(57)【要約】【課題】基板の反射率のばらつきを減少し、アライメントマークの識別性を確保することができる半導体装置及び半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】半導体装置１は、正反射が小さく乱反射が大きくなるよう研磨処理された裏面２４Ｂを有するシリコン基板２４と、シリコン基板２４上に形成される酸化膜２３及び窒化膜２１と、窒化膜２１上に形成される高反射パターンとしてのアルミパターン２０とを有する。【選択図】図１Ａ
2013012633.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正反射が小さく乱反射が大きくなるよう研磨処理された裏面を有する半導体基板と、
前記半導体基板上に形成される絶縁膜と、
前記絶縁膜上に形成される高反射パターンとを有する半導体装置。
【請求項２】
半導体基板上に絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜上に高反射パターンを形成する工程と、
前記半導体基板の裏面を正反射が小さく乱反射が大きくなるよう研磨処理する工程とを有する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、半導体装置及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術として、アライメントマークを有する半導体装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この半導体装置は、半導体基板上に形成される任意の回路と、回路上にその保護膜として形成されるＳｉＯ２等の酸化膜と、酸化膜上に形成されるアルミニウム層による高反射率パターンとを有し、高反射率パターンと下地の酸化膜層を露出させた低反射率パターンとでＸ方向、Ｙ方向に略十字形状にアライメントマークを形成する。
【０００４】
この半導体装置によれば、反射率の異なる高反射パターンと低反射パターンとをアライメントマークに用いたため、高反射パターンのみでアライメントマークを形成した場合に比べてコントラストが向上し、位置合わせを確実にすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２２１１６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に示す半導体装置は、低反射率パターンとして酸化膜層を用いることで照射される光が基板に達するために低反射パターンの反射率が基板の反射率にも依存し、さらにはウエハ上において基板の反射率のばらつきがある場合には、高反射率パターンと低反射率パターンのコントラストが十分でないものが製造され、識別性が確保できない場合があった。
【０００７】
従って、本発明の目的は、基板の反射率のばらつきを減少し、アライメントマークの識別性を確保することができる半導体装置及び半導体装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様は、正反射が小さく乱反射が大きくなるよう研磨処理された裏面を有する半導体基板と、前記半導体基板上に形成される絶縁膜と、前記絶縁膜上に形成される高反射パターンとを有する半導体装置を提供する。
【０００９】
また、本発明の一態様は、半導体基板上に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜上に高反射パターンを形成する工程と、前記半導体基板の裏面を正反射が小さく乱反射が大きくなるよう研磨処理する工程とを有する半導体装置の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、基板の反射率のばらつきを減少し、アライメントマークの識別性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１Ａ】図１Ａは、実施の形態に係る半導体装置の構成の一例を示す概略平面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、実施の形態に係る半導体装置の構成の一例を示す概略断面図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態に係る半導体装置の構成の一例を示す概略平面図である。
