JP2006318989A - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、多層配線構造を有する半導体装置に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor device having a multilayer wiring structure.
近年、デジタル社会が進展するに従って、半導体装置の微細化、高機能化、及び高速動作化の要望が強まっており、半導体装置は大規模高集積化してきている。このため、配線の多層化、さらには配線の微細化が進んでいる。近年、配線の微細化によって生じる寄生容量を抑制する目的で、層間絶縁膜として、従来のシリコン酸化膜又はシリコン窒化膜などの誘電体材料の誘電率よりも低い誘電率を有する低誘電率誘電体材料(Low−k材料)が用いられるようになってきた(例えば、特許文献1参照)。 In recent years, with the development of the digital society, demands for miniaturization, high functionality, and high speed operation of semiconductor devices have increased, and semiconductor devices have become highly integrated on a large scale. For this reason, the number of wiring layers has been increased, and further the wiring has been miniaturized. In recent years, a low dielectric constant dielectric having a dielectric constant lower than that of a conventional dielectric material such as a silicon oxide film or silicon nitride film as an interlayer insulating film for the purpose of suppressing parasitic capacitance caused by miniaturization of wiring Materials (Low-k materials) have come to be used (see, for example, Patent Document 1).
また、通常、半導体装置の表面には、モールド樹脂に含まれるフィラーが接触するなどの外的ストレスから保護したり、水分又はイオンなどの外界の雰囲気による影響から保護する目的で、表面保護膜が設けられている。 In addition, a surface protective film is usually provided on the surface of a semiconductor device for the purpose of protecting it from external stress such as contact with a filler contained in a mold resin, or protecting from the influence of an external atmosphere such as moisture or ions. Is provided.
以下に、層間絶縁膜としてLow−k膜を用いた多層配線構造を有する従来の半導体装置について、図10を参照しながら説明する。なお、図10は、従来の半導体装置100Aの構造を示す要部断面図である。
A conventional semiconductor device having a multilayer wiring structure using a Low-k film as an interlayer insulating film will be described below with reference to FIG. FIG. 10 is a cross-sectional view of the main part showing the structure of a
図10に示すように、シリコンなどの半導体よりなる基板100の上には、第1の層間絶縁膜101が形成されている。第1の層間絶縁膜101における上部には、ダマシン配線工程によって、銅よりなる第1の配線層102が形成されている。第1の層間絶縁膜101及び第1の配線層102の上には、例えばSiCN膜よりなる銅の拡散を防止する第1のストッパー材103が形成されている。第1のストッパー材103の上には、第2の層間絶縁膜104として、例えばSiOC膜よりなるLow−k膜が形成されている。ストッパー材103及び第2の層間絶縁膜104中には、該第1のストッパー材103及び第2の層間絶縁膜104を貫通し、且つ下端が第1の配線層102に接続するコンタクト用のビア105が形成されている。また、第2の層間絶縁膜104における上部には、ダマシン配線工程によって、ビア105の上端と接続する第2の配線層106が形成されている。第2の層間絶縁膜104及び第2の配線層106の上には、例えばSiCN膜よりなる銅の拡散を防止する第2のストッパー材107が形成されている。第2のストッパー材107の上には、例えばポリイミド層又はPBO層よりなる表面保護膜108が形成されている。以上のように、図10に示す従来の半導体装置100Aは、二層のダマシン配線構造を有している。
ところで、前述したLow−k膜を用いた従来の半導体装置100Aでは、該半導体装置100Aのコーナー部において、第2の層間絶縁膜104が下地の第1のストッパー材103に対して膜剥がれを起こしたり、この膜剥がれに起因してクラックが発生するなどの問題がある。以下に、その問題発生のメカニズムについて具体的に説明する。
By the way, in the
一般的に、Low−k膜は、ヤング率が低い、硬度が低い、熱膨張率が高い、膜密度が低いなどの物理的特性を有しているので、他の膜に対する密着性が低い。このため、Low−k膜よりなる第2の層間絶縁膜104は、下地の第1のストッパー材103に対する密着性が低い。したがって、Low−k膜よりなる第2の層間絶縁膜104は、前述した物理的特性の点で、第1のストッパー材103に対して膜剥がれを発生させやすい。
Generally, a low-k film has physical properties such as a low Young's modulus, a low hardness, a high coefficient of thermal expansion, and a low film density, and therefore has low adhesion to other films. For this reason, the second
