(57)【要約】  【課題】電極パッドと機能検査用パッド又は位置合わせ用マーカーとが電気的に接続してしまうことを容易に抑制できる半導体ウェハを提供することにある。【解決手段】長尺状の半導体チップとなる領域ｔがマトリックス状に配列されているとともに、各チップ領域ｔ内の少なくとも長辺に沿って、半田バンプ７が形成される複数の電極パッド３が配列されて成る半導体ウェハであって、前記隣接しあうチップ領域ｔの短辺側の境界領域ｋに、機能検査用電極パッド５及び／又は位置合わせ用マーカー６を形成したことを特徴とするものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺状の半導体チップとなる領域がマトリックス状に配列されているとともに、各チップ領域内の少なくとも長辺に沿って、半田バンプが形成される複数の電極パッドが配列されて成る半導体ウェハであって、
前記隣接しあうチップ領域の短辺側の境界領域に、機能検査用電極パッド及び／又は位置合わせ用マーカーを形成したことを特徴とする半導体ウェハ。
【請求項２】
前記電極パッド、前記機能検査用パッド及び／または前記位置合わせ用マーカーは、下地金属層と、表面バリア金属層とから成ることを特徴とする請求項1に記載の半導体ウェハ。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の半導体ウェハを、前記境界領域に沿って切断するとともに、前記機能検査用パッド及び／または前記位置合わせ用マーカーを消失させたことを特徴とする半導体チップの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェハに設けられる機能検査用パッド又は位置合わせ用マーカー及び電極パッドに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体ウェハは、図６，図７に示すように、複数のチップ領域を有する半導体基板１１、回路配線１２、電極パッド１３、パッシベーション層１４、機能検査用パッド１５、位置合わせ用マーカー１６で構成されている。この半導体ウェハの表面には、長尺状の半導体チップとなる領域がマトリックス状に配列されている。
【０００３】
そして、マトリックス状の各チップ領域ｔには、半導体素子としての機能を達成するための回路配線１２及びこの回路配線１２と電気的に接続された電極パッド１３が形成されており、この半導体基板１１上には回路配線１２を覆うパッシベーション層１４が被覆されている。
【０００４】
また回路配線１２上のパッシベーション層１４には複数の開口部が設けられ、この開口部により回路配線１２の一部が露出しており、この露出部が電極パッド１３の下地金属層１３Ａとなっている。
【０００５】
更にこの下地金属層１３Ａ上には、表面バリア金属層１３Ｂが形成される。
【０００６】
このような電極パッド１３は、長尺状のチップ領域ｔの長辺に沿って高密度に配列されている。尚、長尺状のチップ領域ｔの短辺側は、長辺側に比してはるかに低密度に配列されているか又は殆ど配列されていない場合が多い。
【０００７】
このような構造を有する半導体ウェハの例としては、サーマルヘッド駆動用半導体チップや液晶表示装置駆動用半導体チップ等に出力端子を多数具備した半導体チップを抽出するものに適用される。
【０００８】
そして、この電極パッド１３上には、従来周知の印刷法等により半田ペーストが塗布され、これを加熱して溶融することにより半田バンプ１７が形成される。
【０００９】
半導体基板１１のチップ領域の外側である境界領域には、機能検査用パッド１５や位置合わせ用マーカー１６が設けられている。
【００１０】
この機能検査用パッド１５とは、機能検査用集積回路の表面に設けられた端子部のことであり、機能検査用集積回路は、半導体ウェハの基本的な動作特性を評価・検査するために形成された集積回路である。
【００１１】
そして、機能検査用パッド１５に検査装置のプローブを当てることにより集積回路としての機能が検査される。
【００１２】
また位置合わせ用マーカー１６とは、回路配線１２や電極パッド１２等を半導体基板１１に形成する際や半導体ウェハから半導体チップを切り出す際に、位置合わせの基準となるもので、通常、一の半導体基板１１上に３箇所程度設けられる。
【００１３】
ところで、このような半導体ウェハにおいて、隣接するチップ領域ｔ間の長辺側の境界領域ｋ１に機能検査用パッド１５や位置合わせ用マーカー１６を設けた場合には、電極パッド１３と機能検査用パッド１５又は位置合わせ用マーカー１６とが互いに極めて近接することとなる。
