JP2012164872A - Method of manufacturing semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体基板に対して半導体素子を形成したのち、スクライブラインにて切断してチップ単位に分割することで半導体装置を製造する半導体装置の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device in which a semiconductor device is manufactured by forming a semiconductor element on a semiconductor substrate and then cutting the semiconductor element into chip units by cutting along a scribe line.
従来より、半導体基板に対して半導体デバイスを形成したのち、半導体デバイスとの電気的接続を行うための配線パターンを形成し、それを窒化膜などの保護膜で覆ってからスクライブラインにて切断してチップ単位に分割することで半導体装置を製造している。チップ単位に切断するにあたって、保護膜が硬く、保護膜が切断位置に存在していると、チッピング(微小な欠け)が発生するという問題やダイシングブレードの劣化が早くなるという問題を生じさせる。また、半導体チップを樹脂モールドすると、モールド後にモールド樹脂の応力によりダイシングを行ったチップ端面において、各層間絶縁膜の間もしくは層間絶縁膜と保護膜の間で膜剥がれが発生する。 Conventionally, after forming a semiconductor device on a semiconductor substrate, a wiring pattern for electrical connection with the semiconductor device is formed, and this is covered with a protective film such as a nitride film and then cut with a scribe line. Thus, the semiconductor device is manufactured by dividing into chips. When cutting into chips, if the protective film is hard and the protective film is present at the cutting position, problems such as chipping (minute chipping) and deterioration of the dicing blade are caused. Further, when the semiconductor chip is resin-molded, film peeling occurs between the respective interlayer insulating films or between the interlayer insulating film and the protective film on the chip end surface that is diced by the stress of the mold resin after molding.
このため、これらの対策として、ダイシングを行うスクライブライン上において層間絶縁膜を取り除くことで溝を形成し、チップ端面において各層間絶縁膜の端部を最上層の保護膜で覆う構造が採用されている(例えば、特許文献1参照)。 For this reason, a structure is adopted in which grooves are formed by removing the interlayer insulating film on the scribe line for dicing, and the edge of each interlayer insulating film is covered with the uppermost protective film on the chip end surface. (For example, refer to Patent Document 1).
スクライブラインに溝を作る専用工程を作らず、かつ、コストアップなく溝を掘るためには各層の配線間を繋ぐビアホールエッチングの際、スクライブライン上の層間絶縁膜もエッチングする必要がある。 In order to dig a groove without making a dedicated process for forming a groove in the scribe line and without increasing the cost, it is necessary to also etch the interlayer insulating film on the scribe line at the time of via-hole etching connecting the wirings of each layer.
しかしながら、このようにスクライブライン上の層間絶縁膜を予めエッチングしておいた場合、各層の配線をパターニングする際にスクライブラインに大きな溝が存在することになり、配線のパターンニング用のレジストがチップ端面において膜減りを起こす。図9は、この様子を示した半導体装置の製造工程中の断面図である。 However, if the interlayer insulating film on the scribe line is previously etched in this way, a large groove exists in the scribe line when patterning the wiring of each layer, and the resist for wiring patterning is a chip. It causes film loss at the end face. FIG. 9 is a cross-sectional view of the semiconductor device during the manufacturing process showing this state.
この図に示されるように、スクライブラインに大きな溝Tが存在するため、スクライブラインとチップとの境界位置においてレジストJ1が傾斜した状態となり、この境界位置近傍においてレジストJ1の膜厚が他の位置よりも薄くなる膜減りを起こす。このため、配線J2のパターニング時にスクライブラインに近い側において遠い側よりもレジストJ1の膜厚が薄くなっているため、膜厚が薄くなっている箇所が他の箇所よりも先にエッチングされ尽くし、その下の配線J2までエッチングされてしまい、チップ外周部にて残すはずの配線J2までエッチングされる。また、露光機によるレジストJ1のパターンニングの際も、スクライブラインに大きな深い溝があるためフォーカスがずれ、配線J2の線幅にバラツキが生じる。 As shown in this figure, since the large groove T exists in the scribe line, the resist J1 is inclined at the boundary position between the scribe line and the chip, and the film thickness of the resist J1 is changed to another position in the vicinity of the boundary position. It causes the film to become thinner. For this reason, since the film thickness of the resist J1 is thinner than the far side on the side near the scribe line at the time of patterning the wiring J2, the part where the film thickness is thin is completely etched before the other part, Etching is performed up to the wiring J2 below the wiring J2, and etching is performed up to the wiring J2 that should be left at the outer periphery of the chip. Also, when the resist J1 is patterned by the exposure machine, the scribe line has a large deep groove, so that the focus shifts and the line width of the wiring J2 varies.
