(57)【要約】【課題】劈開方向を容易に確認することができる構造の半導体装置を提供する。【解決手段】劈開方向を明示する指標１２０が集積回路１１０とともに半導体プロセスにより形成されている。このため、指標１２０に対応して半導体装置１００を劈開方向で切断し、その断面を解析するようなことができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の半導体回路と複数の配線パターンとを有する集積回路が半導体プロセスにより形成された半導体ウェハが前記集積回路ごとにスクライブラインで分断された構造の半導体装置であって、
前記半導体装置の劈開方向を明示する指標が前記半導体装置に形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記指標が前記半導体装置の回路面と前記半導体装置の前記回路面の裏面との少なくとも一方に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置
【請求項３】
前記スクライブラインのライン方向と前記劈開方向とが異なっていることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記配線パターンのパターン方向と前記劈開方向とが異なっていることを特徴とする請求項１ないし３の何れか一項に記載の半導体装置。
【請求項５】
矩形状の前記半導体回路の四辺と平行な回路方向と前記劈開方向とが異なっていることを特徴とする請求項１ないし４の何れか一項に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記指標が前記集積回路とともに半導体プロセスにより形成されていることを特徴とする請求項１ないし５の何れか一項に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記指標が前記配線パターンとともに形成されていることを特徴とする請求項６に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記指標が前記配線パターンの一部からなることを特徴とする請求項７に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記指標が前記集積回路の一部として機能しないダミーの前記配線パターンからなることを特徴とする請求項７に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記指標が複数の前記配線パターンの集合体により形成されていることを特徴とする請求項７ないし９の何れか一項に記載の半導体装置。
【請求項１１】
前記指標が複数の前記配線パターンの集合体に形成されている空白部分からなることを特徴とする請求項６に記載の半導体装置。
【請求項１２】
前記指標が前記集積回路の外側に形成されていることを特徴とする請求項６または７に記載の半導体装置。
【請求項１３】
前記指標が前記劈開方向と平行な線形に形成されていることを特徴とする請求項１ないし１２の何れか一項に記載の半導体装置。
【請求項１４】
前記指標が前記劈開方向と平行な線形に離間した一対に形成されていることを特徴とする請求項１ないし１２の何れか一項に記載の半導体装置。
【請求項１５】
前記指標が前記半導体装置の最上層配線層に形成されていることを特徴とする請求項７ないし９の何れか一項に記載の半導体装置。
【請求項１６】
前記指標が前記半導体装置に形成された穴または窪みにシリコン酸化物を埋め込んだ構造により形成されていることを特徴とする請求項１ないし５の何れか一項に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集積回路が半導体プロセスにより形成された半導体ウェハがスクライブラインで分断された構造の半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、集積回路を半導体プロセスにより半導体ウェハに形成し、この半導体ウェハをスクライブラインで分断(ダイシング)することにより、半導体装置(半導体チップ)が製造されている。
【０００３】
このような半導体装置の集積回路は、複数の半導体回路と複数の配線パターンとを有する。半導体装置の集積回路は、一般的に大部分が矩形の回路領域に形成されている。このような方向を、ここでは集積回路の回路方向と呼称する。
【０００４】
集積回路の複数の半導体回路は、一般的に大部分が矩形の素子領域に形成されており、その四辺と平行な方向に大部分が配列されている。このような方向を、ここでは半導体回路の素子方向と呼称する。
【０００５】
また、集積回路の配線パターンは線形に形成されることが一般的であり、やはり大部分が上述の素子方向と平行な方向に形成されている。このような方向を、ここでは配線パターンのパターン方向と呼称する。
