JP2000294467A - 表面に識別パターンを有する多層基板の製造方法および管理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】基板と熱に対する膨張係数が異なる、又は熱エ
ネルギーの吸収率が異なる物質からなる埋め込み絶縁層
からパーティクルが発生することなく、かつ、従来法に
比して工程数を増加させることなく表面に識別パターン
が形成された多層基板を製造する方法、及び前記識別パ
ターンを用いて前記多層基板を、製造当初から一貫して
ウェハー毎に管理することができる方法を提供する。 【解決手段】基体表面の識別パターン形成領域に熱エネ
ルギーを付与することにより、前記領域に識別パターン
を形成する工程と、前記基体内部に、基体とは熱膨張係
数が異なる物質からなる層又は基体とは熱エネルギーの
吸収率が異なる物質からなる層を形成する工程とを有す
る、表面に識別パターンを有する多層基板の製造方法、
及び前記識別パターンを用いて前記多層基板を管理する
方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表面に識別パター
ンを有する多層基板の製造方法、及び該識別パターンを
利用した多層基板の管理方法に関し、特に表面（半導体
素子等を形成する側の面）に識別パターンが形成された
埋め込み絶縁膜を有するシリコン基板等の多層基板の製
造方法、及び該基板の管理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の半導体基板の製造においては、ウ
ェーハ１枚１枚に表面に固有の識別パターン（以下、
「ＩＤ」という。）を形成し、このＩＤをウェーハ毎に
個別に非接触方式で光学的に識別し、当該識別結果に基
づいて、ウェーハ１枚１枚を管理することが行われてい
る。

【０００３】このようにして管理されたウェーハは、例
えば、研究ラインにおいて、識別されたＩＤに基づい
て、ウェーハ毎にプロセス条件を変更して検査される。
また、製造ラインにおいても、検査を行い、不良のウェ
ーハを排出するために、識別されたＩＤが用いられてい
る。

【０００４】ところで、近年、電気的に絶縁性のある酸
化膜の上に活性シリコン層を持つＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏ
ｎ ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）構造の半導体基板が知
られている。ＳＯＩ構造の半導体基板（以下、「ＳＯＩ
基板」という。）は、素子間分離を非常に容易にし、Ｓ
ＯＩ基板を用いる半導体デバイスは、高集積化、低電力
消費化、高速化等が期待できるため注目されている。

【０００５】かかるＳＯＩ基板の製造方法の一つとし
て、シリコン半導体基板内に酸素イオンを所定のエネル
ギーで注入し、高温アニールを施すことにより、シリコ
ン半導体基板内に埋め込み酸化膜を形成する、いわゆる
ＳＩＭＯＸ（Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｂｙ Ｉｍｐｌａ
ｎｔｅｄ Ｏｘｙｇｅｎ）法が知られている。この方法
は、打ち込まれる酸素の加速エネルギーとドーズ量が正
確に制御できるので、注入角度が一定であれば均一な膜
厚を有する埋め込み酸化膜を基板内に形成できるという
特徴をもつ。

【０００６】そして、かかるＳＩＭＯＸ法により作製さ
れたＳＯＩ基板においても、該基板表面にＩＤを形成し
てウェーハ１枚１枚の生産管理が行われている。

【０００７】従来、ＳＩＭＯＸ法により作製したＳＯＩ
基板表面にＩＤを印字する方法としては、例えば、次の
ようにして行っている。

【０００８】以下に、ＳＩＭＯＸ法により作製したＳＯ
Ｉ基板表面に識別マークを印字する場合について、図面
を用いて説明する。

【０００９】先ず、図７（ａ）に示すように、シリコン
基板２０１を用意し、該基板２０１に、その表面から酸
素イオンをイオン注入法により所定のエネルギーで打ち
込み、図７（ｂ）に示すように、当該エネルギーに応じ
た深さに絶縁層としての酸化シリコン層２０３を形成す
る。

【００１０】次いで、図７（ｃ）に示すように、結晶性
回復のための高温（１３００℃以上）アニールを数時間
行うことにより、酸化シリコン層２０３の上にシリコン
層２０４が残存したＳＩＭＯＸ型のＳＯＩ基板２を得
る。

【００１１】次に、図８（ｄ）に示すように、該半導体
基板２表面の識別マーク形成領域Ｂ、例えば、該基板周
縁部に、例えばレーザー等を用いる非接触方式で、当該
半導体基板のＩＤ２０２を印字する。そして、このよう
にして、ＳＯＩ基板表面にＩＤを印字し、該ＩＤを光学
的に読み取り、この読み取り結果に基づいて、前記半導
体基板を管理するものである。

【００１２】この方法は、シリコン基板表面の所定領域
にレーザー光を照射してシリコンが熔融する温度まで加
熱し、熔融させることにより、シリコン基板表面に凹凸
形状からなるＩＤを印字する方法である。このような条
件では、シリコン基板２０１中に形成された酸化シリコ
ン層２０３は、可視光に対する吸収係数が小さく、熱伝
導率も低いため、瞬間的には殆ど加熱されない。また、
シリコンと酸化シリコンとでは熱膨張係数が大きく異な
るため、ＳＯＩ構造の半導体基板に直接レーザー光線を
照射した場合には、図８（ｅ）に示すように、酸化シリ
コン層２０３及びその上にシリコン層２０４が爆発した
ような形状となってしまう。

