(57)【要約】  半導体ウエハ（１）に複数の半導体素子（５）を形成する。複数の半導体素子（５）を区画するダイシングライン（６，７）上に膜厚測定用配線パターン（３，４）を形成する。半導体素子（５）及び膜厚測定用配線パターン（３，４）上にＳＯＧ膜（１０）を形成する。膜厚測定用配線パターン（３，４）の中央部上のＳＯＧ膜（１０）の膜厚を測定する。膜厚測定用配線パターン（３，４）は、長辺がダイシングライン（３，４）と平行な長方形パターンである。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウエハに複数の半導体素子を形成する工程と、
前記複数の半導体素子を区画するダイシングライン上に膜厚測定用配線パターンを形成する工程と、
前記半導体素子及び前記膜厚測定用配線パターン上にＳＯＧ膜を形成する工程と、
前記膜厚測定用配線パターンの中央部上の前記ＳＯＧ膜の膜厚を測定する工程とを備え、
前記膜厚測定用配線パターンは、長辺が前記ダイシングラインと平行な長方形パターンであることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記ダイシングラインは互いに直交する第１及び第２のダイシングラインを有し、
前記膜厚測定用配線パターンは、長辺が前記第１のダイシングラインと平行な第１の膜厚測定用配線パターンと、長辺が前記第２のダイシングラインと平行な第２の膜厚測定用配線パターンとを有し、
前記第１及び第２の膜厚測定用配線パターンの中央部上の前記ＳＯＧ膜の膜厚をそれぞれ測定することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記半導体ウエハの中央部、及び前記半導体ウエハの中央部から前記第１のダイシングラインと平行な方向に位置する前記半導体ウエハの外周部において、前記第１の膜厚測定用配線パターン上の前記ＳＯＧ膜の膜厚を測定し、
前記半導体ウエハの中央部、及び前記半導体ウエハの中央部から前記第２のダイシングラインと平行な方向に位置する前記半導体ウエハの外周部において、前記第２の膜厚測定用配線パターン上の前記ＳＯＧ膜の膜厚を測定することを特徴とする請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
半導体ウエハに複数の半導体素子を形成する工程と、
前記複数の半導体素子を区画するダイシングライン上に膜厚測定用配線パターンを形成する工程と、
前記半導体素子及び前記膜厚測定用配線パターン上にＳＯＧ膜を形成する工程と、
前記膜厚測定用配線パターンの中央部上の前記ＳＯＧ膜の膜厚を測定する工程とを備え、
前記ダイシングラインは互いに直交する第１及び第２のダイシングラインを有し、
前記膜厚測定用配線パターンは、前記第１及び第２のダイシングラインが交差する領域に配置された十字形パターンであることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記半導体ウエハの中央部、前記半導体ウエハの中央部から前記第１のダイシングラインと平行な方向に位置する前記半導体ウエハの外周部、及び前記半導体ウエハの中央部から前記第２のダイシングラインと平行な方向に位置する前記半導体ウエハの外周部において、前記膜厚測定用配線パターン上の前記ＳＯＧ膜の膜厚を測定することを特徴とする請求項４に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＳＯＧ膜を形成する半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置製造用のウエハプロセス工程の一つに、ＳＯＧ（Spin on Glass）膜形成工程がある（例えば、特許文献１参照）。ＳＯＧ膜は主に配線上に形成した層間絶縁膜の段差緩和や、配線間溝の埋め込みに用いられる。ＳＯＧ膜は粘性を持ち、シリコンウエハを回転しながら塗布し、膜厚を調整するため塗布後に更に回転して成膜する。ウエハプロセス工程の品質管理のために、ＳＯＧ膜の膜厚を測定する必要がある。【０００３】
