JP2012238745A - Semiconductor wafer - Google Patents
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Abstract
【課題】複数のタイミングで半導体チップの電気特性を高精度に評価することができ、スクライブ領域の総メタル量を低減することが可能な半導体ウエハを提供する。
【解決手段】半導体ウエハ1は、複数の配線層が積層され、平面視において複数の半導体チップ領域Cと、複数の半導体チップ領域Cを分離するスクライブ領域Sとを有し、スクライブ領域Sに配置された電気特性評価用のモニタ素子10と、スクライブ領域Sに配置され、モニタ素子10と接続され、複数の配線層のうちいずれかの配線層に形成された第1の電極パッド20と、半導体チップ領域Cに配置され、第1の電極パッド20と接続され、第1の電極パッド20が形成された配線層よりも上層に形成された第2の電極パッド40を備えている。
【選択図】図3A semiconductor wafer capable of highly accurately evaluating electrical characteristics of a semiconductor chip at a plurality of timings and capable of reducing the total amount of metal in a scribe region.
A semiconductor wafer includes a plurality of wiring layers, a plurality of semiconductor chip regions, and a scribe region that separates the plurality of semiconductor chip regions in a plan view, and is disposed in the scribe region. The electrical characteristic evaluation monitor element 10, the first electrode pad 20 disposed in the scribe region S, connected to the monitor element 10, and formed in any one of the plurality of wiring layers, and the semiconductor A second electrode pad 40 is provided in the chip region C, connected to the first electrode pad 20, and formed in an upper layer than the wiring layer in which the first electrode pad 20 is formed.
[Selection] Figure 3
Description
本発明は、半導体ウエハに関するものである。 The present invention relates to a semiconductor wafer.
少なくとも1つの半導体素子を備えた半導体チップの製造においては、1個の半導体ウエハ上に複数の半導体チップが一括形成され、その後のダイシング工程で個々の半導体チップに分割することがなされる。 In the manufacture of a semiconductor chip provided with at least one semiconductor element, a plurality of semiconductor chips are collectively formed on one semiconductor wafer and then divided into individual semiconductor chips in a subsequent dicing process.
半導体ウエハの製造過程において、半導体素子の素子特性等の半導体チップの電気特性をモニタリングし、不良を一速く検出するために、半導体ウエハには、半導体チップの電気特性を評価する少なくとも1つのモニタ素子(モニタパターン)と、このモニタ素子に導通され、モニタ素子の動作検査を行うためのモニタ素子用電極パッドとが形成される。モニタ素子用電極パッドにプローブを接触させて、半導体チップの電気特性の検査がなされる。
従来、チップサイズ縮小に伴って、最終製品に不要なモニタ素子とモニタ素子用電極パッドは、半導体ウエハのスクライブ領域(ダイシング領域)に形成される。
特許文献1、3−5には、モニタ素子とモニタ素子用電極パッドとの少なくとも一方を、スクライブ領域に配置する技術が開示されている。
In the process of manufacturing a semiconductor wafer, in order to monitor the electrical characteristics of the semiconductor chip such as the element characteristics of the semiconductor element and quickly detect a defect, the semiconductor wafer has at least one monitor element for evaluating the electrical characteristics of the semiconductor chip. (Monitor pattern) and monitor element electrode pads for conducting an operation test of the monitor element are formed. The probe is brought into contact with the monitor element electrode pad to inspect the electrical characteristics of the semiconductor chip.
Conventionally, as the chip size is reduced, monitor elements and monitor element electrode pads that are unnecessary for the final product are formed in a scribe area (dicing area) of a semiconductor wafer.
特許文献1には、スクライブ領域内にモニタ素子を配置し、半導体チップ領域内に電極パッドを配置した半導体ウエハが記載されている(特許文献1の図1)。
特許文献3には、スクライブ領域内にモニタ素子を配置し、電極パッドを半導体チップ内に形成した半導体ウエハが記載されている(特許文献3の図1(c))。 Patent Document 3 describes a semiconductor wafer in which monitor elements are arranged in a scribe region and electrode pads are formed in a semiconductor chip (FIG. 1C of Patent Document 3).