【００１３】そして、レーザー光を照射した際に、酸化
シリコン層２０３に対して表面側のシリコン層２０４と
酸化シリコン層２０３とが剥離して、酸化シリコンのパ
ーティクル２０３’が発生するという問題があった。

【００１４】また、印字に用いるレーザーマーキング装
置は、半導体基板の印字部近辺でレーザー光を反射させ
て、所定部分にレーザー光を照射するものである。この
ようにレーザー光により印字する際にパーティクルが発
生する基板を多数処理すると、レーザー光を反射する鏡
の反射率が低下してしまい、結果的に有効なレーザー強
度が低下し、適切な印字が行えなくなるおそれもある。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】かかる問題を解決する
ための技術として、特開平８−０３７１３７号公報に記
載された方法がある。以下、この方法について図面を用
いて説明する。

【００１６】先ず、前記と同様にＳＩＭＯＸ法により、
図７（ｃ）に示すのと同様の層構造を有するＳＯＩ構造
のシリコン基板を作製する。次いで、図９（ａ）に示す
ように、レジストマスク３０５を用いて、該基板表面の
ＩＤ形成領域Ｂ、例えば、該基板周縁部において、酸化
シリコン層３０３に対して表面側に位置するシリコン層
３０４と酸化シリコン層３０３を選択的にエッチング除
去し、酸化シリコン層３０３に対して裏面側に位置する
シリコン層３０１の表面を露出させる。

【００１７】その後、図９（ｂ）に示すように、露出し
たシリコン層３０１の所定の印字領域Ａに、例えばレー
ザー等を用いる非接触方式で、当該半導体基板のＩＤ３
０２を印字する。

【００１８】次いで、レジストマスク３０５を除去する
ことにより、図９（ｃ）に示すように、基板の所定領域
にＩＤ３０２が印字されたＳＯＩ基板３を得ることがで
きる。この方法によれば、レーザー光線が酸化シリコン
に照射されることはなく、酸化シリコン層３０３からパ
ーティクルが発生するのを防止することができる。

【００１９】しかしながら、この方法は、半導体基板の
ＩＤ形成領域Ｂの酸化シリコン層３０３に対して表面側
のシリコン層３０４及び酸化シリコン層３０３を選択的
にエッチング除去するという工程が必要である。従っ
て、工程数が増加し、製造コストの上昇を招く。また、
ＳＩＭＯＸ法により、ＳＯＩ基板を形成するまでの工程
のＩＤによる生産管理ができないという問題がある。

【００２０】そこで本発明は、基体表面に熱エネルギー
を付与することにより識別パターンを形成する際、埋め
込み絶縁層からパーティクルが発生することなく、か
つ、従来法に比して工程数を増加させることなく、表面
に識別パターンを有する多層基板を製造する方法、及び
前記識別パターンを用いて多層基板を、製造当初から一
貫してウェハー毎に管理することができる方法を提供す
ることを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成すべく、
本発明は、第１に、基体表面の識別パターン形成領域に
熱エネルギーを付与することにより、前記領域に識別パ
ターンを形成する工程と、前記基体内部に、基体とは熱
膨張係数が異なる物質からなる層を形成する工程とを有
する、表面に識別パターンを有する多層基板の製造方法
を提供する。

【００２２】前記多層基板の製造方法において、前記基
体表面の識別パターン形成領域に熱エネルギーを付与す
ることにより、前記領域に識別パターンを形成する工程
は、非接触方式、例えば、基体表面の識別パターン形成
領域にレーザー光を照射することにより、前記領域に識
別パターンを形成する工程を有するのが好ましい。

【００２３】前記基体の種類には特に制限はなく、単層
でも複数の層からなる基板であってもよい。例えば、Ｐ
型シリコン半導体基板、Ｎ型シリコン半導体基板等のシ
リコン基板を例示することができる。

【００２４】前記基体内部に、基体とは熱膨張係数が異
なる物質からなる層を形成する工程は、前記基体内にイ
オンを注入することにより表面から所定の深さの位置に
絶縁層を形成する工程を有するのが好ましい。

【００２５】前記基体内部に、基体とは熱膨張係数が異
なる物質からなる層を形成する工程は、前記基体内に基
板を構成する物質と化学反応を起こして、基体とは熱膨
張係数が異なる物質を生成する物質のイオン、例えば、
酸素、窒素等のイオンを、イオン注入法により所定のド
ーズ量及び所定のエネルギーで注入し、前記基体内に基
体とは熱膨張係数が異なる物質からなる層を形成する工
程であるのが好ましい。前記基体とは熱膨張係数が異な
る物質からなる層としては、例えば、酸化シリコン、窒
化シリコン等の絶縁層を挙げることができる。

【００２６】この場合においては、前記基体内にイオン
を注入した後に、基板物質の結晶性回復のために、該基
体を高温加熱処理することにより、表面から所定の深さ
の位置に絶縁層を形成する工程を有するのがより好まし
い。

