JP6234725B2 - 半導体ウェハー、半導体ｉｃチップ及びその製造方法 - Google Patents

半導体ウェハー、半導体ｉｃチップ及びその製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、半導体ウェハー、半導体ＩＣ（integrated circuit）チップ及び半導体装置の製造方法に関し、特に、半導体ウェハーのスクライブ領域の構造、及び、該スクライブ領域で半導体ウェハーを切断して半導体ＩＣチップを製造する技術に関する。
半導体ＩＣチップの製造工程は、大きく分けて、半導体ウェハーを作製する拡散工程と、拡散工程で作製された半導体ウェハーを所望の実装形態に合わせて加工する後工程とに分けられる。その後工程の一つが、多数の半導体集積回路が形成された半導体ウェハーを切断して個別の半導体ＩＣチップに分割するダイシング工程である。ダイシング工程において個々に切断された半導体ＩＣチップが、適宜のパッケージに封止され、又は、表面実装技術によって所望の基板（例えば、表示パネルのガラス基板やプリント配線基板）に実装される。
一般に、ダイシング工程は、ダイシングブレードで半導体ウェハーを切断することによって行われる。半導体ウェハーをダイシングブレードで切断する際に切りしろとして用いられる領域は、スクライブ領域（又はダイシングレーン、スクライブレーン）と呼ばれる。
スクライブ領域には、ＴＥＧ（test element group）が設けられることがある。ＴＥＧは、様々なテスト素子（例えば、ＭＯＳトランジスタ、抵抗素子等）を含んでおり、半導体ＩＣチップの製造工程においては、当該テスト素子の電気的特性が測定される。測定された電気的特性は、例えば、半導体ＩＣチップの製造工程の管理のために用いられる。
ＴＥＧに含まれるテスト素子への電気的接続には、スクライブ領域に設けられた外部接続パッド（本明細書では、以下、「ＴＥＧパッド」と呼ぶ。）が用いられる。ＴＥＧパッドに測定プローブを接触させることで、テスト素子と測定装置との電気的接続を確立することができる。スクライブ領域に設けられたＴＥＧ（ＴＥＧパッドを含む）は、ダイシングブレードで半導体ウェハーを切断する際に破壊され、除去される。
近年の半導体ＩＣチップには、機械的強度が低い膜（例えば、有機シリカガラスのような低誘電率膜）が使用されることがあり、このため、ダイシング工程の際に表面チッピングが発生しやすくなっている。表面チッピングが発生すると半導体ＩＣチップの歩留まりが低下してしまうため、表面チッピングの発生は抑制されることが望ましい。
表面チッピングの発生を抑制するための技術として、スクライブ領域のガードリング（「シールリング」とも呼ばれる）に沿った位置に溝部（スリット）を設ける構造が提案されている。このような構造は、例えば、特開２００６−１４０４０４号公報（特許文献１）、及び、特開２００７−０４９０６６号公報（特許文献２）に開示されている。
特開２００６−１４０４０４号公報 特開２００７−０４９０６６号公報
本発明の発明者は、１枚の半導体ウェハーから取得可能な半導体ＩＣチップの数を増加させるための一つの手法として、スクライブ領域の幅を狭くすることを検討している。スクライブ領域の幅を狭くすることで、１枚の半導体ウェハーから取得可能な半導体ＩＣチップの数を増加し、半導体ＩＣチップの製造コストを低減することができる。しかしながら、上記の特許文献１、２は、チッピングの抑制については開示しているが、スクライブ領域の幅の狭小化については何ら開示していない。
したがって、本発明の課題の一つは、チッピングを抑制しながら、スクライブ領域の幅を狭くすることに有用な技術を提供することにある。
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
本発明の発明者は、スクライブ領域の幅を低減するために、厚さが薄いダイシングブレードを用いてダイシングを行うことを検討している。薄いダイシングブレードを用いてダイシングを行えば、マージン（安全領域）を含めてもスクライブ領域の幅を狭くすることができる。
薄いダイシングブレードを用いてダイシングを行うことの一つの問題は、ダイシング工程においては、ＴＥＧパッドを除去しなければならないことである。ＴＥＧパッドは、大きな導体の構造物であるから、ＴＥＧパッドの除去が不完全であると、ダイシング工程の後の工程（例えば、パッケージング工程）において、不具合が生じ得る。このような観点から、一般的には、ＴＥＧパッドの幅よりも厚いダイシングブレードが用いられる。
しかしながら、発明者は、以下に開示されている構造を採用することで、ＴＥＧパッドの幅よりも薄いダイシングブレードを用いてもＴＥＧパッドが除去可能であると考えた。ＴＥＧパッドの幅よりも薄いダイシングブレードを用いれば、スクライブ領域の幅を狭くすることができる。
