JP4632659B2 - 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に関し、特に、半導体装置の製造工程において、半導体ウエハ上のマーキングの認識に係わるものである。

半導体集積回路装置の製造工程においては、半導体ウエハに対し工程管理及び品質管理、不良解析などのために従来から英数字列から構成されるマーキングが施されている。このマーキングは、半導体デバイスの製造工程中に行われる不純物拡散や熱酸化のような高温処理に耐えてウエハを汚染するおそれがなく、更に絶縁膜や金属膜などの被膜で覆われても読み取りやすいようにするため、ウエハ表面への彫り込み加工することにより行われる。
従来の半導体ウエハの管理方法として、例えば、半導体デバイスを製造する半導体メーカにおいて、半導体ウエハ表面に製造工程管理・品質管理のための識別の情報を含むウエハＩＤをレーザーマーキングして管理する方法がある。しかしながら、この方法では人間による視認性を向上させるためには、マーク刻印用のレーザービームパワーを大きくしてマーキング深さを深くせざるをえず、その結果としてマーキング部分のウエハ表面への盛り上がりが高くなってしまう（例えば、特許文献１参照。）。

また、別の方法として、ウエハメーカですでにマーキングされたウエハＩＤを用いて、半導体メーカで半導体ウエハを管理する方法がある。
特開平１０−３２１４８６号公報

ウエハメーカで作成されたウエハＩＤのマーキングは、半導体メーカで作成されたレーザー刻印によるマーキングと比較して、ウエハ表面上への盛り上がりがほとんどない。そのため、ＳＴＩ（shallow trench isolation）絶縁分離構造を有する製造プロセス中、分離用溝絶縁膜埋め込み平坦化を行う化学機械研磨（ＣＭＰ）工程で、マーキング盛り上がり部分研磨時のスクラッチ発生を低減できるものの、元々のウエハＩＤがウエハメーカでの工程管理および品質管理のための印字であるため、意味のない英数字列であることと盛り上がり部分がないことのために人の目視による管理が困難であった。このため、通常人の目視による半導体ウエハの管理を行っている工程、例えば、半導体デバイスの特性検査工程であるプローブ検査工程、ウエハ組立工程においては、ウエハメーカでマーキングしたウエハＩＤの使用が困難であった。

一方、半導体メーカにおいてレーザー刻印によるウエハＩＤは、視認性はあるが表面凹凸が大きくＣＭＰなどの工程においてスクラッチなどが発生するという問題があった。

本発明は、半導体ウエハ上に半導体回路を形成する半導体回路形成工程でスクラッチなどの問題を生じず、かつその後のプローブ検査工程、ウエハ組立工程など人の目視による半導体ウエハの認識、管理ができる半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するための本発明の半導体装置の製造方法は、表面からの凸部がないウエハメーカで形成された第１のウエハＩＤが形成されたウエハ上に半導体回路を形成する半導体回路形成工程と、半導体回路形成工程終了後、ウエハに、第１のウエハＩＤに対応しかつウエハの表面に凸部を有する半導体メーカで形成する第２のウエハＩＤを形成する工程と、第２のウエハＩＤを用いてウエハ管理を行いウエハの検査または組立を行う工程とを備え、第２のウエハＩＤを形成する工程では、第１のウエハＩＤとは異なる領域にウエハ表面からの盛り上がり高さが肉眼で視認できる第２のウエハＩＤが形成される。

