JP2007053138A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 半導体ウェハ上に複数の半導体チップが設けられている半導体装置であって、スクライブ領域の面積の縮小を図ることができる半導体装置を提供することにある。
【解決手段】 本発明の半導体装置は、
半導体ウェハ１０と、
前記半導体ウェハ１０の上に設けられた複数の長方形の半導体チップ２０と、
前記複数の半導体チップ１０の短辺間に設けられた第１スクライブ領域１４と、
前記複数の半導体チップ１０の長辺間に設けられ、前記第１スクライブ領域１４と比して幅が小さい第２スクライブ領域１６と、
前記第１スクライブ領域１４の上に設けられ、前記半導体ウェハ１０の面内のＸ方向を計測する第１アライメントマーク３０と、Ｙ方向を計測する第２アライメントマーク４０と、を含む。
【選択図】 図３

Description

本発明は、半導体ウェハに複数の半導体チップが設けられた半導体装置に関する。

半導体素子の製造工程においては、露光装置を用いて、フォトマスク（レチクル）に形成された微細なパターンの投影露光が繰り返し行われて形成される。そのため、基板とフォトマスクまたはレチクルとの位置を精密に合わせる必要があり、精密よく位置あわせを行うために、半導体ウェハには、各種アライメントマークが設けられることとなる。

しかし、上記アライメントマークは、複数の半導体チップの相互間のスクライブ領域に設けられることがあるため、半導体チップの相互間には、一定の面積を確保しなくてはならず、スクライブ領域の面積縮小を図るのが困難なことがある。本発明の目的は、半導体ウェハ上に複数の半導体チップが設けられている半導体装置であって、スクライブ領域の面積の縮小を図ることができる半導体装置を提供することにある。

（１）本発明にかかる半導体装置は、
半導体ウェハと、
前記半導体ウェハの上に設けられた複数の長方形の半導体チップと、
前記複数の半導体チップの短辺間に設けられた第１スクライブ領域と、
前記複数の半導体チップの長辺間に設けられ、前記第１スクライブ領域と比して幅が小さい第２スクライブ領域と、
前記第１スクライブ領域に設けられ、前記半導体ウェハの面内の第１方向を計測する第１アライメントマークと、第２方向を計測する第２アライメントマークと、を含む。

本発明にかかる半導体装置によれば、半導体チップの短辺方向のスクライブ領域にアライメントマークが設けられている。通常、第１方向を計測するアライメントマークは、第１方向に長い形状を有し、第２方向を計測するアライメントマークは、第２方向に長い形状を有する。そのため、半導体チップの長辺が第１方向に沿って設けられている場合には、第１方向を計測する第１アライメントマークは、複数の半導体チップの長辺のスクライブ領域に設けられることがあった。しかし、本発明にかかる半導体装置では、短辺方向のスクライブ領域にのみアライメントマークが設けられている。そのため、長辺方向のスクライブ領域を縮小することができる。その結果、１枚の半導体ウェハから作成することができる半導体チップの個数を増加させることができ、コストの削減を図ることができる。

なお、本発明にかかる半導体装置は、さらに、下記の態様をとることができる。

（２）本発明にかかる半導体装置において、
前記第２スクライブ領域には、アライメントマークおよびＴＥＧの少なくとも一方が設けられていないことができる。

（３）本発明にかかる半導体装置において、
前記第１アライメントマークは、前記第１方向の幅が前記第２方向の幅と比して大きいパターンを有し、
前記第２アライメントマークは、前記第２方向の幅が前記第１方向の幅と比して大きいパターンを有することができる。

（４）本発明にかかる半導体装置において、
前記第１アライメントマークおよび前記第２アライメントマークは、長方形状を有し、
それぞれの長辺方向が交差するように配置されていることができる。

（５）本発明にかかる半導体装置において、
前記第１アライメントマークの長辺方向と、前記第２アライメントマークの長辺方向とが、直角をなすように交差していることができる。

（６）本発明にかかる半導体装置において、
前記第１アライメントマークの前記第１方向の中心線を軸として、複数の前記第２アライメントマークが対向するように設けられていることができる。

