JP2000232105A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

半導体装置およびその製造方法

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JP2000232105A
JP2000232105A JP11032822A JP3282299A JP2000232105A JP 2000232105 A JP2000232105 A JP 2000232105A JP 11032822 A JP11032822 A JP 11032822A JP 3282299 A JP3282299 A JP 3282299A JP 2000232105 A JP2000232105 A JP 2000232105A
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dicing line
circuit forming
insulating film
metal electrode
opening
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Katsuhiko Kitagawa
勝彦 北川
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウェハや半導体チップの歪みを取り除くと共
に、シールリングのより高機能化を実現する。 【解決手段】 シールリング15は、タングステンプラ
グ9、12とメタル電極6、13で構成し、第2の開口
部11を形成する際に第1の凹み部32に、Wから成る
スペーサを形成する。これにより二重のシールリングが
実現できると共にウェハ歪みが取り除かれる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置および
その製造方法に関し、特にダイシングライン部と近接し
て形成されるシールリングの構造およびその製造方法に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体装置は、周知事項ではあるが、ウ
ェハの状態で次々と素子が作り込まれ、所定の機能を有
したIC回路が形成される。平面的には、このIC回路
が形成されたIC回路形成部がマトリックス状に配置さ
れ、このIC回路形成部を囲み格子状にダイシングライ
ン部が設けられ、このダイシングライン部に沿ってダイ
シングされ、個々の半導体装置(半導体チップ)に分離
形成される。
【0003】しかしこのダイシングラインの側壁は、前
記半導体装置で積層された数々の絶縁膜の界面が露出さ
れている。この界面は、湿気の浸入路となり、前記IC
回路の誤動作、更には破壊を引き起こす問題があった。
【0004】そのため、ダイシングライン部の内側を全
周に渡り囲んだシールリング(または耐湿リングと呼ば
れている。)が開発されている。
【0005】この構造は、例えば特開平2―18894
2号公報に詳述されている。
【0006】簡単に説明する。先ず図5に於いて、前述
した様に、半導体ウェハ1にはマトリックス状にIC回
路形成部2が形成され、このIC回路形成部を囲むよう
にダイシングライン部3が形成されている。そしてIC
回路形成部2とダイシングライン部3との間には、IC
回路形成部2を囲むようにシールリングが設けられてい
る。
【0007】符号4、5は、第1層目のメタル電極(I
C回路形成部では第1のメタル配線となる。)6の下層
に形成される第1の絶縁膜7であり、ここには、半導体
基板1が露出する複数の第1の開口部8が形成され、タ
ングステン9が埋め込まれている。この第1の開口部8
は、リング状に3本で形成され、このタングステンプラ
グ9を全て覆うように第1のメタル電極6がリング状に
設けられている。
【0008】そしてIC回路形成部2からダイシングラ
イン部3に渡り、第2の絶縁膜10が被覆され、第1の
メタル電極6を露出する第2の開口部11が形成され
る。(以上図5参照) 続いて、第2の開口部11には、タングステン12が埋
め込まれ、このタングステンプラグ12とコンタクトし
た第2のメタル電極13が形成される。(以上図6参
照) 更に、IC回路形成部2からダイシングライン部3に渡
り第3の絶縁膜14が形成され、その後、ダイシングラ
イン部3に沿ってダイシングされる。(以上図7、図8
参照) 以上、タングステンプラグ9、第1のメタル電極6、タ
ングステンプラグ12および第2のメタル電極13で構
成されるシールリング15は、ダイシングラインの内側
で且つIC回路形成部2を囲んで形成される。またこれ
らの構成要素は、IC回路形成部2に形成される第1層
目のメタル配線、第2層目のメタル配線、これらをコン
タクトさせるためのタングステンプラグと同時に形成さ
れ工程の簡略化も図られている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、メタル
配線を一層、二層、三層…と形成してゆくと、このメタ
