JP4837971B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、半導体装置の製造方法および半導体ウエハに関する。

半導体装置の製造において、ウエハ上における良品チップおよび不良品チップそれぞれの位置情報は、データファイルとしてマウント装置に読み込まれる。そして、そのデータファイルに基づいて良品チップのみがピックアップされ、その後、パッケージング等の工程を経て半導体装置となる。ピックアップを開始する前には、データファイルとウエハの基準位置を合わせるウエハアライメントを行うのが一般的である。このウエハアライメントは、ターゲットチップの位置を基準として行われる。

図９は、従来の半導体ウエハの一部を示す平面図である。同図においては、良品または不良品の選別の対象となる通常の半導体チップ１０１（図中に斜線で示す）とは別に、上述のターゲットチップ１０２が設けられている。

従来、かかるターゲットチップとしては、例えばミラーチップ（ウエハ周辺部に配置されて良品となり得ない回路が配線されていないチップ）が用いられていた。また、特許文献１には、アルミニウムパターンのパターニング、印刷またはシール貼り等の方法により、ミラーチップ上に識別マークを形成したものをターゲットチップとすることが開示されている。
特開平９−５０９４５号公報

しかしながら、識別マークが形成されていないミラーチップをターゲットチップとして用いる場合、マウント装置での画像認識時に、ミラーチップとピックアップするチップとで輝度を区別するのが難しいため、アライメントの精度が低いという問題がある。

これに対して、特許文献１に記載のようにミラーチップ上に識別マークを形成すれば、アライメント精度を向上させることができる。ところが、ミラーチップ上にアルミニウムを蒸着させて、それをパターニングする方法では、アルミ剥がれによるゴミで歩留を低下させる危険がある。したがって、剥がれの生じにくいパターンを形成するために、ミラーチップ専用のレチクルが必要になる。そのため、コストが増大してしまうという問題がある。

また、識別マークを印刷またはシール貼りによって形成する場合、かかる工程を自動化するには新規に設備投資が必要となり、やはりコストが増大してしまう。一方で、印刷またはシール貼りを手作業で実行したのでは、識別マークを形成するチップを誤ってしまうおそれがあるため、アライメント精度の低下を招いてしまう。

本発明による半導体装置の製造方法は、複数の半導体チップが形成された半導体ウエハ上にカバーフォトレジストを形成するレジスト形成工程と、上記半導体ウエハにおけるスクライブライン領域上に形成された上記カバーフォトレジストを露光する第１露光工程と、上記半導体ウエハの一部領域に所定のパターンが形成されるように、当該領域上に形成された上記カバーフォトレジストを、上記第１露光工程と同一のレチクルを用いて露光する第２露光工程と、上記第１および第２の露光工程よりも後に、上記スクライブライン領域に沿って上記半導体ウエハをダイシングするダイシング工程と、上記ダイシング工程よりも後に、上記複数の半導体チップの中から良品チップをピックアップするピックアップ工程と、を含み、上記ピックアップ工程においては、上記第２露光工程において形成された上記パターンの位置を基準として、上記良品チップの位置を識別することを特徴とする。

この製造方法では、第２露光工程において、半導体ウエハの一部領域上に形成されたカバーフォトレジストを露光している。これにより、当該領域に、その露光パターンに対応する識別マークが形成されることとなる。このため、ピックアップ工程においては、この識別マークをターゲットとすることで、高精度でウエハアライメントを行うことができる。ここで、第２露光工程においては、スクライブライン領域上に形成されたカバーフォトレジストを露光する第１露光工程と同一のレチクルが用いられる。これにより、新たなレチクルを必要とすることなく識別マークを形成することができるため、コストの増大を抑えることができる。

また、本発明による半導体ウエハは、複数の半導体チップが形成された半導体ウエハであって、当該半導体ウエハの一部領域には、スクライブライン領域のパターンの一部と同一のパターンが形成されていることを特徴とする。

この半導体ウエハにおいては、スクライブライン領域のパターンの一部と同一のパターンが形成されている。このため、良品チップをピックアップする工程においては、このパターンを識別マークとして用いることにより、高精度でウエハアライメントを行うことができる。ここで、上記パターンは、スクライブ領域のパターンの一部と同一であるため、スクライブ領域のパターン形成と同一のレチクルを用いて形成することができる。これにより、追加的なレチクルを必要とすることなく識別マークを形成することができるため、コストの増大を抑えることができる。

本発明によれば、コストの増大を抑えつつ、高精度でのウエハアライメントが可能な半導体装置の製造方法および半導体ウエハが実現される。

以下、図面を参照しつつ、本発明による半導体装置の製造方法および半導体ウエハの好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