（７）本発明にかかる半導体装置において、
前記第１アライメントマークおよび前記第２アライメントマークは、その周囲にそれぞれ禁止領域を有することができる。

（８）本発明にかかる半導体装置において、
前記禁止領域には、前記第１アライメントマークまたは前記第２アライメントマークの長手方向の中心線を軸として線対称な位置に、所与のパターンが配置されていることができる。

（９）本発明にかかる半導体装置において、
前記第１アライメントマークの前記禁止領域には、前記第２アライメントマークの一部が配置されていることができる。

以下、本発明の実施の形態の一例について、図１ないし図４を参照しつつ説明する。図１は、本実施の形態にかかる半導体装置を模式的に示す平面図である。図２は、図１のＡ部の拡大図である。図３は、図２のアライメントマーク領域１８の拡大図である。図４は、Ｂ部に含まれているアライメントマークの形状を説明する図である。

本実施の形態にかかる半導体装置では、図１に示すように、半導体ウェハ１０の上にショット単位で区切られた複数の領域１２が配列されている。ここで、ショットとは、１枚のレチクル（フォトマスク）を用いてパターンが露光される範囲である。

図２に示すように、領域１２には、複数の半導体チップ２０が設けられている。半導体チップ２０は、長方形状を有し、複数の半導体チップ２０同士は、その長辺同士が隣り合うように、Ｙ方向に一列に配列されている。各半導体チップ２０の周囲には、スクライブ領域が設けられている。つまり、スクライブ領域とは、隣り合う半導体チップ２０間の間に生じる領域のことをいう。本実施の形態では、長辺同士が隣り合うことのない半導体チップ２０同士の短辺間である第１スクライブ領域１４と、長辺同士が隣り合う半導体チップ２０同士の長辺間である第２スクライブ領域１６と、を有する。第１スクライブ領域１４および第２スクライブ領域１６は、半導体チップ２０を切り分けるダイシング工程で損失することとなるブレードの幅分のダイシングエリアを含む領域である。なお、第１スクライブ領域１４は、図２に示したように、領域１２内で長辺同士が隣り合う半導体チップ２０の短辺を結ぶ仮想線２２を設けたとき、１方の領域１２の仮想線２２と他方の領域１２の仮想線２２により画定される領域である。

本実施の形態にかかる半導体装置では、第２スクライブ領域１６の幅は、第１スクライブ領域１４と比してその幅が小さい。具体的には、第２スクライブ領域１６は、ダイシングエリアとして必要なだけの幅を有している。つまり、２つの半導体チップ２０は、対向する長辺側のダイシングエリアを共有しており、そのダイシングエリアが第２スクライブ領域１６であるということができる。また、第２スクライブ領域１６には、ＴＥＧ、アライメントマークが設けられていない。そのため、１回のダイシング（フルカット）で、長辺間を切り分けることができる。このことは、工程数の削減に寄与することとなる。

次に、第１スクライブ領域１４について説明する。図２に示すように、第１スクライブ領域１４には、ＴＥＧ領域１７とアライメントマーク領域１８とが設けられている。ＴＥＧ領域１７は、ＴＥＧが配置される領域である。アライメントマーク領域１８は、半導体ウェハ１０と、レチクル（フォトマスク）の位置合わせを行うためのアライメントマークであり、Ｘ方向およびＹ方向を特定できる情報を有するアライメントマークが配置されている。

次に、図３および図４を参照しつつ、アライメントマーク領域１８の詳細を説明する。図３に示すように、アライメントマーク領域１８には、Ｘ方向を計測する第１アライメントマーク３０が一定の間隔をおいて複数設けられている。複数の第１アライメントマーク３０に挟まれた位置には、Ｙ方向を計測するための第２アライメントマーク４０が設けられている。第１アライメントマーク３０および第２アライメントマーク４０の配置を説明する前に、それぞれの形状について、図４を参照しつつ説明する。

