(57)【要約】【課題】半導体基板の表面をなるべく簡単に保護しつつも，裏面層を選択的にエッチングすることが可能な方法を提供する。【解決手段】表面と裏面が異なる層で形成された半導体基板１の裏面層１０を選択的にエッチングする方法であって，耐エッチャント性を有する樹脂膜２を半導体基板１の表面に貼り合せて表面を保護した後，エッチャントにより半導体基板１の裏面層１０をエッチングし，その後，半導体基板１の表面から樹脂膜１０を剥離する。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面と裏面が異なる層で形成された半導体基板の裏面層を選択的にエッチングする方法であって，
耐エッチャント性を有する樹脂膜を前記半導体基板の表面に貼り合せて表面を保護した後，エッチャントにより半導体基板の裏面層をエッチングし，その後，前記半導体基板の表面から樹脂膜を剥離することを特徴とする，半導体基板のエッチング方法。
【請求項２】
前記樹脂膜に対し，割れていない半導体基板をそのまま貼り合せるか，もしくは，前記樹脂膜に対し，割れた複数片を原型に組合わせた形で半導体基板を貼り付けて表面を保護することを特徴とする，請求項１に記載の半導体基板のエッチング方法。
【請求項３】
前記樹脂膜として，ドライフィルムフォトレジストを使用することを特徴とする，請求項１又は２に記載の半導体基板のエッチング方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，半導体基板のエッチング方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＥＤの製造工程においては，半導体基板の表面にエピタキシャル成長層を形成した後に，高出力を得るために裏面層（エピタキシャル成長層を形成する前の基板）を除去をしたり，あるいは，チップ厚みを所定の厚みに調整するために，裏面層のエッチングを行っている。半導体基板のエッチング方法として一般的な湿式エッチングでは，適当な組成のエッチャントを用いることによって，半導体基板の裏面層を選択的にエッチングし，除去する。
【０００３】
ところが，半導体基板（裏面層）と表面層であるエピタキシャル成長層の組成が近い場合，裏面層のみを選択的にエッチングすることは困難であり，半導体基板の表面層であるエピタキシャル成長層もエッチングされてしまう。また，揺動や回転を伴う湿式エッチングの場合，エッチング中に半導体基板が割れ，飛散することがある。
【０００４】
このため従来は，例えば裏面層と表面層であるエピタキシャル成長層の組成が近い等の理由で選択エッチングが困難な場合などには，エピタキシャル成長層の表面に熱硬化性樹脂をスピンコートなどの方法で塗布し，加熱して硬化させることにより，エピタキシャル成長層の表面に熱硬化性樹脂の層を形成し，保護した後，エッチングを行っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，熱硬化性樹脂を用いる方法によると，熱硬化性樹脂の層を形成する工程や，エッチング後に熱硬化性樹脂の層を剥離する工程に時間を要し，簡便でない。このため，生産性の向上がはかりにくい。また，エッチング前に割れてしまった半導体基板については，割れた複数片を原型に組合わせた形でスピンコートによって表面に熱硬化性樹脂を塗布することが困難である。
【０００６】
本発明の目的は，半導体基板の表面をなるべく簡単に保護しつつも，裏面層を選択的にエッチングすることが可能な方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために，本発明にあっては，表面と裏面が異なる層で形成された半導体基板の裏面層を選択的にエッチングする方法であって，耐エッチャント性を有する樹脂膜を前記半導体基板の表面に貼り合せて表面を保護した後，エッチャントにより半導体基板の裏面層をエッチングし，その後，前記半導体基板の表面から樹脂膜を剥離することを特徴としている。
【０００８】
