(57)【要約】【課題】反り量が小さい半導体装置を製造する。【解決手段】本発明の製造方法は、処理対象物１９のガラス部材１８が形成された面に微小粒子を含む空気２１を吹き付け、ガラス部材１８の間に位置する絶縁膜１４を研磨除去し、ガラス部材１８の間に基板１５の表面が露出した後も微小粒子を含む空気２１の吹き付けを続け、その表面部分を研磨除去すると、微小粒子の衝突によって処理対象物１９の反りが軽減される。従って、ガラス部材１８を形成する工程で処理対象物１９に反りが生じたとしても、絶縁膜１４を除去する工程で処理が解消されるので、変形量の小さい半導体装置を製造することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板の表面に配置された絶縁膜とを有する処理対象物であって、前記処理対象物の前記絶縁膜が配置された面に位置し、側面に前記基板が露出し、互いに交差された複数本の溝を有する処理対象物の、
前記各溝内に露出する前記基板表面にガラス部材をそれぞれ形成し、
前記ガラス部材間に位置する前記絶縁膜を除去して前記基板を露出させ、
前記基板の露出した部分に電極膜を形成する半導体装置の製造方法であって、
前記絶縁膜の除去は、前記絶縁膜の表面に微小粒子を吹き付け、前記絶縁膜を研磨除去する半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記絶縁膜の除去は、前記基板の表面を露出させた後も、前記微小粒子の吹き付けを続け、前記基板の表面部分を研磨除去する請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記絶縁膜の除去は、前記基板を０．１μｍ以上１．０μｍ以下の所定深さ研磨除去する請求項２記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記絶縁膜の除去は、前記基板の表面を露出させてから、１秒以上１０秒以下の所定時間の間研磨除去する請求項２記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体装置の製造技術に関し、特に、半導体装置の絶縁膜を除去するエッチング技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５（ａ）の符号１１９は従来技術の半導体装置の製造方法に用いられる処理対象物の一例を示しており、処理対象物１１９は基板１１５と、絶縁膜１１４とを有している。基板１１５はオーミック接続層１１１と、第一、第二の半導体層１１２、１１３とを有しており、オーミック接続層１１１と、第一、第二の半導体層１１２、１１３は記載した順に積層され、絶縁膜１１４は第二の半導体層１１３の表面に配置されている。
【０００３】
処理対象物１１９の絶縁膜１１４が配置された側の面には溝１１６が形成されており、溝１１６の内部にガラスを付着させた後、全体を所定温度で加熱すると付着したガラスが焼成され、溝１１６の内部に露出する基板１１５を覆うガラス部材１１８が形成される（図５（ｂ））。
【０００４】
ガラス部材１１８が形成された状態では、ガラス部材１１８の間に絶縁膜１１４の表面が露出しており、その状態の処理対象物１１９をエッチング液に浸漬すると、絶縁膜１１４がエッチング除去され、ガラス部材１１８の間に基板１１５の表面が露出する（図５（ｃ））。
【０００５】
次いで、処理対象物１１９をエッチング液から引き上げ、洗浄した後、ガラス部材１１８の間に露出する基板１１５表面と、オーミック接続層１１１の表面に電極１２５、１２６を形成する（図５（ｄ））。
【０００６】
電極１２５、１２６が形成された状態の処理対象物１１９を、各溝１１６を二分するように切断すると、処理対象物１１９が複数に分割され、ダイオード素子が得られる。
【０００７】
ところで、基板１１５の構成材料と、ガラス部材１１８の構成材料とは熱膨張係数が異なるため、ガラスの焼成後、処理対象物１１９が冷却されるときに熱膨張係数の差によって処理対象物１１９に反りが生じることがある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記従来技術の不都合を解決するために創作されたものであり、その目的は、反り等の変形を軽減する半導体装置の製造方法を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、基板と、前記基板の表面に配置された絶縁膜とを有する処理対象物であって、前記処理対象物の前記絶縁膜が配置された面に位置し、側面に前記基板が露出し、互いに交差された複数本の溝を有する処理対象物の、前記各溝内に露出する前記基板表面にガラス部材をそれぞれ形成し、前記ガラス部材間に位置する前記絶縁膜を除去して前記基板を露出させ、前記基板の露出した部分に電極膜を形成する半導体装置の製造方法であって、前記絶縁膜の除去は、前記絶縁膜の表面に微小粒子を吹き付け、前記絶縁膜を研磨除去する半導体装置の製造方法である。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の半導体装置の製造方法であって、前記絶縁膜の除去は、前記基板の表面を露出させた後も、前記微小粒子の吹き付けを続け、前記基板の表面部分を研磨除去する半導体装置の製造方法である。
