(57)【要約】【課題】  ウエハから切り出される半導体チップのそれぞれに、ウエハ上における切り出し位置を識別可能な位置識別情報を簡単かつ安価に付加することができるウエハの製造方法を提供する。【解決手段】  ウエハ１の表面にパッシベーション膜１６を形成するパッシベーション膜形成工程と、パッシベーション膜１６の上からフォトレジスト１７を塗布するフォトレジスト塗布工程と、ウエハ１から切り出される複数の半導体チップの形成位置に対応させて固有の位置識別情報１８が描画された等倍フォトマスク２を使用し、フォトレジスト１７に位置識別情報１８を転写する位置識別情報転写工程と、フォトレジスト１７を現像するフォトレジスト現像工程と、現像されたフォトレジスト１７をエッチングマスクとしてパッシベーション膜１６をエッチングし、位置識別情報１８を加工する位置識別情報加工工程と、フォトレジスト１７を除去するフォトレジスト除去工程とを有する。【選択図】  図１
2010225934.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線が形成されたウエハの表面にパッシベーション膜を形成するパッシベーション膜形成工程と、
前記パッシベーション膜の上からフォトレジストを塗布するフォトレジスト塗布工程と、
前記ウエハに対して等倍で露光される等倍フォトマスクであって、前記ウエハから切り出される複数の半導体チップの形成位置に対応させて固有の位置識別情報が描画された前記等倍フォトマスクを使用し、前記フォトレジストに前記位置識別情報を転写する位置識別情報転写工程と、
前記位置識別情報が転写されたフォトレジストを現像するフォトレジスト現像工程と、
現像されたフォトレジストをエッチングマスクとして前記パッシベーション膜をエッチングし、前記パッシベーション膜に前記位置識別情報を加工する位置識別情報加工工程と、
前記エッチングマスクとして使用した前記フォトレジストを除去するフォトレジスト除去工程と
を有するウエハの製造方法。
【請求項２】
請求項１において、前記等倍フォトマスクには、ボンディングパッドを転写するパターンが描画されており、前記フォトレジストに対してボンディングパッドのパターンを転写するのと同時に前記位置識別情報を転写するウエハの製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記位置識別情報加工工程では、前記位置識別情報が加工された部分の底部に前記パッシベーション膜を残留させるようにエッチングするウエハの製造方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかにおいて、前記フォトレジスト除去工程の後に、前記パッシベーション膜の上から半透明な保護膜を被覆する保護膜被覆工程を有するウエハの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウエハから切り出される半導体チップのそれぞれにウエハ上における位置識別情報を付すことができるウエハの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体チップの不良解析を行う場合、ウエハの裏面に残されたバックグラインドの痕跡に基づき、ウエハ面内における切り出し位置を特定している。しかしながら、この特定作業は、ジグソーパズルの要領で痕跡を比較対照する必要があるため、半導体チップが小さくなるほどその特定が困難となる上、解析精度が低いという問題がある。
【０００３】
このような問題を解決するものとして、例えば、特開２００７−２４３１３２号公報には、配線層を形成するのに使用される転写用マスクに、通常の機能配線の他にチップ毎に異なるマークを形成したマーク形成マスクを複数用意し、これら複数のマーク形成マスクによって転写された複数のマークの組み合わせによってウエハ上におけるチップの位置を特定する技術が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２４３１３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された発明においては、配線層に直接マークを形成するため、配線と抵触しないように限られた狭い領域にしかマークを形成できない。このため、マーク形成位置がわずかにズレただけでもボンディングパッド等の周辺部に悪影響を及ぼすおそれがある上、当該マークによって表すことのできる情報量も限られてしまうという問題がある。
