JPH07105374B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

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係わり、特に、フィ
ールドパターンの最小加工寸法が２μｍ以下の超微細構
造を有する場合において、表面汚染の少ない状態で水洗
・乾燥できる半導体装置の製造方法に関するものであ
る。

［従来の技術］ 第４図は、従来の超LSI半導体装置を示す概略平面図で
あり、第５図は、第４図のＡ−Ａ断面図である。

図において、シリコンウェハ１表面に二酸化シリコンか
らなるフィールド酸化膜２が形成されており、このフィ
ールド酸化膜２は、ここで対象としているような超LSI
レベルの半導体装置では大抵の場合LOCOS法によって形
成される。

一方、シリコンウェハ１表面には、各チップを分離する
ために格子状にスクライブライン30が設けられている。

つまり、各チップは、第４図図示点線ｃで分離され、シ
リコンウェハ１が分離された各半導体基板には、その一
主面に、全周囲に亘って端面から所定幅を有したスクラ
イブライン形成領域と、このスクライブライン形成領域
の内側に位置するチップ領域とを有する構造となる。ま
た、分離された半導体基板の一主面におけるスクライブ
ライン形成領域とチップ領域の境界には、フィールド酸
化膜２が形成されているとともに、分離された半導体基
板の一主面におけるチップ領域には、各素子間を電気的
に分離するために、フィールド酸化膜２によって、実際
のLSI回路の配置に必要な形状でフィールドパターン
（微細なパターンであるため、図示ではパターンとして
示していない）が形成されている。

また、スクライブライン30は、超LSI半導体装置の製造
工程の初期段階で、一般にフィールド分離工程と呼ばれ
る工程で、各チップ領域の周囲に50〜200ミクロン程度
の幅でフィールド酸化膜をつけずシリコンウェハ１表面
を露出させることによって設けられる。そして、この各
チップ領域の周囲におけるシリコンウェハ１表面の露出
面がスクライブライン30となり、このスクライブライン
30は、最終的にウェハプロセスを完了した後、各チップ
を切り出すときにレーザやダイヤモンド回転歯等で切れ
目を入れる領域に相当する。

［発明が解決しようとする問題点］ 以上のように、従来の半導体装置は、フィールド酸化膜
２の形成段階において、各チップを構成する半導体基板
の一主面の全周囲に亘って端面から所定幅を有したスク
ライブライン30によってチップ形成領域の周囲が囲まれ
ている。

一方、半導体装置の製造段階における種々の段階で、シ
リコンウェハ１を水洗して乾燥する必要がある。

そして、シリコンウェハ１表面は水に濡れにくく疎水面
であるのに対してフィールド酸化膜２は水に濡れやすい
親水性の二酸化シリコン面であるため、シリコンウェハ
１を水洗して乾燥する場合、水洗槽からシリコンウェハ
１を引き上げたとき、第６図に示すように、シリコンウ
ェハ１の露出面となるスクライブライン30では水がはじ
かれ、フィールド酸化膜２によってフィールドパターン
が形成されている半導体基板のチップ形成領域上に独立
して水滴４が付く。

このような状態で水に濡れたシリコンウェハ１は、引き
続き、例えば遠心力を利用したスピンドライ装置の中に
入れられ、各半導体基板のチップ形成領域上に独立して
付着した水滴４が吹き飛ばされて乾燥させられる。

しかるに、発明者等がフィールドパターンの最小加工寸
法が種々のシリコンウェハ１を作成し、実験を重ねたと
ころ、フィールドパターンの最小加工寸法が２μｍより
大きいLSIのシリコンウェハ１においては、第６図に示
した各半導体基板のチップ形成領域上に独立して付着し
た水滴４は、割合簡単にスピンドライ装置の遠心力によ
って吹き飛ばされたものの、フィールドパターンの最小
加工寸法が２μｍからサブミクロン領域へと微細化され
るに従って、第６図に示した各半導体基板のチップ形成
領域上に独立して付着した水滴４は、スピンドライ装置
の遠心力によって吹き飛ばされず、大部分の水滴４は第
６図に示した各半導体基板のチップ形成領域上に独立し
たまま付いており、乾燥させるには、その状態で自然乾
燥に頼るしかなかった。