【０００６】
一方、半導体ウェハはシリコン結晶などからなる。このため、少なくとも一つの劈開方向がある。そして、従来の半導体装置では、上述の回路方向や素子方向やパターン方向が、半導体ウェハを分断した半導体基板の劈開方向と一致していた。
【０００７】
さらに、当然ながら、スクライブラインのライン方向と半導体ウェハの劈開方向も一致していた。このため、このような半導体装置の製造に利用される半導体ウェハでは、そのノッチやオリエンテーションフラットの方向が劈開方向と一致している。
【０００８】
一方、近年では、半導体装置の性能を向上させるため、上述の回路方向、素子方向、配線方向、ライン方向、ノッチやオリエンテーションフラットの形成方向、等を半導体ウェハの劈開方向と一致させない状態で、半導体装置を製造することが実施されている。
【０００９】
また、上述のように半導体装置のスクライブラインのライン方向と劈開方向を一致させない半導体ウェハにおいて、劈開方向と方向を一致させた第一のオリエンテーションフラットと、劈開方向と方向を一致させない第二のオリエンテーションフラットと、を形成しておく技術もある(例えば、特許文献１参照)。
【特許文献１】特開昭６１−２１４４２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
半導体ウェハをスクライブラインで分断(ダイシング）して形成された半導体装置（半導体チップ）は、不良が発生した場合に半導体装置（半導体チップ）を切断して断面を解析することがある。このような場合の半導体基板の劈開面で劈開させることにより半導体装置の断面を解析される。
【００１１】
上述した特許文献１の半導体ウェハでは、第二のオリエンテーションフラットにより、半導体ウェハを半導体回路の方向が半導体ウェハの劈開方向と一致していない状態に容易に製造することができる。その場合でも、第一のオリエンテーションフラットにより、半導体ウェハの劈開方向を容易に確認することができる。
【００１２】
しかし、半導体回路を製造した半導体ウェハを分断した半導体装置の状態では、第二のオリエンテーションフラットを利用することができないため、分断された半導体ウェハからなる半導体基板の劈開方向を容易に確認することはできない。
【００１３】
つまり、スクライブラインのライン方向等を半導体ウェハの劈開方向と一致させていない半導体装置では、不良を解析するときに劈開方向を正確に認識することが困難である。
【００１４】
また、スクライブラインのライン方向等を半導体ウェハの劈開方向に一致させている半導体装置であったとしても、上述のように半導体装置によっては、これらの方向が一致させない状態で製造されるものがあるため、解析を行う半導体装置ごとに、スクライブラインのライン方向等と劈開方向の関係を確認しなければならない。このため、いずれのケースにおいても断面解析に支障を来たす事態となっている。
【００１５】
劈開方向とは関係なく、例えば、ＦＩＢ(Focused Ion-Beam)解析等の技術を用いることにより、断面露出は可能である。しかし、ＦＩＢ解析は、調査エリアが微小、調査時間が長い、装置が高価である、等の問題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の半導体装置は、複数の半導体回路と複数の配線パターンとを有する集積回路が半導体プロセスにより形成された半導体ウェハが集積回路ごとにスクライブラインで分断された構造の半導体装置であって、半導体装置の劈開方向を明示する指標が半導体装置に形成されている。
【００１７】
従って、本発明の半導体装置では、劈開方向を指標により容易に確認することができる。このため、この指標により半導体装置を劈開方向で切断するようなことができる。
【００１８】
なお、本発明で云う集積回路とは、複数の半導体回路と複数の配線パターンとを所定の回路領域に集積させて形成したものである。その回路領域が矩形に形成されている場合、その四辺の方向が集積回路の回路方向となる。
【００１９】
また、半導体回路の素子方向とは、例えば、集積回路を形成する半導体回路の大部分が矩形に形成されているときに、その四辺の方向でよい。さらに、配線パターンのパターン方向とは、集積回路に形成されている線形の配線パターンの大部分が所定方向に形成されているときに、その線形方向でよい。
【００２０】
スクライブラインのライン方向とは、スクライブラインの線形方向でよい。なお、一般的な半導体装置では、上述の回路方向と素子方向とパターン方向とライン方向とは一致している。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の半導体装置では、指標により容易に確認することができる。このため、指標に対応して半導体装置を劈開方向で切断し、その断面を解析するようなことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の実施の一形態を図１ないし図５を参照して以下に説明する。本実施の形態の半導体装置１００は、図１および図２に示すように、集積回路１１０が半導体プロセスにより形成された半導体ウェハ２００がスクライブラインＳＬで分断された構造に形成されている。従って、本発明の半導体装置１００は、いわゆるベアチップからなる。