【０００６】
また、特許文献１に記載のマーク形成マスクは、微細な配線を形成する役割をも果たすため数倍のサイズに構成されており、極めて高価格である。このため、製造者にとっては、既存の配線転写用マスクの代わりに別途、高価格なマーク形成マスクを新たに用意しなければならないという問題がある。
【０００７】
さらに、特許文献１では、ステップ＆リピート方式でマークを転写するため、一種類のマーク形成マスクだけでは、一つのウエハ内に同じマークが複数個形成されてしまう（特許文献１の図３参照）。このため、別のマーク形成マスクによって異なるマークを転写しなければ、チップの位置を特定できるマークにはならない。つまり、複数種類のマーク形成マスクを必要とするため、さらに製造コスト増になる上、複数回の露光工程が必要となるため工程数も増大するという問題もある。
【０００８】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、ウエハから切り出される半導体チップのそれぞれに、ウエハ上における切り出し位置を識別可能な位置識別情報を簡単かつ安価に付加することができるウエハの製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るウエハの製造方法は、配線が形成されたウエハの表面にパッシベーション膜を形成するパッシベーション膜形成工程と、前記パッシベーション膜の上からフォトレジストを塗布するフォトレジスト塗布工程と、前記ウエハに対して等倍で露光される等倍フォトマスクであって、前記ウエハから切り出される複数の半導体チップの形成位置に対応させて固有の位置識別情報が描画された前記等倍フォトマスクを使用し、前記フォトレジストに前記位置識別情報を転写する位置識別情報転写工程と、前記位置識別情報が転写されたフォトレジストを現像するフォトレジスト現像工程と、現像されたフォトレジストをエッチングマスクとして前記パッシベーション膜をエッチングし、前記パッシベーション膜に前記位置識別情報を加工する位置識別情報加工工程と、前記エッチングマスクとして使用した前記フォトレジストを除去するフォトレジスト除去工程とを有している。
【００１０】
また、本発明において、前記等倍フォトマスクには、ボンディングパッドを転写するためのパターンが描画されており、前記フォトレジストに対してボンディングパッドのパターンを転写するのと同時に前記位置識別情報を転写することができる。
【００１１】
さらに、本発明において、前記位置識別情報加工工程では、前記位置識別情報が加工された部分の底部に前記パッシベーション膜を残留させるようにエッチングするようにしてもよい。
【００１２】
また、本発明において、前記フォトレジスト除去工程の後に、前記パッシベーション膜の上から半透明な保護膜を被覆する保護膜被覆工程を有していてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ウエハから切り出される半導体チップのそれぞれに、ウエハ上における切り出し位置を識別可能な位置識別情報を簡単かつ安価に付加することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係るウエハの製造方法の一実施形態を示すフローチャート図である。
【図２】本実施形態において、配線形成工程で使用するステッパーを示す外観図である。
【図３】本実施形態の配線形成工程で得られるウエハを示す断面図である。
【図４】本実施形態のパッシベーション膜形成工程で得られるウエハを示す断面図である。
【図５】本実施形態のフォトレジスト塗布工程で得られるウエハを示す断面図である。
【図６】本実施形態のウエハおよび等倍フォトマスクを示す図である。
【図７】本実施形態の位置識別情報転写工程で得られるウエハを示す断面図である。
【図８】本実施形態のフォトレジスト現像工程で得られるウエハを示す断面図である。
【図９】本実施形態の位置識別情報加工工程で得られるウエハを示す断面図である。
【図１０】本実施形態のフォトレジスト除去工程で得られるウエハを示す断面図である。
