JP2014007240A - Semiconductor device and semiconductor device manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置及び半導体装置の製造方法に関し、特にアライメントマークを有する半導体装置及び半導体装置の製造方法に適用可能な技術である。 The present invention relates to a semiconductor device and a method for manufacturing the semiconductor device, and more particularly to a technique applicable to a semiconductor device having an alignment mark and a method for manufacturing the semiconductor device.
半導体チップの製造プロセスは、ウェハを用いて行われる。そしてウェハをダイシングして複数の半導体チップに個片化する前に、半導体チップの検査が行われる。これによって、不良品となる半導体チップの位置が認識される。そして、ダイシング後の半導体チップをピックアップするとき、半導体チップは、良品と不良品に分別される。このとき、ウェハ内における不良品の位置は、ウェハに形成されたアライメントマークを基準に判断される。 The semiconductor chip manufacturing process is performed using a wafer. Then, the semiconductor chip is inspected before the wafer is diced into a plurality of semiconductor chips. Thereby, the position of the semiconductor chip which becomes a defective product is recognized. And when picking up the semiconductor chip after dicing, the semiconductor chip is classified into a good product and a defective product. At this time, the position of the defective product in the wafer is determined based on the alignment mark formed on the wafer.
ウェハは円形であるため、ウェハの周辺部分からは半導体チップを切り出すことはできない。このため、上記したアライメントマークは、ウェハの周辺部分に配置されることが多い。 Since the wafer is circular, semiconductor chips cannot be cut out from the peripheral portion of the wafer. For this reason, the alignment marks described above are often arranged in the peripheral portion of the wafer.
なお、特許文献1には、半導体チップを切り出すことができる有効領域と、有効領域に隣接する領域とで異なるパターンを形成することにより、有効領域を認識しやすくなる、と記載されている。 Patent Document 1 describes that an effective area can be easily recognized by forming different patterns in an effective area where a semiconductor chip can be cut out and an area adjacent to the effective area.
近年は半導体チップの微細化が進んでいるため、ウェハのうち半導体チップを切り出すことができない領域は、狭くなっている。このため、アライメントマークは小さくなり、認識されにくくなってしまう。その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。 In recent years, as semiconductor chips have been miniaturized, the area of the wafer where semiconductor chips cannot be cut out has become narrower. For this reason, the alignment mark becomes small and difficult to be recognized. Other problems and novel features will become apparent from the description of the specification and the accompanying drawings.
一実施の形態によれば、基板は、半導体チップとなるべきチップ領域を複数有しており、また、層間絶縁膜が形成されている。層間絶縁膜の表面には電極パッドが形成されている。電極パッドは、複数のチップ領域それぞれに配置されている。層間絶縁膜の上には、保護絶縁膜が形成されている。保護絶縁膜は、電極パッドの上に第1開口を有している。また、保護絶縁膜は、少なくとも一つの前記チップ領域に第2開口を有している。第2開口は、第1開口よりも大きい。 According to one embodiment, the substrate has a plurality of chip regions to be semiconductor chips, and an interlayer insulating film is formed. Electrode pads are formed on the surface of the interlayer insulating film. The electrode pad is disposed in each of the plurality of chip regions. A protective insulating film is formed on the interlayer insulating film. The protective insulating film has a first opening on the electrode pad. The protective insulating film has a second opening in at least one of the chip regions. The second opening is larger than the first opening.
前記一実施の形態によれば、第2開口をアライメントマークとして使用することができる。第2開口は、チップ領域に形成されているため、大面積にすることができる。 According to the one embodiment, the second opening can be used as an alignment mark. Since the second opening is formed in the chip region, it can have a large area.
以下、実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. In all the drawings, the same reference numerals are given to the same components, and the description will be omitted as appropriate.
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る半導体装置SDの構成を示す平面図である。半導体装置SDは、個片化される前の状態、すなわちウェハの状態にあり、複数のチップ領域CA(図2,3に図示)を有している。チップ領域CAは、半導体チップとして切り出されるべき領域であり、いずれも矩形である。半導体装置SDは、複数の単位領域に分けられる。各単位領域は、いずれも複数のチップ領域CAを有している。同一の単位領域に含まれているチップ領域CAは、後述するポリイミド膜PRIの露光工程において、同一のタイミングで露光されている。単位領域の一部は第2単位領域SA2であり、残りの単位領域は第1単位領域SA1である。第2単位領域SA2に含まれるチップ領域CAの少なくとも一つには、アライメントマークAM(後述)が形成されている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a plan view showing the configuration of the semiconductor device SD according to the first embodiment. The semiconductor device SD is in a state before being singulated, that is, in a wafer state, and has a plurality of chip areas CA (shown in FIGS. 2 and 3). The chip area CA is an area to be cut out as a semiconductor chip, and is all rectangular. The semiconductor device SD is divided into a plurality of unit regions. Each unit area has a plurality of chip areas CA. The chip areas CA included in the same unit area are exposed at the same timing in the polyimide film PRI exposure process described later. A part of the unit area is the second unit area SA2, and the remaining unit area is the first unit area SA1. An alignment mark AM (described later) is formed in at least one of the chip areas CA included in the second unit area SA2.
本図に示す例において、ウェハの外周に接していない単位領域は、矩形である。第2単位領域SA2は、4つ設けられている。そして4つの第2単位領域SA2は、いずれも、矩形の単位領域のうち最外周に位置している。このため、本図に示す例では、アライメントマークAMは、ウェハの周辺部またはその近傍に設けられている。アライメントマークAMは、ウェハを半導体チップにダイシングした後、半導体チップをピックアップするときに使用される。 In the example shown in this figure, the unit area that is not in contact with the outer periphery of the wafer is rectangular. Four second unit areas SA2 are provided. All of the four second unit areas SA2 are located on the outermost periphery of the rectangular unit areas. For this reason, in the example shown in this drawing, the alignment mark AM is provided at or near the periphery of the wafer. The alignment mark AM is used when picking up a semiconductor chip after dicing the wafer into semiconductor chips.
