JPS6010641A - 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】 〔本発明の分野〕 本発明は、個々のチップを例えばそのチップにレーザ光
で刻み込んだ符号等の印のような個有の識別データによ
って識別しながら半導体装置を製造する方法に関する。

〔先行技術〕

電子装置の製造、特に集積回路の製造だおいては、シリ
コンのような半導体物質のウニ・・に多数の半導体装置
を形成する製造技術が使用されている。即ち、各ウェハ
には、多数の回路が含まれる。

またウェハには、ウェハを個々の集積回路チップに切断
することを容易にする領域が設けられる。

半導体装置の製造には、通常バッチ処理技術を用いてい
る。ウェハを個々のチップに切断してからミチツプをテ
ストし、分類して、集積回路モジュールて設ける。

チップを個別に処理する段階では、誤ってチップを分類
したり、モジュールにチップを誤った向きに設けたりす
ることが起き得るし、不適当な形状のチップを使用する
こともある。従って、テストの際に行なわれる初期の分
類から、切断を経て、システムのテストの際及び市販装
置が客先から戻される際の欠陥検出まで、各チップの経
緯を正確に追跡できるように、チップを個有の印で識別
する必要がある。そのような識別のだめの印は、好　□
ましくは機械及び人間の両方が読取れるものであるべき
だ。また、そのような印によって正確にわかる、即ち、
定常的て発生される次のような製品制御情報が導びかれ
るべきである。即ち、チップの部品番号の識別ばかりで
なく、その他に、製造ライン、製造日、製造の個有条件
等のような補足的な製造データをも表す情報である。こ
のような識別の印は、後の製造ステップで用いられるこ
と知なる。またそれは、チップ貯蔵装置におけるチップ
の配置を確めたり、チップを基板に再溶融（ｒｅｆｌｏ
ｗ）接続する前に基板にかけるチップの配置を確めたり
、そして最終的に、後の欠陥分析に関する各チップの識
別の印を決定するために使用されることになる。識別の
印を書込んだり読取ったりするために、チップと不都合
な電気的相互作用をなすようなことはない。

先行技術には、それらのことを行なうのに利用（３） できる技術が存在しない。

米国特許第４１５０３３１号は、プログラム可能な回路
装置をチップ表面で使用して個々のチップを識別するこ
とを開示している。その回路装置てよって各チップてつ
いての識別記号を符号化することか可能知なっている。

この米国特許では、グイオード又はその他の単一方向に
電流が流れる装置が、診断ピンとテスト装置に接続され
た共通バスの選択丁１０ピンとの間に接続される。

そのような技術は個々のチップてついての識別をもたら
すが、そのような技術では人間が識別記号を読取ること
はできないし、特定のチップについての識別記号を定め
るのに、特別なＩ１０回路装置が必要である。そのよう
々技術では、半導体装置の製造に使用できる貴重なチッ
プ領域を用いる。もしチップについてわかりやすいデー
タを用いるなら、非常に多くの論理装置が必要である。

識別え関与するチップ内での電気動作が誤ってい　ｌる
ことかあり、その結果、誤った識別を生じることになる
。

（４） 米国特許第４０２７２４６号は、各ウェハが識別記号を
備えている、集積回路の自動製造方法を開示している。

この米国特許では、各ウェハの識別記号を読取ってその
識別に従い、ランダムにアクセスできるウェハ貯蔵装置
からウェハを処理する場所までウェハを運ぶ。また、コ
ンピュータに制御されて、ウェハ貯蔵装置からウェハを
受け取って、ウェハについての識別に基づき、ＬＳＩ回
路装置製造のためにウェハを選択的に通過させる。

この米国特許の方法は、ウェハのレベルで識別を行なう
ものであり、またそのように実施されるものである。従
って、一旦つエバをチップに切断してしまうと、個々の
チップについての識別は、何ら行なうことができない。