特許文献4には、
半導体素子からなる内部回路および内部回路の検査に用いる検査回路が集積して形成されたLSIチップと、LSIチップ周辺のスクライブ領域上に形成され、評価素子と電極端子が形成されたスクライブTEGとを備え、
スクライブTEG内の電極端子のうちの少なくとも一つは、スクライブTEG内の評価素子およびLSIチップ内の検査回路と電気的に接続された半導体ウエハが記載されている(特許文献4の図2)。
In
An LSI chip formed by integrating an internal circuit composed of semiconductor elements and an inspection circuit used for inspecting the internal circuit, and a scribe TEG formed on a scribe region around the LSI chip and formed with an evaluation element and an electrode terminal Prepared,
At least one of the electrode terminals in the scribe TEG describes a semiconductor wafer electrically connected to an evaluation element in the scribe TEG and an inspection circuit in the LSI chip (FIG. 2 of Patent Document 4).
特許文献5には、
半導体素子からなる内部回路が集積して形成されたLSIチップと、
LSIチップ周辺のスクライブ領域上に形成され、評価素子と電極端子が形成されたスクライブTEGとを備え、
スクライブTEGの評価素子の少なくとも一つとスクライブTEGの電極端子とが、それぞれスクライブ領域内の異なる領域に分離して形成された半導体ウエハが記載されている(特許文献5の図1、図2)。
In Patent Document 5,
An LSI chip formed by integrating internal circuits made of semiconductor elements;
A scribe TEG formed on a scribe region around the LSI chip and provided with an evaluation element and an electrode terminal,
A semiconductor wafer is described in which at least one evaluation element of the scribe TEG and an electrode terminal of the scribe TEG are separately formed in different regions in the scribe region (FIGS. 1 and 2 of Patent Document 5).
関連技術として、特許文献2には、半導体チップにクラック等の損傷が発生したかを検出するためのモニタ素子を、半導体チップ内であってガードリングの外側領域に設ける半導体ウエハが開示されている(特許文献2の図1)。 As a related technique, Patent Document 2 discloses a semiconductor wafer in which a monitor element for detecting whether a crack or the like has occurred in a semiconductor chip is provided in an area outside the guard ring in the semiconductor chip. (FIG. 1 of Patent Document 2).
発明者が鋭意検討した結果、次に示す課題を見出した。以下の説明は、発明者の検討結果に基づくものである。
図8は発明者が作成した課題を説明するための図である。図中、符号Cは半導体チップ領域、符号Sはスクライブ領域、符号Mはメタル(配線又は電極パッド)、符号Vはビアホールをそれぞれ示している。図8では、半導体チップ領域C内の複数のメタルと複数のメタル間を絶縁する層間絶縁膜と層間絶縁膜に形成されたビアホールとにより構成される配線構造の図示を省略してある。
As a result of intensive studies by the inventors, the following problems have been found. The following description is based on the results of investigation by the inventors.
FIG. 8 is a diagram for explaining the problem created by the inventor. In the drawing, symbol C indicates a semiconductor chip region, symbol S indicates a scribe region, symbol M indicates a metal (wiring or electrode pad), and symbol V indicates a via hole. In FIG. 8, a wiring structure including a plurality of metals in the semiconductor chip region C, an interlayer insulating film that insulates between the plurality of metals, and a via hole formed in the interlayer insulating film is not shown.
