JP5638218B2 - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
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Description
まず半導体ウエハの主表面に感光体が形成される。この感光体の第1のチップ形成領域に第1のパターンが露光される。第1のチップ形成領域に隣り合い、かつ第1のチップ形成領域よりも小さい感光体の複数の第2のチップ形成領域のそれぞれに、第1のパターンと同じ設計パターンである第2のパターンが露光される。第1および第2のパターンが露光された感光体を現像することで感光体がパターニングされる。パターニングされた感光体をマスクとして半導体ウエハの被エッチング部を選択的にエッチング除去することで被エッチング部の第1のチップ形成領域に対応する第1のチップ領域に第1のパターンが転写され、かつ被エッチング部の複数の第2のチップ形成領域に対応する複数の第2のチップ領域に第2のパターンが転写される。複数の第2のチップ領域は、第1のチップ領域の配置領域の周囲を取り囲んでいる。第1のパターンと第2のパターンとの各々は、複数のパターン部が互いに並走するストライプパターンである。第1のパターンのパターン部の幅と第2のパターンのパターン部の幅とが同じであり、第1のパターンの互いに隣り合うパターン部の間隔と第2のパターンの互いに隣り合うパターン部の間隔とが同じである。
(実施の形態1)
まず本実施の形態の半導体装置の構成について図1〜図6を用いて説明する。
図6を参照して、メインチップ領域2とサブチップ領域3との識別(区別)およびサブチップ領域3同士の識別(区別)は、ダイシングライン領域7a、7bにより可能である。メインチップ領域2の平面視における周囲を取り囲むようにダイシングライン領域7aが設けられており、サブチップ領域の平面視における周囲を取り囲むようにダイシングライン領域7bが設けられている。これらのダイシングライン領域7a、7bの各々には、機能素子などは形成されていない。
本実施の形態の半導体装置の製造方法においては、たとえばシリコンよりなる半導体ウエハが準備される。この半導体ウエハの全面上に、たとえばフォトレジスト(感光体)が塗布形成される。
図7を参照して、まず比較例として、シリコンウエハ101の主表面内に複数のチップ領域102が配置され、その外周側に無効領域104が配置されて、サブチップ領域が配置されない構成について考える。この比較例では、図8に示すように、チップ領域102内に複数の開口パターン(たとえばトレンチパターン)105が等間隔で配列されている。
サブチップ領域3には、メインチップ領域2の第1パターンと同じ設計パターンである第2のパターンが形成されていれば、トランジスタのような機能素子が作りこまれていてもよい。
図14および図15を参照して、第1のパターン5は、たとえば抜きパターン(溝)5と、残しパターン(メサ領域)11とが交互に繰り返されたストライプパターンである。このメサ領域11の幅e(ストライプパターンに直交する方向の寸法e)は1.5μm以下であることが好ましい。
図14および図15を参照して、第1のパターン5は、たとえば抜きパターン(溝)5と、残しパターン(メサ領域)11とが交互に繰り返されたストライプパターンである。この溝5の開口部の寸法をfとし、深さをgとしたとき、この溝5のアスペクト比(g/f)は6以上であることが好ましい。
メインチップ領域2に形成される第1のパターン5としてのストライプパターンは、電力半導体素子のトレンチゲート構造に用いられてもよい。その構成を図16を用いて以下に説明する。
メインチップ領域2に形成される第1のパターン5としてのストライプパターンは、電力半導体素子のストライプコンタクト構造に用いられてもよい。その構成を図16を用いて以下に説明する。
実施の形態1ではメインチップ領域2とサブチップ領域3とのサイズ規定は無かったが、図17に示すように、メインチップ領域2のサイズをサブチップ領域3のサイズの整数倍とすることが好ましい。図17(A)に示すように矩形形状のメインチップ領域2の1辺の大きさを1としたとき、矩形形状のサブチップ領域3の1辺の大きさを、たとえば図17(B)に示すように1/2にしたり、図17(C)に示すように1/3にすることが好ましい。つまり図17(A)に示されたメインチップ領域2の1辺の大きさは、図17(B)に示されたサブチップ領域の1辺の大きさの2倍であり、図17(C)に示されたサブチップ領域の1辺の大きさの3倍である。