この場合，前記樹脂膜に対し，割れていない半導体基板をそのまま貼り合せるか，もしくは，前記樹脂膜に対し，割れた複数片を原型に組合わせた形で半導体基板を貼り付けて表面を保護することができる。なお，前記樹脂膜として，例えばドライフィルムフォトレジストを使用する。
【０００９】
本発明によれば，半導体基板の表面にドライフィルムフォトレジストなどの耐エッチャント性を有する樹脂膜を貼り合せることにより，容易に半導体基板の表面を保護することができる。その際，エッチング前に半導体基板が割れてしまったような場合でも，割れた半導体基板の複数片を原型に組合わせた形に揃えて，表面に樹脂膜を貼り合せることにより，容易に半導体基板の表面を保護することができる。
【００１０】
そして，エッチング中は，半導体基板の表面が樹脂膜で保護されることにより，表面層がエッチングされることはなく，裏面層のみを選択的にエッチングすることができる。この場合，前述したようにエッチング前に割れてしまった半導体基板であっても，原型に組合わせた形に揃えて表面に樹脂膜を貼り合せることにより，原型を保ったまま処理できるので，割れていない半導体基板と同様の治具などで半導体基板を固定し，エッチングすることができる。
【００１１】
更に，エッチング中において，エッチャント中での揺動や回転によって半導体基板が割れたような場合でも，樹脂膜によって保持されるため，割れた半導体基板の複数片が飛散する心配がない。また，裏面層をエッチングした後，半導体基板の表面から樹脂膜を容易に剥離することもできる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下，本発明の好ましい実施の形態を，図面を参照にして説明する。図１は，本発明の実施の形態かかるエッチング方法に使用する半導体基板（ウェハ）１と樹脂膜２を示す斜視図である。
【００１３】
半導体基板１は，円盤形状をなし，例えばＬＥＤチップなどの製造に使用されるものである。図２は，半導体基板１の縦断面図である。図２に示すように，半導体基板１は，裏面層（図示の例では下層）１０の表面（図示の例では上面）に，エピタキシャル成長層（表面層）１１を形成した２層構造になっている。裏面層１０は，エピタキシャル成長層１１を形成する前の基板であり，その基板（裏面層１０）の表面にエピタキシャル成長を行うことにより，エピタキシャル成長層１１を形成している。
【００１４】
樹脂膜２は，耐エッチャント性を有するものであり，この実施の形態では，ドライフィルムフォトレジストを使用する。ドライフィルムフォトレジストは，加熱することで簡単に半導体基板１にラミネートすることができる。また，有機溶剤を用いることにより，速やかに溶解し，半導体基板１から除去することができる。
【００１５】
この半導体基板１をエッチングする場合，予め，図３に示すように，半導体基板１表面のエピタキシャル成長層１１に樹脂膜２を貼り付ける。その際，半導体基板１をホットプレートの上に載せて約８０℃まで加熱し，半導体基板１のエピタキシャル成長層１１に樹脂膜２を被せて擦りつけるだけで，簡単に半導体基板１表面を樹脂膜２でラミネートすることができる。こうして，半導体基板１を補強し，エピタキシャル成長層１１がエッチングされないように保護する。
【００１６】
ラミネート後，半導体基板１をホットプレートから下ろし，半導体基板１の周囲にはみ出ている余分な樹脂膜２を，半導体基板１の外縁形状に沿って切り取る。そして，樹脂膜２はパターン形成および硬化させずに使用し，この樹脂膜２で表面が保護された半導体基板１をエッチャントによりエッチングする。なお，半導体基板１の周囲にはみ出た余分な樹脂膜２が切り取られていることにより，この樹脂膜２で表面が保護された半導体基板１は，半導体基板１の原形を保っているので，通常の治具などで半導体基板１を固定し，エッチングすることができる。
【００１７】
エッチング中，半導体基板１の表面にラミネートされた樹脂膜２は剥離せず，エピタキシャル成長層１１をエッチャントから保護した状態で，半導体基板１の裏面層１０のみにエッチャントを接触させ，裏面層１０を選択的にエッチングすることが可能となる。エッチング中，エッチャント内での揺動や回転によって仮に半導体基板１が割れたような場合でも，樹脂膜２によって保持されるため，割れた半導体基板１の複数片が飛散する心配がない。こうして裏面層１０を除去，もしくは，所望の厚みに調整し，図４に示すように，エッチングが終了する。
