認識マーク及び当該認識マークを用いた半導体装置
【課題】認識マーク及び当該認識マークを用いた半導体装置において、半導体チップの表面がリードフレームの表面に対して傾斜することがあっても、認識マークを認識する。
【解決手段】認識マークＭａは、基板１１の上に形成され、その表面に凹部１３が形成された絶縁膜１４Ｘと、凹部１３に形成された金属膜１５ａとを備えている。凹部１３の底面は、開口部周縁から中央部に向かって深さが深くなる凹曲面である。金属膜１５ａは、少なくとも凹部１３の底面に沿って形成されている。
【解決手段】認識マークＭａは、基板１１の上に形成され、その表面に凹部１３が形成された絶縁膜１４Ｘと、凹部１３に形成された金属膜１５ａとを備えている。凹部１３の底面は、開口部周縁から中央部に向かって深さが深くなる凹曲面である。金属膜１５ａは、少なくとも凹部１３の底面に沿って形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学的に認識される認識マーク、及び当該認識マークを用いた半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路装置及び個別半導体装置等（以下、「半導体装置」と称する）の製造工程は、ウエハの上に複数の半導体チップを作り込む前工程と、ウエハを各半導体チップ毎に分割し、分割した半導体チップを用いて組立を行う後工程とに大別される。
【０００３】
後工程は、次のような工程を含む。まず、ダイシング等により、ウエハを各半導体チップ毎に分割する。その後、半田により、半導体チップをリードフレームのダイパッドの上に固着する。その後、ワイヤにより、半導体チップの電極とリードフレームのリードとを電気的に接続する。このとき、半導体チップの位置を検出し、検出された半導体チップの位置に基づいて、半導体チップの電極にワイヤをボンディングする。その後、封止樹脂により、半導体チップ、リードフレーム及びワイヤを封止する。
【０００４】
認識マークを利用して、半導体チップがマウントされる基板の位置を検出する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の認識マークについて、図１２を参照しながら説明する。図１２は、特許文献１に記載の認識マークの断面構造を示している。
【０００５】
特許文献１に記載の認識マーク５２は、図１２に示すように、第１の色として認識される第１の領域５３と、第１の領域５３を囲み、且つ、第２の色として認識される第２の領域５４を含む突出部５５とを有している。基板５１は、アルミナ基板である。第１の領域５３は、基板５１の表面における突出部５５で囲まれた領域であり、第１の色は、黒色である。突出部５５は、銀パラジウム系導体からなる。第２の領域５４は、突出部５５の傾斜面であり、第２の色は、白色である。
【０００６】
特許文献１に記載の技術では、基板５１の上に電子部品（半導体チップ）をマウントするマウント時に、認識マーク５２（特に、第１の領域５３及び第２の領域５４）を利用した画像認識によって、基板５１の位置を検出する。その後、位置が検出された基板５１の上に、電子部品をマウントする。
【０００７】
さらに、特許文献１に記載の技術では、電子部品にワイヤをボンディングするボンディング時に、認識マーク５２を利用した画像認識によって、基板５１の位置を検出する。その後、位置が検出された基板５１の上にマウントされた電子部品に、ワイヤをボンディングする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平２−２２４１８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
以下に、ワイヤボンディング時に、半導体チップの表面に形成された認識マークを利用して、半導体チップの位置を検出する方法について、図１３を参照しながら説明する。図１３は、認識マークを利用して、半導体チップの位置を検出する方法の概要について示している。
【００１０】
図１３に示すように、半導体チップ１０１は、半田１０２により、リードフレーム１０３のダイパッドの上に固着されている。半導体チップ１０１の表面には、認識マーク（図示省略）が形成されている。
【００１１】
図１３に示すように、光源２０１から照射された入射光Ｌ１は、ハーフミラー２０２により、半導体チップ１０１の表面（特に、認識マーク）に到達する。到達した入射光は、半導体チップ１０１の表面から反射し、反射した反射光Ｌ２は、ＣＣＤカメラを含む光学系装置２０３を経由する。反射光Ｌ２が経由した光学系装置２０３と接続される画像認識装置２０４により、認識マークを認識し、半導体チップ１０１の位置が検出される。検出された半導体チップ１０１の位置に基づいて、半導体チップ１０１の電極に、ワイヤをボンディングする。
【００１２】
しかしながら、半導体チップの表面に形成された認識マークを利用して、半導体チップの位置を検出する場合、以下のような問題がある。この問題について、図１４を参照しながら説明する。
【００１３】
半田１０２により、半導体チップ１０１を、リードフレーム１０３のダイパッドの上に固着する際に、半田１０２の厚さを一定にすることができずに、図１４に示すように、半導体チップ１０１の表面が、リードフレーム１０３の表面に対して傾斜することがある。
【００１４】
この場合、図１４に示すように、半導体チップ１０１の表面から反射した反射光Ｌ２は、光学系装置２０３を経由することができず、画像認識装置２０４により、認識マークを認識することができない。このため、半導体チップ１０１の位置を検出することができないという問題がある。
【００１５】
特に、半導体チップ１０１が、比較的に小さいサイズ（例えば、０．５ｍｍ×０．５ｍｍ程度以下のサイズ）を有する場合、認識マーク自体のサイズが小さい。このため、半導体チップ１０１の表面がリードフレーム１０３の表面に対して傾斜する角度が、比較的に小さい角度（例えば、２°〜３°程度）であっても、反射光Ｌ２は、光学系装置２０３を経由することができず、画像認識装置２０４により、認識マークを認識することができない。
【００１６】
前記の問題に鑑み、本発明の目的は、認識マーク及び当該認識マークを用いた半導体装置において、半導体チップの表面がリードフレームの表面に対して傾斜することがあっても、認識マークを認識することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記の目的を達成するため、本発明に係る認識マークは、光学的に認識される認識マークであって、基板の上に形成され、その表面に凹部が形成された絶縁膜と、凹部に形成された金属膜とを備え、凹部の底面は、開口部周縁から中央部に向かって深さが深くなる凹曲面であり、金属膜は、少なくとも凹部の底面に沿って形成されている。
【００１８】
本発明に係る認識マークにおいて、凹部の底面の形状は、半球面状であることが好ましい。
【００１９】
本発明に係る認識マークにおいて、金属膜は、凹部の底面の上にのみ形成されていることが好ましい。
【００２０】
本発明に係る認識マークにおいて、金属膜は、凹部の底面の上、及び絶縁膜における凹部の周囲部分の上に形成され、金属膜は、周縁部から中央部に向かって凹む凹曲状の凹曲部と、凹曲部の周縁部と接続する環状の平坦部とを有していることが好ましい。
【００２１】
本発明に係る認識マークにおいて、平坦部の上に形成された反射防止膜をさらに備えていることが好ましい。
【００２２】
本発明に係る認識マークにおいて、反射防止膜の上に形成された保護膜をさらに備えていてもよい。
【００２３】
本発明に係る認識マークにおいて、絶縁膜の上に形成され、開口部を有する保護膜をさらに備え、保護膜の開口部から、金属膜及び絶縁膜における金属膜の周囲部分が露出されていることが好ましい。
【００２４】
本発明に係る認識マークにおいて、絶縁膜の表面には、複数の凹部が連続して形成され、複数の金属膜の各々は、複数の凹部の底面の各々の上に形成されていてもよい。
【００２５】
本発明に係る認識マークにおいて、絶縁膜の表面には、複数の凹部が隣り合って形成され、金属膜は、複数の凹部の底面の上、及び絶縁膜における複数の凹部の各々の周囲部分の上に形成されていてもよい。
【００２６】
本発明に係る認識マークにおいて、絶縁膜は、基板の上に形成され、その表面に第１の凹部が形成された第１の絶縁膜と、第１の絶縁膜の表面及び第１の凹部の底面に沿って形成された第２の絶縁膜とを有し、第１の凹部の底面は、開口部周縁から中央部に向かって深さが深くなる凹曲面であり、第２の絶縁膜は、第１の凹部の底面に沿って形成され、且つ、周縁部から中央部に向かって凹む凹曲状の凹曲部を有し、凹部は、第１の凹部と凹曲部とから構成されていてもよい。
【００２７】
前記の目的を達成するため、本発明に係る半導体装置は、半導体素子を有する半導体チップを備え、半導体チップの表面には、本発明に係る認識マークが形成されている。
【００２８】
本発明に係る半導体装置において、ダイパッド及びリードを有し、半田によりダイパッドの上に半導体チップが固着されたリードフレームをさらに備え、ワイヤにより、半導体チップの電極とリードとが電気的に接続されていることが好ましい。
【００２９】
本発明に係る半導体装置において、絶縁膜は、基板の上に形成され、その表面に第１の凹部が形成された第１の絶縁膜と、第１の絶縁膜の表面及び第１の凹部の底面に沿って形成された第２の絶縁膜とを有し、基板における素子分離領域の上には、半導体素子を電気的に分離する素子分離膜が形成され、半導体素子は、基板における素子形成領域に形成された不純物拡散領域と、基板における素子形成領域の上に形成された層間絶縁膜と、層間絶縁膜の上に形成され、且つ、層間絶縁膜を貫通するコンタクトにより不純物拡散領域と電気的に接続する電極とを有し、金属膜は、電極と同一の材料からなり、第１の絶縁膜は、素子分離膜と同一の材料からなり、第２の絶縁膜は、層間絶縁膜と同一の材料からなることが好ましい。
【００３０】
本発明に係る半導体装置において、半導体素子は、バイポーラトランジスタであり、不純物拡散領域は、ベース領域、エミッタ領域及びコレクタ領域であり、電極は、ベース電極、エミッタ電極及びコレクタ電極であり、ベース電極及びエミッタ電極の各々には、ワイヤがボンディングされてもよい。
【００３１】
本発明に係る半導体装置において、半導体素子は、ＭＯＳトランジスタ、接合型トランジスタ又は絶縁ゲートバイポーラトランジスタであってもよい。
【発明の効果】
【００３２】
本発明に係る認識マーク及び当該認識マークを用いた半導体装置によると、認識マークは、周縁部から中央部に向かって凹む凹曲状（好ましくは、半球状）の金属膜を備えている。これにより、半導体チップの表面がリードフレームの表面に対して傾斜することがあっても、金属膜により反射された反射光の方向を、リードフレームの表面に対して垂直な方向にすることができ、反射光が、光学系装置を経由することができる。このため、画像認識装置により、認識マークを認識し、ワイヤがボンディングされる半導体チップの電極の位置を検出することができる。このため、位置が検出された電極に、ワイヤを精度良くボンディングすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１(a) 及び(b) は、本発明の一実施形態に係る認識マークの構造を示す図であり、図１(a) は平面図であり、図１(b) は、図１(a) に示すIb-Ib線における断面図である。
【図２】図２(a) 〜(e) は、本発明の一実施形態に係る認識マークの形成方法を工程順に示す断面図である。
【図３】図３(a) 〜(d) は、本発明の一実施形態に係る認識マークの形成方法を工程順に示す断面図である。
【図４】図４は、本発明の一実施形態に係る認識マークが形成された半導体チップの構造を示す平面図である。
【図５】図５(a) 及び(b) は、認識マークを利用して、半導体チップの電極の位置を検出する方法について示す概要図である。
【図６】図６は、認識マークのその他の配置例を示す平面図である。
【図７】図７(a) 及び(b) は、本発明の一実施形態の第１の変形例に係る認識マークの構造を示す図であり、図７(a) は、平面図であり、図７(b) は、図７(a) に示すVIIb-VIIb線における断面図である。
【図８】図８(a) 及び(b) は、本発明の一実施形態の第２の変形例に係る認識マークの構造を示す図であり、図８(a) は、平面図であり、図８(b) は、図８(a) に示すVIIIb-VIIIb線における断面図である。
【図９】図９(a) 及び(b) は、本発明の一実施形態の第３の変形例に係る認識マークの構造を示す図であり、図９(a) は、平面図であり、図９(b) は、図９(a) に示すIXb-IXb線における断面図である。
【図１０】図１０(a) 〜(e) は、本発明の一実施形態の第３の変形例に係る認識マークの形成方法を工程順に示す断面図である。
【図１１】図１１(a) 及び(b) は、本発明の一実施形態の第４の変形例に係る認識マークが形成された半導体チップの構造を示す図であり、図１１(a) は、平面図であり、図１１(b) は、図１１(a) に示すXIb-XIb線における拡大断面図である。
【図１２】図１２は、特許文献１に記載の認識マークの構造を示す断面図である。
【図１３】図１３は、認識マークを利用して、半導体チップの位置を検出する方法について示す概要図である。
【図１４】図１４は、問題について説明する概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
（一実施形態）