〔本発明の概要〕

本発明の目的は、個々のチップをそのチップに刻み込ま
れた印のような個有の識別データによって識別しながら
半導体装置を製造する方法を提供することである。

本発明てよって、市販製品の欠陥分析Ｋｔでチップのテ
スト’を拡張させる自動チップ識別方法がもたらされる
。

そのような方法では、人間及び機械の両方がチップの識
別印を読取ることができるし、チップに影響を及ぼさな
いので、回路設計にも影響しない。

また、本発明によって、製造の際に生じる欠陥を除くだ
め【個別の製造ステップで使用可能々、レーザ光てよっ
てチップに書込まれる識別印を使用するチップ識別方法
かも、たらされる。

本発明は、例えば次のように実施できる。即ち、コンピ
ュータ制御の下に、レーザ光で各チップの裏面に識別印
を刻み込んで、各チップの識別を行なうのである。この
識別印は、機械によって読取ったり、又は低倍率の拡大
レンズで人間が読取ったりできるものである。当然、ウ
ェハをチップに切断する前て、各チップの裏面に識別デ
ータを設ける。それから、ウェハをテストするとき、ウ
ェハをチップに切断して選別するとき、チップを基板に
接続し組立ててテストするとき、並びに欠陥分析のため
にシステムのテストをしたり客先から戻った装置をテス
トするときに、識別データを使用する。即ち、チップの
寿命の間中、そのチップについて識別データを使用する
。このようなチップ識別方法によって、複数のチップを
基板え設けて製造するときて起きるチップ部品番号が混
乱する問題を解決することができる。例えば、チップを
基板に再溶融接続する前て、特定のチップて関する識別
データを読取って、装機のその部分に必要なチップ部品
番号のものであるかどうかを確かめることができる。従
って、接続の前に、誤って置かれたチップを直すことが
できる。モジュールが客先等での実際の使用から戻って
きたときには、チップ識別データの記録からそのモジュ
ールを構成するチップについての記録を容易に得ること
ができる。

チップがウェハの状態のときに、その性能に関するデー
タを得るためてチップをテストする。このデータによっ
て、チップが全く良いのか、欠陥を生じているのか又は
部分的に使用可能なのかを（７） 分類することができる。そのテスト結果は、後に使用す
るだめに記憶装置に記憶しておく。

それから、各チップに、そのチップに個有の識別データ
を刻み込む。この識別データには、ウニ・・のタイプ、
チップの部品番号、製造条件、製造ライン、製造日等を
表わす製造て関するデータが含寸れる。次に、ウェハを
チップに切断する。そして・チップを各チップ貯蔵装置
に配置して貯蔵する。それから、チップの識別データを
読取る。

即ち、この読取りてよって、識別データを確かめ、後の
使用のためくチップがチップ貯蔵装置の適切なセルに正
確知配置されたかどうかを決定する。

次て、チップを基板に接続し組立ててテストする製造段
階へ、チップ貯蔵装置を選ぶ。この製造段階では、コン
ピュータ制御により、基板上の選択したチップ位置にチ
ップを適切に配置することが行なわれる。この製造段階
で、再び、各チップの識別データを確かめ、次のような
欠陥の問題が　１存在するかどうかを決定する。即ち、
チップを誤った位置て設けたり、チップの識別データを
読取（８） ることができなかったりすることである。この読取り不
可能は、チップが回転させられたりその他年適切な位置
付けをされたり、実際に損傷を受けたりしたときに起き
る。チップの識別データの比較においてエラーが生じる
と、エラーを生じる問題を解決してからチップの識別デ
ータを再び読取る。適切なチップを全て基板上に適切て
設けてから、チップを基板へ再溶融接続する。

それからモジュールのテストを行ない、最終的なモジュ
ールの組立を行なう。

モジュールをシステムに構成して、モジュールをテスト
し、即ちシステムのテストを行ない、客先に設置する。

いずれかの段階でモジュールて欠陥が生じるなら、即ち
、システムのテストで戻されたり又は客先から戻される
なら、欠陥分析を行ない、そして製造の各段階について
明確なチップ識別を行なっているので、容易に広範囲且
つ詳細な欠陥分析を行うことができる。

本発明（でより、各チップを絶えず追跡して、分類及び
製造の際に生じる欠陥を最小にできる。また、品質管理
及び欠陥分析についての正確なデータを、これまで知ら
れていなかったチップ・レベルで提供することができる
。明らかに、それらの利点をウェハ・レベルの識別技術
で得ることはできない。このように、本発明により、単
てつ止ハて刻み込みを入れていた先行技術よりも優れた
利点がもたらされる。

