JP5976055B2 - Semiconductor wafer, semiconductor chip, semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、例えばDRAM(Dynamic Random Access Memory)、NAND型フラッシュメモリなどの半導体チップとその製造方法と、複数の半導体チップを備える半導体ウエハとその製造方法と、複数の半導体チップが積層された半導体装置とその製造方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor chip such as a DRAM (Dynamic Random Access Memory) and a NAND flash memory and a manufacturing method thereof, a semiconductor wafer including a plurality of semiconductor chips, a manufacturing method thereof, and a semiconductor in which a plurality of semiconductor chips are stacked. The present invention relates to an apparatus and a manufacturing method thereof.
現在、シリコン貫通電極(以下、TSV(Through Silicon Via)という。)技術が多くの半導体製造会社で開発・実用化されており、TSV用パッドを有する大容量のDRAM又はNAND型フラッシュメモリである複数の半導体メモリチップを厚さ方向に積層してより大容量のメモリ装置を製造することを実用化している。例えば、ハイブリッド・メモリ・キューブ・コンソーシアムでは、TSV技術を用いて製造するハイパフォーマンスで大容量のDRAMを研究開発している。 Currently, a through silicon via (hereinafter referred to as TSV (Through Silicon Via)) technology has been developed and put into practical use by many semiconductor manufacturing companies, and is a large capacity DRAM or NAND flash memory having a TSV pad. It has been put to practical use to manufacture a larger capacity memory device by stacking the semiconductor memory chips in the thickness direction. For example, the Hybrid Memory Cube Consortium is researching and developing high-performance and large-capacity DRAMs manufactured using TSV technology.
図1は従来例に係る複数のNAND型フラッシュメモリチップ2を備えた半導体ウエハ1の構成を示す平面図である。図1から明らかなように、半導体ウエハ1上に複数の半導体メモリチップ2では、同様にプロービングテスト及びボンディングのための大きなパッド3が並置されて大きな面積を専有している。また、パッド3には静電荷放電回路(以下、ESD回路という。)が付随して形成され、同様に大きな面積を占有している。したがって、これらのパッドおよびESD回路を半導体メモリチップ2内から無くすことができればチップサイズを縮小してコストを下げることができる。図1において、SAは各半導体メモリチップ2間のスクライブ領域であり、SLは各半導体メモリチップ2を切断するときのスクライブラインを示す。
FIG. 1 is a plan view showing a configuration of a
例えば特許文献1は、インターフェース回路を有する半導体チップ上にTSVによって複数のDRAMチップが積層されている。このDRAMチップは積層専用のため、ボンディングパッドやESD回路は不要だが、プロービングテストのためのパッドは備えられている。また、特許文献2は、同様に、複数の半導体メモリチップがボンディングあるいはTSVにより接続・積層され、さらにそれがインターフェース回路を有する半導体チップと接続される半導体装置が開示されているが、ボンディングおよびプロービングテストのためのパッドは備えられている。
For example, in
また、特許文献3及び4では、複数のプロービングパッドがスクライブ領域に形成され、プロービングを容易に実行することができる。またさらに、特許文献5及び6では、複数のTSV用パッドがスクライブ領域に形成されている。
In
しかし、例えば特許文献3及び4のごとく、複数のプロービングパッドをスクライブ領域に形成するときに、当該プロービングパッドなどの大きな幅広の金属は以下のような信頼性悪化の問題点が発生する場合があった。
(1)半導体ウエハをスクライブラインでダイシングしたときに残存する金属によりパッド間で短絡すること、並びに
(2)半導体ウエハをダイシングしたときの部分的なダメージで水分がパッドからチップ内部に伸びる接続金属線に沿って侵入して腐食すること。
However, as described in
(1) A short circuit between the pads due to the metal remaining when the semiconductor wafer is diced by a scribe line, and (2) a connection metal in which moisture extends from the pad into the chip due to partial damage when the semiconductor wafer is diced. Invasion along the line and corrosion.