このような現象は、チップサイズが小さくウエハ内に占めるスクライブラインの占有面積が大きい時に顕著に現れる。また、スクライブラインの幅は工程出来栄え管理用のスクライブTEGが配置してある為に、幅を縮小することは不可能であり、幅を縮小して上記問題を解決することができない。 Such a phenomenon is prominent when the chip size is small and the area occupied by the scribe lines in the wafer is large. In addition, since the scribe line TEG for process performance management is arranged for the width of the scribe line, it is impossible to reduce the width, and the above problem cannot be solved by reducing the width.
本発明は上記点に鑑みて、レジストの膜減りによって残すべき配線がエッチングされることを防止すると共に、露光機による配線パターニング時のフォーカスずれを抑制し、配線の線幅にバラツキが生じることを防止できる半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。 In view of the above points, the present invention prevents the wiring to be left behind from being etched due to the reduction of the resist film, suppresses the focus shift at the time of wiring patterning by the exposure machine, and causes variations in the line width of the wiring. An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor device that can be prevented.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、層間絶縁膜(2、4、6)および配線層(3、5、7)を形成する工程として、層間絶縁膜(2、4、6)を成膜したのち、スクライブライン上において、該スクライブラインの両側で層間絶縁膜(2、4、6)を除去して溝(T)を形成しつつ、該溝(T)の間において層間絶縁膜(2、4、6)を残す工程と、層間絶縁膜(2、4、6)の上に配線層(3、5、7)を構成する金属層(20)を成膜したのち、該金属層(20)の上にこの金属層(20)のパターニング用のマスクとなるレジスト(21)を成膜し、該レジスト(21)を露光機によって露光することでパターニングする工程と、レジスト(21)をマスクとして金属層(20)をパターニングして、配線層(3、5、7)を形成する工程とを行うことを特徴としている。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the interlayer insulating film (2, 4, 6) is formed as the step of forming the interlayer insulating film (2, 4, 6) and the wiring layer (3, 5, 7). 6), the interlayer insulating films (2, 4, 6) are removed on both sides of the scribe line to form grooves (T) on the scribe line, and between the grooves (T). After leaving the interlayer insulating film (2, 4, 6) and forming the metal layer (20) constituting the wiring layer (3, 5, 7) on the interlayer insulating film (2, 4, 6) A step of forming a resist (21) as a mask for patterning the metal layer (20) on the metal layer (20), and patterning the resist (21) by exposing with an exposure machine; The metal layer (20) is patterned using the resist (21) as a mask to form the wiring layers (3, 5). It is characterized by performing a step of forming a 7).
このように、スクライブライン内において、スクライブラインの両側、つまりチップとなる部分との境界位置では層間絶縁膜(2、4、6)が存在せず半導体基板(1)の表面が露出する領域を設け、スクライブラインのうち溝(T)の間に挟まれた領域には層間絶縁膜(2、4、6)を残すようにしている。このため、スクライブラインとチップとの境界位置近傍において、配線層(3、5、7)を形成する際のマスクとして用いるレジスト(21)が膜減りすることを抑制できる。 In this way, in the scribe line, there is a region where the surface of the semiconductor substrate (1) is exposed without the interlayer insulating film (2, 4, 6) at both sides of the scribe line, that is, at the boundary position with the portion to be the chip. The interlayer insulating films (2, 4, 6) are left in the region between the trenches (T) in the scribe line. For this reason, it can suppress that the resist (21) used as a mask at the time of forming a wiring layer (3, 5, 7) decreases in the vicinity of the boundary position between the scribe line and the chip.
したがって、レジスト(21)の膜減りによって残すべき配線がエッチングされることを防止することができると共に、露光機による配線層(3、5、7)のパターニング時のフォーカスずれを抑制でき、配線層(3、5、7)の線幅にバラツキが生じることを防止することが可能となる。 Accordingly, it is possible to prevent the wiring to be left behind from being etched due to the film thickness reduction of the resist (21), and to suppress a focus shift at the time of patterning the wiring layers (3, 5, 7) by the exposure machine. It is possible to prevent variations in the line widths of (3, 5, 7).