このように、フィールドパターンの最小加工寸法が２μ
ｍからサブミクロン領域へと微細化されたシリコンウェ
ハ１において、スピンドライ装置の遠心力によっては吹
き飛ばされず、大部分の水滴４が独立したそのままの状
態で付いていた理由は、微細化されるに従って、水滴４
とフィールド酸化膜２との間の表面吸着力が急激に大き
くなることによるものと考えられる。

そして、フィールドパターンの最小加工寸法が２μｍか
らサブミクロン領域へと微細化されたシリコンウェハ１
において、自然乾燥させ、最終的な乾燥後のシリコンウ
ェハ１表面の清浄さについて調査したところ、フィール
ドパターンの最小加工寸法が２μｍより大きいシリコン
ウェハ１における最終的な乾燥後のシリコンウェハ１表
面の清浄さと比較して、はるかに汚れが多い状態であっ
た。

このように、水洗後のシリコンウェハ１表面の汚れが多
いと、以後の工程で汚染混入の主原因となり、半導体装
置の製造において致命的な問題となるものであった。

この発明は、上記した点に鑑みてなされたものであり、
超微細構造を有する半導体装置の製造方法であっても、
表面汚染の少ない状態で水洗・乾燥できる半導体装置を
得ることを目的とするものである。

［問題点を解決するための手段］ この発明に係わる半導体装置の製造方法は、複数のチッ
プ領域それぞれ囲うように格子状にスクライブライン形
成領域が位置し、スクライブライン形成領域とチップ領
域の境界に形成されるとともに、チップ領域に各素子間
を電気的に分離するために形成されたフィールド酸化膜
と、スクライブライン形成領域の一部に形成され、この
一部のスクライブライン形成領域におけるウェハ表面の
露出面の幅が、残りの部分のスクライブライン形成領域
におけるウェハ表面の露出面の幅より狭く、かつ10μｍ
以下となる、フィールド酸化膜と同じ酸化膜からなる洗
浄水の橋渡し部分とを有する半導体ウェハを水洗する工
程と、水洗工程を含んだウェハプロセス終了後、半導体
ウェハをスクライブライン形成領域にて切断する工程と
を設けたものである。

［作用］ この発明においては、橋渡し部分が、シリコンウェハの
状態でシリコンウェハを水洗した時に各半導体基板のチ
ップ形成領域上に付着する水滴を、隣接する半導体基板
のチップ形成領域上に付着する水滴と連結させる。

［実施例］ 以下、この発明の実施例を図に基づいて説明する。な
お、この実施例の説明において、上記した従来の技術の
説明と重複する部分については適宜その説明を省略す
る。

第１図は、この発明の一実施例である半導体装置を示す
概略平面図である。図において、31はスクライブライン
を示している。上記した従来の半導体装置においては、
フィールドパターンの最小加工寸法が２μｍ以下の場合
であっても、フィールド分離工程が完了した段階の各チ
ップの周囲は完全にシリコンウェハ１の表面が露出した
スクライブライン30で半導体基板のチップ形成領域を囲
む構造にしていたものであったが、この実施例では、各
チップの各コーナー部、つまり、各半導体基板の四隅に
おいて、隣接するチップと橋渡し部分で、半導体基板の
スクライブライン形成領域とチップ領域の境界に形成さ
れるフィールド酸化膜が橋渡しされ、連なっている構造
になっているものである。