さらに、半導体装置100Aの表面に形成された表面保護膜108が、第2の層間絶縁膜104の膜剥がれを促進させる大きな要因となっている。すなわち、表面保護膜108の熱膨張係数とその下層の熱膨張係数との差により、表面保護膜108の熱収縮に起因する応力が発生するが、この応力によって第2の層間絶縁膜104における膜剥がれを発生させてしまうのである。
Furthermore, the surface
図11(a)及び(b)は、Low−k膜よりなる第2の層間絶縁膜104における膜剥がれの発生を説明するための要部断面図及び平面図である。図11(a)に示すように、Low−k膜よりなる第2の層間絶縁膜104と第1のストッパー材103との界面であって、且つ、図11(b)に示すように、半導体装置100Aのコーナー部110において、第2の層間絶縁膜104は、第1のストッパー材103に対して膜剥がれを起こしている。このような膜剥がれが生じる理由は、前述した通りであり、また、半導体装置100Aのコーナー部110において、第2の層間絶縁膜104の膜剥がれが生じる理由は、以下の通りである。すなわち、半導体装置100Aの端部におけるダイシングによってダメージを受けた部分111が、膜剥がれの基点となり、また、表面保護膜108の熱収縮時における応力は半導体装置100Aのコーナー部110において最も大きいために、第2の層間絶縁膜104の膜剥がれは、半導体装置100Aのコーナー部110から選択的に発生するのである。
FIGS. 11A and 11B are a cross-sectional view and a plan view of relevant parts for explaining the occurrence of film peeling in the second
以上のようなメカニズムによって発生する第2の層間絶縁膜104の膜剥がれは、半導体装置100Aの内部における配線構造に断線を生じさせる。これにより、配線不良が発生すると共に、歩留りが低下する。また、第2の層間絶縁膜104の膜剥がれが組み立て工程直後において軽微であっても、その後の半導体装置100Aの使用によって加わる熱的なストレスに起因して、第2の層間絶縁膜104の膜剥がれが進行する。したがって、この場合にも、将来的に半導体装置100Aの故障に繋がる可能性があるので、半導体装置100Aの信頼性に問題が生じる。
The film peeling of the second
前記に鑑み、本発明の目的は、表面保護膜による応力を低減することにより、層間絶縁膜の膜剥がれの発生を防止できる半導体装置を提供することである。 In view of the above, an object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of preventing the occurrence of film peeling of an interlayer insulating film by reducing the stress caused by a surface protective film.
前記の目的を達成するために、本発明の一側面に係る第1の半導体装置は、基板におけるチップ領域に形成された素子と、基板上に形成された複数の層間絶縁膜と、複数の層間絶縁膜のうちの少なくとも1つに形成された配線と、複数の層間絶縁膜のうちの少なくとも1つに形成され、且つ素子と配線とを接続するか又は配線同士を接続するプラグと、複数の層間絶縁膜の上に形成された表面保護膜とを備え、チップ領域における表面保護膜は、互いに分断された複数の部分によって構成されている。 In order to achieve the above object, a first semiconductor device according to one aspect of the present invention includes an element formed in a chip region of a substrate, a plurality of interlayer insulating films formed on the substrate, and a plurality of interlayers. A wiring formed in at least one of the insulating films, a plug formed in at least one of the plurality of interlayer insulating films and connecting the element and the wiring or connecting the wirings; and a plurality of A surface protective film formed on the interlayer insulating film, and the surface protective film in the chip region is constituted by a plurality of portions separated from each other.
本発明の一側面に係る第1の半導体装置によると、表面保護膜が、互いに分断された複数の部分によって構成されていることにより、表面保護膜の収縮力は複数の部分に分散する。このため、表面保護膜の収縮力に起因する層間絶縁膜の膜剥がれの発生を防止し、クラックの発生を抑制することができる。その結果、長年の使用における故障の発生を抑制し、半導体装置の信頼性を向上させることができる。 According to the first semiconductor device of one aspect of the present invention, since the surface protective film is constituted by a plurality of parts separated from each other, the shrinkage force of the surface protective film is dispersed in the plurality of parts. For this reason, generation | occurrence | production of the film peeling of the interlayer insulation film resulting from the contraction force of a surface protective film can be prevented, and generation | occurrence | production of a crack can be suppressed. As a result, it is possible to suppress the occurrence of failures in long-term use and improve the reliability of the semiconductor device.
