JP3638250B2

JP3638250B2 - Alignment mark and method for manufacturing semiconductor device

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Publication number: JP3638250B2
Application number: JP2000311069A
Authority: JP
Inventors: 信之松本; 翊劉
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2000-10-11
Filing date: 2000-10-11
Publication date: 2005-04-13
Anticipated expiration: 2020-10-11
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置の製造において、半導体装置の基板の第１面に形成されているパターンに合わせて、第１面の裏面である第２面にパターンを形成するときに用いるアライメントマーク、アライメントマークを用いた半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１４（１）は、従来技術である特開平６−２４４０７３号公報に開示されている半導体装置１を示す平面図であり、図１４（２）は、その断面図である。この従来技術では、支持基板２に固定される基板３の、素子４を形成している第１面５から第１面５の裏面である第２面６に向かって、ドライエッチングによって孔７を形成する。その後、基板３の第２面６を研磨して、孔７を基板３の第２面６に露出させる。基板３の第２面６にパターンを形成するときに、第２面６に露出している孔７をアライメントマークとして用いる。これによって、基板３の第１面５と第２面６とを同時に観察する両面アライナが不必要になるとともに、半導体装置の製造工程を簡略化できる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来技術では、以下のような問題が生じる。
【０００４】
図１５（１）は、先述の従来技術において、ウエットエッチングによって孔７Ａを形成したときの半導体装置１Ａを示す平面図であり、図１５（２）は、その断面図である。ウエットエッチングは、ドライエッチングと比べて簡便であり、容易に行うことができるが、図１５（２）に示すように孔７Ａが形成されている基板３の結晶方位に従ってエッチングが進むので、孔７Ａは基板３の第１面５から第２面６に向かうにつれて収縮するようなテーパ形状となり、孔７Ａが基板３の第２面６に露出する部分では、基板３の厚さが非常に薄くなってしまう。このような現象は、基板３がＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＳｉＣ、ＧａＮ、ＺｎＳｅ、ＭｏＳなどの化合物半導体で顕著に見受けられる。孔７Ａの第２面６に露出した部分の周辺は、基板３を研磨したことによって脆くなっていて、研磨中に数μｍ〜数十μｍの程度で孔７Ａの第２面６に露出した部分の大きさが変化するので、この孔７Ａをアライメントマークとして用いた場合に、所望のアライメント精度を出すことができない。
【０００５】
さらに、孔７Ａが基板３の第２面６に露出する部分では、基板３の厚さが非常に薄くなり、図１６に示される半導体装置１Ｂのように、孔７Ｂの第２面６に露出した部分の周辺が一部欠けて、本来のアライメントマークの中心Ｌ１と孔７Ｂの中心Ｌ２とが異なってしまい、所望のアライメント精度を出すことができない。
【０００６】
また、アライメントマークとして用いる孔を形成する方法であるウエットエッチングおよびドライエッチングにかかわらず、以下の問題が生じる。
【０００７】
基板３を研磨して、孔７を基板３の第２面６に露出させたとき、研磨に用いた研磨材、潤滑油および薬品が孔７に進入して、図１７示すような基板３の孔７の周辺に汚染部位８が作られる。
【０００８】
基板３の第１面５と支持基板２とを固定するために、紫外線剥離シートおよび熱剥離シートなどの粘着シート９が用いられる。基板３をエッチングするのに用いるエッチング薬液、および第２面６のパターン形成後にレジストを剥離させるのに用いるレジスト洗浄用の有機溶剤が孔７に進入して、図１７に示すような孔７の第１面５側の開口部の周辺の粘着シート９が、エッチング薬液および有機溶剤によって化学変化して、粘着シート９の粘着力を変化させるような部位１０が形成される。前記部位１０によって、粘着シート９から基板３を剥離させることが困難になる。
【０００９】
図１８（１）は、半導体装置１の基板３の第２面６にレジスト１１を塗布したものを示す平面図であり、図１８（２）は、その断面図である。このとき、孔７にレジスト１１の一部であるレジスト１１ａが進入する。孔７に進入したレジスト１１ａは、孔７内で不均一になっていて、レジスト１１を上方から見ると、レジスト１１ａの周辺が干渉模様になり、孔７を用いたアライメントマークと、前記アライメントマークの周辺の境界が不明瞭になる。このために、本来のアライメントマークの中心Ｌ３とレジスト１１ａを通して見えるアライメントマークの中心Ｌ４とが異なり、所望のアライメント精度が出なくなる。
【００１０】
したがって本発明の目的は、所望のアライメント精度を出すことができるアライメントマーク、前記アライメントマークを用いる半導体装置の製造方法とを提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、基板の第１面、および第１面の裏面である第２面に素子が形成される半導体装置に設けられるアライメントマークにおいて、
第１面から第２面に貫通した貫通孔に、第２面から露出するように第１面から充填物が充填されたことを特徴とするアライメントマークである。
【００１２】
本発明に従えば、基板の第２面の貫通孔が露出している部分の周辺が充填物によって保護され、基板の第２面を研磨するときに、前記部分の周辺が欠けることを防ぐことができ、貫通孔の第２面の露出部分によるアライメントマークの形状が変化することを防ぐことができる。また、貫通孔が充填されているので、研磨するときに、研磨剤、潤滑油および薬品が貫通孔に進入することを防ぐことができ、基板の貫通孔の周辺部がこれらの進入物によって汚染されることを防ぐことができる。貫通孔が充填されているので、第２面をエッチングしたりレジストを除去したりするときに、貫通孔にエッチング薬液およびレジスト洗浄用有機溶剤が進入することを防ぐことができ、基板の第１面と支持基板とを固定する粘着シートが前記薬液および溶剤によって化学変化して、粘着力が変化して、基板と支持基板とを剥離させることが困難になることを防ぐことができる。
【００１３】
また本発明は、前記充填物が、アライメントの観察に用いる可視光に対して透明であることを特徴とする。
【００１４】
本発明に従えば、充填物が可視光に対して透明であるので、肉眼による観察でアライメントを行うときに、基板の第２面に露出する貫通孔の輪郭が明瞭に観察することができ、前記貫通孔をアライメントマークとして用いることができる。
【００１５】
また本発明は、前記充填物が、その上に塗布されるレジスト材料と比べて光吸収率が異なることを特徴とする。
【００１６】
本発明に従えば、レジスト材料と充填物との光吸収率が異なるので、たとえば画像処理およびレーザ光の反射による観察で自動アライメントを行うときに、基板の第２面に露出する貫通孔の輪郭が明瞭に観察することができ、前記貫通孔をアライメントマークとして用いることができる。
【００１７】
また本発明は、前記充填物が、基板の第２面から突出していることを特徴とする。