請求項2に記載の発明は、保護膜(8)を形成する工程として、チップ側において層間絶縁膜(2、4、6)の端面を覆いつつ、スクライブライン上に形成された層間絶縁膜(2、4、6)からは離間するように保護膜(8)を形成する工程を行うことを特徴としている。 According to the second aspect of the present invention, as the step of forming the protective film (8), the interlayer insulating film (on the scribe line) is covered while covering the end surface of the interlayer insulating film (2, 4, 6) on the chip side. 2, 4, 6) is characterized in that a step of forming a protective film (8) is performed so as to be separated from the substrate.
このように、層間絶縁膜(2、4、6)がスクライブラインの両側において、チップ上に形成される層間絶縁膜(2、4、6)および保護膜(8)から離間した状態となっていることから、スクライブライン上の層間絶縁膜(2、4、6)にチッピングが発生しても、チップ上に形成される層間絶縁膜(2、4、6)および保護膜(8)についてはチッピングが発生しないようにできる。また、保護膜(8)でチップ端面を覆うことで水分の浸入も抑制できる。 As described above, the interlayer insulating films (2, 4, 6) are separated from the interlayer insulating films (2, 4, 6) and the protective film (8) formed on the chip on both sides of the scribe line. Therefore, even if chipping occurs in the interlayer insulating films (2, 4, 6) on the scribe line, the interlayer insulating films (2, 4, 6) and the protective film (8) formed on the chip are Chipping can be prevented from occurring. Moreover, the penetration | invasion of a water | moisture content can also be suppressed by covering a chip end surface with a protective film (8).
請求項3に記載の発明は、溝(T)の間において層間絶縁膜(2、4、6)を残す工程では、層間絶縁膜(2、4、6)をスクライブラインのうちダイシングブレードが通過するライン上において除去することを特徴としている。 According to a third aspect of the present invention, in the step of leaving the interlayer insulating film (2, 4, 6) between the trenches (T), the dicing blade of the scribe line passes through the interlayer insulating film (2, 4, 6). It is characterized in that it is removed on the line to be processed.
このようにすれば、ダイシングブレードが層間絶縁膜(2、4、6)にも触れないで済むようにできる。したがって、比較的硬い層間絶縁膜(2、4、6)によってダイシングブレードの劣化が早まることを抑制することが可能となる。また、ダイシング時に層間絶縁膜(2、4、6)の削り粕によるパーティクルも発生しないようにすることもできる。 In this way, the dicing blade can be prevented from touching the interlayer insulating films (2, 4, 6). Therefore, it is possible to suppress the deterioration of the dicing blade due to the relatively hard interlayer insulating film (2, 4, 6). It is also possible to prevent generation of particles due to scraping of the interlayer insulating films (2, 4, 6) during dicing.
請求項4に記載の発明は、保護膜(8)を形成する工程では、スクライブライン上においても、スクライブライン上に形成された層間絶縁膜(2、4、6)の端面のうちスクライブラインに沿う面を覆うように保護膜(8)を形成し、該スクライブライン上に形成された保護膜(8)をチップ側に形成された保護膜(8)から離間させることを特徴としている。 According to a fourth aspect of the present invention, in the step of forming the protective film (8), even on the scribe line, the end surface of the interlayer insulating film (2, 4, 6) formed on the scribe line is formed on the scribe line. A protective film (8) is formed so as to cover the surface along the surface, and the protective film (8) formed on the scribe line is separated from the protective film (8) formed on the chip side.
このように、スクライブライン上に形成された層間絶縁膜(2、4、6)の端面のうちスクライブラインに沿う面を覆うように保護膜(8)を形成している。このため、層間絶縁膜(2、4、6)と半導体基板(1)とによって形成されるコーナー部を保護膜(8)によって覆うことができる。このため、配線層(3、5、7)のエッチング残り(20a)が存在していたとしても、保護膜(8)によって覆うことで、エッチング残り(20a)が後工程で剥がれてパーティクルとなることを防止することが可能となる。また、保護膜(8)をパターニングする際に、層間絶縁膜(2、4、6)のうち保護膜(8)と同材料で構成される部分、または保護膜(8)とのエッチング選択比が低い層間絶縁膜(2、4、6)が横方向エッチングされることでその部分から膜剥がれが発生することを防止できる。 Thus, the protective film (8) is formed so as to cover the surface along the scribe line among the end faces of the interlayer insulating films (2, 4, 6) formed on the scribe line. For this reason, the corner formed by the interlayer insulating films (2, 4, 6) and the semiconductor substrate (1) can be covered with the protective film (8). For this reason, even if there is an etching residue (20a) of the wiring layer (3, 5, 7), the etching residue (20a) is peeled off in a later step and becomes particles by covering with the protective film (8). This can be prevented. Further, when patterning the protective film (8), the portion of the interlayer insulating film (2, 4, 6) made of the same material as the protective film (8), or the etching selectivity with the protective film (8) The interlayer insulating film (2, 4, 6) having a low thickness can be prevented from being peeled off from the portion by being etched in the lateral direction.
