(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｂｒをアルコールで希釈した溶液に、前記アルコールよりも比重が小さく、かつ前記アルコールに難溶解性の液体である封止液を加えたエッチング液に、ウエハを浸漬させて前記ウエハをエッチングするエッチング工程を備え、
前記封止液は、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカンのいずれか１つで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２】
Ｂｒをアルコールで希釈した溶液に、前記アルコールよりも比重が小さく、かつ前記アルコールに難溶解性の液体である封止液を加えたエッチング液に、ウエハを浸漬させて前記ウエハをエッチングするエッチング工程を備え、
前記エッチング工程の前に、前記ウエハにメタノール、エタノール、イソプロピルアルコールのいずれか１つを付着させることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】
Ｂｒをアルコールで希釈した溶液に、前記アルコールよりも比重が小さく、かつ前記アルコールに難溶解性の液体である封止液を加えたエッチング液に、ウエハを浸漬させて前記ウエハをエッチングするエッチング工程を備え、
前記エッチング工程の前に、前記ウエハにアセトンを付着させることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記エッチング工程は遮光環境下で実施することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば半導体レーザなどに用いられる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、Ｂｒをアルコールで希釈したエッチング液（Ｂｒ−アルコール液という）にウエハを浸漬し、ウエハをエッチングする技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０４−１８６６８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
Ｂｒ−アルコール液を用いると、時間の経過とともにアルコールが揮発する。アルコールが揮発すると、Ｂｒ−アルコール液におけるＢｒ濃度が上昇してエッチングレートが経時変化することがあった。
【０００５】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、Ｂｒ−アルコール液を有するエッチング液のエッチングレートを安定させることができる半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願の発明に係る半導体装置の製造方法は、Ｂｒをアルコールで希釈した溶液に、該アルコールよりも比重が小さく、かつ該アルコールに難溶解性の液体である封止液を加えたエッチング液に、ウエハを浸漬させて該ウエハをエッチングするエッチング工程を備え、該封止液は、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカンのいずれか１つで形成されることを特徴とする。
本願の発明に係る半導体装置の製造方法は、Ｂｒをアルコールで希釈した溶液に、該アルコールよりも比重が小さく、かつ該アルコールに難溶解性の液体である封止液を加えたエッチング液に、ウエハを浸漬させて該ウエハをエッチングするエッチング工程を備え、該エッチング工程の前に、該ウエハにメタノール、エタノール、イソプロピルアルコールのいずれか１つを付着させることを特徴とする。
本願の発明に係る半導体装置の製造方法は、Ｂｒをアルコールで希釈した溶液に、該アルコールよりも比重が小さく、かつ該アルコールに難溶解性の液体である封止液を加えたエッチング液に、ウエハを浸漬させて該ウエハをエッチングするエッチング工程を備え、該エッチング工程の前に、該ウエハにアセトンを付着させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、封止液によりアルコールの揮発を防止するため、エッチング液のエッチングレートを安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す図である。
【図２】容器に入れられたエッチング液Ａの写真である。
【図３】実施例のエッチング液Ａを用いた場合のエッチングレートの経時変化と比較例のエッチング液Ｂを用いた場合のエッチングレートの経時変化を示すグラフである。
【図４】ヘキサンがＢｒ−メタノール液の封止液として機能することを示す写真である。
【図５】ｎ−オクタンがＢｒ−メタノール液の封止液として機能することを示す写真である。