【００１８】
エッチング終了後，図５に示すように，半導体基板１の表面（エピタキシャル成長層１１）から樹脂膜２を剥離する。この場合，有機溶剤を用いることにより，速やかに樹脂膜２を溶解させ，半導体基板１の表面から除去することができる。なお，エピタキシャル成長層１１の表面に残った樹脂膜２の残渣成分は，アセトンで煮沸することにより，溶解除去することができる。こうして，裏面層１０を選択的にエッチングすることにより，例えば裏面層１０が除去された，高出力型のＬＥＤの製造が可能となる。
【００１９】
次に，図６は，本発明の別の実施の形態かかるエッチング方法に使用する半導体基板１と樹脂膜２を示す斜視図である。図６に示す半導体基板１においても，図１と同様に，半導体基板１は裏面層１０の表面にエピタキシャル成長層１１を形成した２層構造の円盤形状をなすものであるが，この実施の形態では，半導体基板１は，エッチング前において複数片１’に割れてしまっている。なお，樹脂膜２については，先に図１〜５に示したものと同様，耐エッチャント性を有するドライフィルムフォトレジストである。
【００２０】
このように半導体基板１が複数片１’に割れてしまっている場合は，図６に示すように，予め複数片１’を半導体基板１の原型（円盤形状）に組合わせ，揃えた形で樹脂膜２に対して貼り合せる。こうして，割れてしまった半導体基板１であっても，各複数片１’が飛散しないように保持して，半導体基板１の表面を保護する。そして，先に図２〜５で説明した手順で処理を行うことにより，割れていない半導体基板１と同様にエッチングを行うことが可能となる。この場合，半導体基板１の原型を保ったまま処理できるので，割れていない半導体基板１と同様の治具などで半導体基板１を固定し，エッチングすることもできる。こうして，割れていない一枚の半導体基板１を貼り合せた場合と同様に，裏面層１０を選択的にエッチングすることにより，同様に高出力型のＬＥＤの製造が可能となる。
【００２１】
以上，本発明の好ましい実施の形態の一例を示したが，本発明は，ここに例示した形態に限定されない。例えば，本発明方法によってエッチングする半導体基板は，２層構造に限られず，３層構造以上の半導体基板について本発明を適用してもよい。また，樹脂膜として，ドライフィルムフォトレジストの他，耐エッチャント性を有する種々の樹脂膜を使用することができる。
【００２２】
【実施例】
厚み３００μｍのＧａＡｓ基板上にＡｌＧａＡｓ層をエピタキシャル成長した半導体基板を，弗素樹脂製シートを敷いたホットプレート上で８０℃に加熱し，エピタキシャル成長層の表面に樹脂膜としてドライフィルムフォトレジストを被せ，上から軽く擦ってラミネートした。この際，割れていない半導体基板については表面にそのままドライフィルムフォトレジストを貼り合せるが，エッチング前に割れてしまった半導体基板については，割れた複数片を原型に組合わせた形（円盤形状）にしてドライフィルムフォトレジストを貼り合せ，半導体基板の表面を保護した。なお，ドライフィルムフォトレジストの保護フィルムは剥がさずに使用した。
【００２３】
ラミネート後，速やかに半導体基板をホットプレートから下ろし，半導体基板の形状に沿って余分なドライフィルムフォトレジストと保護フィルムを切り取った。ドライフィルムフォトレジストは，パターン形成および硬化させずに使用した。また，ドライフィルムフォトレジストをラミネートしてから半導体基板のエッチングを開始するまでの間は，感光しないようにイエロールーム内で保管した。
【００２４】
半導体基板のエッチングは６０℃に保持した恒温槽中で，ＮＨ４ＯＨ，Ｈ２Ｏ２，Ｈ２Ｏからなるエッチャントを用いて行った。恒温槽内では１８個の容器に半導体基板を１枚ずつ入れ，６０回／ｍｉｎの揺動を加えながら９０ｍｉｎのエッチングで裏面層となるＧａＡｓ基板を完全に除去した。このとき，エピタキシャル成長層の表面は保護されているのでエッチングされることはなかった。また，割れた半導体基板はドライフィルムフォトレジストによって保持されており，容器内に飛散することはなかった。