上記の実施の形態1〜7においては第1および第2のパターンがストライプパターンである場合について記述したが、第1および第2のパターンはホールパターンや長方形パターンであっても同様の効果を得ることができる。
Claims (9)
- 主表面を有する半導体ウエハと、
前記主表面に形成され、かつ第1のパターンを有する第1のチップ領域と、
それぞれが前記第1のチップ領域よりも小さな面積を有し、かつ前記第1のチップ領域に隣り合うように配置され、かつ第2のパターンを有する複数の第2のチップ領域とを備え、
前記複数の第2のチップ領域は、前記第1のチップ領域の配置領域の周囲を取り囲むように配置され、
前記第2のパターンは、前記第1のパターンと同じ設計パターンであり、
前記第1のパターンと前記第2のパターンとの各々は、複数のパターン部が互いに並走するストライプパターンであり、
前記第1のパターンの前記パターン部の幅と前記第2のパターンの前記パターン部の幅とが同じであり、前記第1のパターンの互いに隣り合う前記パターン部の間隔と前記第2のパターンの互いに隣り合う前記パターン部の間隔とが同じであり、
前記第1および第2のチップ領域は平面視において矩形形状を有しており、かつ前記第2のチップ領域の外周領域には、パターンが配置されていない領域である無効領域が配置されている、半導体装置。 - 前記第2のチップ領域は機能素子を有する、請求項1に記載の半導体装置。
- 前記第1のパターンと前記第2のパターンとの各々は、複数の凹状パターン部である複数の溝と、複数のメサ領域とを有し、前記溝と前記メサ領域とが交互に配置されたストライプパターンである、請求項1または2に記載の半導体装置。
- 前記ストライプパターンの前記メサ領域の寸法は1.5μm以下である、請求項3に記載の半導体装置。
- 前記ストライプパターンの前記溝のアスペクト比は6以上である、請求項3または4に記載の半導体装置。
- 前記ストライプパターンの前記溝の内部に形成されたゲート電極を有する電力半導体素子をさらに備えた、請求項3〜5のいずれかに記載の半導体装置。
- 前記ストライプパターンの前記溝により前記溝の上下の導電部間を接続するストライプコンタクト構造を有する電力半導体装置をさらに備えた、請求項3〜5のいずれかに記載の半導体装置。
- 前記第1のチップ領域の辺の大きさは、前記第2のチップ領域の辺の大きさの整数倍である、請求項1〜7のいずれかに記載の半導体装置。
- 半導体ウエハの主表面に感光体を形成する工程と、
前記感光体の第1のチップ形成領域に第1のパターンを露光する工程と、
前記第1のチップ形成領域に隣り合い、かつ前記第1のチップ形成領域よりも小さい前記感光体の複数の第2のチップ形成領域のそれぞれに、前記第1のパターンと同じ設計パターンである第2のパターンを露光する工程と、
前記第1および第2のパターンが露光された前記感光体を現像することで前記感光体をパターニングする工程と、
パターニングされた前記感光体をマスクとして前記半導体ウエハの被エッチング部を選択的にエッチング除去することで前記被エッチング部の前記第1のチップ形成領域に対応する第1のチップ領域に前記第1のパターンを転写し、かつ前記被エッチング部の前記複数の第2のチップ形成領域に対応する複数の第2のチップ領域に前記第2のパターンを転写する工程とを備え、
前記複数の第2のチップ領域は、前記第1のチップ領域の配置領域の周囲を取り囲み、
前記第1のパターンと前記第2のパターンとの各々は、複数のパターン部が互いに並走するストライプパターンであり、
前記第1のパターンの前記パターン部の幅と前記第2のパターンの前記パターン部の幅とが同じであり、前記第1のパターンの互いに隣り合う前記パターン部の間隔と前記第2のパターンの互いに隣り合う前記パターン部の間隔とが同じであり、
前記第1および第2のチップ領域は平面視において矩形形状を有しており、かつ前記第2のチップ領域の外周領域には、パターンが配置されていない領域である無効領域が配置されている、半導体装置の製造方法。
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