【特許文献１】特開２００２−２８０４２９号公報
【特許文献２】特開２００２−３１３８６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ところが、このように電極パッド１３と機能検査用パッド１５又は位置合わせ用マーカー１６とが互いに極めて近接した状態で、半田バンプ１７を形成するために半田ペーストを電極パッド１３上に塗布すると、この塗布された半田ペーストが、機能検査用パッド１５上又は位置合わせ用マーカー１６上にまで及ぶことがある。
【００１５】
そして、この状態で半田ペーストを加熱により溶融して半田バンプ１７を形成すると、これら電極パッド１３と機能検査用パッド１５又は位置合わせ用マーカー１６との双方の上面に跨って半田ペーストが位置したまま固化してしまい、電極パッド１３と機能検査用パッド１５又は位置合わせ用マーカー１６とが電気的に短絡してしまうという欠点を招来する。
【００１６】
この結果、機能検査用パッド１５の場合は、この機能検査用パッド１５に検査装置のプローブを当てても、半導体ウェハが正しい機能を有しているか否かが検査できず、また位置合わせ用マーカー１６の場合は、半田バンプ１７が位置合わせ用マーカー１６を覆ってしまうことから、位置合わせ用マーカー１６の正確な位置が検出できず、位置合わせ用マーカー１６として機能しなくなる。
【００１７】
このような欠点は、半田バンプ１７と、外部の接続基板との接続信頼性の向上のために、この半田バンプ１７を大きくする目的で半田ペーストを多量に塗布した場合に多く発生する。
【００１８】
特に、半田ペーストの塗布量を多くするために、印刷用孔版の開口部を隣接するチップ領域間の長辺側の境界領域ｋ１にまで及ばせた結果、この境界領域ｋ１に形成された機能検査用パッド１５上や位置合わせ用マーカー１６上、又はその近傍に印刷用孔版の開口部が位置してしまう場合は、この欠点がより発生しやすい。
【００１９】
また半田ペーストを塗布する際に、印刷用孔版の開口部の位置が、チップ領域の外側に多少ずれてしまった場合にも同様の欠点が発生する。
【００２０】
更に、電極パッド１３の表面バリア金属層１３Ｂが無電解メッキ法により形成される場合は、機能検査用パッド１５や位置合わせ用マーカー１６の上面にも表面バリア金属層と同材料の金属層が形成されてしまう。この結果、これら機能検査用パッド１５等の上面の半田塗れ性がよくなり、加熱による半田ペーストの溶融時にこの半田ペーストが、電極パッド１３と同様の引力で機能検査用パッド１５等の側にも引っ張られることとなる。
【００２１】
このような場合は、電極パッド１３にのみ表面バリア金属層１３Ｂを形成した場合に比して、半田バンプが表面張力により電極パッド１３上に位置しようとすることがより妨げられやすいため、半田ペーストが電極パッド１３と機能検査用パッド１５等との両者間に跨って位置してしまいやすく、その状態で半田ペーストを固化した結果、両者が電気的に短絡することを有効に防止できる。
【００２２】
本発明は、上記欠点に鑑み案出されたものであり、その目的は電極パッド１３と機能検査用パッド１５又は位置合わせ用マーカー１６とが電気的に短絡することを容易に抑制できる半導体ウェハ及び半導体チップの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明の半導体ウェハは、長尺状の半導体チップとなる領域がマトリックス状に配列されているとともに、各チップ領域内の少なくとも長辺に沿って、半田バンプが形成される複数の電極パッドが配列されて成る半導体ウェハであって、前記隣接しあうチップ領域の短辺側の境界領域に、機能検査用電極パッド及び／又は位置合わせ用マーカーを形成したことを特徴とするものである。
【００２４】
また本発明の半導体ウェハは、前記電極パッド、前記機能検査用パッド及び／または前記位置合わせ用マーカーは、下地金属層と、表面バリア金属層とから成ることを特徴とするものである。
【００２５】
本発明の半導体チップの製造方法は、上述の半導体ウェハを、前記境界領域に沿って切断するとともに、前記機能検査用パッド及び／または前記位置合わせ用マーカーを消失させたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の半導体ウェハによれば、上記構成により、電極パッド上に半田バンプを形成するために塗布される半田ペーストの量を多くしても、電極パッドと機能検査用パッド又は位置合わせ用マーカーとが互いに近接していないことから、塗布された半田ペーストが機能検査用パッド上又は位置合わせ用マーカー上にまで及ぶことがなく、電極パッドと機能検査用パッド又は位置合わせ用マーカーとが、この半田ペーストにより電気的に短絡してしまうことを防止できる。
