JPH0368126A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は半導体装置の製造方法に関し、特に半導体装
置の製造時におけるウェハ工程の改良に係るものである
。

〔従来の技術〕

従来、半導体装置を複数個同時Ｉこ製造するためにはウ
ェハと称する半導体基板を用い、成膜技術、写真製版技
術等の所望の技術を用いて、複数個の半導体装置を半導
体基板上に形成し、しかる後に１つ１つの半導体装置を
含ひ小片Ｃ以下チップと呼ぶ）に細分化することが通常
行われていた。この所望の半導体基板を用いて、所望の
半導体装置を形成する工程を通常ウェハ工程と呼人でい
るが、このウェハ工程についてはウニへの端部は各種処
理を施すｔこめの治具と接触したり、あるいはウェハを
取扱うビンセット等の工具による傷の発生等の種々の制
約から、良品チップが得られない領域が存在する。又、
ウェハは種々の制約から通常円形の薄板である（一部分
結晶方向を示す目的のため、切、り欠き（通常ファセッ
トとかオリエンテーションフラットとか称す））を有す
ることが多く、しかも半導体チップ表面ば適切長方形又
は正方形であるため、ウェハ端部では元々形状が不完全
なチップとなる部分が存在すること、以上の２つの原因
でウェハ端部においては良品チップが得られない領域が
存在するのに対して通常、この領域を明示せずにウェハ
工程を施していたため、ウェハ上の全チップの電気的特
性を何らかの方法で測定しくこの工程を通常ウェハテス
ト工程と称する）、不良のチップにマーキングを施した
後でも、ウェハ端はパターン欠陥がある可能性があるの
で、例えば目視検査を行ったり、あるいはウェハ端から
一律５ｍｍ以内は不良マークがなくともたとえ、電気的
にＯＫであっても無条件に不良とする等の方法を用いて
いた。

また、ウェハ上に同時に形成された半導体装置は、その
ウェハ上の半導体装置が真に目的と合致する緒特性を有
するかどうかが不明な場合（例えば、上記ウェハテスト
工程では測定が困難な高周波特性が要求される場合等）
、この場合にはウェハ上の半導体装置の緒特性をあらか
じめ測定し、判定基準に照らして合格の場合にのみ、そ
のウェハ上の残りのチップをウニハエ秋以後の工程（組
立て、検査工程）を行なうことが、主に経済性の点から
通常行なわれている。この場合、ウェハをいくつかの区
画に分けて、この区画から所望の方法で抜取ったチップ
を用いて組立て、検査工程を行なうので、この工程を先
行評価工程と呼んでいる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ウェハ端部においては上記のように不良とすべきチップ
のみが存在している領域が存在するにもかかわらず、従
来は乙の領域を明示せずにウェハ工程を行っていたため
、ウェハ工程が終了した後でこのウェハ上の全チップを
電気的に測定し、不良チップ上に何らかの不良マークを
付与した後でも端部のチップを目視検査し、形状不良と
したりウェハ端から例えば５ｍｍまでは無条件に不良チ
ップとする等の方策を施していたため、１ウニ八内の真
の良品チップ数を正確に把握することが困難で、特に１
ウニ八内に多量（例えば−５個）のチップが形成される
場合、良品チップ数を正確に把握するのは、多大の労力
を要していた。

また、ウェハ工程を実施するに際しては次のような問題
、む、ある。すなわち、従来から半導体装置を製造する
ためのウェハ工程においては通常の場合、処理される複
数枚のウェハを１つの単位ブロックとしてそれぞれの各
プロセス処理を行なうようにしており、この単位ブロッ
クを一般にロット（Ｌｏｔ　）と称している。そして、
この１０ツトを構成するウェハの枚数は、処理される各
プロセスに対応して適宜に設定され、普通、数枚ないし
数１０枚程度が実際のロフトサイズとして採用されてい
る。

また、前記ウェハ工程においては同一の処理を行う場合
、個々のウェハの識別を行う必要のないプロセスも存在
するが、多くの場合たとえ同一の処理をなすときでも、
ウェハ相互間のばらつきを確認したり、あるいは、１０
ツト中でも処理条件を一部変更したりするなどの必要が
あって、個々のウェハ毎にこれを識別するための文字お
よび／または数字などの記号（以下、識別記号と呼ぶ）
を記入するようにしていた。

ここで、この識別記号をウニへ面に記入、表示する方法
としては、次のような各手段がある。すなわち５ （ａ）ウェハの裏面あるいは表面にダイヤモンドペンな
どを用いて、手書きＩこより識別記号を罫書きする方法
。