本発明の一の観点では、集積回路が形成された複数の回路形成領域を備える半導体ウェハーが、回路形成領域のそれぞれを取り囲むように設けられたガードリングと、隣接するガードリングの間に設けられたスクライブ領域と、スクライブ領域に設けられた素子と、スクライブ領域に設けられ、該素子に電気的に接続されたパッドと、半導体ウェハーの表面に、ガードリングに沿って設けられた溝部とを具備している。溝部は、パッドと前記ガードリングの間を通過するように設けられている。ガードリングが延伸する延伸方向に垂直で、且つ、パッドを通過する第１断面におけるパッドと溝部の間の距離は、延伸方向に垂直で、パッドを通過し、且つ、第１断面と延伸方向における位置が異なる第２断面におけるパッドと溝部の間の距離と相違している。
本発明の他の観点では、集積回路が形成された複数の回路形成領域を備える半導体ウェハーが、回路形成領域のそれぞれを取り囲むように設けられたガードリングと、隣接するガードリングの間に設けられたスクライブ領域と、スクライブ領域に設けられた素子と、スクライブ領域に設けられ、素子に電気的に接続されたパッドと、半導体ウェハーの表面に設けられた第１及び第２溝部とを具備する。第１及び第２溝部は、ガードリングとパッドの間を通過するように設けられる。第１溝部は、ガードリングとパッドの間の位置に、ガードリングに沿って延伸するように設けられる。第２溝部は、第１溝部とパッドの間の位置に、第１溝部に沿って延伸するように設けられる。
本発明の更に他の観点では、半導体ＩＣチップの製造方法が、上記の半導体ウェハーを用意する工程と、ダイシングブレードを用いて半導体ウェハーのダイシングを行って半導体ＩＣチップを得る工程とを具備する。ダイシングブレードの厚さは、延伸方向と垂直な方向におけるパッドの幅よりも薄い。
本発明の更に他の観点では、半導体ＩＣチップが、集積回路が形成された回路形成領域と、回路形成領域を取り囲むように設けられたガードリングとを備えている。当該半導体ＩＣチップの表面には、半導体ＩＣチップの端面とガードリングの間を通過するようにガードリングに沿って設けられた溝部が形成されている。ガードリングが延伸する延伸方向に垂直な第１断面における端面と溝部の間の距離である第１距離は、延伸方向に垂直で第１断面と延伸方向における位置が異なる第２断面における端面と溝部の間の距離である第２距離と相違している。
本発明の更に他の観点では、半導体ＩＣチップが、集積回路が形成された回路形成領域と、回路形成領域を取り囲むように設けられたガードリングとを備えている。当該半導体ＩＣチップの表面には、半導体ＩＣチップの端面とガードリングの間を通過するように第１溝部及び第２溝部が形成されている。第１溝部は、ガードリングと半導体ＩＣチップの端面の間の位置に、ガードリングに沿って延伸するように設けられている。第２溝部は、第１溝部とパッドの間の位置に、第１溝部に沿って延伸するように設けられている。
本発明によれば、チッピングを抑制しながら、スクライブ領域の幅を狭くすることに有用な技術を提供することができる。
本発明の第１の実施形態の半導体ウェハーの構造を部分的に示す平面図である。 第１の実施形態の半導体ウェハーのスクライブ領域における構造を示す平面図である。 第１の実施形態の半導体ウェハーのスクライブ領域における構造を示す拡大平面図である。 第１の実施形態の半導体ウェハーのスクライブ領域における構造を示す断面図である。 第１の実施形態の半導体ウェハーのスクライブ領域における構造を示す断面図である。 第１の実施形態の半導体ウェハーのスクライブ領域における構造の詳細を示す断面図である。 第１の実施形態の半導体ウェハーに設けられる溝部の構造を詳細に示す平面図である。 ダイシングが行われているときの第１の実施形態の半導体ウェハーの状態を示す断面図である。 第１の実施形態の半導体ウェハーをダイシングすることで得られる半導体ＩＣチップの端部の構造を示す平面図である。 第１の実施形態の半導体ウェハーをダイシングすることで得られる半導体ＩＣチップの端部の構造を示す断面図である。 第１の実施形態の半導体ウェハーをダイシングすることで得られる半導体ＩＣチップの端部の構造を示す断面図である。 第１の実施形態の半導体ウェハーに設けられる溝部の他の構造を詳細に示す平面図である。 本発明の第２の実施形態の半導体ウェハーの構造を示す拡大平面図である。 第２の実施形態の半導体ウェハーのスクライブ領域における構造を示す断面図である。 第２の実施形態の半導体ウェハーのスクライブ領域における構造の詳細を示す断面図である。 第２の実施形態の半導体ウェハーをダイシングすることで得られる半導体ＩＣチップの端部の構造を示す平面図である。 第２の実施形態の半導体ウェハーをダイシングすることで得られる半導体ＩＣチップの端部の構造を示す断面図である。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態の半導体ウェハーの構造を部分的に示す平面図である。本実施形態の半導体ウェハーは、集積回路が形成された複数の回路形成領域１を備えている。隣接する回路形成領域１の間には、スクライブ領域２が設けられる。上述されているように、スクライブ領域２とは、該半導体ウェハーに対してダイシングを行う際に切りしろとして用いられる領域である。後述されるように、スクライブ領域２でダイシングが行われることにより、回路形成領域１を含む半導体ＩＣチップが得られる。