なお、上記した単位領域は仮想的なものであるため、単位領域の境界は、半導体装置SDには現れない。このため、半導体装置SD(ウェハ)を平面視した場合、互いに離れた少なくとも2つ(本図に示す例では4つ)のチップ領域CAのそれぞれに、アライメントマークAMが設けられていることになる。そして少なくとも一つのアライメントマークAMは、最外周以外の場所に位置するチップ領域CAに配置されている。 Note that since the unit area described above is virtual, the boundary between the unit areas does not appear in the semiconductor device SD. Therefore, when the semiconductor device SD (wafer) is viewed in plan, the alignment mark AM is provided in each of at least two (four in the example shown in the figure) chip areas CA that are separated from each other. . At least one alignment mark AM is arranged in the chip area CA located at a place other than the outermost periphery.
図2(a)は、第1単位領域SA1の構成を示す平面図である。第1単位領域SA1は、複数のチップ領域CAを有している。複数のチップ領域CAは、いずれも半導体チップとして切り出される領域であり、矩形を有している。チップ領域CAは、第2開口OP2(後述)が形成されず、かつプローブ検査で合格すれば、出荷対象の半導体チップとなる。チップ領域CAは、周辺部を除いて例えば絶縁膜であるポリイミド膜PRIによって覆われている。ポリイミド膜PRIには、電極パッドPD(後述)を露出するための第1開口OP1(後述)が設けられている。また、ポリイミド膜PRIは、ダイシングラインには設けられていない。 FIG. 2A is a plan view showing the configuration of the first unit region SA1. The first unit area SA1 has a plurality of chip areas CA. Each of the plurality of chip areas CA is an area cut out as a semiconductor chip and has a rectangular shape. The chip area CA becomes a semiconductor chip to be shipped if the second opening OP2 (described later) is not formed and passes the probe inspection. The chip area CA is covered with, for example, a polyimide film PRI which is an insulating film except for the peripheral portion. The polyimide film PRI is provided with a first opening OP1 (described later) for exposing an electrode pad PD (described later). Further, the polyimide film PRI is not provided on the dicing line.
図2(b)は、ウェハの周辺に位置する第1単位領域SA1の平面図である。第1単位領域SA1がウェハの周辺に位置する場合、ウェハの縁を含む領域は、チップ領域CAよりも小さい周辺領域EDGとなる。一方、アライメントマークAMの面積(平面形状)は、例えば3mm×3mm以上である。このため、チップ領域CAが小さくなる(例えば面積が3mm×3mm以下になると、周辺領域EDGには十分な大きさのアライメントマークAMを配置することができない。 FIG. 2B is a plan view of the first unit region SA1 located around the wafer. When the first unit area SA1 is located at the periphery of the wafer, the area including the edge of the wafer is a peripheral area EDG that is smaller than the chip area CA. On the other hand, the area (planar shape) of the alignment mark AM is, for example, 3 mm × 3 mm or more. For this reason, when the chip area CA becomes small (for example, when the area becomes 3 mm × 3 mm or less, alignment marks AM having a sufficiently large size cannot be arranged in the peripheral area EDG).
図3は、第2単位領域SA2の構成を示す平面図である。第2単位領域SA2も、複数のチップ領域CAを有している。ただし、一部のチップ領域CAの上に位置するポリイミド膜PRIには、第2開口OP2が形成されている。第2開口OP2は、後述するように、第1開口OP1よりも大きい。第2開口OP2は、第1開口OP1の例えば200倍以上の面積である。第2開口OP2は、アライメントマークAMとして機能し、その面積は3mm×3mm以上である。本図に示す例において、第2開口OP2は、あるチップ領域CAの全面に設けられている。すなわち、アライメントマークAMが形成されるチップ領域CAの上には、ポリイミド膜PRIが設けられていない。このようにすると、第2開口OP2を大きくすることができる。このため、第2開口OP2をアライメントマークAMとして使用した場合、アライメントマークAMは認識されやすくなる。 FIG. 3 is a plan view showing the configuration of the second unit region SA2. The second unit area SA2 also has a plurality of chip areas CA. However, the second opening OP2 is formed in the polyimide film PRI located on a part of the chip area CA. The second opening OP2 is larger than the first opening OP1, as will be described later. The second opening OP2 has an area that is, for example, 200 times or more that of the first opening OP1. The second opening OP2 functions as the alignment mark AM, and the area thereof is 3 mm × 3 mm or more. In the example shown in this drawing, the second opening OP2 is provided on the entire surface of a certain chip area CA. That is, the polyimide film PRI is not provided on the chip area CA where the alignment mark AM is formed. If it does in this way, 2nd opening OP2 can be enlarged. For this reason, when the second opening OP2 is used as the alignment mark AM, the alignment mark AM is easily recognized.
なお、図4に示すように、第2開口OP2は、チップ領域CAの一部にのみ形成されていても良い。 As shown in FIG. 4, the second opening OP2 may be formed only in a part of the chip area CA.
図5は、図3のA−A´断面図である。半導体装置SDのチップ領域CAは、いずれも図5に示した構成を有している。基板SUBは、例えばシリコン基板などの半導体基板である。基板SUBには、複数のトランジスタが形成されている。これらのトランジスタは、回路を形成している。この回路は、ロジック回路でも良いし、メモリセルの制御回路でもよいし、メモリセルの読み出し/書き込み用の回路であっても良い。 FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. Each chip area CA of the semiconductor device SD has the configuration shown in FIG. The substrate SUB is a semiconductor substrate such as a silicon substrate. A plurality of transistors are formed on the substrate SUB. These transistors form a circuit. This circuit may be a logic circuit, a memory cell control circuit, or a memory cell read / write circuit.