【００２７】
従って、半田ペーストの塗布量を多くして半田バンプを大きくすることも可能となり、この半田バンプの接続信頼性が向上し、機能の検査や位置合わせ等を確実に行うことができる。
【００２８】
更に、電極パッドの表面バリア金属層を無電解メッキ法により形成することにより、機能検査用パッド上又は位置合わせ用マーカー上に表面バリア金属層と同材料の金属が付着して、これら機能検査用パッド等の上面の半田塗れ性がよくなっても、機能検査用パッドや位置合わせ用マーカーは、チップ領域の短辺側の境界領域に形成されていることから、この機能検査用パッド等の表面に付着した金属層上に半田ペーストが塗布されることはなく、表面バリア金属層の形成に無電解メッキ法を用いることも可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の半導体ウェハの平面図、図２は図１の半導体ウェハのＡ−Ａ’部分断面図、図３は図１の半導体ウェハのＢ−Ｂ’部分断面図であり、１は半導体基板、２は回路配線、３は電極パッド、４はパッシベーション層、５は機能検査用パッド、６は位置合わせ用マーカー、７は半田バンプ、ｔはマトリックス状の各チップ領域、ｋ１はチップ領域間の長辺側の境界領域、ｋ２はチップ領域間の短辺側の境界領域である。
【００３０】
尚、本発明では、サーマルヘッド駆動用半導体ウェハを用いて説明する。
【００３１】
本発明の半導体ウェハの表面には、長尺状の半導体チップとなる領域がマトリックス状に配列されている。
【００３２】
そして、マトリックス状の各チップ領域ｔには、半導体素子としての機能を達成するための回路配線２及びこの回路配線２と電気的に接続された電極パッド３が形成されており、この半導体基板１上には回路配線２を覆うパッシベーション層４が被覆されている。
【００３３】
また回路配線２上のパッシベーション層４には複数の開口部が設けられ、この開口部により回路配線２の一部が露出しており、この露出部が電極パッド３の下地金属層３Ａとなっている。
【００３４】
更にこの下地金属層３Ａ上には、表面バリア金属層３Ｂが形成され、その上面には半田バンプ７が形成される。
【００３５】
一方、半導体基板１のチップ領域ｔの外側であるには、機能検査用パッド５や位置合わせ用マーカー６が設けられている。
【００３６】
半導体基板１は、単結晶シリコン等から成る略矩形状の板状体である。この半導体基板1の各チップ領域ｔ内には、必要に応じてＰ型領域、Ｎ型領域、絶縁領域等が形成され、トランジスタ等の機能素子等が複数集積されている。そして、その上面に回路配線２、電極パッド３、パッシベーション層４等が被着されている。
【００３７】
また半導体基板１上に形成される回路配線２は、アルミニウムや銅等の金属材料により０．５μｍ〜１．５μｍの厚みに被着されており、図示しない機能素子間を接続したり、電源電力や電気信号等を供給するための配線として機能する。このような回路配線２は、電極パッド３と接続されている。
【００３８】
そして、回路配線２に電気的に接続されている電極パッド３は、回路配線２と一体的に形成される下地金属層３Ａと、この下地金属層３Ａ上に形成される表面バリア金属層３Ｂとから構成されている。
【００３９】
このような電極パッド３は、サーマルヘッド駆動用の半導体チップにおいては、長尺状のチップ領域ｔのうち、一方側の長辺に沿って多数の出力用電極パッドとして形成され、また他方側の長辺に沿って出力用電極パッドよりも少ない個数の入力用電極パッド等が形成される。従って、長尺状のチップ領域ｔの短辺側は、長辺側に比してはるかに低密度に電極パッド３が配列されているか、又は全く形成されていないことになる。
【００４０】
この電極パッド３の下地金属層３Ａは、後述するパッシベーション層４に開口部を設けることで表面に露出されることになる。
【００４１】
また、この下地金属層３Ａ上には、表面バリア金属層３Ｂが形成される。この表面バリア金属層３Ｂは、後述する半田バンプ７の構成材料と濡れ性の良好な材料により形成されており、例えば半導体基板１側から亜鉛（Ｚｎ）、ニッケル（Ｎｉ）及び金（Ａｕ）を順次積層させた構成が採用される。
【００４２】
このような表面バリア金属層３Ｂは、例えば従来周知の無電解メッキ法を採用することにより形成される。
【００４３】