【００２７】また、この場合においては、前記基体内に
イオンを注入した後に、基板物質の結晶性回復のため
に、該基体を不活性ガス及び酸素ガスの雰囲気下に高温
加熱処理することにより、基板表面から所定の深さの位
置に絶縁層を形成し、同時に基板表面に酸化膜を形成す
るする工程を有するのがさらに好ましい。

【００２８】さらに、この場合においては、基板表面か
ら所定の深さの位置に絶縁層を形成し、同時に基板表面
に酸化膜を形成する工程の後に、基板表面に形成された
酸化膜を除去する工程をさらに有するのが好ましい。

【００２９】また本発明は、第２に、基体表面の識別パ
ターン形成領域に熱エネルギーを付与することにより、
前記領域に識別パターンを形成する工程と、前記基体内
部に、基体とは熱エネルギーの吸収率が異なる物質から
なる層を形成する工程とを有する、表面に識別パターン
を有する多層基板の製造方法を提供する。

【００３０】前記第２の発明において、前記基体表面の
識別パターン形成領域に熱エネルギーを付与することに
より、前記領域に識別パターンを形成する工程は、非接
触方式、例えば、基体表面の識別パターン形成領域にレ
ーザー光を照射することにより、前記領域に識別パター
ンを形成する工程を有するのが好ましい。

【００３１】前記基体内部に、基体とは熱エネルギーの
吸収率が異なる物質からなる層を形成する工程は、前記
基体内にイオンを注入することにより、表面から所定の
深さの位置に絶縁層を形成する工程を有するのが好まし
い。

【００３２】前記基体内部に、基体とは熱エネルギーの
吸収率が異なる物質からなる層を形成する工程は、前記
基体内に、基板を構成する物質と化学反応を起こして、
基体とは熱エネルギー吸収率が異なる物質を生成せしめ
る物質のイオン、例えば、酸素、窒素等のイオンを、イ
オン注入法により、所定のドーズ量及び所定のエネルギ
ーで注入し、前記基体内に基体とは熱膨張係数が異なる
物質からなる層を形成する工程であるのが好ましい。前
記基体内に基体とは熱エネルギーの吸収率が異なる物質
からなる層としては、例えば、酸化シリコン、窒化シリ
コン等の絶縁層を挙げることができる。

【００３３】この場合においては、前記基体内にイオン
を注入した後、基板物質の結晶性回復のために、該基体
を加熱処理することにより表面から所定の深さの位置に
絶縁層を形成する工程を有するのがより好ましい。

【００３４】また、この場合においては、前記基体内に
イオンを注入した後に、基板物質の結晶性回復のため
に、該基体を不活性ガス及び酸素ガスの雰囲気下に高温
加熱処理することにより、基板表面から所定の深さの位
置に絶縁層を形成し、同時に基板表面に酸化膜を形成す
るする工程を有するのがさらに好ましい。

【００３５】さらに、この場合においては、基板表面か
ら所定の深さの位置に絶縁層を形成し、同時に基板表面
に酸化膜を形成するする工程の後に、基板表面に形成さ
れた酸化膜を除去する工程を有するのが好ましい。

【００３６】本発明は、第３に、基体表面の識別パター
ン形成領域に熱エネルギーを付与することにより、前記
領域に識別パターンを形成し、前記基体内部に、基体と
は熱膨張係数が異なる物質からなる層を形成することに
より、基板表面の所定領域に識別パターンが形成された
多層基板を作製し、次いで、前記識別パターンを光学的
に読み取り、この読み取り結果に基づいて、前記多層基
板を管理する多層基板の管理方法を提供する。

【００３７】前記第３の発明は、前記第１の発明により
作製された基板表面の所定領域に識別パターンが形成さ
れた多層基板を作製し、識別パターンを利用して該多層
基板を管理するものである。

【００３８】識別パターンを利用して該多層基板を管理
する方法としては、前記識別パターンを光学的に読み取
り、この読み取り結果に基づいて前記多層基板を管理す
るものが好ましい。より具体的には、例えば、ＣＣＤカ
メラ等により前記識別パターンを読み取り、識別し、管
理する方法や、前記識別パターンを予め所定の記憶媒体
に記憶させておき、ＣＣＤカメラ等により前記識別パタ
ーンを読み取り、記憶させてある識別パターンと比較す
ることによって、識別パターンを識別し、管理する方法
等を挙げることができる。

【００３９】また、本発明は、第４に、基体表面の識別
パターン形成領域に熱エネルギーを付与することによ
り、前記領域に識別パターンを形成し、前記基体内部
に、基体とは熱エネルギーの吸放率が異なる物質からな
る層を形成することにより、基体表面の所定の領域に識
別パターンが形成された多層基板を作製し、次いで、前
記識別パターンを光学的に読み取り、この読み取り結果
に基づいて、前記多層基板を管理する多層基板の管理方
法を提供する。

【００４０】前記第４の発明は、前記第２の発明により
作製された基板表面の所定領域に識別パターンが形成さ
れた多層基板を作製し、識別パターンを利用して該多層
基板を管理するものである。