基板SUB上には、多層配線層MTIが形成されている。多層配線層MTIは、ダマシン構造の配線を少なくとも一層含んでいてもよい。そして、最上層の層間絶縁膜ILの上には、電極パッドPD及び配線INCが形成されている。本図に示す例において、電極パッドPD及び配線INCは、Al又はAl合金を用いたて形成されている。電極パッドPD及び配線INCは、下面がバリアメタル膜によって覆われており、上面が反射防止膜によって覆われている。バリアメタル膜は、例えばTi及びTiNの積層膜であり、反射防止膜は、例えばTi及びTiNの積層膜である。このように、電極パッドPD及び配線INCは、金属膜で構成されている。 A multilayer wiring layer MTI is formed on the substrate SUB. The multilayer wiring layer MTI may include at least one wiring having a damascene structure. An electrode pad PD and a wiring INC are formed on the uppermost interlayer insulating film IL. In the example shown in the figure, the electrode pad PD and the wiring INC are formed using Al or an Al alloy. The electrode pad PD and the wiring INC have a lower surface covered with a barrier metal film and an upper surface covered with an antireflection film. The barrier metal film is, for example, a laminated film of Ti and TiN, and the antireflection film is, for example, a laminated film of Ti and TiN. As described above, the electrode pad PD and the wiring INC are made of a metal film.
層間絶縁膜IL、電極パッドPD、及び配線INCは、パッシベーション膜PSFによって覆われている。パッシベーション膜PSFは、窒化シリコン膜及び酸化シリコン膜の少なくとも一方を含んでおり、多層配線層MTI(配線INC及び電極パッドPDを含む)を保護するために設けられている。パッシベーション膜PSFは、例えば酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、又は酸化シリコン膜と窒化シリコン膜をこの順に積層した積層膜で構成された絶縁膜である。パッシベーション膜PSFは、電極パッドPD上に、第3開口OP3を有している。 The interlayer insulating film IL, the electrode pad PD, and the wiring INC are covered with a passivation film PSF. The passivation film PSF includes at least one of a silicon nitride film and a silicon oxide film, and is provided to protect the multilayer wiring layer MTI (including the wiring INC and the electrode pad PD). The passivation film PSF is an insulating film composed of, for example, a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a stacked film in which a silicon oxide film and a silicon nitride film are stacked in this order. The passivation film PSF has a third opening OP3 on the electrode pad PD.
パッシベーション膜PSF上には、ポリイミド膜PRI(保護絶縁膜)が形成されている。ポリイミド膜PRIは、第1開口OP1を有している。第1開口OP1は、電極パッドPD及びその周囲に位置するパッシベーション膜PSFを内側に含んでいる。 A polyimide film PRI (protective insulating film) is formed on the passivation film PSF. The polyimide film PRI has a first opening OP1. The first opening OP1 includes an electrode pad PD and a passivation film PSF located around the electrode pad PD.
なお、隣り合うチップ領域CAの間には、スクライブラインSCLが設けられている。ポリイミド膜PRIは、スクライブラインSCL上には形成されていない。 A scribe line SCL is provided between adjacent chip areas CA. The polyimide film PRI is not formed on the scribe line SCL.
また、ポリイミド膜PRIには、上記した第2開口OP2が形成されている。本図に示す例において、第2開口OP2は、スクライブラインSCL上の領域に繋がっている。 Further, the second opening OP2 is formed in the polyimide film PRI. In the example shown in the figure, the second opening OP2 is connected to a region on the scribe line SCL.
図6は、図1〜図4に示した半導体装置SDの製造方法を示すフローチャートである。図7〜図9は、図6に示した半導体装置SDの製造方法を説明するための断面図であり、図5に対応している。 FIG. 6 is a flowchart showing a manufacturing method of the semiconductor device SD shown in FIGS. 7 to 9 are cross-sectional views for explaining a method of manufacturing the semiconductor device SD shown in FIG. 6, and correspond to FIG.
まず、基板SUBに素子分離膜を形成する。これにより、素子形成領域が分離される。素子分離膜は、例えばSTI法を用いて形成されるが、LOCOS法を用いて形成されても良い。次いで、素子形成領域に位置する基板SUBに、ゲート絶縁膜及びゲート電極を形成する。ゲート絶縁膜は酸化シリコン膜であってもよいし、酸化シリコン膜よりも誘電率が高い高誘電率膜(例えばハフニウムシリケート膜)であってもよい。ゲート絶縁膜が酸化シリコン膜である場合、ゲート電極はポリシリコン膜により形成される。またゲート絶縁膜が高誘電率膜である場合、ゲート電極は、金属膜(例えばTiN)とポリシリコン膜の積層膜により形成される。また、ゲート電極がポリシリコンにより形成される場合、ゲート電極を形成する工程において、素子分離膜上にポリシリコン抵抗を形成しても良い。 First, an element isolation film is formed on the substrate SUB. Thereby, the element formation region is separated. The element isolation film is formed using, for example, the STI method, but may be formed using the LOCOS method. Next, a gate insulating film and a gate electrode are formed on the substrate SUB located in the element formation region. The gate insulating film may be a silicon oxide film or a high dielectric constant film (for example, a hafnium silicate film) having a higher dielectric constant than that of the silicon oxide film. When the gate insulating film is a silicon oxide film, the gate electrode is formed of a polysilicon film. When the gate insulating film is a high dielectric constant film, the gate electrode is formed of a laminated film of a metal film (for example, TiN) and a polysilicon film. When the gate electrode is formed of polysilicon, a polysilicon resistor may be formed on the element isolation film in the step of forming the gate electrode.