この製造方法においては、半導体回路形成工程はＣＭＰ工程を含むとき、ＣＭＰ工程におけるスクラッチなどの問題を起こさない。また、第１のウエハＩＤはウエハメーカで形成され、第２のウエハＩＤはレーザービームで形成されたものとすることができる。また第１のウエハＩＤは肉眼で視認できず、第２のウエハＩＤは肉眼で視認できるものである。
上記本発明の半導体装置の製造方法においては、第２のウエハＩＤはレーザービームで形成されることが好ましい。
また、第１のウエハＩＤはウエハメーカで形成され、前記第２のウエハＩＤは半導体メーカでレーザービームで形成される半導体装置の製造方法においては、第２のウエハＩＤを形成する工程は、第１のウエハＩＤをウエハ自動読み取り装置で読み取る工程（ａ）と、工程（ａ）の後に、工程管理システムのサーバに第１のウエハＩＤのデータを送信すると同時にウエハメーカ個別情報保持手段に第１のウエハＩＤを入力する工程（ｂ）と、工程（ｂ）の後に、サーバで受け取った第１のウエハＩＤとウエハメーカ個別情報保持手段に予め保存されているウエハメーカの第１ウエハＩＤとを照合確認した上、それと予め半導体メーカマスタ情報登録保持手段に登録済みのマスタ情報から半導体メーカ独自のウエハＩＤデータを呼び出す工程（ｃ）と、工程（ｃ）の後に、レーザービームを用いて、ウエハメーカの第１のウエハＩＤに対応する半導体メーカ独自の第２のウエハＩＤをウエハの表面にマーキングする工程（ｄ）とを有することが好ましい。

本発明によれば、半導体回路形成工程後に視認性の高い第２のウエハＩＤをマーキングすることにしたので、半導体回路形成工程におけるＣＭＰ工程等でのスクラッチなどの発生を防止できるとともに、その後のプローブ検査工程や組立工程で第２のウエハＩＤを用いた人の目視によるウエハ管理が実現できる。

次に本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明による半導体装置の製造方法を示すフロー図、図２は半導体装置のダイ（チップ）が配列されて形成された半導体ウエハを示す図であり、１は半導体素子を含む半導体回路形成領域、２はウエハメーカによるウエハＩＤ、３，４は半導体メーカによるウエハＩＤである。

この半導体装置の製造方法を説明すると、まず最初に、半導体ウエハ１００は、ウエハメーカにおいてそのウエハメーカ独自のウエハＩＤ２がマーキングされる（ステップ１０１）。このウエハＩＤ２は数個から十数個の英数字が配列されたものであり、ウエハ１００の表面を掘り込んで形成され、表面からの凸部はなくほとんど平坦である。

次に半導体ウエハ１００上には、通常の半導体回路形成工程（フォトリソ工程、エッチング工程、イオン注入工程、薄膜形成工程など）でトランジスタ、配線などで構成される半導体集積回路が形成される（ステップ１０２）。この工程は普通実装用ボンディングパッドあるいはその上のポリイミドなどからなる保護膜形成で終了する。そして製造工程中、この半導体ウエハ１００のウエハＩＤ２は半導体回路形成工程のラインに設置されている製造装置の自動読み取り装置で読み取られ、工程管理がなされる。

半導体回路形成工程終了後、ウエハメーカのウエハＩＤ２を自動読み取り装置で読み取り（ステップ１０５）、レーザーマーキング装置から発するレーザービームを用いて、それぞれのウエハメーカのウエハＩＤ２に対応する半導体メーカ独自のウエハＩＤ３をウエハ１００上にマーキングする（ステップ１０７）。さらに詳しく説明すると、まずウエハメーカのウエハＩＤ２をウエハ自動読み取り装置で読み取り後（ステップ１０５）、例えば工場の工程管理システムのサーバにウエハＩＤ２のデータが送信されると同時にウエハメーカ個別情報保持手段１０３にウエハＩＤ２が入力される。そしてサーバは受け取ったウエハＩＤ２とウエハメーカ個別情報保持手段１０３に予め保存されているウエハメーカＩＤ２とを照合確認した上、それと予め半導体メーカマスタ情報登録保持手段１０４に登録済みのマスタ情報から半導体メーカ独自のウエハＩＤデータを呼び出し（ステップ１０６）、対応半導体ウエハ１００に半導体メーカのウエハＩＤ３をレーザーマーキング装置でマーキングする（ステップ１０７）。

この半導体メーカのウエハＩＤ３は数個から十数個の英数字の配列からなり、ウエハ表面に掘り込まれると共に表面から凸になっており、その盛り上がり高さは数ミクロンであり、視認性が高い。この半導体メーカのウエハＩＤ３は、ウエハＩＤ読み取り装置で読み取られて保持され（ステップ１０８）、ステップ１０６で呼び出した半導体メーカ独自のウエハＩＤデータと比較判定され（ステップ１０９）、データ一致した場合、マーキングが完了する。