【００４１】また、識別パターンを利用して該多層基板
を管理する方法としては、前記第３の発明の所で好まし
く列記したものと同様の方法を適用することができる。

【００４２】前記第１〜第４の発明において、識別パタ
ーンとしては、何らかの識別手段によって光学的に識別
できるパターンであれば特に制限はない。例えば、文
字、記号、暗号、バーコード等を挙げることができる。

【００４３】前記第１及び第２の発明によれば、バルク
基板の状態で識別パターンを印字するので、既存設備を
そのまま使用することができる。また、従来のようにシ
リコン層及び酸化シリコン層の一部をエッチング除去す
るという工程が不要となる。従って、製造コストの低廉
化を図ることができる。

【００４４】また、多層基板作製前に識別パターンを形
成する為、基板表面に熱エネルギーを付与することによ
るパーティクルの発生等が極めて少なく、識別パターン
を形成することに起因する歩留りの低下を最小限に抑制
することができる。

【００４５】さらに、基板を加熱処理する工程におい
て、内部にいわゆる埋め込み絶縁層を形成する際に、酸
素酸化により基板表面に酸化膜を形成する場合には、さ
らに該酸化膜を除去することにより、均一な膜厚及び膜
質を有する、薄い膜厚のＳＯＩ層を有する、表面に識別
パターンを有する多層基板を簡便かつ歩留りよく製造す
ることができる。

【００４６】また、前記第３及び第４の発明によれば、
多層基板を製造するプロセスにおいて、多層基板製造当
初から一貫して、多層基板１枚毎に識別、管理すること
ができる。この結果、例えば、得られた多層基板を用い
て各種タイプの半導体装置が同時に製造される場合にお
いても、システム的に１枚毎のウェハーの履歴やＩＰＱ
Ｃ（Ｉｎ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｃｈｅｃ
ｋ 又は、Ｉｎ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｃ
ｏｎｔｒｏｌ）等のデーターを管理することができ、製
品の歩留りとリンクさせて総合的な半導体装置の生産管
理が可能となる。

【００４７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を詳細
に説明する。なお、以下に示すのは、あくまで本発明の
一実施の形態であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲
で、プロセス条件、識別パターンを利用した管理方法等
を、要求される多層基板の種類、層構成等に応じて、自
由に変更することができる。

【００４８】第１実施形態 本発明の第１実施形態は、識別パターンが形成されたＳ
ＩＭＯＸ法によるＳＯＩ基板の製造例である。図１に示
すのは、本実施形態により製造される識別パターンが印
字されたＳＩＭＯＸ法によるＳＯＩ基板１の上面図
（１）、及びそのａ−ａ’方向の断面図（２）である。

【００４９】このＳＯＩ基板１は、ｎ型或いはｐ型の不
純物を含有するシリコン層１０１及びＳＯＩ層１０４の
間に、酸化シリコンからなる埋め込み絶縁層１０３が形
成された多層構造を有している。また、表面はさらに、
酸化シリコン層１０５で被覆されている。

【００５０】このＳＯＩ基板１は、デバイス形成領域Ａ
と識別パターン形成領域Ｂ（ウェーハのオリエンテーシ
ョンフラット付近）とに大きく区分けすることができ、
該識別パターン形成領域Ｂには、凹凸形状からなる識別
パターン１０２が形成されている。

【００５１】次に、このＳＯＩ基板の製造方法について
説明する。先ず図２（ａ）に示すように、シリコン半導
体基板１０１を用意する。次いで、図２（ｂ）に示すよ
うに、該基板１０１表面の識別パターン形成領域Ｂに、
レーザー光を照射して、所定の識別パターン１０２を印
字（形成）する。印字は、非接触方式で行うものであれ
ば、レーザー光を照射する方法に限定されず種々の方法
で行うことができる。

【００５２】レーザー光で行う方法としては、例え
ば、”Ａ ｃｌｏｓｅ ｌｏｏｋ ａｔｌａｓｅｒ ｍ
ａｒｋｉｎｇ ｏｆ ｓｉｌｉｃｏｎ ｗａｆｅｒ
ｓ”，Ｊ．Ｓｃａｒｏｎｉ，Ｔ．Ｍｃｋｅｅ．，Ｓｏｉ
ｌｉｄ．Ｓｔａｔｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．，２４５
−２５１（Ｊｕｌｙ １９９７）．等に記載された方法
が挙げられる。

【００５３】識別パターンには、製品番号、履歴等のほ
か、基板温度のモニター値、酸素イオンビームの電流
値、イオン注入時間、イオン注入装置等の装置データー
等の各種データーを含めることができる。

【００５４】この識別パターンは、図２（ｂ）等では詳
細な図示を省略しているが、図１（２）に示すように、
例えば、そのエッジ部分で周囲より１μｍ程度高く、そ
の中央部分は、３μｍ程度低く形成することができる。
識別パターンの大きさは、例えば、２×２ｍｍ² 程度と
することができる。また、複数のドットで識別パターン
を形成する場合には、一つのドットの大きさは、例え
ば、直径が７０μｍ程度とすることができる。これらの
識別パターンの形状、大きさは、レーザー光線を照射す
る領域、照射エネルギー等を適宜設定することにより決
定することができる。