本発明の一実施形態に係る認識マークの構造について、図１(a) 及び(b) を参照しながら説明する。本実施形態では、認識マークを、半導体素子として例えばバイポーラトランジスタを備えた半導体チップに適用する場合を具体例に挙げて説明する。図１(a) 及び(b) において、半導体チップにおける、認識マークが形成される認識マーク形成領域のみを図示し、半導体素子（例えばバイポーラトランジスタ）が形成される素子形成領域、及び半導体素子を電気的に分離する素子分離膜が形成される素子分離領域等を図示していない。
【００３５】
図１(a) 及び(b) に示すように、本実施形態に係る認識マークＭａは、基板１１の上に形成され、且つ、その表面に凹部１３が形成された絶縁膜１４Ｘと、凹部１３に形成された金属膜１５ａとを備えている。
【００３６】
絶縁膜１４Ｘは、図１(b) に示すように、基板１１の上に形成され、且つ、その表面に凹部１２ｘが形成された絶縁膜１２と、絶縁膜１２の表面及び凹部１２ｘの底面に沿って形成された絶縁膜１４とを有している。
【００３７】
絶縁膜１４は、凹部１２ｘの底面に沿って形成され、且つ、周縁部から中央部に向かって凹む凹曲状の凹曲部１４ｐを有している。図１(b) から判るように、凹部１２ｘと凹曲部１４ｐとから、凹部１３が構成されている。
【００３８】
凹部１３の底面は、凹部１２ｘの底面と対応した形状を有し、開口部周縁から中央部に向かって深さが深くなる凹曲面である。凹部１３の底面の形状は、半球面状であることが好ましい。なお、本明細書において、「半球面状」とは、厳密な半球面の形状だけでなく、実質的な半球面の形状も含む。凹部１３の平面形状は、図１(a) に示すように、円形状であることが好ましい。
【００３９】
金属膜１５ａは、凹部１３の底面に沿って形成され、金属膜１５ａの形状は、周縁部から中央部に向かって凹む凹曲状である。金属膜１５ａの形状は、半球状であることが好ましい。金属膜１５ａの膜厚は、周縁部から中央部まで一定である。金属膜１５ａの外側面の平面形状は、図１(a) に示すように、円形状であることが好ましい。
【００４０】
凹部１３の底面の曲率は、開口部周縁から中央部に向かって一定であってもよく、又は、開口部周縁から中央部に向かって変化していてもよい。凹部１３の底面の曲率は、後述の通り、凹部１３の底面に沿って形成された金属膜１５ａにより反射された反射光が光学系装置（図５(a) 及び(b)：２３参照）を経由するような曲率を持てばよい。
【００４１】
基板１１は、例えばシリコンからなる。絶縁膜１２は、例えばシリコン酸化膜である。絶縁膜１４は、例えばＢＰＳＧ（Boro-Phospho Silicate Glass）膜である。金属膜１５は、例えばアルミニウム（Ａｌ）膜である。
【００４２】
以下に、本実施形態に係る認識マークの形成方法について、図２(a) 〜(e) 及び図３(a) 〜(d) を参照しながら説明する。上述の通り、本実施形態では、認識マークを、半導体素子として例えばバイポーラトランジスタを備えた半導体チップに適用する場合を具体例に挙げて説明する。図２(a) 〜図３(d) において、半導体チップにおける、認識マーク形成領域のみを図示し、素子形成領域及び素子分離領域等を図示していない。
【００４３】
まず、図２(a) に示すように、例えば熱酸化法等により、例えばシリコンからなる基板１１の上に、例えば膜厚が１．５μｍの酸化シリコン（ＳｉＯ2）からなる絶縁膜１２を形成する。なお、図２(a) は、認識マーク形成領域のみを示す部分的な断面図であるため、図示されないが、絶縁膜１２は、基板１１における図示されない領域（即ち、素子形成領域及び素子分離領域等）の上にも形成される。
【００４４】
その後、図２(a) に示すように、リソグラフィにより、絶縁膜１２の上に、第１の開口部Ｏを有するレジストＲｅ１を形成する。なお、図示されないが、レジストＲｅ１は、絶縁膜１２における図示されない領域の上にも形成され、且つ、絶縁膜１２における素子形成領域を露出する第２の開口部を有する。第１の開口部Ｏの平面形状は、例えば円形状であり、第１の開口部Ｏの開口径（直径）は、例えば１μｍである。
【００４５】
次に、図２(b) に示すように、レジストＲｅ１をマスクとして、絶縁膜１２に対して、エッチングを行う。当該エッチングは、例えば、エッチング液としてフッ酸水溶液等を用いたウエットエッチングである。これにより、図２(b) に示すように、絶縁膜１２に、凹部１２ｘを形成する。それと共に、図２(b) は、認識マーク形成領域のみを示す部分的な断面図であるため、図示されないが、絶縁膜１２における素子形成領域を除去して、基板１１における素子形成領域を露出する。言い換えれば、基板１１における素子分離領域の上に、絶縁膜１２を残存させる。残存した絶縁膜１２は、半導体素子を電気的に分離する素子分離膜として機能する。
【００４６】
凹部１２ｘは、第１の開口部Ｏを通って供給されるエッチング液により絶縁膜１２が除去されることで形成される。このため、凹部１２ｘの底面は、第１の開口部Ｏの中心から略一定の距離だけ離れている。凹部１２ｘの底面は、開口部周縁から中央部に向かって深さが深くなる凹曲面である。凹部１２ｘの平面形状は、例えば円形状である。凹部１２ｘの中央での深さＤは、例えば約１．５μｍであり、凹部１２ｘの開口径（直径）は、例えば約４μｍである。なお、絶縁膜１２の膜厚、絶縁膜１２に対して行うウエットエッチングの時間及び第１の開口部Ｏの開口径を調整すれば、凹部１２ｘの底面の形状を適宜調整することができる。
【００４７】
次に、図２(c) に示すように、レジストＲｅ１を除去する。その後、図２(c) は、認識マーク形成領域のみを示す部分的な断面図であるため、図示されないが、基板１１における素子形成領域に、例えばダメージ防止のためのシリコン酸化膜を形成し、不純物をイオン注入する。これにより、不純物注入領域を形成する。その後、図示されないが、例えば熱処理等により、当該不純物注入領域に含まれる不純物を拡散させる。これにより、不純物拡散領域（具体的には例えば、ｐ型（又はｎ型）ベース領域、ｎ型（又はｐ型）エミッタ領域及びｎ型（又はｐ型）コレクタ領域）を形成する。
【００４８】
次に、図２(c) に示すように、例えばＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法等により、絶縁膜１２の表面及び凹部１２ｘの底面に沿って、絶縁膜１４を形成する。絶縁膜１４は、例えば膜厚が５００ｎｍのＢＰＳＧ膜である。絶縁膜１４は、凹部１２ｘの底面に沿って形成された凹曲部１４ｐを有している。凹部１２ｘと凹曲部１４ｐとから、凹部１３が構成されている。なお、図示されないが、絶縁膜１４は、基板１１における素子形成領域の上、及び基板１１における素子分離領域の上に残存した絶縁膜１２等の上にも形成される。ここで、絶縁膜１４は、不純物拡散領域と、絶縁膜１４の上に形成される電極との間を電気的に分離する層間絶縁膜として機能する。
【００４９】
次に、図２(d) に示すように、リソグラフィにより、絶縁膜１４の上に、レジストＲｅ２を形成する。図２(d) は、認識マーク形成領域のみを示す部分的な断面図であるため、図示されないが、レジストＲｅ２は、絶縁膜１４における図示されない領域の上にも形成され、且つ、不純物拡散領域の上方に位置する開口部を有する。次に、図示されないが、レジストＲｅ２をマスクとして、絶縁膜１４に対して、エッチングを行う。これにより、絶縁膜１４における図示されない領域（特に、素子形成領域）に、不純物拡散領域を露出するコンタクトホールを形成する。このとき、レジストＲｅ２により、絶縁膜１４（特に、絶縁膜１４における認識マーク形成領域）がエッチングされることを防止する。その後、レジストＲｅ２を除去する。
【００５０】
次に、図２(e) に示すように、例えばスパッタ法等により、絶縁膜１４の表面及び凹部１３の底面に沿って、金属膜１５を形成する。金属膜１５は、例えば膜厚が６００ｎｍのＡｌ膜である。なお、図２(e) は、認識マーク形成領域のみを示す部分的な断面図であるため、図示されないが、金属膜１５は、絶縁膜１４における図示されない領域の上にも形成され、コンタクトホールを埋め込むように形成される。
【００５１】
次に、図３(a) に示すように、リソグラフィにより、金属膜１５の上に、凹部１３の上方を覆うレジストＲｅ３を形成する。それと共に、図３(a) は、認識マーク形成領域のみを示す部分的な断面図であるため、図示されないが、リソグラフィにより、金属膜１５における図示されない領域（特に、素子形成領域）の上に、不純物拡散領域の上方に位置する電極形成用レジストを形成する。
【００５２】
次に、図３(b) に示すように、レジストＲｅ３及び電極形成用レジストをマスクとして、金属膜１５に対して、エッチングを行う。当該エッチングは、例えば、エッチングガスとして三塩化ホウ素（ＢＣｌ3）等のガスを用いたドライエッチング、又はエッチング液として燐酸及び酢酸等を含む混合薬液を用いたウエットエッチングである。これにより、凹部１３の底面の上に、金属膜１５ａを残存させる。それと共に、図３(b) は、認識マーク形成領域のみを示す部分的な断面図であるため、図示されないが、絶縁膜１４における図示されない領域（特に、素子形成領域）の上に、電極（具体的には例えば、ベース電極、エミッタ電極及びコレクタ電極）を形成する。コンタクトホールに金属膜が埋め込まれたコンタクトにより、不純物拡散領域と電極とが電気的に接続されている。その後、レジストＲｅ３及び電極形成用レジストを除去する。
【００５３】
次に、図３(c) に示すように、例えばＣＶＤ法等により、絶縁膜１４及び金属膜１５ａの上に、例えば窒化シリコン（ＳｉＮ）からなる保護膜１６を形成する。なお、図３(c) は、認識マーク形成領域のみを示す部分的な断面図であるため、図示されないが、保護膜１６は、絶縁膜１４における図示されない領域の上にも形成され、電極を覆うように形成される。
【００５４】
次に、図示されないが、保護膜１６の上に、保護膜１６における認識マーク形成領域を露出する開口部、及び、電極の上方に位置する開口部を有するレジストを形成する。
【００５５】
次に、図３(d) に示すように、当該レジストをマスクとして、保護膜１６に対して、エッチングを行う。これにより、保護膜１６における認識マーク形成領域を除去して、金属膜１５ａを露出する。それと共に、図３(d) は、認識マーク形成領域のみを示す部分的な断面図であるため、図示されないが、保護膜１６における電極の上に形成された部分を除去して、電極を露出する。その後、当該レジストを除去する。
【００５６】
以上のようにして、基板（ウエハ）１１の上に半導体チップを作り込む前工程が終了すると共に、半導体チップの表面に認識マークＭａを形成することができる。
【００５７】
なお、図示を省略するが、前工程の終了後、後工程を行う。
【００５８】
具体的には、まず、ダイシング等により、複数の半導体チップが作り込まれた基板（ウエハ）１１を、各半導体チップ毎に分割する。その後、半田により、半導体チップをリードフレームのダイパッドの上に固着する。なお、リードフレームは、枠体と、枠体内に配置されたダイパッドと、枠体とダイパッドとを接続するリードとを有している。
【００５９】
次に、ワイヤボンディング装置を用いて、ワイヤにより、半導体チップの電極とリードフレームのリードとを電気的に接続する。このとき、ワイヤボンディング装置に内蔵された画像認識装置を用いて、認識マークＭａを認識し、半導体チップの電極の位置を検出する。これにより、半導体チップの電極（具体的には例えば、ベース電極及びエミッタ電極，後述の図４：１５ｘ，１５ｙ参照）に、ワイヤを精度良くボンディングすることができる。
【００６０】
次に、封止樹脂により、半導体チップ、リードフレーム及びワイヤを封止する。その後、リードと枠体との間を切断して、枠体を切り離す。
【００６１】
以上のようにして、本実施形態に係る認識マークＭａが形成された半導体チップを備えた半導体装置を製造することができる。
【００６２】
以下に、本発明の一実施形態に係る認識マークが形成された半導体チップの構造について、図４を参照しながら説明する。なお、前述の図１(b) 及び図３(d) は、図４に示すIb-Ib線における断面図を拡大したものに相当する。
【００６３】
図４に示すように、半導体チップ１の表面には、ベース電極１５ｘ、エミッタ電極１５ｙ及び認識マークＭａが形成されている。なお、図４において、コレクタ電極の図示を省略している。半導体チップ１の表面に形成された認識マークＭａの個数は、例えば２つである。なお、本実施形態では、認識マークＭａの個数が、２つである場合を具体例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、認識マークＭａの個数は、少なくとも１つであればよい。
【００６４】
図４に示すように、半導体チップ１の表面における４つの角部のうちの１つの角部に、例えば１つの認識マークＭａが配置されていると共に、もう１つの角部に、例えば１つの認識マークＭａが配置されている。当該１つの角部と当該もう１つの角部とは、対角線の上にある。なお、本実施形態では、認識マークＭａが、半導体チップ１の表面における角部に配置される場合を具体例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。
【００６５】
半導体チップ１は、半導体素子として例えばバイポーラトランジスタを備えている。バイポーラトランジスタは、前述の図２(a) 〜図３(d) において説明したように、基板１における素子形成領域に形成された不純物拡散領域（具体的には例えば、ベース領域、エミッタ領域及びコレクタ領域）と、基板１における素子形成領域の上に形成された絶縁膜１４（層間絶縁膜）と、絶縁膜１４の上に形成され、且つ、絶縁膜１４を貫通するコンタクトにより、不純物拡散領域と電気的に接続する電極（具体的には例えば、ベース電極、エミッタ電極及びコレクタ電極）とを備えている。基板１１における素子分離領域の上には、半導体素子を電気的に分離する絶縁膜１２（素子分離膜）が形成されている。