図２は、本実施形態の半導体ウェハーのスクライブ領域２における構造を示す平面図である。以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系が用いられることがある。当該直交座標系においては、ガードリング１１が延伸する方向（即ち、スクライブ領域２が延伸する方向）にＹ軸が規定され、ガードリング１１が延伸する方向に垂直な方向（即ち、スクライブ領域２を横断する方向）にＸ軸が規定され、当該半導体ウェハーの厚さ方向にＺ軸が規定される。
本実施形態の半導体ウェハーでは、回路形成領域１を取り囲むようにガードリング（シールリング）１１が設けられる。ガードリング１１は、半導体ＩＣチップの端面からの水の侵入によるデバイスの動作特性の劣化のために設けられる構造体である。後述されるように、ガードリング１１は、半導体ウェハーの厚さ方向に並んで配置された金属配線と、厚さ方向に隣接する金属配線を接続するコンタクトとを備えて構成される。ガードリング１１を構成する各金属配線は、回路形成領域１の端に沿って延伸するように設けられる。本実施形態の半導体ウェハーでは、隣接するガードリング１１（即ち、隣接する回路形成領域１のそれぞれに沿って設けられる２本のガードリング１１）の間にスクライブ領域２が規定される。
スクライブ領域２には、ＴＥＧが設けられる。本実施形態では、ＴＥＧパッド１２と、テスト素子１３と、ＴＥＧパッド１２とテスト素子１３とを接続する配線１４とが、スクライブ領域２に設けられている。図２では、２端子素子であるテスト素子１３が図示されているが、テスト素子１３は、２端子素子に限られない。２端子素子以外の素子がテスト素子１３に用いられる場合、テスト素子１３に接続されるＴＥＧパッド１２、及び配線１４の数も、適宜に変更される。
本実施形態の半導体ウェハーの表面には、ガードリング１１に沿って溝部（スリット）１５がエッチングによって形成されている。本実施形態では、溝部１５が、ガードリング１１とＴＥＧパッド１２の間を通過するように形成される。後に詳細に議論されるように、本実施形態の半導体ウェハーでは溝部１５の平面形状が重要である。
図３は、本実施形態の半導体ウェハーのスクライブ領域２における構造を詳細に示す拡大平面図であり、図４Ａ、図４Ｂは、本実施形態の半導体ウェハーの構造を示す断面図である。図４Ａ（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ、Ａ−Ａ断面、Ｂ−Ｂ断面、Ｃ−Ｃ断面における半導体ウェハーの構造を示しており、図４Ｂ（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ、Ｄ−Ｄ断面、Ｅ−Ｅ断面、Ｆ−Ｆ断面における構造を示している。Ａ−Ａ断面、Ｂ−Ｂ断面、Ｃ−Ｃ断面、Ｄ−Ｄ断面、Ｅ−Ｅ断面、Ｆ−Ｆ断面は、いずれも、ガードリング１１が延伸する方向（即ち、Ｙ軸方向）に垂直な断面である。なお、図４Ａ、図４Ｂは、発明の理解を容易にするために、本実施形態の半導体ウェハーの断面構造を概略的に示しており、構造の細部については、適宜に変更され得ることに留意されたい。
図４Ａ、図４Ｂに図示されているように、本実施形態の半導体ウェハーは、トランジスタその他の素子（図示されない）が形成された半導体基板２１と、半導体基板２１を被覆するように設けられた絶縁層２２と、該絶縁層２２を被覆するように形成された表面保護層（パッシベーション膜）２３とを備えている。
ガードリング１１は、絶縁層２２の内部に形成された金属配線１１ａ〜１１ｅを備えている。金属配線１１ａ〜１１ｅは、半導体基板２１の厚さ方向に並んで配置されている。
ＴＥＧパッド１２は、隣接するガードリング１１の間の位置に形成されている。ＴＥＧパッド１２は、その外周の一部分が表面保護層２３によって被覆されており、表面保護層２３に形成された開口２３ａにおいて露出されている。なお、Ａ−Ａ断面、Ｂ−Ｂ断面、Ｃ−Ｃ断面の構造を示す図４Ａにおいては、ＴＥＧパッド１２が図示されているが、Ｄ−Ｄ断面、Ｅ−Ｅ断面、Ｆ−Ｆ断面の構造を示す図４Ｂにおいては、ＴＥＧパッド１２に接続された配線１４のみが図示されている。
加えて、ＴＥＧパッド１２の下方に、金属配線１６ａ〜１６ｄが設けられている。金属配線１６ａ〜１６ｄは、半導体基板２１の厚さ方向に並んで配置されている。
図５は、本実施形態の半導体ウェハーの構造を詳細に示す断面図である。なお、本実施形態の半導体ウェハーの構造の理解を容易にするために、図５においては、半導体ウェハーの構造の寸法（特に、半導体基板２１の厚さ方向の寸法）が、実際の寸法に比例して図示されていないことに留意されたい。
