半導體裝置的制造方法以及制造裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明形成作為對在半導體基板(10)內(nèi)部制作的芯片的區(qū)域(11A)進行規(guī)定的坐標位置的基準的標記(11(11a～11c))，檢測半導體基板(10)上的結(jié)晶缺陷(12)。然后基于標記(11(11a～11c))，對檢測到的結(jié)晶缺陷(12)的坐標位置進行檢測。由此，能檢測出制作在半導體基板(10)上的半導體芯片中的哪個芯片的哪個位置含有結(jié)晶缺陷(12)。由此，能容易地檢測出半導體基板上結(jié)晶缺陷的位置包含在哪個半導體裝置的哪個位置。
【專利說明】半導體裝置的制造方法以及制造裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及能容易地檢測結(jié)晶缺陷位置的半導體裝置的制造方法以及制造裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]作為下一代半導體材料，期待使用碳化硅(SiC)。由SiC構(gòu)成的半導體元件與目前由硅(Si)構(gòu)成的情況相比，具有以下特征:能將導通狀態(tài)下的元件電阻(導通電阻)降低到幾百分之一、能在200°c以上的高溫環(huán)境下使用等特征。
[0003]上述SiC的特征來源于材料本身的優(yōu)異特性。即，SiC具有如下特征:4H - SiC具有3.25eV的帶隙，與Si的1.12eV相比，大概為3倍左右，電場強度為2?4mV/cm，比Si大了將近I位。嘗試著將這種SiC制作成例如二極管等整流器件、晶體管、晶閘管等開關(guān)器件等各種器件。
[0004]然而，SiC基板上存在各種結(jié)晶缺陷、錯位，若進一步在SiC基板上形成外延膜，則該結(jié)晶缺陷會有增大的趨勢。在利用該SiC基板形成的肖特基二極管等碳化硅半導體裝置中，該結(jié)晶缺陷是導致耐壓下降、漏電流增加的主要原因。
[0005]因此，需要在將SiC基板制作成半導體裝置的階段以前獲取上述結(jié)晶缺陷在晶片面內(nèi)的位置、分別是何種缺陷的信息，提出了該用途的檢查裝置(例如參照下述專利文獻I?3)。專利文獻1、2的技術(shù)利用電致發(fā)光法來檢測結(jié)晶缺陷的分布，專利文獻3的技術(shù)在測定位置照射激勵光或者施加電壓來發(fā)光，并在多個測定位置檢測該發(fā)光，從而獲得結(jié)晶缺陷位置的映射。
現(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻
[0006]專利文獻1:日本專利特開2007 - 318029號公報專利文獻2:日本專利特開2007 - 318030號公報
專利文獻3:日本專利特開2007 - 318031號公報


【發(fā)明內(nèi)容】

發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0007]然而，在上述方法中，每一次測定中檢測到的缺陷位置會根據(jù)SiC基板的形狀、SiC基板相對于檢測裝置的設(shè)置位置而產(chǎn)生微妙的偏差。因此，即使使用這種檢查裝置，在半導體裝置的制造工序中，當對半導體基板進行分割時，無法容易地對哪個半導體裝置的哪個位置包含結(jié)晶缺陷進行判斷。
[0008]本發(fā)明鑒于上述問題，其目的在于能容易地檢測出半導體基板上的結(jié)晶缺陷的位置包含在哪個半導體裝置的哪個位置。
解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案
