JP2004342922A - 半導体装置および半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】電極パッド開口時におけるゲート絶縁膜のダメージを抑制する。
【解決手段】電極パッド4に接続された能動素子2を半導体チップ1に形成するとともに、電極パッド4に接続されたダミー能動素子3を半導体チップ1に形成し、電極パッド4上の保護膜7に開口部8を形成した後、ダミー能動素子3と電極パッド4とを接続する配線6に切断部7を形成する。
【選択図】 図1
【解決手段】電極パッド4に接続された能動素子2を半導体チップ1に形成するとともに、電極パッド4に接続されたダミー能動素子3を半導体チップ1に形成し、電極パッド4上の保護膜7に開口部8を形成した後、ダミー能動素子3と電極パッド4とを接続する配線6に切断部7を形成する。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体装置および半導体装置の製造方法に関し、特に、電極パッド開口時のプラズマによるダメージ防止方法に適用して好適なものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の半導体装置では、電極パッドに接続されたゲート絶縁膜の破壊を防止するため、電極パッドとゲート電極との間に保護回路を挿入する方法があった。また、特許文献1には、ゲート電極の端部の近傍に、ゲート電極よりも厚いダミーパターンを端部を取り囲むように設けることにより、ゲート電極に機械的損傷が生じることを防止する方法が開示されている。
【0003】
【特許文献1】
特開平4−321238号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の半導体装置では、電極パッドに接続されたゲート電極の大きさは不変なので、電極パッド開口時のプラズマエッチングにおけるアンテナ効果により、ゲート絶縁膜の破壊が発生するという問題があった。
そこで、本発明の目的は、電極パッド開口時におけるゲート絶縁膜のダメージを抑制することが可能な半導体装置および半導体装置の製造方法を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明の一態様に係る半導体装置によれば、半導体基板上に形成された電極パッドと、前記電極パッド上に形成された保護膜と、前記保護膜に形成され、前記電極パッドの表面を露出させる開口部と、前記半導体基板上に形成され、前記電極パッドに接続された能動素子と、前記半導体基板上に形成されたダミー能動素子と、前記電極パッドと前記ダミー用能動素子とを接続する配線部と、前記配線部に設けられた切断部とを備えることを特徴とする。
【0006】
これにより、プラズマエッチング時に電極パッドに発生するチャージの一部をダミー用能動素子に受け持たせることを可能としつつ、電極パッドを開口することが可能となる。このため、電極パッド開口時にプラズマエッチングが行われた場合においても、能動素子に流れ込むチャージを減らすこと可能となり、電極パッド開口時における能動素子のダメージを抑制することが可能となる。
【0007】
また、本発明の一態様に係る半導体装置によれば、ゲート絶縁膜を介して半導体基板上に形成されたゲート電極と、ゲート絶縁膜を介して前記半導体基板上に形成されたダミーゲート電極と、前記ゲート電極および前記ダミーゲート電極上に形成された層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜上に形成された電極パッドと、前記層間絶縁膜上に形成されたヒューズと、前記電極パッドと前記ゲート電極とを接続する第1配線部と、前記ヒューズを介して前記電極パッドと前記ダミーゲート電極とを接続する第2配線部と、前記電極パッドおよび前記ヒューズ上に形成された保護膜と、前記保護膜に形成され、前記電極パッドの表面を露出させる開口部と、前記ヒューズ上の前記保護膜が薄膜化された薄膜化領域と、前記薄膜化領域を介して前記ヒューズが切断された切断部とを備えることを特徴とする。
【0008】
これにより、プラズマエッチング時に電極パッドに発生するチャージの一部をダミーゲート電極に受け持たせることを可能としつつ、電極パッドを開口することが可能となるとともに、電極パッド開口後に、電極パッドからダミーゲート電極を容易に切り離すことが可能となる。このため、電極パッド開口時にプラズマエッチングが行われた場合においても、ゲート電極に流れ込むチャージを減らすこと可能となり、電極パッド開口時におけるゲート絶縁膜のダメージを抑制することが可能となるとともに、ダミーゲート電極がトランジスタ動作に与える影響を防止することができる。
【0009】
また、本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法によれば、能動素子およびダミー能動素子を半導体基板上に形成する工程と、前記能動素子および前記ダミー能動素子に接続された電極パッドを形成する工程と、前記電極パッド上に保護膜を形成する工程と、前記電極パッドの表面を露出させる開口部を前記保護膜に形成する工程と、前記ダミー能動素子と前記電極パッドとを切断する工程とを備えることを特徴とする。
【0010】