（ｂ）ウェハ直上にレーザー光を用いて、識別記号を刻
示する方法。

（Ｃ）ウェハの表面に写真製版技術でフォトレジスト膜
を形成し、識別記号の表示装置、いわゆるウェハタイト
ラー装置を用いて識別記号を表示する方法。

上記のような個々のウェハに対する従来の識別記号の各
表示手段の場合それぞれ下記の特徴がある。すなわち、
まず、上記（ａ）の方法の場合には、識別記号を１枚ず
つのウェハに直接罫書きするので、費用が少なくて済む
という利点があるが、その記入自体が作業者の技量の程
度に左右されて均一に罫書きするのが困難であり、罫書
きの力が弱ければ明瞭な表示をなし得す、反対に力が強
すぎると罫書きに伴なって微少な粉末（かけら）が兄生
し、後にこれらがウェハを汚染したり、また、与えられ
る力によってウェハにストレスがたまるために、後工程
でこれがヒビ割れの原因になり易いという欠点があって
、簡便な方法ではあるが作業者に熟練さが要求されるも
のであった。

また、上記（ｂ）方法の場合にはレーザー光を発生させ
かつ制御するための特別な装置を必要とし、多額の費用
がかかると共に、完全上十分な注意を払わなければなら
ず、そしてまた、半導体ウェハの材料がシリコンである
ときには実使用上さしつかえないが、これが化合物半導
体ウェハ（例えばＧ　ａＡｓウェハ）であるときには、
レーザー光の照射時に結晶が分解して有害物質、つまり
ここではＡｓ化合物が発生するため適用できない方法で
あった。

さらζこ、上記（ｃ）方法の場合には写真製版技術を利
用してウェハタイトラー装置により、識別記号発生部（
通常、複数の文字と数字との組合せ表示が可能である。

）での遮光部分の組合せによるパターンを所望の光を照
射することで、ウェハ上に形成されたフォトレジスト膜
に転写して識別記号を表示させ得るのであるが、ここで
もウェハタイトラーなる特別な装置を必要とし、多額の
費用がかかるほか、識別記号表示のためだけに写真製版
工程を１回分余分に行なわなければならないという不利
があった。

この発明は上記で述べた主に２つの問題点を解決するた
めになされたもので、その目的とするところはウニ八面
上のもともと良品チップが採れない領域（主にウェハ端
部）を明確化することにより、良品チップ数を明確化す
ることｆこよう、良品テップ数を明確化させることを敢
て特別な装置などを用いることなしに、ウェハ百に識別
記号を簡単かつ容易に表示させ得るようにした半導体装
置の製造方法を提供するとともに、ウェハ上を所望の領
域（区画）に分割するための目印（パターン）を形成す
る方法を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る半導体装置の製造方法は、ウェハ工程の
スタートにあたり所望の成膜技術を用いてウニへの表面
全体に絶縁膜を形成し、しかる後に、ほぼウニ八全周に
沿って連続した境界を有するようウェハ端部ζこ合わせ
て、ウェハ上の所望の領域（区画）に分割するための目
印（パターン）を同時にこの絶縁膜を選択的に残すこと
により形成し、しかもこの残存させる絶縁膜内にウニへ
の識別記号を形成させようとするものである。

〔作用〕

この発明の半導体装置の製造方法は、ウェハ工程のスタ
ートにあたりウェハの外周部に絶縁膜が形成された領域
が形成されることにより、この絶縁膜残存部分は良品の
チップとなり得ない領域であることが後工程で明らかで
あるとともに、この絶縁膜残存部分内にウェハ識別記号
が形成されるのであるから、この記号はウェハ工程中、
明瞭に判別されることが可能であるとともに、ウェハを
分割するための目印（パターン）が絶縁膜残存部として
同時に形成されるため、ウェハ上の区画は明瞭に判別さ
せることが可能となる。

〔実施例〕

以下、この発明に係る半導体装置の製造方法の一実施例
を第１図〜第４図について説明する。

第１図〜第３図はこの発明の一実施例である前記問題点
を同時に解決するための実施方法の概要を示すそれぞれ
平百図及び断画図である。

第１図（ａｔ（ｂ）は所望の構造を有する半導体ウェハ
、例えば直径約５０閣のＧａＡｓウェハを示す。ここで
所望の構造を有するとは、このウェハ（１）上に形成せ
人とする半導体装置、例えばＧａＡｓＭＦＳＦＥＴに適
した濃度、厚みを有し、ＧａＡｓ基板上にエピタキシャ
ル成長された活性層を最上部に形成されたＧａＡｓウェ
ハ等を示す。