本発明の目的は、TSVで積層し接続した半導体メモリチップのプロービングパッドをスクライブライン上に形成する場合に、半導体ウエハをスクライブラインでダイシングしたときに残存するパッド金属やダメージに基づく半導体チップの信頼性悪化の問題点を解決することができる、半導体チップとその製造方法と、複数の半導体チップを備える半導体ウエハとその製造方法と、複数の半導体チップが積層された半導体装置とその製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to form a semiconductor memory chip probing pad stacked and connected by TSV on a scribe line, and to ensure the reliability of the semiconductor chip based on the pad metal remaining and the damage when the semiconductor wafer is diced by the scribe line. A semiconductor chip and a manufacturing method thereof, a semiconductor wafer including a plurality of semiconductor chips, a manufacturing method thereof, a semiconductor device in which a plurality of semiconductor chips are stacked, and a manufacturing method thereof are provided. There is to do.
本発明に係る半導体ウエハは、複数の半導体チップを備える半導体ウエハにおいて、
上記半導体ウエハのスクライブ領域に形成された複数のプロービングパッドと、
上記半導体チップ上に形成された複数のシリコン貫通電極と、
上記各プロービングパッドをそれぞれ上記各シリコン貫通電極に接続する配線層とを備え、
ウエハテスト後に、上記複数のプロービングパッド及び上記配線層の一部の少なくとも一方をエッチングにより除去して構成されたことを特徴とする。
The semiconductor wafer according to the present invention is a semiconductor wafer comprising a plurality of semiconductor chips,
A plurality of probing pads formed in the scribe region of the semiconductor wafer;
A plurality of through silicon vias formed on the semiconductor chip;
A wiring layer for connecting each probing pad to each silicon through electrode,
After the wafer test, at least one of the plurality of probing pads and part of the wiring layer is removed by etching.
上記半導体ウエハにおいて、上記複数のシリコン貫通電極を先に形成して、ウエハテスト後に、上記複数のプロービングパッド及び上記配線層の一部の少なくとも一方をエッチングにより除去して構成されたことを特徴とする。 In the semiconductor wafer, the plurality of through silicon vias are first formed, and after the wafer test, at least one of the plurality of probing pads and the wiring layer is removed by etching. To do.
また、上記半導体ウエハにおいて、上記配線層の一部を除去したときに残存する配線層の露出面をカバーするように形成された保護膜をさらに備えたことを特徴とする。 The semiconductor wafer may further include a protective film formed to cover an exposed surface of the wiring layer remaining when a part of the wiring layer is removed.
さらに、上記半導体ウエハにおいて、上記複数のプロービングパッドに接続される配線層は最上層ではないことを特徴とする。 Furthermore, in the semiconductor wafer, a wiring layer connected to the plurality of probing pads is not the uppermost layer.
またさらに、上記半導体ウエハにおいて、上記各プロービングパッドに接続される配線層と、上記各シリコン貫通電極に接続される配線層とは異なる層であることを特徴とする。 Furthermore, in the semiconductor wafer, the wiring layer connected to each probing pad is different from the wiring layer connected to each silicon through electrode.
また、上記半導体ウエハにおいて、上記複数のプロービングパッドは、上記半導体チップの一辺又は二辺に沿って形成されたことを特徴とする。 In the semiconductor wafer, the plurality of probing pads are formed along one side or two sides of the semiconductor chip.
さらに、上記半導体ウエハにおいて、上記複数のプロービングパッドは、複数の半導体チップに上記配線層を介して接続されて共通に用いられることを特徴とする。 Further, in the semiconductor wafer, the plurality of probing pads are commonly used by being connected to the plurality of semiconductor chips via the wiring layer.
またさらに、上記半導体ウエハにおいて、上記複数のプロービングパッドに代えて、上記複数のプロービングパッド及びテスト回路を備えたことを特徴とする。 The semiconductor wafer further includes the plurality of probing pads and a test circuit in place of the plurality of probing pads.
またさらに、上記半導体ウエハにおいて、上記プロービングパッドはCuにて構成されたことを特徴とする。 In the semiconductor wafer, the probing pad is made of Cu.
本発明に係る半導体チップは、上記半導体ウエハにおいて、上記スクライブ領域の所定のスクライブラインに沿ってダイシングすることにより複数の半導体チップを分離して構成されたことを特徴とする。 The semiconductor chip according to the present invention is characterized in that a plurality of semiconductor chips are separated from each other by dicing along a predetermined scribe line in the scribe region in the semiconductor wafer.