これにより、能動領域の面積を拡大した状態で、電極パッドを開口することが可能となり、電極パッド開口時にプラズマエッチングが行われた場合においても、アンテナ効果による能動素子のダメージを抑制することが可能となる。
また、本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法によれば、能動素子を半導体基板上に形成する工程と、ダミー能動素子を前記半導体基板のスクライブライン上に形成する工程と、前記能動素子および前記ダミー能動素子に接続された電極パッドを形成する工程と、前記電極パッド上に保護膜を形成する工程と、前記電極パッドの表面を露出させる開口部を前記保護膜に形成する工程と、前記スクライブラインに沿って前記半導体基板をチップ状に切断する工程とを備えることを特徴とする。
【0011】
これにより、プラズマエッチング時に電極パッドに発生するチャージの一部をダミー用能動素子に受け持たせることを可能としつつ、電極パッドを開口することが可能となるとともに、ダミー用能動素子を設けた場合においても、チップサイズの拡大を抑制することが可能となる。このため、電極パッド開口時にプラズマエッチングが行われた場合においても、能動素子に流れ込むチャージを減らすこと可能となり、電極パッド開口時における能動素子のダメージを抑制することが可能となるとともに、半導体チップのコストアップを抑制することが可能となる。
【0012】
また、本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法によれば、半導体基板上にゲート絶縁膜を形成する工程と、前記ゲート絶縁膜を介してゲート電極およびダミーゲート電極を前記半導体基板上に形成する工程と、前記ゲート電極および前記ダミーゲート電極上に層間絶縁膜を形成する工程と、前記ゲート電極に接続された電極パッドを前記層間絶縁膜上に形成する工程と、前記電極パッドおよび前記ダミーゲート電極に接続されたヒューズを前記層間絶縁膜上に形成する工程と、前記電極パッドおよび前記ヒューズ上に保護膜を形成する工程と、前記ヒューズ上の保護膜を薄膜化する工程と、前記電極パッドの表面を露出させる開口部を前記保護膜に形成する工程と、前記薄膜化された保護膜を介して前記ヒューズを切断する工程とを備えることを特徴とする。
【0013】
これにより、ゲート電極の面積を拡大した状態で、電極パッドを開口することが可能となるとともに、電極パッドからダミーゲート電極を容易に切り離すことが可能となり、電極パッド開口時にプラズマエッチングが行われた場合においても、アンテナ効果によるゲート絶縁膜のダメージを抑制することが可能となる。
また、本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法によれば、半導体基板上にゲート絶縁膜を形成する工程と、前記ゲート絶縁膜を介してゲート電極を前記半導体基板上に形成する工程と、前記ゲート絶縁膜を介してダミーゲート電極を前記半導体基板のスクライブライン上に形成する工程と、前記ゲート電極および前記ダミーゲート電極上に層間絶縁膜を形成する工程と、前記ゲート電極および前記ダミーゲート電極に接続された電極パッドを前記層間絶縁膜上に形成する工程と、前記電極パッド上に保護膜を形成する工程と、前記電極パッドの表面を露出させる開口部を前記保護膜に形成する工程と、前記スクライブラインに沿って前記半導体基板をチップ状に切断する工程とを備えることを特徴とする。
【0014】
これにより、プラズマエッチング時に電極パッドに発生するチャージの一部をダミーゲート電極に受け持たせることを可能としつつ、電極パッドを開口することが可能となるとともに、ダミーゲート電極を設けた場合においても、チップサイズの拡大を抑制することが可能となる。このため、電極パッド開口時にプラズマエッチングが行われた場合においても、ゲート電極に流れ込むチャージを減らすこと可能となり、電極パッド開口時におけるゲート絶縁膜のダメージを抑制することが可能となるとともに、半導体チップのコストアップを抑制することが可能となる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係る半導体装置およびその製造方法について図面を参照しながら説明する。
図1(a)は、本発明の第1実施形態に係る半導体装置のダミー領域切断前の概略構成を示す平面図、図1(b)は、本発明の第1実施形態に係る半導体装置のダミー領域切断後の概略構成を示す平面図である。
【0016】
図1(a)において、半導体チップ1には、トランジスタなどの能動素子2が形成され、能動素子2は配線5を介して電極パッド4に接続されている。また、半導体チップ1には、トランジスタなどのダミー能動素子3が形成され、ダミー能動素子3は配線6を介して電極パッド4に接続されている。また、電極パッド4が形成された半導体チップ1上には保護膜7が形成され、保護膜7には電極パッド4の表面を露出させる開口部8が形成されている。そして、図1(b)に示すように、ダミー能動素子3と電極パッド4とを接続する配線6には切断部9が形成され、ダミー能動素子3と電極パッド4とが切断されている。
【0017】
これにより、プラズマエッチング時に電極パッド4に発生するチャージの一部をダミー能動素子3に受け持たせることを可能としつつ、電極パッド4に開口部8を形成することが可能となる。このため、電極パッド4に開口部8を形成する時に、保護膜7のプラズマエッチングが行われた場合においても、能動素子2に流れ込むチャージを減らすこと可能となり、能動素子2のダメージを抑制することが可能となる。