半導体基板２１の表側主面は、絶縁層２２によって被覆されている。本実施形態では、絶縁層２２は、この順に積層された、酸化シリコン膜３１、炭窒化シリコン膜３２、酸化シリコン膜３３、炭窒化シリコン膜３４、低誘電率膜３５、炭窒化シリコン膜３６、低誘電率膜３７、炭窒化シリコン膜３８、酸化シリコン膜３９、炭窒化シリコン膜４０、及び、酸化シリコン膜４１を備えている。低誘電率膜３５、３７としては、例えば、比誘電率が３．３以下の有機シリカガラスで形成された絶縁膜が用いられる。
ガードリング１１の金属配線１１ａ、及び、ＴＥＧパッド１２の下方に設けられた金属配線１６ａは、炭窒化シリコン膜３２及び酸化シリコン膜３３に形成された溝に埋め込まれ、金属配線１１ｂ及び金属配線１６ｂは、低誘電率膜３５に形成された溝に埋め込まれている。また、金属配線１１ｃ及び金属配線１６ｃは、低誘電率膜３７に形成された溝に埋め込まれており、金属配線１１ｄ及び金属配線１６ｄは、酸化シリコン膜３９に形成された溝に埋め込まれている。また、金属配線１１ｅ及びＴＥＧパッド１２は、酸化シリコン膜４１の上に形成されている。金属配線１１ａは、酸化シリコン膜３１を貫通するビアコンタクト５１によって半導体基板２１の拡散層（図示されない）に接合されており、金属配線１１ｂは、低誘電率膜３５及び炭窒化シリコン膜３４を貫通するビアコンタクト５２によって金属配線１１ａに接合されている。同様に、金属配線１１ｃは、低誘電率膜３７及び炭窒化シリコン膜３６を貫通するビアコンタクト５３によって金属配線１１ｂに接合されており、金属配線１１ｄは、酸化シリコン膜３９及び炭窒化シリコン膜３８を貫通するビアコンタクト５４によって金属配線１１ｃに接合されている。一実施形態では、金属配線１１ａ〜１１ｄ、及び、金属配線１６ａ〜１６ｄとしては、銅配線が用いられ、金属配線１１ｅ及びＴＥＧパッド１２には、アルミニウム合金が用いられる。
表面保護層２３は、この順に積層された、酸化シリコン膜４２及び窒化シリコン膜４３を備えている。酸化シリコン膜４２及び窒化シリコン膜４３は、ガードリング１１の金属配線１１ｅを被覆するように形成され、更に、ＴＥＧパッド１２を部分的に被覆するように形成されている。酸化シリコン膜４２及び窒化シリコン膜４３には、開口２３ａが形成され、ＴＥＧパッド１２は、開口２３ａの内部において、露出されている。
溝部１５は、ガードリング１１とＴＥＧパッド１２との間の位置に形成されている。溝部１５は、その深さ方向において、少なくとも表面保護層２３を貫通するように形成されている。本実施形態では、溝部１５は、深さ方向において、酸化シリコン膜３９の途中の位置に到達するように形成されている。溝部１５が、低誘電率膜３５、３７に到達していないことに留意されたい。これは、低誘電率膜３５、３７と比べてヤング率が高い材料である酸化シリコン膜３９、４１、４２及び窒化シリコン膜４３に選択的に溝部１５を設けることで、クラックを抑制するためである。
なお、図５には、Ａ−Ａ断面における半導体ウェハーの構造が図示されているが、Ｂ−Ｂ断面、Ｃ−Ｃ断面における半導体ウェハーの構造は、溝部１５のＸ方向における幅が異なる以外は、Ａ−Ａ断面における半導体ウェハーの構造と同一である。また、Ｄ−Ｄ断面、Ｅ−Ｅ断面、及び、Ｆ−Ｆ断面における半導体ウェハーの構造は、ＴＥＧパッド１２及び金属配線１６ａ〜１６ｂの代わりに配線１４が存在する点以外は、それぞれ、Ａ−Ａ断面、Ｂ−Ｂ断面及びＣ−Ｃ断面における半導体ウェハーの構造と同一である。
図３を再度に参照して、本実施形態の半導体ウェハーの構造においては、溝部１５の平面形状が重要である。重要な点は、Ｙ軸方向（ガードリング１１が延伸する方向）に垂直で、且つ、ＴＥＧパッド１２を通過する断面に関し、ＴＥＧパッド１２と溝部１５との距離が近い断面（具体的には、Ａ−Ａ断面）とＴＥＧパッド１２と溝部１５との距離が遠い断面（具体的には、Ｂ−Ｂ断面）とが存在するということである。後に詳細に議論するように、ＴＥＧパッド１２と溝部１５との距離が近い断面の存在は、ＴＥＧパッド１２のＸ軸方向の幅よりも薄いダイシングブレードを用いてダイシングをしても、ＴＥＧパッド１２を除去することを可能にする。これは、スクライブ領域２の幅を狭くすることに寄与する。一方、ＴＥＧパッド１２と溝部１５との距離が遠い断面の存在は、チッピングの抑制に有効である。
図６は、溝部１５の平面形状を詳細に示す平面図である。図６（及び図３）に示されているように、溝部１５のガードリング１１に近い側面１５ｄは、ＹＺ平面に平行な面であり、Ｙ軸方向に延伸するように形成されている。一方、溝部１５のＴＥＧパッド１２に近い側面は、階段状に形成されている。詳細には、溝部１５のＴＥＧパッド１２に沿った側面は、ＹＺ平面に平行な面１５ａ、１５ｂ、１５ｃと、ＸＺ平面に平行な面１５ｅ、１５ｆとで構成されている。面１５ｅは、Ｘ軸方向に延伸して面１５ａ、１５ｃを接続し、面１５ｆは、Ｘ軸方向に延伸して面１５ｂ、１５ｃを接続する。ここで、図６において、Ｄ１は、溝部１５の面１５ａとＴＥＧパッド１２の間の距離を示しており、Ｄ２は、溝部１５の面１５ｂとＴＥＧパッド１２の間の距離を示しており、Ｄ３は、溝部１５の面１５ｃとＴＥＧパッド１２の間の距離を示している。図６の構造では、Ａ−Ａ断面においてはＴＥＧパッド１２と溝部１５との距離Ｄ１が近く、Ｂ−Ｂ断面においてはＴＥＧパッド１２と溝部１５との距離Ｄ２が遠い。また、Ｃ−Ｃ断面においては、ＴＥＧパッド１２と溝部１５との距離Ｄ３は、距離Ｄ１よりも遠く、距離Ｄ２よりも近い。