もし何らかの原因でデータ不一致の場合は、ウエハＩＤ３の近くに×印等を重ねマーキング後、再度ステップ１０５〜１０９を実施してウエハ１００上の別の場所に正しいウエハＩＤ４がマーキングされる。マーキングがなされてから例えば半導体ウエハの状態でテスタによるプローブ検査で特性が測定され良品と不良品が分別され（ステップ１１０）、次に半導体装置チップが組み立て（実装）される（１１１）。このプローブ検査工程と実装工程は、一連の半導体製造工程の中では従来からコストがかけられない部分であるので、半導体回路形成工程のように自動ウエハＩＤ読み取り装置は導入していないことが多い。そのようなとき、ウエハを人間の目で視認することができるウエハＩＤ３または４を用いて工程管理がなされる。

以上述べたように本実施の形態によれば、半導体集積回路の半導体回路形成工程が終了するまではウエハメーカで刻印され、半導体基板表面からの実質的な突出部がないウエハＩＤ２しか基板表面になく、このＩＤ２を用いて工程管理をするので、ＳＴＩその他のＣＭＰ工程を含むプロセスで製造されるデバイスではスクラッチなどの問題を避けることができ、半導体回路形成工程終了後に、表面凹凸が大きく、視認性の高いウエハＩＤ３または４をレーザー刻印するので、その後の自動ウエハＩＤ読み取り装置のない検査、組立工程ではこのＩＤを用いて人間の肉眼による視認で工程管理することができる。このようにして、２種類のＩＤでのウエハ管理が実現できるので、製造作業の効率を改善することができる。

本発明にかかる半導体装置の製造方法は、半導体回路形成工程後に視認性の高いウエハＩＤを形成することで、このウエハＩＤを用いて検査、組立工程で目視によるウエハ管理することができ、また半導体回路形成工程のＣＭＰ工程におけるスクラッチの発生を避けることができ、半導体回路形成工程にＣＭＰ工程を含む半導体装置の製造方法等として有用である。

本発明による半導体装置の製造工程フローを示す図 本発明によるウエハ上の刻印ＩＤを示す平面図

符号の説明

１００ 半導体ウエハ
１ 半導体回路形成領域
２ ウエハメーカによるウエハＩＤ
３，４ 半導体メーカによるウエハＩＤ

Claims (3)

1. 表面からの凸部がないウエハメーカで形成された第１のウエハＩＤが形成されたウエハ上に半導体回路を形成する半導体回路形成工程と、
   前記半導体回路形成工程終了後、前記ウエハに、前記第１のウエハＩＤに対応しかつ前記ウエハの表面に凸部を有する半導体メーカで形成する第２のウエハＩＤを形成する工程と、
   前記第２のウエハＩＤを用いてウエハ管理を行い前記ウエハの検査または組立を行う工程とを備え、
   前記第２のウエハＩＤを形成する工程では、前記第１のウエハＩＤとは異なる領域にウエハ表面からの盛り上がり高さが肉眼で視認できる前記第２のウエハＩＤが形成されることを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. 前記第２のウエハＩＤはレーザービームで形成されることを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
3. 前記第２のウエハＩＤを形成する工程は、
   前記第１のウエハＩＤをウエハ自動読み取り装置で読み取る工程（ａ）と、
   前記工程（ａ）の後に、工程管理システムのサーバに前記第１のウエハＩＤのデータを送信すると同時にウエハメーカ個別情報保持手段に前記第１のウエハＩＤを入力する工程（ｂ）と、
   前記工程（ｂ）の後に、前記サーバで受け取った前記第１のウエハＩＤと前記ウエハメーカ個別情報保持手段に予め保存されている前記ウエハメーカの第１ウエハＩＤとを照合確認した上、それと予め半導体メーカマスタ情報登録保持手段に登録済みのマスタ情報から半導体メーカ独自のウエハＩＤデータを呼び出す工程（ｃ）と、
   前記工程（ｃ）の後に、前記レーザービームを用いて、前記ウエハメーカの前記第１のウエハＩＤに対応する半導体メーカ独自の前記第２のウエハＩＤを前記ウエハの表面にマーキングする工程（ｄ）とを有することを特徴とする請求項２記載の半導体装置の製造方法。

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