上記半導体チップにおいて、上記半導体チップは半導体メモリチップであることを特徴とする。 In the semiconductor chip, the semiconductor chip is a semiconductor memory chip.
本発明に係る半導体装置は、上記複数の半導体チップを、厚さ方向で互いに隣接する半導体チップの各シリコン貫通電極を接続するように積層することにより半導体装置を構成したことを特徴とする。 The semiconductor device according to the present invention is characterized in that the semiconductor device is configured by stacking the plurality of semiconductor chips so as to connect the through silicon vias of the semiconductor chips adjacent to each other in the thickness direction.
本発明に係る半導体ウエハの製造方法は、
複数の半導体チップを備えた半導体ウエハのスクライブ領域に複数のプロービングパッドを形成することと、
上記半導体チップ上に複数の配線層を形成することと、
上記半導体チップ上に上記各配線層に接続される複数のシリコン貫通電極を形成することと、
ウエハテスト後に、上記複数のプロービングパッド及び上記配線層の一部の少なくとも一方をエッチングにより除去することとを含むことを特徴とする。
A method for producing a semiconductor wafer according to the present invention comprises:
Forming a plurality of probing pads in a scribe region of a semiconductor wafer having a plurality of semiconductor chips;
Forming a plurality of wiring layers on the semiconductor chip;
Forming a plurality of through silicon vias connected to each wiring layer on the semiconductor chip;
After the wafer test, at least one of the plurality of probing pads and the wiring layer is removed by etching.
上記半導体ウエハの製造方法において、上記複数のシリコン貫通電極を先に形成した後に、ウエハテストを行い、上記複数のプロービングパッド及び上記配線層の一部の少なくとも一方をエッチングにより除去することを特徴とする。 In the method for manufacturing a semiconductor wafer, a wafer test is performed after the plurality of through silicon vias are first formed, and at least one of the plurality of probing pads and the wiring layer is removed by etching. To do.
また、上記半導体ウエハの製造方法において、上記配線層の一部を除去したときに残存する配線層の露出面をカバーするように保護膜を形成することをさらに含むことを特徴とする。 The semiconductor wafer manufacturing method further includes forming a protective film so as to cover an exposed surface of the wiring layer remaining when a part of the wiring layer is removed.
本発明に係る半導体チップの製造方法は、上記半導体ウエハの製造方法において、
上記スクライブ領域の所定のスクライブラインに沿ってダイシングすることにより複数の半導体チップを分離することをさらに含むことを特徴とする。
A method for manufacturing a semiconductor chip according to the present invention is the above-described method for manufacturing a semiconductor wafer,
The method further includes separating the plurality of semiconductor chips by dicing along a predetermined scribe line in the scribe region.
本発明に係る半導体装置の製造方法は、上記半導体チップの製造方法において、
上記複数の半導体チップを、厚さ方向で互いに隣接する半導体チップの各シリコン貫通電極を接続するように積層することにより半導体装置を構成することをさらに含むことを特徴とする。
A method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention is the above-described method for manufacturing a semiconductor chip.
The semiconductor device is further configured by stacking the plurality of semiconductor chips so as to connect the through silicon vias of the semiconductor chips adjacent to each other in the thickness direction.
本発明によれば、ウエハテスト後に、上記複数のプロービングパッド及び上記配線層の一部の少なくとも一方をエッチングにより除去して構成される。従って、半導体ウエハをスクライブラインでダイシングしたときに残存するパッド金属に基づく半導体チップの信頼性悪化の問題点を解決することができる。 According to the present invention, after the wafer test, at least one of the plurality of probing pads and the wiring layer is removed by etching. Therefore, it is possible to solve the problem of deterioration of the reliability of the semiconductor chip based on the pad metal remaining when the semiconductor wafer is diced by the scribe line.
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態において、同様の構成要素については同一の符号を付している。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, in each following embodiment, the same code | symbol is attached | subjected about the same component.