次いで、素子形成領域に位置する基板SUBに、ソース及びドレインのエクステンション領域を形成する。次いでゲート電極の側壁にサイドウォールを形成する。次いで、素子形成領域に位置する基板SUBに、ソース及びドレインとなる不純物領域を形成する。このようにして、基板SUB上にMOSトランジスタが形成される。 Next, source and drain extension regions are formed in the substrate SUB located in the element formation region. Next, sidewalls are formed on the sidewalls of the gate electrode. Next, impurity regions serving as a source and a drain are formed in the substrate SUB located in the element formation region. In this way, a MOS transistor is formed on the substrate SUB.
次いで、素子分離膜上及びMOSトランジスタ上に、多層配線層MTIを形成する(図6のステップS10及び図7)。最上層の層間絶縁膜ILの上には、電極パッドPD及び配線INCが形成される。 Next, a multilayer wiring layer MTI is formed on the element isolation film and the MOS transistor (step S10 in FIG. 6 and FIG. 7). An electrode pad PD and a wiring INC are formed on the uppermost interlayer insulating film IL.
次いで、層間絶縁膜ILの上、電極パッドPDの上、及び配線INCの上に、パッシベーション膜PSFを形成する。次いで、パッシベーション膜PSF上にレジストパターン(図示せず)を形成し、このレジストパターンをマスクとしてパッシベーション膜PSFをエッチングする。これにより、パッシベーション膜PSFには第3開口OP3が形成される(図6のステップS20及び図7)。 Next, a passivation film PSF is formed on the interlayer insulating film IL, the electrode pad PD, and the wiring INC. Next, a resist pattern (not shown) is formed on the passivation film PSF, and the passivation film PSF is etched using this resist pattern as a mask. Thereby, the third opening OP3 is formed in the passivation film PSF (step S20 in FIG. 6 and FIG. 7).
次いで、パッシベーション膜PSFの上に、ポリイミド膜PRIを形成する(図6のステップS30)。 Next, a polyimide film PRI is formed on the passivation film PSF (step S30 in FIG. 6).
次いで、ポリイミド膜PRIを、第1のレチクルRET1を用いて露光する(図6のステップS40及び図8)。第1のレチクルRET1は、第1開口OP1に対応した開口パターンを有している。これにより、ポリイミド膜PRIのうち第1開口OP1が形成されるべき領域は、露光され、露光領域AR1となる。 Next, the polyimide film PRI is exposed using the first reticle RET1 (step S40 in FIG. 6 and FIG. 8). The first reticle RET1 has an opening pattern corresponding to the first opening OP1. Thereby, the region where the first opening OP1 is to be formed in the polyimide film PRI is exposed to become an exposure region AR1.
次いで、ポリイミド膜PRIを、第2のレチクルRET2を用いて露光する(図6のステップS40及び図9)。第2のレチクルRET2は、第2開口OP2に対応した開口パターンを有している。これにより、ポリイミド膜PRIのうち第1開口OP1が形成されるべき領域は、露光され、露光領域AR2となる。 Next, the polyimide film PRI is exposed using the second reticle RET2 (step S40 in FIG. 6 and FIG. 9). The second reticle RET2 has an opening pattern corresponding to the second opening OP2. Thereby, the region where the first opening OP1 is to be formed in the polyimide film PRI is exposed to become an exposure region AR2.
その後、ポリイミド膜PRIを現像する。これにより、第1開口OP1及び第2開口OP2が形成される(図6のステップS40)。このようにして、図1〜図5に示した半導体装置SDが形成される。 Thereafter, the polyimide film PRI is developed. Thereby, the first opening OP1 and the second opening OP2 are formed (step S40 in FIG. 6). In this way, the semiconductor device SD shown in FIGS. 1 to 5 is formed.
図10は、図1〜図5に示した半導体装置SDをダイシングして半導体チップにする工程を説明するためのフローチャートである。本図に示す処理が行われる前に、半導体装置SDはプローブ検査されている。そして、プローブ検査の結果、チップ領域CAのうち良品の半導体チップとなる部分(以下、有効チップと記載)と不良品となる部分の位置情報が生成されている。 FIG. 10 is a flowchart for explaining a process of dicing the semiconductor device SD shown in FIGS. 1 to 5 into a semiconductor chip. Before the processing shown in this figure is performed, the semiconductor device SD is probed. As a result of the probe inspection, position information of a portion that becomes a non-defective semiconductor chip (hereinafter referred to as an effective chip) and a portion that becomes a defective product in the chip area CA is generated.
まず、ダイシング装置は、半導体装置SDのアライメントマークAM(第2開口OP2)の位置を認識する(ステップS110)。次いで、アライメントマークAMの位置を基準に、プローブ検査の結果を用いて、有効チップの位置情報、及び不良品となる部分の位置情報の少なくとも一方を認識する(ステップS120)。そして、ダイシング装置は、半導体装置SDをスクライブラインSCLに沿ってダイシングし、複数の半導体チップに個片化する(ステップS130)。その後、半導体チップのうち有効チップをピックアップする(ステップS140)。 First, the dicing apparatus recognizes the position of the alignment mark AM (second opening OP2) of the semiconductor device SD (step S110). Next, using the result of the probe inspection with reference to the position of the alignment mark AM, at least one of the position information of the effective chip and the position information of the portion that becomes a defective product is recognized (step S120). Then, the dicing apparatus dices the semiconductor device SD along the scribe line SCL and divides it into a plurality of semiconductor chips (step S130). Thereafter, an effective chip among the semiconductor chips is picked up (step S140).
なお、ステップS120とステップS130の順番は逆であっても良い。また、図6に示した処理と、図10に示した処理は、異なる事業所又は事業者で行われる場合が多いが、同じ事業所又は事業者で行われても良い。 Note that the order of step S120 and step S130 may be reversed. In addition, the process illustrated in FIG. 6 and the process illustrated in FIG. 10 are often performed at different establishments or companies, but may be performed at the same establishment or company.
