JP2003007576A

JP2003007576A - 半導体集積回路の製造方法

Info

Publication number: JP2003007576A
Application number: JP2001186933A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Matsui; 敏松井
Original assignee: Kochi University of Technology
Current assignee: Kochi University of Technology
Priority date: 2001-06-20
Filing date: 2001-06-20
Publication date: 2003-01-10

Abstract

(57)【要約】【課題】高精度で高価な材料の損失が少なく、ウエハ
の直径に無関係に集積回路の製造を行うことによって製
造設備とかクリーンルーム容量等の小型化と省エネルギ
ーをはかった半導体集積回路の製造方法を得ることを目
的とする。【解決手段】溶融した多結晶から成長させた単結晶イ
ンゴット１を研削によって外周・ＯＦ加工処理してから
スライシング工程により切断してスライスウエハ６に加
工した後、次段のダイシング工程により前記外周・ＯＦ
加工を用いてスライスウエハ６を所定の方向に位置合わ
せした上で該スライスウエハ６を縦、横に切断して集積
回路の大きさに相当する一個一個の薄板状チップ８，８
に切り離し、この薄板状チップ８，８を集積回路の形成
工程と半導体素子の組立工程に供することを基本手段と
している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は高精度で材料の損失
が少なく、製造設備の小型化と省エネルギーをはかるこ
とができる新規な半導体集積回路の製造方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来から半導体集積回路は図９の製造工
程概略図により製造されている。ステップ１１は鏡面ウ
エハ加工工程であり、予めチョクラルスキー法（ＣＺ
法）により成長させたシリコン単結晶でなる単結晶イン
ゴット１からスライス加工により切り出したスライスウ
エハを研磨して鏡面ウエハ２を作製する。ステップ１２
は集積回路形成工程であり、ステップ１１により得られ
た鏡面ウエハ２に使用目的に応じた回路構成を有する集
積回路を形成する。３，３は夫々独立して集積回路が形
成された多数個の集積回路チップであり、後工程に備え
て集積回路チップ３は別々に切り離される。

【０００３】ステップ１３は回路素子組立工程であり、
上記により得られた多数個の集積回路チップ３を別々に
リードフレーム内に組み込んで樹脂もしくはセラミック
スで封印することにより半導体集積回路素子４として完
成させる。

【０００４】図１０は上記ステップ１１における鏡面ウ
エハ２を得るまでの工程概略を示すフロー図であり、ス
テップ２１は溶融した多結晶から単結晶を成長させて単
結晶インゴット１を製造する単結晶成長工程、ステップ
２２は研削により単結晶インゴット１の外周及びオリエ
ンテーションフラットまたはオリエンテーションノッチ
を加工する外周・ＯＦ加工工程、ステップ２３は内周刃
スライサやワイヤソーを用いて単結晶インゴット１を切
断してスライスウエハに加工するスライシング工程、ス
テップ２４は研削と研磨により該スライスウエハの面取
りを行う面取り工程、ステップ２５は該スライスウエハ
の両面を加工するラッピング工程、ステップ２６は上記
の加工により生じた歪み層を除去するエッチング工程、
ステップ２７はスライスウエハを前記鏡面ウエハ２に仕
上げる研磨工程である。一般にはシリコンウエハのメー
カによってステップ２７までの各工程が行われ、鏡面ウ
エハ２が得られてから集積回路製造メーカに供給されて
いる。

【０００５】図１１は一般的な集積回路の形成工程概略
を示すフロー図であり、ステップ３１は前記鏡面ウエハ
２上に酸化膜を形成する酸化膜形成工程、ステップ３２
は得られた酸化膜の上にレジスト膜を塗布するレジスト
膜形成工程、ステップ３３は縮小投影露光装置によりフ
ォトマスクに描画された回路パターンをレジスト膜に投
影露光する露光工程、ステップ３４は露光されたレジス
ト膜を現像する現像工程、ステップ３５は不要な部分を
エッチングにより除去するエッチング工程、ステップ３
６は残存するレジスト膜を除去するレジスト膜除去工程
である。このステップ３１〜ステップ３６の工程を繰り
返し行うことにより、鏡面ウエハ２の上に集積回路が形
成される。

【０００６】このようにして鏡面ウエハ２の上に多数の
集積回路を形成する際に、鏡面ウエハ２の全面に集積回
路を一度で露光することはできないので、１個の集積回
路を露光すると次の集積回路を露光する位置へ鏡面ウエ
ハ２とフォトマスクを位置決めして再び露光するという
操作を行いながら、すべての集積回路の形成が終わるま
で各ステップが繰り返して行われる。