本発明の一側面に係る第1の半導体装置において、表面保護膜は、チップ領域におけるコーナー部とチップ領域における素子形成領域との間で少なくとも分断されていることが好ましい。 In the first semiconductor device according to one aspect of the present invention, the surface protective film is preferably divided at least between the corner portion in the chip region and the element formation region in the chip region.
このように、表面保護膜は、該表面保護膜の収縮力が集中して膜剥がれが生じ易いチップ領域のコーナー部と能動領域との間で分断されているので、層間絶縁膜の膜剥がれの発生を効果的に防止することができる。 As described above, the surface protective film is divided between the corner portion of the chip region and the active region where the shrinkage force of the surface protective film is concentrated and the film is likely to be peeled off. Generation | occurrence | production can be prevented effectively.
本発明の一側面に係る第2の半導体装置は、基板におけるチップ領域に形成された素子と、基板上に形成された複数の層間絶縁膜と、複数の層間絶縁膜のうちの少なくとも1つに形成された配線と、複数の層間絶縁膜のうちの少なくとも1つに形成され、且つ素子と配線とを接続するか又は配線同士を接続するプラグと、複数の層間絶縁膜の上に形成された表面保護膜とを備え、チップ領域における表面保護膜は、複数のスリットによって互いに区画されている一方で、連結部によって互いに連結している複数の部分によって構成されている。 A second semiconductor device according to one aspect of the present invention includes at least one of an element formed in a chip region of a substrate, a plurality of interlayer insulating films formed on the substrate, and a plurality of interlayer insulating films. Formed on at least one of the formed wiring and the plurality of interlayer insulating films, and formed on the plurality of interlayer insulating films and the plug for connecting the element and the wiring or connecting the wirings The surface protection film in the chip region is composed of a plurality of portions that are separated from each other by a plurality of slits and that are connected to each other by a connecting portion.
本発明の一側面に係る第2の半導体装置によると、表面保護膜が、スリットによって互いに区画された複数の部分によって構成されていることにより、表面保護膜の収縮力は複数の部分に分散する。このため、表面保護膜の収縮力に起因する層間絶縁膜の膜剥がれの発生を防止し、クラックの発生を抑制することができる。その結果、長年の使用における故障の発生を抑制し、半導体装置の信頼性を向上させることができる。さらに、互いに区画された複数の部分は連結部によって連結しているので、複数の部分に分断された場合に生じ易い各部分の膜剥がれを防止することができる。 According to the second semiconductor device of one aspect of the present invention, the surface protective film is composed of a plurality of portions partitioned from each other by the slit, so that the shrinkage force of the surface protective film is dispersed in the plurality of portions. . For this reason, generation | occurrence | production of the film peeling of the interlayer insulation film resulting from the contraction force of a surface protective film can be prevented, and generation | occurrence | production of a crack can be suppressed. As a result, it is possible to suppress the occurrence of failures in long-term use and improve the reliability of the semiconductor device. Further, since the plurality of parts partitioned from each other are connected by the connecting part, it is possible to prevent film peeling of each part that is likely to occur when divided into a plurality of parts.
本発明の一側面に係る第2の半導体装置において、表面保護膜は、チップ領域におけるコーナー部とチップ領域における素子形成領域との間で少なくとも区画されていることが好ましい。 In the second semiconductor device according to one aspect of the present invention, the surface protective film is preferably at least partitioned between a corner portion in the chip region and an element formation region in the chip region.
このようにすると、表面保護膜は、該表面保護膜の収縮力が集中して膜剥がれが生じ易いチップ領域のコーナー部と能動領域との間で区画されているので、層間絶縁膜の膜剥がれの発生を効果的に防止することができる。 In this case, the surface protective film is partitioned between the corner portion of the chip region and the active region where the shrinkage force of the surface protective film concentrates and the film is likely to be peeled off. Can be effectively prevented.