【００５５】なお、本実施形態では、熱エネルギーを付
与する手段としてレーザー光を照射しているが、基板表
面の所定領域に非接触方式で熱エネルギーを付与して識
別パターンを形成できる手段であれば特に制限はない。
また、この際、半導体素子形成領域Ａのみを、例えば、
レジストマスクを用いて熱エネルギーが領域Ａには加わ
らないようにすることもできる。

【００５６】次いで、図３（ｃ）に示すように、全面に
酸素イオンをイオン注入法により注入することにより、
酸化シリコン層１０３’が基板内部に形成される。この
ようにすることによって、識別パターンが形成された部
分では、酸素イオンは、その識別パターンの表面形状に
応じて、表面基準にて他の部分よりも深く、若しくは浅
く注入されることになる。勿論、シリコン表面からの相
対的な注入される位置は同じとなる。

【００５７】酸素イオンの注入条件としては、例えば、
基板温度４００〜６００℃、酸素イオンのドーズ量が１
×１０¹⁷〜１×１０¹⁹／ｃｍ² 程度、加速エネルギー１
５０〜２５０ｋｅＶ程度で行うことができる。ＳＯＩ層
１０４及び酸化シリコン層（埋め込み酸化膜とも呼ばれ
る。）１０３の厚みは、酸素イオンのドーズ量及び加速
エネルギーにより決定することができる。酸素イオンの
ドーズ量及び加速エネルギーは正確に制御することがで
きるので、注入角度が一定であれば、膜厚のばらつきの
非常に少ない均一な膜質を有するＳＯＩ層１０４及び酸
化シリコン層１０３を形成することができる。

【００５８】本実施形態では、ＳＯＩ層１０４及び酸化
シリコン層１０３の厚みは、それぞれ１７０ｎｍ及び１
００ｎｍ程度に設定している。

【００５９】次いで、図３（ｄ）に示すように、基板の
加熱処理を行う。加熱処理は、例えば、アルゴンや窒素
等の不活性ガス雰囲気下、１３００〜１４００℃で数時
間の条件で行うことができる。加熱処理は、高ドーズ量
の酸素イオン打ち込みによるシリコン基板（特にＳＯＩ
層）のダメージを回復させる（結晶性の回復）ために行
われる。以上の操作により、結晶性に優れたＳＯＩ層１
０４を形成することができる。

【００６０】また、この加熱処理においては、アルゴ
ン、窒素等の不活性ガスの他に微量（不活性ガスに対し
て０．５〜２％程度）の酸素ガスを混入させるのが好ま
しい。酸素ガスを含有させることにより、基板表面に酸
化シリコン膜１０５が同時に形成することができる。こ
れは以下の理由による。

【００６１】ＳＩＭＯＸ法の最大の利点は、２００ｎｍ
以下の膜厚のばらつきの少ない均一なＳＯＩ層を形成す
ることができることにある。しかしながら、酸素イオン
注入は、高ドーズ量で行う必要があるため、シリコン基
板の表面付近のダメージを少しでも少なくするためにシ
リコン基板の比較的深いところに酸化シリコン層が形成
されるように注入する必要がある。従って、膜厚が２０
０ｎｍ以下（本実施形態では１７０ｎｍ程度である。）
のＳＯＩ層を形成するためには、加熱処理後、表面を均
一に除去して膜厚を薄くする工程が必要となる。このと
き、表面に酸化シリコン膜を形成することなく、シリコ
ン基板表面を均一に研磨して、ＳＯＩ層の厚みを薄くす
る方法では、研磨の分布により、ＳＯＩ層の厚みの面内
均一性が悪化してしまうおそれがある。

【００６２】そこで、高温アニールを施す際に、同時に
少量の酸素を混入させることにより、表面に酸化シリコ
ン膜を形成し、その後、その酸化シリコン膜をエッチン
グ除去することにより、特に工程数を増加させることな
く、識別パターンを残したままで簡便にＳＯＩ層の膜厚
を所定値に設定することが可能となる。

【００６３】このようにして得られる識別パターン領域
Ｂの断面構造を図４（ｅ）に模式的に示す。酸化シリコ
ン膜１０５は、識別パターンの凹凸形状に沿うように均
一な膜厚で形成されている。従って、図４（ｆ）に示す
ように、酸化シリコン膜１０５を除去した後も、識別パ
ターンをそのまま残すことができる。

【００６４】以上のようにして、図１に示すようなＳＯ
Ｉ基板を製造した後は、デバイス形成領域Ａに所定のデ
バイス製造プロセスを経て、所望の半導体装置を製造す
ることができる。

【００６５】本実施形態によれば、バルク基板の状態で
識別パターンを印字するので、既存設備をそのまま使用
することができる。また、従来のようにシリコン層及び
酸化シリコン層の一部をエッチング除去するという工程
が不要となる。従って、製造コストの低廉化を図ること
ができる。

【００６６】さらに、ＳＯＩ基板作製前に識別パターン
を形成する為、基板表面に熱エネルギーを付与すること
によるパーティクルの発生等が極めて少なく、識別パタ
ーンを形成することに起因する歩留りの低下を最小限に
抑制することができる。