【０００７】図１２は一般的な半導体集積回路素子の組
立工程概略を示すフロー図であり、ステップ４１は集積
回路が形成された鏡面ウエハ２の裏面を研削して集積回
路素子として必要な厚さに仕上げる裏面加工工程、ステ
ップ４２は鏡面ウエハ２を粘着テープに貼り、一個一個
の集積回路チップ３に切り離すダイシング工程、ステッ
プ４３は一個一個の集積回路チップ３を粘着テープから
取り出してリードフレーム上に接着するボンディング工
程、ステップ４４は集積回路チップ３とリードフレーム
とを配線するワイヤボンディング工程、ステップ４５は
集積回路チップ３を樹脂やセラミックスで封印する封止
工程、ステップ４６はリードフレームから一個一個の集
積回路素子を切り離すリード切断成形工程である。この
ような工程をへて前記最終的な半導体集積回路素子４が
完成する。

【０００８】以上説明した集積回路製造工程の中で、図
１２のステップ４１における裏面加工工程における加工
による割れを防止する目的でウエハを複数に分割してか
ら裏面加工を行う方法（特開平７−２８３１７９号公報
参照）が提案されているが、基本的には図１１の集積回
路形成工程が終わるまではウエハ単位で製造が進めら
れ、集積回路としての形がすべて完成された後に一個一
個の集積回路チップ３に切り離すという工程で製造され
ているのが通例である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】半導体集積回路も初期
のＩＣからＬＳＩ，ＶＬＳＩというように大規模で集積
密度が高まるに伴い、集積回路チップ３のサイズも大き
くなる傾向があり、かつ、半導体材料の歩留まりを向上
させるためにウエハの直径も急激に大きくなってきてい
るのが現状である。初期には２インチ（５０ｍｍ）程度
であったウエハの直径が、現在では８インチ（２００ｍ
ｍ）が主流になっており、まもなく３００ｍｍのウエハ
が中心になるものと考えられている。既に直径４００ｍ
ｍの単結晶材料の引き上げ技術も確立されていて、図１
３の年度別のチップサイズ（ｍｍ^２）及び最小線幅（μ
ｍ）予測相関図に示すように、２０１２年頃にはウエハ
サイズが４５０ｍｍのウエハが採用されるようになると
予想されている。

【００１０】通常、スライス加工等における加工精度は
被加工物の大きさと密接な関係があり、同じ加工法、加
工機械、加工条件で加工した場合には被加工物が大きく
なるほど得られる加工精度は低くなることが知られてい
る。前記シリコン単結晶でなる単結晶インゴット１から
スライス加工を経て鏡面ウエハ２を得る加工についても
同じ傾向がある。一例としてスライスウエハの精度を上
げるため、最近では図１０のステップ２５に示すラッピ
ングの代わりに平面研削加工を採用する試みが行われて
いる。この平面研削加工方法として、図１４に示す「ウ
エハ自転研削法」という独特の研削法が採用されてい
る。この研削法はロータリーテーブル５に取り付けられ
て自転運動するスライスウエハ６に対して、カップ形砥
石７を研削面に垂直な方向に連続的に切り込ませて加工
する方法であり、原理的には平面度が０の加工ができ
る。

【００１１】しかしながら、現実には研削抵抗や温度変
化などによる研削盤や砥石の変形のために、無視できな
い平面度誤差が発生する。即ち、図１５（Ａ）（Ｂ）に
示すようにスライスウエハ６の回転軸６ａとカップ形砥
石７の回転軸７ａの平行度に誤差が生じると、スライス
ウエハ６は中凸形状や中凹形状に加工されてしまい、平
面度が悪くなる。この原因による平面度誤差は、図１６
のウエハ直径（ｍｍ）と平面度（μｍ）相関図に示すよ
うにスライスウエハ６の直径が大きいほど大きくなるこ
とが明らかにされている。更にこの研削法では、スライ
スウエハ６の回転周速度は該スライスウエハ６の中心が
０であり、外周に行くほど大きくなる。

【００１２】このため砥石の個々の砥粒に作用する研削
抵抗を調べると、図１７のウエハ中心からの距離（ｍ
ｍ）と砥石単位面積当たり法線抵抗（Ｎ）相関図に示す
ように、スライスウエハ６の外周に行くほど法線抵抗が
大きくなることが明らかにされている。これによりスラ
イスウエハ６の外周に近い部分ほど砥粒の弾性変位量が
大きくなり、スライスウエハ６は図１８のウエハ中心か
らの距離（ｍｍ）とウエハの厚さ（μｍ）相関図に示す
ように外周側が厚く加工されて中凹形状になる。従って
スライスウエハ６の直径が大きいほど中凹の高さは大き
くなり、平面度は悪くなる。