【0018】
図2および図3は、本発明の第2実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面である。
図2(a)において、例えば、LOCOS(Local oxidationof Silicon)法により、半導体基板11に素子分離膜12を形成する。なお、素子分離膜12として、STI(Shalow Trench Isolation)を用いるようにしてもよい。
【0019】
そして、例えば、半導体基板11の熱酸化により、半導体基板11上にゲート絶縁膜13、14を形成する。そして、例えば、CVDにより、ゲート絶縁膜13、14が形成された半導体基板11上に多結晶シリコン膜を堆積する。そして、フォトリソグラフィー技術およびドライエッチング技術を用いて多結晶シリコン膜をパターニングすることにより、ゲート電極15およびダミーゲート電極16をゲート絶縁膜13、14上にそれぞれ形成する。
【0020】
そして、例えば、CVDにより、ゲート電極15およびダミーゲート電極16上に層間絶縁膜17を形成する。そして、例えば、スパッタまたは蒸着などの方法により、Alなどの導電膜を層間絶縁膜17上に形成し、フォトリソグラフィー技術およびドライエッチング技術を用いて導電膜をパターニングすることにより、配線層18を層間絶縁膜17上に形成する。
【0021】
そして、例えば、CVDにより、配線層18上に層間絶縁膜19を形成する。そして、フォトリソグラフィー技術およびドライエッチング技術を用いて層間絶縁膜19をパターニングすることにより、層間絶縁膜19に開口部を形成する。そして、層間絶縁膜19に形成された開口部内にWなどの導電膜を埋め込むことにより、ゲート電極15に接続された埋め込み配線22、配線層18に接続された埋め込み配線23、24およびダミーゲート電極16に接続された埋め込み配線25を層間絶縁膜19にそれぞれ形成する。
【0022】
そして、例えば、スパッタまたは蒸着などの方法により、Alなどの導電膜を層間絶縁膜19上に形成する。そして、フォトリソグラフィー技術およびドライエッチング技術を用いて導電膜をパターニングすることにより、埋め込み配線22、23に接続された電極パッド20および埋め込み配線24、25に接続されたヒューズ21を層間絶縁膜19上に形成する。そして、例えば、CVDにより、電極パッド20およびヒューズ21が形成された層間絶縁膜19上にシリコン窒化膜などの保護膜26を堆積する。
【0023】
次に、図2(b)に示すように、フォトリソグラフィー技術およびドライエッチング技術を用いてヒューズ21上の保護膜26を薄膜化することにより、ヒューズ21上の保護膜26に凹部27を形成する。
次に、図3(a)に示すように、例えば、スピンコートなどの方法により、凹部27が形成された保護膜26上にレジストRを塗布する。そして、フォトリソグラフィー技術を用いてレジストRをパターニングすることにより、電極パッド20の位置に対応して配置された開口部29をレジストRに形成する。そして、開口部29が形成されたレジストRをマスクとして、保護膜26のプラズマエッチングを行うことにより、電極パッド20の表面を露出させる開口部28を保護膜26に形成する。
【0024】
ここで、保護膜26のプラズマエッチングを行うと、プラズマPに起因して発生したチャージEが電極パッド20に蓄積し、電極パッド20に蓄積したチャージEがゲート電極15に流れ込む。また、電極パッド20には、ヒューズ21を介してダミーゲート電極16が接続されているため、電極パッド20に蓄積したチャージEの一部がダミーゲート電極16に流れ込む。このため、プラズマエッチング時に電極パッド20に発生するチャージEの一部をダミーゲート電極16に受け持たせることを可能としつつ、電極パッド20を開口することが可能となり、電極パッド20開口時にプラズマエッチングが行われた場合においても、ゲート電極15に流れ込むチャージを減らすことを可能として、電極パッド20開口時におけるゲート絶縁膜13のダメージを抑制することが可能となる。
【0025】
次に、図3(b)に示すように、保護膜26に形成された凹部27を介してヒューズ21にレーザ光を照射する。そして、ヒューズ21に切断部30を形成することにより、ダミーゲート電極16と電極パッド20とを切断する。
これにより、電極パッド20からダミーゲート電極16を容易に切り離すことが可能となり、電極パッド20に接続されたダミーゲート電極16を設けた場合においても、電極パッド20開口後にダミーゲート電極16がトランジスタ動作に与える影響を防止することができる。
【0026】
図4(a)は、本発明の第3実施形態に係る半導体装置のダイシング前の概略構成を示す平面図、図4(b)は、本発明の第3実施形態に係る半導体装置のダイシング後の概略構成を示す平面図である。