〔本発明の実施例〕

第１図に示す半導体装置製造工程には、ウェハをテスト
する領域、ウェハをチップて切断してチップを選択する
領域、チップを基板に接続し組立ててテストする領域、
客先から装置が戻ってくる領域がある。複数のチップを
支える基板装置に共通している、チップの部品番号が混
乱してしまう困難が、本発明により除去される。第１図
に示されているように、Ａのステップでは、最終的には
切断されて別個のチップになってしまうような多数の領
域が、ウェハには含まれている。第１図のブロック１０
１に示されているように、ウェハの状態でそれらのチッ
プはテストされる。チップの性能即ち、チップが良品若
しくは不良品又は部分的にのみ使用できるものかどうか
について、テスト・データが得られる。第１図のブロッ
ク１０２に示されているように、テスト結果は、後に使
用するため記憶される。

Ｂのステップでは、個々のチップについて符号化を行な
う。このステップでは、第１図のブロック１０３に示さ
れているように、個々のチップについて明確な識別をな
すとともに各チップにテスト・データを与えるための刻
み込み装置が使用される。そのようなデータは、ウェハ
のタイプと部品番号と製造ライン及び製造日等の製造に
関する項目とを識別する個有の製造コードを含んでいる
。

Ａのステップにおけるテストで得たデータが、書込みデ
ータを提供するために用いられる。

ウェハにおける各チップにそのようなデータを刻み込む
技術は、ウエノ・についての通し番号のみを与える公知
の先行技術から逸脱するものである。

ウェハについての通し番号は、全てのチップに通有な識
別であって、そのウエノ＼の特定のチップに関する個有
の識別を与えるものではない。このよう疋、本発明によ
って、チップのレベル捷で識別の概念が拡張される。

第２図に、チップの書込み領域の例を示す。この例では
、チップ１２がウエノ・１０に含まれている。斜線部分
は、切り取られる所である。ウエノ・当りのチップの数
は変化する。従って、チップのサイズも変わる。第２図
て示すように、余白部分Ｘ及びＹによって、チップの回
りの刻み込みが禁しられる領域が定まる。もし２行の刻
み込みが行なわれるなら、読取りができるように、それ
らの行の間には適切な間隔が設けられねばならない。

第１行のＣ乃至Ｃ１と第２行の０１＋１乃至Ｃに１ おける印の数は、チップのサイズばかりでなく、光学的
に読取れることをも考慮して定められる。

人間が読取れることも要求されるので、記号の最小サイ
ズは、簡単な光学システムで読取れるよう　１に定めら
れる。

好ましくは、レーザ技術を用いて、各チップについての
刻み込み及び読取りを行うと良い。そのようなことは当
分野では公知であり、例えば、文字形成マスクとともに
レーザ技術を用いて、ウェハにデータを刻み込んでいる
。第６図に、レーザ技術を用いてウエノ・に通し番号を
刻み込む装置の例を示す。第３図は、チップの刻み込み
に使用できるような光学システムの一部分をも示してい
る。

第６図にはレーザ装置２０と光線拡大レンズ２２及び２
４から成る第１光学手段とが示されている。

光線２６は、拡散器２８を通過すると、プリズムろ０に
よってウエノｈ１０の方へ向けられる。マスクろ２は、
例えば、金メッキされたモリブデンから成り、半透明の
レチクルをなす一連の字体が設けられているマスクであ
る。マスクを回転して、光線２６を半透明の字体に変え
、レンズ６４でウニ・・１０の上に集束させる。刻み込
むべきデータに一致するようにマスクを移動させて、刻
み込みが行なわれる。識別のデータは、回折・くターン
により形成される。刻み込み光線のうち転位を生じたシ
リコンに当たる部分は、発散ノくターンに反射される。