もし複数の半導体メモリチップがインターフェース回路を有する半導体チップに接続されるとき、半導体プロセスでTSV導体を用いて必要な電極を互いに接続するならば、上述の大きなESD回路や大きなパッド3を基本的には半導体メモリチップから除去することができると考えられる。半導体メモリチップ内にはTSV導体に対して十分な大きさの小さいサイズのTSV接続用プロービングパッドを形成し、ウェハテストのための大きいサイズのプロービングパッドはスクライブ上に形成すればプロービング作業も解決できるであろう。本発明者はこれらの知見に基づいて以下の本発明に係る実施形態を考案した。
If a plurality of semiconductor memory chips are connected to a semiconductor chip having an interface circuit, if the necessary electrodes are connected to each other using a TSV conductor in a semiconductor process, the large ESD circuit and the
第1の実施形態.
図2は第1の実施形態に係る複数のNAND型フラッシュメモリチップ2を備えた半導体ウエハ1の構成を示す平面図である。図1の従来例に係るパッド領域は1パッド当り150〜200μmx100μm程度の面積の水平方向(チップを平面に載置したときの横方向という)の長さを必要とする。これに対して、TSVのためのパッドの一辺の長さは30μm以下であればよく、スクライブ領域SAの幅は80〜100μm程度あればよい。従って、もしプロービングパッドがスクライブ領域SAにおいて形成されるならば、チップサイズを100〜150μmの長さだけ短くすることができると考えられる。
First embodiment.
FIG. 2 is a plan view showing a configuration of a
しかしながら、上述のように、プロービングパッドなどの大きな幅広の金属がスクライブ領域SAに形成されている場合に、半導体ウエハ1をスクライブラインSLでダイシングしたときに残存する金属によりパッド間で短絡し、もしくはダイシングしたときの部分的なダメージの部分から水分が侵入して腐食する場合があるという問題点があった。
However, as described above, when a large and wide metal such as a probing pad is formed in the scribe area SA, the
本実施形態では、当該問題点を解決するために、ウエハテストの後に、例えばCuにてなるプロービングパッド4をエッチングにより除去することを特徴としている。本実施形態の図2において、半導体ウエハ1上に形成された半導体メモリチップ2の縁端部の一辺に沿って複数のTSV用パッド5が形成される一方、当該一辺に対向する近傍に位置するスクライブ領域SAにおいて複数のプロービングパッド4が形成されている。ここで、各TSV用パッド5はそれぞれ各対応するプロービングパッド4と例えばCuにてなる配線層10を介して接続されている。なお、スクライブ領域SAの幅を100μmとしたとき、80μm幅を有するプロービングパッド4が、図2に示すように、両側で10μm程度のスペースSPを有して形成されている。また、半導体メモリチップ2上において、静電荷放電回路(ESD回路)を形成しておらず、例えば上記インターフェース回路を有する半導体チップ上に形成されることが好ましい。
In the present embodiment, in order to solve the problem, the probing
図3A〜図3Eは図2のNAND型フラッシュメモリチップ2の製造方法を示す各工程を示す縦断面図である。以下、図3A〜図3Eを参照してNAND型フラッシュメモリチップ2の製造方法について説明する。
3A to 3E are longitudinal sectional views showing respective steps showing a method of manufacturing the NAND
図3Aにおいて、例えばシリコンウエハである半導体ウエハ1上に複数のNAND型フラッシュメモリチップ2が形成される。各NAND型フラッシュメモリチップ2には、MOSメモリトランジスタ21及び接続配線用のビア導体22などが形成されている。当該メモリチップ2のスクライブ領域SAにはプロービングパッド4が形成され、また、メモリチップ2上には当該プロービングパッド4に連続的に接続される、いわゆる「パッドメタル層」と呼ばれる配線層10が形成されている。ここで、配線層10はAlである必要はなくCuでよく、例えばビア導体22とプロービングパッド4とを電気的に接続する。
In FIG. 3A, a plurality of NAND
次いで、図3Bにおいて、半導体メモリチップ2及びその上に形成された配線層10のチップエリア上に、例えばSiO2/SiNなどの絶縁膜である保護膜11が形成される。そして、プロービングパッド4上には、レジストを用いたフォトリソグラフィ法によるパターニングにより保護膜11が除去される。そして、図3Bの状態でウエハテストが実行され、ウエハテストの結果に基づいて不良半導体メモリチップ2を発見し、当該不良半導体メモリチップ2についてはその後のアッセンブリスタックでは使用しない。ここまではパッドの位置を除けば図1の従来の半導体メモリチップの製造方法と同じと言える。