【００６６】
認識マークＭａの絶縁膜１２は、素子分離膜と同一の材料からなる。認識マークＭａの絶縁膜１４は、層間絶縁膜と同一の材料からなる。金属膜１５ａは、電極と同一の材料からなる。
【００６７】
以下に、本発明の一実施形態に係る認識マークが形成された半導体チップを備えた半導体装置の構造について説明する。
【００６８】
半導体装置は、半導体素子を有する半導体チップと、ダイパッド及びリードを有し、且つ、半田によりダイパッドの上に半導体チップが固着されたリードフレームとを備えている。半導体チップの表面には、認識マークが形成されている。ワイヤにより、半導体チップの電極とリードとが電気的に接続されている
以下に、後工程の際に行うワイヤボンディング時に、認識マークを利用して、半導体チップの電極の位置を検出する方法について、図５(a) 及び(b) を参照しながら説明する。図５(a) 及び(b) において、下側に図示した認識マークＭａは、図１(b) 及び図３(d) に図示した認識マークＭａを縮小したものに相当する。よって、図５(a) 及び(b) において、半導体チップにおける、認識マーク形成領域のみを図示し、素子形成領域及び素子分離領域等を図示していない。図５(a) 及び(b) において、半導体チップが固着されるリードフレーム、及びリードフレームに半導体チップを固着する半田等の図示を省略している。
【００６９】
図５(a) は、半導体チップの表面が、リードフレーム（図示省略）の表面に対して平行である場合について示している。一方、図５(b) は、半導体チップの表面が、リードフレームの表面に対して傾斜している場合について示している。
【００７０】
図５(a) 及び(b) に示すように、ワイヤボンディング装置は、光源２１、光源２１から照射された入射光Ｌ１を認識マークＭａの金属膜１５ａに到達させるハーフミラー２２、金属膜１５ａにより反射された反射光Ｌ２を経由させ、且つ、ＣＣＤカメラを含む光学系装置２３、及び光学系装置２３と接続される画像認識装置２４を備えている。
【００７１】
画像認識装置２４には、認識マークＭａの位置とワイヤがボンディングされる半導体チップの電極（具体的には例えば、ベース電極とエミッタ電極）の位置との位置関係が、予め記憶されている。
【００７２】
図５(a) 及び(b) に示すように、光源２１から照射された入射光Ｌ１は、ハーフミラー２２により、認識マークＭａの金属膜１５ａに到達する。到達した入射光は、金属膜１５ａにより反射され、反射した反射光Ｌ２は、ＣＣＤカメラを含む光学系装置２３を経由する。反射光Ｌ２が経由した光学系装置２３と接続される画像認識装置２４により、認識マークＭａを認識する。認識マークＭａの位置と半導体チップの電極の位置との位置関係が記憶された画像認識装置２４により、認識された認識マークＭａの位置を、電極の位置に変換することによって、電極の位置を検出する。
【００７３】
図５(a) に示すように、半導体チップの表面が、リードフレーム（図示省略）の表面に対して平行である場合、反射光Ｌ２の方向は、リードフレームの表面に対して垂直な方向である。
【００７４】
一方、図５(b) に示すように、半導体チップの表面が、リードフレームの表面に対して傾斜した場合であっても、金属膜１５ａにより反射された反射光Ｌ２の方向を、リードフレームの表面に対して垂直な方向にすることができ、反射光Ｌ２が、光学系装置２３を経由することができる。
【００７５】
本実施形態によると、認識マークＭａは、周縁部から中央部に向かって凹む凹曲状（好ましくは、半球状）の金属膜１５ａを備えている。これにより、図５(b) に示すように、半導体チップ１の表面が、リードフレームの表面に対して傾斜することがあっても、金属膜１５ａにより反射された反射光Ｌ２の方向を、リードフレームの表面に対して垂直な方向にすることができ、反射光Ｌ２が、光学系装置２３を経由することができる。このため、画像認識装置２４により、認識マークＭａを認識し、ワイヤがボンディングされる半導体チップの電極の位置を検出することができる。このため、位置が検出された電極に、ワイヤを精度良くボンディングすることができる。
【００７６】
さらに、図２(a) 〜図３(d) において説明したように、認識マークＭａの形成は、半導体装置の製造工程（特に、前工程）を利用して行うことができる。このため、製造コストの増大を招くことなく、認識マークＭａを形成することができる。
【００７７】
なお、本実施形態では、図４に示すように、認識マークＭａの配置例として、半導体チップ１の表面における４つの角部のうちの１つの角部に、１つの認識マークＭａを配置すると共に、もう１つの角部に、１つの認識マークＭａを配置する場合を具体例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。
【００７８】
認識マークのその他の配置例について、図６を参照しながら説明する。
【００７９】
図６に示すように、半導体チップ１の表面における４つの角部のうちの１つの角部に、例えば５つの認識マークＭａを連続して配置すると共に、もう１つの角部に、例えば５つの認識マークＭａを連続して配置する。当該１つの角部と当該もう１つの角部とは、対角線の上にある。このようにすると、連続して配置された複数の認識マークＭａを容易に認識することができる。なお、連続して配置された認識マークＭａの個数が、５つの場合を具体例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、少なくとも２つ以上であればよい。
【００８０】
（一実施形態の第１の変形例）
以下に、本発明の一実施形態の第１の変形例に係る認識マークの構造について、図７(a) 及び(b) を参照しながら説明する。図７(a) 及び(b) において、一実施形態と同様の構成要素には、図１(a) 及び(b) に示す符号と同一の符号を付す。従って、本変形例では、一実施形態と同様の説明を適宜省略する。
【００８１】
一実施形態と本変形例との相違点は、以下の点である。
【００８２】
一実施形態では、図３(b) に示すように、金属膜１５に対してエッチングを行うエッチング時に、凹部１３の上方のみを覆うレジストＲｅ３を用いて、凹部１３の底面の上にのみ、金属膜１５ａを残存させる。これにより、図１(a) 及び(b) に示すように、金属膜１５ａの形状は、周縁部から中央部に向かって凹む凹曲状である。
【００８３】
これに対し、本変形例では、金属膜１５に対してエッチングを行うエッチング時に、レジストＲｅ３の代わりに、凹部１３の上方だけでなく凹部１３の周囲の上方も覆うレジストを用いて、凹部１３の底面の上にだけでなく絶縁膜１４における凹部１３の周囲部分の上にも、金属膜を残存させる。これにより、図７(a) 及び(b) に示すように、金属膜１５ｂは、周縁部から中央部に向かって凹む凹曲状の凹曲部１５ｂ１と、凹曲部１５ｂ１の周縁部と接続する環状の平坦部１５ｂ２とを有している。平坦部１５ｂ２の外側面の平面形状は、図７(a) に示すように、例えば円形状である。
【００８４】
本変形例によると、一実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００８５】
さらに、金属膜１５ｂが平坦部１５ｂ２を有することにより、凹曲部１５ｂ１と平坦部１５ｂ２との間のコントラスト、及び平坦部１５ｂ２と絶縁膜１４における平坦部１５ｂ２の周囲部分との間のコントラストを大きくすることができ、認識マークＭｂの認識性を高めることができる。
【００８６】
なお、本変形例では、図７(a) に示すように、平坦部１５ｂ２の外側面の平面形状が、円形状である場合を具体例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、例えば方形状又は多角形状等であってもよい。
【００８７】
（一実施形態の第２の変形例）
以下に、本発明の一実施形態の第２の変形例に係る認識マークの構造について、図８(a) 及び(b) を参照しながら説明する。図８(a) 及び(b) において、一実施形態と同様の構成要素には、図１(a) 及び(b) に示す符号と同一の符号を付す。従って、本変形例では、一実施形態と同様の説明を適宜省略する。
【００８８】
一実施形態と本変形例との相違点は、以下の点である。
【００８９】
一実施形態では、図３(d) に示すように、保護膜１６に対して行うエッチング時に、保護膜１６における認識マーク形成領域の全部を露出する開口部を有するレジストを用いて、保護膜１６における認識マーク形成領域の全部を除去する。これにより、図１(a) 及び(b) に示すように、絶縁膜１４における認識マーク形成領域の上には、保護膜１６が残存していない。
【００９０】
これに対し、本変形例では、保護膜１６に対して行うエッチング時に、保護膜１６における認識マーク形成領域の一部を露出する開口部を有するレジストを用いて（具体的には、金属膜１５ａの上方及び金属膜１５ａの周囲の上方を露出する開口部を有するレジストを用いて）、保護膜１６における認識マーク形成領域の一部を除去する。これにより、図８(a) 及び(b) に示すように、絶縁膜１４における認識マーク形成領域の上には、開口部を有する保護膜１６が残存し、保護膜１６の開口部から、金属膜１５ａ、及び絶縁膜１４における金属膜１５ａの周囲部分が露出されている。保護膜１６の開口部の平面形状は、図８(a) に示すように、例えば円形状である。
【００９１】
本変形例によると、一実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００９２】
さらに、保護膜１６により、金属膜１５ａと保護膜１６との間のコントラストを大きくし、認識マークＭｃの認識性を高めることができる。
【００９３】
なお、本変形例では、図８(a) に示すように、保護膜１６の開口部の平面形状が、円形状である場合を具体例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、例えば方形状又は多角形状等であってもよい。
【００９４】
（一実施形態の第３の変形例）
以下に、本発明の一実施形態の第３の変形例に係る認識マークの構造について、図９(a) 及び(b) を参照しながら説明する。図９(a) 及び(b) 並びに後述の図１０(a) 〜(e) において、一実施形態と同様の構成要素には、図１(a) 及び(b) 並びに図２(a) 〜図３(d) に示す符号と同一の符号を付す。従って、本変形例では、一実施形態と同様の説明を適宜省略する。
【００９５】
一実施形態と本変形例との相違点は、以下の点である。
【００９６】
一実施形態では、図１(a) 及び(b) に示すように、認識マークＭａは、基板１１の上に形成された絶縁膜１４Ｘと、金属膜１５ａとを備えている。金属膜１５ａは、凹部１３の底面の上に形成されている。金属膜１５ａの形状は、周縁部から中央部に向かって凹む凹曲状である。
【００９７】
これに対し、本変形例では、図９(a) 及び(b) に示すように、認識マークＭｄは、基板１１の上に形成された絶縁膜１４Ｘと、金属膜１５ｄとを備え、さらに、反射防止膜１７と保護膜１６とを備えている。金属膜１５ｄは、凹部１３の底面の上、及び絶縁膜１４Ｘにおける凹部１３の周囲部分の上に形成されている。金属膜１５ｄは、周縁部から中央部に向かって凹む凹曲状の凹曲部１５ｄ１と、凹曲部１５ｄ１の周縁部と接続する環状の平坦部１５ｄ２とを有している。平坦部１５ｄ２の上には、反射防止膜１７及び保護膜１６が順次形成されている。図９(a) に示すように、保護膜１６の平面形状は、環状であり、保護膜１６の外側面の平面形状は、例えば円形状である。反射防止膜１７の平面形状は、環状であり、反射防止膜１７の外側面の平面形状は、例えば円形状である。反射防止膜１７は、例えば、窒化チタン（ＴｉＮ）膜の単層膜、又はＴｉＮ膜とチタン（Ｔｉ）膜との積層膜である。保護膜１６は、例えば、ＳｉＮ膜である。
【００９８】
反射防止膜１７は、反射防止膜１７の上にレジスト（後述の図１０(b)：Ｒｅ４参照）を形成するリソグラフィ時に、反射光を低減してレジストの加工精度を向上する機能、及び金属膜１５の酸化を防止して電極の信頼性を向上する機能を有している。
【００９９】
以下に、本発明の一実施形態の第３の変形例に係る認識マークの形成方法について、図１０(a) 〜(e) を参照しながら説明する。
【０１００】
まず、一実施形態における図２(a) 〜(e) に示す工程と同様の工程を行う。
【０１０１】
次に、図１０(a) に示すように、例えばスパッタ法等により、金属膜１５の上に、反射防止膜１７を形成する。なお、図１０(a) は、認識マーク形成領域のみを示す部分的な断面図であるため、図示されないが、反射防止膜１７は、金属膜１５における図示されない領域の上にも形成される。
【０１０２】
次に、図１０(b) に示すように、一実施形態における図３(a) に示す工程と同様の工程を行う。具体的には、リソグラフィにより、反射防止膜１７の上に、凹部１３の上方だけでなく凹部１３の周囲の上方も覆うレジストＲｅ４を形成する。本変形例では、凹部１３の上方のみを覆うレジスト（図３(a)：Ｒｅ３参照）の代わりに、レジストＲｅ４を形成する。それと共に、リソグラフィにより、反射防止膜１７における図示されない領域の上に、電極形成用レジストを形成する。
【０１０３】