刻み込まれる線条は、数順位の回折で反射するθ変調さ
れたパターンである。第２図に示された刻み込み領域へ
の光線の操作は、プリズム６０を使用して光線を移動さ
せることにより、又は他の公知である通常の光線操作技
術によって達成される。第３図に示された装置に対して
、識別及びテストに関するデータを記憶するのに、フロ
ッピ・ディスクで記憶するような通常の記憶技術を使用
しウエノ・の識別データが、入力データと一致している
ことを確めるのに、読取装置を用いて検査する技術を使
用してもかまわない。

各チップに個有の識別データを刻み込むステップに続い
て、第１図のブロック１０４に示されているように、Ｃ
のステップでは、ウェハが切断される。この切断は、ダ
イヤを用いて切断するような公知の技術によって行なわ
れる。

それから、第１図のブロック１０５に示されているよう
に、チップは選別され、チップ貯蔵装置に置かれる。こ
のステップは、Ｄで示されている。

このステップには、チップを選択して置く操作全確かめ
る読取りのステップが含まれる。特に、各チップの裏面
が、Ｂのステップで刻まれたデータを用いて読取られる
。誤ってチップが置かれるような誤り、又はチップが貯
蔵装置において回転されて不適切に置かれることにより
起きるチップの識別データを読取ることができなくなる
ことが、検出される。それらの欠陥のために、次のこと
をしなければならない。即ち、チップを除去したり、正
しく直したり、又は置換したりして、貯蔵装置で再び読
取りを行なうことである。このチップ貯蔵装置はく通常
のものである。

ウェハについての読取装置を応用したチップについての
読取装置が、第４図に示しである。Ｈｅ　Ｎ　ｅレーザ
のようなレーザ装置４０によって、光線４２が発生され
る。この光線は、鏡４４及び４６により、フォトダイオ
ードのロゼツト（ｒｏｓｅｔｔｅ）４８に向けられる。

フォトダイオードのロゼツト４８の中央には、光線４２
が通る開口がある。光線４２は、符号化器５２を通って
ウニ・・１０に当たる。反射回折パターン５０が生じる
。

光線のうちチップの裏面ておける転位したシリコンに尚
たる部分が、発散パターンで反射する。

レーザ装置を用いた読取装置によって形成される印は、
θ変調されるので、合印についての反射回折パターンは
、その角度軸に対して垂直である。

従って、光線のうちθ変調された線条のエツジを照らす
部分は、数順位の回折で反射することばなる。符号化器
を用いる技術によって、個有の回折パターン、即ちその
角度軸に垂直な合印についてのパターンが検出される。

回転するプリズムによって、レーザ光線４２でチップの
識別データの全てを走査することができる。

一旦チツブを貯蔵装置に適切に貯蔵したなら、貯蔵装置
は、第１図て示されているように、チップを基板に接続
し組立ててテストする領域（ＢＡＴ）に運ばれる。この
領域ではＦ乃至Ｊのステップが行なわれる。この組立て
の場所では、モジュールについての仕様を与えて、基板
上の各チン１１位置におけるチップの配置を指定する。

即ち、第１図に示すように、特定のチップ１１２が基板
の位置１１３に設けられるように指定する。製造のこの
段階即ちＦのステップで、各チップを基板の上に設ける
。チップは、まだ接続しない。チップを基板に設けると
きには、チップの配置を確かめるために、第４図に示し
だ技術を用いて、第１図のブロック１０９に示されてい
るようにＧのステップで再びチップの識別データを読取
る。各チップについての個有の識別データを読取って、
第１図のブロック１１１に示されているように、モジュ
ールの仕様に従って特定の位置になるように指定された
チップの識別データと比較する。従って、本発明による
と、チップの識別データが読取りにくくなるような、チ
ップが誤った位置に設けられたり、回転させられたり、
位置ずれさせられたり、又は損傷を受けたりするような
欠陥が検出できる。

この比較ステップで誤りを検出したなら、チップを直し
て、基板のチップについて再び読取りを行う。チップを
直してモジュールを正しく組立てたなら、第１図のブロ
ック１１４に示されているように、Ｈのステップで、例
えばノ・ンダを再溶融させる技術によって接続を行う。

このようＫ、基板にチップを実際に接続する前に、チッ
プが適切なものであること及び基板におけるチップの配
置が適切であることに関して、明確な決定をなすので、
本発明は、先行技術よりも優れた利点をもたらす。

