(57)【要約】【課題】半導体装置の絶縁基板に生じる破損を低減するための技術を提供する。【解決手段】半導体装置の製造方法は、半導体回路が配された有効領域有する第１面と、第１面の反対側の第２面とを有する絶縁基板の第１面のうち有効領域と絶縁基板の端部との間に溝を形成する工程と、絶縁基板の第２面をエッチングすることによって、少なくとも溝が絶縁基板を貫通するまで、絶縁基板の厚さを低減する工程とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体装置の製造方法であって、
半導体回路が配された有効領域を有する第１面と、前記第１面の反対側の第２面とを有する絶縁基板の前記第１面のうち前記有効領域と前記絶縁基板の端部との間に溝を形成する工程と、
前記絶縁基板の前記第２面をエッチングすることによって、少なくとも前記溝が前記絶縁基板を貫通するまで、前記絶縁基板の厚さを低減する工程とを有することを特徴とする製造方法。
【請求項２】
前記第１面は、前記有効領域の外側に位置する不要領域を更に有し、
前記溝を形成する工程において、前記第１面のうち前記有効領域と前記不要領域との間に溝を形成することを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記厚さを低減する工程の前に、前記溝を覆うように、前記絶縁基板の前記第１面に耐エッチング部材を取り付ける工程を更に有し、
前記厚さを低減する工程の後に、前記絶縁基板から前記耐エッチング部材を取り外す工程を更に有することを特徴とする請求項１又は２に記載の製造方法。
【請求項４】
前記耐エッチング部材は、前記絶縁基板の前記有効領域をさらに覆うことを特徴とする請求項３に記載の製造方法。
【請求項５】
前記取り付ける工程において、前記耐エッチング部材は、粘着剤によって前記絶縁基板の前記第１面に貼り付けられ、
前記取り外す工程は、前記粘着剤の粘着力を低下させる工程を含むことを特徴とする請求項３又は４に記載の製造方法。
【請求項６】
前記半導体回路は、光電変換部及び薄膜トランジスタを含む画素アレイを含むことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の製造方法。
【請求項７】
前記半導体装置は、前記絶縁基板の前記画素アレイを覆うシンチレータ層を更に備え、
前記耐エッチング部材は、前記シンチレータ層を更に覆うことを特徴とする請求項６に記載の製造方法。
【請求項８】
前記溝は、前記絶縁基板の前記有効領域を全周的に囲むように形成されることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の製造方法。
【請求項９】
前記溝は、前記絶縁基板の縁に到達しないように形成されることを特徴とする請求項８に記載の製造方法。
【請求項１０】
前記溝は、前記溝の深さ方向が前記絶縁基板の前記第１面に対して傾くように形成されることを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載の製造方法。
【請求項１１】
前記溝は、深くなるにつれて前記絶縁基板の側面に近づくように形成されることを特徴とする請求項１０に記載の製造方法。
【請求項１２】
前記厚さを低減する工程において、前記溝が前記絶縁基板を貫通した後、所定の時間が経過するまで、前記絶縁基板のエッチングを継続することを特徴とする請求項１乃至１１の何れか１項に記載の製造方法。
【請求項１３】
前記厚さを低減する工程において、前記溝に向けて光を照射し、前記溝を通過した光の光量に基づいて前記溝が前記絶縁基板を貫通したことを検出することを特徴とする請求項１乃至１２の何れか１項に記載の製造方法。
【請求項１４】
前記取り付ける工程の前に、前記溝に耐エッチング材料を埋め込む工程を更に有することを特徴とする請求項１乃至１２の何れか１項に記載の製造方法。
【請求項１５】
前記取り付ける工程の前に、前記溝を空にしておくことを特徴とする請求項１乃至１３の何れか１項に記載の製造方法。
【請求項１６】