Next, in FIG. 3B, a
次いで、図3Cにおいて、プロービングパッド4をエッチングにより除去する一方、その他の構成要素を除去しない。ここで、プロービングパッド4に接続されたスクライブ領域SAの配線層10の一部もエッチングしてもよい。なお、エッチングする対象は、上述の問題点が発生する、プロービングパッド4と、配線層10の一部の少なくとも一方であってもよい。
Next, in FIG. 3C, the probing
上記エッチングにより、図3Cに示すように、配線層10には露出面10aが露出する。当該配線層10の露出面10aをそのままにしておくと、上述のような短絡が発生する可能性は大きく減少するが、この部分から水分が侵入する可能性は残る。これに防止するために図3Dの工程を行う。
By the etching, the exposed
図3Dにおいて、保護膜11の上側において、並びに、配線層10の露出面10aを保護するように、例えばエポキシ樹脂にてなる保護膜12を形成する。これにより露出面10aが保護膜12によりカバーされる。その後、半導体ウエハ1及び半導体メモリチップ2の厚さ方向に貫通するスルーホール13を形成した後、当該スルーホール13内にTSV導体14を充填する。そして、TSV導体14の上側にはパッド5を形成する一方、その下側にパッド6を形成する。当該TSVを形成する具体的な方法の一例としては以下の手順が用いられる。
(1)所定の径及び貫通しない深さを有するTSV用スルーホール13を形成する。
(2)スルーホール13内に薄い絶縁膜を形成する。
(3)スルーホール13内の絶縁膜上であってスルーホール13内に導電材料であるTSV導体14を充填する。
(4)半導体メモリチップ2の半導体ウエハ1の下面を研磨し、半導体ウエハ1から突出しているTSV導体14をエッチングしてパッド5,6となる上下面を平坦とする。
In FIG. 3D, a
(1) The TSV through
(2) A thin insulating film is formed in the through
(3) The
(4) The lower surface of the
さらに、スクライブ領域SAの幅方向の中心に位置するスクライブラインSLに沿って、チップカッター(図示せず)を用いて半導体ウエハ1から複数の半導体メモリチップ2をダイシングして切り出す。このとき、プロービングパッド4についてはもうすでにエッチングされているので、上述の問題点が生じない。
Further, a plurality of
なお、図3Dにおいては、保護膜12はスクライブ領域SAの中央部分をフォトリソグラフィ法によるパターニングでエッチング除去しているが、このように除去しないでダイシングしても良い。また、このエッチングはTSV形成前でも形成後でも良い。
In FIG. 3D, the
図3Eにおいて、ウエハテストで良品の半導体メモリチップ2と判断された複数個を縦方向にスタックすることで、大容量の半導体メモリ装置(半導体装置)を得る。ここで、下側の半導体メモリチップ2の上側パッド5を、上側の半導体メモリチップ2の下側パッド6に位置合わせして、一対の半導体メモリチップ2を、互いにパッド5,6が対向するように正対させて例えばポリイミド樹脂などの所定のスペーサ膜15を介して貼り合わせてパッド5,6の結線を行う。
In FIG. 3E, a plurality of
なお、図3Eでは、2個の半導体メモリチップ2の積層を行っているが、本発明はこれに限らず、3個以上の半導体メモリチップ2を積層してもよい。
In FIG. 3E, two
以上説明したように本実施形態によれば、図3Cに示すように、スクライブ領域SAに形成したプロービングパッド4をエッチングにより除去するので、プロービングパッドなどの大きな幅広の金属がスクライブ領域SAに形成されている場合に、半導体ウエハ1をスクライブラインSLでダイシングしたときに残存する金属によりパッド間で短絡することを防止できる。
As described above, according to the present embodiment, as shown in FIG. 3C, the probing
また、図3Dに示すように、配線層10の露出面10aを保護膜12によりカバーするので、上述の短絡の問題点を解決できるとともに、ダイシングしたときの部分的なダメージの部分から水分が侵入して腐食することを防止できる。
Further, as shown in FIG. 3D, the exposed
さらに、配線層10及びプロービングパッド4については従来例のごとくボンディングする必要がないので、Cuパッド上にAlをデポジットする必要はなく、Cuなどのメタル配線のまま構成してもよい。
Further, since there is no need to bond the
なお、第1の実施形態の要旨については、以下の第2〜第4の実施形態にも適用できる。 In addition, about the summary of 1st Embodiment, it is applicable also to the following 2nd-4th embodiment.