図4(a)において、半導体ウェハWには、スクライブラインSで区画された区画領域31が設けられている。そして、各区画領域31には、トランジスタなどの能動素子32が形成され、能動素子32は配線35を介して電極パッド34に接続されている。また、半導体ウェハWのスクライブラインS上には、トランジスタなどのダミー能動素子33が形成され、ダミー能動素子33は配線36を介して電極パッド34に接続されている。また、電極パッド34が形成された半導体チップ31上には保護膜37が形成され、保護膜37には電極パッド34の表面を露出させる開口部38が形成されている。そして、図4(b)に示すように、スクライブラインSに沿って半導体ウェハWをチップ状に切断することにより、能動素子32が設けられるとともに、ダミー能動素子33が切り落とされた半導体チップ31´が形成されている。
【0027】
これにより、プラズマエッチング時に電極パッド34に発生するチャージの一部をダミー能動素子33に受け持たせることを可能としつつ、電極パッド34に開口部38を形成することが可能となる。また、半導体ウェハWにダミー能動素子33を設けた場合においても、製造工程を増加させることなく、半導体チップ31´からダミー能動素子33を除去することができ、半導体チップ31´のチップサイズの拡大を抑制することが可能となる。このため、電極パッド34に開口部38を形成する時に、保護膜37のプラズマエッチングが行われた場合においても、能動素子32に流れ込むチャージを減らすこと可能となり、能動素子32のダメージを抑制することが可能となるとともに、半導体チップ31´のコストアップを抑制することが可能となる。
【0028】
なお、上述した実施形態では、半導体ウェハWのスクライブラインS上にダミー能動素子33を設ける方法について説明したが、半導体ウェハWのスクライブラインS上以外にも、例えば、半導体ウェハWのTEG領域にダミー能動素子33を設けるようにしてもよい。また、ダミー能動素子33を複数の能動素子32に接続するようにしてもよく、ダミー能動素子33を複数の区画領域31に接続するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態に係る半導体装置の概略構成を示す平面図。
【図2】第2実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図。
【図3】第2実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図。
【図4】第3実施形態に係る半導体装置の概略構成を示す平面図。
【符号の説明】
1、31´ 半導体チップ、2、32 能動素子、3、33 ダミー能動素子、4、34 電極パッド、5、6、35、36 配線、9、30 切断部、11半導体基板、12 素子分離膜、13、14 ゲート絶縁膜、15 ゲート電極、16 ダミーゲート電極、17、19 層間絶縁膜、18 配線層、20 電極パッド、21 ヒューズ、22〜25 埋め込み配線、7、26、37 保護膜、 27 凹部、8、28、38 開口部、P プラズマ、R レジスト、E チャージ、W 半導体ウェハ、S スクライブライン、31 区画領域
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体装置および半導体装置の製造方法に関し、特に、電極パッド開口時のプラズマによるダメージ防止方法に適用して好適なものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の半導体装置では、電極パッドに接続されたゲート絶縁膜の破壊を防止するため、電極パッドとゲート電極との間に保護回路を挿入する方法があった。また、特許文献1には、ゲート電極の端部の近傍に、ゲート電極よりも厚いダミーパターンを端部を取り囲むように設けることにより、ゲート電極に機械的損傷が生じることを防止する方法が開示されている。
【0003】
【特許文献1】
特開平4−321238号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の半導体装置では、電極パッドに接続されたゲート電極の大きさは不変なので、電極パッド開口時のプラズマエッチングにおけるアンテナ効果により、ゲート絶縁膜の破壊が発生するという問題があった。
そこで、本発明の目的は、電極パッド開口時におけるゲート絶縁膜のダメージを抑制することが可能な半導体装置および半導体装置の製造方法を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明の一態様に係る半導体装置によれば、半導体基板上に形成された電極パッドと、前記電極パッド上に形成された保護膜と、前記保護膜に形成され、前記電極パッドの表面を露出させる開口部と、前記半導体基板上に形成され、前記電極パッドに接続された能動素子と、前記半導体基板上に形成されたダミー能動素子と、前記電極パッドと前記ダミー用能動素子とを接続する配線部と、前記配線部に設けられた切断部とを備えることを特徴とする。
【0006】
これにより、プラズマエッチング時に電極パッドに発生するチャージの一部をダミー用能動素子に受け持たせることを可能としつつ、電極パッドを開口することが可能となる。このため、電極パッド開口時にプラズマエッチングが行われた場合においても、能動素子に流れ込むチャージを減らすこと可能となり、電極パッド開口時における能動素子のダメージを抑制することが可能となる。
【0007】