【図６】２,２,４−トリメチルペンタンがＢｒ−メタノール液の封止液として機能することを示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態．
図１は、本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す図である。容器１０には、Ｂｒ−アルコール液１２が入れられている。Ｂｒ−アルコール液１２とは、Ｂｒをアルコールで希釈した溶液である。
【００１０】
Ｂｒ−アルコール液１２としては、Ｂｒをメタノールで希釈したＢｒ−メタノール液や、Ｂｒをエタノールで希釈したＢｒ−エタノール液を採用できる。しかしながら、メタノールやエタノール以外のアルコールを用いてもよい。
【００１１】
容器１０の中には、Ｂｒ−アルコール液１２に加えて、封止液１４も入れられている。封止液１４は、アルコールよりも比重が小さく、かつアルコールに難溶解性の液体である。Ｂｒ−アルコール液１２と封止液１４をまとめてエッチング液１５と称する。封止液１４はアルコールよりも比重が小さいので、エッチング液１５中においてＢｒ−アルコール液１２よりも上層を占める。Ｂｒ−アルコール液１２は、封止液１４により封止されて、外部への露出がなくなる。
【００１２】
封止液１４としては、アルカンの有機溶剤を採用することが好ましい。アルカンは、単結合のみを持つ炭化水素であって、直鎖アルカンで言えば、メタン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン、トリデカン等がある。さらに、構造異性体を含めると数多くのアルカンが存在する。表１にアルカンの特性を比較したものを示す。
【００１３】
【表１】
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【００１４】
ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカンはメタノールに比べて比重が小さく、ヘプタン、オクタン、デカンはメタノールよりも蒸気圧が低い傾向にある。また、アルカンは炭素数が増えるにつれてメタノールに溶解しにくくなる。これらを考慮して、封止液１４としては、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカンのいずれか１つを選択することが好ましい。
【００１５】
上述のエッチング液１５にウエハ１６を浸漬してエッチング工程を実施する。ウエハ１６はＢｒでエッチング可能なＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＧａＰなどの化合物半導体で形成されている。また、ウエハ１６は、Ｂｒでエッチングされるものであれば特に限定されないので、Ｓｉ、ＳｉＣ、ＧａＮ基板上にエピタキシャル層を形成したものでもよい。
【００１６】
本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法によれば、封止液１４によりＢｒ−アルコール液１２のアルコールの揮発を抑制できる。よって、エッチング液１５の成分が経時変化することを防止し、安定したエッチングレートでウエハをエッチングできる。
【００１７】
特に、本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法は、半導体レーザにおけるＩｎＰ系の結晶とＧａＡｓ系の結晶を同時にエッチングしてメサ構造を形成するのに有効である。本発明の実施の形態に係るＢｒ−アルコール液１２により安定したエッチングレートでメサ構造を形成できる。その他、例えば、ＭＯＣＶＤ装置を用いてウエハ上にエピタキシャル層を成長させた際にウエハ裏面に回りこんだ不要な結晶の除去にもエッチング液１５を用いることができる。
【００１８】
ところで、ウエハをエッチング液１５に浸漬するときにウエハ１６表面に封止液１４が吸着し、エッチングレートをばらつかせることがある。そこで、ウエハに封止液１４が吸着しないように、エッチング工程の前に、ウエハに有機溶剤を付着させるとよい。ウエハに封止液が吸着するのを防止するためにウエハに付着させる有機溶剤を「保護用有機溶剤」と称する。保護用有機溶剤としては、封止液１４と混じりにくいものを選択する。封止液１４として非極性溶媒であるアルカンの有機溶剤を採用した場合は、保護用有機溶剤としては極性溶媒を採用すると保護用有機溶剤と封止液１４の混合を防止できる。保護用有機溶剤として、例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコールのいずれか１つを用いることができる。
【００１９】
保護用有機溶剤をウエハに付着させるために、ウエハを、保護用有機溶剤に浸漬する。これによりウエハ１６の表面に封止液１４が吸着することを防止し、エッチング工程におけるエッチングレートを安定させることができる。
【００２０】