【００１３】一方、スライスウエハ６の回転周速度が半
径位置により異なることにより、該スライスウエハ６面
内の表面粗さにもばらつきが生じる。図１９のウエハ中
心からの距離（ｍｍ）と表面粗さ（μｍ）相関図に示す
ように、スライスウエハ６の外周に行くほど表面粗さが
大きくなっている。従ってスライスウエハ６の直径が大
きくなるほど該スライスウエハ６面内の表面粗さのばら
つきは大きくなる。

【００１４】図２０は従来から一般に行われているカッ
プ形砥石７によるクリープフィード正面研削法の概略図
であり、この研削法の場合でもスライスウエハ６の直径
が大きくなることによって研削精度は悪くなる。図２１
はカップ形砥石７によるクリープフィード正面研削でス
ライスウエハ６を研削した場合の仕上面の形状を測定し
た例である。この場合には、同図（Ａ）に示すように研
削幅（ｍｍ）、即ち距離ｘで示すカップ形砥石７とスラ
イスウエハ６の接触弧の長さＡ−Ｂが時々刻々と変化す
る。また、研削抵抗（Ｎ）は研削幅に比例するため、同
図（Ｂ）に示したように研削抵抗（Ｎ）がスライスウエ
ハ６の位置により変化する。このため、同図（Ｃ）の仕
上面の形状（μｍ）と研削位置（×ｍｍ）相関図に示し
たように、スライスウエハ６の仕上面の形状は中凸形状
になる。該スライスウエハ６の直径が大きいほど研削抵
抗（Ｎ）の変化も大きくなるから、スライスウエハ６の
中凸の高さも大きくなり、平面度誤差は大きくなる。

【００１５】更にスライスウエハ６の直径が大きくなる
と、必然的に使用する砥石の直径も大きくなるのが通例
である。即ち、一般にスライスウエハ６の研削にはダイ
ヤモンド砥石を使用し、ツルーイングと呼ばれる操作で
砥石の表面を高精度に成形しながら加工を行うのが普通
であるが、この砥石の成形精度がスライスウエハ６の加
工精度に直接影響し、特に砥石の直径が大きくなると、
非常に加工しにくいダイヤモンド砥石を高精度に成形す
ることは極めて困難であって、成形に多くの時間を要す
ることになるとともに高精度に加工することが困難にな
るという課題がある。

【００１６】上記の説明では、スライスウエハ６の平面
研削加工を例にとって該スライスウエハ６の直径が大き
くなると高精度な加工を行うことが困難になることを示
したが、平面研削加工以外の加工においても同様であ
る。

【００１７】上述したように、スライスウエハ６の直径
が大きくなるほど加工精度を確保することが困難になる
が、一方において集積回路はますます高集積化、高密度
化の傾向にあり、前記の図１３に示したように、２００
６年頃には０．１μｍを切るような回路線幅になること
が予想されている。これに伴って鏡面ウエハ２の加工に
対してもサイト平坦度で０．１μｍ／□３０ｍｍ以下と
いうような高精度が要求されるようになってきている。
ウエハが大口径化する中で、従来の加工法ではこのよう
な超精密な加工を実現することは困難になりつつある。

【００１８】また、鏡面ウエハ２の精度だけでなく、前
記図１１で説明した集積回路の形成工程の中でも精度的
な問題が出てきている。上述したように従来の集積回路
の形成工程では鏡面ウエハ２とフォトマスクを繰り返し
位置決めして集積回路を形成するが、一般に位置決めの
範囲が広くなるほど位置決め精度は悪くなる。このた
め、鏡面ウエハ２が大口径化するに伴って、必要な位置
決め精度を確保することも困難になる。

【００１９】更に最近では回路の多層化により、前記集
積回路の形成工程の中で層間を平坦化する加工が必要に
なっている。この加工は主としてＣＭＰ（Chemical Mec
hanical Polishing）により行われているが、この加工
もスライスウエハ６の研削加工と同様にウエハが大口径
化するのに伴って要求される精度を達成することが困難
になってきている。

【００２０】一方、ウエハは割れやすいので、工程途中
での破損を防ぐために集積回路として必要な厚さよりも
厚い状態で工程を進め、前記ステップ４１の裏面加工の
工程で集積回路として必要な厚さに仕上げるという作業
を行っている。同じ厚さのウエハを用いた場合には、ウ
エハの直径が大きいほど強度が低下するので、ウエハの
強度を確保するためにウエハの直径が大きくなるほど、
この余分な厚さを大きくしている。従って従来の製造方
法ではウエハが大口径化すると裏面加工で無駄に除去さ
れる材料が増えるという問題もある。