次に、図１０(c) に示すように、一実施形態における図３(b) に示す工程と同様の工程を行う。具体的には、レジストＲｅ４及び電極形成用レジストをマスクとして、反射防止膜１７及び金属膜１５に対して、エッチングを順次行う。当該エッチングは、ドライエッチングであることが好ましい。これにより、凹部１３の底面の上、及び絶縁膜１４における凹部１３の周囲部分の上に、その表面の上に反射防止膜１７が形成された金属膜１５ｄを残存させる。金属膜１５ｄは、凹曲部（図９(a) 及び(b)：１５ｄ１参照）と平坦部（図９(b)：１５ｄ２参照）とを有する。それと共に、絶縁膜１４における図示されない領域の上に、その上面の上に反射防止膜１７が形成された電極を形成する。
【０１０４】
次に、図１０(d) に示すように、一実施形態における図３(c) に示す工程と同様の工程を行う。具体的には、絶縁膜１４及び反射防止膜１７の上に、保護膜１６を形成する。なお、図１０(d) は、認識マーク形成領域のみを示す部分的な断面図であるため、図示されないが、保護膜１６は、絶縁膜１４における図示されない領域の上にも形成され、且つ、その上面の上に反射防止膜１７が形成された電極を覆うように形成される。
【０１０５】
次に、図１０(d) に示すように、リソグラフィにより、平坦部の上方を覆うレジストＲｅ５を形成する。それと共に、図示されないが、リソグラフィにより、保護膜１６における図示されない領域の上に、電極の上方に位置する開口部を有する電極露出用レジストを形成する。
【０１０６】
次に、図１０(e) に示すように、一実施形態における図３(d) に示す工程と同様の工程を行う。具体的には、レジストＲｅ５及び電極露出用レジストをマスクとして、保護膜１６及び反射防止膜１７に対して、エッチングを順次行う。これにより、凹曲部を露出させる一方、平坦部の上に、反射防止膜１７及び保護膜１６を順次残存させる。それと共に、図１０(e) は、認識マーク形成領域のみを示す部分的な断面図であるため、図示されないが、保護膜１６及び反射防止膜１７における電極の上に形成された部分を除去して、電極を露出する。その後、レジストＲｅ５及び電極露出用レジストを除去する。
【０１０７】
以上のようにして、基板（ウエハ）１１の上に半導体チップを作り込む前工程（ウエハ工程）が終了すると共に、半導体チップの表面に認識マークＭｄを形成することができる。
【０１０８】
本変形例によると、一実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１０９】
さらに、凹曲部１５ｄ１と平坦部１５ｄ２の上に反射防止膜１７を介して形成された保護膜１６との間のコントラスト、及び、平坦部１５ｄ２の上に反射防止膜１７を介して形成された保護膜１６と絶縁膜１４における平坦部１５ｄ２の周囲部分との間のコントラストを大きくし、認識マークＭｄの認識性を高めることができる。
【０１１０】
（一実施形態の第４の変形例）
以下に、本発明の一実施形態の第４の変形例に係る認識マークが形成された半導体チップの構造について、図１１(a) 及び(b) を参照しながら説明する。図１１(a) 及び(b) において、一実施形態と同様の構成要素には、図４及び図１(b) に示す符号と同一の符号を付す。従って、本変形例では、一実施形態と同様の説明を適宜省略する。
【０１１１】
図１１(a) に示すように、半導体チップ１の表面における４つの角部のうちの１つの角部には、例えば１つの認識マークＭｅが配置されていると共に、もう１つの角部には、例えば１つの認識マークＭｅが配置されている。当該１つの角部と当該もう１つの角部とは、対角線の上にある。
【０１１２】
認識マークＭｅは、図１１(b) に示すように、基板１１の上に形成され、且つ、その表面に複数（例えば７つ）の凹部１３が隣り合って形成された絶縁膜１４Ｘと、複数の凹部１３の底面の上、及び絶縁膜１４Ｘにおける複数の凹部１３の各々の周囲部分の上に形成された金属膜１５ｅとを備えている。
【０１１３】
絶縁膜１４Ｘは、図１１(b) に示すように、基板１１の上に形成され、且つ、その表面に複数（例えば７つ）の凹部１２ｘが隣接して形成された絶縁膜１２と、絶縁膜１２の表面及び複数の凹部１２ｘの底面に沿って形成された絶縁膜１４とを有している。
【０１１４】
金属膜１５ｅの平面形状は、図１１(a) に示すように、例えば六角形状である。認識マークＭｅに含まれる複数の凹部１２ｘの各々は、例えば同一の形状である。
【０１１５】
一実施形態と本変形例との相違点は、以下の点である。
【０１１６】
一実施形態では、図１(b) 及び図４に示すように、１つの凹部１３の底面の上に、金属膜１５ａが形成されている。
【０１１７】
これに対し、本変形例では、図１１(a) 及び(b) に示すように、複数（例えば７つ）の凹部１３の底面の上、及び絶縁膜１４Ｘにおける複数の凹部１３の各々の周囲部分の上に、金属膜１５ｅが形成されている。
【０１１８】
本変形例によると、一実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１１９】
さらに、図５において、光源２１の光量が低下した場合などの環境下でも、一実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１２０】
なお、本変形例では、認識マークＭｅに含まれる凹部１３の個数が、例えば７つである場合を具体例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、少なくとも２つ以上であればよい。
【０１２１】
なお、本変形例では、図１１(a) に示すように、金属膜１５ｅの平面形状が、六角形状である場合を具体例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、例えば円形状又は方形状等であってもよい。
【０１２２】
なお、本変形例では、図１１(a) に示すように、認識マークＭｅに含まれる複数の凹部１２ｘの各々が、同一の形状である場合を具体例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、異なる形状であってもよい。但し、この場合も、複数の凹部１２ｘの底面は、全て、開口部周縁から中央部に向かって深さが深くなる凹曲面であることが好ましい。
【０１２３】
なお、既述の通り、半導体チップが、比較的に小さいサイズを有する場合、半導体チップの表面がリードフレームの表面に対して傾斜する角度が、比較的に小さい角度であっても、反射光は、光学系装置を経由することができず、画像認識装置により、認識マークを認識することができない。よって、本発明に係る認識マークを、比較的に小さいサイズを有する半導体チップに適用することにより、本発明の効果を有効に得ることができる。なお、当然のことながら、本発明に係る認識マークを、比較的に大きいサイズ（例えば、０．５ｍｍ×０．５ｍｍ程度よりも大きいサイズ）を有する半導体チップに適用しても、本発明の効果を得ることができる。
【０１２４】
なお、一実施形態及びその第１〜第４の変形例では、半導体素子が、バイポーラトランジスタである場合を具体例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、例えばＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）トランジスタ、接合型トランジスタ（Ｊ−ＦＥＴ：Ｊunction Field Effect Transistor）、又は絶縁ゲートバイポーラトランジスタ （ＩＧＢＴ：Insulated Gate Bipolar Transistor）等であってもよい。
【０１２５】
なお、一実施形態及びその第１〜第４の変形例では、その表面に凹部１２ｘが形成される絶縁膜１２として、シリコン酸化膜を用いる場合を具体例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、例えばＴＥＯＳ（Tetra Ethyl Ortho Silicate）膜、ポリシリコン膜、又はそれらの複合膜等を用いてもよい。
【０１２６】
なお、一実施形態及びその第１〜第４の変形例では、金属膜１５ａ，１５ｂ，１５ｄ，１５ｅとして、Ａｌ膜を用いる場合を具体例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、例えばＡｌ膜以外の金属膜を用いてもよい。当該金属膜は、高い反射率を有する膜であればよい。
【産業上の利用可能性】
【０１２７】
以上説明したように、本発明は、半導体チップの表面がリードフレームの表面に対して傾斜することがあっても、認識マークを認識することができ、認識マーク及び当該認識マークを用いた半導体装置に有用である。
【符号の説明】
【０１２８】
１ 半導体チップ
１１ 基板
１２ 絶縁膜
１２ｘ 凹部（第１の凹部）
１３ 凹部
１４ 絶縁膜
１４ｐ 凹曲部
１４Ｘ 絶縁膜
１５ 金属膜
１５ａ，１５ｂ，１５ｄ，１５ｅ 金属膜
１５ｘ ベース電極
１５ｙ エミッタ電極
１５ｂ１，１５ｄ１ 凹曲部
１５ｂ２，１５ｄ２ 平坦部
１６ 保護膜
１７ 反射防止膜
２１ 光源
２２ ハーフミラー
２３ 光学系装置
２４ 画像認識装置
Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃ，Ｍｄ，Ｍｅ 認識マーク
Ｒｅ１，Ｒｅ２，Ｒｅ３，Ｒｅ４，Ｒｅ５ レジスト
Ｄ 深さ
Ｌ１ 入射光
Ｌ２ 反射光
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学的に認識される認識マーク、及び当該認識マークを用いた半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路装置及び個別半導体装置等（以下、「半導体装置」と称する）の製造工程は、ウエハの上に複数の半導体チップを作り込む前工程と、ウエハを各半導体チップ毎に分割し、分割した半導体チップを用いて組立を行う後工程とに大別される。
【０００３】
後工程は、次のような工程を含む。まず、ダイシング等により、ウエハを各半導体チップ毎に分割する。その後、半田により、半導体チップをリードフレームのダイパッドの上に固着する。その後、ワイヤにより、半導体チップの電極とリードフレームのリードとを電気的に接続する。このとき、半導体チップの位置を検出し、検出された半導体チップの位置に基づいて、半導体チップの電極にワイヤをボンディングする。その後、封止樹脂により、半導体チップ、リードフレーム及びワイヤを封止する。
【０００４】
認識マークを利用して、半導体チップがマウントされる基板の位置を検出する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の認識マークについて、図１２を参照しながら説明する。図１２は、特許文献１に記載の認識マークの断面構造を示している。
【０００５】
特許文献１に記載の認識マーク５２は、図１２に示すように、第１の色として認識される第１の領域５３と、第１の領域５３を囲み、且つ、第２の色として認識される第２の領域５４を含む突出部５５とを有している。基板５１は、アルミナ基板である。第１の領域５３は、基板５１の表面における突出部５５で囲まれた領域であり、第１の色は、黒色である。突出部５５は、銀パラジウム系導体からなる。第２の領域５４は、突出部５５の傾斜面であり、第２の色は、白色である。
【０００６】
特許文献１に記載の技術では、基板５１の上に電子部品（半導体チップ）をマウントするマウント時に、認識マーク５２（特に、第１の領域５３及び第２の領域５４）を利用した画像認識によって、基板５１の位置を検出する。その後、位置が検出された基板５１の上に、電子部品をマウントする。
【０００７】
さらに、特許文献１に記載の技術では、電子部品にワイヤをボンディングするボンディング時に、認識マーク５２を利用した画像認識によって、基板５１の位置を検出する。その後、位置が検出された基板５１の上にマウントされた電子部品に、ワイヤをボンディングする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平２−２２４１８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
以下に、ワイヤボンディング時に、半導体チップの表面に形成された認識マークを利用して、半導体チップの位置を検出する方法について、図１３を参照しながら説明する。図１３は、認識マークを利用して、半導体チップの位置を検出する方法の概要について示している。
【００１０】
図１３に示すように、半導体チップ１０１は、半田１０２により、リードフレーム１０３のダイパッドの上に固着されている。半導体チップ１０１の表面には、認識マーク（図示省略）が形成されている。
【００１１】
図１３に示すように、光源２０１から照射された入射光Ｌ１は、ハーフミラー２０２により、半導体チップ１０１の表面（特に、認識マーク）に到達する。到達した入射光は、半導体チップ１０１の表面から反射し、反射した反射光Ｌ２は、ＣＣＤカメラを含む光学系装置２０３を経由する。反射光Ｌ２が経由した光学系装置２０３と接続される画像認識装置２０４により、認識マークを認識し、半導体チップ１０１の位置が検出される。検出された半導体チップ１０１の位置に基づいて、半導体チップ１０１の電極に、ワイヤをボンディングする。
【００１２】
しかしながら、半導体チップの表面に形成された認識マークを利用して、半導体チップの位置を検出する場合、以下のような問題がある。この問題について、図１４を参照しながら説明する。
【００１３】
半田１０２により、半導体チップ１０１を、リードフレーム１０３のダイパッドの上に固着する際に、半田１０２の厚さを一定にすることができずに、図１４に示すように、半導体チップ１０１の表面が、リードフレーム１０３の表面に対して傾斜することがある。
【００１４】
この場合、図１４に示すように、半導体チップ１０１の表面から反射した反射光Ｌ２は、光学系装置２０３を経由することができず、画像認識装置２０４により、認識マークを認識することができない。このため、半導体チップ１０１の位置を検出することができないという問題がある。