【図３】図３（ａ）及び（ｂ）は、本発明の実施の形態に係る半導体装置の裏面２４Ｂの反射率及び乱反射率を示すグラフ図である。
【図４】図４は、本実施の形態に係る半導体装置及び従来の半導体装置のアライメントマーク全体を走査した場合（測定Ｌ）の反射強度を示すグラフ図である。
【図５】図５は、比較例として、本実施の形態のシリコンウエハと異なるウエハの裏面の反射率及び乱反射率を示すグラフ図である。
【図６】図６は、比較例として、本実施の形態のシリコンウエハと異なるウエハの裏面の反射率及び乱反射率を示すグラフ図である。
【図７】図７は、比較例として、本実施の形態のシリコンウエハと異なるウエハの裏面の反射率及び乱反射率を示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（半導体装置の構成）
図１Ａは、実施の形態に係る半導体装置の構成の一例を示す概略平面図である。また、図１Ｂは、実施の形態に係る半導体装置の構成の一例を示す概略断面図である。
【００１３】
この半導体装置１は、半導体プロセスによって作製され、位置合わせ用のアライメントマーク２と、図示しない半導体回路部とを有する。
【００１４】
アライメントマーク２は、シリコン基板２４上に形成された酸化膜２３と、酸化膜２３上に形成された窒化膜２１と、窒化膜２１上に形成された高反射パターンとしてのアルミパターン２０とを有する。なお、アルミパターン２０以外の領域が低反射パターンとなる。
【００１５】
シリコン基板２４の裏面２４Ｂは、一例として、６００番の砥石を用いて研磨されており、その厚みは３００μｍである。なお、砥石の番手は、用いられる基板の材料及び厚みに合わせて変更することができる。
【００１６】
（製造工程）
【００１７】
まず、シリコン基板２４に図示しない回路部を形成する。次に、シリコン基板２４上にＳｉＯ２等の酸化膜２３をプラズマＣＶＤ法又は熱酸化法等により形成する。なお、適宜マスクの形成やエッチング等により酸化膜２３に開口等を設けることができる。次に、酸化膜２３上にプラズマＣＶＤ法によりＳｉＮｘ等の窒化膜２１を形成する。次に、アルミパターン２０と回路部のアルミ電極等とを同時にスパッタリング等により形成する。最後に、シリコン基板２４の裏面２４Ｂを砥石によって研磨する。なお、研磨は、最初に行っても良い。
【００１８】
図２は、本発明の実施の形態に係る半導体装置の構成の一例を示す概略平面図である。
【００１９】
半導体装置１は、一例として、直径４インチのシリコンウエハ１０上に複数作製される。ここで、シリコンウエハ１０の裏面は、研磨前の状態において荒さが各領域で均一ではないため、裏面の反射率が各領域において異なる値となる。
【００２０】
一例として、シリコンウエハ１０の領域を「ＣＥＮＴＥＲ」、「ＬＥＦＴ」、「ＲＩＧＨＴ」、「ＴＯＰ」、「ＢＯＴＴＯＭ」と分けたとき、後述する図５、図７に示すように各領域の半導体装置１Ｃｅｎｔｅｒ、１Ｌｅｆｔ、１Ｒｉｇｈｔ、１Ｔｏｐ、１Ｂｏｔｔｏｍの裏面の反射率がばらつく。
【００２１】
（ウエハ裏面の反射率及び乱反射率の測定）
【００２２】
反射率測定は、半導体装置１の裏面２４Ｂに波長１３００ｎｍのレーザー光を照射して、その反射光の強度を測定し、照射光と反射光の強度比から反射率を算出することで行う。また、乱反射率測定は、半導体装置１の裏面２４Ｂに波長１３００ｎｍのレーザー光を照射して、正反射光を除去し、拡散反射光を測定するＳＣＥ方式により行う。
【００２３】
図３（ａ）及び（ｂ）は、本発明の実施の形態に係る半導体装置の裏面２４Ｂの反射率及び乱反射率を示すグラフ図である。
【００２４】
図３（ａ）に示すように、半導体装置１Ｌｅｆｔ、１Ｒｉｇｈｔ、１Ｔｏｐ、１Ｂｏｔｔｏｍの裏面２４Ｂの反射率について、それぞれ２０〜２５％に分布し、ばらつきは５％の範囲内に収まっている。
【００２５】
また、図３（ｂ）に示すように、半導体装置１Ｃｅｎｔｅｒ、１Ｌｅｆｔ、１Ｒｉｇｈｔ、１Ｔｏｐ、１Ｂｏｔｔｏｍの裏面の乱反射率は、いずれも２５％程度と、後述する裏面研磨前の乱反射率（図５、図７等）に比べて大きい。これは、研磨により裏面２４Ｂに凹凸が存在することを示し、また、各領域において凹凸の程度にばらつきがないことを示している。
【００２６】