この第１図のウェハ（１）に所望の前処理を施しく例え
ば塩酸ボイルによりＧａＡｓ上のＧａピットをエツチン
グ除去した後、純水洗浄、乾燥等の処理）しかる後、例
えばプラズマＣＶＤ装置を用いて、ウェハ上面全体にＳ
ｉ、Ｎ、　（シリコンナイトライド）よりなる絶縁膜（
２）を形成した状態を示すのが第２図（ａ）　（ｂ）で
ある。

この絶縁膜（２）は例えばＳｉｎ、（シラン）とＮＨ，
（アンモニア）の両ガスの化学的反応を利用して、約２
８０℃の加熱条件で約１００ＯＡの厚みまで成長させる
。

引き続いて、この絶縁膜の所望の領域を除いてその他の
部分を全てエツチング除去する。このエツチング除去す
る方法としては、例えば、弗化水素酸と弗化アンモニウ
ムの水溶液（良く知られている弗酸バッファ液）でエツ
チングすれば、簡単に除去することができる。このエツ
チングの際、所望の領域に対応したパターンを有する上
記エツチング液２ζ対する保護膜を、絶縁膜上に形成し
ておけば、この保護膜に対応した領域のみ、エツチング
されずに残存させることが可能である。そしてエツチン
グ作業が完了後、この保護膜を周知の技術で除去すれば
、所望の領域のみ絶縁膜を残存させ、その他の部分を完
全に除去した状態になる（第３図（ａ）（ｂ））。

この場合、上記保護膜として例えば、東京応化■製のＯ
ＭＲ−８３■フオトレジストを用い、保護膜に相当する
領域のみ露光処理し、後は所定の処理を行ない所望のパ
ターンを有するフォトレジストパターンを形成させるこ
とにより、簡単に上記目的を実施しうる保護膜を形成す
ることが可能である。

この露光処理の際には、絶縁膜を残存させたい領域以外
は全て遮光するパターンを有するフォトマスクをウェハ
に相対的にアラインメントをし、しかもウェハ識別記号
に相当する遮光部分を、保護膜形成領域内（即ち露光領
域内）の所望の部分に形成すれば、現像等の所定の処理
を施した後でウェハ識別記号に相当する開孔部を有する
保護膜が形成できる。

次に、さらに改良された半導体装置の製造方法の他の実
施例を示すのが第４図である。

すなわち、この図に示す実施例の製造方法において、符
号０◆は識別記号の表示対象としての半導体ウェハ、こ
こでは例えばＧａＡｓウエノ）を示す。

この場合、図示省略したが半導体ウェハｃ１つの表面上
には所望のＯＭＲ−８３等のネガタイプのフォトレジス
トが塗付されると共に、適正な条件でのプリベークが終
了しており、また、（２）は所望のマスクパターンを表
示したフォトマスク、ここでは例えば石英ガラスなどの
透明資材を用いて構成されたフォトマスクであって、前
記半導体ウェハ０υに対応して例えば、酸化クロツなと
２こより、絶縁膜を残存させようとする領域以外の部分
のみ遮光部が形成されており、これらの半導体ウェハＯ
Ｄとフォトマスク（２）は相対的な位置合せ、いわゆる
マスクアライメントを完了している。

しかして、−収約な半導体装置の製造における写真製版
工程の場合には、前記したマスクアライメントの終了後
に露光処理を施すのであるが、この実施の方法ではこの
マスクアライメントの終了後にあって、少なくとも前記
半導体ウニへＧｐを完全に覆う大きさ以上の識別表示用
の例えば、石英ガラスなどの透明資材を用いて構成され
たフィルターを図示しない光源側と前記フォトマスク（
至）との間ｆこ挿入して位置合せをするか、あるいは必
要に応じてフォトマスク（２）の光源側面に直接、重ね
合わせるように載置して位置合せし、この状態において
、露光のための光線（財）を適正な条件で照射すること
により露光処理を行なう。

また、ここで前記識別記号表示用のフィルタ（至）につ
いては前記フォトマスク（２）での透明部に対応し、し
かもウェハに接する部分、例えば具体的に前記ウェハＯ
υの最外側に近い５ａｎ程度以内の内側の部分に対応し
た領域に、文字、数字またはこれらの組合せによる識別
パターンを表示してあり、この識別パターンはこの場合
、前記フォトマスク（至）ｌこおけるパターンと同様に
光を遮断する遮光部として形成される。

従って、前記ウェハｃ３ｐに対し、この識別記号表示用
のフィルターを介在して前記露光処理を行なった後、所
望の現像、定着、および検査の各工程完了した状態にお
いて、このウェハ０１には前記フォトマスク０の遮光部
に形成されたパターンに相当する部分が開孔部として表
示され、かつ、また同時に識別記号表示用のフィルタ（
至）の識別記号パターンに相当する部分が同様な開孔部
形態による識別記号として表示されるものである。