本発明の一側面に係る第3の半導体装置は、基板におけるチップ領域に形成された素子と、基板上に形成された複数の層間絶縁膜と、複数の層間絶縁膜のうちの少なくとも1つに形成された配線と、複数の層間絶縁膜のうちの少なくとも1つに形成され、且つ素子と配線とを接続するか又は配線同士を接続するプラグと、複数の層間絶縁膜の上に形成された表面保護膜とを備え、チップ領域における表面保護膜は、チップ領域のコーナー部を少なくとも除く領域に形成されている。 A third semiconductor device according to one aspect of the present invention includes at least one of an element formed in a chip region of a substrate, a plurality of interlayer insulating films formed on the substrate, and a plurality of interlayer insulating films. Formed on at least one of the formed wiring and the plurality of interlayer insulating films, and formed on the plurality of interlayer insulating films and the plug for connecting the element and the wiring or connecting the wirings A surface protective film, and the surface protective film in the chip region is formed in a region excluding at least a corner portion of the chip region.
本発明の一側面に係る第3の半導体装置によると、表面保護膜は、該表面保護膜の収縮力が集中して膜剥がれが生じ易いチップ領域のコーナー部には形成されていないので、表面保護膜の収縮力に起因する層間絶縁膜の膜剥がれの発生を効果的に防止し、クラックの発生を抑制することができる。その結果、長年の使用における故障の発生を抑制し、半導体装置の信頼性を向上させることができる。 According to the third semiconductor device of one aspect of the present invention, the surface protective film is not formed at the corner portion of the chip region where the shrinkage force of the surface protective film is concentrated and the film is likely to be peeled off. Generation | occurrence | production of the film peeling of the interlayer insulation film resulting from the contraction force of a protective film can be prevented effectively, and generation | occurrence | production of a crack can be suppressed. As a result, it is possible to suppress the occurrence of failures in long-term use and improve the reliability of the semiconductor device.
本発明の一側面に係る第1〜第3の半導体装置において、複数の層間絶縁膜上の領域であって且つ表面保護膜が形成されていない開口領域には、保護材が形成されていることが好ましい。 In the first to third semiconductor devices according to one aspect of the present invention, a protective material is formed in an opening region that is a region on a plurality of interlayer insulating films and in which a surface protective film is not formed. Is preferred.
このように、表面保護膜における開口領域が保護材によって埋め込まれているので、後に堆積されるモールド樹脂に含まれるフィラーが開口領域に侵入してチップ領域における能動領域を損傷させることを防止することができる。 As described above, since the opening region in the surface protective film is embedded with the protective material, it is possible to prevent the filler contained in the mold resin deposited later from entering the opening region and damaging the active region in the chip region. Can do.
この場合に、表面保護膜は、開口領域の下部に保護材が露出するように、保護材の上に形成されている構成であってもよい。 In this case, the surface protective film may be formed on the protective material so that the protective material is exposed below the opening region.
また、保護材は、表面保護膜における開口領域を埋め込むように、表面保護膜の上に形成されている構成であってもよい。 Moreover, the structure formed on the surface protective film may be sufficient as the protective material so that the opening area | region in a surface protective film may be embedded.
ここで、表面保護膜は、樹脂材料よりなることが好ましく、また、保護材は、表面保護膜の収縮による変形が伝播しないように、導電性材料よりなることが好ましい。 Here, the surface protective film is preferably made of a resin material, and the protective material is preferably made of a conductive material so that deformation due to shrinkage of the surface protective film does not propagate.
本発明の半導体装置によると、チップ領域における表面保護膜が、互いに分断された複数の部分によって構成されていることにより、表面保護膜の収縮力は複数の部分に分散する。このため、表面保護膜の収縮力に起因する層間絶縁膜の膜剥がれの発生を防止し、クラックの発生を抑制することができる。その結果、長年の使用における故障の発生を抑制し、半導体装置の信頼性を向上させることができる。 According to the semiconductor device of the present invention, the surface protective film in the chip region is constituted by a plurality of parts separated from each other, so that the shrinkage force of the surface protective film is dispersed in the plurality of parts. For this reason, generation | occurrence | production of the film peeling of the interlayer insulation film resulting from the contraction force of a surface protective film can be prevented, and generation | occurrence | production of a crack can be suppressed. As a result, it is possible to suppress the occurrence of failures in long-term use and improve the reliability of the semiconductor device.