前記絶縁基板はガラス基板であることを特徴とする請求項１乃至１５の何れか１項に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、光電変換部を有するセンサアレイが配されたガラス基板から不要部分を除去する方法が記載されている。具体的には、ガラス基板のうちのセンサアレイと不要部分との間に溝を形成し、その後、この溝にそってガラス基板を折って不要部分を取り外す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１１１９１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された方法では、ガラス基板を折る際に、ガラス基板にチッピング等の破損が発生する可能性がある。そこで、本発明は、半導体装置の絶縁基板に生じる破損を低減するための技術を提供することを１つの目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題に鑑みて、本発明の１つの側面では、半導体装置の製造方法であって、半導体回路が配された有効領域を有する第１面と、前記第１面の反対側の第２面とを有する絶縁基板の前記第１面のうち前記有効領域と前記絶縁基板の端部との間に溝を形成する工程と、前記絶縁基板の前記第２面をエッチングすることによって、少なくとも前記溝が前記絶縁基板を貫通するまで、前記絶縁基板の厚さを低減する工程とを有することを特徴とする製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００６】
上記手段により、半導体装置の絶縁基板に生じる破損を低減するための技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】一部の実施形態における半導体装置の製造方法を説明する図。
【図２】図１の製造方法の一部の工程を詳細に説明する図。
【図３】一部の実施形態における半導体装置の製造方法を説明する図。
【図４】一部の実施形態における半導体装置の製造方法を説明する図。
【図５】一部の実施形態における半導体装置の製造方法を説明する図。
【図６】一部の実施形態における放射線検出装置の製造方法を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
添付の図面を参照しつつ本発明の実施形態について以下に説明する。様々な実施形態を通じて同様の要素には同一の参照符号を付し、重複する説明を省略する。また、各実施形態は適宜変更、組み合わせが可能である。
【０００９】
図１を参照して、一部の実施形態に係る半導体装置の製造方法について説明する。図１（ａ）〜（ｅ）の各図において、左側の図は各工程の結果物の平面図であり、右側の図は左側の図のＡ−Ａ線〜Ｅ−Ｅ線における断面図である。
【００１０】
まず、図１（ａ）に示すように、半導体回路が有効領域１０１に配された絶縁基板１００を準備する。絶縁基板１００は例えばガラス基板であり、例えば酸化シリコンを主成分とする。絶縁基板１００は表（おもて）面１００ａと、その反対側にある裏面１００ｂとを有する。半導体回路は表面１００ａに形成される。図面では絶縁基板１００の内部に有効領域１０１を示しているが、半導体回路は絶縁基板１００の表面１００ａの上に形成されてもよい。半導体装置が放射線検出装置である場合に、半導体回路は複数の画素が２次元アレイ状に配された画素アレイを有する。各画素は、例えばＰＩＮ型やＭＩＳ型などの光電変換部と、転送スイッチとして機能する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）とを含む。半導体回路はさらに、各素子を接続する導電線や、半導体装置の外部との接続のための電極パッドを含む。
【００１１】
絶縁基板１００のうち、有効領域１０１以外の領域（例えば、有効領域１０１の外側に位置する領域）には半導体装置の動作に必要な素子は配置されておらず、例えば何も配置されていなくてもよい。半導体装置の小型化のために、以下の工程において有効領域１０１以外の領域の少なくとも一部（不要領域）を除去する。
【００１２】
図１（ｂ）に示すように、スクライビングホイール１０３を用いて、絶縁基板１００の表面１００ａに溝１０２を形成する。溝１０２は、絶縁基板１００をハーフカットすることによって形成される。すなわち、溝１０２は絶縁基板１００を貫通しないように、言い換えると、溝１０２の底部が絶縁基板１００の裏面１００ｂに到達しないように形成される。
【００１３】