【００２３】
シリコンやＧａＡｓなどに代表される半導体材料でできた半導体ウェハ２００は結晶構造を有し、少なくとも一つの劈開方向を有する。このため、半導体ウェハ２００から切り出された本実施の形態の半導体装置１００は、半導体基板１３０に少なくとも一つの劈開方向がある。
【００２４】
集積回路１１０は、複数の半導体回路と、これら半導体回路を形成したり半導体回路間を接続する複数の配線パターンとを有する(図示せず)。半導体回路は、矩形に形成されており、その四辺と平行な方向に大部分が配列されている。またここでいう半導体回路は、半導体装置を構成する回路ブロックやマクロなどである。
【００２５】
そして複数の半導体回路により集積回路１１０が形成される。本実施の形態ではこのように構成される集積回路１１０も矩形の場合を示している。集積回路１１０の回路方向は、前述のとおり、集積回路１１０を構成する矩形の半導体回路の四辺と平行な方向、とする。
【００２６】
また、本実施の形態においては、スクライブラインＳＬのライン方向、半導体回路を形成したり半導体回路間を接続する複数の配線パターンのパターン方向はともに、半導体回路の四辺と平行な方向に作成されている。
【００２７】
ここで、半導体回路の回路方向と配線パターンのパターン方向とスクライブラインＳＬのライン方向とは劈開方向と一致していないものとする。しかし、本実施の形態の半導体装置１００は、図１に示すように、劈開方向を明示する指標１２０が形成されている。
【００２８】
より詳細には、集積回路１１０の配線パターンは、アルミニウム、銅、タングステン、窒化チタン、等の金属により形成されていたり、ポリシリコンや金属シリサイド等により形成されている。
【００２９】
金属材料で形成された配線パターンは、たとえば半導体回路内外の信号配線や電源配線であり、ポリシリコンや金属シリサイド等により形成される配線パターンは、たとえば半導体回路を構成するトランジスタのゲート配線の配線パターンである。そして、指標１２０は、集積回路１１０の配線パターンとともに半導体プロセスにより形成されている。
【００３０】
本実施の形態の半導体装置１００は、スクライブラインＳＬにより分断された半導体ウェハ２００からなる矩形の半導体基板１３０を有する。集積回路１１０は、半導体基板１３０の表面（回路面）の矩形領域に形成されている。
【００３１】
そして、指標１２０は、集積回路１１０の外側に形成されている。このため、指標１２０は、集積回路１１０の一部として機能しないダミーの配線パターンからなる。この指標１２０は、劈開方向と平行な線形に離間した一対に形成されている。さらに、その一対の各々が、劈開方向と平行な線形に形成されている。
【００３２】
なお、上述のような指標１２０は、例えば、半導体装置１００を断面解析のために光学顕微鏡(図示せず)で観察するとき、その光学顕微鏡で視認できるサイズに形成されている。
【００３３】
また、指標１２０は、例えば、多層構造の集積回路１１０の最上層などのように、断面解析のときに光学顕微鏡で視認できる階層に形成されている。ただし、指標１２０のサイズは任意のサイズでよい。精度を気にする必要が無い場合には、肉眼で認識できる大きさにしてもかまわない。
【００３４】
上述のような構成において、まず、本実施の形態の半導体装置１００の製造方法を以下に簡単に説明する。図２に示すように、半導体ウェハ２００に各々が半導体装置１００となる複数の集積回路１１０を半導体プロセスにより形成する。
【００３５】
その場合、複数の集積回路１１０は前後左右に配列された矩形に形成される。このような集積回路１１０が半導体ウェハ２００に前後左右に形成されたスクライブラインＳＬにより分断されることで、複数の半導体装置１００が形成される。
【００３６】
ただし、本実施の形態の半導体装置１００では、半導体回路の回路方向と配線パターンのパターン方向とスクライブラインＳＬのライン方向とは相互に一致しているが、これらの方向が劈開方向と一致していない。
【００３７】
そこで、上述のように半導体ウェハ２００に半導体プロセスで集積回路１１０を形成するときに、図１に示すように、劈開方向を明示する指標１２０も半導体プロセスで形成しておく。
【００３８】
つぎに、本実施の形態の半導体装置１００の検査方法の一具体例を以下に説明する。例えば、製造された半導体装置１００に不具合が発生した場合、その半導体装置１００を光学顕微鏡に装填して解析エリアＡに罫書き線を付与することになる。
【００３９】