以下に、本発明の一実施形態について説明するが、その前提として、本願で用いる用語の定義を説明するために、図1並びに図2(a)及び(b)を参照しながら説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described. As a premise thereof, in order to explain definitions of terms used in the present application, description will be made with reference to FIGS. 1 and 2A and 2B.
一般的に、半導体装置は、例えばシリコンなどの半導体ウエハ上に、複数の素子から構成され且つ所定の機能を有する多数のIC回路をマトリックス状に配置することによって作られる。 Generally, a semiconductor device is manufactured by arranging a large number of IC circuits composed of a plurality of elements and having a predetermined function on a semiconductor wafer such as silicon.
図1は、一般的な半導体ウエハ11の平面図を示している。
FIG. 1 shows a plan view of a
図1に示すように、半導体ウエハ11上における多数の半導体チップ(チップ領域)12は、格子状に設けられたスクライブライン13によって互いに隔てられている。半導体製造工程を経て1枚の半導体ウエハ11上に多数の半導体チップ12を形成した後、該半導体ウエハ11はスクライブライン13に沿って個々のチップにダイシングされ、それによって半導体装置が形成される。
As shown in FIG. 1, a large number of semiconductor chips (chip regions) 12 on a
図2(a)及び(b)は、半導体チップ12の要部拡大平面図を示している。
FIGS. 2A and 2B are enlarged plan views of main parts of the
図2(a)及び(b)に示すように、半導体チップ12の周縁部のうちコーナー部21を除く領域には、通常、1列又は2列(図上では1列)に電極パッド22が配置されており、電極パッド22で取り囲まれた領域が素子形成領域23となっている。
As shown in FIGS. 2A and 2B,
このように、本願において用いる半導体チップ(チップ領域)のコーナー部とは、例えば図2(a)及び(b)に示すように、半導体チップ(チップ領域)12の周縁部のうち電極パッドが形成されていない角領域のことを言う。 As described above, the corner portion of the semiconductor chip (chip region) used in the present application is, for example, an electrode pad formed in the peripheral portion of the semiconductor chip (chip region) 12 as shown in FIGS. Say the corner area that is not.
(第1の実施形態)
以下に、本発明の第1の実施形態に係る半導体装置について説明する。
(First embodiment)
The semiconductor device according to the first embodiment of the present invention will be described below.
図3(a)は、本発明の第1の実施形態に係る半導体装置(半導体チップ12)における平面図を示している。 FIG. 3A is a plan view of the semiconductor device (semiconductor chip 12) according to the first embodiment of the present invention.
図3(a)に示すように、本発明の第1の実施形態に係る半導体装置では、多層配線構造(後述の図3(b)参照)を有する1つの半導体チップ12の上部に、樹脂材料からなる表面保護膜40が形成されている。そして、表面保護膜40は、各々が互いに独立して存在するように複数の部分40aに分割されている。なお、表面保護膜40を構成する複数の部分40a間には、表面保護膜40の下層に形成されているストッパー材39が露出している。
As shown in FIG. 3A, in the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention, a resin material is formed on the upper portion of one
図3(b)は、本発明の第1の実施形態に係る半導体装置の構成を示す要部断面図であって、前述の図3(a)に示した半導体チップ12の要部を拡大した図が示されている。
FIG. 3B is a cross-sectional view of the main part showing the configuration of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention, and the main part of the