【００２１】更に従来の製造方法ではウエハの直径が大
きくなり続けると、直径が変わる度に生産設備を更新し
なければならないため、莫大な設備投資が必要になると
いう難点がある。また、大口径のウエハに合わせて生産
設備そのものも肥大化するため、消費するエネルギーが
激増し、工場面積や高価なクリーンルームの容量も拡大
しなければならないという課題も存在する。

【００２２】本発明は上記した従来の各種課題を解消し
て、半導体単結晶から１個の半導体集積回路に相当する
大きさの薄板状チップを切り出して以後の集積回路の形
成工程と半導体素子の組立工程に供することにより、高
精度であるとともに高価な材料の損失が少なく、ウエハ
の直径に無関係に集積回路の製造を行うことによって製
造設備とかクリーンルーム容量等の小型化と省エネルギ
ーをはかることができる新規な半導体集積回路の製造方
法を提供することを目的としている。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、半導体単結晶成長工程終了後から集積回路
形成工程開始前の工程の中で、半導体単結晶から１個の
半導体集積回路に相当する大きさの薄板状チップを切り
出し、この薄板状チップを集積回路の形成工程と半導体
素子の組立工程に供することを基本手段としている。

【００２４】具体的には、溶融した多結晶から成長させ
た単結晶インゴットを研削によって外周・ＯＦ加工処理
してからスライシング工程により該単結晶インゴットを
切断してスライスウエハに加工した後、次段のダイシン
グ工程により前記外周・ＯＦ加工を用いてスライスウエ
ハを所定の方向に位置合わせした上で該スライスウエハ
を縦、横に切断して集積回路の大きさに相当する一個一
個の薄板状チップに切り離し、この薄板状チップを集積
回路の形成工程と半導体素子の組立工程に供して半導体
集積回路を製造する。

【００２５】更に溶融した多結晶から成長させた単結晶
インゴットを研削によって外周・ＯＦ加工処理してから
スライシング工程により該単結晶インゴットを切断して
スライスウエハに加工した後、面取り工程、ラッピング
工程又は研削工程によって該スライスウエハの両面を加
工し、エッチング工程により加工時に生じた歪み層を除
去してから研磨工程によってラッピング又は研削された
ウエハを鏡面ウエハに仕上げ、次段のダイシング工程に
より前記外周・ＯＦ加工を用いて鏡面ウエハを所定の方
向に位置合わせした上で該鏡面ウエハを縦、横に切断し
て集積回路の大きさに相当する一個一個の薄板状チップ
に切り離し、この薄板状チップを集積回路の形成工程と
半導体素子の組立工程に供する半導体集積回路の製造方
法を提供する。

【００２６】前記ダイシング工程によって薄板状のチッ
プの結晶方位を識別できるようにするための一方法とし
て、該チップを長方形に切り出す。切り出す方法とし
て、ダイシング工程時に横溝のピッチと縦溝のピッチを
変えるか、横溝と縦溝の溝幅の寸法を変える方法を用い
る。更に前記ダイシング工程時に、横溝を切断する砥石
の幅と縦溝を切断する砥石の幅を変えてチップを長方形
に切り出す方法もある。

【００２７】かかる半導体集積回路の製造方法によれ
ば、半導体単結晶から１個の半導体集積回路に相当する
大きさの薄板状チップを切り出して、以後の集積回路の
形成工程と半導体素子の組立工程をチップ単位で遂行す
ることによって、単結晶インゴットから切断されたスラ
イスウエハの直径は以後の工程で全く関係がなくなり、
従ってウエハが大口径化しても高精度で、かつ、集積回
路を形成する際に従来技術で必要としたウエハとフォト
マスクの各集積回路間の位置決め操作は不要になる。

【００２８】又、チップ単位で集積回路の形成工程と半
導体素子の組立工程を遂行することによって加工時の面
積が小さくなり、材料強度が向上する。従って当初から
チップを薄くすることによって裏面加工での研削代を少
なくして高価な材料の損失を少なくすることができる。
更にチップを切り出す前のウエハの直径には関係なく製
造工程を進めることができるので、ウエハの直径の大小
に関わらず同じ設備を使用した生産が可能となり、生産
設備を格段に小型化できるとともにエネルギー消費も少
なくなり、製造設備とかクリーンルーム容量等の小型化
と省エネルギーをはかることができる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下図面に基づいて本発明にかか
る半導体集積回路の製造方法の具体的な実施形態を説明
する。図１は本発明の第１の実施例における半導体チッ
プの製造工程を示すフロー図であり、図２は同製造工程
概略図である。先ずステップ５１の単結晶成長工程によ
り、溶融した多結晶から単結晶を成長させて図２のステ
ップ６１に示す単結晶インゴット１を製造する。次にス
テップ５２の外周・ＯＦ加工工程での研削によって単結
晶インゴット１の外周及びオリエンテーションフラット
またはオリエンテーションノッチを加工する。