その場合、前述のように半導体装置１００の指標１２０を光学顕微鏡により視認することができる。そこで、図３に示すように、光学顕微鏡にあるノギス線を半導体装置１００の指標１２０に一致させる。
【００４０】
つぎに、図４に示すように、半導体装置１００の所望の解析エリアＡの位置までノギス線を平行移動させる。そして、このノギス線に整合させて半導体装置１００に罫書き線を入れる。
【００４１】
つぎに、図５に示すように、この罫書き線で半導体装置１００を切断する。すると、半導体ウェハ２００の劈開方向と平行な断面で解析エリアＡが切断されることになる。このため、半導体装置１００の解析エリアＡを良好に断面解析することができる。
【００４２】
本実施の形態の半導体装置１００では、上述のように半導体回路の回路方向と配線パターンのパターン方向とスクライブラインＳＬのライン方向とは一致していない半導体ウェハ２００の劈開方向を、指標１２０により容易に確認することができる。このため、指標１２０に対応して半導体装置１００を劈開方向で切断し、その断面を解析するようなことができる。
【００４３】
特に、指標１２０は、集積回路１１０の配線パターンとともに形成されている。このため、指標１２０を形成するために専用の製造工程を追加する必要がない。従って、半導体装置１００の生産性が指標１２０のために阻害されることがない。
【００４４】
しかも、指標１２０は、集積回路１１０の一部として機能しないダミーの配線パターンからなる。このため、集積回路１１０の機能が指標１２０により阻害されることがない。
【００４５】
さらに、指標１２０は、集積回路１１０の外側に形成されている。このため、指標１２０を形成するために集積回路１１０の占有面積が削減されることがない。また、指標１２０を容易に発見することができる。
【００４６】
しかも、指標１２０は、劈開方向と平行な線形に形成されている。このため、半導体基板１３０の劈開方向を簡単に確認することができる。特に、指標１２０は、劈開方向と平行な線形に離間した一対に形成されている。このため、半導体基板１３０の劈開方向を良好な精度で確認することができる。
【００４７】
なお、本発明は本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各種の変形を許容する。例えば、上記形態では指標１２０が半導体ウェハ２００の一つの劈開方向に対応して形成されていることを例示した。
【００４８】
しかし、半導体ウェハ２００には二つの劈開方向がある。そこで、図６に示すように、このような場合に複数の劈開方向に対応して半導体装置３００に指標１２０を形成しておいてもよい。
【００４９】
また、上記形態では指標１２０が集積回路１１０の外側に形成されていることを例示した。しかし、図７に例示する半導体装置３１０のように、指標１２０が集積回路１１０の外側から内側まで形成されていてもよく、指標１２０の全体が集積回路１１０の内部に位置してもよい。
【００５０】
さらに、上記形態では集積回路１１０の外側に位置する指標１２０が、集積回路１１０の一部として機能しないダミーの配線パターンからなることを例示した。しかし、図７に例示する半導体装置３１０のように、指標１２０の全体が集積回路１１０の内部に位置する場合、その集積回路１１０として機能する配線パターンの一部を指標１２０として形成してもよい。
【００５１】
また、上記形態では指標１２０が劈開方向と平行な線形に離間した一対からなり、その各々が劈開方向と平行な線形に形成されていることを例示した。しかし、劈開方向と平行な線形に離間した一対するならば、例えば、その各々を点状などに形成してよい(図示せず)。一方、劈開方向と平行な線形に形成しておくならば、図７に例示する半導体装置３１０のように、独立した一本として形成してもよい。
【００５２】
さらに、上記形態では半導体装置１００を一個に分断された状態で検査することを例示した。しかし、図７に示すように、複数の半導体装置３１０からなる群体の状態で検査を実施してもよい。
【００５３】
さらに、上記形態では指標１２０が線形の配線パターンからなることを例示した。しかし、複数の配線パターンの集合体により指標を形成してもよい。例えば、図８に示すように、所定長の配線パターン３２１を平行に配列させた矩形の集合体を形成することにより、その矩形の集合体の対角線を指標３２０として機能させてもよい。
【００５４】
この場合、配線パターン３２１の各々は、通常の配線パターンと同様にパターン方向に形成することができる。このため、指標３２０を形成するために特殊な方向の配線パターンを形成する必要がない。
【００５５】
また、複数の配線パターンの集合体に形成されている空白部分で指標を形成してもよい。例えば、図９に示すように、所定長の配線パターン３３１を平行に配列させた矩形の集合体を形成し、この集合体に線形の空白部分として指標３３０を形成する。
【００５６】
この場合も、配線パターン３３１の各々は、通常の配線パターンと同様にパターン方向に形成することができる。このため、指標３３０を形成するために特殊な方向の配線パターンを形成する必要がない。