モして又、前記識別記号表示用のフィルターとして、そ
れぞれに異なる識別記号パターンを表示した複数枚を用
意しておき、各ウェハ１枚毎にこれを選択的に交換して
使用するようにすれば、処理対象の各ウェハ０１）に相
互に異なる識別記号を表示させることができ、さらに、
必要とあれば１０ツト全てのウェハに対して相互に異な
る識別記号を表示させることも可能である。

又、ここで前記異なる識別記号パターンを表示したフィ
ルタ□□□を製造するには、従来周知のマスク製造技術
を利用することで比較的容易に得られるものであり、か
つ、この実施例に適用されるフィルターはほぼ半永久的
に使用し得る。

又、前記フォトマスク（２）の遮光部分は形成せ人とす
るチップの形状に合致した領域、すなわちチップ１つの
形状として縦、横がそれぞれｙｍｍ、ｘ閣とすれば、こ
の領域は縦がｎｙ、横がｎ’ｘ　（ｎ　。

ｎ′は共に整数）となるような階段状の形状をなしてあ
れは、半導体ウェハ上の絶縁膜の存在しない領域をチッ
プ形成領域として有効に利用することができる。加えて
、この遮光部分はその端が全て半導体ウェハ上に収容で
きるような形状をなしているとともに、ウェハ端により
この遮光部分が横切らないように載置することが必要で
あるとともに、この遮光部分がウェハを所望の区画（領
域）に分割する際の目印（第３図（ａ）における（４）
部分）を成していることが必要である。第１Ｊ（ａ）の
場合には、例えば、ウェハを６区画する際の目印（４）
をウェハ上に形成してあり、ウェハ上を６区画（例えば
Ａ′−Ｆ区画）に明瞭に分割することができる。

なお上記実施例では半導体ウェハとしてＧａ　Ａｓウェ
ハの例を示しているが、必ずしもこれに限定するもので
はない。又、絶縁膜としてＳｉ、、Ｎ、を例としたが、
これに限定されるものでもない。

（発明の効果〕 以上のようにこの発明によれば、半導体ウニ／’％上に
ほぼ外周に沿って連続した境界を有する絶縁、膜を半導
体ウェハ端部に形成するとともに、同時にウェハを所望
の区画に分割するための目印を給。

縁膜上に形成し、しかる後に所望のウエノ＼工程分従来
と何らの変更もなく施すため、半導体テップを従来と同
じ工程で形成することが可能であるとともに、あらかじ
め不良チップの形成領域が明確化されているため、この
領域内のテップは無条件に不良として処理できるため、
ウェハテストの良品数をもってウェハ上の良品チップ数
とすることが可能で良品数の正確な把握が可能となる。

しかも、上記絶縁膜上にウェハ上を所望の区画に分割す
るための目印を同時に形成するため、各区１画から先行
的に組立て検査する工程（先行評価工程）において、抜
き取るべきチップの位置がウェハ毎に一定となるため、
先行評価工程における評価が抜き取る場所によりばらつ
くことがなくなる。

加えて、写真製版技術等を用いてこの絶縁膜を選択的に
残存させる方法を利用すれば、ウニへ面への識別記号の
表示を同ウェハに何等の影響をも与えることなく、しか
も、待ｆこ表示のための装置、並びに余分な処理工程な
どを全く必要とせずに、従来の装置、方法をそのまま使
用して、常時、均一な態様で極めて容易に行ない得るも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）　（ｂ）〜第３図（ａ）　（ｂ）はこの発
明の半導体装置の製造方法の一実施例を示す各工程の平
面図及び断面図、第４図はこの発明の他の実力社例を示
す説明図である。 （１〉・・・半導体ウェハ（ＧａＡｓウェハ）、１２）
・・・絶縁膜、συ・・・ＧａＡｓ　ｉ、■・・・残存
する絶縁膜、（３）・・・ウェハ識別記号、６１）−・
・半導体ウェハ、（２）・・・フォトマスク、−・・・
識別記号表示用フィルタ、圓・・・露光のために照射さ
れる光線、（４）・・・（区画・４表示するための）目
的。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 半導体基板上に半導体装置を形成するためのウェハ工程
   において、ほぼウェハ外周に沿つて連続した境界を有す
   る絶縁膜を半導体基板表面上のウェハ端部に形成すると
   ともに、該当するウェハ上の区画を明示するような目印
   （パターン）を上記絶縁膜により形成し、しかる後に所
   望のウェハ工程を施すことを特徴とする半導体装置の製
   造方法。