第2の実施形態.
図4は第2の実施形態に係る複数のNAND型フラッシュメモリチップ2を備えた半導体ウエハ1の構成を示す平面図である。第2の実施形態に係る半導体ウエハ1は、図2の第1の実施形態に比較して、スクライブ領域SAにおいて、プロービングパッド4に加えて、例えば半導体メモリチップ2をウエハテストするための少なくとも1つのテスト回路7を形成したことを特徴としている。ここで、テスト回路7は配線層10でプロービングパッドあるいは半導体メモリチップ2内部と接続されるので、図3Cの工程で、プロービングパッド4とともにテスト回路7の少なくとも配線層10はエッチングにより除去される。
Second embodiment.
FIG. 4 is a plan view showing a configuration of a
以上のように構成された第2の実施形態によれば、スクライブ領域SAに形成したプロービングパッド4を含む配線層10をエッチングにより除去するので、プロービングパッドなどの大きな幅広の金属がスクライブ領域SAに形成されている場合に、半導体ウエハ1をスクライブラインSLでダイシングしたときに残存する金属によりパッド間で短絡することを防止できる。従って、第2の実施形態は第1の実施形態と同様の作用効果を有する。
According to the second embodiment configured as described above, since the
なお、上記テスト回路は、プロービング作業に向けた小さなESD回路を付随して形成することも好ましい。これは、例え管理された環境でのテストとはいえ最低限のESD対策は必要とされるからである。 The test circuit is preferably formed with a small ESD circuit for a probing operation. This is because a minimum ESD countermeasure is required although it is a test in a controlled environment.
第3の実施形態.
図5は第3の実施形態に係る複数のNAND型フラッシュメモリチップ2を備えた半導体ウエハ1の構成を示す平面図である。第3の実施形態に係る半導体ウエハ1は、半導体メモリチップ2の一辺に沿って複数のTSV用パッド5を有する図2の第1の実施形態と比較して、スクライブ領域SAにおいて形成されたプロービングパッド4は、互いに隣接して対向する各一辺を有する一対の半導体メモリチップ2のTSV用パッド5,5にそれぞれ各配線層10,10を介して接続されたことを特徴としている。ここで、プロービングパッド4及びそれに接続された配線層10の一部は、図3Cの工程で、プロービングパッド4とともにエッチングにより除去される。
Third embodiment.
FIG. 5 is a plan view showing a configuration of a
すなわち、第3の実施形態では、複数のプロービングパッド4は、複数の半導体メモリチップ2に配線層10を介して接続されて共通に用いられる。なお、図5ではすべてのプロービングパッド4を共用する図としているが、当然チップセレクト信号などの一部のプロービングパッドは各チップ独立して設けるのがテスト上は好ましい。
That is, in the third embodiment, the plurality of probing
以上のように構成された第3の実施形態によれば、スクライブ領域SAに形成したプロービングパッド4をエッチングにより除去するので、プロービングパッドなどの大きな幅広の金属がスクライブ領域SAに形成されている場合に、半導体ウエハ1をスクライブラインSLでダイシングしたときに残存する金属によりパッド間で短絡することを防止できる。従って、第3の実施形態は第1の実施形態と同様の作用効果を有する。
According to the third embodiment configured as described above, since the probing
第4の実施形態.
図6は第4の実施形態に係る複数のNAND型フラッシュメモリチップ2を備えた半導体ウエハ1の構成を示す平面図である。第3の実施形態に係る半導体ウエハ1は、半導体メモリチップ2の一辺に沿って複数のTSV用パッド5を有する図2の第1の実施形態と比較して、半導体メモリチップ2の二辺に沿ってそれぞれ複数のTSV用パッド5を有することを特徴としている。ここで、半導体メモリチップ2の二辺のそれぞれは、それに厚さ方向で隣接する別の半導体メモリチップ2のTSV用パッド5を形成していない辺に対向している。これにより、互いに厚さ方向で互いに隣接する各一対の半導体メモリチップ2間のスクライブ領域SAは、いずれか一方の半導体メモリチップ2のためのプロービングパッド4(配線層10を介してTSV用パッド5に接続されたパッドをいう。)を有効的にかつ効率的に形成できる。なお、複数のプロービングパッド4及びそれに接続された配線層10の一部は、図3Cの工程で、プロービングパッド4とともにエッチングにより除去される。
Fourth embodiment.
