距離を例えば５００μｍ以上に広げた後、（ＨＣｌ＋Ｈ２Ｏ２＋Ｈ２Ｏ）等のエッチング液を用いて破砕層をエッチングする。このとき、粘着テープの引き伸ばしにより、エッチング液をスムーズにチップ端面に浸透させることができるため、破砕層を均一にエッチングすることが可能となる。また、レジスト剥がれが抑えられるため、破砕層除去のエッチング時において、電極クワレ（本来レジストで保護されているべき電極がエッチングされてしまう状態）の発生も抑制される。
【００２９】
そして、さらに光学特性の向上を図るために、例えばＨＦフロスト処理により、ＧａＰ基板３の側面に高さ１．０μｍ程度、周期０．５〜１．０μｍの凹凸を形成した後、図１３に示すように、ｐ側電極６ｂ面のレジスト５’’を、剥離液により剥離処理する。さらに、ｐ側電極６ｂ面に粘着シート７’を貼り付け、ｎ側電極６ａ面に貼り付けられた粘着シート７を剥がし、ｎ側電極６ａ面のレジスト５’を、剥離液により剥離処理して、ＬＥＤチップが形成される。
【００３０】
本実施形態において、発光層形成部として、ＩｎＧａＡｌＰ系化合物半導体を用いたが、ＡｌＧａＡｓ系化合物半導体を用いても同様である。また、活性層を両クラッド層により挟持し、活性層と両クラッド層の材料、たとえばＡｌの混晶比を異ならせ、活性層にキャリアを閉じ込めやすくして活性層を発光層とするダブルヘテロ接合構造を用いたが、活性層を介さないでｐｎ接合が形成され、ｐｎ接合部に発光層を形成する構造のものでもよい。さらに、半導体発光素子を構成する各半導体層として、具体的な組成、厚さ、キャリア濃度を挙げているが、これらの例には限定されず種々の半導体層を用いることができる。また、チップ形状は直方体型を用いたが、光取り出し効率を向上させるために、端面にテーパーを有していても良い。さらに、光半導体以外にも、破砕層をエッチング除去する半導体装置において適用することも可能である。
【００３１】
また、粘着シート引き伸ばし工程において、その前後工程で具体的な条件、手法を挙げているが、これに限定されるものではない。例えば、シート端部を等間隔に複数点（例えば8点）で保持し、水平方向（外周方向）に引き伸ばしても良い。また、各条件を制御する手法についても、特に限定されるものではない。
【００３２】
尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。その他要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一態様における半導体装置の製造工程を示す図。
【図２】本発明の一態様における半導体装置の製造工程を示す図。
【図３】本発明の一態様における半導体装置の製造工程を示す図。
【図４】本発明の一態様における半導体装置の製造工程を示す図。
【図５】本発明の一態様における半導体装置の製造工程を示す図。
【図６】本発明の一態様における半導体装置の製造工程を示す図。
【図７】本発明の一態様における半導体装置の製造工程を示す図。
【図８】本発明の一態様における半導体装置の製造工程を示す図。
【図９】本発明の一態様における半導体装置の製造工程を示す図。
【図１０】本発明の一態様における半導体装置の製造工程を示す図。
【図１１】本発明の一態様における粘着シート引き伸ばし装置を示す図。
【図１２】本発明の一態様における粘着シート引き伸ばし装置を示す図。
【図１３】本発明の一態様における半導体装置の製造工程を示す図。
【図１４】従来の半導体装置の製造工程を示す図。
【符号の説明】
【００３４】
１  ＧａＡｓ基板
２  発光層形成部
３  ＧａＰ基板
４  ＧａＰバッファ層
５、５’、５”  レジスト
６、１０６  電極
７、１０７粘着シート
１１  フレーム
１２  ステージ
１３  シャフト
１４  シリンダー
１５  ストッパー
１６、１１６  ダイシングされたチップ
１７  リング
１８  熱電対
１９  テフロン（登録商標）リング
２０  Ｏリング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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