図8における半導体ウエハ101では、スクライブ領域Sにモニタ素子110が形成され、複数の配線層の最下層メタルMBにモニタ素子110に導通された第1の電極パッド120が形成されている。この第1の電極パッド120は、半導体チップ領域Cに複数の配線層を形成する前に半導体素子の素子特性等の半導体チップ領域Cの電気特性を検出するためのものである。
第1の電極パッド120上には、ビアホールVとメタルMとが交互に複数接続され、最上層メタルMTに第2の電極パッド140が形成されている。最下層の配線層が形成された時点で、モニタ素子110に接続された第1の電極パッド120に通電して、プロセスが正常であるかをモニタ素子110の特性から判断する。そして、複数の配線層の形成が完了したところで、モニタ素子110に接続された第2の電極パッド140に通電して、プロセスが正常であるかをモニタ素子110の特性から判断する。このように早い段階で特性が正常であるかを判断できるので、プロセスコストを削減できる。
ここで、次のような課題が発生することが発明者により明らかとなった。第1の電極パッド120に通電するためにプローブを接触させた場合、第1の電極パッド120の表面にプロービングの跡が形成される。このとき、この第1の電極パッド120の上に形成されるビアホールV及びメタルMと、第1の電極パッド120との間に電気的な接触性に影響を与える恐れがある。そのため、第2の電極パッド140を用いる検査の精度が低下してしまう恐れがある。
特許文献1−5には、このような課題についての認識がなく、またそれに対する解決手段についても開示されていない。
In the
A plurality of via holes V and metals M are alternately connected on the
Here, the inventors have revealed that the following problems occur. When a probe is brought into contact with the
Patent Documents 1-5 do not recognize such a problem, and do not disclose a solution to the problem.
本発明の半導体ウエハは、
複数の配線層が積層され、平面視において複数の半導体チップ領域と、前記複数の半導体チップ領域を分離するスクライブ領域とを有する半導体ウエハであって、
前記スクライブ領域に配置された電気特性評価用のモニタ素子と、
前記スクライブ領域に配置され、前記モニタ素子と接続され、前記複数の配線層のうちいずれかの配線層に形成された第1の電極パッドと、前記半導体チップ領域に配置され、前記第1の電極パッドと接続され、前記第1の電極パッドが形成された前記配線層よりも上層に形成された第2の電極パッドを備えたものである。
The semiconductor wafer of the present invention is
A plurality of wiring layers are laminated, and a semiconductor wafer having a plurality of semiconductor chip regions in plan view and a scribe region that separates the plurality of semiconductor chip regions,
A monitor element for electrical property evaluation arranged in the scribe region;
A first electrode pad disposed in the scribe region, connected to the monitor element, and formed in any one of the plurality of wiring layers; and disposed in the semiconductor chip region, the first electrode A second electrode pad is provided which is connected to a pad and formed in an upper layer than the wiring layer on which the first electrode pad is formed.
本発明の半導体ウエハにおいては、第1の電極パッドとそれより上層にある第2の電極パッドの平面位置を異ならせているので、第1の電極パッドを用いた製造初期の検査後に第1の電極パッド上にプロービング跡が残ったとしても、このプロービング跡が第2の電極パッドを用いた製造後期の検査時に影響を与えることなく、高精度に検査を実施することができる。 In the semiconductor wafer of the present invention, since the planar positions of the first electrode pad and the second electrode pad on the first electrode pad are different from each other, the first electrode pad is used after the initial inspection using the first electrode pad. Even if a probing mark remains on the electrode pad, the inspection can be performed with high accuracy without affecting the probing mark at the later stage of manufacturing using the second electrode pad.
本発明によれば、半導体ウエハの製造過程において複数のタイミングで半導体チップの電気特性を高精度に評価することができる半導体ウエハを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the semiconductor wafer which can evaluate the electrical property of a semiconductor chip with high precision at several timings in the manufacture process of a semiconductor wafer can be provided.