FIG. 6 is a plan view showing a configuration of a
以上のように構成された第4の実施形態によれば、スクライブ領域SAに形成したプロービングパッド4をエッチングにより除去するので、プロービングパッドなどの大きな幅広の金属がスクライブ領域SAに形成されている場合に、半導体ウエハ1をスクライブラインSLでダイシングしたときに残存する金属によりパッド間で短絡することを防止できる。従って、第4の実施形態は第1の実施形態と同様の作用効果を有する。
According to the fourth embodiment configured as described above, since the probing
第5の実施形態.
図7A〜図7Gは第5の実施形態に係るNAND型フラッシュメモリチップ2の製造方法を示す各工程を示す縦断面図である。図7A〜図7Gにおいて、図3A〜図3Eと同様のものについては同一の符号を付している。第5の実施形態に係るNAND型フラッシュメモリチップ2は、上述の実施形態に比較して以下の点が異なる。
(1)TSV導体14及びTSV用パッド5を先に形成した後、プロービングテストを行ってプロービングパッド4を除去すること。
(2)プロービングパッド4を含む配線層は最上層ではないこと(中間層又は下層であること)。
(3)プロービングパッド4を含むメタル層と、TSV導体14及びTSV用パッド5が接続される配線層10とは異なる層であること。
Fifth embodiment.
7A to 7G are longitudinal sectional views showing respective steps showing a method for manufacturing the NAND
(1) After the
(2) The wiring layer including the
(3) The metal layer including the
以下、図7A〜図7Gを参照して、第5の実施形態に係るNAND型フラッシュメモリチップ2の製造方法について説明する。
A method for manufacturing the NAND
図7Aは図3Aに対応する断面図を示しており、プロービングパッド4の開口前の通常プロセスの終了時点を示している。図7Aにおいて、配線層10と、プロービングパッド4を含む配線層とは異なる層であって、ビア導体23により接続されている。図7Aの例では、配線層10がプロービングパッド4を含む配線層よりも上層となっている。
FIG. 7A shows a cross-sectional view corresponding to FIG. 3A and shows the end point of the normal process before opening the
図7Bにおいて、半導体ウエハ1の裏面を研磨することによりその厚さを減少させた後、裏面からは配線層10までのスルーホール13を形成し、その中にTSV導体14を充填する。次いで、図7Cにおいて、TSV導体14の直上であって配線層10の上側にTSV用パッド5を形成する。一方、半導体ウエハ1の裏側であって、TSV導体14の直下部にTSV用パッド6を形成する。そして、図7Dにおいて、スクライブ領域SAの水平方向の中央部であって、プロービングパッド4の直上部を所定の幅だけ異方性エッチングして開口部16を形成し、プロービングパッド4を用いてプロービングテストを行う。
In FIG. 7B, after the thickness of the
さらに、図7Eにおいて、プロービングパッド4の中央部をさらにエッチングして開口部16よりも大きな開口部17を形成する。このとき、プロービングパッド4の一部が残存している。次いで、図7Fにおいて、半導体ウエハ1の上面に、開口部17の内部を含め、絶縁膜である保護膜18を形成する。そして、図7Gにおいて、保護膜18をエッチングバックしてTSV用パッド5を露出させる。このとき、プロービングパッド4の一部が残存している部分の面4aが保護膜18により保護されている。そして、当該半導体ウエハ1をスクライブラインSLに沿ってスクライブして複数の半導体メモリチップ2に分離する。以上のように形成された複数の半導体メモリチップ2を、図3Eと同様に積層できる。
Further, in FIG. 7E, the central portion of the
以上説明したように本実施形態によれば、TSV導体14の形成後に半導体ウエハ1に対してプロービングテストを行うことにより、通常のプロセスでの不良だけでなく、TSV導体14及びTSV用パッド5,6の形成に伴う不良をも除去できる。例えば、TSV用パッド5,6と基板との短絡や欠陥の発生によるファンクション不良などがスクリーニングできる。
As described above, according to the present embodiment, by performing a probing test on the
変形例.