請求項5に記載の発明は、溝(T)の間において層間絶縁膜(2、4、6)を残す工程では、層間絶縁膜(2、4、6)をスクライブラインの長手方向に対する垂直方向において複数に分断することを特徴としている。 According to a fifth aspect of the present invention, in the step of leaving the interlayer insulating film (2, 4, 6) between the trenches (T), the interlayer insulating film (2, 4, 6) is perpendicular to the longitudinal direction of the scribe line. It is characterized by dividing into a plurality.
このように、層間絶縁膜(2、4、6)をスクライブラインの長手方向に対する垂直方向において複数に分断した構造としても良い。 In this manner, the interlayer insulating films (2, 4, 6) may be divided into a plurality of parts in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the scribe line.
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, the same or equivalent parts are denoted by the same reference numerals in the drawings.
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態にかかる半導体装置の製造方法ついて説明する。図1および図2は、本実施形態にかかる半導体装置の製造工程を示した断面図である。図3は、本実施形態にかかる半導体装置の製造工程中のレイアウト図である。図3は、図2(c)の工程における半導体装置の上面を部分的に拡大したレイアウト図に相当し、図3のA−A’断面が図2(c)に相当している。以下、これらの図を参照して、本実施形態にかかる半導体装置の製造方法について説明する。
(First embodiment)
A method for manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention will be described. 1 and 2 are cross-sectional views showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the present embodiment. FIG. 3 is a layout diagram during the manufacturing process of the semiconductor device according to the present embodiment. FIG. 3 corresponds to a layout view in which the upper surface of the semiconductor device in the step of FIG. 2C is partially enlarged, and the AA ′ cross section in FIG. 3 corresponds to FIG. Hereinafter, the method for manufacturing the semiconductor device according to the present embodiment will be described with reference to these drawings.
〔図1(a)に示す工程〕
まず、半導体基板1を用意する。半導体基板1としては、シリコン基板や炭化珪素基板など、どのような半導体材料が用いられているものであっても構わないが、ここではシリコン基板を用いるようにしている。この半導体基板1の表層部に、図示しないが、不純物のイオン注入等によって半導体デバイスを形成したのち、BPSG等によって構成される層間絶縁膜2を成膜する。
[Step shown in FIG. 1 (a)]
First, the
そして、層間絶縁膜2に対して半導体デバイスとの電気的接続を行うためのコンタクトホール(図示せず)を形成したのち、層間絶縁膜2の表面にAl層などの配線材料で構成される第1金属層(1stAl層)を成膜し、さらに、マスクとなるレジストを用いたパターニングを行うことで第1配線層3を形成する。このとき、本実施形態では第1配線層3がスクライグライン上に残らないようにしている。
Then, after forming a contact hole (not shown) for electrical connection with the semiconductor device to the
その後、層間絶縁膜2の表面上を含め、第1配線層3の表面を覆うように層間絶縁膜4を成膜する。層間絶縁膜4については、例えばTEOS等によって構成される1層目の薄い絶縁膜4aと、その上に形成されたSOG等のような平坦化用の2層目の絶縁膜4bと、さらにその上に形成されたTEOS等によって構成される3層目の絶縁膜4cとによって構成している。
Thereafter, the
なお、図1(a)中において、スクライブラインとなる領域およびその両側においてチップとされる領域を示したが、以下の図1(b)、(c)および図2(a)〜(c)においても同様のである。また、スクライブラインは、図3に示すように半導体基板1の縦方向および横方向に複数本形成され、スクライブライン間において四角形状のチップが形成されるようにレイアウトされる。
In FIG. 1 (a), a region to be a scribe line and a region to be a chip on both sides thereof are shown, but the following FIGS. 1 (b) and 1 (c) and FIGS. 2 (a) to 2 (c) are shown. The same applies to. Further, as shown in FIG. 3, a plurality of scribe lines are formed in the vertical direction and the horizontal direction of the
〔図1(b)に示す工程〕