パッシベーション層４は、上述の電極パッド３を取り囲むように半導体基板１上に形成されている。具体的な材料は、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）や酸化珪素（ＳｉＯ２）、ポリイミド等の電気絶縁材料が例示できる。
【００４４】
このパッシベーション層４は、その一部が電極パッド３の下地金属層３Ａと連接する回路配線２の一部を被覆しており、この被覆部では他の領域に比べてパッシベーション層４の表面が上方に膨らんだ形となる。
【００４５】
このようなパッシベーション層４は、半導体基板１上の機能素子、回路配線２等を大気と良好に遮断することで、機能素子、回路配線２等が大気中に含まれている水分等の接触により腐食することを有効に防止する作用をなす。
【００４６】
尚、パッシベーション層４は、従来周知のスパッタリング、フォトリソグラフィー技術、エッチング技術等を採用することによって半導体基板１の上面に０．５μｍ〜３．０μｍの厚みに形成される。このパッシベーション層４は、通常、チップ領域ｔ内にのみ形成されるが、隣接するチップ領域間の境界領域にまで延出させても構わない。
【００４７】
一方、隣接するチップ領域間は境界領域である。この境界領域は、チップ領域の長辺に沿った領域ｋ１と、短辺に沿った領域ｋ２と、さらにこの二つの領域ｋ１，ｋ２が交錯した領域とに分けられる。この境界領域の幅は、電極パッドの径の１／２〜２倍程度に設定される。
【００４８】
そして、半導体基板１のチップ領域間の短辺側の境界領域ｋ２には、機能検査用パッド５や位置合わせ用マーカー６が設けられる。
【００４９】
この機能検査用パッド５や位置合わせ用マーカー６の形成位置は、これら機能検査用パッド５や位置合わせ用マーカー６に最も近接した電極パッド上３及びその近傍領域上に塗布される半田ペーストの塗布量域から充分に離間している。
【００５０】
これにより、電極パッド３上に塗布された半田ペーストの塗布量が多量であっても、塗布された半田ペーストが機能検査用パッド５又は位置合わせ用マーカー６の上面にまで達することがなく、電極パッド３と機能検査用パッド５又は位置合わせ用マーカー６とが、この半田ペーストにより電気的に短絡してしまうことがない。
【００５１】
従って、半田ペーストの量を多くして半田バンプ５を大きくしても、従来のように電極パッド３と機能検査用パッド５等との間で短絡が起きることはなく、しかも半田バンプ５の接続信頼性が向上する。
【００５２】
機能検査用パッド５は、機能検査用集積回路の表面に設けられた端子部のことであり、機能検査用集積回路は、半導体ウェハの基本的な動作特性を評価・検査するために形成された集積回路である。
【００５３】
そして、機能検査用パッド５に検査装置のプローブを当てることにより集積回路としての機能が検査される。
【００５４】
また位置合わせ用マーカー６は、回路配線２や電極パッド３等を半導体基板１上に作り込む際や、ダイシング（一の半導体ウェハを複数の半導体チップに切削すること）の際に位置合わせの基準となるもので、通常、一の半導体基板１上に３箇所程度設けられる。
【００５５】
尚、これら機能検査用パッド５及び位置合わせ用マーカー６は、電極パッド３の下地金属層３Ａと同じ材料、即ちアルミニウムにより形成される。
【００５６】
この機能検査用パッド５及び位置合わせ用マーカー６の直上のパッシベーション層４は除去されており、機能検査用パッド５及び位置合わせ用マーカー６が剥き出しになっている。
【００５７】
そして、電極パッド３の表面バリア金属層３Ｂが、無電解メッキ法により形成された場合、電極パッド３の下地金属層３Ａと同じ材料からなる金属層が、機能検査用パッド５及び位置合わせ用マーカー６上にも付着することとなる。この結果、これら機能検査用パッド５等の上面の半田塗れ性はよくなる。
【００５８】
しかしながら、機能検査用パッド５や位置合わせ用マーカー６は、チップ領域ｔの短辺側の境界領域ｋ２に形成されていることから、この機能検査用パッド５等の表面に付着した金属層上に半田ペースト７’が塗布されることはない。
【００５９】
従って半田ペーストが電極パッド３と機能検査用パッド５等との両者間に跨って塗布された場合のように、溶融した半田ペーストが表面張力により電極パッド３上に位置しようとすることを、機能検査用パッド５等の表面に付着した金属層が妨げることはない。
【００６０】
それ故、表面バリア金属層３Ｂの形成に無電解メッキ法を採用することも可能となる。
【００６１】
他方、上述した各電極パッド３上には、半田バンプ７が形成される。
【００６２】