また、図1に示す例では、第2単位領域SA2は、4箇所設けられていた。ただし、第2単位領域SA2の配置は、図1に示す例に限定されない。例えば図11に示すように、第2単位領域SA2は、一つの半導体装置SD(ウェハ)について一箇所にのみ設けられてもよい。また図12に示すように、3箇所に設けられても良いし、図13に示すように、5箇所以上に設けられても良い。図13に示す例では、アライメントマークAMは、ウェハの中心側にも形成されている。 In the example shown in FIG. 1, four second unit areas SA2 are provided. However, the arrangement of the second unit region SA2 is not limited to the example shown in FIG. For example, as shown in FIG. 11, the second unit region SA2 may be provided only at one location for one semiconductor device SD (wafer). Moreover, as shown in FIG. 12, you may provide in three places and as shown in FIG. 13, you may provide in five or more places. In the example shown in FIG. 13, the alignment mark AM is also formed on the center side of the wafer.
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。本実施形態によれば、アライメントマークAMは、第2開口OP2として形成されている。第2開口OP2は、いずれかのチップ領域CAに形成されている。このため、チップ領域CAが小さくなって周辺領域EDGが狭くなっても、第2開口OP2の面積を確保すること(3mm×3mm以上にすること)ができる。従って、チップ領域CAが小さくなっても、アライメントマークAMの視認性を維持することができる。 Next, the operation and effect of this embodiment will be described. According to the present embodiment, the alignment mark AM is formed as the second opening OP2. The second opening OP2 is formed in any one of the chip areas CA. For this reason, even if the chip area CA becomes small and the peripheral area EDG becomes narrow, the area of the second opening OP2 can be secured (3 mm × 3 mm or more). Therefore, the visibility of the alignment mark AM can be maintained even when the chip area CA is reduced.
また、アライメントマークAMを、任意の場所(例えばウェハの中心側)に形成することができる。さらに、複数のアライメントマークAMを、互いに離れた場所に形成することができる。従って、チップ領域CAの位置の認識が行いやすくなる。 Further, the alignment mark AM can be formed at an arbitrary location (for example, the center side of the wafer). Furthermore, the plurality of alignment marks AM can be formed at locations separated from each other. Therefore, it becomes easy to recognize the position of the chip area CA.
また本実施形態によれば、第1開口OP1は、第1のレチクルRET1によって形成されている。そして、第2開口OP2は、第1のレチクルRET1とは別の第2のレチクルRET2を用いて形成されている。このため、第2のレチクルRET2を変えるのみで、第2開口OP2の位置を変更することができる。 Further, according to the present embodiment, the first opening OP1 is formed by the first reticle RET1. The second opening OP2 is formed by using a second reticle RET2 different from the first reticle RET1. For this reason, the position of the second opening OP2 can be changed only by changing the second reticle RET2.
(第2の実施形態)
図14及び図15は、第2の実施形態に係る半導体装置SDの製造方法を示すフローチャートである。本図に示す処理は、ポリイミド膜PRI、第1開口OP1、及び第2開口OP2を形成する処理(ステップS30,S40)が、チップ領域CAの個片化処理(ステップS110〜S140)と同じ事業者(または事業所)によって行われる点を除いて、第1の実施形態に係る半導体装置SDの製造方法と同様である。
(Second Embodiment)
14 and 15 are flowcharts showing a method for manufacturing the semiconductor device SD according to the second embodiment. The process shown in this figure is the same as the process of forming the chip area CA (steps S110 to S140) in the process of forming the polyimide film PRI, the first opening OP1, and the second opening OP2 (steps S30 and S40). The method is the same as that of the method for manufacturing the semiconductor device SD according to the first embodiment, except that it is performed by a person (or business).
本実施形態によっても、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。 Also according to this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
(第3の実施形態)
図16は、第3の実施形態に係る第2単位領域SA2の構成を示す平面図である。本実施形態に係る半導体装置SDの製造方法は、第2単位領域SA2の構成を除いて、第1又は第2の実施形態に係る半導体装置SDの構成と同様である。
(Third embodiment)
FIG. 16 is a plan view showing the configuration of the second unit region SA2 according to the third embodiment. The manufacturing method of the semiconductor device SD according to the present embodiment is the same as the configuration of the semiconductor device SD according to the first or second embodiment, except for the configuration of the second unit region SA2.
本図に示す例において、第2単位領域SA2は、アライメントマークAM(第2開口OP2)が隣り合う少なくとも2つのチップ領域CAに跨って形成されている点を除いて、第1の実施形態に係る第2単位領域SA2と同様である。本図に示す例では、第2開口OP2は、隣り合う2つのチップ領域CAに跨って形成されている。詳細には、第2開口OP2は、隣り合う2つのチップ領域CAの全面を、内側に含んでいる。 In the example shown in the drawing, the second unit region SA2 is the same as that of the first embodiment except that the alignment mark AM (second opening OP2) is formed across at least two adjacent chip regions CA. This is the same as the second unit area SA2. In the example shown in the drawing, the second opening OP2 is formed across two adjacent chip areas CA. Specifically, the second opening OP2 includes the entire surfaces of two adjacent chip areas CA inside.
本実施形態によっても、第1又は第2の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、第2開口OP2は、隣り合う少なくとも2つのチップ領域CAに跨って形成されている。このため、第1又は第2の実施形態と比較して、第2開口OP2(アライメントマークAM)を大きくすることができる。 According to this embodiment, the same effect as that of the first or second embodiment can be obtained. The second opening OP2 is formed across at least two adjacent chip areas CA. For this reason, the second opening OP2 (alignment mark AM) can be enlarged as compared with the first or second embodiment.