「一実施形態」
図面を参照して、本発明に係る一実施形態の半導体ウエハの構成について説明する。図1は本実施形態の半導体ウエハの全体平面図であり、図2は部分拡大平面図である。図3〜図5は本実施形態の半導体ウエハの要部斜視図であり、図6及び図7は要部断面図である。
図面上は視認しやすくするため、各部材の縮尺や位置は適宜、実際のものとは異ならせて簡略化してある。また、一部の構成要素の図示を省略してある。
上記図中、符号Cは半導体チップ領域、符号Sはスクライブ領域、符号Mはメタル(配線又は電極パッド)、符号Iは層間絶縁膜、符号Vはビアホールを示している。上記図では、半導体チップ領域C内に形成され、複数のメタルMと複数のメタルM間を絶縁する層間絶縁膜Iと層間絶縁膜I内に形成されたビアホールVとにより構成される配線構造の図示を省略してある。
"One embodiment"
A configuration of a semiconductor wafer according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall plan view of the semiconductor wafer of this embodiment, and FIG. 2 is a partially enlarged plan view. 3 to 5 are perspective views of the main part of the semiconductor wafer according to the present embodiment, and FIGS. 6 and 7 are cross-sectional views of the main part.
In order to facilitate visual recognition on the drawings, the scales and positions of the respective members are appropriately simplified from the actual ones. In addition, illustration of some components is omitted.
In the figure, reference numeral C denotes a semiconductor chip area, reference numeral S denotes a scribe area, reference numeral M denotes a metal (wiring or electrode pad), reference numeral I denotes an interlayer insulating film, and reference numeral V denotes a via hole. In the above figure, the wiring structure is formed in the semiconductor chip region C and includes a plurality of metals M, an interlayer insulating film I that insulates between the plurality of metals M, and a via hole V formed in the interlayer insulating film I. The illustration is omitted.
図1に示すように、本実施形態の半導体ウエハ1は、平面視矩形状の半導体チップ領域Cがマトリクス状に複数形成されたものである。隣接する半導体チップ領域C間がスクライブ領域Sとなっている。半導体チップ領域Cの数や配置等は適宜設計される。
As shown in FIG. 1, a
半導体ウエハ1上には複数の配線層が積層されている。配線層はダマシンプロセスを用いたCMP(chemical Mechanical Polishing)工程により形成することができる。複数の配線層は、半導体チップ領域Cとスクライブ領域Sとに形成される。スクライブ領域Sにおいて、複数の配線層のうち一部の配線層は除去されていてもよい。
半導体ウエハ1において、複数の配線層には、配線(メタルM)及び層間絶縁膜Iからなる配線層の他、層間絶縁膜I及び層間絶縁膜Vに埋め込まれたビアホールVとからなるビア層を含むものとする。半導体チップ領域C内においては通常、配線層とビア層とが交互に積層されている。
A plurality of wiring layers are stacked on the
In the
層間絶縁膜の組成は特に制限なく、酸化シリコン、SiOC、 SiOCH、MSQ、HSQ、MHSQ、ポーラスSi、あるいはSiLK等のLow-K材料が挙げられる。近接するメタル間にはSiN等のバリア膜が形成されていてもよい。メタルMの組成は特に制限されず、Al及び/又はCuを含む材料が好ましい。
半導体チップ領域Cには、トランジスタ等の半導体素子(図示略)が形成されている。
The composition of the interlayer insulating film is not particularly limited, and examples thereof include Low-K materials such as silicon oxide, SiOC, SiOCH, MSQ, HSQ, MHSQ, porous Si, and SiLK. A barrier film such as SiN may be formed between adjacent metals. The composition of the metal M is not particularly limited, and a material containing Al and / or Cu is preferable.
In the semiconductor chip region C, semiconductor elements (not shown) such as transistors are formed.
