(57)【要約】【課題】基板ウエハの表面および裏面に露光処理にて形成される高密度の回路パターンを含む半導体装置の表裏回路パターンの位置合わせを可能にする半導体装置のパターンの位置合わせ方法およびそれに使用する基板ウエハを提供する。【解決手段】基板ウエハ２の設定された原点０を基準とする相互に直交するｘ軸およびｙ軸方向に沿って延びる細長い溝３ａ、３ｂおよび４ａ、４ｂをそれぞれ基板ウエハ２の表面２ａおよび裏面２ｂに予め加工形成する。これら表面２ａおよび２ｂに回路パターン７ａおよび７ｂを露光装置１を使用して露光形成するフォトマスク５および６に形成された対応するマーカ５ａ、５ｂおよび６ａ、６ｂと、それぞれ基板ウエハ２の表面２ａの溝３ａ、３ｂおよび裏面２ｂの溝４ａ、４ｂを位置合わせして、露光装置１により露光して薄膜回路基板７の表面パターン７ａおよび裏面パターン７ｂを転写形成して半導体装置を製造する。【選択図】図２
2005183562.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源およびフォトマスクを含む露光装置を使用して、基板ウエハの両面に回路パターンを転写形成する際に、前記基板ウエハの両面に形成される回路パターンの位置合わせをする半導体装置のパターン位置合わせ方法において、
前記基板ウエハの予め設定された原点から相互に直交するｘ軸およびｙ軸方向へ延びる溝を前記基板ウエハの両面に形成し、前記溝を基準として前記露光装置のフォトマスクを位置合わせして、前記基板ウエハの両面に形成される回路パターンの位置合わせを行うことを特徴とする半導体装置のパターン位置合わせ方法。
【請求項２】
前記溝は、前記基板ウエハの両面をダイシング装置により加工して予め決められた深さに形成されることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置のパターン位置合わせ方法。
【請求項３】
前記基板ウエハの両面に形成される回路パターン用のフォトマスクには、前記基板ウエハに形成された溝に対応するマーカが形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置のパターン位置合わせ方法。
【請求項４】
前記フォトマスクのマーカは、それぞれ回路パターンと等しい相対関係になるように形成されることを特徴とする請求項３に記載の半導体装置のパターン位置合わせ方法。
【請求項５】
表面および裏面の両面に相互に位置合わせされた回路パターンが露光装置により転写形成される薄膜回路基板の製造に使用される基板ウエハにおいて、
予め設定された原点から相互に直交するｘ軸およびｙ軸方向へ延びる細長い溝が両面に対向して加工形成されていることを特徴とする基板ウエハ。
【請求項６】
前記溝は、前記基板ウエハが割れないように予め調整された深さを有することを特徴とする請求項５に記載の基板ウエハ。
【請求項７】
前記基板ウエハは、略矩形状であって、その選択された１つの角を前記原点とし、前記選択された角を挟む前記基板ウエハの２辺に沿って前記溝が形成されていることを特徴とする請求項５又は６に記載の基板ウエハ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体装置に関し、特に基板の表裏両面に露光して転写形成される高密度の回路パターンを有する半導体装置のパターン位置合わせ方法およびそれに使用される基板ウエハに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話や携帯端末装置等の通信機器に使用される電子回路は、益々小型化および高性能化している。そのために、斯かる通信機器等に使用される通信モジュール等は、極めて多数の回路又はデバイスを高密度に形成する必要があり、例えば薄膜回路基板の両面に回路パターンを露光技術により焼き付けて形成するのが一般的である。
【０００３】
上述の如く基板ウエハの両面に多数の回路パターンが高密度に形成されると、両面に形成される回路パターンの僅かの位置ずれが、製造工程、特に露光等の際に問題となり製品の歩留まりを決定することとなる。従って、斯かる半導体装置にあっては、両面の回路パターンの位置合わせ精度を高精度にすることが、製品を安価に製造するために必須不可欠な要件となる。