(第4の実施形態)
図17は、第4の実施形態に係る半導体装置SDの構成を示す平面図である。本図は、第1の実施形態における図1に対応している。本実施形態における半導体装置SDは、ウェハの全面が第2単位領域SA2になっている点を除いて、第1〜第3の実施形態のいずれかと同様の構成である。
(Fourth embodiment)
FIG. 17 is a plan view showing a configuration of a semiconductor device SD according to the fourth embodiment. This figure corresponds to FIG. 1 in the first embodiment. The semiconductor device SD according to this embodiment has the same configuration as that of any of the first to third embodiments except that the entire surface of the wafer is the second unit region SA2.
図18は、図17に示した半導体装置SDの製造方法を示す断面図である。本実施形態に係る半導体装置SDの製造方法は、露光領域AR1と露光領域AR2が、同一のレチクルRET3を用いて形成される点を除いて、第1〜第3の実施形態に係る半導体装置SDの製造方法と同様である。 18 is a cross-sectional view showing a method of manufacturing the semiconductor device SD shown in FIG. The manufacturing method of the semiconductor device SD according to the present embodiment is the same as that of the semiconductor device SD according to the first to third embodiments except that the exposure area AR1 and the exposure area AR2 are formed using the same reticle RET3. This is the same as the manufacturing method.
本実施形態によっても、第1〜第3の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、露光回数が1回でよいため、半導体装置SDの製造工程数を少なくすることができる。 Also according to the present embodiment, the same effects as those of the first to third embodiments can be obtained. Moreover, since the number of exposures may be one, the number of manufacturing steps of the semiconductor device SD can be reduced.
(第5の実施形態)
図19は、第5の実施形態に係る半導体装置SDの構成を示す断面図であり、第1の実施形態における図5に対応している。本実施形態に係る半導体装置SDは、以下の点を除いて、第1〜第4の実施形態のいずれかと同様の構成である。
(Fifth embodiment)
FIG. 19 is a cross-sectional view showing the configuration of the semiconductor device SD according to the fifth embodiment, and corresponds to FIG. 5 in the first embodiment. The semiconductor device SD according to this embodiment has the same configuration as that of any of the first to fourth embodiments except for the following points.
まず、半導体装置SDは、ポリイミド膜PRIを有していない。そして、アライメントマークAMは、パッシベーション膜PSF(保護絶縁膜)に形成された開口OP4(第2開口)である。開口OP4の平面形状及びレイアウトは、第1〜第4の実施形態に示した第2開口OP2の平面形状及びレイアウトと同様である。 First, the semiconductor device SD does not have the polyimide film PRI. The alignment mark AM is an opening OP4 (second opening) formed in the passivation film PSF (protective insulating film). The planar shape and layout of the opening OP4 are the same as the planar shape and layout of the second opening OP2 shown in the first to fourth embodiments.
図20及び図21は、図19に示した半導体装置SDの製造方法を示す断面図である。図20に示すように、パッシベーション膜PSFを形成するまでの工程は、第1〜第4の実施形態に係る半導体装置SDの製造方法と同様である。 20 and 21 are cross-sectional views showing a method for manufacturing the semiconductor device SD shown in FIG. As shown in FIG. 20, the process until the passivation film PSF is formed is the same as the method for manufacturing the semiconductor device SD according to the first to fourth embodiments.
次いで図21に示すように、パッシベーション膜PSF上にレジスト膜PRを形成する。次いで、レジスト膜PRを露光及び現像する。これにより、レジスト膜PRには、第3開口OP3に対応する開口と、開口OP4に対応する開口が形成される。なお、レジスト膜PRの露光工程は、第1〜第3の実施形態に示したように第1のレチクルRET1及び第2のレチクルRET2を用いて行われても良いし、第4の実施形態に示したようにレチクルRET3を用いて行われても良い。 Next, as shown in FIG. 21, a resist film PR is formed on the passivation film PSF. Next, the resist film PR is exposed and developed. Thereby, an opening corresponding to the third opening OP3 and an opening corresponding to the opening OP4 are formed in the resist film PR. Note that the exposure process of the resist film PR may be performed using the first reticle RET1 and the second reticle RET2 as shown in the first to third embodiments, or in the fourth embodiment. As shown, reticle RET3 may be used.
その後、レジスト膜PRをマスクとして、パッシベーション膜PSFをエッチングする。これにより、パッシベーション膜PSFには、第3開口OP3及び開口OP4が形成される。 Thereafter, the passivation film PSF is etched using the resist film PR as a mask. Thereby, the third opening OP3 and the opening OP4 are formed in the passivation film PSF.
本実施形態によれば、ポリイミド膜PRIが形成されない半導体装置SDにおいても、第1〜第4の実施形態と同様の効果を得ることができる。 According to this embodiment, even in the semiconductor device SD in which the polyimide film PRI is not formed, the same effect as in the first to fourth embodiments can be obtained.
(第6の実施形態)
図22は、第6の実施形態に係る半導体装置SDの構成を示す断面図である。本実施形態に係る半導体装置SDは、再配線RICを備える点を除いて、第1〜第4の実施形態のいずれかと同様の構成である。
(Sixth embodiment)
FIG. 22 is a cross-sectional view showing a configuration of a semiconductor device SD according to the sixth embodiment. The semiconductor device SD according to the present embodiment has the same configuration as that of any of the first to fourth embodiments, except that a rewiring RIC is provided.