【００５７】
さらに、上記形態では多層構造の集積回路１１０の最上層に指標１２０が形成されていることを例示した。しかし、断面解析のときに確認できる状態になるならば、最上層以下の階層に形成してもよく、複数の階層に形成してもよい。
【００５８】
また、上記形態では指標１２０を金属からなる配線パターンとともに形成することを例示した。しかし、本指標１２０は光学顕微鏡や肉眼で認識できればいかような構造で形成してもよい。
【００５９】
集積回路１１０を形成する半導体層などとともに形成することも不可能ではないし、配線パターンの凹凸や絶縁膜の凹凸、両者の凹凸などで形成することも可能である。半導体基板１３０に穴や窪みを形成し、シリコン酸化膜でその穴や窪みを埋めて指標１２０を形成することもできる。
【００６０】
さらにまた、上記形態では、スクライブラインＳＬのライン方向、半導体回路を形成したり半導体回路間を接続する複数の配線パターンのパターン方向はともに、半導体回路の四辺と平行な方向（半導体回路の回路方向）に作成されているとしたが、これらが互いに異なっている半導体装置（半導体チップ）に対しても本発明の指標１２０を設けることができる。
【００６１】
スクライブラインＳＬのライン方向、半導体回路を形成したり半導体回路間を接続する複数の配線パターンのパターン方向、半導体回路の回路方向が、半導体装置１００の半導体基板１３０の劈開方向と異なる場合としたが、これらライン方向、パターン方向、回路方向のうち少なくともいずれか１つが半導体装置１００の半導体基板１３０の劈開方向と一致する半導体装置（半導体チップ）に対しても本発明の指標１２０を形成することももちろん可能である。
【００６２】
また従来型のライン方向、パターン方向、回路方向すべてが半導体装置１００の半導体基板１３０の劈開方向と一致する半導体装置（半導体チップ）も同様である。このような場合であっても本指標１２０を形成することによって、解析を行う半導体装置ごとに、スクライブラインのライン方向等と劈開方向の関係を確認するといった必要がなくなる。
【００６３】
指標１２０は、半導体装置１００の集積回路１１０を形成した半導体基板１３０の表面（回路面）に形成するだけでなく、半導体基板１３０の裏面（回路面の裏面）に形成してもよい。
【００６４】
少なくとも一方に形成してもよいし、両面に形成してもよい。フリップチップ型の半導体装置では、半導体基板１３０の裏面（回路面の裏面）に指標１２０を形成しておけば、認識性に優れる場合もあるからである。
【００６５】
さらに、当然ながら、上述した実施の形態および複数の変形例は、その内容が相反しない範囲で組み合わせることができる。
【００６６】
本発明の半導体装置(半導体チップ）は、半導体ウェハからダイシングされて個々に切り離されても、半導体装置(半導体チップ）ごとに半導体装置(半導体チップ）の半導体基板の劈開方向を示す指標１２０を有している。
【００６７】
それゆえ、半導体装置（半導体チップ）を構成する半導体基板１３０の劈開方向を認識でき、半導体装置の断面解析など際して、この指標１２０を利用し簡単に劈開させ半導体装置の断面を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の実施の形態の半導体装置の外観を示す模式的な平面図である。
【図２】半導体ウェハの外観を示す模式的な平面図である。
【図３】半導体装置の検査方法の第一工程を示す模式図である。
【図４】半導体装置の検査方法の第二工程を示す模式図である。
【図５】半導体装置の検査方法の第三工程を示す模式図である。
【図６】一変形例の半導体装置の外観を示す模式的な平面図である。
【図７】他の変形例の半導体装置の検査方法を示す模式図である。
【図８】他の変形例の半導体装置の指標を示す模式的な平面図である。
【図９】他の変形例の半導体装置の指標を示す模式的な平面図である。
【符号の説明】
【００６９】
１００    半導体装置
１１０    集積回路
１２０    指標
１３０    半導体基板
２００    半導体ウェハ
３００    半導体装置
３１０    半導体装置
３２０    指標
３２１    配線パターン
３３０    指標
３３１    配線パターン
Ａ    解析エリア
ＳＬ    スクライブライン
【図１】
2008166351.tif 000003
【図２】
2008166351.tif 000004
【図３】
2008166351.tif 000005
【図４】
2008166351.tif 000006
【図５】
2008166351.tif 000007
【図６】
2008166351.tif 000008
【図７】
2008166351.tif 000009
【図８】
2008166351.tif 000010
【図９】
2008166351.tif 000011