また、本発明の一態様に係る半導体装置によれば、ゲート絶縁膜を介して半導体基板上に形成されたゲート電極と、ゲート絶縁膜を介して前記半導体基板上に形成されたダミーゲート電極と、前記ゲート電極および前記ダミーゲート電極上に形成された層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜上に形成された電極パッドと、前記層間絶縁膜上に形成されたヒューズと、前記電極パッドと前記ゲート電極とを接続する第1配線部と、前記ヒューズを介して前記電極パッドと前記ダミーゲート電極とを接続する第2配線部と、前記電極パッドおよび前記ヒューズ上に形成された保護膜と、前記保護膜に形成され、前記電極パッドの表面を露出させる開口部と、前記ヒューズ上の前記保護膜が薄膜化された薄膜化領域と、前記薄膜化領域を介して前記ヒューズが切断された切断部とを備えることを特徴とする。
【0008】
これにより、プラズマエッチング時に電極パッドに発生するチャージの一部をダミーゲート電極に受け持たせることを可能としつつ、電極パッドを開口することが可能となるとともに、電極パッド開口後に、電極パッドからダミーゲート電極を容易に切り離すことが可能となる。このため、電極パッド開口時にプラズマエッチングが行われた場合においても、ゲート電極に流れ込むチャージを減らすこと可能となり、電極パッド開口時におけるゲート絶縁膜のダメージを抑制することが可能となるとともに、ダミーゲート電極がトランジスタ動作に与える影響を防止することができる。
【0009】
また、本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法によれば、能動素子およびダミー能動素子を半導体基板上に形成する工程と、前記能動素子および前記ダミー能動素子に接続された電極パッドを形成する工程と、前記電極パッド上に保護膜を形成する工程と、前記電極パッドの表面を露出させる開口部を前記保護膜に形成する工程と、前記ダミー能動素子と前記電極パッドとを切断する工程とを備えることを特徴とする。
【0010】
これにより、能動領域の面積を拡大した状態で、電極パッドを開口することが可能となり、電極パッド開口時にプラズマエッチングが行われた場合においても、アンテナ効果による能動素子のダメージを抑制することが可能となる。
また、本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法によれば、能動素子を半導体基板上に形成する工程と、ダミー能動素子を前記半導体基板のスクライブライン上に形成する工程と、前記能動素子および前記ダミー能動素子に接続された電極パッドを形成する工程と、前記電極パッド上に保護膜を形成する工程と、前記電極パッドの表面を露出させる開口部を前記保護膜に形成する工程と、前記スクライブラインに沿って前記半導体基板をチップ状に切断する工程とを備えることを特徴とする。
【0011】
これにより、プラズマエッチング時に電極パッドに発生するチャージの一部をダミー用能動素子に受け持たせることを可能としつつ、電極パッドを開口することが可能となるとともに、ダミー用能動素子を設けた場合においても、チップサイズの拡大を抑制することが可能となる。このため、電極パッド開口時にプラズマエッチングが行われた場合においても、能動素子に流れ込むチャージを減らすこと可能となり、電極パッド開口時における能動素子のダメージを抑制することが可能となるとともに、半導体チップのコストアップを抑制することが可能となる。
【0012】
また、本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法によれば、半導体基板上にゲート絶縁膜を形成する工程と、前記ゲート絶縁膜を介してゲート電極およびダミーゲート電極を前記半導体基板上に形成する工程と、前記ゲート電極および前記ダミーゲート電極上に層間絶縁膜を形成する工程と、前記ゲート電極に接続された電極パッドを前記層間絶縁膜上に形成する工程と、前記電極パッドおよび前記ダミーゲート電極に接続されたヒューズを前記層間絶縁膜上に形成する工程と、前記電極パッドおよび前記ヒューズ上に保護膜を形成する工程と、前記ヒューズ上の保護膜を薄膜化する工程と、前記電極パッドの表面を露出させる開口部を前記保護膜に形成する工程と、前記薄膜化された保護膜を介して前記ヒューズを切断する工程とを備えることを特徴とする。
【0013】
これにより、ゲート電極の面積を拡大した状態で、電極パッドを開口することが可能となるとともに、電極パッドからダミーゲート電極を容易に切り離すことが可能となり、電極パッド開口時にプラズマエッチングが行われた場合においても、アンテナ効果によるゲート絶縁膜のダメージを抑制することが可能となる。
また、本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法によれば、半導体基板上にゲート絶縁膜を形成する工程と、前記ゲート絶縁膜を介してゲート電極を前記半導体基板上に形成する工程と、前記ゲート絶縁膜を介してダミーゲート電極を前記半導体基板のスクライブライン上に形成する工程と、前記ゲート電極および前記ダミーゲート電極上に層間絶縁膜を形成する工程と、前記ゲート電極および前記ダミーゲート電極に接続された電極パッドを前記層間絶縁膜上に形成する工程と、前記電極パッド上に保護膜を形成する工程と、前記電極パッドの表面を露出させる開口部を前記保護膜に形成する工程と、前記スクライブラインに沿って前記半導体基板をチップ状に切断する工程とを備えることを特徴とする。