ル配線の間に形成される絶縁膜10、14も厚く形成さ
れ、ウェハの反りが発生する問題があった。
【0010】従って、ホトリソグラフィの際、露光・現
像の繰り返しをしてゆくが、このウェハの反りにより、
ホトリソグラフィ精度が低下する問題があった。
【0011】また封止樹脂も近年薄くなる傾向にあり、
より耐湿機能の優れたものが要求されている。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題に鑑
みてなされ、先ず第1に、ダイシングライン部に対応す
る第2の絶縁膜に第1の凹み部を設け、IC回路形成部
から前記ダイシングライン部の第1の凹み部に渡り第3
の絶縁膜を形成し、前記第1の凹み部の側壁を前記第3
の絶縁膜が覆った状態でダイシングすることで解決する
ものである。
【0013】第1の凹み部は、第2の絶縁膜を取り除い
た領域で、且つIC回路形成部の外周を取り囲んで前記
第2の絶縁膜が取り除かれている。従って第2の絶縁膜
が取り除かれている分、ウェハに発生する応力が軽減さ
れ、ウェハの反りを抑制できる。
【0014】第2に、第2のタングステンプラグと同一
材料が、前記第1の凹み部の側壁を覆う被覆部として設
けられることで、この側壁に露出する界面をタングステ
ンで覆える。そのためウェハの反りを抑えつつ、湿気の
浸入箇所である界面のシールが実現できる。
【0015】第3に、第1の凹み部の側壁には、TEO
S膜膜とSOG膜が複数回繰り返して積層され、これら
の界面が露出されて成ることで解決するものである。
【0016】更には、第1のメタル電極がリング状に露
出した複数の第2の開口部と、前記第2の開口部の外側
がリング状に露出されて形成された第1の凹み部とを形
成し、前記第2の開口部は、タングステンを埋め込み、
同時に前記第1の凹み部の側壁に被覆部を形成する事で
解決するものである。
【0017】第1の凹み部は、第2の開口部と同時に形
成でき、しかも被覆部は、タングステンの埋め込みの際
にエッチバックすることで、スペーサとして実現でき
る。従って別途工程を付加することなく簡単に実現でき
る。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態につ
いて説明する。本実施例は、以下MOS型で説明する
が、BIP型、Bi−CMOS型でも実現可能である。
また図5〜図8で開示された符号を用い、異なる部分の
み別の符号で記す。
【0019】符号30、31は、LOCOS膜であり、
IC回路形成部2に形成されるトランジスタ(Nチャン
ネル型、Pチャンネル型トランジスタ)のLOCOS分
離の工程と同時に形成される。
【0020】また前述した様に、半導体ウェハ1にはマ
トリックス状にIC回路形成部2が形成され、このIC
回路形成部を囲むようにダイシングライン部3が形成さ
れる。そしてIC回路形成部2とダイシングライン部3
との間には、IC回路形成部2を囲むようにシールリン
グ15が設けられている。
【0021】符号4、5は、第1層目のメタル電極(I
C回路形成部では第1のメタル配線となる。)6の下層
に形成される第1の絶縁膜7である。この第1の絶縁膜
7は、表面にゲート絶縁膜が形成された上に積層され、
BPSG膜4が約2000〜4000Å、その上にTE
OS膜5が約7000〜10000Å程度で積層されて
いる。
【0022】この第1の絶縁膜7には、半導体基板1が
露出する複数の第1の開口部8が形成され、ここにはタ
ングステン9が埋め込まれている。この第1の開口部8
は、リング状に3本で形成され、このタングステンプラ
グ9を全て覆うように第1のメタル電極6が設けられて
いる。
【0023】詳しくは、この開口部も含めて全面にバリ
アメタルとなる金属がTi、TiNの順で積層されてい
る。Tiが約300〜500Å、TiNが約1000〜
2000Åで被覆され、更に全面にWが約5000〜8
000Å被覆されている。そしてこのWがエッチバック
されてタングステンプラグ9が形成されると共に、第1
のメタル電極6領域以外の余分な前記バリアメタルが取
り除かれる。
【0024】また第1のメタル電極6は、下からTiN
が500〜1000Å、Tiが100〜300Å、Al
Cuが約3000〜5000Å程度が積層されて形成さ
れ、図のようなパターンにエッチングされて形成され
る。第1のタングステンプラグ9は、IC回路形成部2
を囲むリングとして3本形成され、これを全て覆う一本
の幅広のリングとして第1のメタル電極6が形成されて
いる。
【0025】ここで第1のタングステンプラグ9は、同
一の構成でIC回路形成部2にも形成され前記トランジ
スタのソース領域やドレイン領域とコンタクトし、また
第1のメタル電極もIC回路形成部に配線として形成さ
れ、IC回路形成部に形成されたタングステンプラグと
電気的にコンタクトしている。
【0026】そしてIC回路形成部2からダイシングラ
イン部3に渡り、第2の絶縁膜10が被覆され、第1の
メタル電極6を露出する第2の開口部11が形成され
る。またダイシングライン部3には第1の凹み部32が