図3に示すように、半導体ウエハ1には、半導体ウエハ1の製造過程において半導体素子の素子特性等を評価するための少なくとも1つのモニタ素子(モニタパターン)10と、このモニタ素子10に導通され、複数の配線層のうちいずれかの配線層に形成され、モニタ素子10の特性検査を行うための複数の第1の電極パッド20と、各々の第1の電極パッド20に接続され、第1の電極パッド20が形成された配線層よりも上層に形成された複数の第2の電極パッド40とが形成されている。
As shown in FIG. 3, the
第1の電極パッド20は、半導体チップ領域Cの複数の配線層を形成する前(半導体ウエハ製造初期)に半導体チップ領域Cの電気特性を評価するためのものである。最下層メタルMB(第1層メタル)によって第1の電極パッド20を形成することが好ましい。
第2の電極パッド40は、半導体チップ領域Cの複数の配線層を形成した後(半導体ウエハ製造後期)、半導体チップ領域Cの電気特性を評価するためのものである。最上層メタルMTによって第1の電極パッド20を形成することが好ましい。
製造初期では、モニタ素子10に導通された複数の第1の電極パッド20のそれぞれにプローブを接触させて、モニタ素子の特性が評価される。また、複数の配線層形成後の製造後期では、複数の第2の電極パッド40のそれぞれにプローブを接触させて、モニタ素子の特性が評価される。製造初期における特性評価の結果、異常であると判断された場合は、異常ウエハとしてそのロットの製造を止めるか、または前工程に戻るための再工事プロセスを行った後、再度同じプロセスを行うか、不良解析を行うか、を判断する。製造初期の特性評価で異常が見られなかったウエハは、次工程に進め、製造後期で再度特性評価を行うことになる。
The
The
In the initial stage of manufacture, the probe is brought into contact with each of the plurality of
モニタ素子としては特に制限されず、トランジスタ、抵抗体、ビアチェーン、及びメタル間リークチェックパターンなどが例示される。
図3に示す例では、モニタ素子10は半導体チップ領域Cの半導体素子の素子特性を評価するためのトランジスタであり、半導体ウエハの表層に形成される。この上に層間絶縁膜が覆うように形成される。この上に最下層メタルMBを有する最下層の配線層が形成される。
図示する例では、第1の電極パッド20は最下層メタルMBに形成されている。第1の電極パッド20の直上には配線M及びビアホールVが形成されていない。第1の電極パッド20の直上には層間絶縁膜Iのみが形成される。ただし、第1の電極パッド20の直上の層間絶縁膜は部分的または全て除去しても構わない。
半導体チップ領域Cの周縁部には、最上層メタルMTに第2の電極パッド40が形成されている。図3では最上層メタルMTに第2の電極パッド40を形成しているが、第1の電極パッド20の形成された配線層より上層であればよく、必ずしも最上層メタルMBでなくてもよい。
The monitor element is not particularly limited, and examples thereof include a transistor, a resistor, a via chain, and an intermetal leak check pattern.
In the example shown in FIG. 3, the
In the illustrated example, the
On the periphery of the semiconductor chip region C, the
本実施形態において、第1の電極パッド20とモニタ素子10とは、スクライブ領域S内に形成された、第1の電極パッド20から引き出された配線11及び配線11とそれより下層のモニタ素子10とを接続するコンタクト12とを介して導通されている。
また、第1の電極パッド20から半導体チップ領域C内に延びて引き出された配線21が形成され、この配線21が半導体チップ領域C内に最下層メタルMBによって形成された配線30に接続されている。
最下層メタルMBに形成された配線30と最上層メタルMTに形成された第2の電極パッド40とは複数のメタルMとこれらの間に形成された複数のビアホールVとを介して導通されている。
In the present embodiment, the
Also, a
The
モニタ素子10は、半導体素子の素子特性を評価するものの他、ビアホールVとメタルMとの間の電気抵抗、及び半導体層の活性化領域とコンタクト12との間の電気抵抗、ポリシリコン等の抵抗体の抵抗値、近接メタル間のリークチェック、及びキャパシタのリークチェックのうちいずれかを評価するものでもよい。
半導体ウエハ1は検査対象の異なる複数種のモニタ素子10を備えることができる。
図3に示す例では、モニタ素子10が半導体素子の素子特性を評価するものであり、半導体層表層に形成されているが、モニタ素子10がいずれの層に形成されるかは検査対象による。
The
The
In the example shown in FIG. 3, the
図3に示す例では、第1の電極パッド20が最下層メタルMBに形成され、第2の電極パッド40が最上層メタルMTに形成されているが、第1の電極パッド20より第2の電極パッド40が上層であれば、これらはいずれの層に形成されてもよい。第2の電極パッド40は、最上層メタルMTの直上に形成されてもよい(後記図6及び図7に示す例を参照)。
電極パッド20、40がいずれの層に形成されても、第1の電極パッド20が形成された時点で第1の電極パッド20を用いた検査を行い、第2の電極パッド40が形成された時点で第2の電極パッド40を用いた検査を行うことができる。