【００６７】第２実施形態 本発明の第２の実施形態は、図５に示すように、シリコ
ン基板３の周縁のオリフラ部１０７に沿って形成された
識別パターン１０２を有するＳＯＩ基板を前記第１の実
施形態と同様にして製造する例である。

【００６８】第２の実施形態のＳＯＩ基板の製造方法に
よれば、第１の実施形態で得られる効果に加えて、識別
パターンの形成、識別パターン１０２をオリフラ部１０
７に沿って形成することで、素子を組み込む領域Ａを縮
小することなく、識別パターン形成領域を確保すること
ができる。また、識別パターンが素子を組み込む領域Ａ
から離れた領域に形成されるので、識別パターンの読み
取り、識別及び基板の管理も容易である。

【００６９】第３実施形態 本発明の第３の実施形態は、前記第１の実施形態により
作製された表面に識別パターンを有するＳＯＩ基板につ
いて、その識別パターンを利用して管理する方法であ
る。識別パターンは、ＣＣＤカメラ１０８及びデーター
処理部１０９等からなるＩＤ識別装置によって、例え
ば、図６（ａ）に示すように、ＣＣＤカメラ１０８を用
いて光学的に読み取られ、読み取りデーターはデーター
処理部１０９に送られ、識別、判断される。

【００７０】また、例えば、図６（ｂ）に示すように、
ＣＣＤカメラ１０８、データー処理部１０９及びデータ
ー記憶装置１１０等からなるＩＤ識別装置を用いて、デ
ーター記憶装置１１０に所定のパターンを予め記憶させ
ておき、ＣＣＤカメラ１０８を用い識別パターンを読み
取り、この読み取り結果とデーター記憶部１１０から読
みだした識別パターンとをデーター処理部１０９で比較
して、ＩＤを識別することもできる。

【００７１】なお、読み取り手段としては、識別パター
ンを何らかの光学的手段で識別し、データーとしてアウ
トプットできるものであれば、特にＣＣＤカメラに限ら
れるものではない。

【００７２】このようにして識別・判断した結果に基づ
き、半導体製造プロセスの初期段階からほぼ全ての製造
プロセス工程において、１枚毎に各ウェーハの履歴をモ
ニター、管理することが可能である。

【００７３】例えば、作業日時、基板温度のモニター値
や酸素イオンビームの電流値、イオン注入の時間、イオ
ン注入装置のパーティクル等の装置データーを、識別パ
ターンとして予め記憶させておき、これらのデーターと
実際の製造状況とを比較・分析することにより、各ウェ
ーハ毎の管理が可能となる。

【００７４】また、ＳＩＭＯＸの製造工程に起因する製
品歩留りの予期できない低下原因を容易につきとめるこ
とができる。

【００７５】また、半導体製造プロセスにおいて、管理
限界を外れるＩＰＱＣ結果となったロット（若しくはウ
ェーハ）を途中の製造工程で排除し、不良品を後工程に
送り込む無駄を省略することができる。

【００７６】さらに、本実施形態によれば、読み取った
識別パターンと実際の製品歩留り等とを統計的に分析す
ることにより、究極的には途中の工程で最終的な半導体
装置の製品歩留りをある程度予測することができるよう
になる。

【００７７】従って、特に試験生産等のいわゆる多品種
少量生産が要求される現場において、例えば、歩留りの
低下が予測される場合には、ウェーハの投入数量を増加
させる等して、製品の納期遅れ等に対しても前もって対
処することが可能となる。

【００７８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の表面に識
別パターンを有する多層基板の製造方法によれば、以下
の効果を得ることができる。 （１）バルク基板の状態で識別パターンを印字するの
で、既存設備をそのまま使用することができる。また、
従来のようにシリコン層及び酸化シリコン層の一部をエ
ッチング除去するという工程が不要となる。従って、製
造コストの低廉化を図ることができる。

【００７９】（２）多層基板作製前に識別パターンを形
成する為、基板表面に熱エネルギーを付与することによ
るパーティクルの発生等が極めて少なく、識別パターン
を形成することに起因する歩留りの低下を最小限に抑制
することができる。

【００８０】（３）基板を加熱処理する工程において、
内部にいわゆる埋め込み絶縁層を形成する際に、酸素酸
化により基板表面に酸化膜を形成する場合には、さらに
該酸化膜を除去することにより、均一な膜厚及び膜質を
有する、薄い膜厚のＳＯＩ層を有する、表面に識別パタ
ーンを有する多層基板を簡便かつ歩留りよく製造するこ
とができる。

【００８１】また、本発明の表面に識別パターンを有す
る多層基板の管理方法によれば、多層基板を製造するプ
ロセスにおいて、多層基板製造当初から一貫して、多層
基板１枚毎に識別、管理することができる。この結果、
例えば、得られた多層基板を用いて各種タイプの半導体
装置が同時に製造される場合においても、システム的に
１枚毎のウェハーの履歴やＩＰＱＣ結果等の各種データ
ーを管理することができ、製品の歩留りとリンクさせて
総合的な半導体装置の生産管理が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の多層基板の製造方法により製
造される、表面に識別パターンを有する多層基板を示す
図であり、（１）は上面図を、（２）は、そのａ−ａ’
軸の構造断面図である。