溝１０２は、４回のハーフカット処理によって、絶縁基板１００の各辺の縁と有効領域１０１との間に形成される。隣接する辺に沿って形成された溝１０２は互いに交差しており、その結果、溝１０２によって有効領域１０１が全周的に囲まれる。図示するように、溝１０２は絶縁基板１００の縁までは到達していない。溝１０２は、製造しようとしている半導体装置の絶縁基板１００の厚さと同じか、それ以上の長さとなる深さを有する。溝１０２を形成した後に、絶縁基板１００を洗浄、乾燥してもよいし、これらの工程を省略してもよい。
【００１４】
続いて、図１（ｃ）に示すように、絶縁基板１００の表面１００ａに保護部材１０４を取り付ける。この保護部材１０４は、後述するエッチング工程で用いられるエッチング薬剤に耐性を有し、耐エッチング部材としての役割を有する。図示される例では、絶縁基板１００の表面１００ａの全面を覆うように保護部材１０４が取り付けられるが、保護部材１０４は少なくとも溝１０２を覆っていればよい。また、保護部材１０４は、有効領域１０１をさらに覆っていてもよい。保護部材１０４は、例えばオレフィン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル等の有機材料で形成したシートであり、粘着剤（不図示）によって絶縁基板１００の表面１００ａに貼り付けられる。図１の実施形態では、溝１０２に何も埋め込まず、空のままにしておく。
【００１５】
続いて、図１（ｄ）に示すように、絶縁基板１００をエッチング薬剤に浸して絶縁基板１００をウェットエッチングする。絶縁基板１００がガラス基板の場合に、エッチング薬剤として、フッ酸単体や、フッ酸に硫酸、塩酸又は硝酸を混ぜたものが用いられうる。絶縁基板１００の表面１００ａは保護部材１０４で覆われているのでエッチングされず、側面及び裏面１００ｂがエッチングされ、絶縁基板１００の厚さが低減する。保護部材１０４は溝１０２を全体的に覆っているので、溝１０２にはエッチング薬剤が入り込まない。
【００１６】
この工程のエッチングは、少なくとも、絶縁基板１００の裏面１００ｂが溝１０２の底部に到達し、溝１０２が絶縁基板１００を貫通するまで行う。その結果、絶縁基板１００が領域１００ｃと領域１００ｄとに分離する。絶縁基板１００の領域１００ｃには有効領域１０１が含まれる。エッチングを行った後に、絶縁基板１００を洗浄、乾燥してもよいし、これらの工程を省略してもよい。
【００１７】
続いて、図１（ｅ）に示すように、絶縁基板１００の領域１００ｃから保護部材１０４を取り外す。例えば、絶縁基板１００の裏面１００ｂをステージに吸着して保護部材１０４を取り外す。絶縁基板１００のうち領域１００ｃが、製造される半導体装置の基板となる。なお、図１（ｅ）の左側の図では、領域１００ｃの部分のみを示す。保護部材１０４が絶縁基板１００に粘着剤によって貼られている場合に、絶縁基板１００から保護部材１０４を剥がすことによって取り外す。領域１００ｃは、図１（ａ）の絶縁基板１００と比較して、表面１００ａ及び裏面１００ｂの面積が小さくなっており、厚さも薄くなっている。領域１００ｃから保護部材１０４を取り外す代わりに、領域１００ｃと領域１００ｄとの両方から保護部材１０４を取り外してもよい。
【００１８】
保護部材１０４が粘着剤によって絶縁基板１００に貼られている場合に、この粘着剤による粘着力を低下させた後に絶縁基板１００ｃを保護部材１０４から剥がしてもよい。例えば、粘着剤として、紫外線照射や加熱により接着力が低下する材料を用いてもよく、絶縁基板１００ｃを保護部材１０４から剥がす前に、紫外線照射や加熱を行ってもよい。これに代えて又はこれに加えて、加熱により発泡する材料を粘着剤に添加してもよく、この場合に粘着剤を加熱することによって保護部材１０４と絶縁基板１００との間の接着力が低下する。紫外線照射や加熱は粘着剤のうち絶縁基板１００の領域１００ｃに接している部分だけに対して行ってもよく、粘着剤のうち絶縁基板１００の領域１００ｄに接している部分には行わなくてもよい。
【００１９】
上述の例では、溝１０２が絶縁基板１００の縁に到達しないように形成されているので、絶縁基板１００の表面１００ａを保護部材１０４で覆うだけで、エッチング薬剤が溝１０２に入り込むことを防止できる。溝１０２を絶縁基板１００の縁に到達するように形成する場合には、絶縁基板１００の側面においても溝１０２を保護部材１０４又は他の保護部材で覆うことによって、エッチング薬剤が溝１０２に入り込むことを防止できる。
【００２０】
以上のように、図１の実施形態では、絶縁基板１００の領域１００ｄ（すなわち、不要部分）をエッチングによって分離するので、絶縁基板１００に生じる機械的な損傷を抑制できる。
【００２１】