【００１５】
特に、半導体チップ１０１が、比較的に小さいサイズ（例えば、０．５ｍｍ×０．５ｍｍ程度以下のサイズ）を有する場合、認識マーク自体のサイズが小さい。このため、半導体チップ１０１の表面がリードフレーム１０３の表面に対して傾斜する角度が、比較的に小さい角度（例えば、２°〜３°程度）であっても、反射光Ｌ２は、光学系装置２０３を経由することができず、画像認識装置２０４により、認識マークを認識することができない。
【００１６】
前記の問題に鑑み、本発明の目的は、認識マーク及び当該認識マークを用いた半導体装置において、半導体チップの表面がリードフレームの表面に対して傾斜することがあっても、認識マークを認識することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記の目的を達成するため、本発明に係る認識マークは、光学的に認識される認識マークであって、基板の上に形成され、その表面に凹部が形成された絶縁膜と、凹部に形成された金属膜とを備え、凹部の底面は、開口部周縁から中央部に向かって深さが深くなる凹曲面であり、金属膜は、少なくとも凹部の底面に沿って形成されている。
【００１８】
本発明に係る認識マークにおいて、凹部の底面の形状は、半球面状であることが好ましい。
【００１９】
本発明に係る認識マークにおいて、金属膜は、凹部の底面の上にのみ形成されていることが好ましい。
【００２０】
本発明に係る認識マークにおいて、金属膜は、凹部の底面の上、及び絶縁膜における凹部の周囲部分の上に形成され、金属膜は、周縁部から中央部に向かって凹む凹曲状の凹曲部と、凹曲部の周縁部と接続する環状の平坦部とを有していることが好ましい。
【００２１】
本発明に係る認識マークにおいて、平坦部の上に形成された反射防止膜をさらに備えていることが好ましい。
【００２２】
本発明に係る認識マークにおいて、反射防止膜の上に形成された保護膜をさらに備えていてもよい。
【００２３】
本発明に係る認識マークにおいて、絶縁膜の上に形成され、開口部を有する保護膜をさらに備え、保護膜の開口部から、金属膜及び絶縁膜における金属膜の周囲部分が露出されていることが好ましい。
【００２４】
本発明に係る認識マークにおいて、絶縁膜の表面には、複数の凹部が連続して形成され、複数の金属膜の各々は、複数の凹部の底面の各々の上に形成されていてもよい。
【００２５】
本発明に係る認識マークにおいて、絶縁膜の表面には、複数の凹部が隣り合って形成され、金属膜は、複数の凹部の底面の上、及び絶縁膜における複数の凹部の各々の周囲部分の上に形成されていてもよい。
【００２６】
本発明に係る認識マークにおいて、絶縁膜は、基板の上に形成され、その表面に第１の凹部が形成された第１の絶縁膜と、第１の絶縁膜の表面及び第１の凹部の底面に沿って形成された第２の絶縁膜とを有し、第１の凹部の底面は、開口部周縁から中央部に向かって深さが深くなる凹曲面であり、第２の絶縁膜は、第１の凹部の底面に沿って形成され、且つ、周縁部から中央部に向かって凹む凹曲状の凹曲部を有し、凹部は、第１の凹部と凹曲部とから構成されていてもよい。
【００２７】
前記の目的を達成するため、本発明に係る半導体装置は、半導体素子を有する半導体チップを備え、半導体チップの表面には、本発明に係る認識マークが形成されている。
【００２８】
本発明に係る半導体装置において、ダイパッド及びリードを有し、半田によりダイパッドの上に半導体チップが固着されたリードフレームをさらに備え、ワイヤにより、半導体チップの電極とリードとが電気的に接続されていることが好ましい。
【００２９】
本発明に係る半導体装置において、絶縁膜は、基板の上に形成され、その表面に第１の凹部が形成された第１の絶縁膜と、第１の絶縁膜の表面及び第１の凹部の底面に沿って形成された第２の絶縁膜とを有し、基板における素子分離領域の上には、半導体素子を電気的に分離する素子分離膜が形成され、半導体素子は、基板における素子形成領域に形成された不純物拡散領域と、基板における素子形成領域の上に形成された層間絶縁膜と、層間絶縁膜の上に形成され、且つ、層間絶縁膜を貫通するコンタクトにより不純物拡散領域と電気的に接続する電極とを有し、金属膜は、電極と同一の材料からなり、第１の絶縁膜は、素子分離膜と同一の材料からなり、第２の絶縁膜は、層間絶縁膜と同一の材料からなることが好ましい。
【００３０】
本発明に係る半導体装置において、半導体素子は、バイポーラトランジスタであり、不純物拡散領域は、ベース領域、エミッタ領域及びコレクタ領域であり、電極は、ベース電極、エミッタ電極及びコレクタ電極であり、ベース電極及びエミッタ電極の各々には、ワイヤがボンディングされてもよい。
【００３１】
本発明に係る半導体装置において、半導体素子は、ＭＯＳトランジスタ、接合型トランジスタ又は絶縁ゲートバイポーラトランジスタであってもよい。
【発明の効果】
【００３２】
本発明に係る認識マーク及び当該認識マークを用いた半導体装置によると、認識マークは、周縁部から中央部に向かって凹む凹曲状（好ましくは、半球状）の金属膜を備えている。これにより、半導体チップの表面がリードフレームの表面に対して傾斜することがあっても、金属膜により反射された反射光の方向を、リードフレームの表面に対して垂直な方向にすることができ、反射光が、光学系装置を経由することができる。このため、画像認識装置により、認識マークを認識し、ワイヤがボンディングされる半導体チップの電極の位置を検出することができる。このため、位置が検出された電極に、ワイヤを精度良くボンディングすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１(a) 及び(b) は、本発明の一実施形態に係る認識マークの構造を示す図であり、図１(a) は平面図であり、図１(b) は、図１(a) に示すIb-Ib線における断面図である。
【図２】図２(a) 〜(e) は、本発明の一実施形態に係る認識マークの形成方法を工程順に示す断面図である。
【図３】図３(a) 〜(d) は、本発明の一実施形態に係る認識マークの形成方法を工程順に示す断面図である。
【図４】図４は、本発明の一実施形態に係る認識マークが形成された半導体チップの構造を示す平面図である。
【図５】図５(a) 及び(b) は、認識マークを利用して、半導体チップの電極の位置を検出する方法について示す概要図である。
【図６】図６は、認識マークのその他の配置例を示す平面図である。
【図７】図７(a) 及び(b) は、本発明の一実施形態の第１の変形例に係る認識マークの構造を示す図であり、図７(a) は、平面図であり、図７(b) は、図７(a) に示すVIIb-VIIb線における断面図である。
【図８】図８(a) 及び(b) は、本発明の一実施形態の第２の変形例に係る認識マークの構造を示す図であり、図８(a) は、平面図であり、図８(b) は、図８(a) に示すVIIIb-VIIIb線における断面図である。
【図９】図９(a) 及び(b) は、本発明の一実施形態の第３の変形例に係る認識マークの構造を示す図であり、図９(a) は、平面図であり、図９(b) は、図９(a) に示すIXb-IXb線における断面図である。
【図１０】図１０(a) 〜(e) は、本発明の一実施形態の第３の変形例に係る認識マークの形成方法を工程順に示す断面図である。
【図１１】図１１(a) 及び(b) は、本発明の一実施形態の第４の変形例に係る認識マークが形成された半導体チップの構造を示す図であり、図１１(a) は、平面図であり、図１１(b) は、図１１(a) に示すXIb-XIb線における拡大断面図である。
【図１２】図１２は、特許文献１に記載の認識マークの構造を示す断面図である。
【図１３】図１３は、認識マークを利用して、半導体チップの位置を検出する方法について示す概要図である。
【図１４】図１４は、問題について説明する概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
（一実施形態）
本発明の一実施形態に係る認識マークの構造について、図１(a) 及び(b) を参照しながら説明する。本実施形態では、認識マークを、半導体素子として例えばバイポーラトランジスタを備えた半導体チップに適用する場合を具体例に挙げて説明する。図１(a) 及び(b) において、半導体チップにおける、認識マークが形成される認識マーク形成領域のみを図示し、半導体素子（例えばバイポーラトランジスタ）が形成される素子形成領域、及び半導体素子を電気的に分離する素子分離膜が形成される素子分離領域等を図示していない。
【００３５】
図１(a) 及び(b) に示すように、本実施形態に係る認識マークＭａは、基板１１の上に形成され、且つ、その表面に凹部１３が形成された絶縁膜１４Ｘと、凹部１３に形成された金属膜１５ａとを備えている。
【００３６】
絶縁膜１４Ｘは、図１(b) に示すように、基板１１の上に形成され、且つ、その表面に凹部１２ｘが形成された絶縁膜１２と、絶縁膜１２の表面及び凹部１２ｘの底面に沿って形成された絶縁膜１４とを有している。
【００３７】
絶縁膜１４は、凹部１２ｘの底面に沿って形成され、且つ、周縁部から中央部に向かって凹む凹曲状の凹曲部１４ｐを有している。図１(b) から判るように、凹部１２ｘと凹曲部１４ｐとから、凹部１３が構成されている。
【００３８】
凹部１３の底面は、凹部１２ｘの底面と対応した形状を有し、開口部周縁から中央部に向かって深さが深くなる凹曲面である。凹部１３の底面の形状は、半球面状であることが好ましい。なお、本明細書において、「半球面状」とは、厳密な半球面の形状だけでなく、実質的な半球面の形状も含む。凹部１３の平面形状は、図１(a) に示すように、円形状であることが好ましい。
【００３９】
金属膜１５ａは、凹部１３の底面に沿って形成され、金属膜１５ａの形状は、周縁部から中央部に向かって凹む凹曲状である。金属膜１５ａの形状は、半球状であることが好ましい。金属膜１５ａの膜厚は、周縁部から中央部まで一定である。金属膜１５ａの外側面の平面形状は、図１(a) に示すように、円形状であることが好ましい。
【００４０】
凹部１３の底面の曲率は、開口部周縁から中央部に向かって一定であってもよく、又は、開口部周縁から中央部に向かって変化していてもよい。凹部１３の底面の曲率は、後述の通り、凹部１３の底面に沿って形成された金属膜１５ａにより反射された反射光が光学系装置（図５(a) 及び(b)：２３参照）を経由するような曲率を持てばよい。
【００４１】
基板１１は、例えばシリコンからなる。絶縁膜１２は、例えばシリコン酸化膜である。絶縁膜１４は、例えばＢＰＳＧ（Boro-Phospho Silicate Glass）膜である。金属膜１５は、例えばアルミニウム（Ａｌ）膜である。
【００４２】
以下に、本実施形態に係る認識マークの形成方法について、図２(a) 〜(e) 及び図３(a) 〜(d) を参照しながら説明する。上述の通り、本実施形態では、認識マークを、半導体素子として例えばバイポーラトランジスタを備えた半導体チップに適用する場合を具体例に挙げて説明する。図２(a) 〜図３(d) において、半導体チップにおける、認識マーク形成領域のみを図示し、素子形成領域及び素子分離領域等を図示していない。
【００４３】
まず、図２(a) に示すように、例えば熱酸化法等により、例えばシリコンからなる基板１１の上に、例えば膜厚が１．５μｍの酸化シリコン（ＳｉＯ2）からなる絶縁膜１２を形成する。なお、図２(a) は、認識マーク形成領域のみを示す部分的な断面図であるため、図示されないが、絶縁膜１２は、基板１１における図示されない領域（即ち、素子形成領域及び素子分離領域等）の上にも形成される。
【００４４】
その後、図２(a) に示すように、リソグラフィにより、絶縁膜１２の上に、第１の開口部Ｏを有するレジストＲｅ１を形成する。なお、図示されないが、レジストＲｅ１は、絶縁膜１２における図示されない領域の上にも形成され、且つ、絶縁膜１２における素子形成領域を露出する第２の開口部を有する。第１の開口部Ｏの平面形状は、例えば円形状であり、第１の開口部Ｏの開口径（直径）は、例えば１μｍである。
【００４５】
次に、図２(b) に示すように、レジストＲｅ１をマスクとして、絶縁膜１２に対して、エッチングを行う。当該エッチングは、例えば、エッチング液としてフッ酸水溶液等を用いたウエットエッチングである。これにより、図２(b) に示すように、絶縁膜１２に、凹部１２ｘを形成する。それと共に、図２(b) は、認識マーク形成領域のみを示す部分的な断面図であるため、図示されないが、絶縁膜１２における素子形成領域を除去して、基板１１における素子形成領域を露出する。言い換えれば、基板１１における素子分離領域の上に、絶縁膜１２を残存させる。残存した絶縁膜１２は、半導体素子を電気的に分離する素子分離膜として機能する。
【００４６】
凹部１２ｘは、第１の開口部Ｏを通って供給されるエッチング液により絶縁膜１２が除去されることで形成される。このため、凹部１２ｘの底面は、第１の開口部Ｏの中心から略一定の距離だけ離れている。凹部１２ｘの底面は、開口部周縁から中央部に向かって深さが深くなる凹曲面である。凹部１２ｘの平面形状は、例えば円形状である。凹部１２ｘの中央での深さＤは、例えば約１．５μｍであり、凹部１２ｘの開口径（直径）は、例えば約４μｍである。なお、絶縁膜１２の膜厚、絶縁膜１２に対して行うウエットエッチングの時間及び第１の開口部Ｏの開口径を調整すれば、凹部１２ｘの底面の形状を適宜調整することができる。
【００４７】