【００３０】次にステップ５３のスライシング工程によ
り内周刃スライサやワイヤソーを用いて単結晶インゴッ
ト１を切断し、図２のステップ６２に示すスライスウエ
ハ６に加工する。尚、上記ステップ５１，５２，５３に
よる単結晶成長工程からスライスウエハ６の加工工程ま
では、図１０により説明した従来方法のステップ２１〜
ステップ２３と同一である。

【００３１】次にステップ５４のダイシング工程によ
り、前記オリエンテーションフラットまたはオリエンテ
ーションノッチを用いてスライスウエハ６を所定の方向
に位置合わせした上で、図２のステップ６３のように該
スライスウエハ６を縦、横に切断して集積回路の大きさ
に相当する一個一個の薄板状チップ８に切り離す。この
作業時には、薄板状チップ８の結晶方位を識別できるよ
うにするための一方法として、図３に示すように該薄板
状チップ８を長方形に切り出す。図３では薄板状チップ
８の縦の長さａと横の長さｂの違いを誇張して示してい
るが、長方形の縦と横の寸法は目視で確認できるほど明
確な差を設ける必要はなく、測定器で識別できる程度の
差があれば、百分の数ミリメートル程度あるいはそれ以
下の差であってもよい。

【００３２】薄板状チップ８を長方形に切り出すには、
図４（Ｂ）に示すようにダイシング工程の時に横溝９，
９のピッチｃと縦溝１０，１０のピッチｄを変えるか横
溝９，９と縦溝１０，１０の溝幅ｗの寸法を変えても良
い。または図４（Ｃ）に示すように横溝９，９を切断す
る砥石の幅ｕと縦溝１０，１０を切断する砥石の幅ｖを
変えてもよい。勿論薄板状チップ８の結晶方位を識別す
る方法はこれに限定されるものではなく、図５に示すよ
うに砥石１１の形状を工夫して薄板状チップ８の特定の
辺にのみ面取りを施すようにしてもよい。

【００３３】図６は薄板状チップ８の結晶方位を識別す
る他の方法を示しており、後述する集積回路の製造工程
において、方向印１２を印刷した粘着テープ１３などに
薄板状チップ８または鏡面チップを保持することにより
結晶方位を識別したり、薄板状チップ８または鏡面チッ
プの表面にマーキングすることにより識別するなどの方
法を用いることもできる。

【００３４】次に図１に示すステップ５５の面取り工程
により、一個一個に切り離された薄板状チップ８に対し
て研削と研磨を行って面取りを行う。次にステップ５６
のラッピング工程又は研削工程によって該薄板状チップ
８の両面を加工し、ステップ５７のエッチング工程によ
り上記各加工時に生じた歪み層を除去してからステップ
５８の研磨工程によって薄板状チップ８を鏡面チップに
仕上げる。そして得られた多数個の鏡面チップを、前記
図１１で説明した集積回路の製造工程と、図１２で説明
した半導体素子の組立工程に供する。

【００３５】上記ステップ５５〜ステップ５８の工程
は、図１０により説明した従来工程におけるステップ２
４〜ステップ２７と基本的に一致しており、本発明では
ステップ５５〜ステップ５８の面取り工程〜研磨工程を
従来のスライスウエハ単位ではなく、薄板状チップ８単
位で行っていることに特徴がある。尚、必要に応じてス
テップ５５〜ステップ５８の面取り工程〜研磨工程の順
序を入れ換えたり、他の工程の追加及び削除、あるいは
他の加工法との置換などを行うケースもある。

【００３６】図７は本発明の第２の実施例における半導
体チップの製造工程を示すフロー図であり、図８は同製
造工程概略図である。第２の実施例におけるステップ７
１の単結晶成長工程からステップ７３のスライシング工
程は前記第１の実施例のステップ５１〜ステップ５３と
同一であり、ステップ７１の単結晶成長工程により、溶
融した多結晶から単結晶を成長させて図８のステップ８
１に示す単結晶インゴット１を製造する。次にステップ
７２の外周・ＯＦ加工工程での研削によって単結晶イン
ゴット１の外周及びオリエンテーションフラットまたは
オリエンテーションノッチを加工し、ステップ７３のス
ライシング工程により単結晶インゴット１を切断し、図
２のステップ６２に示したスライスウエハ６に加工す
る。