このように構成されたものにあっては、次工程以降での
工程上の必要に応じて、シリコンウェハ１を水洗して乾
燥する場合、水洗槽からシリコンウェハ１を引き上げた
とき、スクライブライン31におけるシリコンウェハ１の
露出面では水がはじかれるものの、上記した従来のもの
のようにフィールド酸化膜２によってフィールドパター
ンが形成されている半導体基板のチップ形成領域上に独
立した水滴とならず、各半導体基板のチップ形成領域上
に付着する水滴は、隣接する半導体基板のチップ形成領
域上に付着する水滴と、スクライブライン31に形成され
た橋渡し部分を通じて連結された形になる。

このため、次の乾燥工程において、隣接した半導体基板
のチップ形成領域上における連結した水滴に、シリコン
ウェハ１表面に平行な力、例えばスピン乾燥における遠
心力や吹き付けられる窒素あるいは乾燥空気の風圧力が
加わると、隣接した半導体基板のチップ形成領域上にお
ける連結した水滴は容易に流動し、徐々に大きな水滴へ
と成長していく。

このようにして大きな水滴へと成長し、大きな水滴がフ
ィールド酸化膜２との接触面積に比べて大きくなると、
大きな水滴全体に加わる遠心力や風圧力が大きくなるた
め、やがて大きな水滴はシリコンウェハ１の端部から水
滴のままで、その水滴内に残留した諸々の汚れとともに
吹き飛ばされてしまい、シリコンウェハ表面に汚染物を
残留させることがなくなる。

従って、このように構成されたものにあっては、フィー
ルドパターンの最小加工寸法が非常に小さい場合、例え
ば２μｍより小さい場合でも、表面汚染の少ない状態で
シリコンウェハ１の表面の水洗・乾燥が行われるもので
ある。

また、水滴にシリコンウェハ１の表面に平行な力が加わ
るとき、水滴はスクライブライン31に沿って動く傾向が
強いため、この実施例のように橋渡し部分を各チップを
構成する半導体基板の四隅に配置するようにするのが最
も効果的であるが、橋渡し部分を各チップを構成する半
導体基板の周囲の少なくとも１箇所に配置するようにし
てもよく、また、この実施例のように隣接する各チップ
のフィールド酸化膜を橋渡し部分で完全に連続させるも
のではなく、水の表面張力から考えて連続と見なし得る
程度の狭間隔を介して隣接する各チップのフィールド酸
化膜が橋渡し部分にて対向するようにしてもよい。そし
て、実験の結果によれば、橋渡し部分によって形成され
る狭間隔は10μｍ以下であればよいことが判明した。

また、上記実施例のように、各チップの四隅において、
隣接するチップにおけるフィールド酸化膜が橋渡し部分
にて連なるようになっている場合、最終的にチップに分
割するために、第２図に示すようにスクライブライン31
にスクライブ溝５を形成するとき、フィールド酸化膜２
と同じ酸化膜からなる橋渡し部分がかなり堅くて脆い性
質を持つので、スクライブ溝５上で橋渡し部分に割れが
生じ、その橋渡し部分に連なるフィールド酸化膜２にも
割れが生じることがあり、チップの信頼性を失うという
恐れが生じる可能性もある。

このようなことを避けるため、１つの方法として橋渡し
部分の近くに割れ６で影響されるような回路要素を配置
しないという対策がある。

あるいはまた、第3A図に示すように、隣接するチップに
おけるフィールド酸化膜２を橋渡し部分で完全に連続さ
せず、スクライブ溝５の両側で、フィールド酸化膜２と
同じ酸化膜からなる橋渡し部分とフィールド酸化膜２と
の間に10μｍ以下の狭間隔Ｄをあけておくことも有効で
ある。

こうすることによって、最終的にスクライブ溝５を切っ
たとき橋渡し部分の割れ６は、第3B図に示すように、フ
ィールド酸化膜２へ影響を及ぼさず、各半導体基板のチ
ップ形成領域へ悪影響を及ぼすことがなく、最悪でも橋
渡し部分とフィールド酸化膜２との間の狭間隔で影響が
阻止される。なお、第3A図に示したものの平面図を理解
を助けるために第７図に示す。