次に、図２(c) に示すように、レジストＲｅ１を除去する。その後、図２(c) は、認識マーク形成領域のみを示す部分的な断面図であるため、図示されないが、基板１１における素子形成領域に、例えばダメージ防止のためのシリコン酸化膜を形成し、不純物をイオン注入する。これにより、不純物注入領域を形成する。その後、図示されないが、例えば熱処理等により、当該不純物注入領域に含まれる不純物を拡散させる。これにより、不純物拡散領域（具体的には例えば、ｐ型（又はｎ型）ベース領域、ｎ型（又はｐ型）エミッタ領域及びｎ型（又はｐ型）コレクタ領域）を形成する。
【００４８】
次に、図２(c) に示すように、例えばＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法等により、絶縁膜１２の表面及び凹部１２ｘの底面に沿って、絶縁膜１４を形成する。絶縁膜１４は、例えば膜厚が５００ｎｍのＢＰＳＧ膜である。絶縁膜１４は、凹部１２ｘの底面に沿って形成された凹曲部１４ｐを有している。凹部１２ｘと凹曲部１４ｐとから、凹部１３が構成されている。なお、図示されないが、絶縁膜１４は、基板１１における素子形成領域の上、及び基板１１における素子分離領域の上に残存した絶縁膜１２等の上にも形成される。ここで、絶縁膜１４は、不純物拡散領域と、絶縁膜１４の上に形成される電極との間を電気的に分離する層間絶縁膜として機能する。
【００４９】
次に、図２(d) に示すように、リソグラフィにより、絶縁膜１４の上に、レジストＲｅ２を形成する。図２(d) は、認識マーク形成領域のみを示す部分的な断面図であるため、図示されないが、レジストＲｅ２は、絶縁膜１４における図示されない領域の上にも形成され、且つ、不純物拡散領域の上方に位置する開口部を有する。次に、図示されないが、レジストＲｅ２をマスクとして、絶縁膜１４に対して、エッチングを行う。これにより、絶縁膜１４における図示されない領域（特に、素子形成領域）に、不純物拡散領域を露出するコンタクトホールを形成する。このとき、レジストＲｅ２により、絶縁膜１４（特に、絶縁膜１４における認識マーク形成領域）がエッチングされることを防止する。その後、レジストＲｅ２を除去する。
【００５０】
次に、図２(e) に示すように、例えばスパッタ法等により、絶縁膜１４の表面及び凹部１３の底面に沿って、金属膜１５を形成する。金属膜１５は、例えば膜厚が６００ｎｍのＡｌ膜である。なお、図２(e) は、認識マーク形成領域のみを示す部分的な断面図であるため、図示されないが、金属膜１５は、絶縁膜１４における図示されない領域の上にも形成され、コンタクトホールを埋め込むように形成される。
【００５１】
次に、図３(a) に示すように、リソグラフィにより、金属膜１５の上に、凹部１３の上方を覆うレジストＲｅ３を形成する。それと共に、図３(a) は、認識マーク形成領域のみを示す部分的な断面図であるため、図示されないが、リソグラフィにより、金属膜１５における図示されない領域（特に、素子形成領域）の上に、不純物拡散領域の上方に位置する電極形成用レジストを形成する。
【００５２】
次に、図３(b) に示すように、レジストＲｅ３及び電極形成用レジストをマスクとして、金属膜１５に対して、エッチングを行う。当該エッチングは、例えば、エッチングガスとして三塩化ホウ素（ＢＣｌ3）等のガスを用いたドライエッチング、又はエッチング液として燐酸及び酢酸等を含む混合薬液を用いたウエットエッチングである。これにより、凹部１３の底面の上に、金属膜１５ａを残存させる。それと共に、図３(b) は、認識マーク形成領域のみを示す部分的な断面図であるため、図示されないが、絶縁膜１４における図示されない領域（特に、素子形成領域）の上に、電極（具体的には例えば、ベース電極、エミッタ電極及びコレクタ電極）を形成する。コンタクトホールに金属膜が埋め込まれたコンタクトにより、不純物拡散領域と電極とが電気的に接続されている。その後、レジストＲｅ３及び電極形成用レジストを除去する。
【００５３】
次に、図３(c) に示すように、例えばＣＶＤ法等により、絶縁膜１４及び金属膜１５ａの上に、例えば窒化シリコン（ＳｉＮ）からなる保護膜１６を形成する。なお、図３(c) は、認識マーク形成領域のみを示す部分的な断面図であるため、図示されないが、保護膜１６は、絶縁膜１４における図示されない領域の上にも形成され、電極を覆うように形成される。
【００５４】
次に、図示されないが、保護膜１６の上に、保護膜１６における認識マーク形成領域を露出する開口部、及び、電極の上方に位置する開口部を有するレジストを形成する。
【００５５】
次に、図３(d) に示すように、当該レジストをマスクとして、保護膜１６に対して、エッチングを行う。これにより、保護膜１６における認識マーク形成領域を除去して、金属膜１５ａを露出する。それと共に、図３(d) は、認識マーク形成領域のみを示す部分的な断面図であるため、図示されないが、保護膜１６における電極の上に形成された部分を除去して、電極を露出する。その後、当該レジストを除去する。
【００５６】
以上のようにして、基板（ウエハ）１１の上に半導体チップを作り込む前工程が終了すると共に、半導体チップの表面に認識マークＭａを形成することができる。
【００５７】
なお、図示を省略するが、前工程の終了後、後工程を行う。
【００５８】
具体的には、まず、ダイシング等により、複数の半導体チップが作り込まれた基板（ウエハ）１１を、各半導体チップ毎に分割する。その後、半田により、半導体チップをリードフレームのダイパッドの上に固着する。なお、リードフレームは、枠体と、枠体内に配置されたダイパッドと、枠体とダイパッドとを接続するリードとを有している。
【００５９】
次に、ワイヤボンディング装置を用いて、ワイヤにより、半導体チップの電極とリードフレームのリードとを電気的に接続する。このとき、ワイヤボンディング装置に内蔵された画像認識装置を用いて、認識マークＭａを認識し、半導体チップの電極の位置を検出する。これにより、半導体チップの電極（具体的には例えば、ベース電極及びエミッタ電極，後述の図４：１５ｘ，１５ｙ参照）に、ワイヤを精度良くボンディングすることができる。
【００６０】
次に、封止樹脂により、半導体チップ、リードフレーム及びワイヤを封止する。その後、リードと枠体との間を切断して、枠体を切り離す。
【００６１】
以上のようにして、本実施形態に係る認識マークＭａが形成された半導体チップを備えた半導体装置を製造することができる。
【００６２】
以下に、本発明の一実施形態に係る認識マークが形成された半導体チップの構造について、図４を参照しながら説明する。なお、前述の図１(b) 及び図３(d) は、図４に示すIb-Ib線における断面図を拡大したものに相当する。
【００６３】
図４に示すように、半導体チップ１の表面には、ベース電極１５ｘ、エミッタ電極１５ｙ及び認識マークＭａが形成されている。なお、図４において、コレクタ電極の図示を省略している。半導体チップ１の表面に形成された認識マークＭａの個数は、例えば２つである。なお、本実施形態では、認識マークＭａの個数が、２つである場合を具体例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、認識マークＭａの個数は、少なくとも１つであればよい。
【００６４】
図４に示すように、半導体チップ１の表面における４つの角部のうちの１つの角部に、例えば１つの認識マークＭａが配置されていると共に、もう１つの角部に、例えば１つの認識マークＭａが配置されている。当該１つの角部と当該もう１つの角部とは、対角線の上にある。なお、本実施形態では、認識マークＭａが、半導体チップ１の表面における角部に配置される場合を具体例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。
【００６５】
半導体チップ１は、半導体素子として例えばバイポーラトランジスタを備えている。バイポーラトランジスタは、前述の図２(a) 〜図３(d) において説明したように、基板１における素子形成領域に形成された不純物拡散領域（具体的には例えば、ベース領域、エミッタ領域及びコレクタ領域）と、基板１における素子形成領域の上に形成された絶縁膜１４（層間絶縁膜）と、絶縁膜１４の上に形成され、且つ、絶縁膜１４を貫通するコンタクトにより、不純物拡散領域と電気的に接続する電極（具体的には例えば、ベース電極、エミッタ電極及びコレクタ電極）とを備えている。基板１１における素子分離領域の上には、半導体素子を電気的に分離する絶縁膜１２（素子分離膜）が形成されている。
【００６６】
認識マークＭａの絶縁膜１２は、素子分離膜と同一の材料からなる。認識マークＭａの絶縁膜１４は、層間絶縁膜と同一の材料からなる。金属膜１５ａは、電極と同一の材料からなる。
【００６７】
以下に、本発明の一実施形態に係る認識マークが形成された半導体チップを備えた半導体装置の構造について説明する。
【００６８】
半導体装置は、半導体素子を有する半導体チップと、ダイパッド及びリードを有し、且つ、半田によりダイパッドの上に半導体チップが固着されたリードフレームとを備えている。半導体チップの表面には、認識マークが形成されている。ワイヤにより、半導体チップの電極とリードとが電気的に接続されている
以下に、後工程の際に行うワイヤボンディング時に、認識マークを利用して、半導体チップの電極の位置を検出する方法について、図５(a) 及び(b) を参照しながら説明する。図５(a) 及び(b) において、下側に図示した認識マークＭａは、図１(b) 及び図３(d) に図示した認識マークＭａを縮小したものに相当する。よって、図５(a) 及び(b) において、半導体チップにおける、認識マーク形成領域のみを図示し、素子形成領域及び素子分離領域等を図示していない。図５(a) 及び(b) において、半導体チップが固着されるリードフレーム、及びリードフレームに半導体チップを固着する半田等の図示を省略している。
【００６９】
図５(a) は、半導体チップの表面が、リードフレーム（図示省略）の表面に対して平行である場合について示している。一方、図５(b) は、半導体チップの表面が、リードフレームの表面に対して傾斜している場合について示している。
【００７０】
図５(a) 及び(b) に示すように、ワイヤボンディング装置は、光源２１、光源２１から照射された入射光Ｌ１を認識マークＭａの金属膜１５ａに到達させるハーフミラー２２、金属膜１５ａにより反射された反射光Ｌ２を経由させ、且つ、ＣＣＤカメラを含む光学系装置２３、及び光学系装置２３と接続される画像認識装置２４を備えている。
【００７１】
画像認識装置２４には、認識マークＭａの位置とワイヤがボンディングされる半導体チップの電極（具体的には例えば、ベース電極とエミッタ電極）の位置との位置関係が、予め記憶されている。
【００７２】
図５(a) 及び(b) に示すように、光源２１から照射された入射光Ｌ１は、ハーフミラー２２により、認識マークＭａの金属膜１５ａに到達する。到達した入射光は、金属膜１５ａにより反射され、反射した反射光Ｌ２は、ＣＣＤカメラを含む光学系装置２３を経由する。反射光Ｌ２が経由した光学系装置２３と接続される画像認識装置２４により、認識マークＭａを認識する。認識マークＭａの位置と半導体チップの電極の位置との位置関係が記憶された画像認識装置２４により、認識された認識マークＭａの位置を、電極の位置に変換することによって、電極の位置を検出する。
【００７３】
図５(a) に示すように、半導体チップの表面が、リードフレーム（図示省略）の表面に対して平行である場合、反射光Ｌ２の方向は、リードフレームの表面に対して垂直な方向である。
【００７４】
一方、図５(b) に示すように、半導体チップの表面が、リードフレームの表面に対して傾斜した場合であっても、金属膜１５ａにより反射された反射光Ｌ２の方向を、リードフレームの表面に対して垂直な方向にすることができ、反射光Ｌ２が、光学系装置２３を経由することができる。
【００７５】
本実施形態によると、認識マークＭａは、周縁部から中央部に向かって凹む凹曲状（好ましくは、半球状）の金属膜１５ａを備えている。これにより、図５(b) に示すように、半導体チップ１の表面が、リードフレームの表面に対して傾斜することがあっても、金属膜１５ａにより反射された反射光Ｌ２の方向を、リードフレームの表面に対して垂直な方向にすることができ、反射光Ｌ２が、光学系装置２３を経由することができる。このため、画像認識装置２４により、認識マークＭａを認識し、ワイヤがボンディングされる半導体チップの電極の位置を検出することができる。このため、位置が検出された電極に、ワイヤを精度良くボンディングすることができる。
【００７６】
さらに、図２(a) 〜図３(d) において説明したように、認識マークＭａの形成は、半導体装置の製造工程（特に、前工程）を利用して行うことができる。このため、製造コストの増大を招くことなく、認識マークＭａを形成することができる。
【００７７】
なお、本実施形態では、図４に示すように、認識マークＭａの配置例として、半導体チップ１の表面における４つの角部のうちの１つの角部に、１つの認識マークＭａを配置すると共に、もう１つの角部に、１つの認識マークＭａを配置する場合を具体例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。
【００７８】
認識マークのその他の配置例について、図６を参照しながら説明する。
【００７９】
図６に示すように、半導体チップ１の表面における４つの角部のうちの１つの角部に、例えば５つの認識マークＭａを連続して配置すると共に、もう１つの角部に、例えば５つの認識マークＭａを連続して配置する。当該１つの角部と当該もう１つの角部とは、対角線の上にある。このようにすると、連続して配置された複数の認識マークＭａを容易に認識することができる。なお、連続して配置された認識マークＭａの個数が、５つの場合を具体例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、少なくとも２つ以上であればよい。
