(57)【要約】【課題】薄膜化が進む光反射膜を有するＳＯＳウェハを用いた半導体装置において、０．５μｍ以下の光反射膜を提供するとともに、光反射膜にシリコン酸化物を用いた場合にフッ酸によって融解しにくい光反射膜を有する半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】本発明は、光を透過する絶縁性基板を有し上面及び該上面に対向する下面を有する第１の基板と、第１の基板の下面に設けられ光を反射する第１の光反射膜と、第１の光反射膜上に設けられ光を反射する第２の光反射膜と、第２の光反射膜上に設けられ光を反射する第３の光反射膜とを有する半導体装置を提供する。また、本発明は第１の基板し、第１の基板の下面に第１の光反射膜を形成し、第１の光反射膜上に設けられる第２の光反射膜を加熱し、加熱された第２の光反射膜上に第３の光反射膜を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法を提供する。【選択図】図１
2006147788.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を透過する絶縁性基板を有し、上面及び該上面に対向する下面を有する第１の基板と、
前記第１の基板の前記下面に設けられ、光を反射する材料からなる第１の膜と、
前記第１の膜に設けられ該第１の膜とは異なる光を反射する材料からなる第２の膜と、
前記第２の膜に設けられ光を反射する材料からなる第３の膜と、
を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記第２の膜は前記第１の膜及び前記第３の膜よりも屈折率が低いことを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記第１の膜、前記第２の膜及び前記第３の膜の膜厚の総和が０．５μｍ以下であることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記第１の膜はポリシリコンを含む膜であり、前記第２の膜はシリコン酸化物を含む膜であり、前記第３の膜はポリシリコンを含む膜であることを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記第１の膜はポリシリコンを含む膜であり、前記第２の膜はシリコン窒化物を含む膜であり、前記第３の膜はポリシリコンを含む膜であることを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記絶縁性基板はサファイアを含む基板であることを特徴とする半導体装置。
【請求項７】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記第１の基板は、前記絶縁性基板上に設けられる第４の膜を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項８】
請求項７に記載の半導体装置において、
前記第１の基板は、前記第４の膜上に設けられる第５の膜を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項９】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記第１の基板は側面を有し該側面を覆う第６の膜を有する半導体装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記第１の膜、前記第２の膜及び第３の膜はウェハ検出のためのウェハ検出光を反射するために用いられることを特徴とする半導体装置。
【請求項１１】
請求項４に記載の半導体装置において、
前記第１の膜は膜厚が略４２ｎｍであり、前記第２の膜は膜厚が略１１０ｎｍであり、前記第３の膜は膜厚が略４２ｎｍであることを特徴とする半導体装置。
【請求項１２】
請求項５に記載の半導体装置において、
前記第１の膜は膜厚が略４２ｎｍであり、前記第２の膜は膜厚が略８０ｎｍであり、前記第３の膜は膜厚が略４２ｎｍであることを特徴とする半導体装置。
【請求項１３】
請求項７に記載の半導体装置において、
前記第４の膜はシリコンを含む膜であることを特徴とする半導体装置。
【請求項１４】
請求項８に記載の半導体装置において、
前記第４の膜はシリコンを含む膜であり、前記第５の膜はシリコン酸化物を含む膜であることを特徴とする半導体装置。
【請求項１５】
請求項９に記載の半導体装置において、
前記第６の膜は、ポリシリコンとシリコン窒化物とを含む膜であることを特徴とする半導体装置。
【請求項１６】
光を透過する絶縁性基板を有し、上面と該上面に対向する下面を有する第１の基板を準備する工程と、
前記第１の基板の前記下面に第１の膜を形成する工程と、
前記第１の膜上に第２の膜を形成する工程と、
前記第２の膜を加熱する工程と、
前記加熱された第２の膜上に第３の膜を形成する工程と、