図４（Ａ）は、第１アライメントマーク３０を拡大して示す平面図である、図４（Ｂ）は、第２アライメントマーク４０を拡大して示す平面図である。図４（Ａ）に示すように、第１アライメントマーク３０は、Ｘ方向（「第１方向」に相当する。）の幅がＹ方向（「第２方向」に相当する。）の幅と比して大きい長方形状３２を有する。長方形状３２の中心には、十字パターン３４が設けられている。十字パターン３４は座標軸を示す。十字パターン３４の両側方に溝群３６が設けられている。一方、図４（Ｂ）に示すように、第２アライメントマーク４０は、Ｙ方向の幅がＸ方向の幅と比して大きい長方形状４２を有する。第１アライメントマーク３０と同様に、長方形状４２の中心には、十字パターン４４が設けられ、十字パターン４４の両側方には溝群４６が設けられている。

ついで、第１アライメントマーク３０と第２アライメントマーク４０との配置について図３を参照しつつ説明する。上述したように、第１アライメントマーク３０は、一定の間隔を設けて配置されている。この間隔は、アライメントマークを検知するスキャナーのアライメントビームスポット径によって決定される。第１アライメントマーク３０の周囲には、ビームスポット径に相当する範囲の禁止領域３８（点線で示す）が設けられることとなる。つまり、第１アライメントマーク３０の周囲であって禁止領域３８の範囲には、誤認識または認識性の低下を抑制するため他のマークを配置することができないのである。そのため、第１アライメントマーク３０同士では、この禁止領域３８が重なることのないよう一定の間隔をおいて配置されているのである。一方、第２アライメントマーク４０は、１つの第１アライメントマーク３０を挟んで配置されている。具体的には、第１アライメントマーク３０のＸ方向に沿った中心線を軸としたときに対称となる位置に、第２アライメントマーク４０が配置されている。第２アライメントマーク４０の一部は、禁止領域３８内に配置されることとなるが、上述したように、第１アライメントマーク３０に対して対称関係が維持されているため、認識性の低下等を抑制できるのである。

本実施の形態にかかる半導体装置では、上記アライメントマークを用いて、レチクルと半導体ウェハの位置合わせを行い、レジスト層に露光した後、ベークすることで各種工程に必要なマスク層を形成することができる。

（変形例１）
次に、本実施の形態にかかる半導体装置の変形例について図５を参照しつつ説明する。図５は、本変形例にかかる半導体装置を説明する平面図である。図５における半導体装置では、本実施の形態にかかる半導体装置と比して、アライメントマークの配置が異なる例である。なお、本実施の形態にかかる半導体装置と共通する構造および部材については、その詳細な説明を省略する。

図５に示すように、第１スクライブ領域１４には、複数のＴＥＧ５０およびアライメントマークである第１アライメントマーク３０および第２アライメントマーク４０が設けられている。つまり、第１スクライブ領域１４に、Ｘ方向を計測する第１アライメントマーク３０と第２アライメントマーク４０とが設けられているのである。第１アライメントマーク３０および第２アライメントマーク４０については、上述した通りである。

（変形例２）
次に、本実施の形態にかかる半導体装置の変形例について図６を参照しつつ説明する。本変形例にかかる半導体装置では、第１アライメントマーク３０および第２アライメントマーク４０の配置は、上述の変形例２と同様であり、第１アライメントマーク３０および第２アライメントマーク４０の周囲に設けられる禁止領域３８、４８に所与のパターンが設けられている点が異なる例である。図６は、第１アライメントマーク３０の禁止領域３８を拡大して示す平面図である。

本変形例にかかる半導体装置は、図５に参照されるように、第１スクライブ領域１４に、第１アライメントマーク３０および第２アライメントマーク４０が設けられている。そして、第１アライメントマーク３０の禁止領域３８中に、ＴＥＧ５２が設けられている点が異なる点である。図６（Ａ）および図６（Ｂ）は、本変形例にかかる第１アライメントマーク３０および禁止領域３８を拡大して示す図である。図６（Ｂ）に示すように、第１アライメントマーク３０の中心線を軸として、対称な位置にＴＥＧ５２が設けられていることができる。このように、第１アライメントマーク３０の禁止領域３８の範囲内であっても、ＴＥＧや他のアライメントマークを配置することができ、第１スクライブ領域１４を有効活用することができる。