請求項３記載の発明は、請求項２記載の半導体装置の製造方法であって、前記絶縁膜の除去は、前記基板を０．１μｍ以上１．０μｍ以下の所定深さ研磨除去する請求項２記載の半導体装置の製造方法。
請求項４記載の発明は、請求項２記載の半導体装置の製造方法であって、前記絶縁膜の除去は、前記基板の表面を露出させてから、１秒以上１０秒以下の所定時間の間研磨除去する半導体装置の製造方法である。
【００１０】
尚、本発明で微小粒子とは平均粒径が０．１μｍ以上１００μｍ以下の粒子を示す。
本発明は上記のように構成されており、絶縁膜に微小粒子を吹き付ける際に、絶縁膜が除去されるだけではなく、微小粒子が処理対象物に衝突することで、処理対象物の反りが軽減されるので、基板と熱膨張係数の異なるガラスを用いたとしても、反り量の小さい半導体装置が得られる。
【００１１】
ガラス部材の間に位置する絶縁膜の膜厚と、基板の研磨除去される表面部分の膜厚の合計よりも、ガラス部材の膜厚を大きくすれば、絶縁膜を除去する工程でガラス部材をマスクにより保護しなくても、ガラス部材を処理対象物上に残すことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の半導体装置の製造方法を説明する。
図２（ａ）の符号１９は本発明に用いられる処理対象物を示しており、処理対象物１９は基板１５と、絶縁膜１４と、複数本の溝１６とを有している。
【００１３】
基板１５はオーミック接続層１１と、オーミック接続層１１の表面に配置された第一の半導体層１２と、第一の半導体層１２の表面に配置された第二の半導体層１３とを有している。
【００１４】
ここでは、第一、第二の半導体層１２、１３の導電型はそれぞれＮ型と、Ｐ型であり、オーミック接続層１１の導電型は第一の半導体層１２と同じであって、第一の半導体層１２よりも高濃度になっている。従って、第一、第二の半導体層１２、１３の界面にはＰＮ接合が形成されている。
【００１５】
絶縁膜１４は基板１５の第二の半導体層１３が配置された側の面に形成されている。ここでは、絶縁膜１４は第二の半導体層１３表面に形成された熱酸化膜で構成されている。
【００１６】
各溝１６は細長であって、図１に示すように処理対象物１９の絶縁膜１４が配置された側の面に格子状に形成されている。各溝１６の深さは絶縁膜１４の膜厚よりは大きく、かつ、絶縁膜１４の膜厚と基板１５の膜厚との合計よりは小さくなっており、従って、各溝１６内の側面には基板１５が露出し、各溝１６内の基板１５よりも上方位置であって、溝１６の開口部の縁部分には絶縁膜１４が露出している。図２（ａ）と、後述する図２（ｂ）〜図２（ｅ）は図１のＡ−Ａ切断線断面図を示している。
【００１７】
この処理対象物１９を用いて半導体装置を製造するには、先ず、ガラスパウダーを有機溶媒に分散させて分散液を作製し、オーミック接続層１１をマスクで覆った状態で分散液に浸漬して電気泳動を行うと、オーミック接続層１１にはガラスが付着しないが、各溝１６の側面に露出する基板１５の表面と、各溝１６の開口部の縁部分に露出する絶縁膜１４の表面にガラスが付着する。
【００１８】
このとき、各溝１６の開口部周囲の絶縁膜１４表面にもガラスが付着するが、各溝１６間の絶縁膜１４の表面にはガラスが付着しない。ガラスが付着した状態の処理対象物１９を分散液から引き上げ、所定温度で加熱すると、付着したガラスが焼成され、溝１６の側面を覆うガラス部材が形成される。
【００１９】
図２（ｂ）の符号１８はガラス部材を示している。ガラスは各溝１６の開口部周囲の絶縁膜１４表面にも付着しているので、ガラス部材１８は溝１６の外周からはみ出すが、ガラス部材１８が溝１６の外周からはみ出す部分はわずかであり、ガラス部材１８の間には絶縁膜１４の表面が露出している。
【００２０】
次いで、サンドブラスト装置のノズルを処理対象物１９のガラス部材１８が形成された面に向け、図２（ｃ）に示すように、該ノズルから研磨剤の微小粒子を含む空気２１を吹き出し、処理対象物１９のガラス部材１８が配置された面に微小粒子を所定時間吹き付けると、ガラス部材１８の間に露出する絶縁膜１４が深さ方向に研磨除去され、図２（ｄ）に示すように基板１５の表面に位置する第二の半導体層１３が露出した後も、吹き付けが継続して行われ、第二の半導体層１３の表面部分が研磨除去される（サンドブラスト法）。