を含んだことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第２の膜は前記第１の膜及び前記第３の膜よりも屈折率が低いことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１８】
請求項１６に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第１の膜、前記第２の膜及び前記第３の膜の膜厚の総和が０．５μｍ以下になるように各膜が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１９】
請求項１６に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第１の膜はポリシリコンを含む膜であり、前記第２の膜はシリコン酸化物を含む膜であり、前記第３の膜はポリシリコンを含む膜であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２０】
請求項１６に記載の半導体装置の製造方法において、
前記絶縁性基板は、サファイアを含む基板であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２１】
請求項１６に記載の半導体装置の製造方法において、
前記基板の前記上面を露出させる工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２２】
請求項１６に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第１の基板は、前記絶縁性基板上に第４の膜が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２３】
請求項２２に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第１の基板は、前記第４の膜上に第５の膜が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２４】
請求項１６に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第１の基板は側面を有し該側面を覆う第６の膜が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２５】
請求項１９に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第１の膜は膜厚が略４２ｎｍになるように形成され、前記第２の膜は膜厚が略１１０ｎｍになるように形成され、前記第３の膜は膜厚が略４２ｎｍとなるように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２６】
請求項２２に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第４の膜はシリコンを含む膜であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２７】
請求項２３に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第４の膜はシリコンを含む膜であり、前記第５の膜はシリコン酸化物を含む膜であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２８】
請求項２４に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第６の膜は、ポリシリコンとシリコン窒化物とを含む膜であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２９】
光を透過する絶縁性基板を有し、上面と該上面に対向する下面を有する第１の基板を準備する工程と、
前記第１の基板の前記下面に第１の膜を形成する工程と、
前記第１の膜を加熱することによって該第１の膜上に第２の膜を形成する工程と、
前記第２の膜上に第３の膜を形成する工程と、
を含んだことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３０】
請求項２９に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第２の膜は前記第１の膜及び前記第３の膜よりも屈折率が低いことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３１】
請求項２９に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第１の膜、前記第２の膜及び前記第３の膜の膜厚の総和が０．５μｍ以下になるように各膜が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３２】