【００１８】
本発明に従えば、充填物が基板の第２面から突出して段差をなしているので、充填物の輪郭、すなわち基板の第２面に露出する貫通孔の輪郭が明瞭に観察することができるので、前記貫通孔をアライメントマークとして用いることができる。
【００１９】
また本発明は、前記充填物が、ベンゾシクロブテンから成ることを特徴とする。
【００２０】
本発明に従えば、ベンゾシクロブテンは可視光のもとでは透明であり、孔への充填度が高いので、肉眼によるアライメントが容易に行うことができるとともに、基板を保護することができる。
【００２１】
また本発明は、基板の第１面、および第１面の裏面である第２面に素子のパターンを形成する半導体装置の製造方法において、
第１面から第２面に貫通する貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
前記貫通孔に、第２面から露出するように第１面から充填物を充填してアライメントマークを形成する充填工程と、
前記アライメントマークを用い、基板の第１面に形成された素子のパターンに対して、第２面に形成する素子のパターンのアライメントを行うアライメント工程と、
第２面に素子のパターンを形成する素子形成工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【００２２】
本発明に従えば、精度の高いアライメントを行うことができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の一形態である半導体装置２１の平面図である。図２は、図１の切断面線ＩＩ−ＩＩから見た断面図である。円盤形状の基板２２の第１面２３には、矩形状の素子２５がマトリクス状に配置されている。基板２２には、第１面２３から第１面２３の裏面である第２面２４に向かう十字型の貫通孔２６が形成されている。基板２２の第１面２３に、樹脂２７が塗布されている。樹脂２７は、貫通孔２６に充填して、第２面２４に露出し、第２面２４から突出している。これによって、第２面２４に露出する貫通孔２６は十字型のアライメントマーク２８となる。樹脂２７は、素子２５の一部を覆う。樹脂２７から露出する素子２５は、半導体装置２１の外部にワイヤボンド等で電気信号を取り出す第１電極部２９を有する。樹脂２７の素子２５の周囲には、スクライビングの基準となる溝状のスクライブライン３０が形成される。スクライブライン３０が形成されている部分の樹脂２７は、薄く仕上げられている。
【００２５】
本実施の形態において、基板２２はＧａＡｓ基板を用いる。また、樹脂２７はベンゾシクロブテンである（以後、樹脂２７をベンゾシクロブテン２７と表記することがある）。ベンゾシクロブテンは、可視光のもとでは肉眼で透明として認識されるとともに、孔への充填度が高い。基板２２の第２面２４からベンゾシクロブテン２７が充填されているアライメントマーク２８を見ると、基板２２の第２面２４よりも盛り上がって見えるだけでなく、透明に見えるので、アライメントマーク２８の輪郭を明瞭に観察することができる。また本実施の形態では、アライメントマーク２８が十字型であることにより、より高精度にアライメントを行うことができる。
【００２６】
本発明の半導体装置２１の製造方法を説明する。図３は、半導体装置２１の製造における貫通孔形成工程の前半を示す工程断面図である。まず、基板２２が薄くされる前の状態の基板２２の素子２５が配置される第１面２３に、フォトレジスト３１を塗布する。フォトレジスト３１は、ノボラックポジ系レジストを用いる。その後、紫外線を回路パターンが焼き付けられているガラスマスクを通してフォトレジスト３１に照射し、フォトレジスト３１の露光された部分を溶剤によって洗浄し、フォトレジスト３１の未露光の部分を残すことによって、レジストパターンが形成される。
【００２７】
前記レジストパターンを焼き固めた後に、前記レジストパターンをマスクにして、エッチングが行われる。エッチング溶液は、リン酸と過酸化水素と水との混合液、または塩酸と過酸化水素と水との混合液、または硫酸と過酸化水素と水との混合液を用いるものとする。ウエットエッチングによって、基板２２の第１面２３に開口し、底を有する孔２６ａが形成される。孔２６ａは、第１面２３から孔２６ａの底部までの深さｄが、ｄ＝２０〜５０μｍとなるように形成される。孔２６ａの深さｄは、基板２２を薄くするときの目標とする厚みよりも大きくする。本実施の形態において、ｄ＝５０μｍとする。このようにして、基板２２を薄くしたときに貫通孔２６となる孔２６ａが形成される。
【００２８】
孔２６ａを形成する他の方法として、前記レジストパターンと基板２２との間に、１０００〜４０００Åの厚みのＳｉＮ膜およびＳｉＯ膜等の絶縁膜を挟んで、前記レジストパターンをマスクにして、前記絶縁膜をフッ酸またはフロン系のガスを用いてドライエッチングして、前記絶縁膜のパターンをマスクにして、上述のエッチング溶液を用いて基板２２に孔２６ａを形成する方法がある。
【００２９】
また、基板２２のエッチングを、塩素ガスを用いたドライエッチングによって行う方法がある。この場合、パターンの転写精度は、ウエットエッチングと比べて非常に高精度で、数μｍ程度の寸法のパターンの転写が可能である。
【００３０】
図４は、孔２６ａに充填物である樹脂２７を充填する充填工程を示す工程断面図である。基板２２の第１面２３にあったフォトレジスト３１が、酸素プラズマ等によって灰化処理されて除去された後に、基板２２の第１面２３にベンゾシクロブテンが４５％含まれるメシチレン溶液を、スピンコート法によって塗布する。基板２２の回転数は２０００ｒｐｍ、塗布時間は１分とする。その後、基板２２を窒素雰囲気で、９０℃で３０分、続いて１５０℃で１０分、続いて２５０℃で１０分、さらに３００℃で１０分の熱処理する。熱処理によって、ベンゾシクロブテン２７は硬化し、孔２６ａに充填される。このとき、第１面２３上のベンゾシクロブテン２７の厚さは、平坦な部分で４〜５μｍであった。必要に応じて、ベンゾシクロブテンの塗布と熱処理とを繰り返してもよい。先述と同じ条件でベンゾシクロブテンの塗布を行ったとき、第１面２３上のベンゾシクロブテン２７の厚さは、平坦な部分で、およそ９〜１０μｍであった。ベンゾシクロブテンの１回の塗布でも、複数回の塗布でも、孔２６ａに充填されるベンゾシクロブテン２７の量はほとんど変わらない。
【００３１】
ベンゾシクロブテン２７が塗布された基板２２のベンゾシクロブテン２７の上にフォトレジストを塗布して、ＳＦ₆ と酸素との混合ガスを用いた反応性イオンエッチングによって、素子２５の第１電極部２９の開口パターン、およびスクライブライン３０のパターンを形成する。エッチングの条件は、１５０Ｗ、圧力５Ｐａで、時間を調整してエッチングを行う。エッチングに要した時間は約１０分であった。
【００３２】
スクライブライン３０の部分のベンゾシクロブテン層２７の厚さは、０．５μｍ以上で１０μｍ以下とする。スクライブライン３０の部分のベンゾシクロブテン層２７の厚さが１０μｍ以上であると、スクライブライン３０に沿ってダイシングを行うときに、ダイシングソーのブレードを痛めてしまうが、この厚さが０．５μｍ以上であると、基板２２が化合物半導体である場合、ベンゾシクロブテン２７によって、基板２２をダイシングするときにチップの縁に生じるチッピングを防ぐことができるとともに、薄いチップをハンドリングするときに傷つきやすいチップの縁を保護することができる。以上のようにして、基板２２を薄くする前の半導体装置２１である半導体装置２１ａが形成される。
【００３３】