【００３７】次にステップ７４では第１の実施例で行っ
たダイシング工程に代えてスライスウエハの面取り工程
を行い、更にステップ７５のラッピング工程又は研削工
程によってスライスウエハの両面を加工し、ステップ７
６のエッチング工程により加工時に生じた歪み層を除去
してからステップ７７の研磨工程によってスライスウエ
ハ６を図８のステップ８２に示す鏡面ウエハ２に仕上げ
る。そしてステップ７８のダイシング工程により、前記
オリエンテーションフラットまたはオリエンテーション
ノッチを用いて鏡面ウエハ２を所定の方向に位置合わせ
した上で、図８のステップ８３に示したように該鏡面ウ
エハ２を縦、横に切断して集積回路の大きさに相当する
一個一個の鏡面チップ１４に切り離し、第１の実施例と
同様に得られた多数個の鏡面チップ１４を用いて集積回
路の形成工程と半導体素子の組立工程に供する。従って
第２の実施例においても集積回路の形成はチップ単位で
行われ、集積回路を形成する際に従来技術で必要とした
鏡面ウエハとフォトマスクの各集積回路間の位置決めを
するという操作は不要になる。

【００３８】上記ステップ７８のダイシング工程時に
は、第１の実施例と同様に鏡面チップ１４の結晶方位を
識別できるようにするための一方法として該鏡面チップ
１４を長方形に切り出す。その方法は前記図４（Ｂ）
（Ｃ）で説明したように、ダイシング工程の時に横溝
９，９のピッチｃと縦溝１０，１０のピッチｄを変える
か、横溝９，９と縦溝１０，１０の溝幅ｗの寸法を変え
たり、または横溝９，９を切断する砥石の幅ｕと縦溝１
０，１０を切断する砥石の幅ｖを変えて行えば良い。

【００３９】鏡面チップ１４を用いた集積回路の形成工
程及び半導体素子の組立工程は、第１及び第２の実施例
ともにステップ４２のダイシング工程が不要になる外は
基本的には図１１及び図１２により説明した従来方法と
同一である。但し半導体チップ製造工程と同様に従来は
ウエハ単位で製造していたのに対して、本発明ではチッ
プ単位で集積回路を形成することが両者間の大きな相違
点でもあり、集積回路を形成する際に従来技術で必要と
したウエハとフォトマスクの各集積回路間の位置決めを
行うという操作は不要になる。又、集積回路の形成工程
や半導体素子の組立工程の順序を変更したり、それぞれ
の工程における順序を変更することも可能である。

【００４０】特に露光工程時にウエハとフォトマスクの
位置合わせを行う際の位置決め精度を確保することは、
位置決めする距離が長くなるほど困難になることが知ら
れており、本発明ではチップ単位で製造するようにした
ので、集積回路を形成する際にウエハとフォトマスクを
位置決めする距離は、直径が３００ｍｍウエハを加工す
る場合に比較して１／２０〜１／２５でよい。従って位
置決め精度を確保することが容易になり、高精度な集積
回路を形成することが可能になる。

【００４１】又、集積回路の形成工程及び半導体素子の
組立工程をチップ単位で遂行することにより、半導体単
結晶材料から切り出したスライスウエハ６の直径には関
係がなく工程を進行させることができる。例えば図１３
のチップサイズ（ｍｍ^２）及び最小線幅（μｍ）相関図
によれば、直径が３００ｍｍウエハの面積は７０，６５
０ｍｍ^２であるのに対して本発明で用いているチップの
面積は略１４０〜２２０ｍｍ^２であるから、チップ単位
で加工すればウエハ単位で加工する場合に比べて１／３
２１〜１／５０５の極めて狭い面積を加工すればよいこ
とになる。従ってウエハ単位で加工する場合に較べて格
段に高精度な加工を行うことが可能になる。

【００４２】又、チップの一辺の長さはおよそ１２〜１
５ｍｍであり、平面研削加工で使用するダイヤモンド砥
石に必要な大きさは、同じ研削方法で加工する場合は略
研削幅に比例するので、３００ｍｍスライスウエハを加
工する場合に比較してチップ単位で加工する場合の砥石
の大きさは１／２０〜１／２５の大きさでよい。従って
ダイヤモンド砥石を高精度に成形することが容易にな
り、この点からもより高精度な加工を可能にすることが
できる。尚、薄板状チップ８単位で平面研削加工するこ
とで概略正方形の材料を加工することになるので、図２
１で説明したようなスライスウエハが円形であることに
起因する平面度誤差の発生を排除できるので、この点か
らもウエハ単位で加工する場合に比べて、高精度な加工
が可能になる。