[0009]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的半導體裝置的制造方法具有以下特征。進行形成作為對在半導體基板內(nèi)部制作的芯片的區(qū)域進行規(guī)定的坐標位置的基準的標記的工序。并且進行檢測所述半導體基板上的結(jié)晶缺陷的工序、以及基于所述標記對檢測出的所述結(jié)晶缺陷的坐標位置進行檢測的工序。
[0010]其特征還在于，還包括:在所述半導體基板上制作多個半導體裝置時、基于所述坐標位置、檢測所述結(jié)晶缺陷包含在多個所述半導體裝置中的哪一個半導體裝置中的工序。
[0011]其特征還在于，在檢測所述結(jié)晶缺陷的同時形成所述標記。
[0012]其特征還在于，在檢測出所述結(jié)晶缺陷后形成所述標記。
[0013]其特征還在于，使用碳化硅作為所述半導體基板。
[0014]其特征還在于，使用氮化鎵作為所述半導體基板。
[0015]其特征還在于，利用激光來形成所述標記。
[0016]其特征還在于，利用光刻來形成所述標記。
[0017]其特征還在于，利用物理切削來形成所述標記。
[0018]其特征還在于，對所述半導體基板照射照射光，并基于該照射光的散射、反射、透射來檢測所述結(jié)晶缺陷。
[0019]本發(fā)明的半導體裝置的制造裝置包括:標記形成部，該標記形成部形成作為對在半導體基板內(nèi)部制作的芯片的區(qū)域進行規(guī)定的坐標位置的基準的標記；以及檢查部，該檢查部檢測所述半導體基板上的結(jié)晶缺陷。其特征還在于，所述檢查部基于所述標記對檢測出的所述結(jié)晶缺陷的坐標位置進行檢測。
[0020]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在半導體基板上形成作為基準的標記，在檢測半導體基板上的結(jié)晶缺陷時，基于標記對檢測到的結(jié)晶缺陷的坐標位置進行檢測。由此，在半導體基板上制作多個半導體裝置時，能檢測出哪個半導體裝置的哪個位置包含結(jié)晶缺陷。
發(fā)明效果
[0021]若采用上述方法，則具有能容易地檢測出半導體基板上結(jié)晶缺陷的位置包含在哪個半導體裝置的哪個位置的效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是表不半導體基板上的標記的俯視圖。
圖2是表示半導體基板上的缺陷位置的俯視圖。
圖3是表示半導體基板上制作的芯片陣列的圖。
圖4是表示半導體基板的制造工序的一示例的流程圖。

【具體實施方式】
[0023]下面參照附圖，詳細說明本發(fā)明所涉及的半導體裝置的制造方法以及制造裝置的優(yōu)選實施方式。
[0024](實施方式)
本發(fā)明將坐標原點作為標記預先制作在半導體基板上。由此，能以標記為基準決定結(jié)晶缺陷位置以及半導體裝置位置，從而能容易地與位置關(guān)系取得對應。并且，也能在半導體裝置的制造工序中包含結(jié)晶缺陷檢測的工序。
[0025]圖1是表示半導體基板上的標記的俯視圖。如圖1所示，作為半導體基板，例如在SiC基板10上的多個部位形成矩形的標記11，圖示中為三個部位。該標記11由X軸標記IlaUlb以及Y軸標記Ilc構(gòu)成，該X軸標記11a、Ilb分別沿著X軸隔開形成在SiC基板10的兩端部，該Y軸標記Ilc沿著與X軸標記IlaUlb正交的Y軸設(shè)置在SiC基板10的一端。
[0026]利用X軸上的兩個標記IlaUlb以及Y軸上的一個標記11c，能將這些標記11a、IlbUlc所包圍的區(qū)域作為SiC基板10的面內(nèi)區(qū)域。即，該標記11 (I Ia?I Ic)成為對SiC基板10上的、多個半導體裝置(芯片陣列)的制作區(qū)域進行規(guī)定的對位標記。
[0027]該標記11 (Ila?lie)能通過對半導體基板10進行激光加工來形成。并不限于此，標記ll(lla?lie)也能通過光刻來形成,或通過物理切削來形成。