請求項２９に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第１の膜はポリシリコンを含む膜であり、前記第２の膜はシリコン酸化物を含む膜であり、前記第３の膜はポリシリコンを含む膜であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３３】
請求項２９に記載の半導体装置の製造方法において、
前記絶縁性基板は、サファイアを含む基板であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３４】
請求項２９に記載の半導体装置の製造方法において、
前記基板の前記上面を露出させる工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３５】
請求項２９に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第１の基板は、前記絶縁性基板上に第４の膜が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３６】
請求項３５に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第１の基板は、前記第４の膜上に第５の膜が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３７】
請求項２９に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第１の基板は側面を有し該側面を覆う第６の膜が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３８】
請求項３２に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第１の膜は膜厚が略４２ｎｍになるように形成され、前記第２の膜は膜厚が略１１０ｎｍになるように形成され、前記第３の膜は膜厚が略４２ｎｍとなるように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３９】
請求項３５に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第４の膜はシリコンを含む膜であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４０】
請求項３６に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第４の膜はシリコンを含む膜であり、前記第５の膜はシリコン酸化物を含む膜であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４１】
請求項３７に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第６の膜は、ポリシリコンとシリコン窒化物とを含む膜であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４２】
サファイアを含む絶縁性基板と、該絶縁性基板上に設けられるシリコンからなる第４の膜と、該第４の基板上に設けられるシリコン酸化物からなる第５の膜を有し、上面及び該上面に対向する下面を有する第１の基板と、
前記第１の基板の前記下面に設けられ、ポリシリコンを含む光を反射する膜であって膜厚が略４２ｎｍである第１の膜と、
前記第１の膜に設けられ、シリコン酸化膜を含む光を反射する膜であって膜厚が略１１０ｎｍである第２の膜と、
前記第２の膜に設けられ、ポリシリコンを含む光を反射する膜であって膜厚が略４２ｎｍである第３の膜と、
を有することを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サファイア（Ｓａｐｈｉｒｅ）基板のような透明な絶縁性基板を用いて半導体製造プロセスを行う場合において、透明な絶縁性基板の認識をするために絶縁性基板に光反射膜を形成する構造及びその形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体基板に半導体集積回路を製造する過程において、半導体集積回路製造装置は、光センサを用いることによって半導体基板の位置を検知する。ここで、半導体基板としてサファイア基板を用いた場合、サファイア基板は透明なため、そのもの自体では光センサの検出光を透過してしまうため検出することが出来ない。そのため、透明なサファイア基板上にシリコン（Ｓｉ）膜を形成して、このシリコン膜に集積回路を形成するＳＯＳ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｏｎ  Ｓａｐｈｉｒｅ）プロセスでは、従来からサファイア基板を検知させるためにサファイア基板の裏面に光反射膜を形成することが行われている。
【０００３】
たとえば、特許文献１では、電気的または光学的にサファイア基板の存在を検知するために、サファイア基板の表面にポリシリコン（Ｐｏｌｙ−Ｓｉ）層とポリシリコン層にＰ＋イオンを打ち込んだ導電性のドーピング領域とを形成した構造及び製造方法が開示されている。ドーピング領域はポリシリコン層内にリン（Ｐ）を打ち込むことにより形成される導電性のポリシリコンである。