図５、図６、図７は、比較例として、本実施の形態のシリコンウエハと異なるウエハの裏面の反射率及び乱反射率を示すグラフ図である。なお、いずれのウエハも、裏面を研磨していないものである。
【００２７】
図５（ａ）及び（ｂ）は、厚み６３９μｍのシリコンウエハ上に酸化膜及び窒化膜を形成したものについて計測したものである。反射率は、図５（ａ）に示すように、Ｃｅｎｔｅｒ及びＴｏｐの領域の反射率が低く、Ｃｅｎｔｅｒ及びＴｏｐ以外の領域の反射率が１０％程度高い。また、乱反射率は、図５（ｂ）に示すように、Ｃｅｎｔｅｒ及びＴｏｐ以外の領域は１０％程度低くなっている。
【００２８】
このように、Ｃｅｎｔｅｒ及びＴｏｐの領域の裏面の正反射率が小さく、乱反射率が大きい理由は、裏面の凹凸が多いためと考えられる。また、Ｃｅｎｔｅｒ及びＴｏｐ以外の領域の裏面の正反射率が大きく、乱反射率が小さい理由は、裏面の凹凸が少ないためと考えられる。
【００２９】
図６（ａ）及び（ｂ）は、厚み６２５μｍのＰ型ウエハについて計測したものである。反射率は、図６（ａ）に示すように、いずれの領域においても低く、また、乱反射率は、図６（ｂ）に示すように、いずれの領域においても高くなっている。
【００３０】
これは、いずれの領域においても裏面の凹凸が多いためと考えられる。本実施の形態のシリコン基板２４の裏面２４Ｂの性質に近いものと言える。
【００３１】
図７（ａ）及び（ｂ）は、厚み５４０μｍのシリコンウエハについて計測したものである。反射率は、図７（ａ）に示すように、多少のばらつきがあるもののいずれの領域においても高く、また、乱反射率は、図７（ｂ）に示すように、いずれの領域においても低くなっている。
【００３２】
これは、いずれの領域においても裏面の凹凸が少ないためと考えられる。
【００３３】
（アライメントマークの反射率の測定）
【００３４】
図１Ｂに示すように、半導体装置１の上方からアライメントマーク２全体を走査する場合を測定Ｌと呼ぶ。なお、測定Ｌは、波長１３００ｎｍのレーザー光を照射して、その反射光の強度を測定し、照射光と反射光の強度比から反射率を算出することで行う。
【００３５】
図４は、本実施の形態に係る半導体装置及び従来の半導体装置のアライメントマーク全体を走査した場合（測定Ｌ）の反射強度を示すグラフ図である。
【００３６】
図４に示すように、シリコンウエハ１０の各領域における半導体装置１Ｃｅｎｔｅｒ、１Ｌｅｆｔ、１Ｒｉｇｈｔ、１Ｔｏｐ、１Ｂｏｔｔｏｍのいずれにおいても、アルミパターン２０の反射率のばらつきが少ない。また、アルミパターン２０以外の領域における反射率のばらつきが少ない。さらに、アルミパターン２０の反射率とアルミパターン２０以外の領域における反射率との差が２０〜２５％程度である。
【００３７】
（実施の形態の効果）
上記した実施の形態によると、アライメントマーク２の低反射パターンとしてのシリコン基板２４の裏面２４Ｂに凹凸を形成したため、基板２４に達した光の反射率が低くなり（つまり、低反射パターンの反射率が低くなり）、また、シリコンウエハ１０のいずれの領域から半導体装置１を作製したとしても低反射パターンの反射率のばらつきが少なくなる。これにより、高反射パターンであるアルミパターン２０と低反射パターンであるシリコン基板２４との反射率の差が大きくなるとともに、反射率の差のばらつきが少なくなり、アライメントマーク２の識別性を確保できる。
【００３８】
なお、本発明は、上記した実施の形態に限定されず、本発明の技術思想を逸脱あるいは調整しない範囲内で種々の変形が可能である。例えば、高反射パターンの材料は、Ａｌに限らず低反射パターンと高反射パターンの反射率の差がアライメントマークを識別する装置又は利用者の識別能力内にあれば他の材料を用いることができる。
【符号の説明】
【００３９】
１     半導体装置
２     アライメントマーク
１０   シリコンウエハ
２０   アルミパターン
２１   窒化膜
２３   酸化膜
２４   シリコン基板
２４Ｂ 裏面
【図１Ａ】
2013012633.tif 000003
【図１Ｂ】
2013012633.tif 000004
【図２】
2013012633.tif 000005
【図３】
2013012633.tif 000006
【図４】
2013012633.tif 000007
【図５】
2013012633.tif 000008
【図６】
2013012633.tif 000009
【図７】
2013012633.tif 000010