図５は、半導体装置２１の製造における貫通孔形成工程の後半を示す工程断面図である。基板２２の第１面２３に形成されたベンゾシクロブテン２７が粘着シート３２によって支持基板３３に粘着して、半導体装置２１ａが支持基板３３に固定される。支持基板３３として、シリコン基板、ガラス基板およびサファイア基板等が用いられるが、本実施の形態において支持基板３３は、表面の平坦性に優れるシリコン基板を用いるものとする。
【００３４】
粘着シート３２として、通常の粘着シート、加熱によって粘着部を剥離することができる熱剥離シート、および紫外線の照射によって粘着部を剥離することができる紫外線剥離シート等が用いられる。紫外線剥離シートは、支持基板が透明なガラス基板であることが必要であり、紫外線照射装置も必要となる。熱剥離シートは、加熱によって剥離することができるので、簡便で好ましい。また、通常の粘着シートには、加熱することによって粘着力が低下するものもあり、このような粘着シートも使うことができる。これらの粘着シートは、工程に応じて適宜選択してもよい。
【００３５】
基板２２の第２面２４をラッピング装置によって研磨して、基板２２を所望の厚さにする。本実施の形態の目標として、この厚さを４０μｍに設定した。研磨が進むと、図５に示すような、基板２２の第２面２４に孔２６ａに充填されているベンゾシクロブテン２７が露出する。このときベンゾシクロブテン２７は、第２面２４から突出せず、第２面２４と同一平面にある。その後、基板２２の第２面２４を、先述のエッチング溶液を用いてウエットエッチングを行い、基板２２を５μｍ程度薄くする。このエッチングによって、図６に示すように、ベンゾシクロブテン２７は第２面２４から突出し、アライメントマーク２８が形成される。
【００３６】
先述の粘着シート、熱剥離シートおよび紫外線剥離シートは、いずれも基板を固定するために接着剤を用いており、基板を研磨するときに用いられる化学薬品が接着剤に付着することによって接着剤が化学変化をおこして変質して、接着剤の熱または紫外線によって剥離できるという特性が失われ、剥離することができないこともある。
【００３７】
これに対して本発明では、貫通孔２６に充填物である樹脂（ベンゾシクロブテン）２７を充填することによって、研磨に用いる化学薬品、およびエッチングに用いるエッチング溶液が貫通孔２６に進入することを防ぐことができる。これによって、接着剤の特性が失われて剥離できなくなることを防ぐことができるとともに、貫通孔２６の内周面が汚染されることを防ぐことができる。
【００３８】
本発明のアライメントマーク２８の利用方法について説明する。本実施の形態において、半導体装置２１の基板２２にバイアホールを形成するものとする。図７〜９は、半導体装置２１の基板２２の第２面２４に半導体素子のパターンを形成する素子形成工程を示す工程断面図である。半導体装置２１の第２面２４にフォトレジスト３４を塗布する。アライメントマーク２８を基準にして、マスク３５に形成されるバイアホールパターン３６をアライメントするアライメント工程を経て、光を照射してフォトレジスト３４にバイアホールパターン３６を転写して、フォトレジスト３４の露光部を溶剤で溶かして図７に示されるようなフォトレジスト３４にパターン３７を形成する。
【００３９】
フォトレジスト３４をマスクにして、基板２２のエッチングを行う。これによって、図８に示すような、基板２２に第２面２４から第１面２３に貫通するバイアホール３８が形成される。このとき、素子２５の第２面２４側の面は、バイアホール３８に露出している。バイアホール３８に露出する素子２５は半導体装置２１の外部にワイヤボンド等で電気信号を取り出す第２電極部３９となる。バイアホール３８の中心と第２電極部３９の中心とのずれを測定することによって、アライメントのずれを判定することができる。その後、フォトレジスト３４を除去して、図９に示すような、基板２２の第２面２４に回路パターンが形成される。
【００４０】
本実施の形態によれば、アライメントマーク２８はベンゾシクロブテン２７が充填された貫通孔２６から成り、基板２２の第２面２４からベンゾシクロブテン２７が突出しているので、肉眼で観察するときにアライメントマーク２８の輪郭が明瞭に観察することができる。
【００４１】
図１０〜１２は、本発明の他の実施の形態である半導体装置２１Ａの製造工程を示す工程断面図である。半導体装置２１Ａは、半導体装置２１と同様にして製造される。半導体装置２１Ａにおいて、充填物である樹脂２７Ａは、染料成分を除去したノボラックレジストを用いて、ノボラックレジストを充填した基板２２の第２面２４に露出する貫通孔２６をアライメントマーク２８Ａとしている。ノボラックレジストは、色素が含まれている樹脂である。このような樹脂を充填物として用いると、基板２２の第２面２４に露出する貫通孔２６の輪郭が不明瞭になるだけでなく、基板２２の第２面２４にノボラック系フォトレジストを塗布して、第２面２４に露出する貫通孔２６を基準にして所望のパターンの形成をするためのアライメントを行うときに、塗布したフォトレジストを通して第２面２４に露出する貫通孔２６を見ることになるので、貫通孔２６の輪郭が不明瞭なり観察が困難になる。ノボラックレジストの染料成分を除去することによって、ノボラックレジストの光の吸収特性は、ノボラックレジストの上に塗布するレジストと大きく異なるので、アライメントマーク２８Ａの境界が明瞭になり、アライメント精度を向上することが可能である。
【００４２】
基板２２の素子２５を有する第１面２３側から、半導体装置２１のときと同様にして孔２６ａを形成する。本実施の形態において、充填物である樹脂２７Ａは、図１０に示すように、基板２２の第１面２３の孔２６ａの周辺だけを残すようにエッチングを行い、ハードベークによって樹脂２７Ａを固定する。素子２５および樹脂２７Ａを含む第１面２３が、粘着シート３２によって支持基板３３に粘着して、半導体装置２１Ａが支持基板３３に固定される。その後、基板２２の第２面２４を研磨およびエッチングを行って基板２２を薄くして、図１１に示すように、充填物である樹脂２７Ａが第２面２４から突出する。次に図１２に示すように、半導体装置２１Ａの第２面２４にフォトレジスト３４を塗布し、アライメントマーク２８Ａを基準にしてパターンを形成する。
【００４３】
図１３は、本発明の実施の形態のアライメントマークを用いた場合と、従来技術のアライメントマークを用いた場合とのアライメント誤差のばらつきを示すグラフである。図１３の黒丸印は従来の技術のアライメントマークを用いた場合のアライメント誤差、白丸印は本発明の実施の形態において、ベンゾシクロブテンのアライメントマークを用いた場合のアライメント誤差、黒四角印は本発明の実施の形態において、染料成分を除去したノボラックレジストのアライメントマークを用いた場合のアライメント誤差、白四角印は本発明の実施の形態において、フォトレジストと同じ光吸収特性を持つものをアライメントマークとして用いた場合のアライメント誤差を示す。それぞれの方法でアライメントマークを形成した基板を各１０枚ずつ用意して、各基板にフォトレジストを塗布してアライメントを行ってパターンを形成し、そのパターンを元にして基板にバイアホールを形成したときのバイアホールの中心と、素子の電極部の中心とのアライメントのずれの値を測定して比較を行った。図１３の縦軸は各基板のアライメント誤差の平均値を表している。基板毎のばらつきが小さいほど、アライメントマークが見やすく、アライメントが容易であるといえる。
【００４４】
図１３を参照すれば、本発明の実施の形態のアライメントマークを用いると、従来技術と比べてアライメント誤差のばらつきが少ない。アライメントマークにベンゾシクロブテンを用いると、さらにばらつきを抑えることができる。
【００４５】
本実施の形態において、アライメントマークの数は、基板上に２個としたが、１個でもよく、基板上に適当な間隔をあけて２〜３個設けることによって、さらに精度よくアライメントを行うことができる。