【０００４】
半導体基板の表裏に、相互に電気的に接続される回路パターンを形成するために、種々の技術が提案され、種々の文献に開示されている。例えば、半導体基板に一面から他面へ貫通する１対の垂直貫通溝（微小な矩形孔）を形成し、これら垂直貫通溝を基にして半導体基板の表裏両面に回路パターンを形成する半導体集積回路の製造方法を開示している（例えば、特許文献１参照。）。また、透明基板の表裏にＬ字状の位置合わせマークを形成し、顕微鏡によりパターン位置合わせを行う両面パターン形成方法が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。更に、平行平板状の透明基板の両面に対をなすパターンを精度良くパターニングするために、１対の露光パターンに位置合わせするように格子パターンを設け、表裏の位置ずれを格子のモアレで検出・調整する露光用マスクおよび露光用マスク対が開示されている（例えば、特許文献３参照。）。
【特許文献１】特開平１−２１４０４０号公報（第２頁、第１図）
【特許文献２】特開平６−２５２０２３号公報（第２−３頁、第１図、第２図）
【特許文献３】特開平７−２４８６１１号公報（第５頁、第１図、第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１に開示される従来技術における薄膜回路基板の表裏面パターンの相互位置合わせ方法では、基板ウエハにレーザ処理又はエッチング処理により加工した複数の貫通穴を基準とし、薄膜回路基板の表裏面のパターンを相互に位置合わせしていた。しかしながら、この従来方法によると、貫通穴の径に関する加工ばらつき、および貫通穴の真円度に関する加工ばらつきが大きく、そのためこれを位置合わせ基準とした表裏面パターン相互の位置にずれが生じていた。また、特許文献２および３に開示する従来技術は、透明基板の両面に回路パターンを形成する方法を開示する。
【０００６】
本発明は、従来技術の上述した課題に鑑みなされたものであり、基板ウエハの両面に高精度に位置合わせして回路パターンを露光転写して形成可能な半導体装置のパターン位置合わせ方法およびそれに使用される基板ウエハを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述の課題を解決するため、本発明による半導体装置のパターン位置合わせ方法およびそれに使用する基板ウエハは、次のような特徴的な構成を採用している。
【０００８】
（１）光源およびフォトマスクを含む露光装置を使用して、基板ウエハの両面に回路パターンを転写形成する際に、前記基板ウエハの両面に形成される回路パターンの位置合わせをする半導体装置のパターン位置合わせ方法において、
前記基板ウエハの予め設定された原点から相互に直交するｘ軸およびｙ軸方向へ延びる溝を前記基板ウエハの両面に形成し、前記溝を基準として前記露光装置のフォトマスクを位置合わせして、前記基板ウエハの両面に形成される回路パターンの位置合わせを行う半導体装置のパターン位置合わせ方法。
【０００９】
（２）前記溝は、前記基板ウエハの両面をダイシング装置により加工して予め決められた深さに形成される上記（１）に記載の半導体装置のパターン位置合わせ方法。
【００１０】
（３）前記基板ウエハの両面に形成される回路パターン用のフォトマスクには、前記基板ウエハに形成された溝に対応するマーカが形成される上記（１）又は（２）に記載の半導体装置のパターン位置合わせ方法。
【００１１】
（４）前記フォトマスクのマーカは、それぞれ回路パターンと等しい相対関係になるように形成される上記（３）に記載の半導体装置のパターン位置合わせ方法。
【００１２】
（５）表面および裏面の両面に相互に位置合わせされた回路パターンが露光装置により転写形成される薄膜回路基板の製造に使用される基板ウエハにおいて、
予め設定された原点から相互に直交するｘ軸およびｙ軸方向へ延びる細長い溝が両面に対向して加工形成されている基板ウエハ。
【００１３】
（６）前記溝は、前記基板ウエハが割れないように予め調整された深さを有する上記（５）に記載の基板ウエハ。
【００１４】