ＳＯＧ膜の膜厚測定は、配線とＳＯＧ膜の異なる光の反射率を計算して配線上のＳＯＧ膜の膜厚を測定することで実施される。膜厚測定用配線パターンは、通常チップ内ではなく、ダイシングライン上に配置する。ダイシングライン幅はウエハ１毎あたりのチップ取れ数を増やし生産性を高めるため、必要最小限にする必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】日本特開２００７−３２９２４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＳＯＧ膜の膜厚は配線パターンの中央部で測定する。しかし、ＳＯＧ膜成膜時のウエハ回転による遠心力でＳＯＧ膜がパターン外に移動し、パターン中央部の膜厚測定ポイントのＳＯＧ膜が薄膜化される。遠心力の弱いウエハ中央部はＳＯＧ膜の移動が比較的少なく厚膜となり、遠心力が強いウエハ外周ほどＳＯＧ膜の移動が大きく薄膜となる。このため、膜厚が同心円状のウエハ面内依存性を持ち、膜厚を安定して測定できないという問題があった。【０００６】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は膜厚を安定して測定することができる半導体装置の製造方法を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、半導体ウエハに複数の半導体素子を形成する工程と、前記複数の半導体素子を区画するダイシングライン上に膜厚測定用配線パターンを形成する工程と、前記半導体素子及び前記膜厚測定用配線パターン上にＳＯＧ膜を形成する工程と、前記膜厚測定用配線パターンの中央部上の前記ＳＯＧ膜の膜厚を測定する工程とを備え、前記膜厚測定用配線パターンは、長辺が前記ダイシングラインと平行な長方形パターンであることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明では、膜厚測定用配線パターンは、長辺がダイシングラインと平行な長方形パターンである。これにより、パターンの長手方向に対して薄膜化を抑えることができるため、ＳＯＧ膜の膜厚を安定して測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る半導体ウエハを示す平面図である。
【図２】図１の破線で囲った１つのショットを拡大した平面図である。
【図３】図２のＩ−ＩＩに沿った断面図である。
【図４】比較例に係る半導体ウエハの１つのショットを拡大した平面図である。
【図５】図４のＩ−ＩＩに沿った断面図である。
【図６】比較例において遠心力がかかった状態を示す断面図である。
【図７】比較例の膜厚測定用配線パターンの中央部上のＳＯＧ膜の膜厚面内傾向を示す平面図である。
【図８】本発明の実施の形態１の第１の膜厚測定用配線パターンの中央部上のＳＯＧ膜の膜厚面内傾向を示す平面図である。
【図９】本発明の実施の形態１の第２の膜厚測定用配線パターンの中央部上のＳＯＧ膜の膜厚面内傾向を示す平面図である。
【図１０】本発明の実施の形態２に係る半導体ウエハの１つのショットを拡大した平面図である。
【図１１】本発明の実施の形態２の膜厚測定用配線パターンの中央部上のＳＯＧ膜の膜厚面内傾向を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法について図面を参照して説明する。同じ又は対応する構成要素には同じ符号を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る半導体ウエハを示す平面図である。半導体ウエハ１上に複数のショット２が行列状に配置されている。図２は図１の破線で囲った１つのショットを拡大した平面図である。図１の他のショット２の構成も図２と同様である。図３は図２のＩ−ＩＩに沿った断面図である。図３は第１の膜厚測定用配線パターン３の断面を示すが、第２の膜厚測定用配線パターン４の断面も同様である。これらの図を参照して本実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する。
【００１２】
まず、半導体ウエハ１に複数の半導体素子５を形成する。ここで、互いに直交する第１及び第２のダイシングライン６，７が複数の半導体素子５を区画する。次に、半導体ウエハ１上に第１の層間絶縁膜８を形成する。次に、第１及び第２のダイシングライン６，７上に、金属などからなる第１及び第２の膜厚測定用配線パターン３，４をそれぞれ成膜・加工工程により形成する。
【００１３】
次に、半導体素子５及び第１及び第２の膜厚測定用配線パターン３，４上に第２の層間絶縁膜９とＳＯＧ膜１０を順に形成する。次に、第１及び第２の膜厚測定用配線パターン３，４とＳＯＧ膜１０の異なる光の反射率を計算して、第１及び第２の膜厚測定用配線パターン３，４の中央部上のＳＯＧ膜１０の膜厚をそれぞれ測定する。その後、第１及び第２のダイシングライン６，７に沿った劈開等の工程を経て本実施の形態の半導体装置が製造される。
【００１４】