本実施形態では、溝部１５は、Ｙ軸方向において周期的な形状に形成されている。即ち、溝部１５のＴＥＧパッド１２に沿った側面は、面１５ｂ、１５ｆ、１５ｄ、１５ｅ、１５ａ、１５ｅ、１５ｃ、１５ｆで構成される面を一の空間周期ＰＳとして、Ｙ軸方向に周期的な形状を有している。
以上に説明されているような本実施形態の溝部１５の平面形状は、チッピングを抑制すると共に、且つ、ＴＥＧパッド１２のＸ軸方向の幅よりも薄いダイシングブレードを用いてダイシングを行うことを可能にする点で有用である。以下、本実施形態の溝部１５の平面形状の有用性について議論する。図７は、図３の仮想線１７の間の位置にダイシングブレードを接触させてダイシングが行われた場合の当該半導体ウェハーの状態を示す断面図である。
本実施形態の半導体ウェハーの一つの特徴は、ＴＥＧパッド１２のＸ軸方向の幅よりも多少薄い厚さのダイシングブレード５０を用いてダイシングを行っても、ＴＥＧパッド１２を除去できることである。図７においては、ＴＥＧパッド１２のＸ軸方向の幅よりも薄いダイシングブレード５０が図示されていることに留意されたい。
ＴＥＧパッド１２のＸ軸方向の幅よりも薄いダイシングブレード５０が用いられた場合、ＴＥＧパッド１２に、ダイシングブレード５０とは直接的に接触しない部分（以下、「非接触部分」という）が残存することになる。
ただし、ＴＥＧパッド１２の非接触部分には、ダイシングブレード５０により、当該非接触部分を引きはがすような応力が作用する。本実施形態の半導体ウェハーでは、この応力を利用して、ＴＥＧパッド１２の全体を除去することができる。詳細には、図７（ａ）に図示されているように、本実施形態の半導体ウェハーでは、ＴＥＧパッド１２と溝部１５との間の距離が近い断面（本実施形態では、Ａ−Ａ断面）においてダイシングブレード５０と溝部１５の距離ｄ１が近くなる。よって、ＴＥＧパッド１２の非接触部分を引きはがすような応力が作用したとき、該応力は、溝部１５のＴＥＧパッド１２と溝部１５との間の距離が近い位置において開放されやすい。言い換えれば、表面保護層２３の溝部１５の面１５ａとＴＥＧパッド１２の間の部分は、ダイシングブレード５０によって非接触部分を引きはがすような応力が作用することによって破壊されやすい。したがって、ＴＥＧパッド１２においてダイシングブレード５０とは直接的に接触しない非接触部分があっても、当該非接触部分は、表面保護層２３の溝部１５の面１５ａとＴＥＧパッド１２の間の部分と共に除去することができる。
このように、本実施形態の半導体ウェハーの構造によれば、ＴＥＧパッド１２のＸ軸方向の幅よりも薄いダイシングブレード５０を使用してダイシングを行うことができる。これは、スクライブ領域２の幅を狭くすることを可能にする。スクライブ領域２の幅は、用いられるダイシングブレード５０の厚さと、ガードリング１１とダイシングブレード５０との間で確保すべき距離の和で決まる。ダイシングの際には、最終的に取得しようとする半導体ＩＣチップへの損傷を防ぐために、ガードリング１１とダイシングブレード５０との間の距離を一定程度確保することが必要になることに留意されたい。本実施形態の半導体ウェハーの構造を用いることにより、薄いダイシングブレード５０を使用することが可能になり、結果として、スクライブ領域２の幅を狭くすることできる。
一方、図７（ｂ）に図示されているように、ＴＥＧパッド１２と溝部１５との間の距離が遠いＢ−Ｂ断面においては、ダイシングブレード５０と溝部１５の距離ｄ２が遠くなり、これは、表面チッピングの抑制に寄与する。ダイシングブレード５０が半導体ウェハーと接触したときには、半導体基板２１の裏面の、ダイシングブレード５０の厚さ方向の中心の位置の近傍においてクラックが発生する。当該クラックは、Ｘ軸方向（即ち、スクライブ領域２を横断する方向）に進行し、また、Ｘ軸方向に進行するにつれて、半導体ウェハーの表側主面に近づく。溝部１５は、このクラックの進行を止める作用がある。そして、クラックの進行を止める作用は、溝部１５とダイシングブレード５０との間の距離が遠いほど効果的に得ることができる。よって、ＴＥＧパッド１２と溝部１５との間の距離が遠い断面（本実施形態では、Ｂ−Ｂ断面）が存在することにより、表面チッピングを抑制することができる。
また、ＴＥＧパッド１２と溝部１５との間の距離が中間的であるＣ−Ｃ断面の存在は、Ａ−Ａ断面において発生した表面保護層２３の溝部１５の面１５ａとＴＥＧパッド１２の間の部分の破壊を、Ｂ−Ｂ断面に伝搬させることに有効である。Ａ−Ａ断面とＢ−Ｂ断面の間に、ＴＥＧパッド１２と溝部１５との間の距離が中間的であるＣ−Ｃ断面を設けることで、ＴＥＧパッド１２の除去の確実性を向上させることができる。