【図１１】本実施形態の保護膜被覆工程で得られるウエハを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係るウエハの製造方法の一実施形態について図面を用いて説明する。
【００１６】
図１に示すように、本実施形態のウエハの製造方法は、配線形成工程（ステップＳ１）と、パッシベーション膜形成工程（ステップＳ２）と、フォトレジスト塗布工程（ステップＳ３）と、位置識別情報転写工程（ステップＳ４）と、フォトレジスト現像工程（ステップＳ５）と、位置識別情報加工工程（ステップＳ６）と、フォトレジスト除去工程（ステップＳ７）と、保護膜被覆工程（ステップＳ８）とを有している。以下、各工程について詳細に説明する。
【００１７】
配線形成工程（ステップＳ１）は、シリコン等の半導体素材で製作されたウエハ基板１１上に配線１４を形成する工程である。本実施形態では、まず、表面に酸化膜１２が形成されたウエハ基板１１に対してフォトレジストを塗布し、図２に示すステッパーを用いて回路パターンを転写する。具体的には、光源からの紫外線をコンデンサレンズを介して転写用マスクに照射し、その回路パターンを投影レンズで縮小して露光する。そして、ウエハ基板１１が載置されたステージを前後左右方向に移動させることで、複数の半導体チップ分の回路パターンをマトリクス状に転写する。
【００１８】
その後、図３に示すように、現像およびエッチング処理により酸化膜１２に回路を形成した後、不純物をドーピングして素子１３を形成する。そして、ウエハ基板１１全体にアルミニウム等の金属材料をスパッタリングすることで、各素子１３が当該金属材料によって結びつけられて配線１４が形成される。また、半導体チップへ電源電圧を供給し、あるいは外部との信号を送受信するワイヤを接続するためのボンディングパッド１５が設けられる。
【００１９】
なお、本実施形態では、ウエハ基板１１としてシリコン(Si)ウエハを使用しているが、これに限られるものではなく、ゲルマニウム(Ge)やガリウムヒ素(GaAs)等を原料とするウエハ基板１１でもよい。また、本実施形態では、実際の回路パターンに対して５倍のサイズで形成された転写用マスクを使用しているが、これに限られるものではなく、回路パターンの微細度に応じて適宜選択することができる。
【００２０】
次に、パッシベーション膜形成工程（ステップＳ２）は、配線１４を保護するとともに、後述する位置識別情報を記載するためのパッシベーション膜１６を形成する工程である。本実施形態では、ウエハ１を回転させながら、その上からパッシベーション膜１６を形成する液体を滴下し、スピンコート法によって被覆する。これにより、図４に示すように、配線１４が形成されたウエハ１の表面に位置識別情報を書き込むためのパッシベーション膜１６が全面に渡って形成される。
【００２１】
なお、本実施形態において、パッシベーション膜１６としては、半導体チップを外的損傷から保護する絶縁性のポリイミド膜を使用しているが、これに限定されるものではない。例えば、SiO2（二酸化ケイ素）のCVD(Chemical Vapor Deposition)反応ガスにPH3（ホスフィン）ガスを加え、400℃程度で形成されるPSG(Phosphor-Silicate-Glass)膜を使用することも可能である。このPSG膜によれば、P（リン）がNa（ナトリウム）イオンを捕獲し、素子への悪影響を防止する。また、1000℃程度で熱処理すると、膜の流動化が起こり、膜表面を平坦化させる、いわゆるリフロー効果がある。
【００２２】
また、BPSG(Boron-Phosphor-Silicate-Glass)膜を使用した場合、PSG膜より低温の熱処理でリフロー効果があり、PSG膜の欠点を緩和しうる。さらに、非晶質膜でSiH4（モノシラン）およびNH3（アンモニア）の反応ガスを使って700℃以上のCVD法で形成されるSi3N4（シリコン窒化膜）や、プラズマCVD法で形成されたシリコン窒化膜（プラズマナイトライド）をパッシベーション膜１６としてもよい。これらシリコン窒化膜は、PやAs（ヒ素）などの不純物拡散に対する阻止力があり、Naなどのアルカリイオンに対しても侵入を阻止する働きがある。その他、SiH4とN2O（一酸化二窒素）からSiO2（二酸化ケイ素）の膜を形成するP-SiO膜や、Si(OC2H5)4（テトラエトキシシラン）からSiO2の膜を形成するP-TEOS膜を使用してもよい。
【００２３】