【図２】図２は、本発明の多層基板の製造方法における
主要工程断面図である。

【図３】図３は、本発明の多層基板の製造方法における
主要工程断面図である。

【図４】図４は、本発明の多層基板の製造方法における
主要工程断面図である。

【図５】図５は、シリコン基板のオリフラ部に沿って識
別パターンを形成したシリコン基板の上面図である。

【図６】図６は、本発明の多層基板の管理方法におい
て、ＣＣＤカメラを用いて、識別パターンを読み取る概
念図である。

【図７】図７は、従来の多層基板の製造方法における主
要工程断面図である。

【図８】図８は、従来の多層基板の製造方法における主
要工程断面図である。

【図９】図９は、従来の多層基板の製造方法における主
要工程断面図である。

【符号の説明】

１，２，３…ＳＯＩ基板（多層基板）、１０１，２０
１，３０１…シリコン層、１０２，２０２，３０２…識
別パターン、１０３，２０３，３０３…酸化シリコン層
（絶縁層）、１０４，２０４，３０４…ＳＯＩ層、１０
５…酸化シリコン膜、１０６…面取部、１０７…オリフ
ラ部、１０８…ＣＣＤカメラ、１０９…データー処理
部、１１０…データー記憶部、２０３’…酸化シリコン
のパーティクル、３０５…レジストマスク、Ａ…デバイ
ス形成領域、Ｂ…識別パターン形成領域