図８は、ＴＥＧパッド１２のＸ軸方向の幅よりも薄いダイシングブレード５０を使用してダイシングを行うことで得られる半導体ＩＣチップの端部の構造を示す平面図であり、図９Ａ、図９Ｂは、該半導体ＩＣチップの端部の構造を示す断面図である。図８において、符号１８は、ダイシングの切断面、即ち、半導体ＩＣチップの端面を示しており、破線１２ａは、ダイシング前にＴＥＧパッド１２が存在していた位置を示している。
ＴＥＧパッド１２のＸ軸方向の幅よりも薄いダイシングブレード５０を使用してダイシングが行われると、ダイシングの前にＴＥＧパッド１２が存在していた位置の近傍においてＴＥＧパッド１２を引きはがす応力が作用する。この応力によって表面保護層２３が破壊されるとともにＴＥＧパッド１２が除去される。
得られた半導体ＩＣチップは、Ａ−Ａ断面においては端面１８と溝部１５との距離ｄ１が相対的に近く、Ｂ−Ｂ断面においては端面１８と溝部１５との距離ｄ２が相対的に遠いような構造を有している。なお、Ｃ−Ｃ断面においては、端面１８と溝部１５との距離ｄ３が、距離ｄ１よりも遠く、距離ｄ２よりも近い。
なお、溝部１５の端面１８に近い側面は、ダイシングの際に破壊されることがある。図９Ａは、溝部１５の端面１８に近い側面が、部分的に破壊された構造を図示している。しかしながら、ダイシングの際の破壊によって形成された面は、エッチングによって形成された溝部１５の底面及び側面とは、構造的に区別できる。よって、実際の半導体ＩＣチップにおいても、半導体ＩＣチップの端面１８と溝部１５との距離を特定することができる。
また、図９Ａに図示されているように、ＴＥＧパッド１２の下方に位置していた金属配線１６ａ〜１６ｄのうち、切断面よりもガードリング１１に近い部分は、ダイシングの後も半導体ＩＣチップに残存する。金属配線１６ａ〜１６ｄの残存部の存在は、ＴＥＧパッド１２のＸ軸方向の幅よりも薄いダイシングブレード５０を使用してダイシングが行われたことを示す一つの根拠となり得る。
以上に説明されているように、本実施形態の半導体ウェハーの構造によれば、表面チッピングを抑制しつつ、スクライブ領域２の幅を狭くすることができる。
なお、本実施形態において、Ｙ軸方向に垂直で、且つ、ＴＥＧパッド１２を通過する断面について、ＴＥＧパッド１２と溝部１５との距離が近い断面とＴＥＧパッド１２と溝部１５との距離が遠い断面とが存在するという条件の下であれば、ガードリング１１とＴＥＧパッド１２の間の通過するように設けられる溝部の形状は、様々に変更可能である。
図１０は、図３で図示されている形状の溝部１５と異なる形状の溝部２４を有する半導体ウェハーの構造を示す表面図である。図１０に示されているように、溝部２４のガードリング１１に近い側面２４ｄは、ＹＺ平面に平行な面であり、Ｙ軸方向に延伸するように形成されている。一方、溝部２４のＴＥＧパッド１２に近い側面は、ＹＺ平面に平行な面２４ａ、２４ｂと、ＸＺ平面に平行な面２４ｃとで構成されている。面２４ｃは、Ｘ軸方向に延伸して面２４ａ、２４ｂを接続する。ここで、図１０において、Ｄ１は、溝部２４の面２４ａとＴＥＧパッド１２の間の距離を示しており、Ｄ２は、溝部２４の面２４ｂとＴＥＧパッド１２の間の距離を示している。図１０の構造では、Ａ−Ａ断面においてはＴＥＧパッド１２と溝部２４との距離Ｄ１が近く、Ｂ−Ｂ断面においてはＴＥＧパッド１２と溝部２４との距離Ｄ２が遠い。
このような構造においても、表面チッピングを抑制しつつ、スクライブ領域２の幅を狭くすることができる。即ち、ＴＥＧパッド１２と溝部２４との距離が近い断面（Ａ−Ａ断面）の存在は、ＴＥＧパッド１２のＸ軸方向の幅よりも薄いダイシングブレードを用いてダイシングをしても、ＴＥＧパッド１２を除去することを可能にする。これは、スクライブ領域２の幅を狭くすることに寄与する。一方、ＴＥＧパッド１２と溝部２４との距離が遠い断面（Ｂ−Ｂ断面）の存在は、チッピングの抑制に有効である。
なお、溝部の平面形状は、図３、図１０に図示されているものに限定されない。例えば、図１０では、面２４ａ、２４ｂを接続する面２４ｃは、面２４ａ、２４ｂに対して垂直であるが、面２４ｃが面２４ａ、２４ｂに対して斜めに（例えば、４５度をなす角度で）形成されてもよい。
（第２の実施形態）
図１１は、第２の実施形態の半導体ウェハーのスクライブ領域２における構造を詳細に示す拡大平面図であり、図１２は、図１１のＡ−Ａ断面における半導体ウェハーの構造を示す断面図である。なお、Ａ−Ａ断面は、ガードリング１１が延伸する方向（即ち、Ｙ軸方向）に垂直な断面である。
図１１及び図１２に図示されているように、本実施形態の半導体ウェハーの構造は、第１の実施形態の半導体ウェハーの構造とほぼ同様であるが、ガードリング１１に沿って、ガードリング１１とＴＥＧパッド１２の間を通過するように２本の溝部２５、２６が設けられる点で相違する。溝部２５、２６は、いずれも、Ｙ軸方向に延伸するように設けられる。ここで、溝部２５は、ガードリング１１に沿って設けられ、溝部２６は、溝部２５とＴＥＧパッド１２の間に、溝部２５に沿って設けられる。溝部２５の側壁２５ａ、２５ｂは、いずれも、ＹＺ平面に平行であり、溝部２６の側壁２６ａ、２６ｂは、いずれも、ＹＺ平面に平行である。