【００４６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、基板の第２面の貫通孔が露出している部分の周辺が充填物によって保護され、基板の第２面を研磨するときに、前記部分の周辺が欠けることを防ぐことができ、貫通孔の第２面の露出部分によるアライメントマークの形状が変化することを防ぐことができる。また、貫通孔が充填されているので、研磨するときに、研磨剤、潤滑油および薬品が貫通孔に進入することを防ぐことができ、基板の貫通孔の周辺部がこれらの進入物によって汚染されることを防ぐことができる。貫通孔が充填されているので、第２面をエッチングしたりレジストを除去したりするときに、貫通孔にエッチング薬液およびレジスト洗浄用有機溶剤が進入することを防ぐことができ、基板の第１面と支持基板とを固定する粘着シートが前記薬液および溶剤によって化学変化して、粘着力が変化して、基板と支持基板とを剥離させることが困難になることを防ぐことができる。
【００４７】
また本発明によれば、充填物が可視光に対して透明であるので、肉眼による観察でアライメントを行うときに、基板の第２面に露出する貫通孔の輪郭が明瞭に観察することができ、前記貫通孔をアライメントマークとして用いることができる。
【００４８】
また本発明によれば、レジスト材料と充填物との光吸収率が異なるので、たとえば画像処理およびレーザ光の反射による観察で自動アライメントを行うときに、基板の第２面に露出する貫通孔の輪郭が明瞭に観察することができ、前記貫通孔をアライメントマークとして用いることができる。
【００４９】
また本発明によれば、充填物が基板の第２面から突出して段差をなしているので、充填物の輪郭、すなわち基板の第２面に露出する貫通孔の輪郭が明瞭に観察することができるので、前記貫通孔をアライメントマークとして用いることができる。
【００５０】
また本発明によれば、ベンゾシクロブテンは可視光のもとでは透明であり、孔への充填度が高いので、肉眼によるアライメントが容易に行うことができるとともに、基板を保護することができる。
【００５１】
また本発明によれば、精度の高いアライメントを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の半導体装置２１の平面図である。
【図２】図１の切断面線ＩＩ−ＩＩから見た断面図である。
【図３】半導体装置２１の製造における貫通孔形成工程の前半を示す工程断面図である。
【図４】孔２６ａに充填物である樹脂２７を充填する充填工程を示す工程断面図である。
【図５】半導体装置２１の製造における貫通孔形成工程の後半を示す工程断面図である。
【図６】半導体装置２１にアライメントマーク２８が形成されたときの断面図である。
【図７】半導体装置２１の基板２２の第２面２４に半導体素子のパターンを形成する素子形成工程を示す工程断面図である。
【図８】半導体装置２１の基板２２の第２面２４に半導体素子のパターンを形成する素子形成工程を示す工程断面図である。
【図９】半導体装置２１の基板２２の第２面２４に半導体素子のパターンを形成する素子形成工程を示す工程断面図である。
【図１０】本発明の他の実施の形態である半導体装置２１Ａの製造工程を示す工程断面図である。
【図１１】本発明の他の実施の形態である半導体装置２１Ａの製造工程を示す工程断面図である。
【図１２】本発明の他の実施の形態である半導体装置２１Ａの製造工程を示す工程断面図である。
【図１３】本発明の実施の形態のアライメントマークを用いた場合と、従来技術のアライメントマークを用いた場合とのアライメント誤差のばらつきを示すグラフである。
【図１４】従来技術である半導体装置１を示す平面図および断面図である。
【図１５】ウエットエッチングによって孔７を形成した半導体装置１Ａを示す平面図および断面図である。
【図１６】半導体装置１Ｂを示す平面図および断面図である。
【図１７】汚染部位８および粘着シート９の粘着力を変化させるような部位１０が形成された半導体装置１を示す平面図および断面図である。
【図１８】半導体装置１の基板３の第２面６にレジストを塗布したものを示す平面図および断面図である。
【符号の説明】
２１，２１Ａ半導体装置
２２基板
２３第１面
２４第２面
２５素子
２６貫通孔
２７樹脂
２８アライメントマーク[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
 The present invention relates to an alignment mark and an alignment used in forming a pattern on a second surface, which is the back surface of the first surface, in accordance with the pattern formed on the first surface of the substrate of the semiconductor device in the manufacture of the semiconductor device. Semiconductor equipment using marksSetIt relates to a manufacturing method.
[0002]
[Prior art]
FIG. 14 (1) is a plan view showing a semiconductor device 1 disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-244073, which is a prior art, and FIG. 14 (2) is a cross-sectional view thereof. In this prior art, the holes 7 are formed by dry etching from the first surface 5 of the substrate 3 fixed to the support substrate 2 toward the second surface 6 which is the back surface of the first surface 5. Form. Thereafter, the second surface 6 of the substrate 3 is polished to expose the holes 7 on the second surface 6 of the substrate 3. When a pattern is formed on the second surface 6 of the substrate 3, the holes 7 exposed on the second surface 6 are used as alignment marks. This eliminates the need for a double-side aligner for simultaneously observing the first surface 5 and the second surface 6 of the substrate 3 and simplifies the manufacturing process of the semiconductor device.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Such a conventional technique causes the following problems.