In the example shown in FIG. 3, the
Regardless of which
図4に示すように、半導体チップ領域Cの周縁部には、半導体チップ領域C内に水分等が侵入することを防止するために、シールリング50が形成されていてもよい。
図6及び図7に示すように、シールリング50は複数のメタルMと複数のビアホールVとが接続された構造を有している。
As shown in FIG. 4, a
As shown in FIGS. 6 and 7, the
図4に示すように、第2の電極パッド40を含む配線構造Xは、シールリング50より外側に形成することができる。
図5に示すように、第2の電極パッド40は、半導体チップ領域Cの周縁部に形成されたシールリング50より内側に形成し、第1の電極パッド20と第2の電極パッド40とをシールリング50より下層のポリシリコン層又は半導体層に形成される拡散層を介して導通する構成としてもよい。
図5中、シールリング50の形成位置を破線で示してある。
As shown in FIG. 4, the wiring structure X including the
As shown in FIG. 5, the
In FIG. 5, the formation position of the
図5に示す構造の要部断面例を図6及び図7に示す。これら図中の配線層数は図1〜図3とは異ならせて、少なく図示してある。
これらの例では、第2の電極パッド40は、最上層メタルMTではなく、最上層メタルMTの直上に形成されている。
6 and 7 show an example of a cross section of the main part of the structure shown in FIG. The number of wiring layers in these figures is different from that in FIGS.
In these examples, the
図中、符号61は半導体基板、符号62は素子分離領域、符号63はウェル領域、符号64は拡散層(活性層)、符号65はポリシリコンからなるゲート電極、符号66はパッシベーション膜、符号Iは層間絶縁膜である。
例えば、図6に示すように、第1の電極パッド20と第2の電極パッド40を含む配線構造Xとを、シールリング50より下層にある半導体素子60の拡散層(活性層)64を介して導通することができる。あるいは、図7に示すように、第1の電極パッド20と第2の電極パッド40を含む配線構造Xとを、シールリング50より下層にある半導体素子60のポリシリコンからなるゲート電極65を介して導通することができる。
In the figure, numeral 61 is a semiconductor substrate, numeral 62 is an element isolation region, numeral 63 is a well region, numeral 64 is a diffusion layer (active layer), numeral 65 is a gate electrode made of polysilicon, numeral 66 is a passivation film, numeral I Is an interlayer insulating film.
For example, as shown in FIG. 6, the wiring structure X including the
第1の電極パッド20と第2の電極パッド40を含む配線構造Xとをシールリング50より下層にある導電層を介して接続する構成では、ダイシング工程における配線欠片の飛散及びその半導体チップ領域Cへの影響を低減することができ、好ましい。
In the configuration in which the
「背景技術」の項に挙げた特許文献4では、シールリングの最上層を部分的に切断しているため、シールリングのシール性が低下して、水分等が半導体チップ領域C内に侵入する恐れがある。
図5〜図7に示す例では、シールリング50を部分的に除去していないため、シールリングのシール性を低下させる恐れがない。
In
In the example shown in FIGS. 5 to 7, since the
上記例では、第1の電極パッド20と第2の電極パッド40を含む配線構造Xとをシールリング50より下層にある導電層である拡散層64又はポリシリコンからなるゲート電極65を介して導通する構成について説明したが、これらはシールリング50より下層にある任意の導電層を介して導通することができる。
In the above example, the
本実施形態の半導体ウエハ1においては、第1の電極パッド20とそれより上層にある第2の電極パッド40とを設けているので、例えば半導体ウエハ1の製造初期と製造後期のように、異なるタイミングで複数回検査を実施することができる。
本実施形態の半導体ウエハ1においては、第1の電極パッド20とそれより上層にある第2の電極パッド40の平面視における位置を異ならせているので、第1の電極パッド20を用いた検査後に第1の電極パッド20上にプロービング跡が残ったとしても、このプロービング跡が第2の電極パッド40を用いた検査時に影響を与えることなく、高精度に検査を実施することができる。
In the
In the
本実施形態では、第1の電極パッド20とそれより上層にある第2の電極パッド40の平面位置を異ならせているので、第1の電極パッド20の直上に配線構造を形成する必要がない。したがって、スクライブ領域Sのメタル総量を低減することができる。その結果、ウエハ製造後のダイシング工程においてダイシングブレードにメタルが付着して、半導体ウエハ1にダメージを与えることが抑制される。