たとえば、特許文献２では、サファイア基板の裏面に形成された光反射膜（光透過防止膜）とサファイア基板との熱膨張率の違いに起因して基板に反りや割れが生じないように、切れ込みパターンが形成された光反射膜を形成する方法が開示されている。
【特許文献１】特開平７−２８３３８３
【特許文献２】特開平１１−２２０１１４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１及び特許文献２に記載される光反射膜では、たとえば特許文献１に記載の反射膜の厚さは２．３μｍであり、特許文献２に記載の光反射膜の厚さは０．８μｍである。しかしながら、技術の革新とともに薄膜化が進み光反射膜に関しても更なる薄膜化が求められている。光反射膜の薄膜化が求められる要因のひとつとして、サファイア基板の反りが挙げられる。たとえば、サファイア基板に光反射膜として２〜３μｍの厚さのポリシリコンを形成する場合には、形成するための時間が長くコストが高くなってしまうことの他に、その後行われるリフロー等の加熱工程の際にサファイア基板と光反射膜の熱膨張率の差が大きいためサファイア基板に反りが生じてしまうという問題点がある。サファイア基板に反りが生じることにより、加工の安定性を損ねる虞やサファイア基板にひびや割れを生じる虞が生じる。この現象は、薄膜化が進みサファイア基板自体も薄膜化してきた場合には、より深刻化する事態となる虞がある。
【０００５】
光反射膜の薄膜化が求められる要因のもうひとつには、単純に膜厚を薄くしただけでは単層の光反射膜においては光を透過してしまうことが挙げられる。たとえば、光反射膜としてポリシリコンを用いた場合にはポリシリコンの膜厚が０．５μｍ以下になると光が透過してしまい光反射膜として機能しなくなるという問題点があった。このため、光反射膜の機能を損ねることなく光反射膜を薄膜化することは困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願発明は、上記課題に鑑みて成されたものである。上記課題を解決するにあたり本願発明の半導体装置は、下記のような特徴を有している。
すなわち、光を透過する絶縁性基板を有し上面及び該上面に対向する下面を有する第１の基板と、前記第１の基板の前記下面に設けられ光を反射する第１の膜と、前記第１の膜に設けられ光を反射する第２の膜と、前記第２の膜に設けられ光を反射する第３の膜と、を有することを特徴とする。
【０００７】
また、本願発明の半導体装置の製造方法は、下記のような特徴を有している。
すなわち、光を透過する絶縁性基板を有し上面と該上面に対向する下面を有する第１の基板を準備する工程と、前記第１の基板の前記下面に第１の膜を形成する工程と、前記第１の膜上に第２の膜を形成する工程と、前記第２の膜を加熱する工程と、前記加熱された第２の膜上に第３の膜を形成する工程と、を含んだことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
光反射膜を三層積層することによって０．５μｍよりも薄い光反射膜を形成することができる。これによって、従来よりも薄膜化されかつ単層の光反射膜よりも光反射率の高い光反射膜を形成することが出来る。
三層膜を構成するシリコン酸化膜（ＳｉＯ2）の結晶性を向上させることが出来る。これによって、フッ酸がシリコン酸化膜に入り込みにくくなりシリコン酸化膜がフッ酸によって溶けにくくすることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態につき説明する。なお、図面には、この発明が理解できる程度に各構成成分の形状、大きさ及び配置関係が概略的に示されているにすぎず、これによりこの発明が特に限定されるものではない。
【実施例１】
【００１０】
以下、図１〜図４を用いて本発明の実施例１に関する半導体装置について説明する。
本発明の実施例１に関する半導体装置は、図１に示すとおり、半導体基板（第１の基板）１０１と、第１の光反射膜（第１の膜）１０２と、第２の光反射膜（第２の膜）１０３と、第３の光反射膜（第３の膜）１０４とにより構成される。
【００１１】
図１に示すように、半導体基板１０１の底面１０１ａ及び側面１０１ｂに第１の光反射膜１０２が形成される。第１の光反射膜１０２の材料として、たとえばポリシリコンのような材料が挙げられる。第１の光反射膜１０２は後述する第２の光反射膜１０３に用いる材料と比較して屈折率の高い材料が挙げられる。
【００１２】
第１の光反射膜１０２の底面及び側面に第２の光反射膜１０３が形成される。第２の光反射膜１０３の材料として、たとえばシリコン酸化膜のような第１の光反射膜１０２に用いる材料と比較して屈折率の低い材料が挙げられる。
第２の光反射膜１０３の底面及び側面に第３の光反射膜１０４が形成される。第３の光反射膜１０４の材料として、たとえばポリシリコンのような第２の光反射膜１０３と比較して屈折率の高い材料が挙げられる。