【００２５】
エッチング終了後，半導体基板を純水で洗浄し，その後，平坦な台上に半導体基板をドライフィルムフォトレジストを上にして置き，ドライフィルムフォトレジストを丁寧に剥離した。ドライフィルムフォトレジストは，簡単に剥離することができた。ドライフィルムフォトレジストを剥離した後の半導体基板にはドライフィルムフォトレジストの残渣成分が残っているが，これをアセトン中に浸漬，煮沸することで速やかに溶解除去することができた。
【００２６】
この実施例において，エッチング中に半導体基板が割れた場合でも，半導体基板はドライフィルムフォトレジストで保持され，飛散しないことを確認した。また，エッチング前に割れている半導体基板でも，原型に組合わせて処理することにより，処理枚数を減らすことができた。
【００２７】
（比較例）
先ず，半導体基板の表面を保護せずにエッチングを実施したところ，エピタキシャル成長層も徐々にエッチングされていった。また，割れた半導体基板が治具から飛散することもみられた。
【００２８】
次に，熱硬化性樹脂で表面保護して半導体基板のエッチングを実施した。厚み３００μｍのＧａＡｓ基板上にＡｌＧａＡｓ層をエピタキシャル成長した半導体基板のエピタキシャル成長層表面に熱硬化性樹脂を塗布した。熱硬化性樹脂は液状の状態で，スピンコーターを使用して均一に塗布し，オーブンで加熱，硬化させた。硬化時間は８０℃×１５ｍｉｎ，２００℃×１ｈ，３５０℃×２ｈである。
【００２９】
半導体基板のエッチングは，６０℃に保持した恒温槽中，ＮＨ４ＯＨ，Ｈ２Ｏ２，Ｈ２Ｏからなるエッチャントを用いて行った。恒温槽内では１８個の容器に半導体基板を１枚ずつ入れ，６０回／ｍｉｎの揺動を加えながら９０ｍｉｎのエッチングでＧａＡｓ基板（裏面層）を完全に除去した。このとき，エピタキシャル成長層の表面は保護されているのでエッチングされることはなかった。また，半導体基板は熱硬化性樹脂によって保持されており，割れて容器内に飛散することはなかった。
【００３０】
エッチング終了後，半導体基板を純水洗浄し，その後，専用の樹脂剥離液を用いて熱硬化性樹脂を剥離した。熱硬化性樹脂の剥離時間は３５ｍｉｎである。
【００３１】
本比較例による方法でもエッチング時の保護膜としての性能には問題ないが，熱硬化性樹脂ではエッチング前に割れている半導体基板を貼り合わせることは困難である。また，塗布・硬化・剥離の工程が加わるため，本発明に比べると，簡便性，生産性の点で劣っている。
【００３２】
【発明の効果】
ドライフィルムフォトレジストなどの樹脂膜を用いることにより，半導体基板の表面を簡単に保護しつつ，裏面層を選択的にエッチングすることが可能となる。また，エッチング前に割れてしまった半導体基板でも１枚に貼り合わせてエッチングでき，生産性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態かかるエッチング方法に使用する半導体基板と樹脂膜を示す斜視図である。
【図２】半導体基板の縦断面図である。
【図３】半導体基板表面のエピタキシャル成長層に樹脂膜を貼り付けた状態を示す縦断面図である。
【図４】エッチングが終了した状態を示す縦断面図である。
【図５】半導体基板の表面から樹脂膜を剥離状態を示す縦断面図である。
【図６】本発明の別の実施の形態かかるエッチング方法に使用する半導体基板と樹脂膜を示す斜視図であり，この実施の形態では，半導体基板がエッチング前に割れてしまっている。
【符号の説明】
１　　半導体基板
２　　樹脂膜
１０　裏面層
１１　エピタキシャル成長層
【図１】
2004119843.tif 000003
【図２】
2004119843.tif 000004
【図３】
2004119843.tif 000005
【図４】
2004119843.tif 000006
【図５】
2004119843.tif 000007
【図６】
2004119843.tif 000008