In the present embodiment, since the planar positions of the
本実施形態の半導体ウエハ1においては、図2に示すように、必要に応じて、スクライブ領域Sの第1の電極パッド20の形成領域とは異なる領域に、半導体チップ領域Cの配線構造と同じ配線構造を有し、総平面積が第1の電極パッド20の総平面積より小さいダミー配線構造Dを設けることができる。
かかる構成では、ダミー配線構造Dによってスクライブ領域SにおけるCMP時の表面平坦性が確保でき、半導体チップ領域C内の配線構造を良好に形成することができる。ここで、ダミー配線構造Dは、複数のダミー配線がビアホールで互いに接続された構造としてもよいし、複数のダミー配線がビアホールで接続されていない構造とすることもできる。ダミー配線は、半導体チップ領域C内の配線と接続されない。
モニタ素子用の電極パッド20は、プローブを接触するために、ある程度の平面積は必要である。ダミー配線構造Dには電極パッドが含まれないので、ダミー複層配線構造Dの総平面積は第1の電極パッド20の総平面積より小さくすることができる。したがって、本実施形態の構成では、スクライブ領域Sにダミー配線構造Dを設けても、スクライブ領域Sに電極パッドとその直上の配線構造とを設ける従来構成よりもスクライブ領域Sの総メタル量を低減することができる。
In the
In such a configuration, the dummy wiring structure D can ensure surface flatness at the time of CMP in the scribe region S, and the wiring structure in the semiconductor chip region C can be favorably formed. Here, the dummy wiring structure D may be a structure in which a plurality of dummy wirings are connected to each other by via holes, or may be a structure in which the plurality of dummy wirings are not connected by via holes. The dummy wiring is not connected to the wiring in the semiconductor chip region C.
The
以上説明したように、本実施形態によれば、半導体ウエハ1の製造過程において複数のタイミングで半導体チップ領域Cの電気特性を高精度に評価することができ、かつ、スクライブ領域Sの総メタル量を低減することができ、高歩留まりで半導体チップ領域Cを製造することが可能な半導体ウエハ1を提供することができる。
As described above, according to the present embodiment, the electrical characteristics of the semiconductor chip region C can be evaluated with high accuracy at a plurality of timings in the manufacturing process of the
「比較例」
図8に示す比較例と、上記本発明に係る実施形態との相違点について説明する。
図8に示す比較例では、製造初期の段階で検査に用いる第1の電極パッド120を用いてモニタ素子110の特性を確認後、複数の配線層を形成した後に、第2の電極パッド140を用いてモニタ素子110の特性を確認する場合、第1の電極パッド110と第2の電極パッド140とは、両者を電気的に接続するために複数のビアホールV及び複数のメタルMが接続される。そのため、スクライブ領域Sに第1の電極パッド120を配置した場合、図8に示すように、スクライブ領域Sにおけるメタル総量が増加してしまう。
このスクライブ領域Sにおけるメタル総量の増加は、半導体チップ領域Cの個片化の際に、チッピングを引き起こしてしまう。半導体チップ領域Cは、通常スクライブ領域Sをダイシングブレードにより切断することで、各半導体チップ領域Cに分割する。この時、スクライブ領域Sにおけるメタル総量が多いとダイシングブレードに目づまりが発生し、半導体ウエハ101に応力が加わり、チッピングが発生する。
上記本発明に係る実施形態では、第2の電極パッド140は、スクライブ領域Sではなく、半導体チップ領域Cに配置している。そのため、半導体チップ領域Cがチッピングするのを抑制することができる。
特に、配線層の形成プロセスがCMP(Chemical Mechanical Polishing)を用いるダマシンプロセスの場合、CMP工程における配線層の平坦性を確保するため、図8における第1の電極パッド120と第2の電極パッド140との間のメタルMも第1の電極パッド120と同程度の面積とする必要がある。第1の電極パッド120と第2の電極パッド140との間のメタルMは、第1の電極パッド120と第2の電極パッド140とが電気的に接続できる程度の大きさよりも大きくする必要がある。そのため、図8の構成では、スクライブ領域Sにおけるメタル総量が多くなりやすい。上記本発明に係る実施形態においては、配線層がダマシンプロセスで形成される場合にはより図8と比べチッピングを抑制することができ、好ましい。
"Comparative example"
Differences between the comparative example shown in FIG. 8 and the embodiment according to the present invention will be described.