詳細には、パッシベーション膜PSF上には、第1ポリイミド膜PRI1が形成されている。第1ポリイミド膜PRI1は、電極パッドPD上に開口OP5を有している。再配線RICは、第1ポリイミド膜PRI1上に形成されており、開口OP5において電極パッドPDに接続している。そして、第1ポリイミド膜PRI1上及び再配線RIC上には、第2ポリイミド膜PRI2が形成されている。第2ポリイミド膜PRI2は、パッシベーション膜PSFの第3開口OP3とは異なる位置に、開口OP6を有している。第1開口OP1は、再配線RICに形成された電極パッド上に位置している。 Specifically, a first polyimide film PRI1 is formed on the passivation film PSF. The first polyimide film PRI1 has an opening OP5 on the electrode pad PD. The rewiring RIC is formed on the first polyimide film PRI1 and is connected to the electrode pad PD at the opening OP5. A second polyimide film PRI2 is formed on the first polyimide film PRI1 and the rewiring RIC. The second polyimide film PRI2 has an opening OP6 at a position different from the third opening OP3 of the passivation film PSF. The first opening OP1 is located on the electrode pad formed in the rewiring RIC.
また、第1ポリイミド膜PRI1及び第2ポリイミド膜PRI2は、いずれもアライメントマークAMとなるべき部分には形成されていない。すなわち第1ポリイミド膜PRI1及び第2ポリイミド膜PRI2は、いずれも第2開口OP2を有している。第2開口OP2の平面形状及びレイアウトは、第1〜第4の実施形態のいずれかと同様である。 Further, neither the first polyimide film PRI1 nor the second polyimide film PRI2 is formed in a portion to be the alignment mark AM. That is, the first polyimide film PRI1 and the second polyimide film PRI2 both have the second opening OP2. The planar shape and layout of the second opening OP2 are the same as those in any of the first to fourth embodiments.
図23及び図24は、図22に示した半導体装置SDの製造方法を示す断面図である。図23に示すように、パッシベーション膜PSF及び第3開口OP3を形成するまでの工程は、第1〜第4の実施形態に係る半導体装置SDの製造方法と同様である。次いで、パッシベーション膜PSF上及び第3開口OP3内に、第1ポリイミド膜PRI1を形成する。次いで、第1ポリイミド膜PRI1を露光及び現像する。これにより、開口OP5、及び第1ポリイミド膜PRI1の第2開口OP2が形成される。なお、開口OP5を形成するための露光工程及び第2開口OP2を形成するための露光工程は、別々のレチクルを用いて行われても良いし、一枚のレチクルで同時に行われても良い。 23 and 24 are cross-sectional views showing a method for manufacturing the semiconductor device SD shown in FIG. As shown in FIG. 23, the steps until the passivation film PSF and the third opening OP3 are formed are the same as those in the method for manufacturing the semiconductor device SD according to the first to fourth embodiments. Next, a first polyimide film PRI1 is formed on the passivation film PSF and in the third opening OP3. Next, the first polyimide film PRI1 is exposed and developed. Thereby, the opening OP5 and the second opening OP2 of the first polyimide film PRI1 are formed. Note that the exposure process for forming the opening OP5 and the exposure process for forming the second opening OP2 may be performed using separate reticles, or may be performed simultaneously using a single reticle.
次いで、図24に示すように、再配線RICを、例えばめっき法により形成する。 Next, as shown in FIG. 24, the rewiring RIC is formed by, for example, a plating method.
その後、第1ポリイミド膜PRI1上及び再配線RIC上に、第2ポリイミド膜PRI2を形成する。次いで、第2ポリイミド膜PRI2を露光及び現像する。これにより、開口OP6、及び第2ポリイミド膜PRI2の第2開口OP2が形成される。なお、開口OP6を形成するための露光工程及び第2開口OP2を形成するための露光工程は、別々のレチクルを用いて行われても良いし、一枚のレチクルで同時に行われても良い。このようにして、図22に示した半導体装置SDが形成される。 Thereafter, a second polyimide film PRI2 is formed on the first polyimide film PRI1 and the rewiring RIC. Next, the second polyimide film PRI2 is exposed and developed. Thereby, the opening OP6 and the second opening OP2 of the second polyimide film PRI2 are formed. Note that the exposure process for forming the opening OP6 and the exposure process for forming the second opening OP2 may be performed using separate reticles, or may be performed simultaneously by a single reticle. In this way, the semiconductor device SD shown in FIG. 22 is formed.
本実施形態によれば、再配線RICが形成される半導体装置SDにおいても、第1〜第4の実施形態と同様の効果を得ることができる。 According to the present embodiment, the same effects as those of the first to fourth embodiments can be obtained also in the semiconductor device SD in which the rewiring RIC is formed.
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。 As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.
AM アライメントマーク
AR1 露光領域
AR2 露光領域
CA チップ領域
EDG 周辺領域
IL 層間絶縁膜
INC 配線
MTI 多層配線層
OP1 第1開口
OP2 第2開口
OP3 第3開口
OP4 開口
OP5 開口
OP6 開口
PD 電極パッド
PR レジスト膜
PRI ポリイミド膜
PRI1 第1ポリイミド膜
PRI2 第2ポリイミド膜
PSF パッシベーション膜
RET1 第1のレチクル
RET2 第2のレチクル
RET3 レチクル
RIC 再配線
SA1 第1単位領域
SA2 第2単位領域
SCL スクライブライン
SD 半導体装置
SUB 基板
AM alignment mark AR1 exposure area AR2 exposure area CA chip area EDG peripheral area IL interlayer insulating film INC wiring MTI multilayer wiring layer OP1 first opening OP2 second opening OP3 third opening OP4 opening OP5 opening OP6 opening PD electrode pad PR resist film PRI Polyimide film PRI1 First polyimide film PRI2 Second polyimide film PSF Passivation film RET1 First reticle RET2 Second reticle RET3 Reticle RIC Rewiring SA1 First unit area SA2 Second unit area SCL Scribe line SD Semiconductor device SUB Substrate
Claims (15)
前記基板に形成された層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜の表面に形成され、前記複数のチップ領域それぞれに配置された複数の電極パッドと、
前記層間絶縁膜上に形成され、前記複数の電極パッドそれぞれの上に第1開口を有する保護絶縁膜と、
前記保護絶縁膜に形成され、少なくとも一つの前記チップ領域に位置しており、前記第1開口よりも大きい第2開口と、
を備える半導体装置。 A substrate having a plurality of chip regions to be semiconductor chips;
An interlayer insulating film formed on the substrate;
A plurality of electrode pads formed on the surface of the interlayer insulating film and disposed in each of the plurality of chip regions;
A protective insulating film formed on the interlayer insulating film and having a first opening on each of the plurality of electrode pads;
A second opening formed in the protective insulating film, located in at least one of the chip regions, and larger than the first opening;
A semiconductor device comprising:
前記第2開口は、互いに隣り合う少なくとも2つの前記チップ領域に跨って形成されている半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1,
The second opening is a semiconductor device formed across at least two chip regions adjacent to each other.