【００８０】
（一実施形態の第１の変形例）
以下に、本発明の一実施形態の第１の変形例に係る認識マークの構造について、図７(a) 及び(b) を参照しながら説明する。図７(a) 及び(b) において、一実施形態と同様の構成要素には、図１(a) 及び(b) に示す符号と同一の符号を付す。従って、本変形例では、一実施形態と同様の説明を適宜省略する。
【００８１】
一実施形態と本変形例との相違点は、以下の点である。
【００８２】
一実施形態では、図３(b) に示すように、金属膜１５に対してエッチングを行うエッチング時に、凹部１３の上方のみを覆うレジストＲｅ３を用いて、凹部１３の底面の上にのみ、金属膜１５ａを残存させる。これにより、図１(a) 及び(b) に示すように、金属膜１５ａの形状は、周縁部から中央部に向かって凹む凹曲状である。
【００８３】
これに対し、本変形例では、金属膜１５に対してエッチングを行うエッチング時に、レジストＲｅ３の代わりに、凹部１３の上方だけでなく凹部１３の周囲の上方も覆うレジストを用いて、凹部１３の底面の上にだけでなく絶縁膜１４における凹部１３の周囲部分の上にも、金属膜を残存させる。これにより、図７(a) 及び(b) に示すように、金属膜１５ｂは、周縁部から中央部に向かって凹む凹曲状の凹曲部１５ｂ１と、凹曲部１５ｂ１の周縁部と接続する環状の平坦部１５ｂ２とを有している。平坦部１５ｂ２の外側面の平面形状は、図７(a) に示すように、例えば円形状である。
【００８４】
本変形例によると、一実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００８５】
さらに、金属膜１５ｂが平坦部１５ｂ２を有することにより、凹曲部１５ｂ１と平坦部１５ｂ２との間のコントラスト、及び平坦部１５ｂ２と絶縁膜１４における平坦部１５ｂ２の周囲部分との間のコントラストを大きくすることができ、認識マークＭｂの認識性を高めることができる。
【００８６】
なお、本変形例では、図７(a) に示すように、平坦部１５ｂ２の外側面の平面形状が、円形状である場合を具体例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、例えば方形状又は多角形状等であってもよい。
【００８７】
（一実施形態の第２の変形例）
以下に、本発明の一実施形態の第２の変形例に係る認識マークの構造について、図８(a) 及び(b) を参照しながら説明する。図８(a) 及び(b) において、一実施形態と同様の構成要素には、図１(a) 及び(b) に示す符号と同一の符号を付す。従って、本変形例では、一実施形態と同様の説明を適宜省略する。
【００８８】
一実施形態と本変形例との相違点は、以下の点である。
【００８９】
一実施形態では、図３(d) に示すように、保護膜１６に対して行うエッチング時に、保護膜１６における認識マーク形成領域の全部を露出する開口部を有するレジストを用いて、保護膜１６における認識マーク形成領域の全部を除去する。これにより、図１(a) 及び(b) に示すように、絶縁膜１４における認識マーク形成領域の上には、保護膜１６が残存していない。
【００９０】
これに対し、本変形例では、保護膜１６に対して行うエッチング時に、保護膜１６における認識マーク形成領域の一部を露出する開口部を有するレジストを用いて（具体的には、金属膜１５ａの上方及び金属膜１５ａの周囲の上方を露出する開口部を有するレジストを用いて）、保護膜１６における認識マーク形成領域の一部を除去する。これにより、図８(a) 及び(b) に示すように、絶縁膜１４における認識マーク形成領域の上には、開口部を有する保護膜１６が残存し、保護膜１６の開口部から、金属膜１５ａ、及び絶縁膜１４における金属膜１５ａの周囲部分が露出されている。保護膜１６の開口部の平面形状は、図８(a) に示すように、例えば円形状である。
【００９１】
本変形例によると、一実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００９２】
さらに、保護膜１６により、金属膜１５ａと保護膜１６との間のコントラストを大きくし、認識マークＭｃの認識性を高めることができる。
【００９３】
なお、本変形例では、図８(a) に示すように、保護膜１６の開口部の平面形状が、円形状である場合を具体例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、例えば方形状又は多角形状等であってもよい。
【００９４】
（一実施形態の第３の変形例）
以下に、本発明の一実施形態の第３の変形例に係る認識マークの構造について、図９(a) 及び(b) を参照しながら説明する。図９(a) 及び(b) 並びに後述の図１０(a) 〜(e) において、一実施形態と同様の構成要素には、図１(a) 及び(b) 並びに図２(a) 〜図３(d) に示す符号と同一の符号を付す。従って、本変形例では、一実施形態と同様の説明を適宜省略する。
【００９５】
一実施形態と本変形例との相違点は、以下の点である。
【００９６】
一実施形態では、図１(a) 及び(b) に示すように、認識マークＭａは、基板１１の上に形成された絶縁膜１４Ｘと、金属膜１５ａとを備えている。金属膜１５ａは、凹部１３の底面の上に形成されている。金属膜１５ａの形状は、周縁部から中央部に向かって凹む凹曲状である。
【００９７】
これに対し、本変形例では、図９(a) 及び(b) に示すように、認識マークＭｄは、基板１１の上に形成された絶縁膜１４Ｘと、金属膜１５ｄとを備え、さらに、反射防止膜１７と保護膜１６とを備えている。金属膜１５ｄは、凹部１３の底面の上、及び絶縁膜１４Ｘにおける凹部１３の周囲部分の上に形成されている。金属膜１５ｄは、周縁部から中央部に向かって凹む凹曲状の凹曲部１５ｄ１と、凹曲部１５ｄ１の周縁部と接続する環状の平坦部１５ｄ２とを有している。平坦部１５ｄ２の上には、反射防止膜１７及び保護膜１６が順次形成されている。図９(a) に示すように、保護膜１６の平面形状は、環状であり、保護膜１６の外側面の平面形状は、例えば円形状である。反射防止膜１７の平面形状は、環状であり、反射防止膜１７の外側面の平面形状は、例えば円形状である。反射防止膜１７は、例えば、窒化チタン（ＴｉＮ）膜の単層膜、又はＴｉＮ膜とチタン（Ｔｉ）膜との積層膜である。保護膜１６は、例えば、ＳｉＮ膜である。
【００９８】
反射防止膜１７は、反射防止膜１７の上にレジスト（後述の図１０(b)：Ｒｅ４参照）を形成するリソグラフィ時に、反射光を低減してレジストの加工精度を向上する機能、及び金属膜１５の酸化を防止して電極の信頼性を向上する機能を有している。
【００９９】
以下に、本発明の一実施形態の第３の変形例に係る認識マークの形成方法について、図１０(a) 〜(e) を参照しながら説明する。
【０１００】
まず、一実施形態における図２(a) 〜(e) に示す工程と同様の工程を行う。
【０１０１】
次に、図１０(a) に示すように、例えばスパッタ法等により、金属膜１５の上に、反射防止膜１７を形成する。なお、図１０(a) は、認識マーク形成領域のみを示す部分的な断面図であるため、図示されないが、反射防止膜１７は、金属膜１５における図示されない領域の上にも形成される。
【０１０２】
次に、図１０(b) に示すように、一実施形態における図３(a) に示す工程と同様の工程を行う。具体的には、リソグラフィにより、反射防止膜１７の上に、凹部１３の上方だけでなく凹部１３の周囲の上方も覆うレジストＲｅ４を形成する。本変形例では、凹部１３の上方のみを覆うレジスト（図３(a)：Ｒｅ３参照）の代わりに、レジストＲｅ４を形成する。それと共に、リソグラフィにより、反射防止膜１７における図示されない領域の上に、電極形成用レジストを形成する。
【０１０３】
次に、図１０(c) に示すように、一実施形態における図３(b) に示す工程と同様の工程を行う。具体的には、レジストＲｅ４及び電極形成用レジストをマスクとして、反射防止膜１７及び金属膜１５に対して、エッチングを順次行う。当該エッチングは、ドライエッチングであることが好ましい。これにより、凹部１３の底面の上、及び絶縁膜１４における凹部１３の周囲部分の上に、その表面の上に反射防止膜１７が形成された金属膜１５ｄを残存させる。金属膜１５ｄは、凹曲部（図９(a) 及び(b)：１５ｄ１参照）と平坦部（図９(b)：１５ｄ２参照）とを有する。それと共に、絶縁膜１４における図示されない領域の上に、その上面の上に反射防止膜１７が形成された電極を形成する。
【０１０４】
次に、図１０(d) に示すように、一実施形態における図３(c) に示す工程と同様の工程を行う。具体的には、絶縁膜１４及び反射防止膜１７の上に、保護膜１６を形成する。なお、図１０(d) は、認識マーク形成領域のみを示す部分的な断面図であるため、図示されないが、保護膜１６は、絶縁膜１４における図示されない領域の上にも形成され、且つ、その上面の上に反射防止膜１７が形成された電極を覆うように形成される。
【０１０５】
次に、図１０(d) に示すように、リソグラフィにより、平坦部の上方を覆うレジストＲｅ５を形成する。それと共に、図示されないが、リソグラフィにより、保護膜１６における図示されない領域の上に、電極の上方に位置する開口部を有する電極露出用レジストを形成する。
【０１０６】
次に、図１０(e) に示すように、一実施形態における図３(d) に示す工程と同様の工程を行う。具体的には、レジストＲｅ５及び電極露出用レジストをマスクとして、保護膜１６及び反射防止膜１７に対して、エッチングを順次行う。これにより、凹曲部を露出させる一方、平坦部の上に、反射防止膜１７及び保護膜１６を順次残存させる。それと共に、図１０(e) は、認識マーク形成領域のみを示す部分的な断面図であるため、図示されないが、保護膜１６及び反射防止膜１７における電極の上に形成された部分を除去して、電極を露出する。その後、レジストＲｅ５及び電極露出用レジストを除去する。
【０１０７】
以上のようにして、基板（ウエハ）１１の上に半導体チップを作り込む前工程（ウエハ工程）が終了すると共に、半導体チップの表面に認識マークＭｄを形成することができる。
【０１０８】
本変形例によると、一実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１０９】
さらに、凹曲部１５ｄ１と平坦部１５ｄ２の上に反射防止膜１７を介して形成された保護膜１６との間のコントラスト、及び、平坦部１５ｄ２の上に反射防止膜１７を介して形成された保護膜１６と絶縁膜１４における平坦部１５ｄ２の周囲部分との間のコントラストを大きくし、認識マークＭｄの認識性を高めることができる。
【０１１０】
（一実施形態の第４の変形例）
以下に、本発明の一実施形態の第４の変形例に係る認識マークが形成された半導体チップの構造について、図１１(a) 及び(b) を参照しながら説明する。図１１(a) 及び(b) において、一実施形態と同様の構成要素には、図４及び図１(b) に示す符号と同一の符号を付す。従って、本変形例では、一実施形態と同様の説明を適宜省略する。
【０１１１】
図１１(a) に示すように、半導体チップ１の表面における４つの角部のうちの１つの角部には、例えば１つの認識マークＭｅが配置されていると共に、もう１つの角部には、例えば１つの認識マークＭｅが配置されている。当該１つの角部と当該もう１つの角部とは、対角線の上にある。
【０１１２】
認識マークＭｅは、図１１(b) に示すように、基板１１の上に形成され、且つ、その表面に複数（例えば７つ）の凹部１３が隣り合って形成された絶縁膜１４Ｘと、複数の凹部１３の底面の上、及び絶縁膜１４Ｘにおける複数の凹部１３の各々の周囲部分の上に形成された金属膜１５ｅとを備えている。
【０１１３】
絶縁膜１４Ｘは、図１１(b) に示すように、基板１１の上に形成され、且つ、その表面に複数（例えば７つ）の凹部１２ｘが隣接して形成された絶縁膜１２と、絶縁膜１２の表面及び複数の凹部１２ｘの底面に沿って形成された絶縁膜１４とを有している。
【０１１４】
金属膜１５ｅの平面形状は、図１１(a) に示すように、例えば六角形状である。認識マークＭｅに含まれる複数の凹部１２ｘの各々は、例えば同一の形状である。
【０１１５】
一実施形態と本変形例との相違点は、以下の点である。
【０１１６】
一実施形態では、図１(b) 及び図４に示すように、１つの凹部１３の底面の上に、金属膜１５ａが形成されている。
【０１１７】
これに対し、本変形例では、図１１(a) 及び(b) に示すように、複数（例えば７つ）の凹部１３の底面の上、及び絶縁膜１４Ｘにおける複数の凹部１３の各々の周囲部分の上に、金属膜１５ｅが形成されている。
【０１１８】
本変形例によると、一実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１１９】
さらに、図５において、光源２１の光量が低下した場合などの環境下でも、一実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１２０】
なお、本変形例では、認識マークＭｅに含まれる凹部１３の個数が、例えば７つである場合を具体例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、少なくとも２つ以上であればよい。
【０１２１】
なお、本変形例では、図１１(a) に示すように、金属膜１５ｅの平面形状が、六角形状である場合を具体例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、例えば円形状又は方形状等であってもよい。
【０１２２】