層間絶縁膜4の上に図示しないエッチング用のマスクを配置した後、そのマスクを用いたエッチングを行うことで層間絶縁膜4およびその下層に位置する層間絶縁膜2をパターニングする。これにより、層間絶縁膜4に対して第1配線層3との電気的接続を行うためのコンタクトホール(図示せず)を形成する。また、このとき、スクライブラインの両端において、半導体基板1の表面が露出するまで層間絶縁膜2、4が除去されるようにして溝Tを形成し、スクライグラインの中央部では層間絶縁膜2、4が残るようにしている。
[Step shown in FIG. 1B]
After disposing an etching mask (not shown) on the
〔図1(c)に示す工程〕
層間絶縁膜4の表面にAl層などの配線材料で構成される第2金属層(2ndAl層)を成膜し、さらに、マスクとなるレジストを用いたパターニングを行うことで第2配線層5を形成する。このとき、本実施形態では第2配線層5がスクライグライン上に残らないようにしている。
[Step shown in FIG. 1 (c)]
A second metal layer (2nd Al layer) made of a wiring material such as an Al layer is formed on the surface of the
その後、層間絶縁膜4の表面上を含め、第2配線層5の表面を覆うように層間絶縁膜6を成膜する。層間絶縁膜6については、例えばTEOS等によって構成される1層目の薄い絶縁膜6aと、その上に形成されたSOG等ののような平坦化用の2層目の絶縁膜6bと、さらにその上に形成されたTEOS等によって構成される3層目の絶縁膜6cとによって構成している。
Thereafter, an
〔図2(a)に示す工程〕
層間絶縁膜6の上に図示しないエッチング用のマスクを配置した後、そのマスクを用いたエッチングを行うことで層間絶縁膜6をパターニングする。これにより、層間絶縁膜6に対して第2配線層5との電気的接続を行うためのコンタクトホール(図示せず)を形成する。また、このとき、図1(b)に示す工程と同様、スクライブラインの両端において、半導体基板1の表面が露出するまで層間絶縁膜6が除去されるようにして溝Tが再び形成されるようにし、スクライグラインの中央部では層間絶縁膜2、4、6が残るようにしている。
[Step shown in FIG. 2 (a)]
After an unillustrated etching mask is disposed on the
この層間絶縁膜6をパターニングする際に溝Tを形成しさえすれば、溝Tの側壁面の位置等については特に規定はないが、本実施形態では、チップ端部において、溝Tの側壁面が層間絶縁膜4をパターニングしたときに形成した溝Tの側壁面よりもスクライブラインの内側に配置されるようにしている。このようにすることで、層間絶縁膜6によって層間絶縁膜2、4の端面を覆うことが可能となる。
As long as the trench T is formed when the
〔図2(b)に示す工程〕
層間絶縁膜6の表面にAl層などの配線材料で構成される第3金属層(3rdAl層)20を成膜し、さらに、マスクとなるレジスト21を成膜する。そして、図示しない露光機を用いてレジスト21をパターニングし、この後形成する第3配線層7(図2(c)参照)と同じレイアウトでレジスト21を残す。
[Step shown in FIG. 2 (b)]
A third metal layer (3rdAl layer) 20 made of a wiring material such as an Al layer is formed on the surface of the
このとき、本実施形態では、スクライグライン上にも層間絶縁膜2、4、6を残した状態としていることから、溝Tが存在していても、図中破線で示したようにレジスト21がほぼ膜減りすることなく形成される。このため、パターニング後のレジスト21は、スクライブラインに近い側でも遠い側と比較して、あまり膜厚に差がない状態となる。
At this time, in this embodiment, since the
〔図2(c)に示す工程〕
レジスト21をマスクとして第3金属層20をパターニングを行うことで第3配線層7を形成する。このときにも、本実施形態では第3配線層7がスクライグライン上に残らないようにしている。
[Step shown in FIG. 2 (c)]
The
そして、層間絶縁膜6の表面を含め、第3金属層20の表面を覆うようにシリコン窒化膜等で構成される保護膜8を配置し、これを図示しないマスクを用いてパターニングする。これにより、各チップが保護膜8で覆われる。このとき、スクライブライン上には保護膜8が残らず、保護膜8の端部とスクライブライン上に残してある層間絶縁膜2、4、6との間が離間した状態となるようにしている。また、各チップの端部において、層間絶縁膜6の端面などが保護膜8で覆われるようにし、層間絶縁膜6などの表面が保護膜8から露出しないようにしている。
Then, a
この後の工程については図示していないが、ダイシングブレードを用いてスクライブラインにおいて半導体基板1をチップ単位に分割して半導体チップとし、例えばリードフレームや実装基板上に半導体チップを搭載したのち樹脂モールドすることで、半導体装置が完成する。
Although the subsequent steps are not shown, the
以上説明した本実施形態の半導体装置の製造方法では、スクライブライン内において、スクライブラインの両側、つまりチップとなる部分との境界位置では層間絶縁膜2、4、6が存在せず半導体基板1の表面が露出する領域を設け、スクライブラインの中央位置、つまり溝Tの間に挟まれた領域には層間絶縁膜2、4、6を残すようにしている。このため、スクライブラインとチップとの境界位置近傍において、第3配線層7を形成する際のマスクとして用いるレジスト21が膜減りすることを抑制できる。
In the manufacturing method of the semiconductor device according to the present embodiment described above, the
したがって、レジスト21の膜減りによって残すべき配線がエッチングされることを防止することができると共に、露光機による第3配線層7のパターニング時のフォーカスずれを抑制でき、第3配線層7の線幅にバラツキが生じることを防止することが可能となる。
Therefore, it is possible to prevent the wiring to be left behind from being etched due to the reduction in the thickness of the resist 21, and it is possible to suppress a focus shift at the time of patterning the