図3(b)に示すように、シリコンなどの半導体ウエハ11よりなる基板30の上には、複数の層間絶縁膜31、32、34、35、37、38の積層構造が形成されており、層間絶縁膜32と層間絶縁膜34との間には、ストッパー材33が形成されており、層間絶縁膜35と層間絶縁膜37との間には、ストッパー材36が形成されており、層間絶縁膜38の上には、ストッパー材39が形成されており、ストッパー材39の上には、表面保護膜40が形成されている。そして、表面保護膜40は、各々が互いに独立して存在するように複数の部分40aに分割されており、複数の部分40a間にはストッパー材39が露出している。ここで、例えば、層間絶縁膜31、32、34、35、37、38としてSiOC膜などの低い誘電率(比誘電率3.9以下)を有するLow−k膜を形成し、ストッパー材33、36、39としてSiCN膜を形成し、表面保護膜40としてポリイミド層又はPBO層よりなる樹脂保護膜を形成する。
As shown in FIG. 3B, a laminated structure of a plurality of interlayer insulating
また、層間絶縁膜31には、基板30の素子形成領域に形成されている拡散層などの活性領域(図示せず)と接続するプラグ41が形成されており、層間絶縁膜32には、プラグ41と接続する配線42が形成されており、ストッパー材33及び層間絶縁膜34には、配線42と接続するプラグ43が形成されており、層間絶縁膜35には、プラグ43と接続する配線44が形成されており、ストッパー材36及び層間絶縁膜37には、配線44と接続するプラグ45が形成されており、層間絶縁膜38には、プラグ45と接続する配線46が形成されている。プラグ41、43、45及び配線42、44、46の材料として、例えば銅を用いる。また、配線46の上には、ストッパー材39及び表面保護膜40における開口部を介して、配線46と接続する電極パッド47が形成されている。電極パッド47として、例えばアルミニウム又はアルミニウム合金を用いる。
The
このように、各々が互いに独立して存在するように複数の部分40aに分割された表面保護膜40を備えている点が、本発明の第1の実施形態に係る半導体装置の特徴である。また、表面保護膜40の厚さは、1μm〜10μm程度であることが好ましく、さらに、表面保護膜40が分割されてなる複数の部分40aは、それぞれの大きさが0.5mm×0.5mm〜3mm×3mm程度あり、1チップ上で4〜16個程度に分割されることが好ましい。
As described above, the feature of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention is that the surface
図4(a)及び(b)は、表面保護膜40に作用する収縮力の向きと大きさとを矢印を用いて示している。
4A and 4B show the direction and magnitude of the contractile force acting on the surface
まず、図4(a)に示すように、従来の構成では、1つの半導体チップ12上で表面保護膜40が分割されていないため、表面保護膜40に生じる収縮力は、半導体チップ12のコーナー部に集中する。これに対して、図4(b)に示すように、本実施形態の構成では、1つの半導体チップ12上で表面保護膜40が複数の部分40aに分割されているため、表面保護膜40に生じる収縮力は、各部分40aに分散されて比較的小さくなる。このため、半導体チップ12の端部、特にコーナー部において、層間絶縁膜(例えば34、37など)の膜剥がれが発生することを防止することができる。
First, as shown in FIG. 4A, in the conventional configuration, since the surface
本発明の第1の実施形態に係る半導体装置によると、表面保護膜40が互いに独立している複数の部分40aに分割されているので、表面保護膜40の収縮力は、分割された複数の部分40aに分散される。このため、半導体チップ12のコーナー部に表面保護膜40の収縮力が集中することを緩和することができるので、層間絶縁膜(例えば34、37など)の膜剥がれを防止し、クラックの発生を抑制することができる。その結果、長年の使用における故障の発生を抑制し、半導体装置の信頼性を向上させることができる。
According to the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention, since the surface
したがって、層間絶縁膜としてLow−k膜を用いた多層配線構造を有する半導体装置にとって、一層効果的である。すなわち、前述したように、Low−k膜は、その物理的性質ゆえに、そもそも膜剥がれを引き起こし易いが、本発明の第1の実施形態に係る半導体装置の構成により、Low−k膜を用いた多層配線構造を有する半導体装置において特に有効である。 Therefore, it is more effective for a semiconductor device having a multilayer wiring structure using a Low-k film as an interlayer insulating film. That is, as described above, the Low-k film tends to cause film peeling due to its physical properties, but the Low-k film is used depending on the configuration of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. This is particularly effective in a semiconductor device having a multilayer wiring structure.