次に、フォトレジスト塗布工程（ステップＳ３）は、ステップＳ２で形成されたパッシベーション膜１６の上面に、感光剤としてのフォトレジスト１７を塗布する工程である。本実施形態では、液状のフォトレジスト１７をパッシベーション膜１６の表面に滴下し、それをスピンコータ等で高速回転させることによって全体に塗布するようになっている。これにより、図５に示すように、パッシベーション膜１６の表面全体にフォトレジスト１７層が均一かつ薄膜状に形成される。
【００２４】
位置識別情報転写工程（ステップＳ４）は、ステップＳ３で形成されたフォトレジスト１７の表面上に、位置識別情報１８を転写する工程である。本発明において、位置識別情報１８とは、ウエハ１から切り出される半導体チップのそれぞれが、当該ウエハ内のどの位置にあったのかを特定しうる固有の位置情報をいうものである。具体的な位置識別情報１８としては、数字やｎ進法、記号、点字、バーコード等を採用したり、適宜組み合わせたものを採用することができる。また、開発者側でのみ認識可能な記号や暗号を採用してもよく、例えば、ｎ進法の表現を●や■等の記号に置換したものや、長さや太さの異なるバーコードでｎ進法を表現したものでもよい。
【００２５】
また、本実施形態では、位置識別情報１８をフォトレジスト１７に転写するためのフォトマスクとして、ウエハ１に対して等倍（×１）で露光される等倍フォトマスク２を使用する。具体的には、ウエハ１が、図６（ａ）に示す切り出し線に沿って半導体チップを切り出すように構成されている場合、等倍フォトマスク２は、図６（ｂ）に示すように、各半導体チップの形成位置に対応する各領域ごとに、固有の位置識別情報１８が描画されている。
【００２６】
したがって、図７に示すように、フォトレジスト１７が塗布されたウエハ１に対し、上記の等倍フォトマスク２を用いて紫外線を露光した場合、図６（ｃ）に示すように、前記ウエハ１には、当該ウエハ１から切り出される半導体チップの形成位置に対応する固有の位置識別情報１８が一度で転写される。なお、図６の例では、理解しやすくするため、位置識別情報１８としてアルファベットを使用している。
【００２７】
また、本実施形態において、等倍フォトマスク２には、図７に示すように、ボンディングパッド１５に対応するパターン１５ａを転写するための描画が施されている。このため、本工程では、フォトレジスト１７に対してボンディングパッド１５のパターン１５ａを転写するのと同時に位置識別情報１８が転写される。つまり、従来、行われていたボンディングパッド１５を開口する工程により位置識別情報１８を転写でき、別途、位置識別情報１８を付すためだけの製造工程を増加させる必要がない。また、位置識別情報１８は、微細な転写を必要としないため、従来、ボンディングパッド１５を開口するのに用いていた既存の低価格な等倍フォトマスク２を併用することができ、製造コストの点でも優れている。
【００２８】
フォトレジスト現像工程（ステップＳ５）は、ステップＳ４において位置識別情報１８が転写されたフォトレジスト１７を現像する工程である。具体的には、アルカリ性の現像液によって、露光された部分のフォトレジスト１７のみを除去する。これにより、図８に示すように、位置識別情報１８およびボンディングパッド１５に対応する部分だけが除去されてパッシベーション膜１６を露出させた状態となる。
【００２９】
位置識別情報加工工程（ステップＳ６）は、ステップＳ５で露出されたパッシベーション膜１６に位置識別情報１８を加工する工程である。具体的には、図９に示すように、ステップＳ５で現像されたフォトレジスト１７をエッチングマスクとして、パッシベーション膜１６をエッチングする。これにより、パッシベーション膜１６には、図６（ｃ）に示すように、ウエハ１から切り出される各半導体チップに対応する各領域ごとに固有の位置識別情報１８が加工される。また、本実施形態では、ボンディングパッド１５に対応する部分が同時に開口される。
【００３０】
このとき、本実施形態では、図９に示すように、位置識別情報１８が加工された部分の底部にパッシベーション膜１６を残留させるようにエッチングする。この残留したパッシベーション膜１６は、保護層として機能するため、たとえば位置識別情報１８を加工した部分の下層に配線１４が形成されている場合であっても、残留されたパッシベーション膜１６によって当該配線１４を外的損傷から保護することができる。換言すれば、半導体チップの配線状態を気にすることなく、位置識別情報１８の加工位置を選定することができる。なお、パッシベーション膜１６を残留させなくても位置識別情報１８としての機能は果たせるため、配線１４のない部分に加工する場合などは完全に除去しても問題はない。