[0004]
FIG. 15A is a plan view showing the semiconductor device 1A when the hole 7A is formed by wet etching in the above-described prior art, and FIG. 15B is a cross-sectional view thereof. Wet etching is simpler than dry etching and can be performed easily. However, as shown in FIG. 15B, the etching proceeds according to the crystal orientation of the substrate 3 in which the hole 7A is formed. Has a tapered shape that shrinks from the first surface 5 to the second surface 6 of the substrate 3, and the thickness of the substrate 3 becomes very thin at the portion where the hole 7 A is exposed to the second surface 6 of the substrate 3. End up. Such a phenomenon is noticeable when the substrate 3 is a compound semiconductor such as GaAs, InP, SiC, GaN, ZnSe, or MoS. The periphery of the portion exposed to the second surface 6 of the hole 7A is made brittle by polishing the substrate 3, and the portion exposed to the second surface 6 of the hole 7A in the order of several μm to several tens of μm during polishing. Therefore, when this hole 7A is used as an alignment mark, the desired alignment accuracy cannot be obtained.
[0005]
Further, in the portion where the hole 7A is exposed to the second surface 6 of the substrate 3, the thickness of the substrate 3 becomes very thin and exposed to the second surface 6 of the hole 7B as in the semiconductor device 1B shown in FIG. A part of the periphery of this portion is missing, and the center L1 of the original alignment mark and the center L2 of the hole 7B are different, and a desired alignment accuracy cannot be obtained.
[0006]
In addition, the following problems occur regardless of wet etching and dry etching, which are methods for forming holes used as alignment marks.
[0007]
When the substrate 3 is polished and the hole 7 is exposed to the second surface 6 of the substrate 3, the polishing material, lubricant and chemicals used for polishing enter the hole 7, and the substrate 3 as shown in FIG. A contamination site 8 is created around the hole 7.
[0008]
In order to fix the first surface 5 of the substrate 3 and the support substrate 2, an adhesive sheet 9 such as an ultraviolet release sheet and a heat release sheet is used. An etching chemical used for etching the substrate 3 and an organic solvent for resist cleaning used for removing the resist after patterning of the second surface 6 enter the hole 7 to form holes 7 as shown in FIG. A portion 10 is formed in which the adhesive sheet 9 around the opening on the first surface 5 side is chemically changed by the etching chemical and the organic solvent to change the adhesive force of the adhesive sheet 9. The portion 10 makes it difficult to peel off the substrate 3 from the adhesive sheet 9.
[0009]
FIG. 18A is a plan view showing a resist 11 applied to the second surface 6 of the substrate 3 of the semiconductor device 1, and FIG. 18B is a cross-sectional view thereof. At this time, the resist 11 a which is a part of the resist 11 enters the hole 7. The resist 11a that has entered the hole 7 is non-uniform in the hole 7. When the resist 11 is viewed from above, the periphery of the resist 11a becomes an interference pattern, and the alignment mark using the hole 7 and the alignment mark The perimeter of the area becomes unclear. For this reason, the center L3 of the original alignment mark is different from the center L4 of the alignment mark that can be seen through the resist 11a, and a desired alignment accuracy cannot be obtained.
[0010]
 Accordingly, an object of the present invention is to provide an alignment mark that can achieve a desired alignment accuracy, and a semiconductor device using the alignment mark.SetAnd a manufacturing method.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to an alignment mark provided in a semiconductor device in which elements are formed on a first surface of a substrate and a second surface which is the back surface of the first surface.
The alignment mark is characterized in that a through-hole penetrating from the first surface to the second surface is filled with a filler from the first surface so as to be exposed from the second surface.
[0012]
According to the present invention, the periphery of the portion where the through hole of the second surface of the substrate is exposed is protected by the filler, and when the second surface of the substrate is polished, the periphery of the portion is prevented from being chipped. It is possible to prevent the shape of the alignment mark from changing due to the exposed portion of the second surface of the through hole. Moreover, since the through-holes are filled, it is possible to prevent abrasives, lubricants and chemicals from entering the through-holes when polishing, and the peripheral parts of the through-holes of the substrate are contaminated by these intrusions. Can be prevented. Since the through hole is filled, when the second surface is etched or the resist is removed, it is possible to prevent the etching chemical solution and the organic solvent for resist cleaning from entering the through hole. It can be prevented that the pressure-sensitive adhesive sheet that fixes the surface and the support substrate is chemically changed by the chemical solution and the solvent and the adhesive force is changed to make it difficult to separate the substrate and the support substrate.
[0013]
In the invention, it is preferable that the filler is transparent to visible light used for alignment observation.
[0014]
According to the present invention, since the filling is transparent to visible light, the outline of the through hole exposed on the second surface of the substrate can be clearly observed when performing alignment by observation with the naked eye, The through hole can be used as an alignment mark.
[0015]
Further, the present invention is characterized in that the filling material has a light absorption rate different from that of a resist material applied thereon.
[0016]
According to the present invention, since the light absorptance of the resist material and the filling material is different, the outline of the through hole exposed on the second surface of the substrate when performing automatic alignment by image processing and observation by reflection of laser light, for example. Can be clearly observed, and the through hole can be used as an alignment mark.
[0017]
Further, the present invention is characterized in that the filler protrudes from the second surface of the substrate.
[0018]
According to the present invention, since the filling protrudes from the second surface of the substrate and forms a step, the outline of the filling, that is, the outline of the through hole exposed on the second surface of the substrate can be clearly observed. Therefore, the through hole can be used as an alignment mark.
[0019]
In the invention, it is preferable that the filler is composed of benzocyclobutene.
[0020]
According to the present invention, benzocyclobutene is transparent under visible light and has a high degree of filling into the holes, so that alignment with the naked eye can be easily performed and the substrate can be protected.
[0021]
According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device in which a pattern of elements is formed on a first surface of a substrate and a second surface that is a back surface of the first surface.
A through hole forming step of forming a through hole penetrating from the first surface to the second surface;
A filling step of filling the through hole with a filler from the first surface so as to be exposed from the second surface to form an alignment mark;
An alignment step of aligning the pattern of the element formed on the second surface with respect to the pattern of the element formed on the first surface of the substrate using the alignment mark;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: an element forming step of forming an element pattern on the second surface.
[0022]
 According to the present invention, highly accurate alignment can be performed..