なお、表面保護膜40を分割する方法としては、例えば標準的なリソグラフィーの手法を用いて、表面保護膜40に開口部を形成して、複数の部分40aに分割することができる。また、複数の部分40a間の開口部の幅は5μm〜50μm程度であることが好ましい。
As a method for dividing the surface
また、表面保護膜40は、接続端子部(例えば図3(b)で示した電極パッド47)又は接続端子部を含むその近傍領域では開口するように形成される。また、半導体ウエハ11をスクライブラインに沿ってダイシングする際の応力の影響を回避する目的で、スクライブラインにて表面保護膜40を開口するように形成することが望ましい。なお、この点は、後述する実施例においても同様である。
Further, the surface
なお、本実施形態では、各配線間の層間絶縁膜として、層間絶縁膜31と層間絶縁膜32、層間絶縁膜34と層間絶縁膜35、層間絶縁膜37と層間絶縁膜38のように積層構造にしているが、単層の層間絶縁膜であってもよい。また、プラグ41、43、45と配線42、44、46は別構造としているが、デュアルダマシン法によってプラグ41と配線42、プラグ43と配線44、プラグ45と配線46をそれぞれ一体化構造としてもよい。また、本実施形態では、ストッパー材39上に直接表面保護膜40を形成したが、ストッパー材39上に、SiN膜のように防湿効果の高い窒素を含む絶縁膜を形成した後、該絶縁膜上に表面保護膜40を形成してもよい。
In the present embodiment, as an interlayer insulating film between each wiring, a laminated structure such as an
<変形例>
図5は、本発明の第1の実施形態に係る半導体装置の変形例を示す平面図である。なお、以下の各実施例では、ストッパー材39の上に形成される表面保護膜40の構成に特徴があるので、平面図のみを用いて説明すると共に、断面図については前述と同様であるから省略する。
<Modification>
FIG. 5 is a plan view showing a modification of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. In each of the following embodiments, the structure of the surface
図5に示すように、表面保護膜40は、半導体チップ12のうちコーナー部を被覆する部分40bと、半導体チップ12のうち半導体素子が形成された素子形成領域を被覆する部分40cとに分割されている。このように、表面保護膜40がコーナー部を被覆する部分40bと素子形成領域を被覆する部分40cとに分割されているので、表面保護膜40の収縮力を分散できると共に、半導体チップ12のコーナー部に集中する応力の影響が表面保護膜40を介して素子形成領域に及ぶことを防止することができる。これにより、層間絶縁膜の膜剥がれを効果的に防止することができる。
As shown in FIG. 5, the surface
(第2の実施形態)
以下に、本発明の第2の実施形態に係る半導体装置について説明する。
(Second Embodiment)
The semiconductor device according to the second embodiment of the present invention will be described below.
図6(a)に示すように、本発明の第2の実施形態に係る半導体装置では、多層配線構造(図示せず)を有する1つの半導体チップ12の上部に、表面保護膜40が形成されている。そして、表面保護膜40は、各々がスリット40dによって複数の部分40aに区画されており、且つ、複数の部分40aの各々は、連結部40eを介して一体的となっている。このような構成によると、表面保護膜40は、連結部40eによって一体的な構成を有する複数の部分40aよりなるので、表面保護膜40の収縮力を分散して層間絶縁膜の膜剥がれを防止すると共に、複数の部分40aの一部が剥離することを防止することができる。
As shown in FIG. 6A, in the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention, the surface
また、図6(b)に示すように、表面保護膜40は、半導体チップ12のうちコーナー部を被覆する部分40bと、半導体チップ12のうち半導体素子が形成された素子形成領域を被覆する部分40cとに、底部にストッパー材39を露出させるスリット40dを介して区画されており、且つ、部分40bと部分40cとは連結部40eによって一体的になっている。このようにすると、半導体チップ12のコーナー部に集中する応力の影響が表面保護膜40を介して素子形成領域に及ぶことを防止することができると共に、応力が集中する半導体チップ12のコーナー部における部分40bが剥離することを防止することができる。
Further, as shown in FIG. 6B, the surface
また、図6(c)は、連結部40eの近傍領域を拡大した図を示している。
FIG. 6C shows an enlarged view of the vicinity of the connecting
図6(c)に示すように、スリット40dの幅Aは、5μm〜50μm程度が好ましく、スリット40dの長さは、連結部40eの幅Bに比べて十分に長いことが好ましい。また、連結部40eの幅Bは、スリット40dの幅Aの1/2〜2倍程度であることが好ましい。このようにするのは、後に形成されるモールド樹脂を構成するフィラーがスリット40d内に侵入することを防止するためである。
As shown in FIG. 6C, the width A of the
(第3の実施形態)
以下に、本発明の第3の実施形態に係る半導体装置について説明する。
(Third embodiment)
The semiconductor device according to the third embodiment of the present invention will be described below.