【００１３】
ここで、第１の光反射膜１０２、第２の光反射膜１０３及び第３の光反射膜１０４の膜厚に関して説明する。
ウェハ検出光が半導体基板１０１に入射するまでに透過する空間の屈折率をｎ0、検出される物質の屈折率をｎX、検出される物質を透過した後の空間の屈折率をｎsとすると反射率を大きくするためには、検出される物質の屈折率ｎXが一番大きいことが必要である。
【００１４】
さらに、検出される物質の屈折率が一番大きくかつ検出される物質が第１の光反射膜１０２、第２の光反射膜１０３及び第３の光反射膜１０４の三層の膜から構成されるのであれば、第１の光反射膜１０２及び第３の光反射膜１０４の屈折率と第２の光反射膜１０３の屈折率では第２の光反射膜１０３の屈折率の方が小さい場合に三層の膜全体の反射率を１に近づけることが可能となる。
【００１５】
ウェハ検出光の波長をλとするとき、第１の光反射膜１０２、第２の光反射膜１０３及び第３の光反射膜１０４の屈折率をそれぞれｎ1、ｎ2及びｎ3とする。さらに反射率を高くするためには、ウェハ検出光は半導体基板１０１の上面に対して垂直に入射するものとした場合に、膜厚ｄとウェハ検出光λと膜の屈折率ｎは、光の位相と光の強めあう条件との関係から、
【００１６】
【数１】
2006147788.tif 000003
【００１７】
を満たすことが必要である。すなわち、上述した三層の膜の屈折率ｎ1、ｎ2及びｎ3の屈折率の関係と式（１）とを満たすことによって、三層の膜全体の屈折率を１に最も近づけることが可能となる。
【００１８】
ここで、ウェハ検出光の波長をλ＝６４０ｎｍとすると、第１の光反射膜１０２及び第３の光反射膜１０３の材料がポリシリコンであるならば屈折率はｎ1＝ｎ3＝３．８０となり、第２の光反射膜１０３の材料がシリコン酸化物であるならば屈折率はｎ2＝１．４５となる。最小膜厚とするためにＮ＝０とし、第１の光反射膜１０２及び第３の光反射膜１０４の膜厚は、ｎ＝ｎ1＝ｎ3＝３．８０及びλ＝６４０ｎｍとして式（１）からｄ＝４２．１ｎｍと計算することが出来る。第２の光反射膜１０３の膜厚は、ｎ＝ｎ2＝１．４５として式（１）からｄ＝１０９．８ｎｍと計算することが出来る。また、このとき第１の光反射膜１０２及び第３の光反射膜１０４の材料をポリシリコンとし、第２の光反射膜１０３の材料をシリコン窒化物（ＳｉＮ）とすると、ｎ2＝２．０２であるので、これを用いて式（１）から膜厚を求めると、第１の光反射膜１０２及び第３の光反射膜１０４の膜厚はｄ＝４２．１、第２の光反射膜１０３の膜厚はｄ＝７９．２ｎｍと計算することが出来る。
【００１９】
ウェハ検出光が半導体基板１０１に入射するまでに透過する空間の屈折率をｎ0、第１の光反射膜１０２の屈折率をｎ1、第２の光反射膜１０３の屈折率をｎ2、第３の光反射膜１０４の屈折率をｎ3、第３の光反射膜１０４を透過した後の空間の屈折率をｎs、ウェハ検出光は半導体基板の上面に対して垂直に入射するものとすると、ウェハ検出光に対するウェハ全体の反射率は、
【００２０】
【数２】
2006147788.tif 000004
【００２１】
から求められる。このとき、絶縁性基板は透明であるため、絶縁性基板の屈折率はウェハ検出光が半導体基板１０１に入射するまでに透過する空間の屈折率ｎ0と等しいものとする。式（２）は、屈折率の大きい材料を用いた単層の光反射膜よりも反射率を増加させるためには、第１の光反射膜１０２及び第３の光反射膜１０４に屈折率の大きい材料を用い、第２の光反射膜１０３に屈折率の小さい材料を用いることが必要であることを示している。
【００２２】
ウェハ検出光の波長λが変化すると各材料の屈折率ｎも変化するため、式（２）から、ウェハ検出光の波長λが変化するとウェハ全体の反射率Ｒも変化する。表１は、第１の光反射膜１０２及び第３の光反射膜１０４の材料をポリシリコン、第２の光反射膜１０３の材料をシリコン酸化物とした場合に、ウェハ検出光の波長λを変化させたときのウェハ全体の反射率Ｒを表したものである。
【００２３】
【表１】
2006147788.tif 000005
ここで、反射率Ｒが０．８以上となる場合にウェハを検出できるとするならば、ウェハ検出光の波長λの範囲はおおよそ６４０ｎｍ±１００ｎｍの範囲となる。このとき、第１の光反射膜１０２及び第３の光反射膜１０４の膜厚は、式（１）からｄ＝４２．１±６．６ｎｍ（以下、略４２ｎｍとする）と計算できる。この範囲が、第１の光反射膜１０２及び第３の光反射膜１０４の許容膜厚の範囲であるということが出来る。第２の光反射膜１０３は、式（１）からｄ＝１０９．８±１７．２ｎｍ（以下、略１１０ｎｍとする）と計算できる。この範囲が、第２の光反射膜１０３の許容膜厚の範囲であるということが出来る。
【００２４】
表２は、第１の光反射膜１０２及び第３の光反射膜１０４の材料をポリシリコン、第２の光反射膜１０３の材料をシリコン窒化物とした場合に、ウェハ検出光の波長λを変化させたときのウェハ全体の反射率Ｒを表したものである。
【００２５】
【表２】
2006147788.tif 000006
【００２６】