【００４３】更にチップ単位で製造するようにしたの
で、材料の面積が小さくなることにより、材料強度が向
上して工程途中で破損する確率が少なくなる。従ってウ
エハ単位で製造する場合に比べて、最初から材料を薄く
できることにより、裏面加工での研削代を少なくするこ
とができて、高価な材料を有効に使用することができ
る。

【００４４】上記第１，第２の実施例では薄板状チップ
８又は鏡面チップ１４を用いて集積回路の形成工程と半
導体素子の組立工程に供すると説明したが、必ずしも全
ての工程でチップ単位の処理で行う必要はなく、複数の
チップをまとめてバッチ処理しても良い。又、上記各実
施例では大口径の半導体単結晶インゴットから１個の半
導体集積回路に相当する大きさの薄板状チップ８又は鏡
面チップ１４を切り出すケースを示したが、１個の半導
体集積回路の大きさに略等しい断面積を有する半導体単
結晶インゴットを育成して、この単結晶インゴットから
薄板状チップ８又は鏡面チップ１４を切り出すことも可
能である。

【００４５】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば半導体単結晶から１個の半導体集積回路に相当する
大きさの薄板状チップを切り出して、以後の集積回路の
形成工程と半導体素子の組立工程をチップ単位で進める
ようにしたことにより、半導体単結晶材料から切り出し
たスライスウエハの面積に較べてチップの面積が大幅に
小さくなり、それに伴って該チップ自体のラッピング加
工とか平面研削加工、研磨加工における加工精度を格段
に向上させることができる。更に最近の回路の多層化に
よって集積回路の形成工程の中で層間を平坦化する加工
が必要になっているが、ＣＭＰ加工を用いる場合でも加
工面積が減少するため、高精度な加工が行えるという効
果がある。

【００４６】又、チップ単位で集積回路の形成工程と半
導体素子の組立工程を進めることにより、スライスウエ
ハの面積に較べてチップの面積が小さいことにより材料
強度が高められて工程途中でのチップ破損を防止し、特
に従来のウエハが割れやすい問題に対処して集積回路と
して必要な厚さよりも厚い状態で工程を進めてから裏面
加工工程で集積回路として必要な厚さに仕上げるという
作業で無駄に除去される材料をなくすとともに当初から
材料を薄くできることによって裏面加工での研削代を少
なくすることができて、高価な材料を有効に使用できる
という効果がある。

【００４７】本発明によればチップ単位で集積回路を製
造することにより、半導体単結晶材料から切り出したス
ライスウエハの直径は以後の工程で全く関係がなくな
り、集積回路を形成する際の露光工程時に従来のように
ウエハ上に形成する多数の集積回路の間でウエハとフォ
トマスクの位置決めを行う操作が不要になり、１チップ
内だけの位置決めですむため位置決め精度が格段に向上
してチップ上に微細な集積回路を形成することが容易に
なる。

【００４８】更に本発明では製造の対象が従来のウエハ
からチップへと大幅に小さくなるため、従来のウエハを
対象としたラッピング工程とかエッチング工程、研磨工
程などで使用する加工設備を大幅に小型化することが可
能であり、特にチップサイズは高々現状の十数ミリメー
トル角から１５年後の二十数ミリメートル角程度にしか
大きくならないため、従来のようにウエハの直径が大き
く変わる毎に大口径のウエハに合わせて生産設備を肥大
化する必要性がなくなるとともに消費するエネルギーを
低減させ、チップを切り出す前の半導体単結晶材料の直
径には関係なく同じ設備を使用して生産を行うことが可
能であるため、工場面積や高価なクリーンルームの容量
拡大に伴う生産設備を更新する必要がなくなり、設備投
資額が抑制されて集積回路の生産コストを引き下げると
いう効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における半導体チップの
製造工程を示すフロー図。