なお、本実施形態では、スクライブライン内に層間絶縁膜2、4、6を残すことになるため、チップ単位に切断する際にダイシングブレードによって比較的硬い層間絶縁膜2、4、6も切断することになる。このため、チッピングの問題が懸念される。しかしながら、層間絶縁膜2、4、6がスクライブラインの両側において、チップ上に形成される層間絶縁膜2、4、6および保護膜8から離間した状態となっていることから、スクライブライン上の層間絶縁膜2、4、6にチッピングが発生しても、チップ上に形成される層間絶縁膜2、4、6および保護膜8についてはチッピングが発生することはない。
In this embodiment, since the
また、ここでは第3配線層7の形成に用いるレジスト21の膜減りについて説明したが、それよりも下層に位置する第1、第2配線層3、5を形成する際に用いるレジストについても、同様のことが言える。つまり、ここでは多層配線構造とされる場合によりレジストの膜減りが顕著になる上層配線を例に挙げて説明したが、それよりも下層でも、レジストの膜減りによる問題は発生し得る。これについても、本実施形態のように、スクライブラインの中央位置に層間絶縁膜2、4を残すことで、レジストの膜減りを抑制でき、上記効果を得ることができる。
In addition, although the film reduction of the resist 21 used for forming the
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態は、第1実施形態に対してスクライブライン内に残す層間絶縁膜2、4、6のパターンを変更したものであり、その他については第1実施形態と同様であるため、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the pattern of the interlayer insulating
図4は、本実施形態にかかる半導体装置の製造工程中の断面図である。また、図5は、本実施形態にかかる半導体装置の製造工程中のレイアウト図である。図4は、第1実施形態で説明した図2(c)に示す工程での断面図に相当する。また、図5は、図4の工程における半導体装置の上面を部分的に拡大したレイアウト図に相当し、図5のB−B’断面が図4に相当している。 FIG. 4 is a cross-sectional view of the semiconductor device according to the present embodiment during the manufacturing process. FIG. 5 is a layout diagram during the manufacturing process of the semiconductor device according to the present embodiment. FIG. 4 corresponds to a cross-sectional view in the step shown in FIG. 2C described in the first embodiment. 5 corresponds to a layout diagram in which the upper surface of the semiconductor device in the process of FIG. 4 is partially enlarged, and a B-B ′ cross section in FIG. 5 corresponds to FIG. 4.
図4および図5に示すように、本実施形態では、基本的に第1実施形態と同様の製造方法とするものの、スクライブラインのうちダイシングブレードが通過するライン上において、層間絶縁膜2、4、6を除去して半導体基板1を露出させるようにしている。
As shown in FIGS. 4 and 5, in this embodiment, although the manufacturing method is basically the same as that of the first embodiment, the
このようにすれば、ダイシングブレードが層間絶縁膜2、4、6にも触れないで済むようにできる。したがって、比較的硬い層間絶縁膜2、4、6によってダイシングブレードの劣化が早まることを抑制することが可能となる。また、ダイシング時に層間絶縁膜2、4、6の削り粕によるパーティクルも発生しないようにすることもできる。
In this way, it is possible to prevent the dicing blade from touching the
なお、第1実施形態では、第1〜第3配線層3、5、7について、スクライブライン内において残さないようにしている。これは、第1〜第3配線層3、5、7をダイシングした時の削り粕やダイシング面での残り粕などによってチップ内で短絡箇所が生じるなど電気的な故障原因となり得るため、それを排除するために行っている。しかしながら、本実施形態のように、ダイシング箇所において層間絶縁膜2、4、6を残さないようにする場合、第1〜第3配線層3、5、7も同様にダイシング箇所については残さないようにしつつ、それ以外の場所で残るようにすることで、上記問題が発生することを防止しつつ、よりスクライブライン上での層間絶縁膜2、4、6などの高さをチップ部に近づけることが可能となる。これにより、よりレジスト21の膜減りを抑制でき、より上記効果を得ることが可能となる。
In the first embodiment, the first to
(第3実施形態)
本発明の第3実施形態について説明する。本実施形態は、第1実施形態に対して保護膜8も部分的にスクライブライン内に残すようにしたものであり、その他については第1実施形態と同様であるため、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
(Third embodiment)
A third embodiment of the present invention will be described. This embodiment is different from the first embodiment because the
図6は、本実施形態にかかる半導体装置の製造工程中の断面図である。この図は、第1実施形態で説明した図2(c)に示す工程での断面図に相当する。 FIG. 6 is a cross-sectional view of the semiconductor device according to the present embodiment during the manufacturing process. This figure corresponds to a sectional view in the step shown in FIG. 2C described in the first embodiment.