[0028]在圖1所示的示例中，上述多個標記lla、llb、llc的內(nèi)側(cè)端面llaa、llba、Ilca所圍成的圖1中虛線的內(nèi)部為芯片陣列的制作區(qū)域IlA0
[0029]在SiC基板10的外周位置的三個部位以上設(shè)置這些標記11。由此，在其它裝置(例如檢查裝置、標記形成后的制造裝置)中，通過利用傳感器檢測這該三個部位的標記11，能規(guī)定SiC基板10的旋轉(zhuǎn)方向的位置、即對每個SiC基板10規(guī)定X軸位置和Y軸位置。由于能規(guī)定該X軸位置和Y軸位置，因而也能對SiC基板10面內(nèi)的多個位置進行檢測。
[0030]圖2是表示半導體基板上的缺陷位置的俯視圖。檢查裝置對形成了圖1所示的標記11的SiC基板10進行檢查。利用該檢查裝置來檢測結(jié)晶缺陷12。檢測出的結(jié)晶缺陷12能夠通過以標記11為基準來檢測為SiC基板10的X、Y軸的坐標位置，該結(jié)晶缺陷12的位置分別存儲在檢查裝置中。此外，可以對該結(jié)晶缺陷12的位置賦予規(guī)定形狀的標記(標識)并進行圖像顯示，或?qū)⒔Y(jié)晶缺陷12的位置輸出到外部。此外，也可以使用與結(jié)晶缺陷12的種類、例如點缺陷、線缺陷、面缺陷、體積缺陷、錯位等相對應形狀的標記，還可以如圖所示，使用〇、Λ等不同形狀的標記。
[0031]圖3是表示半導體基板上制作的芯片陣列的圖。在利用圖2所示的檢查裝置進行檢查后，在制造裝置中，以SiC基板10上的標記11為基準，在SiC基板10的面內(nèi)呈陣列狀地制作多個例如SBD(Silicon Carbi de — Schottky Barrier D1de:碳化娃肖特基勢魚二極管)芯片20。
[0032]在利用該制造裝置制作SBD芯片20時，能判斷結(jié)晶缺陷12的坐標位置包含在哪個SBD芯片20的區(qū)域(坐標位置)中。
[0033]圖4是表示半導體基板的制造工序的一示例的流程圖。下面，根據(jù)該流程圖，依次對標記的形成、結(jié)晶缺陷的檢測、芯片陣列的制作進行說明。在以下說明中，假設(shè)在制造裝置內(nèi)安裝了檢查裝置，并且檢查工序包含在整個制造工序的一個工序中來進行說明。
[0034]用作半導體基板的SiC基板10例如使用以(0001)面為表面、直徑為3英寸、N(氮)摻雜、且在〈11-20〉方向4°偏移的η型4H_SiC單結(jié)晶的半導體基板。在對該SiC基板10進行CMP (Chemical Meehan ical Polishing:化學機械拋光)研磨后,在表面形成η型外延層。例如，該η型外延層的表面開始的厚度為5μπι，摻雜濃度為lX1016cm_3。
[0035]對這種SiC基板10的表面使用光刻以及刻蝕，從而如圖2所示，形成多個長度300 μ m、寬度50 μ m、深度3 μ m的矩形標記11 (步驟S401)。該標記11由X軸標記IlaUlb以及Y軸標記IlC構(gòu)成，該X軸標記I la、I Ib分別沿著X軸隔開形成在SiC基板10的兩端部，該Y軸標記Ilc沿著與X軸標記IlaUlb正交的Y軸設(shè)置在SiC基板10的一端。
[0036]另外，標記11也可以如上所述，通過其它的激光加工、物理切削來形成。無論采用何種方式，只要能利用傳感器將所形成的標記11作為檢測坐標位置的對位進行檢測即可。
[0037]可以以設(shè)置在SiC基板10側(cè)部的基準面1a為基準來規(guī)定X軸、Y軸，并以該基準面1a為基準來形成標記11 (Ila?lie)。
[0038]雖然在圖中上部僅形成了一個Y軸標記I Ic，但可以以將X軸標記I la、I Ib相連的假想線為起點來檢測該假想線到Y(jié)軸標記Ilc的長度LI。因此，即使不在圖中下部設(shè)置另一個Y軸標記，也能將芯片陣列的制作區(qū)域IlA下部的邊界線設(shè)為以下位置:S卩，以假想線為起點、在下部距離該假想線的長度，與以假想線為起點、到Y(jié)軸標記Ilc的長度為相同長度LI的位置。