以上の実施形態においては、半導体ウエハ1上に形成された複数のNAND型フラッシュメモリチップ2をダイシングにより切断して各メモリチップ2を切り出している。本発明はこれに限らず、メモリチップ2は、DRAM又は他のメモリチップ、半導体チップであってもよい。
Modified example.
In the above embodiment, each of the NAND-type
図3C、及び図7Eにおいて、プロービングパッド4及びそれに接続された配線層10の一部をエッチングにより除去しているが、本発明はこれに限らず、プロービングパッド4及びそれに接続された配線層10の一部のうち少なくとも一方を除去するようにしてもよい。
3C and 7E, the probing
なお、第2の実施形態に係るテスト回路7については、第1の実施形態、第3〜第5の実施形態に適用してもよい。
Note that the
以上詳述したように、本発明によれば、ウエハテスト後に、上記複数のプロービングパッド及び上記配線層の一部の少なくとも一方をエッチングにより除去して構成される。従って、半導体ウエハをスクライブラインでダイシングしたときに残存するパッド金属に基づく半導体チップの信頼性悪化の問題点を解決することができる。 As described above in detail, according to the present invention, after the wafer test, at least one of the plurality of probing pads and the wiring layer is removed by etching. Therefore, it is possible to solve the problem of deterioration of the reliability of the semiconductor chip based on the pad metal remaining when the semiconductor wafer is diced by the scribe line.
1…半導体ウエハ、
2…半導体メモリチップ、
3…パッド、
4…プロービングパッド、
5,6,5A…TSV用パッド、
7…テスト回路、
10…配線層、
10a…配線層の露出断面、
11,12…保護膜、
13…スルーホール、
14…TSV導体、
15…スペーサ膜、
16,17…開口部、
18…保護膜、21…MOSメモリトランジスタ、
22,23…ビア導体、
SA…スクライブ領域、
SL…スクライブライン。
1 ... Semiconductor wafer,
2 ... Semiconductor memory chip,
3 ... Pad,
4 ... Probing pad,
5, 6, 5A ... TSV pad,
7 ... Test circuit,
10 ... wiring layer,
10a: exposed cross section of the wiring layer,
11, 12 ... Protective film,
13 ... Through hole,
14 ... TSV conductor,
15 ... spacer film,
16, 17 ... opening,
18 ... Protective film, 21 ... MOS memory transistor,
22, 23 ... via conductor,
SA ... Scribe area,
SL ... Scribe line.
Claims (6)
上記半導体チップ上に複数の配線層を形成することと、
上記半導体チップ上であって、上記各プロービングパッド及び上記テスト回路に接続される配線層とは異なる層において、上記各配線層に接続される複数のシリコン貫通電極を形成することと、
ウエハテスト後に、上記複数のプロービングパッドと、上記テスト回路を含む上記配線層の一部とをエッチングにより除去することとを含むことを特徴とする半導体ウエハの製造方法。 Forming a plurality of probing pads and a test circuit in a scribe region of a semiconductor wafer having a plurality of semiconductor chips;
Forming a plurality of wiring layers on the semiconductor chip;
Forming a plurality of through silicon vias connected to each wiring layer on a layer different from the wiring layer connected to each probing pad and the test circuit on the semiconductor chip;
After the wafer test, the a plurality of probing pads, the method for manufacturing a semiconductor wafer, which comprises and removing by etching a part of the wiring layer including the test circuit.
上記スクライブ領域の所定のスクライブラインに沿ってダイシングすることにより複数の半導体チップを分離することをさらに含むことを特徴とする半導体チップの製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor wafer as described in any one of Claims 1-4 ,
A method of manufacturing a semiconductor chip, further comprising separating a plurality of semiconductor chips by dicing along a predetermined scribe line in the scribe region.
上記複数の半導体チップを、厚さ方向で互いに隣接する半導体チップの各シリコン貫通電極を接続するように積層することにより半導体装置を構成することをさらに含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor chip according to claim 5 ,
A method for manufacturing a semiconductor device, further comprising: stacking the plurality of semiconductor chips so as to connect through silicon vias of semiconductor chips adjacent to each other in the thickness direction.
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