形成される。
【0027】ここで第2の絶縁膜10は、下から約20
00ÅのプラズマTEOS膜、約2000ÅのSOG
膜、約500〜1000ÅのプラズマTEOS膜、約2
000ÅのSOG膜および約2000〜3000Åのプ
ラズマTEOS膜が積層されている。また第2の開口部
11の形成と同時に第1の凹み部32も形成している
が、別工程でエッチングしても良い。また深さは、第2
の絶縁膜10の途中でも良いし、第1の絶縁膜7が途中
まで取り除かれる深さでも良い。(以上図1参照) 本工程は、本発明の特徴となる点であり、IC回路形成
部2の周りにある絶縁膜を取り除くことでウェハに発生
する歪みを取り除くことができ、ウェハの反りを防止で
きる。
【0028】続いて、第2の開口部11には、タングス
テン33が埋め込まれる。ここでは、まず第2の開口部
11も含め全面に、下から約300〜500ÅのTi、
約1000〜2000ÅのTiNから成るバリアメタル
33がスパッタリングで形成され、この上に約5000
〜8000ÅのWが例えばCVD法により被覆される。
(以上図2参照) 続いて、前記W33をエッチバックして、第1の凹み部
32にタングステンから成る被覆部34を形成する。こ
の被覆部34は、具体的にはスペーサと呼ばれるもので
ある。
【0029】この被覆部34は、本発明のポイントであ
り、第1の凹み部32の側壁35に露出する界面をカバ
ーし、湿気の浸入を防止するシールリングとなる。
【0030】つまりIC回路形成部2を先ずタングステ
ンプラグから構成されるシールリング15でシールし、
その外側をWから成るスペーサ34でシールし、二重の
シール構造が実現できる。
【0031】そしてタングステンプラグ12を被覆し、
やはりリング状となる第2のメタル電極13が形成され
る。このメタル電極13は、下層に約200〜300Å
のTiNが上層に約6000〜8000ÅのAlCuが
積層され、リング状にエッチングされる。(以上図3参
照) 最後に、IC回路形成部2からダイシングライン部3に
渡り第3の絶縁膜14が形成され、その後、ダイシング
ライン部3に沿ってダイシングされる。
【0032】ここで第3の絶縁膜14は、下から約10
00〜3000ÅのSi3N4膜、約2000ÅのSOG
膜、約500〜1000ÅのTEOS膜、約2000Å
のスピンオンで形成されたSOG膜、および約8000
〜10000ÅのSi3N4膜が積層されて構成されてい
る。
【0033】当然これらの第3の絶縁膜14は、第1の
凹み部32の被覆部34も覆う。ダイシングライン部3
のダイシング溝の側壁は、第3の絶縁膜14の積層物か
ら成る界面が露出している。(以上図4参照) 以上、タングステンプラグ9、第1のメタル電極6、タ
ングステンプラグ12および第2のメタル電極13で構
成されるシールリング15は、ダイシングラインの内側
で且つIC回路形成部2を囲んで形成される。またこれ
らの構成要素は、IC回路形成部2に形成される第1層
目のメタル配線、第2層目のメタル配線、これらをコン
タクトさせるためのタングステンプラグと同時に形成さ
れ工程の簡略化も図られている。
【0034】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、先ず第
1に、第1の凹み部は、第2の絶縁膜が取り除かれた領
域で、且つIC回路形成部の外周を取り囲んで前記第2
の絶縁膜が取り除かれている。従って第2の絶縁膜が取
り除かれている分、ウェハに発生する応力が軽減され、
ウェハの反りを抑制できる。従って、反りにより発生す
るホトリソグラフィ工程の精度を向上させることができ
る。また微少ではあるが、チップへの歪み発生も抑制で
きる。
【0035】第2に、第2のタングステンプラグと同一
材料が前記第1の凹み部の側壁を覆う被覆部を設けるこ
とで、この側壁に露出する界面をタングステンで覆え
る。そのため湿気の浸入箇所である界面のシールが実現
できる。
【0036】第3に、第1の凹み部の側壁には、TEO
S膜膜とSOG膜が複数回繰り返して積層され、これら
の界面が露出されているが、これら全ての界面がスペー
サで被覆でき、湿気の進入経路をふさぐことができる。
【0037】更には、第1の凹み部は、第2の開口部と
同時に形成でき、しかも被覆部は、タングステンの埋め
込みの際にエッチバックすることで、スペーサとして実
現できる。従って別途工程を付加することなく簡単に実
現できる。従ってコストメリットがある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の半導体装置の製造方法を示す断面図で
ある。
【図2】本発明の半導体装置の製造方法を示す断面図で
ある。
【図3】本発明の半導体装置の製造方法を示す断面図で
ある。
【図4】本発明の半導体装置の製造方法を示す断面図で
ある。
【図5】従来の半導体装置の製造方法を示す断面図であ
る。
【図6】従来の半導体装置の製造方法を示す断面図であ
る。
【図7】従来の半導体装置の製造方法を示す断面図であ
る。