【図２】第１の実施例における製造工程概略図。

【図３】半導体チップの結晶方位を識別するための形状
を示す平面図。

【図４】半導体チップの結晶方位を識別するための方法
を示す要部拡大平面図。

【図５】半導体チップの結晶方位を識別するための他の
方法を示す要部拡大図。

【図６】半導体チップの結晶方位を識別するための他の
方法を示す要部拡大図。

【図７】本発明の第２の実施例における半導体チップの
製造工程を示すフロー図。

【図８】第２の実施例における製造工程概略図。

【図９】従来の半導体集積回路の製造工程概略図。

【図１０】図９における鏡面ウエハ加工処理のフロー
図。

【図１１】一般的な集積回路の形成工程概略を示すフロ
ー図。

【図１２】一般的な半導体集積回路素子の組立工程概略
を示すフロー図。

【図１３】年度別のチップサイズと最小線幅の予測相関
図。

【図１４】ウエハ自転研削法の一例を示す概要図。

【図１５】ウエハ自転研削法による平面度誤差発生原因
を示す概要図。

【図１６】ウエハ自転研削法によるウエハ直径と平面度
の相関図。

【図１７】ウエハ自転研削法によるウエハ中心からの距
離と砥石単位面積当たり法線抵抗相関図。

【図１８】ウエハ自転研削法によるウエハ中心からの距
離とウエハの厚さ相関図。

【図１９】ウエハ自転研削法によるウエハ中心からの距
離と表面粗さの相関図。

【図２０】従来のカップ形砥石によるクリープフィード
正面研削法の概略図。

【図２１】クリープフィード正面研削法における研削位
置と研削幅、研削抵抗、仕上面の形状の相関を示すグラ
フ。

【符号の説明】

１…単結晶インゴット６…スライスウエハ８…薄板状チップ９…横溝１０…縦溝１１…砥石１２…方向印１４…鏡面チップ整理番号Ｐ３２９６

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体単結晶成長工程終了後から集積回
路形成工程開始前の工程の中で、半導体単結晶から１個
の半導体集積回路に相当する大きさの薄板状チップを切
り出し、この薄板状チップを集積回路の形成工程と半導
体素子の組立工程に供することを特徴とする半導体集積
回路の製造方法。
【請求項２】溶融した多結晶から成長させた単結晶イ
ンゴットを研削によって外周・ＯＦ加工処理してからス
ライシング工程により該単結晶インゴットを切断してス
ライスウエハに加工した後、次段のダイシング工程によ
り前記外周・ＯＦ加工を用いてスライスウエハを所定の
方向に位置合わせした上で該スライスウエハを縦、横に
切断して集積回路の大きさに相当する一個一個の薄板状
チップに切り離し、この薄板状チップを集積回路の形成
工程と半導体素子の組立工程に供することを特徴とする
半導体集積回路の製造方法。
【請求項３】溶融した多結晶から成長させた単結晶イ
ンゴットを研削によって外周及びオリエンテーションフ
ラットまたはオリエンテーションノッチを加工してから
スライシング工程により内周刃スライサやワイヤソーを
用いて単結晶インゴットを切断してスライスウエハに加
工した後、次段のダイシング工程により、前記オリエン
テーションフラットまたはオリエンテーションノッチを
用いてスライスウエハを所定の方向に位置合わせした上
で該スライスウエハを縦、横に切断して集積回路の大き
さに相当する一個一個の薄板状チップに切り離し、この
薄板状チップを用いて集積回路の形成工程と半導体素子
の組立工程に供することを特徴とする半導体集積回路の
製造方法。
【請求項４】溶融した多結晶から成長させた単結晶イ
ンゴットを研削によって外周・ＯＦ加工処理してからス
ライシング工程により該単結晶インゴットを切断してス
ライスウエハに加工した後、面取り工程、ラッピング工
程又は研削工程によって該スライスウエハの両面を加工
し、エッチング工程により加工時に生じた歪み層を除去
してから研磨工程によってラッピング又は研削されたウ
エハを鏡面ウエハに仕上げ、次段のダイシング工程によ
り前記外周・ＯＦ加工を用いて鏡面ウエハを所定の方向
に位置合わせした上で該鏡面ウエハを縦、横に切断して
集積回路の大きさに相当する一個一個の薄板状チップに
切り離し、この薄板状チップを集積回路の形成工程と半
導体素子の組立工程に供することを特徴とする半導体集
積回路の製造方法。
【請求項５】前記ダイシング工程によって薄板状のチ
ップの結晶方位を識別できるように該チップを長方形に
切り出すようにした請求項１，２，３又は４に記載の半
導体集積回路の製造方法。
【請求項６】前記ダイシング工程時に横溝のピッチと
縦溝のピッチを変えるか、横溝と縦溝の溝幅の寸法を変
えてチップを長方形に切り出すようにした請求項１，
２，３，４又は５に記載の半導体集積回路の製造方法。
【請求項７】前記ダイシング工程時に、横溝を切断す
る砥石の幅と縦溝を切断する砥石の幅を変えてチップを
長方形に切り出すようにした請求項１，２，３，４又は
５に記載の半導体集積回路の製造方法。