[0039]通過在SiC基板10的外周位置的三個部位設(shè)置上述標記11，從而即使在其它裝置中，也能基于檢測這三個部位的標記11的位置來規(guī)定SiC基板10的旋轉(zhuǎn)方向的位置、即對每個SiC基板10規(guī)定X軸位置和Y軸位置。由于能規(guī)定該X軸位置和Y軸位置，因而也能對SiC基板10面內(nèi)的多個位置進行檢測。
[0040]如上述那樣在SiC基板10上形成標記11后，利用檢查部對該SiC基板10進行檢查。在進行該檢查時，檢測標記11。之后，照射照射光，基于該照射光的散射、反射、透射來檢測結(jié)晶缺陷。也可以利用除此以外的規(guī)定方法，例如上述電致發(fā)光法、對測定位置照射激勵光、或者施加電壓，來檢測結(jié)晶缺陷(步驟S402)。
[0041]之后，在檢查部中，以標記11為基準，分別檢測SiC基板10面內(nèi)的結(jié)晶缺陷12的位置(X、Y軸位置)(步驟S403)。將檢測出的各結(jié)晶缺陷12的位置(Χ、Υ軸位置)作為坐標位置存儲在檢查部(制造裝置)的未圖示的存儲部中。
[0042]之后，制造裝置以標記11為基準，在SiC基板10的面內(nèi)制作多個SBD(SiliconCarbide — Schottky Barrie r D1de:碳化娃肖特基勢魚二極管)芯片20 (步驟S404)。沿著縱向和橫向?qū)D1所示的多個標記11a、lib、Ilc的內(nèi)側(cè)端面llaa、llba、Ilca所圍成的芯片陣列的制作區(qū)域IlA內(nèi)劃分為規(guī)定數(shù)量，從而呈陣列狀地制作圖3所示的SBD芯片20。
[0043]此時，制造裝置基于坐標位置來檢測所檢測出的結(jié)晶缺陷12包含在哪個SBD芯片20中(步驟S405)。S卩，SBD芯片20具有能以X、Y坐標來表示的規(guī)定區(qū)域，能檢測出表示結(jié)晶缺陷12的位置的X、Y坐標包含在哪個SBD芯片20中。圖中例子示出了 SBD芯片20a、20b,20c中含有結(jié)晶缺陷12的情況。由此，根據(jù)本實施方式，能容易地檢測出半導體基板10上的結(jié)晶缺陷12的位置包含在哪一個半導體裝置(SBD芯片20)中，進而能檢測出結(jié)晶缺陷12包含在SBD芯片20內(nèi)的哪個位置。
[0044]在上述處理中，在制造裝置內(nèi)設(shè)有檢查部，制造裝置以利用標記11的對位位置作為基準，針對檢查部檢測到的結(jié)晶缺陷的坐標位置，在半導體裝置的制造工序中統(tǒng)一存儲坐標位置，并用于檢測處理。當不限于此，也能應用于制造裝置與檢查裝置設(shè)置于不同部位的情況。即，將各結(jié)晶缺陷12的位置(X、Y軸位置)存儲在檢查裝置的存儲部中，在制造裝置制作SBD芯片20時，從檢查裝置讀取結(jié)晶缺陷12的位置，使得制造裝置能檢測出哪個SBD芯片20中含有結(jié)晶缺陷12。并且，只要在從SiC基板10上分割出芯片前對具有結(jié)晶缺陷12的SBD芯片20的位置標上標記，則能在分割成芯片后容易地篩選出具有結(jié)晶缺陷12的SBD芯片20。
[0045]對利用上述工序檢測出的結(jié)晶缺陷12的位置精度進行說明?；谂c標記11的位置關(guān)系，實際上利用光學顯微鏡觀察結(jié)晶缺陷12在各SBD芯片20內(nèi)的位置，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其位置偏差大約在10ym以內(nèi)。由此，能將標記11作為基準來準確地檢測結(jié)晶缺陷12在SiC基板10上的位置。