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a plan view of a semiconductor device 21 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the section line II-II in FIG. On the first surface 23 of the disk-shaped substrate 22, rectangular elements 25 are arranged in a matrix. A cross-shaped through hole 26 is formed in the substrate 22 from the first surface 23 toward the second surface 24 that is the back surface of the first surface 23. A resin 27 is applied to the first surface 23 of the substrate 22. The resin 27 fills the through hole 26, is exposed on the second surface 24, and protrudes from the second surface 24. As a result, the through hole 26 exposed on the second surface 24 becomes a cross-shaped alignment mark 28. The resin 27 covers a part of the element 25. The element 25 exposed from the resin 27 has a first electrode portion 29 that takes out an electrical signal by wire bonding or the like outside the semiconductor device 21. Around the element 25 of the resin 27, a groove-shaped scribe line 30 serving as a reference for scribing is formed. The portion of the resin 27 where the scribe line 30 is formed is thinly finished.
[0025]
In the present embodiment, the substrate 22 is a GaAs substrate. The resin 27 is benzocyclobutene (hereinafter, the resin 27 may be referred to as benzocyclobutene 27). Benzocyclobutene is recognized as transparent to the naked eye under visible light and has a high degree of filling in the pores. When the alignment mark 28 filled with the benzocyclobutene 27 is viewed from the second surface 24 of the substrate 22, the alignment mark 28 appears not only to be raised from the second surface 24 of the substrate 22 but also to be transparent. Can be observed clearly. In the present embodiment, since the alignment mark 28 is a cross shape, alignment can be performed with higher accuracy.
[0026]
A method for manufacturing the semiconductor device 21 of the present invention will be described. FIG. 3 is a process cross-sectional view illustrating the first half of the through hole forming process in the manufacture of the semiconductor device 21. First, a photoresist 31 is applied to the first surface 23 on which the element 25 of the substrate 22 is placed before the substrate 22 is thinned. As the photoresist 31, a novolac positive resist is used. Thereafter, the photoresist 31 is irradiated with ultraviolet rays through a glass mask on which the circuit pattern is baked, the exposed portion of the photoresist 31 is washed with a solvent, and the unexposed portion of the photoresist 31 is left, thereby leaving the resist pattern. Is formed.
[0027]
After baking the resist pattern, etching is performed using the resist pattern as a mask. As the etching solution, a mixed solution of phosphoric acid, hydrogen peroxide, and water, a mixed solution of hydrochloric acid, hydrogen peroxide, and water, or a mixed solution of sulfuric acid, hydrogen peroxide, and water is used. By wet etching, a hole 26a having an opening in the first surface 23 of the substrate 22 and having a bottom is formed. The hole 26a is formed such that the depth d from the first surface 23 to the bottom of the hole 26a is d = 20 to 50 μm. The depth d of the hole 26a is set larger than the target thickness when the substrate 22 is thinned. In this embodiment, d = 50 μm. In this manner, the hole 26a that becomes the through hole 26 when the substrate 22 is thinned is formed.
[0028]
As another method of forming the hole 26a, an insulating film such as a SiN film having a thickness of 1000 to 4000 mm is sandwiched between the resist pattern and the substrate 22, and the insulating pattern is used as a mask. There is a method in which the film is dry-etched using hydrofluoric acid or a fluorocarbon gas, and the hole 26a is formed in the substrate 22 using the etching solution described above using the pattern of the insulating film as a mask.
[0029]
Further, there is a method in which the substrate 22 is etched by dry etching using chlorine gas. In this case, the pattern transfer accuracy is much higher than that of wet etching, and a pattern having a dimension of about several μm can be transferred.
[0030]
FIG. 4 is a process cross-sectional view showing a filling process for filling the hole 26a with a resin 27 as a filling material. After the photoresist 31 on the first surface 23 of the substrate 22 is removed by ashing using oxygen plasma or the like, a mesitylene solution containing 45% benzocyclobutene is spin-coated on the first surface 23 of the substrate 22. Apply by coating method. The rotation speed of the substrate 22 is 2000 rpm, and the coating time is 1 minute. Thereafter, the substrate 22 is heat-treated in a nitrogen atmosphere at 90 ° C. for 30 minutes, subsequently at 150 ° C. for 10 minutes, subsequently at 250 ° C. for 10 minutes, and further at 300 ° C. for 10 minutes. By the heat treatment, the benzocyclobutene 27 is cured and filled in the holes 26a. At this time, the thickness of the benzocyclobutene 27 on the first surface 23 was 4 to 5 μm at the flat portion. If necessary, application of benzocyclobutene and heat treatment may be repeated. When benzocyclobutene was applied under the same conditions as described above, the thickness of the benzocyclobutene 27 on the first surface 23 was about 9 to 10 μm in a flat portion. The amount of benzocyclobutene 27 filled in the holes 26a is almost the same regardless of whether the benzocyclobutene is applied once or a plurality of times.
[0031]
A photoresist is coated on the benzocyclobutene 27 of the substrate 22 coated with the benzocyclobutene 27, and SF₆ An opening pattern of the first electrode portion 29 of the element 25 and a pattern of the scribe line 30 are formed by reactive ion etching using a mixed gas of oxygen and oxygen. Etching is performed under the conditions of 150 W and pressure of 5 Pa with the time adjusted. The time required for etching was about 10 minutes.
[0032]
The thickness of the benzocyclobutene layer 27 in the portion of the scribe line 30 is 0.5 μm or more and 10 μm or less. When the thickness of the benzocyclobutene layer 27 at the scribe line 30 is 10 μm or more, when dicing along the scribe line 30, the blade of the dicing saw is damaged, but this thickness is 0.5 μm. As described above, when the substrate 22 is a compound semiconductor, the benzocyclobutene 27 can prevent chipping generated at the edge of the chip when the substrate 22 is diced, and the chip is easily damaged when handling a thin chip. Can protect the edges. As described above, the semiconductor device 21a which is the semiconductor device 21 before the substrate 22 is thinned is formed.
[0033]
FIG. 5 is a process cross-sectional view illustrating the second half of the through hole forming process in the manufacture of the semiconductor device 21. The benzocyclobutene 27 formed on the first surface 23 of the substrate 22 is adhered to the support substrate 33 by the adhesive sheet 32, and the semiconductor device 21 a is fixed to the support substrate 33. As the support substrate 33, a silicon substrate, a glass substrate, a sapphire substrate, or the like is used. In this embodiment, the support substrate 33 is a silicon substrate having excellent surface flatness.