ここで、上述の図１（ｃ）で説明したエッチング工程について詳細に説明する。溝１０２が絶縁基板１００を貫通したことは、例えば以下のようにして検出できる。まず、図１（ｂ）に示す状態の絶縁基板１００を、図２（ａ）に示すように容器２００に設置し、エッチング薬剤２０１を注入する。容器２００の周囲には、光源２０２、２０５とセンサ２０４、２０７とが設置されている。光源２０２は、溝１０２に向けて光２０３を照射する。センサ２０４は、光２０３を受光し、その光量を測定する。光源２０５は、容器２００のうち絶縁基板１００及び保護部材１０４が設置されていない部分、すなわちエッチング薬剤２０１で満たされている部分に向けて光２０６を照射する。センサ２０７は、光２０６を受光し、その光量を測定する。光源２０２と光源２０５とは、それぞれ同じ光量の光を照射する。
【００２２】
図２（ａ）に示すように、溝１０２が絶縁基板１００を貫通する前に、光源２０２から照射された光２０３は、容器２００の内部において、エッチング薬剤２０１、絶縁基板１００、溝１０２、保護部材１０４及びエッチング薬剤２０１を順に通過する。一方、光源２０５から照射された光２０６は、容器２００の内部において、エッチング薬剤２０１のみを通過する。そのため、センサ２０４で測定される光量とセンサ２０７で測定される光量とは異なる値となる。
【００２３】
その後、図２（ｂ）に示すように、溝１０２が絶縁基板１００を貫通すると、溝１０２にエッチング薬剤２０１が入り込む。その結果、光源２０２から照射された光２０３は、容器２００の内部において、エッチング薬剤２０１、保護部材１０４及びエッチング薬剤２０１を順に通過するようになる。そのため、センサ２０４で測定される光量とセンサ２０７で測定される光量とはそれまでよりも近い値となる。このように、センサ２０４で測定される光量とセンサ２０７で測定される光量とを比較することによって、溝１０２が絶縁基板１００を貫通したことを検出できる。これに代えて、エッチングを開始してからの経過時間によって、溝１０２が絶縁基板１００を貫通したことを検出してもよい。
【００２４】
続いて、図３を参照して、他の一部の実施形態について説明する。図１（ｂ）では、スクライビングホイール１０３を絶縁基板１００の表面１００ａに対して直交するように配置して溝１０２を形成する。そのため、溝１０２も絶縁基板１００の表面１００ａに対して直交する。図３に示す実施形態では、スクライビングホイール１０３を絶縁基板１００の表面１００ａに対して傾けて溝１０２を形成する。図３では、スクライビングホイール１０３を有効領域１０１の方に傾ける。その結果、形成された溝１０２は、深くなるにつれて有効領域１０１から遠ざかる、すなわち絶縁基板１００の側面に近づく形状となる。その後、図１（ｃ）で説明したエッチング工程を行うと、図３（ｂ）に示すように、絶縁基板１００が領域１００ｃと領域１００ｄとに分離される。領域１００ｃの形状は、裏面１００ｂ側の面積が表面１００ａ側の面積よりも大きい四角錐台となる。そのため、絶縁基板１００のうち領域１００ｃだけから保護部材１０４を取り外すことが容易になる。
【００２５】
図３の例ではスクライビングホイール１０３を有効領域１０１の方に傾けて溝１０２を形成したが、スクライビングホイール１０３を絶縁基板１００の側面側に傾けてもよい。この場合、形成された溝１０２は、深くなるにつれて有効領域１０１に近づく、すなわち絶縁基板１００の側面から遠ざかる形状となる。この場合でも、絶縁基板１００の領域１００ｃと領域１００ｄとの両方から保護部材１０４を取り外した後、領域１００ｃと領域１００ｄとを分けることが容易になる。いずれにしても、溝１０２の深さ方向が表面１００ａに対して傾いていることによって、領域１００ｃと領域１００ｄとを分けることが容易になる。
【００２６】
続いて、図４を参照して、他の一部の実施形態について説明する。図１（ｄ）で説明したエッチング工程では、溝１０２が絶縁基板１００を貫通した後すぐにエッチングを終了する。図４の実施形態では、溝１０２が絶縁基板１００を貫通した後、所定の時間だけエッチングを継続する。溝１０２にエッチング薬剤が入り込むので、図４（ａ）に示すように、絶縁基板１００の領域１００ｃ及び領域１００ｄの稜線が丸みを帯びる。その結果、図４（ｂ）に示すように、絶縁基板１００の領域１００ｃを保護部材１０４から取り外して得られる半導体装置４００の稜線も丸みを帯び、その後の加工における端部からの破損を抑制できる。また、溝１０２を作成するためのハーフカットによって領域１００ｃの側面に損傷が生じていたとしても、この損傷を滑らかにすることができる。