続いて、本実施の形態の膜厚測定方法を比較例と比較して更に詳細に説明する。図４は、比較例に係る半導体ウエハの１つのショットを拡大した平面図である。図５は図４のＩ−ＩＩに沿った断面図である。比較例では、膜厚測定用配線パターン１１が正方形パターンである。図６は、比較例において遠心力がかかった状態を示す断面図である。成膜時のウエハ回転による遠心力でＳＯＧ膜１０がパターン外に移動し、パターン中央部の膜厚測定ポイントのＳＯＧ膜１０が薄膜化される。図７は、比較例の膜厚測定用配線パターン１１の中央部上のＳＯＧ膜の膜厚面内傾向を示す平面図である。遠心力の弱いウエハ中央部はＳＯＧ膜１０の移動が比較的少なく厚膜となり、遠心力が強いウエハ外周ほどＳＯＧ膜１０の移動が大きく薄膜となる。
【００１５】
これに対して、本実施の形態では、第１及び第２の膜厚測定用配線パターン３，４は、それぞれ長辺が第１及び第２のダイシングライン６，７と平行な長方形パターンである。配線パターンの長手方向を十分長くすることで、配線パターン上のＳＯＧ膜１０の絶対量が増え、遠心力で長手方向に沿って配線パターン外に流れるＳＯＧ膜１０の量に対し、配線パターン上に残るＳＯＧ膜１０の量が増える。このため、パターンの長手方向に対して薄膜化を抑えることができる。
【００１６】
図８は、本発明の実施の形態１の第１の膜厚測定用配線パターンの中央部上のＳＯＧ膜の膜厚面内傾向を示す平面図である。半導体ウエハ１の中央部から第１のダイシングライン６と平行な３時／９時方向において第１の膜厚測定用配線パターン３の中央部上のＳＯＧ膜１０が厚膜となる。図９は、本発明の実施の形態１の第２の膜厚測定用配線パターンの中央部上のＳＯＧ膜の膜厚面内傾向を示す平面図である。半導体ウエハ１の中央部から第２のダイシングライン７と平行な１２時／６時方向において第２の膜厚測定用配線パターン４の中央部上のＳＯＧ膜１０が厚膜となる。これらの領域ではＳＯＧ膜１０が薄膜化されず、半導体ウエハ１の中央部と均一な膜厚となる。
【００１７】
そこで、本実施の形態では、半導体ウエハ１の中央部、及び３時／９時方向に位置する半導体ウエハ１の外周部において、第１の膜厚測定用配線パターン３上のＳＯＧ膜１０の膜厚を測定する。そして、半導体ウエハ１の中央部、及び１２時／６時方向に位置する半導体ウエハ１の外周部において、第２の膜厚測定用配線パターン４上のＳＯＧ膜１０の膜厚を測定する。これにより、半導体ウエハ１の中央部と、１２時、３時、６時、９時方向の外周部との面内５点でＳＯＧ膜１０の膜厚を安定して測定することができる。
【００１８】
実施の形態２．
図１０は、本発明の実施の形態２に係る半導体ウエハの１つのショットを拡大した平面図である。本実施の形態では、膜厚測定用配線パターン１２は、第１及び第２のダイシングライン６，７が交差する領域に配置された十字形パターンである。
【００１９】
図１１は、本発明の実施の形態２の膜厚測定用配線パターンの中央部上のＳＯＧ膜の膜厚面内傾向を示す平面図である。１２時／６時方向と３時／９時方向において膜厚測定用配線パターン１２の中央部上のＳＯＧ膜１０が厚膜となる。これらの領域ではＳＯＧ膜１０が薄膜化されず、半導体ウエハ１の中央部と均一な膜厚となる。
【００２０】
そこで、本実施の形態では、半導体ウエハ１の中央部、１２時／６時方向に位置する半導体ウエハ１の外周部、及び３時／９時方向に位置する半導体ウエハ１の外周部において、膜厚測定用配線パターン１２上のＳＯＧ膜１０の膜厚を測定する。これにより、半導体ウエハ１の中央部と、１２時、３時、６時、９時方向の外周部との面内５点でＳＯＧ膜１０の膜厚を安定して測定することができる。また、１回の測定でこれらの膜厚を測定できるため、工程を簡略化することができる。
【００２１】
なお、半導体ウエハ１は、珪素によって形成されたものに限らず、珪素に比べてバンドギャップが大きいワイドバンドギャップ半導体によって形成されたものでもよい。ワイドバンドギャップ半導体は、例えば、炭化珪素、窒化ガリウム系材料、又はダイヤモンドである。このようなワイドバンドギャップ半導体によって形成されたパワー半導体素子は、耐電圧性や許容電流密度が高いため、小型化できる。この小型化された素子を用いることで、この素子を組み込んだ半導体モジュールも小型化できる。また、素子の耐熱性が高いため、ヒートシンクの放熱フィンを小型化でき、水冷部を空冷化できるので、半導体モジュールを更に小型化できる。また、素子の電力損失が低く高効率であるため、半導体モジュールを高効率化できる。
【符号の説明】
【００２２】
１  半導体ウエハ、５  半導体素子、６，７  ダイシングライン、３，４，１２  膜厚測定用配線パターン、１０  ＳＯＧ膜
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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