前記第2開口は、互いに離れた少なくとも2つの前記チップ領域それぞれに設けられている半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1,
The second opening is a semiconductor device provided in each of at least two chip regions separated from each other.
少なくとも一つの前記第2開口は、最外周以外の場所に位置する前記チップ領域の上に位置している半導体装置。 The semiconductor device according to claim 3.
At least one of the second openings is a semiconductor device located on the chip region located at a place other than the outermost periphery.
前記第2開口の平面形状は、3mm×3mm以上である半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1,
The semiconductor device in which the planar shape of the second opening is 3 mm × 3 mm or more.
前記保護絶縁膜は、ポリイミド膜である半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1,
The semiconductor device, wherein the protective insulating film is a polyimide film.
前記保護絶縁膜は、窒化シリコン膜及び酸化シリコン膜の少なくとも一方を含む半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1,
The semiconductor device, wherein the protective insulating film includes at least one of a silicon nitride film and a silicon oxide film.
前記層間絶縁膜の表面に、前記複数のチップ領域それぞれに配置された複数の電極パッドを形成する工程と、
前記層間絶縁膜上に保護絶縁膜を形成する工程と、
前記保護絶縁膜に、前記複数の電極パッドそれぞれの上に第1開口を形成し、かつ少なくとも一つの前記チップ領域に位置していて前記第1開口よりも大きい第2開口を形成する工程と、
を備える半導体装置の製造方法。 Forming an interlayer insulating film on a substrate having a plurality of chip regions to be semiconductor chips;
Forming a plurality of electrode pads disposed in each of the plurality of chip regions on the surface of the interlayer insulating film;
Forming a protective insulating film on the interlayer insulating film;
Forming a first opening on each of the plurality of electrode pads in the protective insulating film, and forming a second opening located in at least one of the chip regions and larger than the first opening;
A method for manufacturing a semiconductor device comprising:
前記第1開口及び前記第2開口を形成する工程は、
第1のレチクルを用いることにより、前記第1開口を形成する工程と、
第2のレチクルを用いることにより、前記第2開口を形成する工程と、
を備える半導体装置の製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 8,
The step of forming the first opening and the second opening includes
Forming the first opening by using a first reticle;
Forming the second opening by using a second reticle;
A method for manufacturing a semiconductor device comprising:
前記保護絶縁膜は、ポリイミド膜である半導体装置の製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 8,
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the protective insulating film is a polyimide film.
前記保護絶縁膜は、窒化シリコン膜及び酸化シリコン膜の少なくとも一方を含む半導体装置の製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 8,
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the protective insulating film includes at least one of a silicon nitride film and a silicon oxide film.
前記アライメントマークの位置を検出し、当該位置を基準にして前記複数のチップ領域のうち有効となるチップ領域を認識する工程と、
を備え、
前記基板は、
層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜の表面に形成され、前記複数のチップ領域それぞれに配置された複数の電極パッドと、
前記層間絶縁膜上に形成され、前記複数の電極パッドそれぞれの上に第1開口を有する保護絶縁膜と、
前記保護絶縁膜に形成され、少なくとも一つの前記チップ領域に位置しており、前記第1開口よりも大きい第2開口と、
を備え、
前記アライメントマークは、前記第2開口である半導体装置の製造方法。 Preparing a plurality of chip regions each to be a semiconductor chip and a substrate having alignment marks;
Detecting a position of the alignment mark and recognizing an effective chip area among the plurality of chip areas with reference to the position;
With
The substrate is
An interlayer insulating film;
A plurality of electrode pads formed on the surface of the interlayer insulating film and disposed in each of the plurality of chip regions;
A protective insulating film formed on the interlayer insulating film and having a first opening on each of the plurality of electrode pads;
A second opening formed in the protective insulating film, located in at least one of the chip regions, and larger than the first opening;
With
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the alignment mark is the second opening.
前記基板を準備する工程は、
前記層間絶縁膜、前記複数の電極パッドを有していて前記保護絶縁膜を有していない前記基板を準備する工程と、
前記保護絶縁膜を形成する工程と、
前記保護絶縁膜に前記第1開口及び前記第2開口を形成する工程と、
を有する半導体装置の製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 12,
The step of preparing the substrate includes
Preparing the interlayer insulating film, the substrate having the plurality of electrode pads and not having the protective insulating film;
Forming the protective insulating film;
Forming the first opening and the second opening in the protective insulating film;
A method for manufacturing a semiconductor device comprising:
前記保護絶縁膜は、ポリイミド膜である半導体装置の製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 12,
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the protective insulating film is a polyimide film.
前記保護絶縁膜は、窒化シリコン膜及び酸化シリコン膜の少なくとも一方を含む半導体装置の製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 12,
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the protective insulating film includes at least one of a silicon nitride film and a silicon oxide film.
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