チップを接続するステップに続いて、第１図のブロック
１１５に示されているように、■のステップで完成した
モジュールをテストする。もし欠陥があるなら、例えば
モジュールを再構成して、モジュールについての符号化
に関する追加の結果を提供するために、モジュールにレ
ーザで刻み込む。この追加して刻み込むことは重要であ
る。なぜなら、補修のだめにチップを引き抜くときに、
誤ったチップを引き抜く確率は低くなるし、付加された
情報を後に欠陥分析のだめに用いることができる。一方
、モジュールのテスト結果に誤りが生じていないなら、
第１図のブロック１１７に示されているように、Ｋのス
テップで、完成したモジュールを実際の客先で使用する
だめに、それを出荷する。しかしながら、モジュールに
問題があると決定したなら、第１図のブロック１２０に
示されているように、Ｊのステップで補修を行ない、後
の欠陥分析用の追加情報を提供するために、追加の刻み
込みを行う。

モジュールの製造及び出荷に続いて、テスト及び客先の
据えつけを行う。出荷の際の取り扱いの結果又は実際に
使用しているときの操作の結果、モジュールが故障する
ことがある。第１図のブロック１１８及び１１９に示さ
れているように、Ｍのステップにおける欠陥分析のため
に、Ｌのステップで、欠陥モジュールを客先から戻す。

本発明の重要な点は、製造データに対する欠陥チップに
ついての正確な相関関係を提供するために、Ｂのステッ
プにおいてレーザで刻み込んだ識別データを使用するこ
とである。従って、ある製造実行から得られたチップて
欠陥等のあることを示すパターンを発展させるなら、検
討並びに改善を必要とする製造領域に関しての正確な指
摘が得られる。

第１図に示されているように、そのような欠陥分析は、
モジュールのテスト（工のステップ）により見つけ出さ
れる欠陥モジュールを補修するための付属的なものとし
て、とらえることができる。

このよう（Ｃ１本発明により、各チップの裏面に識別デ
ータを刻み込んで、製造から補修までに関するチップの
経緯を提供することができる。この経緯を明らかにする
ことにより、欠陥分析を考慮に入れた重要なデータが提
供され、このためにチップの歩留りを高めたり、出荷製
品の欠陥レベルを下げることができる。

本発明の他の利点は、第２図に示されているように、作
業者が低倍率の拡大手段を使用して、識別印を読取るこ
とが可能なことである。このように、第４図て示した技
術により読取ることができる識別装置を使用する他に、
必要なら、人間が各チップ識別印を光学的に読取ること
が可能である。

レーザで書込む技術を述べたが、チップの裏面に識別デ
ータを刻み込む他０技術を使用すること　１も可能であ
る。指摘、したように、レーザ光を用いる読取り装置の
他に、人間又は公知技術を使用しく１９） た他の装置で識別データを読取ることが可能である。さ
らに好ましい製造工程に関して、チップ識別技術の使用
を述べたが、本発明がそのような使用に限定されるもの
でないことは明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による半導体装置製造方法の工程図、
第２図は、チップのサイズとチップの裏側の書込み領域
とを示す平面図、第６図は、識別データを刻むのに用い
られる光学システムを示す概略図、第４図は、チップの
識別データを走査して読取るだめの光学システムを示す
概略図である。 出願人　インターナショナル・ビン本ス・マシｉンズ・
コーポレーション代理人　弁理士　岡　１）　次　生 （外１名） （２０） ＦＩＧ、　１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数のチップに切断すべき半導体ウェハにおけるチップ
   の使用可能性をテストし、チップに識別データを書込み
   、前記ウェハをチップに切断し、前記テストに基づきチ
   ップを選択して貯蔵装置に配置し、前記識別データを読
   取って前記貯蔵装置ておけるチップの位置及び向きが正
   しいかどうかを確かめ、チップを前記貯蔵装置から取り
   出して支持基板の上に配置し、チップを前記支持基板に
   接続する前に前記識別データを読取って前記支持基板に
   おけるチップの位置及び向きが正しいかどうかを確かめ
   ることを含む半導体装置の製造方法。