図6に示すように、本実施形態では、基本的に第1実施形態と同様の製造方法とするものの、スクライブライン内においても、層間絶縁膜2、4、6の端面のうちスクライブラインの長手方向に沿う面を覆うように保護膜8を残すようにしている。ただし、スクライブライン内の保護膜8は、層間絶縁膜2、4、6のうちダイシングブレードが通過するライン上およびスクライブラインの両側については残されないようにされ、ダイシングブレードによって保護膜8を切断しなくても済むようにしてあると共に、スクライブラインの両側においてチップ側の保護膜8から離間する構造とされている。
As shown in FIG. 6, in this embodiment, although the manufacturing method is basically the same as that in the first embodiment, the length of the scribe line in the end faces of the interlayer insulating
このような構造によれば、特に硬い保護膜8をダイシングブレードで切断しなくてもいいため、ダイシングブレードの劣化を早めることなく、以下の効果を得ることが可能となる。これについて、図7に示す半導体装置の製造工程中の部分拡大断面図を参照して説明する。
According to such a structure, since the hard
上記第1実施形態で説明したように、図2(b)〜(c)に示す工程において、第3金属層20をパターニングしている。このとき、図7(a)に示すように、層間絶縁膜2、4、6と半導体基板1とによって形成されるコーナー部などに第3金属層20のエッチング残り20aが発生することがある。このようなエッチング残り20aは、後工程で剥がれてパーティクルとなる可能性があり、チップ内で短絡箇所が生じるなど電気的な故障原因となり得る。
As described in the first embodiment, the
これに対して、本実施形態では、チップ部だけでなくスクライブライン内においても、層間絶縁膜2、4、6と半導体基板1とによって形成されるコーナー部を保護膜8によって覆うことができる。このため、図7(b)に示すように、エッチング残り20aが存在していたとしても、保護膜8によって覆うことで、配線層(Al)のエッチング残り20aが後工程で剥がれてパーティクルとなることを防止することが可能となる。
On the other hand, in the present embodiment, the corner portion formed by the
また、第1実施形態では、層間絶縁膜2、4、6の構成材料としてTEOSやSOGなどのようなシリコン酸化膜を例に挙げて説明したが、これらを保護膜8と同材料、例えばシリコン窒化膜によって構成することもできる。そのような場合、図2(c)に示す工程において保護膜8をパターニングすると、例えば図7(c)に示したように、シリコン窒化膜によって構成された部分が横方向エッチングによって後退し、その部分から膜剥がれが発生し、それがパーティクルとなる可能性がある。
In the first embodiment, the silicon oxide film such as TEOS or SOG has been described as an example of the constituent material of the interlayer insulating
これに対して、本実施形態では、チップ部だけでなくスクライブライン内においても、層間絶縁膜2、4、6の側壁面を保護膜8によって覆うことができる。このため、図7(d)に示すように、保護膜8をパターニングする際に、層間絶縁膜2、4、6のうち保護膜8と同材料で構成される部分が横方向エッチングされることでその部分から膜剥がれが発生することを防止できる。
On the other hand, in this embodiment, the side wall surfaces of the interlayer insulating
(他の実施形態)
上記各実施形態では、3層の配線構造とされる多層配線構造の半導体装置の製造方法について説明したが、3層である必要はなく、様々な層数の配線構造を有する半導体装置の製造方法として本発明を適用することができる。
(Other embodiments)
In each of the above-described embodiments, the method for manufacturing a semiconductor device having a multilayer wiring structure having a three-layer wiring structure has been described. However, the method for manufacturing a semiconductor device having a wiring structure having various numbers of layers is not necessary. The present invention can be applied as follows.