【００３１】
また、本実施形態では、パッシベーション膜１６として、ポリイミド膜を使用しているため、ウェットエッチングによりエッチングを行っている。しかしながら、このエッチング法に限定されるものではなく、パッシベーション膜１６の種類に応じて、適宜選択しうる。例えば、パッシベーション膜１６がプラズマナイトライドの場合、ドライエッチングで処理することになる。
【００３２】
フォトレジスト除去工程（ステップＳ７）は、ステップＳ６において、エッチングマスクとして使用したフォトレジスト１７を除去する工程である。具体的には、アッシング装置等を用いてフォトレジスト１７を酸素プラズマ等で反応させ、気相中で分解・除去する。これにより、図１０に示すように、不要なフォトレジスト１７が除去され、ウエハ１の表面には、各半導体チップの形成位置に対応する固有の位置識別情報１８がそれぞれ加工されたパッシベーション膜１６が残されることとなる。
【００３３】
保護膜被覆工程（ステップＳ８）は、パッシベーション膜１６の上に、さらに保護膜１９を被覆する工程である。この保護膜１９としては、パッシベーション膜１６に加工した位置識別情報１８を確認できるように半透明のものであって、耐熱性を有するポリイミド膜等を使用する。これにより、図１１に示すように、位置識別情報１８を加工した凹部が埋められるため、ウエハ１の表面が平坦化し、モールド樹脂等によるパッケージの状態が良好になる。
【００３４】
また、本工程によって保護膜１９を被覆した場合、図１１に示すように、ボンディングパッド１５に対応する部分を開口する。なお、保護膜１９は、上記のポリイミド膜に限定されるものではなく、半透明な材料であって、ウエハ１の応力を緩和でき、モールド樹脂との密着性が高い材料であれば各種選択することが可能である。また、本工程は、本発明に係るウエハ１の製造方法に必須の工程ではなく、パッシベーション膜１６だけで十分に保護できる場合、本工程を行う必要はない。
【００３５】
以上のような本実施形態によれば、以下のような効果を奏する。
１．位置識別情報１８を加工する媒体としてパッシベーション膜１６を選択することにより、等倍フォトマスクを採用することができるため一度の転写処理によって全ての位置識別情報１８を転写することができる。
２．パッシベーション膜１６を利用するため、位置識別情報１８を加工するにあたって配線へ悪影響を及ぼす可能性が極めて低く、転写領域も大きく取ることが可能である。
３．位置識別情報１８から迅速かつ正確に半導体チップの切り出し位置を特定でき、解析作業を短縮化・高精度化できる。
４．従来、ボンディングパッド１５を開口するのに使用していた既存の等倍フォトマスク２を利用するため、位置識別情報１８を同時に加工することができ、製造コストや製造工程を別途設けなくてもよい。
【００３６】
なお、本発明に係るウエハ１の製造方法は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜変更することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１  ウエハ
２  等倍フォトマスク
１１  ウエハ基板
１２  酸化膜
１３  素子
１４  配線
１５  ボンディングパッド
１５ａ  ボンディングパッドに対応するパターン
１６  パッシベーション膜
１７  フォトレジスト
１８  位置識別情報
１９  保護膜
【図１】
2010225934.tif 000003
【図２】
2010225934.tif 000004
【図３】
2010225934.tif 000005
【図４】
2010225934.tif 000006
【図５】
2010225934.tif 000007
【図６】
2010225934.tif 000008
【図７】
2010225934.tif 000009
【図８】
2010225934.tif 000010
【図９】
2010225934.tif 000011
【図１０】
2010225934.tif 000012
【図１１】
2010225934.tif 000013