図１〜図４を参照しつつ、本発明による半導体装置の製造方法の一実施形態を説明する。まず、ミラーチップ１２を含む複数の半導体チップが形成され、カバー層が形成された半導体ウエハ１０を準備する（図１）。図１は、半導体ウエハ１０の一部を示している。半導体ウエハ１０には、ミラーチップ１２と、良品または不良品の選別の対象となる通常の半導体チップ１４（図中に斜線で示す）とが形成されている。また、各半導体チップの周囲は、スクライブライン領域１６となっている。ミラーチップ１２は、半導体ウエハ１０の端部に位置している。ここで、半導体ウエハの端部に位置する半導体チップとは、その少なくとも一部が当該半導体ウエハの縁にかかっているものをいう。

次に、半導体ウエハ１０上にカバーフォトレジスト（以下カバーＰＲという、図示せず）を形成する（レジスト形成工程）。その後、半導体ウエハ１０におけるスクライブライン領域１６上に形成されたカバーＰＲを露光する（第１露光工程）。この露光に用いられるレチクルの一例を図２に示す。同図のレチクル２０においては、半導体ウエハ１０中の半導体チップに対応する領域２４が遮蔽されている。一方、スクライブライン領域１６に対応する領域には、開口（すなわち光を透過させる部分）２６が形成されている。なお、レチクル２０においては、半導体チップに対応する領域２４の中にも、ボンディングパッド、検査用パッドなどのカバー層を除去すべき領域に対応する微細な開口は形成されているが、図２では図示を省略している。

次に、ミラーチップ１２上に形成されたカバーＰＲの一部を、第１露光工程と同一のレチクルを用いて露光する（第２露光工程）。例えば、半導体ウエハ１０に対してレチクル２０を図３に示す位置関係で用いることにより、開口２６のパターンの一部がミラーチップ１２上に転写されるようにする。第２露光工程が終了した後に、現像処理を行って、カバーフォトレジストのパターニングが完了する。上記の工程によって形成されたカバーフォトレジストをマスクにして、カバー層のエッチングを行い、エッチング後にカバーフォトレジストを除去する。なお、カバー層として感光性の材料を使うことにより、フォトレジストの形成工程、カバー層のエッチング工程、フォトレジストの除去工程を省くことも可能である。これにより、Ｌ字型のパターン１８が形成されたミラーチップ１２が得られる（図４）。すなわち、同図において、ミラーチップ１２には、スクライブライン領域１６のパターンの一部と同一のパターンが形成されている。

その後、スクライブライン領域１６に沿って半導体ウエハ１０をダイシングするダイシング工程、およびダイシング工程よりも後に複数の半導体チップ１４の中から良品チップをピックアップするピックアップ工程を経て、半導体装置を得る。ここで、ピックアップ工程においては、ミラーチップ１２の位置を基準として、上記良品チップの位置を識別する。

本実施形態の効果を説明する。本実施形態では、第２露光工程において、ミラーチップ１２上に形成されたカバーＰＲの一部を露光している。これにより、その露光パターンに対応する識別マーク（パターン１８）がミラーチップ１２上に形成されている。このため、ピックアップ工程においては、このミラーチップ１２をターゲットチップとすることで、高精度でウエハアライメントを行うことができる。ウエハアライメントの精度が低く、位置ずれが生じた場合には、良品チップを組立せず不良品チップを組立してしまうことになるため、ロスコストが発生してしまう。したがって、ウエハアライメントが高精度で実行されることは重要である。

ここで、第２露光工程においては、スクライブライン領域１６上に形成されたカバーＰＲを露光する第１露光工程と同一のレチクルが用いられている。これにより、新たなレチクルおよび追加的なリソグラフィー工程の何れも必要とすることなく識別マークを形成することができるため、コストの増大を抑えることができる。

このように露光装置を使用することで、特異なパターン（パターン１８）をもつチップ（ミラーチップ１２）がどのウエハ上にも同じ位置に形成される。そのため、作業者が見た目でも容易に認識でき、マウント装置での通常時の起点設定やトラブル時の起点の再設定が容易になる。また、特異なパターンの金属反射光が得られるため、マウント装置での画像認識時の輝度が安定し、隣接する有効チップ（半導体チップ１４）との輝度を区別し易くなる。そのため、ウエハアライメントの精度が向上する。これは、アルミをベタ残しにしたミラーチップ１２上に、通常よりずらした位置にもスクライブ線を形成するため、下地の金属反射光により、他のチップとの違いを見た目で容易に認識することができるからである。

ミラーチップ１２は、半導体ウエハ１０の端部に位置している。端部に位置する半導体チップは本来的に良品となり得ないチップである。したがって、良品となり得るチップ（図１では半導体チップ１４）を無駄にすることなく、ターゲットチップを設けることができる。