保護用有機溶剤は、封止液との混合を防止するものに限定されず、封止液にもアルコールにも溶解する溶剤を選択してもよい。この場合、保護用有機溶剤として、例えば、アセトンを用いることができる。
【００２１】
アルカンは、σ結合のみでできているため非常に反応性の低い化合物であるが、ＣｌやＢｒ等とハロゲン化反応を起こす事が知られている。この反応は、高温又は光の存在下でのみ起こる。そのため、エッチング液１５は低温、遮光の環境下で保管することが好ましい。エッチング液１５の遮光は、例えば、容器１０に蓋をすればよい。
【実施例１】
【００２２】
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明は実施例に限定されない。
【００２３】
（実施例）
体積比で９５％のメタノールと５％のＢｒの混合液３００ｍｌ、メタノール１８００ｍｌ、及びｎ−デカン３００ｍｌを１５０×１７０×１９０ｍｍ３のパイレックス（登録商標）ガラス製容器に入れて攪拌して、エッチング液Ａを作製した。図２は、容器に入れられたエッチング液Ａの写真である。エッチング液Ａは、封止液であるｎ−デカンとＢｒ−メタノール液とが分離した状態を呈した。ｎ−デカンは、メタノールよりも比重が小さいので、Ｂｒ−メタノール液の上層に位置した。これによりＢｒ−メタノール液は封止液であるｎ−デカンにより封止されて、外部への露出がなくなった。
【００２４】
エッチング液Ａは、イエロークリーンルーム内のプッシュプル型換気装置（いわゆるドラフト）の中で、常温保管した。また、エッチング液Ａを入れた容器には蓋をせずに、開放状態で保管した。
【００２５】
エッチング液Ａを用いてエッチングするウエハとして、２インチの化合物半導体ウエハであるＩｎＰ基板を用いた。エッチング工程では、このＩｎＰ基板を常温のメタノール液（保護用有機溶剤）に１０秒間浸漬させた後、エッチング液Ａに３０分間浸漬させた。その後、純水洗浄を１０分間行い、最後に窒素ブローによりＩｎＰ基板を乾燥させた。
【００２６】
ＴＥＳＡ製の両面ダイヤルゲージを用いてエッチング工程前後のウエハの厚みを測定し、エッチング液Ａのエッチングレートを算出した。
【００２７】
（比較例）
体積比で９５％のメタノールと５％のＢｒの混合液３００ｍｌ、及びメタノール１８００ｍｌを１５０×１７０×１９０ｍｍ３のパイレックス（登録商標）ガラス製容器に入れて攪拌して、エッチング液Ｂを作製した。エッチング液Ｂの保管やエッチング工程は上記の実施例で示した内容と同じとした。また、実施例の場合と同様にエッチング液Ｂのエッチングレートを算出した。
【００２８】
（評価）
エッチング液Ａ、Ｂについて、ＩｎＰ基板のエッチングレートの経時変化を評価した。図３は、実施例のエッチング液Ａを用いた場合のエッチングレートの経時変化と比較例のエッチング液Ｂを用いた場合のエッチングレートの経時変化を示すグラフである。比較例のエッチング液Ｂは、エッチング液を作製してから２４時間を経過すると急激にエッチングレートが上昇した。そして、５０時間経過後にはメタノールが完全に揮発したため、エッチングレートを評価する事ができなかった。比較例のエッチング液Ｂを用いたときにエッチングレートが上昇したのは、メタノールの揮発によってエッチング液Ｂの中のＢｒ濃度が高まったためと考えている。
【００２９】
一方、エッチング液Ａについては、エッチング液を作製してから１２０時間経過後もエッチングレートが変化しなかった。これは、封止液として用いたｎ−デカンが、メタノールの揮発を抑制しエッチング液Ａ中のＢｒ濃度を長時間に渡って安定させているためと考えている。
【００３０】
エッチング液Ｂに比べてエッチング液Ａの方が、エッチング液作製直後のエッチングレートが低くなった。これはエッチング液中のＢｒ濃度の違いによるものと考えている。すなわち、エッチング液Ａでは、ほとんどのｎ−デカンはメタノールと分離しているが、少量のｎ−デカンはメタノール液中に溶解する。それによってエッチング液ＡのＢｒ濃度が低下すると考えている。
【００３１】
なお、封止液として、ヘキサン、ｎ−オクタン、２,２,４−トリメチルペンタンを用いた実験を行い、Ｂｒ−メタノール液の封止液として利用する事が出来る事を確認した。図４は、ヘキサンがＢｒ−メタノール液の封止液として機能することを示す写真である。図５は、ｎ−オクタンがＢｒ−メタノール液の封止液として機能することを示す写真である。図６は、２,２,４−トリメチルペンタンがＢｒ−メタノール液の封止液として機能することを示す写真である。
【００３２】
以上のように本発明によればＢｒ−アルコール液のエッチングレートを安定させることができる。
【符号の説明】
【００３３】
１０  容器、  １２  Ｂｒ−アルコール液、  １４  封止液、  １５  エッチング液、  １６  ウエハ
【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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