[0046]在上述實施方式中，預先在SiC基板10上形成標記11，之后檢測結(jié)晶缺陷12，但并不限于此。只要在檢查部中檢測到結(jié)晶缺陷12時能得知各結(jié)晶缺陷12在SiC基板10上的坐標位置即可。由此，在檢測到結(jié)晶缺陷12時，能同時、或者在檢測到結(jié)晶缺陷12之后形成標記11。在檢測結(jié)晶缺陷12時，同時形成標記11，能基于該標記11的位置對所檢測出的各結(jié)晶缺陷12的位置進行檢測。此外，也可以在檢測結(jié)晶缺陷12時，在假想的坐標位置上臨時確定各結(jié)晶缺陷12的坐標位置，之后形成以該臨時的坐標位置為基準的標記11。
[0047]以上說明的實施方式僅為例示，本發(fā)明的應用范圍不限于以上例示的實施方式。例如，上述半導體基板不限于SiC基板，也能應用于氮化鎵(GaN)等單結(jié)晶基板。此外，標記11可以設(shè)置在X軸上的兩個部位以及Y軸上的兩個部位，還可以設(shè)置在將半導體基板的外周(360度)三等分(每隔60度)得到的位置。
工業(yè)上的實用性
[0048]如上所述，本發(fā)明的半導體裝置的制造方法以及制造裝置適用于需要大電流的工業(yè)用電動機、新干線電車等逆變器等所使用的功率半導體裝置。
標號說明
[0049]10半導體基板(SiC基板)
11 (11a、lib、lie)標記
12結(jié)晶缺陷 20 SBD芯片
【權(quán)利要求】
1.一種半導體裝置的制造方法，其特征在于，包括:形成作為對在半導體基板內(nèi)部制作的芯片的區(qū)域進行規(guī)定的坐標位置的基準的標記的工序； 檢測所述半導體基板上的結(jié)晶缺陷的工序；以及 基于所述標記對檢測出的所述結(jié)晶缺陷的坐標位置進行檢測的工序。
2.如權(quán)利要求1所述的半導體裝置的制造方法，其特征在于，還包括:在所述半導體基板上制作多個半導體裝置時、基于所述坐標位置、檢測所述結(jié)晶缺陷包含在多個所述半導體裝置中的哪一個半導體裝置中的工序。
3.如權(quán)利要求1所述的半導體裝置的制造方法，其特征在于，在檢測所述結(jié)晶缺陷的同時形成所述標記。
4.如權(quán)利要求1所述的半導體裝置的制造方法，其特征在于，在檢測到所述結(jié)晶缺陷后形成所述標記。
5.如權(quán)利要求1所述的半導體裝置的制造方法，其特征在于，使用碳化硅作為所述半導體基板。
6.如權(quán)利要求1所述的半導體裝置的制造方法，其特征在于，使用氮化鎵作為所述半導體基板。
7.如權(quán)利要求1所述的半導體裝置的制造方法，其特征在于，利用激光來形成所述標記。
8.如權(quán)利要求1所述的半導體裝置的制造方法，其特征在于，利用光刻來形成所述標記。
9.如權(quán)利要求1所述的半導體裝置的制造方法，其特征在于，利用物理切削來形成所述標記。
10.如權(quán)利要求1至9的任一項所述的半導體裝置的制造方法，其特征在于，對所述半導體基板照射照射光，并基于該照射光的散射、反射、透射來檢測所述結(jié)晶缺陷。
11.一種半導體裝置的制造裝置，其特征在于，包括:標記形成部，該標記形成部形成作為對在半導體基板內(nèi)部制作的芯片的區(qū)域進行規(guī)定的坐標位置的基準的標記；以及 檢查部，該檢查部檢測所述半導體基板上的結(jié)晶缺陷， 所述檢查部基于所述標記對檢測出的所述結(jié)晶缺陷的坐標位置進行檢測。
【文檔編號】H01L21/66GK104205316SQ201380018848
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2013年3月18日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月27日
【發(fā)明者】田中敦之, 辻崇 申請人:富士電機株式會社