また、上記各実施形態では、半導体基板1に対して半導体デバイスを形成した構造のみについて説明したが、配線構造を構成する層間絶縁膜の間に薄膜抵抗を備えるような構造など、他の素子が形成されるような半導体装置の製造方法としても、本発明を適用することができる。
In each of the above embodiments, only the structure in which the semiconductor device is formed on the
上記第2実施形態では、スクライブライン上に残す層間絶縁膜2、4、6について、ダイシングブレードが通過するライン上では層間絶縁膜2、4、6を残さないようにする場合の一例を示した。しかしながら、これは単なる構造例の一例を示したに過ぎず、スクライブラインの両側およびダイシングブレードが通過するライン上において層間絶縁膜2、4、6が残らないようにしつつ、スクライブライン上の他の箇所に層間絶縁膜2、4、6を残すようにした構造であれば、他の構造であっても構わない。例えば、図8は、そのような構造例の一例を示したものであり、この図に示すように層間絶縁膜2、4、6がスクライブラインの長手方向に対する垂直方向において複数に分断された構造とされていても構わない。
In the second embodiment, an example in which the
勿論、このように層間絶縁膜2、4、6をスクライブラインの長手方向に対する垂直方向において複数に分断する構造は、第1実施形態のように、ダイシングブレードが通過するライン上において層間絶縁膜2、4、6が除去された構造とする場合についても適用できる。
Of course, the structure in which the
1 半導体基板
2、4、6 層間絶縁膜
3、5、7 第1〜第3配線層
8 保護膜
20 第3金属層
20a エッチング残り
21 レジスト
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記半導体基板(1)の上に層間絶縁膜(2、4、6)を形成すると共に、該層間絶縁膜(2、4、6)を介して配線層(3、5、7)を形成する工程と、
前記配線層(3、5、7)および前記層間絶縁膜(2、4、6)を覆う保護膜(8)を形成する工程と、
前記保護膜(8)の形成後に、ダイシングブレードを用いて前記半導体基板(1)をスクライブラインで切断することで、チップ単位に分割して半導体チップとする工程と、を含む半導体装置の製造方法において、
前記層間絶縁膜(2、4、6)および前記配線層(3、5、7)を形成する工程は、
前記層間絶縁膜(2、4、6)を成膜したのち、前記スクライブライン上において、該スクライブラインの両側で前記層間絶縁膜(2、4、6)を除去して溝(T)を形成しつつ、該溝(T)の間において前記層間絶縁膜(2、4、6)を残す工程と、
前記層間絶縁膜(2、4、6)の上に前記配線層(3、5、7)を構成する金属層(20)を成膜したのち、該金属層(20)の上にこの金属層(20)のパターニング用のマスクとなるレジスト(21)を成膜し、該レジスト(21)を露光機によって露光することでパターニングする工程と、
前記レジスト(21)をマスクとして前記金属層(20)をパターニングして、前記配線層(3、5、7)を形成する工程とを含んでいることを特徴とする半導体装置の製造方法。 Preparing a semiconductor substrate (1) and forming a semiconductor device on the semiconductor substrate (1);
An interlayer insulating film (2, 4, 6) is formed on the semiconductor substrate (1), and a wiring layer (3, 5, 7) is formed through the interlayer insulating film (2, 4, 6). Process,
Forming a protective film (8) covering the wiring layers (3, 5, 7) and the interlayer insulating films (2, 4, 6);
After forming the protective film (8), the semiconductor substrate (1) is cut by a scribe line using a dicing blade to divide the semiconductor substrate into chip units, thereby producing a semiconductor device. In
Forming the interlayer insulating films (2, 4, 6) and the wiring layers (3, 5, 7),
After forming the interlayer insulating film (2, 4, 6), the interlayer insulating film (2, 4, 6) is removed on both sides of the scribe line to form a trench (T) on the scribe line. However, leaving the interlayer insulating film (2, 4, 6) between the trenches (T),
After the metal layer (20) constituting the wiring layer (3, 5, 7) is formed on the interlayer insulating film (2, 4, 6), the metal layer is formed on the metal layer (20). (20) forming a resist (21) serving as a mask for patterning, and patterning the resist (21) by exposing with an exposure machine;
Forming a wiring layer (3, 5, 7) by patterning the metal layer (20) using the resist (21) as a mask.
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