【0014】
これにより、プラズマエッチング時に電極パッドに発生するチャージの一部をダミーゲート電極に受け持たせることを可能としつつ、電極パッドを開口することが可能となるとともに、ダミーゲート電極を設けた場合においても、チップサイズの拡大を抑制することが可能となる。このため、電極パッド開口時にプラズマエッチングが行われた場合においても、ゲート電極に流れ込むチャージを減らすこと可能となり、電極パッド開口時におけるゲート絶縁膜のダメージを抑制することが可能となるとともに、半導体チップのコストアップを抑制することが可能となる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係る半導体装置およびその製造方法について図面を参照しながら説明する。
図1(a)は、本発明の第1実施形態に係る半導体装置のダミー領域切断前の概略構成を示す平面図、図1(b)は、本発明の第1実施形態に係る半導体装置のダミー領域切断後の概略構成を示す平面図である。
【0016】
図1(a)において、半導体チップ1には、トランジスタなどの能動素子2が形成され、能動素子2は配線5を介して電極パッド4に接続されている。また、半導体チップ1には、トランジスタなどのダミー能動素子3が形成され、ダミー能動素子3は配線6を介して電極パッド4に接続されている。また、電極パッド4が形成された半導体チップ1上には保護膜7が形成され、保護膜7には電極パッド4の表面を露出させる開口部8が形成されている。そして、図1(b)に示すように、ダミー能動素子3と電極パッド4とを接続する配線6には切断部9が形成され、ダミー能動素子3と電極パッド4とが切断されている。
【0017】
これにより、プラズマエッチング時に電極パッド4に発生するチャージの一部をダミー能動素子3に受け持たせることを可能としつつ、電極パッド4に開口部8を形成することが可能となる。このため、電極パッド4に開口部8を形成する時に、保護膜7のプラズマエッチングが行われた場合においても、能動素子2に流れ込むチャージを減らすこと可能となり、能動素子2のダメージを抑制することが可能となる。
【0018】
図2および図3は、本発明の第2実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面である。
図2(a)において、例えば、LOCOS(Local oxidationof Silicon)法により、半導体基板11に素子分離膜12を形成する。なお、素子分離膜12として、STI(Shalow Trench Isolation)を用いるようにしてもよい。
【0019】
そして、例えば、半導体基板11の熱酸化により、半導体基板11上にゲート絶縁膜13、14を形成する。そして、例えば、CVDにより、ゲート絶縁膜13、14が形成された半導体基板11上に多結晶シリコン膜を堆積する。そして、フォトリソグラフィー技術およびドライエッチング技術を用いて多結晶シリコン膜をパターニングすることにより、ゲート電極15およびダミーゲート電極16をゲート絶縁膜13、14上にそれぞれ形成する。
【0020】
そして、例えば、CVDにより、ゲート電極15およびダミーゲート電極16上に層間絶縁膜17を形成する。そして、例えば、スパッタまたは蒸着などの方法により、Alなどの導電膜を層間絶縁膜17上に形成し、フォトリソグラフィー技術およびドライエッチング技術を用いて導電膜をパターニングすることにより、配線層18を層間絶縁膜17上に形成する。
【0021】
そして、例えば、CVDにより、配線層18上に層間絶縁膜19を形成する。そして、フォトリソグラフィー技術およびドライエッチング技術を用いて層間絶縁膜19をパターニングすることにより、層間絶縁膜19に開口部を形成する。そして、層間絶縁膜19に形成された開口部内にWなどの導電膜を埋め込むことにより、ゲート電極15に接続された埋め込み配線22、配線層18に接続された埋め込み配線23、24およびダミーゲート電極16に接続された埋め込み配線25を層間絶縁膜19にそれぞれ形成する。
【0022】
そして、例えば、スパッタまたは蒸着などの方法により、Alなどの導電膜を層間絶縁膜19上に形成する。そして、フォトリソグラフィー技術およびドライエッチング技術を用いて導電膜をパターニングすることにより、埋め込み配線22、23に接続された電極パッド20および埋め込み配線24、25に接続されたヒューズ21を層間絶縁膜19上に形成する。そして、例えば、CVDにより、電極パッド20およびヒューズ21が形成された層間絶縁膜19上にシリコン窒化膜などの保護膜26を堆積する。
【0023】
次に、図2(b)に示すように、フォトリソグラフィー技術およびドライエッチング技術を用いてヒューズ21上の保護膜26を薄膜化することにより、ヒューズ21上の保護膜26に凹部27を形成する。
次に、図3(a)に示すように、例えば、スピンコートなどの方法により、凹部27が形成された保護膜26上にレジストRを塗布する。そして、フォトリソグラフィー技術を用いてレジストRをパターニングすることにより、電極パッド20の位置に対応して配置された開口部29をレジストRに形成する。そして、開口部29が形成されたレジストRをマスクとして、保護膜26のプラズマエッチングを行うことにより、電極パッド20の表面を露出させる開口部28を保護膜26に形成する。