【００２１】
このとき、微小粒子の衝突によりガラス部材１８も研磨されるが、ガラス部材１８の膜厚は絶縁膜１４の膜厚と、第二の半導体層１３が研磨除去される膜厚の合計よりも大きくされているので、ガラス部材１８は処理対象物１９上に残る。
【００２２】
図３はサンドブラスト法により所定時間研磨を行った後の状態を示す拡大断面図である。第二の半導体層１３が露出した後も微小粒子の吹き付けを継続することで、第二の半導体層１３の表面部分は０．１μｍ以上１．０μｍ以下の所定深さだけ研磨除去されているが、第二の半導体層１３の膜厚は、研磨除去される深さよりも大きくされているので、第二の半導体層１３は完全には除去されず、ガラス部材１８の間には第二の半導体層１３の表面が露出している。
【００２３】
処理対象物１９として、深さ９０μｍの溝１６が形成された４インチシリコンウェハを用い、各組成物（ＳｉＯ２、ＰｂＯ、Ａｌ２Ｏ３）の重量比率が５０：４５：５であって、熱膨張係数が３９×１０−７／Ｋのガラスでガラス部材１８を構成した場合の、ガラス焼成直後と、サンドブラスト法による研磨終了後の処理対象物１９の反りを比較した。
【００２４】
ガラス焼成直後はガラス部材１８が形成された面を凹面として湾曲しており、その反り量は４００μｍと大きかった。他方、サンドブラストにより研磨を行った後は反転し、ガラス部材１８が形成された面を凸面として湾曲しており、その反り量は１００μｍと小さかった。
【００２５】
半導体装置の反りは、凹面、凸面の向きに係わらず、その反り量の絶対値が小さい方が好ましく、微小粒子を処理対象物１９に吹き付けて絶縁膜１４の研磨を行えば、絶縁膜１４が除去されるだけではなく、処理対象物１９の反りが軽減されることがわかる。
【００２６】
尚、ここでは微小粒子として、酸化アルミナ粒子（平均粒径１６μｍ、粒径は正規分布、ＭＡＳ＃８００で分粒）を用い、ノズルの内口径が７μｍ、微小粒子を含む空気２１の噴出圧が０．２ＭＰａの条件で、約６０秒間研磨除去を行った。研磨による処理対象物１９の膜厚減少量は１．４μｍ〜１．６μｍであり、研磨除去される前の絶縁膜１４の膜厚は０．８μｍであり、従って、基板１５は０．６μｍ程度深さ方向に研磨除去されたことになる。
【００２７】
絶縁膜１４の除去を終了した後、ガラス部材１８の間に露出した基板１５の表面と、オーミック接続層１１表面に、導電材料の膜を形成し、電極２５、２６を形成する（図２（ｅ））。
【００２８】
次いで、処理対象物１９を格子状の各溝１６が二分される位置で切断すると、処理対象物１９が複数に分割され、図４に示すように、四辺が二分された溝１６’で囲まれたダイオード素子１０が得られる。このダイオード素子１０の電極２５、２６をそれぞれ外部端子に接続し、ダイオード素子１０をプラスチックからなるモールド樹脂で封止すると、半導体装置が得られる。
【００２９】
以上は、微小粒子として酸化アルミナの粒子を用いる場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、微小粒子としては炭化ケイ素、酸化ジルコニウム等、種々の材料からなるものを用いることが可能であり、また、その平均粒径も特に限定されるものではない。
【００３０】
以上は、第一の半導体層１２とオーミック接続層１１をそれぞれＮ型とし、第二の半導体層１３をＰ型とする場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、オーミック接続層１１をＰ型とし、第一、第二の半導体層１２、１３をＮ型とすることもできる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、製造工程で処理対象物に反りが生じても、絶縁膜を除去する工程で反りが軽減されるので、反り量が小さい半導体装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】処理対象物の平面図
【図２】（ａ）〜（ｅ）：本発明による半導体装置の製造工程を説明するための断面図
【図３】研磨を終了した直後の処理対象物の拡大断面図
【図４】本発明により製造された半導体装置の断面図
【図５】（ａ）〜（ｄ）：従来技術の半導体装置の製造工程を説明するための断面図
【符号の説明】
１０……半導体装置（ダイオード素子）
１４……絶縁膜
１５……基板
１６……溝
１８……ガラス部材
１９……処理対象物
【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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