本実施の形態にかかる半導体装置によれば、半導体チップ２０の短辺側に設けられた第１スクライブ領域１４にのみ、第１方向および第２方向を計測する第１アライメントマーク３０および第２アライメントマーク４０が設けられている。所定の方向を計測するためのマークとして、計測したい方向に長辺を有する形状のパターンを適用する場合、それぞれの長さに応じたスクライブ領域に各マークが配置されることがある。その場合には、スクライブ領域の面積の縮小化は、アライメントマークにより阻害されてしまうこととなる。しかし、本実施の形態にかかる半導体装置では、いずれの方向を計測するアライメントマークであるかを問わず、第１スクライブ領域１４に設けている。そのため、長辺方向の第２スクライブ領域１６の幅は、ダイシングに必要な最低限の面積とすることができる。特に、長方形状の半導体チップ２０の場合には、長辺方向の第２スクライブ領域１６は、辺の長さ分に応じた面積を有することとなる。そのため、本実施の形態にかかる半導体装置のように、アライメントマークを一方の第１スクライブ領域１４にのみ配置することで、第２スクライブ領域１６の面積を必要以上に増加させることなく、全体としてはスクライブ領域の面積の縮小を図ることができる。その結果、１枚の半導体ウェハから作成することができる半導体チップの個数を増加させることができ、コストの削減をも図ることができるのである。

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。たとえば、本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（たとえば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び結果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

本実施の形態にかかる半導体装置を模式的に示す平面図。 本実施の形態にかかる半導体装置を模式的に示す平面図。 本実施の形態にかかる半導体装置を模式的に示す平面図。 本実施の形態にかかる半導体装置を模式的に示す平面図。 本実施の形態にかかる半導体装置を模式的に示す平面図。 本実施の形態にかかる半導体装置を模式的に示す平面図。

符号の説明

１０…半導体ウェハ、 １２…領域、 １４…第１スクライブ領域、 １６…第２スクライブ領域、 １７…ＴＥＧ領域、 １８…アライメントマーク領域、 ２０…半導体チップ、 ３０…第１アライメントマーク、 ３２、４２…長方形状、 ３４、４４…十字パターン、 ３６、４６…溝群、 ３８、４８…禁止領域、 ４０…第２アライメントマーク、 ５０、５２…ＴＥＧ

Claims (9)

1. 半導体ウェハと、
   前記半導体ウェハの上に設けられた複数の長方形の半導体チップと、
   前記複数の半導体チップの短辺間に設けられた第１スクライブ領域と、
   前記複数の半導体チップの長辺間に設けられ、前記第１スクライブ領域と比して幅が小さい第２スクライブ領域と、
   前記第１スクライブ領域に設けられ、前記半導体ウェハの面内の第１方向を計測する第１アライメントマークと、第２方向を計測する第２アライメントマークと、を含む、半導体装置。
2. 請求項１において、
   前記第２スクライブ領域には、アライメントマークおよびＴＥＧの少なくとも一方が設けられていない、半導体装置。
3. 請求項１または２において、
   前記第１アライメントマークは、前記第１方向の幅が前記第２方向の幅と比して大きいパターンを有し、
   前記第２アライメントマークは、前記第２方向の幅が前記第１方向の幅と比して大きいパターンを有する、半導体装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかにおいて、
   前記第１アライメントマークおよび前記第２アライメントマークは、長方形状を有し、
   それぞれの長辺方向が交差するように配置されている、半導体装置。
5. 請求項４において、
   前記第１アライメントマークの長辺方向と、前記第２アライメントマークの長辺方向とが、直角をなすように交差している、半導体装置。
6. 請求項１ないし５のいずれかにおいて、
   前記第１アライメントマークの前記第１方向の中心線を軸として、複数の前記第２アライメントマークが対向するように設けられている、半導体装置。
7. 請求項１ないし６のいずれかにおいて、
   前記第１アライメントマークおよび前記第２アライメントマークは、その周囲にそれぞれ禁止領域を有する、半導体装置。
8. 請求項７において、
   前記禁止領域には、前記第１アライメントマークまたは前記第２アライメントマークの長手方向の中心線を軸として線対称な位置に、所与のパターンが配置されている、半導体装置。
9. 請求項６または７において、
   前記第１アライメントマークの前記禁止領域には、前記第２アライメントマークの一部が配置されている、半導体装置。

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