【0024】
ここで、保護膜26のプラズマエッチングを行うと、プラズマPに起因して発生したチャージEが電極パッド20に蓄積し、電極パッド20に蓄積したチャージEがゲート電極15に流れ込む。また、電極パッド20には、ヒューズ21を介してダミーゲート電極16が接続されているため、電極パッド20に蓄積したチャージEの一部がダミーゲート電極16に流れ込む。このため、プラズマエッチング時に電極パッド20に発生するチャージEの一部をダミーゲート電極16に受け持たせることを可能としつつ、電極パッド20を開口することが可能となり、電極パッド20開口時にプラズマエッチングが行われた場合においても、ゲート電極15に流れ込むチャージを減らすことを可能として、電極パッド20開口時におけるゲート絶縁膜13のダメージを抑制することが可能となる。
【0025】
次に、図3(b)に示すように、保護膜26に形成された凹部27を介してヒューズ21にレーザ光を照射する。そして、ヒューズ21に切断部30を形成することにより、ダミーゲート電極16と電極パッド20とを切断する。
これにより、電極パッド20からダミーゲート電極16を容易に切り離すことが可能となり、電極パッド20に接続されたダミーゲート電極16を設けた場合においても、電極パッド20開口後にダミーゲート電極16がトランジスタ動作に与える影響を防止することができる。
【0026】
図4(a)は、本発明の第3実施形態に係る半導体装置のダイシング前の概略構成を示す平面図、図4(b)は、本発明の第3実施形態に係る半導体装置のダイシング後の概略構成を示す平面図である。
図4(a)において、半導体ウェハWには、スクライブラインSで区画された区画領域31が設けられている。そして、各区画領域31には、トランジスタなどの能動素子32が形成され、能動素子32は配線35を介して電極パッド34に接続されている。また、半導体ウェハWのスクライブラインS上には、トランジスタなどのダミー能動素子33が形成され、ダミー能動素子33は配線36を介して電極パッド34に接続されている。また、電極パッド34が形成された半導体チップ31上には保護膜37が形成され、保護膜37には電極パッド34の表面を露出させる開口部38が形成されている。そして、図4(b)に示すように、スクライブラインSに沿って半導体ウェハWをチップ状に切断することにより、能動素子32が設けられるとともに、ダミー能動素子33が切り落とされた半導体チップ31´が形成されている。
【0027】
これにより、プラズマエッチング時に電極パッド34に発生するチャージの一部をダミー能動素子33に受け持たせることを可能としつつ、電極パッド34に開口部38を形成することが可能となる。また、半導体ウェハWにダミー能動素子33を設けた場合においても、製造工程を増加させることなく、半導体チップ31´からダミー能動素子33を除去することができ、半導体チップ31´のチップサイズの拡大を抑制することが可能となる。このため、電極パッド34に開口部38を形成する時に、保護膜37のプラズマエッチングが行われた場合においても、能動素子32に流れ込むチャージを減らすこと可能となり、能動素子32のダメージを抑制することが可能となるとともに、半導体チップ31´のコストアップを抑制することが可能となる。
【0028】
なお、上述した実施形態では、半導体ウェハWのスクライブラインS上にダミー能動素子33を設ける方法について説明したが、半導体ウェハWのスクライブラインS上以外にも、例えば、半導体ウェハWのTEG領域にダミー能動素子33を設けるようにしてもよい。また、ダミー能動素子33を複数の能動素子32に接続するようにしてもよく、ダミー能動素子33を複数の区画領域31に接続するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態に係る半導体装置の概略構成を示す平面図。
【図2】第2実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図。
【図3】第2実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図。
【図4】第3実施形態に係る半導体装置の概略構成を示す平面図。
【符号の説明】
1、31´ 半導体チップ、2、32 能動素子、3、33 ダミー能動素子、4、34 電極パッド、5、6、35、36 配線、9、30 切断部、11半導体基板、12 素子分離膜、13、14 ゲート絶縁膜、15 ゲート電極、16 ダミーゲート電極、17、19 層間絶縁膜、18 配線層、20 電極パッド、21 ヒューズ、22〜25 埋め込み配線、7、26、37 保護膜、 27 凹部、8、28、38 開口部、P プラズマ、R レジスト、E チャージ、W 半導体ウェハ、S スクライブライン、31 区画領域
Claims (6)
- 半導体基板上に形成された電極パッドと、
前記電極パッド上に形成された保護膜と、
前記保護膜に形成され、前記電極パッドの表面を露出させる開口部と、
前記半導体基板上に形成され、前記電極パッドに接続された能動素子と、
前記半導体基板上に形成されたダミー能動素子と、
前記電極パッドと前記ダミー用能動素子とを接続する配線部と、
前記配線部に設けられた切断部とを備えることを特徴とする半導体装置。 - ゲート絶縁膜を介して半導体基板上に形成されたゲート電極と、