【００２７】
図４（ｃ）は、半導体装置４００にフレキシブルケーブル４０３を取り付けた状態を示す。半導体装置４００には、有効領域１０１の上に、画素アレイ４０１と、画素アレイ４０１に電気的に接続されている電極パッド４０２を有する。電極パッド４０２にフレキシブルケーブル４０３の一端が接着される。フレキシブルケーブル４０３と絶縁基板１００との間に補強部材４０４が注入される。絶縁基板１００の稜線が丸みを帯びているので、補強部材４０４と絶縁基板１００との間の接触面積を増やすことができ、補強力が向上する。
【００２８】
続いて、図５を参照して、他の一部の実施形態について説明する。図５の各工程における結果物の平面図は図１と同様であるので、図５では各工程における結果物の断面図のみを示す。図１の実施形態と同様にして絶縁基板１００に溝１０２を形成した後、図５（ａ）に示すように溝１０２にスペーサ５００を埋め込む。スペーサ５００は耐エッチング材料で形成される。耐エッチング材料として、保護部材１０４と同じ材料を用いてもよい。耐エッチング材料として硬化型の液体を用いた場合に、スペーサ５００を溝１０２の内部に均一に埋め込むことができる。これに代えて、耐エッチング材料として粉体を用いてもよい。
【００２９】
その後、図１の実施形態と同様に、図５（ｂ）に示すように、絶縁基板１００の表面１００ａを保護部材１０４で覆う。その後、図１の実施形態と同様に、図５（ｃ）に示すように、絶縁基板１００をエッチングする。このエッチングは、溝１０２が絶縁基板１００を貫通するまで、すなわちスペーサ５００が絶縁基板１００の裏面１００ｂから露出するまで行う。図５の実施形態では、溝１０２にスペーサ５００が充填されているので、溝１０２にエッチング薬剤が入り込まない。従って、エッチング後の絶縁基板１００を平面に維持することができ、ハンドリング性が向上し、端部破損のリスクが軽減される。その後、図１の実施形態と同様に、図５（ｄ）に示すように、絶縁基板１００から保護部材１０４及びスペーサ５００を取り外す。
【００３０】
続いて、図６を参照して、他の一部の実施形態について説明する。図６（ａ）に示す実施形態では、溝１０２を形成する前に、有効領域１０１に形成された半導体回路を覆う平坦化膜６０１を形成する。平坦化膜６０１は半導体回路を保護する。平坦化膜６０１の材料として例えばポリイミドを用いうる。その後の工程は図１の実施形態と同様であるので説明を省略する。図６（ａ）に示す実施形態では、保護部材１０４は、平坦化膜６０１も覆う。
【００３１】
図６（ｂ）に示す実施形態では、溝１０２を形成する前に、有効領域１０１に形成された半導体回路を覆う平坦化膜６０１を形成し、その上にシンチレータ層６０２を形成する。さらに、シンチレータ層６０２を覆う耐湿膜６０３を形成する。シンチレータ層６０２は放射線を可視光に変換する。シンチレータ層はＧＯＳやＣｓＩで形成されうる。耐湿膜６０３はシンチレータ層６０２に水分が侵入することを抑制する。耐湿膜６０３は例えばホットメルト樹脂で形成される。その後の工程は図１の実施形態と同様であるので説明を省略する。図６（ｂ）に示す実施形態では、保護部材１０４は、平坦化膜６０１、シンチレータ層６０２及び耐湿膜６０３も覆う。
【００３２】
図６（ｃ）に示す実施形態では、保護部材１０４の代わりに支持部材６０４及び封止部材６０５を有する点で図６（ｂ）に示す実施形態とは異なり、その他の点は同様である。封止部材６０５は溝１０２を覆うように形成される。封止部材６０５は溝１０２と同様に、有効領域１０１を全周的に囲むように形成される。封止部材６０５は保護部材１０４と同様に、耐エッチング部材としての役割を有する。封止部材６０５として、例えば硬化型の有機材料を用いうる。支持部材６０４は、耐エッチング性を有してもよいし、有していなくてもよい。支持部材６０４が耐エッチング性を有していない場合（例えばガラスである場合）に、支持部材６０４を十分な厚さすることによって、支持部材６０４及び封止部材６０５によって封止された空間内にエッチング薬剤が入り込むことを抑制できる。
【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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