（７）前記基板ウエハは、略矩形状であって、その選択された１つの角を前記原点とし、前記選択された角を挟む前記基板ウエハの２辺に沿って前記溝が形成されている上記（５）又は（６）に記載の基板ウエハ。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の半導体装置のパターン位置合わせ方法およびそれに使用される基板ウエハによると、次の如き実用上の顕著な効果が得られる。即ち、基板ウエハの表面および裏面に、予め設定された原点からｘ軸およびｙ軸方向へ延びる十分な長さを有する細長い溝を予め加工形成し、これを基準としてフォトマスクの位置合わせを行うので、露光装置を使用して基板ウエハの表面および裏面に転写形成される回路パターンを極めて高精度で位置合わせすることが可能である。また、この基板ウエハの両面に対向して加工形成される溝は、既存のダイシング装置を使用して基板ウエハが割れ（又は破損）しないような所定の深さに調整することが可能である。
【実施例１】
【００１６】
以下、本発明の半導体装置のパターン位置合わせ方法およびそれに使用される基板ウエハの好適実施例の構成および動作を、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明による半導体装置のパターン位置合わせ方法を説明する露光装置を示す図である。図１において、半導体装置は、基板ウエハ２の表面２ａおよび裏面２ｂの両面に、露光装置１を使用して露光処理等により製造される。露光装置１は、光源１ａ、所定形状のベース１ｂおよびフォトマスク５により構成される。後述する如く、基板ウエハ２の表面（又は上面）２ａおよび裏面（又は下面）２ｂには、それぞれ隣接する２辺に沿って細長い溝３ａ、３ｂおよび４ａ、４ｂが予め形成されている。尚、後述の如く、基板ウエハ２の裏面２ｂに回路パターンを形成するために、別のフォトマスク６も使用される。（図２と図３参照）
【００１８】
上方に光源１ａを有する露光装置１のベース１ｂに、レジストを塗布した基板ウエハ２をその表面２ａが上向きになるように載置する。このとき、表面２ａ上に加工した溝３ａとフォトマスク５に描画したマーカ５ａ、同様に溝３ｂとマーカ５ｂを互いに位置合わせする。この位置合わせの後に、露光作業により薄膜回路基板の表面パターンを基板ウエハ２の表面２ａ上に転写又は形成する。
【００１９】
次に、基板ウエハ（又は薄膜回路基板）の裏面２ｂにパターンを転写形成する。裏面パターンの転写についても、上述した基板ウエハ２の表面２ａにおける露光処理作業と同様に、基板ウエハ２の裏面２ｂ上に加工形成された溝４ａと別のフォトマスク６に描画したマーカ６ａおよび溝４ｂとマーカ６ｂを相互に位置合わせし、露光作業により裏面パターンを基板ウエハ２の裏面２ｂ上に転写形成する。
【００２０】
次に、本発明によるパターン位置合わせ方法の実施例について図２乃至図４を参照して詳細に説明する。図２は、略矩形状の基板ウエハ２の説明図である。図３は、フォトマスク５および６と、それにより形成される回路パターンを示す説明図である。図４は、本発明による半導体装置のパターン位置合わせ方法で使用される露光装置の説明図である。
【００２１】
図２において、（Ａ）は基板ウエハ２の表面２ａの斜視図、（Ｂ）は基板ウエハ２の裏面２ｂの斜視図および（Ｃ）は図２(Ａ)の線ｚ−ｚ´に沿う基板ウエハ２の断面図である。基板ウエハ２は、矩形（又は実質的に正方形）であり、その表面２ａには、図２(Ａ)に示す如く、基板ウエハ２の１つの角を原点０とし、それを挟む２辺に沿って細長い溝３ａおよび３ｂが形成されている。一方、図２（Ａ）の基板ウエハ２を、図２中に矢印で示す如く反転すると、図２（Ｂ）に示す如く基板ウエハ２の裏面２ｂが上向きになる。この基板ウエハ２の裏面２ｂにも、１つの角を原点０として、それを挟む２辺に沿って細長い溝４ａおよび４ｂが形成されている。図２（Ｃ）に示す如く、溝３ａ、４ａは、底面が略平坦な凹状の溝である（図示せずも、溝３ｂおよび４ｂも同様形状である）。
【００２２】