［発明の効果］ この発明は以上に述べたように、複数のチップ領域それ
ぞれを囲うように格子状にスクライブライン形成領域が
位置し、スクライブライン形成領域とチップ領域の境界
に形成されるとともに、チップ領域に各素子間を電気的
に分離するために形成されたフィールド酸化膜と、スク
ライブライン形成領域の一部に形成され、この一部のス
クライブライン形成領域におけるウェハ表面の露出面の
幅が、残りの部分のスクライブライン形成領域における
ウェハ表面の露出面の幅より狭く、かつ10μｍ以下とな
る、フィールド酸化膜と同じ酸化膜からなる洗浄水の橋
渡し部分とを有する半導体ウェハを水洗する工程と、水
洗工程を含んだウェハプロセス終了後、半導体ウェハを
スクライブライン形成領域にて切断する工程とを設けた
ので、この橋渡し部分がシリコンウェハの状態でシリコ
ンウェハを水洗した時に各半導体基板のチップ形成領域
上に付着する水滴を、隣接する半導体基板のチップ形成
領域上に付着する水滴と連結させる役割を果たし、超微
細構造を有する場合においても、水滴をシリコンウェハ
の表面上から簡単に吹き飛ばされるようにし、表面汚染
の少ない状態で水洗・乾燥ができるという効果を有する
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例における半導体ウェハを示
す概略平面図である。 第２図は第１図の半導体ウェハにおいてスクライブ溝加
工時に橋渡し部分に生じた割れを示すための断面図であ
る。 第3A図はこの発明の他の実施例における半導体ウェハを
示す第７図のＢ−Ｂ線断面図である。 第3B図は第3A図の半導体ウェハにおいてスクライブ溝加
工時に橋渡し部分に生じた割れの悪影響が狭間隔によっ
て阻止される様子を示すための断面図である。 第４図は従来の超LSI半導体ウェハを示す概略平面図で
ある。 第５図は第４図のＡ−Ａ線断面図である。 第６図は第４図の半導体ウェハにおいてその表面の水滴
の付着状況を示すための断面図、第７図はこの発明の他
の実施例における半導体ウェハを示す概略平面図であ
る。 図において、１はシリコンウェハ、２はフィールド酸化
膜、30、31はスクライブライン、４は水滴、５はスクラ
イブ溝、６は割れである。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のチップ領域それぞれを囲うように格
   子状にスクライブライン形成領域が位置し、上記スクラ
   イブライン形成領域と上記チップ領域の境界に形成され
   るとともに、上記チップ領域に各素子間を電気的に分離
   するために形成されたフィールド酸化膜と、上記スクラ
   イブライン形成領域の一部に形成され、この一部のスク
   ライブライン形成領域におけるウェハ表面の露出面の幅
   が、残りの部分のスクライブライン形成領域におけるウ
   ェハ表面の露出面の幅より狭く、かつ10μｍ以下とな
   る、上記フィールド酸化膜と同じ酸化膜からなる洗浄水
   の橋渡し部分とを有する半導体ウェハを水洗する工程、 上記水洗工程を含んだウェハプロセス終了後、上記半導
   体ウェハをスクライブライン形成領域にて切断する工程
   を備えた半導体装置の製造方法。
2. 【請求項２】橋渡し部分は、スクライブライン形成領域
   におけるウェハ表面の露出面の幅が０として形成された
   ものであることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の半導体装置の製造方法。
3. 【請求項３】橋渡し部分は、フィールド酸化膜と離れて
   形成されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の半導体装置の製造方法。
4. 【請求項４】橋渡し部分が形成される、スクライブライ
   ン形成領域の一部は、チップ領域の四隅であることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれか
   に記載の半導体装置の製造方法。