この半田バンプ７は、半導体ウェハから切り出した半導体チップをサーマルヘッド等の外部基板上に搭載するときに、この外部基板側に設けられた電極パッドとの電気的接続を図るために用いられる。
【００６３】
この半田バンプ７は、例えば印刷法により形成する場合、図４に示すように、以下の工程を経て形成される。
【００６４】
（１）まず、上面に回路配線２や電極パッド３の表面バリア金属層３Ｂ、パッシベーション層４を被着した半導体基板１と、印刷用孔版ｍとを準備し、印刷用孔版ｍを半導体基板１上に配置する。
【００６５】
印刷用孔版ｍは、板状の孔版本体に、電極パッド３の表面バリア金属層３Ｂに対応する複数の開口部ｍ１を設けた構造を有している。半導体基板１と印刷用孔版ｍとの位置合わせは、印刷用孔版ｍを備えたスクリーン印刷機のステージ上に上述の半導体基板１を載置させるとともに、上述の位置合わせ用マーカー６を基準点として、この半導体基板１の位置もしくは印刷用孔版ｍの位置を所定の方向に移動させることによって行われる。
【００６６】
（２）次に、印刷用孔版ｍ上に半田ペースト７’を供給するとともに、スキージ８を印刷用孔版ｍに対して押し当てた状態で移動させることにより、半田ペースト７’を印刷用孔版ｍの開口部ｍ１を介して表面バリア金属層３Ｂ上に印刷・塗布する。
【００６７】
この半田ペースト７’としては、多数の半田粒子にフラックス等を添加・混合して所定の粘度に調整したものが好適に用いられる。
【００６８】
（３）次に印刷用孔版ｍから、半田ペースト７’を分離させる。
【００６９】
（４）その後、これを例えば半田ペースト７’の融点以上の温度で加熱することにより表面バリア金属層３Ｂ上に半田バンプ７を形成する。
【００７０】
以上の工程を経て半田バンプ７が形成される。
【００７１】
その後、上述した半導体ウェハを境界領域に沿って、例えばダイヤモンド製のブレードをあててダイシングすることにより、多数の半導体チップが得られる。このブレードの幅は、半導体ウェハの境界領域の幅よりも若干細い程度であり、このダイシングにより機能検査用パッド５や位置合わせ用マーカー６は消失することとなる。
【００７２】
尚、図５に示すように電極パッド３上に半田バンプ７を形成するために塗布される半田ペースト７’の塗布量を多くするために、印刷用孔版ｍの開口部ｍ１を隣接するチップ領域間の長辺側の境界領域ｋ１にまで及ばせたとしても、電極パッド３と機能検査用パッド５又は位置合わせ用マーカー６とは、互いに半田ペースト７’の及ぶ範囲からは充分に離間した位置に形成されているため、この半田ペースト７’により両者が電気的に接続してしまうことがない。
【００７３】
それ故、印刷用孔版ｍの開口部ｍ１を隣接するチップ領域間の長辺側の境界領域ｋ１にまで及ばせることにより、半田ペースト７’を多量に塗布して半田バンプ７を大きくすることも可能となり、この半田バンプ７の接続信頼性が向上する。
【００７４】
また、印刷用孔版ｍの開口部ｍ１の位置が、チップ領域ｔの長辺側に少しずれたとしても、電極パッド３と機能検査用パッド５又は位置合わせ用マーカー６とが、この半田ペースト７’により電気的に接続してしまうことがなく、従って歩留まりも向上する。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の一実施形態にかかる半導体ウェハの平面図である。
【図２】図１の半導体ウェハのＡ−Ａ’断面図である。
【図３】図１の半導体ウェハのＢ−Ｂ’断面図である。
【図４】分図（１）乃至（４）は、本発明の半導体ウェハの半田ペーストの塗布工程の断面図である。
【図５】本発明の半導体ウェハと印刷用孔版の開口部との位置関係を示す平面図である。
【図６】従来の半導体ウェハの平面図である。
【図７】図６の半導体ウェハのＣ−Ｃ’断面図である。
【符号の説明】
【００７６】
１・・・半導体ウェハ
２・・・回路配線
３・・・電極パッド
３Ａ・・・下地金属層
３Ｂ・・・表面バリア金属層
４・・・パッシベーション層
５・・・機能検査用パッド
６・・・位置合わせ用マーカー
７・・・半田バンプ
７’・・・半田ペースト
８・・・スキージ
ｔ・・・半導体ウェハの各チップ領域
ｋ１・・・隣接するチップ領域間の長辺側の境界領域
ｋ２・・・隣接するチップ領域間の短辺側の境界領域
ｍ・・・印刷用孔版
ｍ１・・・印刷用孔版の開口部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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