なお、本変形例では、図１１(a) に示すように、認識マークＭｅに含まれる複数の凹部１２ｘの各々が、同一の形状である場合を具体例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、異なる形状であってもよい。但し、この場合も、複数の凹部１２ｘの底面は、全て、開口部周縁から中央部に向かって深さが深くなる凹曲面であることが好ましい。
【０１２３】
なお、既述の通り、半導体チップが、比較的に小さいサイズを有する場合、半導体チップの表面がリードフレームの表面に対して傾斜する角度が、比較的に小さい角度であっても、反射光は、光学系装置を経由することができず、画像認識装置により、認識マークを認識することができない。よって、本発明に係る認識マークを、比較的に小さいサイズを有する半導体チップに適用することにより、本発明の効果を有効に得ることができる。なお、当然のことながら、本発明に係る認識マークを、比較的に大きいサイズ（例えば、０．５ｍｍ×０．５ｍｍ程度よりも大きいサイズ）を有する半導体チップに適用しても、本発明の効果を得ることができる。
【０１２４】
なお、一実施形態及びその第１〜第４の変形例では、半導体素子が、バイポーラトランジスタである場合を具体例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、例えばＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）トランジスタ、接合型トランジスタ（Ｊ−ＦＥＴ：Ｊunction Field Effect Transistor）、又は絶縁ゲートバイポーラトランジスタ （ＩＧＢＴ：Insulated Gate Bipolar Transistor）等であってもよい。
【０１２５】
なお、一実施形態及びその第１〜第４の変形例では、その表面に凹部１２ｘが形成される絶縁膜１２として、シリコン酸化膜を用いる場合を具体例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、例えばＴＥＯＳ（Tetra Ethyl Ortho Silicate）膜、ポリシリコン膜、又はそれらの複合膜等を用いてもよい。
【０１２６】
なお、一実施形態及びその第１〜第４の変形例では、金属膜１５ａ，１５ｂ，１５ｄ，１５ｅとして、Ａｌ膜を用いる場合を具体例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、例えばＡｌ膜以外の金属膜を用いてもよい。当該金属膜は、高い反射率を有する膜であればよい。
【産業上の利用可能性】
【０１２７】
以上説明したように、本発明は、半導体チップの表面がリードフレームの表面に対して傾斜することがあっても、認識マークを認識することができ、認識マーク及び当該認識マークを用いた半導体装置に有用である。
【符号の説明】
【０１２８】
１ 半導体チップ
１１ 基板
１２ 絶縁膜
１２ｘ 凹部（第１の凹部）
１３ 凹部
１４ 絶縁膜
１４ｐ 凹曲部
１４Ｘ 絶縁膜
１５ 金属膜
１５ａ，１５ｂ，１５ｄ，１５ｅ 金属膜
１５ｘ ベース電極
１５ｙ エミッタ電極
１５ｂ１，１５ｄ１ 凹曲部
１５ｂ２，１５ｄ２ 平坦部
１６ 保護膜
１７ 反射防止膜
２１ 光源
２２ ハーフミラー
２３ 光学系装置
２４ 画像認識装置
Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃ，Ｍｄ，Ｍｅ 認識マーク
Ｒｅ１，Ｒｅ２，Ｒｅ３，Ｒｅ４，Ｒｅ５ レジスト
Ｄ 深さ
Ｌ１ 入射光
Ｌ２ 反射光
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学的に認識される認識マークであって、
基板の上に形成され、その表面に凹部が形成された絶縁膜と、
前記凹部に形成された金属膜とを備え、
前記凹部の底面は、開口部周縁から中央部に向かって深さが深くなる凹曲面であり、
前記金属膜は、少なくとも前記凹部の底面に沿って形成されていることを特徴とする認識マーク。
【請求項２】
前記凹部の底面の形状は、半球面状であることを特徴とする請求項１に記載の認識マーク。
【請求項３】
前記金属膜は、前記凹部の底面の上にのみ形成されていることを特徴とする請求項１に記載の認識マーク。
【請求項４】
前記金属膜は、前記凹部の底面の上、及び前記絶縁膜における前記凹部の周囲部分の上に形成され、
前記金属膜は、
周縁部から中央部に向かって凹む凹曲状の凹曲部と、
前記凹曲部の周縁部と接続する環状の平坦部とを有していることを特徴とする請求項１に記載の認識マーク。
【請求項５】
前記平坦部の上に形成された反射防止膜をさらに備えていることを特徴とする請求項４に記載の認識マーク。
【請求項６】
前記反射防止膜の上に形成された保護膜をさらに備えていることを特徴とする請求項５に記載の認識マーク。
【請求項７】
前記絶縁膜の上に形成され、開口部を有する保護膜をさらに備え、
前記保護膜の前記開口部から、前記金属膜及び前記絶縁膜における前記金属膜の周囲部分が露出されていることを特徴とする請求項１に記載の認識マーク。
【請求項８】
前記絶縁膜の表面には、複数の前記凹部が連続して形成され、
複数の前記金属膜の各々は、複数の前記凹部の底面の各々の上に形成されていることを特徴とする請求項１〜７のうちのいずれか１項に記載の認識マーク。
【請求項９】
前記絶縁膜の表面には、複数の前記凹部が隣り合って形成され、
前記金属膜は、複数の前記凹部の底面の上、及び前記絶縁膜における複数の前記凹部の各々の周囲部分の上に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の認識マーク。
【請求項１０】
前記絶縁膜は、
前記基板の上に形成され、その表面に第１の凹部が形成された第１の絶縁膜と、
前記第１の絶縁膜の表面及び前記第１の凹部の底面に沿って形成された第２の絶縁膜とを有し、
前記第１の凹部の底面は、開口部周縁から中央部に向かって深さが深くなる凹曲面であり、
前記第２の絶縁膜は、前記第１の凹部の底面に沿って形成され、且つ、周縁部から中央部に向かって凹む凹曲状の凹曲部を有し、
前記凹部は、前記第１の凹部と前記凹曲部とから構成されていることを特徴とする請求項１に記載の認識マーク。
【請求項１１】
半導体素子を有する半導体チップを備え、
前記半導体チップの表面には、請求項１〜１０のうちのいずれか１項に記載された認識マークが形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１２】
ダイパッド及びリードを有し、半田により前記ダイパッドの上に前記半導体チップが固着されたリードフレームをさらに備え、
ワイヤにより、前記半導体チップの電極と前記リードとが電気的に接続されていることを特徴とする請求項１１に記載の半導体装置。
【請求項１３】
前記絶縁膜は、
前記基板の上に形成され、その表面に第１の凹部が形成された第１の絶縁膜と、
前記第１の絶縁膜の表面及び前記第１の凹部の底面に沿って形成された第２の絶縁膜とを有し、
前記基板における素子分離領域の上には、前記半導体素子を電気的に分離する素子分離膜が形成され、
前記半導体素子は、
前記基板における素子形成領域に形成された不純物拡散領域と、
前記基板における素子形成領域の上に形成された層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜の上に形成され、且つ、前記層間絶縁膜を貫通するコンタクトにより前記不純物拡散領域と電気的に接続する電極とを有し、
前記金属膜は、前記電極と同一の材料からなり、
前記第１の絶縁膜は、前記素子分離膜と同一の材料からなり、
前記第２の絶縁膜は、前記層間絶縁膜と同一の材料からなることを特徴とする請求項１１に記載の半導体装置。
【請求項１４】
前記半導体素子は、バイポーラトランジスタであり、
前記不純物拡散領域は、ベース領域、エミッタ領域及びコレクタ領域であり、
前記電極は、ベース電極、エミッタ電極及びコレクタ電極であり、
前記ベース電極及び前記エミッタ電極の各々には、ワイヤがボンディングされることを特徴とする請求項１３に記載の半導体装置。
【請求項１５】
前記半導体素子は、ＭＯＳトランジスタ、接合型トランジスタ又は絶縁ゲートバイポーラトランジスタであることを特徴とする請求項１１に記載の半導体装置。
【請求項１】
光学的に認識される認識マークであって、
基板の上に形成され、その表面に凹部が形成された絶縁膜と、
前記凹部に形成された金属膜とを備え、
前記凹部の底面は、開口部周縁から中央部に向かって深さが深くなる凹曲面であり、
前記金属膜は、少なくとも前記凹部の底面に沿って形成されていることを特徴とする認識マーク。
【請求項２】
前記凹部の底面の形状は、半球面状であることを特徴とする請求項１に記載の認識マーク。
【請求項３】
前記金属膜は、前記凹部の底面の上にのみ形成されていることを特徴とする請求項１に記載の認識マーク。
【請求項４】
前記金属膜は、前記凹部の底面の上、及び前記絶縁膜における前記凹部の周囲部分の上に形成され、
前記金属膜は、
周縁部から中央部に向かって凹む凹曲状の凹曲部と、
前記凹曲部の周縁部と接続する環状の平坦部とを有していることを特徴とする請求項１に記載の認識マーク。
【請求項５】
前記平坦部の上に形成された反射防止膜をさらに備えていることを特徴とする請求項４に記載の認識マーク。
【請求項６】
前記反射防止膜の上に形成された保護膜をさらに備えていることを特徴とする請求項５に記載の認識マーク。
【請求項７】
前記絶縁膜の上に形成され、開口部を有する保護膜をさらに備え、
前記保護膜の前記開口部から、前記金属膜及び前記絶縁膜における前記金属膜の周囲部分が露出されていることを特徴とする請求項１に記載の認識マーク。
【請求項８】
前記絶縁膜の表面には、複数の前記凹部が連続して形成され、
複数の前記金属膜の各々は、複数の前記凹部の底面の各々の上に形成されていることを特徴とする請求項１〜７のうちのいずれか１項に記載の認識マーク。
【請求項９】
前記絶縁膜の表面には、複数の前記凹部が隣り合って形成され、
前記金属膜は、複数の前記凹部の底面の上、及び前記絶縁膜における複数の前記凹部の各々の周囲部分の上に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の認識マーク。
【請求項１０】
前記絶縁膜は、
前記基板の上に形成され、その表面に第１の凹部が形成された第１の絶縁膜と、
前記第１の絶縁膜の表面及び前記第１の凹部の底面に沿って形成された第２の絶縁膜とを有し、
前記第１の凹部の底面は、開口部周縁から中央部に向かって深さが深くなる凹曲面であり、
前記第２の絶縁膜は、前記第１の凹部の底面に沿って形成され、且つ、周縁部から中央部に向かって凹む凹曲状の凹曲部を有し、
前記凹部は、前記第１の凹部と前記凹曲部とから構成されていることを特徴とする請求項１に記載の認識マーク。
【請求項１１】
半導体素子を有する半導体チップを備え、
前記半導体チップの表面には、請求項１〜１０のうちのいずれか１項に記載された認識マークが形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１２】
ダイパッド及びリードを有し、半田により前記ダイパッドの上に前記半導体チップが固着されたリードフレームをさらに備え、
ワイヤにより、前記半導体チップの電極と前記リードとが電気的に接続されていることを特徴とする請求項１１に記載の半導体装置。
【請求項１３】
前記絶縁膜は、
前記基板の上に形成され、その表面に第１の凹部が形成された第１の絶縁膜と、
前記第１の絶縁膜の表面及び前記第１の凹部の底面に沿って形成された第２の絶縁膜とを有し、
前記基板における素子分離領域の上には、前記半導体素子を電気的に分離する素子分離膜が形成され、
前記半導体素子は、
前記基板における素子形成領域に形成された不純物拡散領域と、
前記基板における素子形成領域の上に形成された層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜の上に形成され、且つ、前記層間絶縁膜を貫通するコンタクトにより前記不純物拡散領域と電気的に接続する電極とを有し、
前記金属膜は、前記電極と同一の材料からなり、
前記第１の絶縁膜は、前記素子分離膜と同一の材料からなり、
前記第２の絶縁膜は、前記層間絶縁膜と同一の材料からなることを特徴とする請求項１１に記載の半導体装置。
【請求項１４】
前記半導体素子は、バイポーラトランジスタであり、
前記不純物拡散領域は、ベース領域、エミッタ領域及びコレクタ領域であり、
前記電極は、ベース電極、エミッタ電極及びコレクタ電極であり、
前記ベース電極及び前記エミッタ電極の各々には、ワイヤがボンディングされることを特徴とする請求項１３に記載の半導体装置。
【請求項１５】
前記半導体素子は、ＭＯＳトランジスタ、接合型トランジスタ又は絶縁ゲートバイポーラトランジスタであることを特徴とする請求項１１に記載の半導体装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１３−３８３１１（Ｐ２０１３−３８３１１Ａ）
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７４８０７（Ｐ２０１１−１７４８０７）
【出願日】平成２３年８月１０日（２０１１．８．１０）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１０日（２０１１．８．１０）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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