図１３は、本実施形態の半導体ウェハーの構造を詳細に示す断面図である。溝部２５、２６は、その深さ方向において、少なくとも表面保護層２３（即ち、酸化シリコン膜４２及び窒化シリコン膜４３）を貫通するように形成されている。本実施形態では、溝部２５、２６は、表面保護層２３を貫通し、深さ方向において、酸化シリコン膜３９の途中の位置に到達するように形成されている。
このような構造においても、表面チッピングを抑制しつつ、スクライブ領域２の幅を狭くすることができる。即ち、ＴＥＧパッド１２からの距離が近い溝部２６が存在することにより、ＴＥＧパッド１２のＸ軸方向の幅よりも薄いダイシングブレードを用いてダイシングをしても、ＴＥＧパッド１２を除去することが可能になる。
詳細には、第１の実施形態においても説明されているように、ＴＥＧパッド１２のＸ軸方向の幅よりも薄いダイシングブレードが用いられた場合、ＴＥＧパッド１２に、ダイシングブレードとは直接的に接触しない部分（以下、「非接触部分」という）が残存することになる。ただし、上述されているように、ＴＥＧパッド１２の非接触部分には、ダイシングブレードにより、当該非接触部分を引きはがすような応力が作用するので、本実施形態の半導体ウェハーにおいても、この応力を利用して、ＴＥＧパッド１２の全体を除去することができる。ＴＥＧパッド１２からの距離が近い溝部２６が設けられている本実施形態の半導体ウェハーでは、ＴＥＧパッド１２の非接触部分を引きはがすような応力が作用したとき、該応力は、溝部２６において開放されやすい。言い換えれば、絶縁層２２及び表面保護層２３の溝部２６の側壁２６ａとＴＥＧパッド１２の間の部分は、ダイシングブレードによって非接触部分を引きはがすような応力が作用することによって破壊されやすい。したがって、ＴＥＧパッド１２においてダイシングブレードとは直接的に接触しない非接触部分があっても、当該非接触部分は、絶縁層２２及び表面保護層２３の溝部２６の側壁２６ａとＴＥＧパッド１２の間の部分と共に除去することができる。
このように、本実施形態の半導体ウェハーの構造によれば、ＴＥＧパッド１２のＸ軸方向の幅よりも薄いダイシングブレード５０を使用してダイシングを行うことができる。これは、スクライブ領域２の幅を狭くすることを可能にする。
一方、ＴＥＧパッド１２からの距離が遠い溝部２５が設けられていることは、表面チッピングの抑制に寄与する。溝部２５は、ＴＥＧパッド１２からの距離が遠く、よって、ダイシングの際におけるダイシングブレードと溝部２５の間の距離も遠くなる。これは、溝部２５が、ダイシングブレードが半導体ウェハーと接触したときに発生するクラックの進行を止める作用が強いことを意味している。よって、ＴＥＧパッド１２からの距離が遠い溝部２５が設けられていることにより、表面チッピングを抑制することができる。
図１４は、図１１の仮想線２７の間の位置にダイシングブレードを接触させてダイシングが行われた場合の行うことで得られる半導体ＩＣチップの端部の構造を示す平面図であり、図１５は、該半導体ＩＣチップの端部の構造を示す断面図である。本実施形態においても、ＴＥＧパッド１２のＸ軸方向の幅よりも薄いダイシングブレード５０を使用してダイシングが行われる。図１４において、符号２８は、ダイシングの切断面、即ち、半導体ＩＣチップの端面を示しており、破線１２ａは、ダイシング前にＴＥＧパッド１２が存在していた位置を示している。
ＴＥＧパッド１２のＸ軸方向の幅よりも薄いダイシングブレード５０を使用してダイシングが行われると、ダイシングの前にＴＥＧパッド１２が存在していた位置の近傍において、ＴＥＧパッド１２を引きはがす応力が作用する。この応力により、ＴＥＧパッド１２が存在していた位置の近傍において表面保護層２３が破壊されるとともにＴＥＧパッド１２が除去される。
得られた半導体ＩＣチップにおいては、溝部２６の半導体ＩＣチップの端面２８に近い側面は、ダイシングの際に破壊されることがある。図１５は、溝部２６の端面２８に近い側面が、部分的に破壊された構造を図示している。しかしながら、ダイシングの際の破壊によって形成された面は、エッチングによって形成された溝部２６の底面及び側面とは、構造的に区別できる。よって、実際の半導体ＩＣチップにおいても、溝部２６の存在を特定することができる。
また、図１５に図示されているように、ＴＥＧパッド１２の下方に位置していた金属配線１６ａ〜１６ｄのうち、切断面よりもガードリング１１に近い部分は、ダイシングの後も残存する。金属配線１６ａ〜１６ｄの残存部の存在は、ＴＥＧパッド１２のＸ軸方向の幅よりも薄いダイシングブレード５０を使用してダイシングが行われたことを示す一つの根拠となり得る。