即ち、図２（Ａ）〜（Ｃ）に示す如く、基板ウエハ２は、その１つの角を原点０として、この原点０を基準として相互に直交するｘ軸およびｙ軸を設定している。そして、基板ウエハ２の表面２ａ上には、ｘ軸に平行な溝３ａおよびｙ軸に平行な溝３ｂが、例えばダイシング装置を使用してハーフカット加工してある。これらの溝３ａおよび３ｂの深さは、基板ウエハ２が容易に割れないようにダイシングブレードの加工深度を調整する。更に、上述と同様作業により、基板ウエハ２の裏面２ｂに溝４ａおよび溝４ｂをハーフカット加工する。
【００２３】
次に、図３において、（Ａ）は表面パターン用フォトマスク５の斜視図、（Ｂ）はこのフォトマスク５により形成される薄膜回路基板７の表面パターン７ａを示す斜視図、（Ｃ）は裏面パターン用のフォトマスク６の斜視図および（Ｄ）はこのフォトマスク６で形成される薄膜回路基板７の裏面パターン７ｂを示す斜視図である。即ち、フォトマスク５には、両面薄膜回路基板７の表面パターン７ａに相当するパターン５ｃが描画され、更に溝３ａおよび溝３ｂと位置合わせするためのマーカ５ａおよびマーカ５ｂが描画されている。
【００２４】
同様に、フォトマスク６にも両面薄膜回路基板７の裏面パターン７ｂに相当するパターン６ｃが描画され、更に溝４ａおよび溝４ｂと位置合わせするためのマーカ６ａおよびマーカ６ｂが描画されている。ここで、薄膜回路基板７とマーカ５ａおよびマーカ５ｂの相対関係と、マーカ６ａおよびマーカ６ｂの相対関係は等しくなるようにフォトマスク編集しなければならない。尚、薄型回路基板７は、基板ウエハ２のパターン形成部分を、周知のダイシング装置で切断することにより得る。
【００２５】
次に、図４において、（Ａ）は露光装置１による基板ウエハ２の表面２ａの露光処理を示す斜視図であり、（Ｂ）は（Ａ）のフォトマスク５と基板ウエハ２の関係を示す拡大図である。両面薄膜回路基板７の表面パターン７ａを形成する場合には、露光装置１の上方の光源１ａに、レジストを塗布した基板ウエハ２の表面２ａが上向きになるようにベース１ｂ（図１参照）に載置する。このとき、表面２ａ上に加工した溝３ａとフォトマスク５に描画したマーカ５ａ、同様に溝３ｂとマーカ５ｂとを相互に位置合わせし、露光作業により薄膜回路基板７の表面パターン７ａを基板ウエハ２の表面２ａ上に転写形成する。
【００２６】
上述した露光処理作業と同様に、基板ウエハ２の裏面２ｂ上に加工した溝４ａとフォトマスク６に描画したマーカ６ａおよび溝４ｂとマーカ６ｂとを相互に位置合わせし、露光作業により裏面パターン７ｂを裏面２ｂ上に転写形成する。
【００２７】
以上、本発明による半導体装置およびそのパターン位置合わせ方法の好適実施例の構成および動作を詳述した。しかし、斯かる実施例は、本発明の単なる例示に過ぎず、何ら本発明を限定するものではないこと、当業者には容易に理解できよう。本発明の要旨を逸脱することなく、特定用途に応じて種々の変形変更が可能であること、当業者には容易に理解できよう。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明による半導体装置のパターン位置合わせ方法で使用される露光装置を示す説明図である。
【図２】本発明による基板ウエハの好適実施例を示し、（Ａ）は表面、（Ｂ）は裏面および（Ｃ）は溝を含む部分の断面図である。
【図３】本発明による半導体装置のパターン位置合わせ方法で使用されるフォトマスクおよび薄膜回路基板を示し、（Ａ）は表面のフォトマスク、（Ｂ）は薄膜回路基板の表面、（Ｃ）は裏面のフォトマスクおよび（Ｄ）は薄膜回路基板の裏面である。
【図４】本発明による半導体装置のパターン位置合わせ方法で使用される露光装置を示し、（Ａ）は図１と同様の図および（Ｂ）はそのフォトマスクおよび基板ウエハ部分の拡大図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  露光装置
１ａ  光源
２  基板ウエハ
３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂ  溝
５、６  フォトマスク
５ａ、５ｂ、６ａ、６ｂ  マーカ
７  薄膜回路基板
７ａ  表面パターン
７ｂ  裏面パターン
【図１】
2005183562.tif 000003
【図２】
2005183562.tif 000004
【図３】
2005183562.tif 000005
【図４】
2005183562.tif 000006