In the comparative example shown in FIG. 8, after confirming the characteristics of the
The increase in the total amount of metal in the scribe region S causes chipping when the semiconductor chip region C is separated. The semiconductor chip region C is divided into each semiconductor chip region C by cutting the normal scribe region S with a dicing blade. At this time, if the total amount of metal in the scribe region S is large, clogging occurs in the dicing blade, stress is applied to the
In the embodiment according to the present invention, the
In particular, when the wiring layer formation process is a damascene process using CMP (Chemical Mechanical Polishing), in order to ensure the flatness of the wiring layer in the CMP process, the
「設計変更」
本発明は上記実施形態に限らず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において適宜設計変更可能である。
"Design changes"
The present invention is not limited to the above embodiment, and can be appropriately modified within a range not departing from the gist of the present invention.
1 半導体ウエハ
10 モニタ素子
20 第1の電極パッド
40 第2の電極パッド
50 シールリング
60 半導体素子
62 素子分離領域
64 拡散層
65 ゲート電極
C 半導体チップ
S スクライブ領域
M メタル
MB 最下層メタル
MT 最上層メタル
I 絶縁膜
V ビアホール
X 配線構造
D ダミー配線構造
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記スクライブ領域に配置された電気特性評価用のモニタ素子と、
前記スクライブ領域に配置され、前記モニタ素子と接続され、前記複数の配線層のうちいずれかの配線層に形成された第1の電極パッドと、
前記半導体チップ領域に配置され、前記第1の電極パッドと接続され、前記第1の電極パッドが形成された前記配線層よりも上層に形成された第2の電極パッドを備えた半導体ウエハ。 A plurality of wiring layers are laminated, and a semiconductor wafer having a plurality of semiconductor chip regions in plan view and a scribe region that separates the plurality of semiconductor chip regions,
A monitor element for electrical property evaluation arranged in the scribe region;
A first electrode pad disposed in the scribe region, connected to the monitor element, and formed in any one of the plurality of wiring layers;
A semiconductor wafer comprising a second electrode pad disposed in the semiconductor chip region, connected to the first electrode pad, and formed in an upper layer than the wiring layer on which the first electrode pad is formed.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2011107190A JP2012238745A (en) | 2011-05-12 | 2011-05-12 | Semiconductor wafer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2011107190A JP2012238745A (en) | 2011-05-12 | 2011-05-12 | Semiconductor wafer |
Publications (1)
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| JP2012238745A true JP2012238745A (en) | 2012-12-06 |
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Family Applications (1)
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| JP2011107190A Withdrawn JP2012238745A (en) | 2011-05-12 | 2011-05-12 | Semiconductor wafer |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP2012238745A (en) |
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2011
- 2011-05-12 JP JP2011107190A patent/JP2012238745A/en not_active Withdrawn
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Legal Events
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