ここで、反射率Ｒが０．７以上となる場合にウェハを検出できるとするならば、ウェハ検出光の波長λの範囲はおおよそ６４０ｎｍ±１００ｎｍの範囲となる。このとき、第１の光反射膜１０２及び第３の光反射膜１０４の膜厚は、式（１）からｄ＝４２．１±６．６ｎｍ（略４２ｎｍ）と計算できる。この範囲が、第１の光反射膜１０２及び第３の光反射膜１０４の許容膜厚の範囲であるということが出来る。第２の光反射膜１０３は、式（１）からｄ＝７９．２±１２．４ｎｍ（以下、略８０ｎｍとする）と計算できる。この範囲が、第２の光反射膜１０３の許容膜厚の範囲であるということが出来る。
以上が、本願発明の実施例１の膜厚に関する説明である。
【００２７】
次に、半導体基板１０１の構造について説明する。半導体基板１０１はサファイア基板に適宜膜を形成したものを用いる。この実施例では、半導体基板１０１は、以下の３つの種類を準備する。本願発明に用いられる半導体基板１０１は、図２に示すようなサファイア基板（絶縁性基板）１０５と、サファイア基板１０５上に形成される素子形成膜（第４の膜）１０６とにより構成される半導体基板。図２に示す半導体基板１０１は、６００μｍの厚さからなるサファイア基板１０５と、サファイア基板１０５上に形成された１００ｎｍの厚さからなる素子形成膜１０６とにより構成される。素子形成膜１０６の材料としては、たとえばシリコンに代表されるようなトランジスタ等が形成することが出来るような材料が挙げられる。
【００２８】
図３に示すようなサファイア基板１０５と、サファイア基板１０５上に形成される素子形成膜１０６と、素子形成膜１０６上に形成されるシリコン酸化膜（第５の膜）１０７とにより構成される半導体基板。図３に示す半導体基板１０１は、６００μｍの厚さからなるサファイア基板１０５とサファイア基板１０５上に形成された１００ｎｍの厚さからなる素子形成膜１０６と素子形成膜１０６上に形成された１０ｎｍの厚さからなるシリコン酸化膜１０７とにより構成される。素子形成膜１０６の材料に関しては図２の場合と同様である。図３に示す半導体基板１０１は、素子形成膜１０６上にシリコン酸化膜１０７を形成することにより素子を形成する工程前までに行う工程等から素子形成膜１０６を保護することが出来る効果を有し、素子形成膜１０６の膜質を保護することが出来ることからウェハ内での素子の特性バラツキを低減することが出来る。
【００２９】
図４に示すようなサファイア基板１０５と、サファイア基板１０５上に形成される素子形成膜１０６と、素子形成膜１０６上に形成されるシリコン酸化膜１０７と、それら各膜の側面及びサファイア基板の底面を覆う保護膜（第６の膜）１０８とにより構成される半導体基板などから選択される。図４に示す半導体基板１０１は、６００μｍの厚さからなるサファイア基板１０５とサファイア基板１０５上に形成された１００ｎｍの厚さからなる素子形成膜１０６と素子形成膜１０６上に形成された１０ｎｍの厚さからなるシリコン酸化膜１０７とそれら各膜の側面及びサファイア基板１０５の底面を覆う７００ｎｍの厚さからなる保護膜１０８とにより構成される。素子形成膜１０６の材料に関しては図２の場合と同様である。保護膜１０８の材料としては、シリコン窒化膜とポリシリコンとの組み合わせが挙げられる。図４に示す半導体基板１０１は、図３に示す半導体基板１０１と同様の効果を有し、さらに、素子形成膜１０６の側面からのフッ酸等による侵食を防ぐことが出来る効果を有し、素子形成膜１０６及びシリコン酸化膜１０７の剥がれ等を防止することが出来る。また、素子形成工程でのドーピング等を行う場合に拡散を防止することが出来る効果を有する。
【００３０】
これら図２〜図４に記載の半導体基板１０１は、用途に合わせ適宜選択することが出来る。
【００３１】
本発明の実施例１における半導体装置は、光反射膜を三層積層させた構造を有することにより従来の単層の光反射膜よりも薄型の光反射膜を設けることが出来る。本願発明によって光反射膜を設けた後に半導体基板上に従来の半導体集積回路製造装置を用いて所望の回路を形成し個片化することによって半導体チップを製造することが出来る。ここで、三層の光反射膜はウェハ全体に形成されなくても良い。すなわち、ウェハ検出光が常にウェハの一部にのみ照射される場合にはウェハの一部のみに形成することも可能である。たとえば、ウェハの端部のみに形成した場合にはウェハに回路を形成したのち個々に個片化して半導体チップを形成するが、このとき個片化された半導体チップには光反射膜が形成されていないため、より薄型の半導体チップを製造することが出来る。
【実施例２】
【００３２】
以下、図５〜図９を用いて本発明の実施例２に関する半導体装置の製造方法について説明する。
【００３３】
図１〜図４の半導体基板を代表して図４の半導体基板を、図５に示すような半導体基板２０１を用いて製造方法について説明する。
図５に示すように、半導体基板２０１は、光を透過し絶縁性を有するサファイア基板２０５と、サファイア基板２０５上に形成されるシリコン膜からなる素子形成膜２０６と、素子形成膜２０６上に形成されるシリコン酸化膜２０７と、サファイア基板２０５と素子形成膜２０６とシリコン酸化膜２０７との側面及びサファイア基板２０５の下面に亘って形成される保護膜２０８とにより構成される。