Claims (28)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基体表面の識別パターン形成領域に熱エネ
   ルギーを付与することにより、前記領域に識別パターン
   を形成する工程と、 前記基体内部に、基体とは熱膨張係数が異なる物質から
   なる層を形成する工程とを有する、 表面に識別パターンを有する多層基板の製造方法。
2. 【請求項２】前記基体表面の識別パターン形成領域に熱
   エネルギーを付与することにより、前記領域に識別パタ
   ーンを形成する工程は、基体表面の識別パターン形成領
   域にレーザー光を照射することにより、前記領域に識別
   パターンを形成する工程を有する、 請求項１記載の表面に識別パターンを有する多層基板の
   製造方法。
3. 【請求項３】前記基体は、シリコン基板である、 請求項１記載の表面に識別パターンを有する多層基板の
   製造方法。
4. 【請求項４】前記基体内部に、基体とは熱膨張係数が異
   なる物質からなる層を形成する工程は、前記基体内にイ
   オン注入により表面から所定の深さの位置に絶縁層を形
   成する工程を有する、 請求項１記載の表面に識別パターンを有する多層基板の
   製造方法。
5. 【請求項５】前記基体内部に、基体とは熱膨張係数が異
   なる物質からなる層を形成する工程は、シリコン基板に
   酸素イオンを注入することにより、表面から所定の深さ
   の位置に酸化シリコン層を形成する工程を有する、 請求項１記載の表面に識別パターンを有する多層基板の
   製造方法。
6. 【請求項６】前記基体内部に、基体とは熱膨張係数が異
   なる物質からなる層を形成する工程は、前記基体内にイ
   オン注入した後、前記基体を加熱処理することにより、
   表面から所定の深さの位置に絶縁層を形成する工程を有
   する、 請求項１記載の表面に識別パターンを有する多層基板の
   製造方法。
7. 【請求項７】前記基体内部に、基体とは熱膨張係数が異
   なる物質からなる層を形成する工程は、前記基体内にイ
   オン注入した後、前記基体を不活性ガス及び酸素ガスの
   雰囲気下に加熱処理することにより、前記基体表面から
   所定の深さの位置に絶縁層を形成し、同時に前記基体表
   面に酸化膜を形成する工程を有する、 請求項１記載の表面に識別パターンを有する多層基板の
   製造方法。
8. 【請求項８】前記基体表面から所定の深さの位置に絶縁
   層を形成し、同時に前記基体表面に酸化膜を形成する工
   程の後に、前記酸化膜を除去する工程をさらに有する、 請求項７記載の表面に識別パターンを有する多層基板の
   製造方法。
9. 【請求項９】基体表面の識別パターン形成領域に熱エネ
   ルギーを付与することにより、前記領域に識別パターン
   を形成する工程と、 前記基体内部に、基体とは熱エネルギーの吸収率が異な
   る物質からなる層を形成する工程とを有する、 表面に識別パターンを有する多層基板の製造方法。
10. 【請求項１０】前記基体表面の識別パターン形成領域に
    熱エネルギーを付与することにより、前記領域に識別パ
    ターンを形成する工程は、基体表面の識別パターン形成
    領域にレーザー光を照射することにより、前記領域に識
    別パターンを形成する工程を有する、 請求項９記載の表面に識別パターンを有する多層基板の
    製造方法。
11. 【請求項１１】前記基体は、シリコン基板である、 請求項９記載の表面に識別パターンを有する多層基板の
    製造方法。
12. 【請求項１２】前記基体内部に、基体とは熱エネルギー
    の吸収率が異なる物質からなる層を形成する工程は、前
    記基体内にイオンを注入することにより表面から所定の
    深さの位置に絶縁層を形成する工程を有する、 請求項９記載の表面に識別パターンを有する多層基板の
    製造方法。
13. 【請求項１３】前記基体内部に、基体とは熱エネルギー
    の吸収率が異なる物質からなる層を形成する工程は、シ
    リコン基板に酸素イオンを注入することにより、表面か
    ら所定の深さの位置に酸化シリコン層を形成する工程を
    有する、 請求項９記載の表面に識別パターンを有する多層基板の
    製造方法。
14. 【請求項１４】前記基体内部に、基体とは熱エネルギー
    の吸収率が異なる物質からなる層を形成する工程は、前
    記基体内にイオンを注入した後、前記基体を加熱処理す
    ることにより表面から所定の深さの位置に絶縁層を形成
    する工程を有する、 請求項９記載の表面に識別パターンを有する多層基板の
    製造方法。
15. 【請求項１５】前記基体内部に、基体とは熱エネルギー
    の吸収率が異なる物質からなる層を形成する工程は、前
    記基体内にイオン注入した後、前記基体を不活性ガス及
    び酸素ガスの雰囲気下に加熱処理することにより、前記
    基体表面から所定の深さの位置に絶縁層を形成し、同時
    に前記基体表面に酸化膜を形成する工程を有する、 請求項９記載の表面に識別パターンを有する多層基板の
    製造方法。
16. 【請求項１６】前記基体表面から所定の深さの位置に絶
    縁層を形成し、同時に前記基体表面に酸化膜を形成する
    工程の後に、前記酸化膜を除去する工程をさらに有す
    る、 請求項１５記載の表面に識別パターンを有する多層基板
    の製造方法。
17. 【請求項１７】基体表面の識別パターン形成領域に熱エ
    ネルギーを付与することにより、前記領域に識別パター
    ンを形成し、 前記基体内部に、基体とは熱膨張係数が異なる物質から
    なる層を形成することにより、表面の所定の領域に識別
    パターンが形成された多層基板を作製し、 前記識別パターンを光学的に読み取り、この読み取り結
    果に基づいて、前記多層基板を管理する、 多層基板の管理方法。
18. 【請求項１８】前記識別パターンは、基体表面の識別パ
    ターン形成領域にレーザー光を照射することにより形成
    されたものである、 請求項１７記載の多層基板の管理方法。
19. 【請求項１９】前記識別パターンは、シリコン基板表面
    の識別パターン形成領域にレーザー光を照射することに
    より形成されたものである、 請求項１７記載の多層基板の管理方法。
20. 【請求項２０】前記基体とは熱膨張係数が異なる物質か
    らなる層は、前記基体内にイオンを注入することによ
    り、表面から所定の深さの位置に形成された絶縁層であ
    る、 請求項１７記載の多層基板の管理方法。
21. 【請求項２１】前記基体とは熱膨張係数が異なる物質か
    らなる層は、シリコン基板に酸素イオンを注入すること
    により、表面から所定の深さの位置に形成された酸化シ
    リコン層である、 請求項１７記載の多層基板の管理方法。
22. 【請求項２２】前記基体とは熱膨張係数が異なる物質か
    らなる層は、前記基体内にイオンを注入した後、前記基
    体を加熱処理することにより表面から所定の深さの位置
    に形成された絶縁層である、 請求項１７記載の多層基板の管理方法。
23. 【請求項２３】基体表面の識別パターン形成領域に熱エ
    ネルギーを付与することにより、前記領域に識別パター
    ンを形成し、 前記基体内部に、基体とは熱エネルギーの吸放率が異な
    る物質からなる層を形成することにより、基体表面の所
    定の領域に識別パターンが形成された多層基板を作製
    し、 前記識別パターンを光学的に読み取り、この読み取り結
    果に基づいて、前記多層基板を管理する、 多層基板の管理方法。
24. 【請求項２４】前記識別パターンは、基体表面の識別パ
    ターン形成領域にレーザー光を照射することにより形成
    されたものである、 請求項２３記載の多層基板の管理方法。
25. 【請求項２５】前記識別パターンは、シリコン基板表面
    にレーザー光を照射することにより形成されたものであ
    る、 請求項２３記載の多層基板の管理方法。
26. 【請求項２６】前記基体とは熱エネルギーの吸収率が異
    なる物質からなる層は、前記基体内にイオンを注入する
    ことにより、表面から所定の深さの位置に形成された絶
    縁層である、 請求項２３記載の多層基板の管理方法。
27. 【請求項２７】前記基体とは熱エネルギーの吸収率が異
    なる物質からなる層は、シリコン基板に酸素イオンを注
    入することにより、表面から所定の深さの位置に形成さ
    れた酸化シリコン層である、 請求項２３記載の多層基板の管理方法。
28. 【請求項２８】前記基体とは熱エネルギーの吸収率が異
    なる物質からなる層は、基体内にイオンを注入した後、
    前記基体を加熱処理することにより表面から所定の深さ
    の位置に形成された絶縁層である、 請求項２３記載の多層基板の管理方法。