以上に説明されているように、ガードリング１１とＴＥＧパッド１２との間に２本の溝部２５、２６が設けられている本実施形態の半導体ウェハーの構造においても、表面チッピングを抑制しつつ、スクライブ領域２の幅を狭くすることができる。
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。
１ ：回路形成領域
２ ：スクライブ領域
１１ ：ガードリング
１１ａ〜１１ｅ：金属配線
１２ ：ＴＥＧパッド
１２ａ ：破線
１３ ：テスト素子
１４ ：配線
１５ ：溝部
１５ａ〜１５ｃ：面
１５ｄ ：側面
１５ｅ、１５ｆ：面
１６ａ〜１６ｄ：金属配線
１７ ：仮想線
１８ ：端面
２１ ：半導体基板
２２ ：絶縁層
２３ ：表面保護層
２３ａ ：開口
２４ ：溝部
２４ａ〜２４ｃ：面
２４ｄ ：側面
２５ ：溝部
２５ａ ：側壁
２６ ：溝部
２６ａ ：側壁
２７ ：仮想線
２８ ：端面
３１ ：酸化シリコン膜
３２ ：炭窒化シリコン膜
３３ ：酸化シリコン膜
３４ ：炭窒化シリコン膜
３５ ：低誘電率膜
３６ ：炭窒化シリコン膜
３７ ：低誘電率膜
３８ ：炭窒化シリコン膜
３９ ：酸化シリコン膜
４０ ：炭窒化シリコン膜
４１ ：酸化シリコン膜
４２ ：酸化シリコン膜
４３ ：窒化シリコン膜
５０ ：ダイシングブレード
５１〜５４：ビアコンタクト

Claims (4)

  1. 集積回路が形成された複数の回路形成領域を備える半導体ウェハーであって、
    前記回路形成領域のそれぞれを取り囲むように設けられたガードリングと、
    隣接する前記ガードリングの間に設けられたスクライブ領域と、
    前記スクライブ領域に設けられた素子と、
    前記スクライブ領域に設けられ、前記素子に電気的に接続されたパッドと、
    前記半導体ウェハーの表面に、前記ガードリングに沿って設けられた溝部
    とを具備し、
    前記溝部は、前記パッドと前記ガードリングの間を通過し、前記ガードリングが延伸する延伸方向に延伸するように設けられており、
    前記溝部は、
    第１側面と、
    前記第１側面に対向し、前記パッドに前記第１側面よりも近い第２側面
    とを有し、
    前記第２側面は、
    前記延伸方向と前記半導体ウェハーの厚さ方向とを含む平面に平行な第１面と、
    前記平面に平行で、前記第１面から前記延伸方向にずれて位置する第２面と、
    前記平面に平行で、前記第２面から前記延伸方向にずれて位置する第３面と、
    前記平面に垂直で、前記第１面と前記第２面とを連結する第４面と、
    前記平面に垂直で、前記第２面と前記第３面とを連結する第５面
    とを有し、
    前記第２面と前記パッドとの間の距離である第２距離が、前記第１面と前記パッドとの間の距離である第１距離よりも遠く、
    前記第３面と前記パッドとの間の距離である第３距離が、前記第２距離よりも遠い
    半導体ウェハー。
  2. 請求項１に記載の半導体ウェハーであって、
    前記溝部が、前記延伸方向において周期的な形状に形成されている
    半導体ウェハー。
  3. 請求項１又は２に記載の半導体ウェハーを用意する工程と、
    ダイシングブレードを用いて前記半導体ウェハーのダイシングを行って半導体ＩＣチップを得る工程
    とを具備し、
    前記ダイシングブレードの厚さが、前記延伸方向と垂直な方向における前記パッドの幅よりも薄い
    半導体ＩＣチップの製造方法。
  4. 集積回路が形成された回路形成領域と、
    前記回路形成領域のそれぞれを取り囲むように設けられたガードリング
    とを備える半導体ＩＣチップであって、
    当該半導体ＩＣチップの表面には、前記半導体ＩＣチップの端面と前記ガードリングの間を通過するように前記ガードリングに沿って設けられた溝部が形成され、
    前記溝部は、
    第１側面と、
    前記第１側面に対向し、前記半導体ＩＣチップの前記端面に前記第１側面よりも近い第２側面
    とを有し、
    前記第２側面は、
    前記ガードリングが延伸する延伸方向と前記半導体ウェハーの厚さ方向とを含む平面に平行な第１面と、
    前記平面に平行で、前記第１面から前記延伸方向にずれて位置する第２面と、
    前記平面に平行で、前記第２面から前記延伸方向にずれて位置する第３面と、
    前記平面に垂直で、前記第１面と前記第２面とを連結する第４面と、
    前記平面に垂直で、前記第２面と前記第３面とを連結する第５面
    とを有し、
    前記第２面と前記半導体ＩＣチップの前記端面との間の距離である第２距離が、前記第１面と前記半導体ＩＣチップの前記端面との間の距離である第１距離よりも遠く、
    前記第３面と前記半導体ＩＣチップの前記端面との間の距離である第３距離が、前記第２距離よりも遠い
    半導体ＩＣチップ。
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