【００３４】
ここで、半導体基板２０１の製造方法について簡単に述べる。サファイア基板２０５を準備し、サファイア基板２０５上にＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法によってシリコン膜を形成する。その後、シリコン膜をインプラすることによってサファイア基板２０５とシリコン膜との界面近傍にあるシリコン膜をアモルファス化させる。その後、酸素雰囲気下で加熱することにより界面近傍のシリコンが結晶化され素子形成層２０６が形成され、同時に残りのシリコン膜を酸化させることによりシリコン酸化膜２０７を形成する。その後、ＣＶＤ法によって周囲をポリシリコン膜で覆い、その後シリコン窒化膜で周辺を覆う。その後、シリコン酸化膜２０７を露出させることによって保護膜２０８が形成される。図４に示す半導体基板２０１の製造工程は以上の工程によって説明される（図示せず）。
【００３５】
半導体基板２０１は、上記の構造を有する基板以外にもサファイア基板２０５と素子形成層２０６から構成される基板又はサファイア基板２０５と素子形成層２０６とシリコン酸化膜２０７から構成される基板を用いることも出来る。また、サファイア基板のほかにも石英ガラスを用いた基板を用いることも出来る。
【００３６】
図６に示すように、半導体基板２０１を覆うように第１の光反射膜２０２を形成する。第１の光反射膜２０２は、ＣＶＤ法によって形成されるポリシリコンからなる膜であって膜厚は４２ｎｍに調節される。
【００３７】
図７に示すように、第１の光反射膜２０２を覆うように第２の光反射膜２０３を形成する。第２の光反射膜２０３は、ＣＶＤ法によって形成されるシリコン酸化膜からなる膜であって膜厚は１１０ｎｍに調節される。その後、第２の光反射膜２０３を窒素（Ｎ2）雰囲気下で９５０℃、２０分間加熱する。ＣＶＤによって形成された第２の光反射膜２０３は水分を多く含んだ結晶性の悪いシリコン酸化膜となる。このため、フッ酸を用いたウェットエッチング等の工程において、ＣＶＤ法によって形成されたシリコン酸化膜はフッ酸を容易に浸透させ融解してしまう。しかし、この加熱工程によってシリコン酸化膜から水分を放出させることが出来るため、シリコン酸化膜の結晶性が向上し、シリコン酸化膜にフッ酸が浸透しにくくなり融解することを防ぐことが出来る。
【００３８】
図８に示すように、第２の光反射膜２０３を覆うように第３の光反射膜２０４を形成する。第３の光反射膜２０４は、ＣＶＤ法によって形成されるポリシリコンからなる膜であって膜厚は４２ｎｍに調節される。ここで、光反射膜の膜厚を調節するとは、ウェハ検出時に所定の膜厚になるように設定することである。たとえば、第１の光反射膜２０２、第２の光反射膜２０３及び第３の光反射膜２０４を形成した後に行う工程によって膜厚が薄くなる場合には、ウェハ検出が行われるときに上記膜厚となるように、あらかじめ膜厚を厚く形成しておいても良い。
【００３９】
図９に示すように、半導体基板２０１の素子形成層２０６を露出させる。素子形成層２０６を露出させる工程は、ドライエッチングにより半導体基板２０１の素子形成層２０６が形成される側の面を露出させるように第１、第２及び第３の光反射膜を除去することによって行われる。
【００４０】
以上の工程によって実施例２における半導体装置が完成する。本願発明によって光反射膜を形成した後に半導体基板上に従来の半導体集積回路製造装置を用いて所望の回路を形成し個片化することによって半導体チップを製造することが出来る。ここで、三層の光反射膜はウェハ全体に形成されなくても良い。すなわち、ウェハ検出光が常にウェハの一部にのみ照射される場合にはウェハの一部に形成された光反射膜を残し、他の部分を除去することも可能である。
【００４１】
本願発明の実施例２の製造方法によれば、第２の光反射膜を形成し加熱をすることによって第２の光反射膜の結晶性が向上する効果を有する。さらに、第１の光反射膜、第２の光反射膜及び第３の光反射膜の材料がそれぞれポリシリコン、シリコン酸化物、ポリシリコンの三層からなる光反射膜を絶縁性基板の裏面にＣＶＤ等を用いて順次積層させることによって形成する場合に起こる、三層の光反射膜を形成した後に行われるフッ酸（ＨＦ）を用いるプロセスによって第２の光反射膜の材料であるシリコン酸化膜にもフッ酸が反応してしまいシリコン酸化膜が溶けることによって第３の光反射膜が剥がれてしまうという問題点を解決することが出来る。これにより、光反射膜の光透過性が下らないばかりでなく、剥がれた膜がＬＳＩを製造する装置内を汚染するという問題点を解決することが出来る。
【実施例３】
【００４２】
以下、図１０〜１４を用いて本発明の実施例３に関する半導体装置の製造方法について説明する。ここで製造方法について実施例１と同様である部分に関しては、ここでは詳細な説明を省略する。
【００４３】