ゲート絶縁膜を介して前記半導体基板上に形成されたダミーゲート電極と、
前記ゲート電極および前記ダミーゲート電極上に形成された層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜上に形成された電極パッドと、
前記層間絶縁膜上に形成されたヒューズと、
前記電極パッドと前記ゲート電極とを接続する第1配線部と、
前記ヒューズを介して前記電極パッドと前記ダミーゲート電極とを接続する第2配線部と、
前記電極パッドおよび前記ヒューズ上に形成された保護膜と、
前記保護膜に形成され、前記電極パッドの表面を露出させる開口部と、
前記ヒューズ上の前記保護膜が薄膜化された薄膜化領域と、
前記薄膜化領域を介して前記ヒューズが切断された切断部とを備えることを特徴とする半導体装置。 - 能動素子およびダミー能動素子を半導体基板上に形成する工程と、
前記能動素子および前記ダミー能動素子に接続された電極パッドを形成する工程と、
前記電極パッド上に保護膜を形成する工程と、
前記電極パッドの表面を露出させる開口部を前記保護膜に形成する工程と、
前記ダミー能動素子と前記電極パッドとを切断する工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 能動素子を半導体基板上に形成する工程と、
ダミー能動素子を前記半導体基板のスクライブライン上に形成する工程と、
前記能動素子および前記ダミー能動素子に接続された電極パッドを形成する工程と、
前記電極パッド上に保護膜を形成する工程と、
前記電極パッドの表面を露出させる開口部を前記保護膜に形成する工程と、
前記スクライブラインに沿って前記半導体基板をチップ状に切断する工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 半導体基板上にゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記ゲート絶縁膜を介してゲート電極およびダミーゲート電極を前記半導体基板上に形成する工程と、
前記ゲート電極および前記ダミーゲート電極上に層間絶縁膜を形成する工程と、
前記ゲート電極に接続された電極パッドを前記層間絶縁膜上に形成する工程と、
前記電極パッドおよび前記ダミーゲート電極に接続されたヒューズを前記層間絶縁膜上に形成する工程と、
前記電極パッドおよび前記ヒューズ上に保護膜を形成する工程と、
前記ヒューズ上の保護膜を薄膜化する工程と、
前記電極パッドの表面を露出させる開口部を前記保護膜に形成する工程と、
前記薄膜化された保護膜を介して前記ヒューズを切断する工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 半導体基板上にゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記ゲート絶縁膜を介してゲート電極を前記半導体基板上に形成する工程と、
前記ゲート絶縁膜を介してダミーゲート電極を前記半導体基板のスクライブライン上に形成する工程と、
前記ゲート電極および前記ダミーゲート電極上に層間絶縁膜を形成する工程と、
前記ゲート電極および前記ダミーゲート電極に接続された電極パッドを前記層間絶縁膜上に形成する工程と、
前記電極パッド上に保護膜を形成する工程と、
前記電極パッドの表面を露出させる開口部を前記保護膜に形成する工程と、
前記スクライブラインに沿って前記半導体基板をチップ状に切断する工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
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JP2003139199A JP2004342922A (ja) | 2003-05-16 | 2003-05-16 | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2006202993A (ja) * | 2005-01-20 | 2006-08-03 | Hamamatsu Photonics Kk | 固体撮像装置、その製造方法及び電荷蓄積防止構造 |
US7897466B2 (en) | 2007-06-20 | 2011-03-01 | Seiko Epson Corporation | Method for manufacturing semiconductor device |
JP2012038804A (ja) * | 2010-08-04 | 2012-02-23 | Fujitsu Semiconductor Ltd | 半導体装置及びその検査方法並びにその設計方法 |
US9845169B2 (en) | 2011-11-01 | 2017-12-19 | Altria Client Services Llc | Apparatus and method of packaging loose product |
-
2003
- 2003-05-16 JP JP2003139199A patent/JP2004342922A/ja not_active Withdrawn
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