[0034]
As the pressure-sensitive adhesive sheet 32, a normal pressure-sensitive adhesive sheet, a heat-peelable sheet that can peel the pressure-sensitive adhesive part by heating, an ultraviolet-ray release sheet that can peel the pressure-sensitive adhesive part by ultraviolet irradiation, and the like are used. The ultraviolet release sheet needs to be a transparent glass substrate as a support substrate, and an ultraviolet irradiation device is also required. The heat release sheet is preferable because it can be peeled off by heating. In addition, there are some pressure-sensitive adhesive sheets whose adhesive strength decreases when heated, and such pressure-sensitive adhesive sheets can also be used. These pressure-sensitive adhesive sheets may be appropriately selected depending on the process.
[0035]
The 2nd surface 24 of the board | substrate 22 is grind | polished with a lapping apparatus, and the board | substrate 22 is made into desired thickness. As a target of the present embodiment, this thickness was set to 40 μm. As the polishing proceeds, the benzocyclobutene 27 filled in the holes 26a is exposed on the second surface 24 of the substrate 22 as shown in FIG. At this time, the benzocyclobutene 27 does not protrude from the second surface 24 and is in the same plane as the second surface 24. Thereafter, the second surface 24 of the substrate 22 is wet-etched using the above-described etching solution, thereby thinning the substrate 22 by about 5 μm. By this etching, as shown in FIG. 6, the benzocyclobutene 27 protrudes from the second surface 24, and the alignment mark 28 is formed.
[0036]
The aforementioned adhesive sheet, thermal release sheet and ultraviolet release sheet all use an adhesive to fix the substrate, and the adhesive is applied by the chemicals used when polishing the substrate adhering to the adhesive. Due to chemical changes, the quality of the adhesive that can be peeled off by heat or ultraviolet rays is lost, and peeling may not be possible.
[0037]
On the other hand, in the present invention, by filling the through hole 26 with resin (benzocyclobutene) 27 as a filler, chemicals used for polishing and etching solution used for etching enter the through hole 26. Can be prevented. As a result, it is possible to prevent the adhesive properties from being lost and to prevent peeling, and to prevent the inner peripheral surface of the through-hole 26 from being contaminated.
[0038]
A method of using the alignment mark 28 of the present invention will be described. In the present embodiment, a via hole is formed in the substrate 22 of the semiconductor device 21. 7 to 9 are process cross-sectional views illustrating an element forming process for forming a pattern of a semiconductor element on the second surface 24 of the substrate 22 of the semiconductor device 21. A photoresist 34 is applied to the second surface 24 of the semiconductor device 21. An alignment process for aligning the via hole pattern 36 formed on the mask 35 with the alignment mark 28 as a reference, irradiates light to transfer the via hole pattern 36 to the photoresist 34, and exposes the exposed portion of the photoresist 34. A pattern 37 is formed on the photoresist 34 as shown in FIG.
[0039]
The substrate 22 is etched using the photoresist 34 as a mask. As a result, via holes 38 penetrating from the second surface 24 to the first surface 23 are formed in the substrate 22 as shown in FIG. At this time, the surface of the element 25 on the second surface 24 side is exposed to the via hole 38. The element 25 exposed to the via hole 38 becomes a second electrode portion 39 that takes out an electric signal to the outside of the semiconductor device 21 by wire bonding or the like. By measuring the deviation between the center of the via hole 38 and the center of the second electrode portion 39, the deviation in alignment can be determined. Thereafter, the photoresist 34 is removed, and a circuit pattern is formed on the second surface 24 of the substrate 22 as shown in FIG.
[0040]
According to the present embodiment, the alignment mark 28 is composed of the through hole 26 filled with the benzocyclobutene 27 and the benzocyclobutene 27 protrudes from the second surface 24 of the substrate 22. The outline of the alignment mark 28 can be clearly observed.
[0041]
10 to 12 are process cross-sectional views illustrating the manufacturing process of the semiconductor device 21A according to another embodiment of the present invention. The semiconductor device 21A is manufactured in the same manner as the semiconductor device 21. In the semiconductor device 21 A, the resin 27 A as a filling material uses a novolak resist from which the dye component is removed, and the through hole 26 exposed on the second surface 24 of the substrate 22 filled with the novolak resist is used as an alignment mark 28 A. A novolak resist is a resin containing a pigment. When such a resin is used as a filler, not only the outline of the through hole 26 exposed on the second surface 24 of the substrate 22 becomes unclear, but also a novolac photoresist is applied to the second surface 24 of the substrate 22. When the alignment for forming a desired pattern is performed with reference to the through hole 26 exposed on the second surface 24, the through hole 26 exposed on the second surface 24 is viewed through the applied photoresist. As a result, the outline of the through hole 26 becomes unclear and observation becomes difficult. By removing the dye component of the novolak resist, the light absorption characteristics of the novolak resist are significantly different from those of the resist applied on the novolak resist, so that the boundary of the alignment mark 28A becomes clear and the alignment accuracy can be improved. Is possible.
[0042]
A hole 26 a is formed from the side of the first surface 23 having the element 25 of the substrate 22 in the same manner as in the semiconductor device 21. In this embodiment, as shown in FIG. 10, the resin 27 A that is a filler is etched so as to leave only the periphery of the hole 26 a of the first surface 23 of the substrate 22, and the resin 27 A is fixed by hard baking. . The first surface 23 including the element 25 and the resin 27 A is adhered to the support substrate 33 by the adhesive sheet 32, and the semiconductor device 21 A is fixed to the support substrate 33. Thereafter, the second surface 24 of the substrate 22 is polished and etched to make the substrate 22 thinner, and as shown in FIG. 11, the resin 27 A as a filler protrudes from the second surface 24. Next, as shown in FIG. 12, a photoresist 34 is applied to the second surface 24 of the semiconductor device 21A, and a pattern is formed with reference to the alignment mark 28A.
[0043]
FIG. 13 is a graph showing variations in alignment error between the case where the alignment mark according to the embodiment of the present invention is used and the case where the alignment mark according to the prior art is used. In FIG. 13, black circles indicate alignment errors when using conventional alignment marks, white circles indicate alignment errors when using benzocyclobutene alignment marks, and black squares indicate main errors. In the embodiment of the invention, the alignment error when using the alignment mark of the novolak resist from which the dye component is removed, and the white square mark are the alignment marks having the same light absorption characteristics as the photoresist in the embodiment of the present invention. The alignment error when used as Ten substrates each having alignment marks formed by each method were prepared, and a photoresist was applied to each substrate, alignment was performed to form a pattern, and via holes were formed in the substrate based on the pattern. A comparison was made by measuring the value of misalignment between the center of the via hole and the center of the electrode portion of the device. The vertical axis in FIG. 13 represents the average value of alignment errors of each substrate. It can be said that the smaller the variation from substrate to substrate, the easier to see the alignment mark and the easier the alignment.
[0044]
Referring to FIG. 13, when the alignment mark according to the embodiment of the present invention is used, variation in alignment error is small as compared with the prior art. When benzocyclobutene is used for the alignment mark, variations can be further suppressed.