図１０に示すように、サファイア基板３０５と素子形成膜３０６とシリコン酸化膜３０７と保護膜３０８とにより構成された半導体基板３０１を用意する。半導体基板３０１の構造及び製造方法に関しては、実施例１と同様であるためここでは詳細な説明を省略する。
【００４４】
図１１に示すように、半導体基板３０１を覆うように第１の光反射膜３０２を形成する。第１の光反射膜３０２は、ＣＶＤ法によって形成されるポリシリコンからなる膜である。ここで第１の光反射膜３０２は、その一部が後述する工程によってシリコン酸化膜となる。このとき、第１の光反射膜３０２の膜厚の２倍程度の厚さのシリコン酸化膜が形成されることが知られている。このため、シリコン酸化膜となる部分の厚さを加えた膜厚を形成するため、第１の光反射膜３０２の膜厚は１００ｎｍに調節される。
【００４５】
図１２に示すように、第１の光反射膜３０２を覆うように第２の光反射膜３０３を形成する。第２の光反射膜３０３は、第１の光反射膜３０２を９５０℃で酸素雰囲気下で膜厚が１１０ｎｍとなるように時間を調節して加熱することによって形成される。第２の光反射膜３０３は加熱によって形成されたシリコン酸化膜であり、このシリコン酸化膜は、ＣＶＤ法によって形成されたシリコン酸化膜よりも結晶性が良い。このため、フッ酸を用いたウェットエッチング等の工程において、フッ酸に対して浸透しにくく融解することを防ぐことが出来る。
【００４６】
図１３に示すように、第２の光反射膜３０３を覆うように第３の光反射膜３０４を形成する。ここで、第３の膜３０４を形成する方法は実施例１と同様であるため、詳細な説明を省略する。
【００４７】
図１４に示すように、半導体基板３０１の素子形成膜３０６を露出させる。ここで、素子形成膜３０６を露出させる工程に関しては、実施例１と同様であるため、詳細な説明を省略する。
【００４８】
以上の工程によって実施例３における半導体装置が完成する。本願発明によって光反射膜を形成した後に半導体基板上に従来の半導体集積回路製造装置を用いて所望の回路を形成し個片化することによって半導体チップを製造することが出来る。ここで、三層の光反射膜はウェハ全体に形成されなくても良い。すなわち、ウェハ検出光が常にウェハの一部にのみ照射される場合にはウェハの一部に形成された光反射膜を残し、他の部分を除去することも可能である。
【００４９】
以上の工程によれば、実施例２における効果と同様の効果を有するとともに、第２の光反射膜を酸素雰囲気下で加熱することによって形成するため、実施例２に比べて１工程を削減することが出来るため、より安価に製造することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施例１における半導体装置を説明する図。
【図２】本発明の実施例１における半導体装置に用いる半導体基板の一例を説明する図。
【図３】本発明の実施例１における半導体装置に用いる半導体基板の一例を説明する図。
【図４】本発明の実施例１における半導体装置に用いる半導体基板の一例を説明する図。
【図５】本発明の実施例２における半導体装置の製造方法を説明する図。
【図６】本発明の実施例２における半導体装置の製造方法を説明する図。
【図７】本発明の実施例２における半導体装置の製造方法を説明する図。
【図８】本発明の実施例２における半導体装置の製造方法を説明する図。
【図９】本発明の実施例２における半導体装置の製造方法を説明する図。
【図１０】本発明の実施例３における半導体装置の製造方法を説明する図。
【図１１】本発明の実施例３における半導体装置の製造方法を説明する図。
【図１２】本発明の実施例３における半導体装置の製造方法を説明する図。
【図１３】本発明の実施例３における半導体装置の製造方法を説明する図。
【図１４】本発明の実施例３における半導体装置の製造方法を説明する図。
【符号の説明】
【００５１】
１０１、２０１  …  半導体基板
１０１ａ  …  底面
１０１ｂ  …  側面
１０２、２０２  …  第１の光反射膜
１０３、２０３  …  第２の光反射膜
１０４、２０４  …  第３の光反射膜
１０５、２０５  …  サファイア基板
１０６、２０６  …  素子形成膜
１０７、２０７  …  シリコン酸化膜
１０８、２０８  …  保護膜
【図１】
2006147788.tif 000007
【図２】
2006147788.tif 000008
【図３】
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【図４】
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【図５】
2006147788.tif 000011
【図６】
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【図７】
2006147788.tif 000013
【図８】
2006147788.tif 000014
【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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