本発明による半導体装置の製造方法および半導体ウエハは、上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、図５に示すように、第２露光工程においては、当該露光に用いられる露光装置のブラインド３０（斜線で示した領域）を利用することにより、半導体チップ１４上に形成されたカバーＰＲへの露光を遮断してもよい。すなわち、本例においては、図６に示すように、レチクル２０の開口２６を、その一部分（図中、点線Ｌ１で囲まれた部分）を除いてブラインド３０で遮蔽している。これにより、図７に示すように、ミラーチップ１２には、十字型のパターン１９が形成されることとなる。本例のように露光装置のブラインドを利用することにより、半導体チップ１４に不要な露光が行われてしまうのを容易に防ぐことができる。

また、上記実施形態においては識別マークとなるパターンをミラーチップ上に形成する例を示したが、当該パターンは、図８に示すように、半導体ウエハにおける半導体チップが形成されていない領域に形成されてもよい。同図においては、半導体チップ１４が形成されていない半導体ウエハ１０の縁部に、図７と同様のパターン１９が形成されている。このように半導体ウエハ１０におけるアルミがベタ残しされた領域にパターン１９を形成することにより、特異な金属反射光を得易くなる。それにより、パターン１９の認識が一層容易となる。また、ショット数が少なくなることにより、露光装置のスループットを向上させることもできる。

本発明の一実施形態を説明するための平面図である。 本発明の一実施形態を説明するための平面図である。 本発明の一実施形態を説明するための平面図である。 本発明の一実施形態を説明するための平面図である。 実施形態の変形例を説明するための平面図である。 実施形態の変形例を説明するための平面図である。 実施形態の変形例を説明するための平面図である。 実施形態の変形例を説明するための平面図である。 従来の半導体ウエハの一部を示す平面図である。

符号の説明

１０ 半導体ウエハ
１２ ミラーチップ
１４ 半導体チップ
１６ スクライブライン領域
１８ パターン
１９ パターン
２０ レチクル
２６ 開口
３０ ブラインド
１０１ 半導体チップ
１０２ ターゲットチップ

Claims (5)

1. 複数の半導体チップが形成された半導体ウエハ上にカバーフォトレジストを形成するレジスト形成工程と、
   少なくとも前記半導体ウエハにおけるスクライブライン領域を選択的に露光するようなパターンを有するレチクルを用いて前記カバーフォトレジストを露光することにより、前記パターンを前記カバーフォトレジストに転写する第１露光工程と、
   前記第１露光工程と同一の前記レチクルを用いて前記カバーフォトレジストを露光することにより、前記スクライブライン領域の一部分の形状を、良品チップの位置の識別に用いられ、かつウエハアライメント用のマークとなる所定のパターンとして、前記半導体ウエハの一部領域に転写する第２露光工程であって、前記所定のパターンを、前記一部領域としての前記半導体チップ上、又は、前記一部領域としての、前記半導体ウエハにおける前記半導体チップが形成されていない領域のうち前記スクライブライン領域以外の領域、に転写する第２露光工程と、
   前記カバーフォトレジストを現像して前記第１及び第２露光工程にて露光された領域の前記カバーフォトレジストを除去することにより、カバーフォトレジストパターンを形成する現像工程と、
   前記カバーフォトレジストパターンに基づいて、カバー層をパターニングするパターニング工程と、
   前記パターニング工程よりも後に、前記スクライブライン領域に沿って前記半導体ウエハをダイシングするダイシング工程と、
   前記ダイシング工程よりも後に、前記複数の半導体チップの中から良品チップをピックアップするピックアップ工程と、を含み、
   前記ピックアップ工程においては、前記第２露光工程において転写された前記所定のパターンの位置を基準として、前記良品チップの位置を識別し、前記良品チップをピックアップすることを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. 請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、
   前記第２露光工程においては、当該露光に用いられる露光装置のブラインドを利用することにより、前記半導体ウエハにおける前記一部領域以外の領域上に形成された前記カバーフォトレジストへの露光を遮断する、半導体装置の製造方法。
3. 請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法において、
   前記第２露光工程においては、前記半導体ウエハの端部に位置する半導体チップ上に前記所定のパターンを転写する半導体装置の製造方法。
4. 請求項１乃至３いずれかに記載の半導体装置の製造方法において、
   前記第２露光工程においては、前記所定のパターンとして、十字型のパターンを転写する半導体装置の製造方法。
5. 請求項１乃至３いずれかに記載の半導体装置の製造方法において、
   前記第２露光工程においては、前記所定のパターンとして、Ｌ字型のパターンを転写する半導体装置の製造方法。

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