[0045]
In the present embodiment, the number of alignment marks is two on the substrate, but it may be one, and by providing two or three with an appropriate interval on the substrate, alignment is performed with higher accuracy. Can do.
[0046]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the periphery of the portion where the through hole of the second surface of the substrate is exposed is protected by the filler, and the periphery of the portion is missing when the second surface of the substrate is polished. This can prevent the change of the shape of the alignment mark due to the exposed portion of the second surface of the through hole. Moreover, since the through-holes are filled, it is possible to prevent abrasives, lubricants and chemicals from entering the through-holes when polishing, and the peripheral parts of the through-holes of the substrate are contaminated by these intrusions. Can be prevented. Since the through hole is filled, when the second surface is etched or the resist is removed, it is possible to prevent the etching chemical solution and the organic solvent for resist cleaning from entering the through hole. It can be prevented that the pressure-sensitive adhesive sheet that fixes the surface and the support substrate is chemically changed by the chemical solution and the solvent and the adhesive force is changed to make it difficult to separate the substrate and the support substrate.
[0047]
Further, according to the present invention, since the filler is transparent to visible light, the outline of the through hole exposed on the second surface of the substrate can be clearly observed when alignment is performed by observation with the naked eye. The through hole can be used as an alignment mark.
[0048]
Further, according to the present invention, since the light absorptivity of the resist material is different from that of the filling material, the through-holes exposed on the second surface of the substrate when performing automatic alignment by image processing and observation by reflection of laser light, for example. The outline can be clearly observed, and the through hole can be used as an alignment mark.
[0049]
Further, according to the present invention, since the filling protrudes from the second surface of the substrate and forms a step, it is possible to clearly observe the outline of the filling, that is, the outline of the through hole exposed on the second surface of the substrate. Therefore, the through hole can be used as an alignment mark.
[0050]
Further, according to the present invention, benzocyclobutene is transparent under visible light and has a high degree of filling into the holes, so that alignment with the naked eye can be easily performed and the substrate can be protected.
[0051]
 Further, according to the present invention, highly accurate alignment can be performed..
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a semiconductor device 21 according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view taken along section line II-II in FIG.
3 is a process cross-sectional view illustrating the first half of a through hole forming process in the manufacture of a semiconductor device 21; FIG.
FIG. 4 is a process cross-sectional view illustrating a filling process for filling a hole 27a with a resin 27 as a filling material.
5 is a process cross-sectional view illustrating the second half of the through-hole forming process in the manufacture of the semiconductor device 21. FIG.
6 is a cross-sectional view when an alignment mark 28 is formed on the semiconductor device 21. FIG.
7 is a process cross-sectional view showing an element forming process for forming a pattern of a semiconductor element on the second surface 24 of the substrate 22 of the semiconductor device 21; FIG.
8 is a process cross-sectional view showing an element formation process for forming a pattern of a semiconductor element on the second surface 24 of the substrate 22 of the semiconductor device 21. FIG.
FIG. 9 is a process cross-sectional view illustrating an element formation process for forming a semiconductor element pattern on the second surface 24 of the substrate 22 of the semiconductor device 21;
10 is a process sectional view showing a manufacturing process of a semiconductor device 21A according to another embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 11 is a process cross-sectional view showing a manufacturing process of a semiconductor device 21A according to another embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a process sectional view showing a manufacturing process of a semiconductor device 21A according to another embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a graph showing variations in alignment error between the case where the alignment mark according to the embodiment of the present invention is used and the case where the conventional alignment mark is used.
FIGS. 14A and 14B are a plan view and a cross-sectional view showing a semiconductor device 1 according to the prior art. FIGS.
15A and 15B are a plan view and a cross-sectional view showing a semiconductor device 1A in which a hole 7 is formed by wet etching.
FIGS. 16A and 16B are a plan view and a cross-sectional view showing a semiconductor device 1B. FIGS.
FIGS. 17A and 17B are a plan view and a cross-sectional view showing the semiconductor device 1 in which the contaminated site 8 and the site 10 that changes the adhesive force of the adhesive sheet 9 are formed.
18A and 18B are a plan view and a cross-sectional view showing a resist applied to the second surface 6 of the substrate 3 of the semiconductor device 1;
[Explanation of symbols]
21,21A Semiconductor device
22 Substrate
23 1st page
24 Second side
25 elements
26 Through hole
27 Resin
28 Alignment mark

Claims

基板の第１面、および第１面の裏面である第２面に素子が形成される半導体装置に設けられるアライメントマークにおいて、
第１面から第２面に貫通した貫通孔に、第２面から露出するように第１面から充填物が充填されたことを特徴とするアライメントマーク。In an alignment mark provided in a semiconductor device in which elements are formed on the first surface of the substrate and the second surface, which is the back surface of the first surface,
An alignment mark, wherein a through-hole penetrating from the first surface to the second surface is filled with a filler from the first surface so as to be exposed from the second surface.

前記充填物が、アライメントの観察に用いる可視光に対して透明であることを特徴とする請求項１記載のアライメントマーク。 The alignment mark according to claim 1, wherein the filler is transparent to visible light used for alignment observation.

前記充填物が、その上に塗布されるレジスト材料と比べて光吸収率が異なることを特徴とする請求項１記載のアライメントマーク。 The alignment mark according to claim 1, wherein the filling material has a light absorptance different from that of a resist material applied thereon.

前記充填物が、基板の第２面から突出していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のアライメントマーク。 The alignment mark according to claim 1, wherein the filler protrudes from the second surface of the substrate.

前記充填物が、ベンゾシクロブテンから成ることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のアライメントマーク。 The alignment mark according to claim 1, wherein the filler is made of benzocyclobutene.

基板の第１面、および第１面の裏面である第２面に素子のパターンを形成する半導体装置の製造方法において、
第１面から第２面に貫通する貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
前記貫通孔に、第２面から露出するように第１面から充填物を充填してアライメントマークを形成する充填工程と、
前記アライメントマークを用い、基板の第１面に形成された素子のパターンに対して、第２面に形成する素子のパターンのアライメントを行うアライメント工程と、
第２面に素子のパターンを形成する素子形成工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。In a method for manufacturing a semiconductor device in which an element pattern is formed on a first surface of a substrate and a second surface which is a back surface of the first surface,
A through hole forming step of forming a through hole penetrating from the first surface to the second surface;
A filling step of filling the through hole with a filler from the first surface so as to be exposed from the second surface to form an alignment mark;
An alignment step of aligning the pattern of the element formed on the second surface with respect to the pattern of the element formed on the first surface of the substrate using the alignment mark;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: an element forming step of forming an element pattern on the second surface.