【図8】従来の半導体装置の製造方法を示す断面図であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4M104 BB02 BB14 BB18 BB30 DD04 DD17 DD19 DD37 DD63 DD66 DD74 EE12 FF17 FF18 FF22 GG13 HH20 5F033 HH09 HH18 HH33 JJ18 JJ19 JJ33 KK09 KK18 KK33 MM05 MM08 MM13 MM15 NN06 NN07 PP15

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板上に形成されたIC回路形成
    部と、 前記IC回路形成部を囲んで形成されたダイシングライ
    ン部と、 前記IC回路形成部から前記ダイシングライン部に渡り
    形成された第1の絶縁膜と、 前記ダイシングライン部と前記IC回路形成部間に対応
    する半導体基板がリング状に露出した複数の第1の開口
    部と、 前記第1の開口部に埋め込まれた第1のタングステンプ
    ラグと、 前記第1のタングステンプラグとコンタクトしリング状
    に形成された第1のメタル電極と、 前記IC回路形成部から前記ダイシングライン部に渡り
    形成された第2の絶縁膜と、 前記第1のメタル電極の外側を囲み、前記ダイシングラ
    イン部に対応する第2の絶縁膜が取り除かれた第1の凹
    み部と、 前記第1のメタル電極がリング状に露出した複数の第2
    の開口部と、 前記第2の開口部に埋め込まれた第2のタングステンプ
    ラグと、 前記第2のタングステンプラグとコンタクトしリング状
    に形成された第2のメタル電極と、 前記IC回路形成部から前記ダイシングライン部の第1
    の凹み部に渡り形成された第3の絶縁膜と、 前記第1の凹み部の側壁を前記第3の絶縁膜が覆った状
    態でダイシングされたダイシング部とを有することを特
    徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 半導体基板上に形成されたIC回路形成
    部と、 前記IC回路形成部を囲んで形成されたダイシングライ
    ン部と、 前記IC回路形成部から前記ダイシングライン部に渡り
    形成された第1の絶縁膜と、 前記ダイシングライン部と前記IC回路形成部間に対応
    する半導体基板がリング状に露出した複数の第1の開口
    部と、 前記第1の開口部に埋め込まれた第1のタングステンプ
    ラグと、 前記第1のタングステンプラグとコンタクトしリング状
    に形成された第1のメタル電極と、 前記IC回路形成部から前記ダイシングライン部に渡り
    形成された第2の絶縁膜と、 前記第1のメタル電極の外側を囲み、前記ダイシングラ
    イン部に対応する第2の絶縁膜が取り除かれた第1の凹
    み部と、 前記第1のメタル電極がリング状に露出した複数の第2
    の開口部と、 前記第2の開口部に埋め込まれた第2のタングステンプ
    ラグと、 前記第2のタングステンプラグと同一材料が前記第1の
    側壁を覆った被覆部と、前記第2のタングステンプラグ
    とコンタクトしリング状に形成された第2のメタル電極
    と、 前記IC回路形成部から前記ダイシングライン部の第1
    の凹み部に渡り形成された第3の絶縁膜と、 前記第1の凹み部の側壁を前記被覆部と前記第3の絶縁
    膜が覆った状態でダイシングされたダイシング部とを有
    することを特徴とする半導体装置。
  3. 【請求項3】 前記第1の凹み部の側壁には、TEOS
    膜膜とSOG膜が複数回繰り返して積層され、これらの
    界面が露出されて成る請求項1または請求項2に記載の
    半導体装置。
  4. 【請求項4】 IC回路形成部と前記IC回路形成部
    を囲んで形成されたダイシングライン部とを有する半導
    体基板を用意し、 前記IC回路形成部から前記ダイシングライン部に渡り
    第1の絶縁膜を被覆し、 前記ダイシングライン部と前記IC回路形成部間に対応
    する半導体基板がリング状に露出した複数の第1の開口
    部を形成し、 前記第1の開口部にタングステンを埋め込み、 前記第1の開口部に埋め込まれたタングステンとコンタ
    クトし、且つ前記第1の開口部全域をカバーするように
    第1のメタル電極を形成し、 前記IC回路形成部から前記ダイシングライン部に渡り
    第2の絶縁膜を被覆し、 前記第1のメタル電極がリング状に露出した複数の第2
    の開口部と、前記第2の開口部の外側がリング状に露出
    されて形成された第1の凹み部とを形成し、 前記第2の開口部は、タングステンを埋め込み、同時に
    前記第1の凹み部の側壁に被覆部を形成する事を特徴と
    した半導体装置の製造方法。
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