図7(a)に示すように、本発明の第3の実施形態に係る半導体装置では、多層配線構造(図示せず)を有する1つの半導体チップ12の上部であって、ストッパー材39の上に、半導体チップ12のうち半導体素子が形成された素子形成領域上にのみ表面保護膜40cが形成されている。ここで、表面保護膜40が形成されていない半導体チップ12のコーナー部の範囲は、各辺における角から50μm〜500μm程度の距離の部分によって囲まれる領域であることが好ましい。
As shown in FIG. 7A, in the semiconductor device according to the third embodiment of the present invention, the upper portion of one
このようにすると、半導体チップ12のコーナー部に集中する表面保護膜40による応力をそもそも生じさせないので、半導体チップ12のコーナー部における層間絶縁膜の膜剥がれを効果的に防止することができる。
In this way, stress due to the surface
また、図7(b)に示すように、図7(a)に示した表面保護膜40cの変形例として、表面保護膜40cは、互いに独立して存在するように複数の部分40a、40fに分割された構成であってもよい。このようにすると、半導体チップ12のコーナー部における層間絶縁膜の膜剥がれを効果的に防止できることに加えて、複数の部分40a、40fに分割することによって応力を分散させることができるので、層間絶縁膜の膜剥がれをより一層防止することができる。
Further, as shown in FIG. 7B, as a modification of the surface
また、図7(c)に示すように、図7(b)に示した表面保護膜40cの変形例として、表面保護膜40cは、各々がスリット40dによって複数の部分40a、40fに区画されており、且つ、複数の部分40a、40fの各々は、連結部40eを介して一体的になっている。このようにすると、応力の分散によって層間絶縁膜の膜剥がれを防止することに加えて、図7(b)の場合と比べて、複数の部分40a、40fの一部が剥離することを防止することができる。
Further, as shown in FIG. 7C, as a modification of the surface
(第4の実施形態)
以下に、本発明の第4の実施形態に係る半導体装置について説明する。
(Fourth embodiment)
The semiconductor device according to the fourth embodiment of the present invention will be described below.
本発明の第4の実施形態に係る半導体装置では、表面保護膜を分割、又は連結部を介して区画するために形成された、底部にストッパー材を露出させる開口部又はスリットの内部に保護材が堆積されている。 In the semiconductor device according to the fourth embodiment of the present invention, the protective material is formed inside the opening or the slit that is formed to divide the surface protective film or to partition the surface protective film via the connecting portion, exposing the stopper material to the bottom. Is deposited.
例えば、図8(a)〜(c)は、それぞれ、前述した図3(a)、図6(a)及び図7(c)に対応する図であって、開口部又はスリット40dの内部に保護材80が堆積された構成を示している。また、保護材80は、表面保護膜40の高さと同程度の高さまで堆積することが好ましい。また、保護材80としては、導電性材料であっても絶縁性材料であってもよいが、表面保護膜40に働く収縮力による変形が伝播しないように、例えばAlなどの導電性材料を選択するとよい。
For example, FIGS. 8A to 8C are views corresponding to FIG. 3A, FIG. 6A, and FIG. 7C, respectively, in the opening or the
このようにすると、前述した図3(a)、図6(a)及び図7(c)を用いた説明と同様の効果が得られることに加えて、表面保護膜40に形成された開口部又はスリット40dの内部に、後に堆積されるモールド樹脂に含まれるフィラーが侵入してチップ領域における素子形成領域を損傷させることを防止することができる。なお、ここでは、図3(a)、図6(a)及び図7(c)の構成に保護材を堆積した構成について説明したが、その他の図5、図6(b)、図7(a)及び(b)の構成に保護材を堆積する場合であっても同様の効果が得られることは言うまでもない。
In this way, in addition to obtaining the same effect as described with reference to FIGS. 3A, 6A, and 7C, the opening formed in the surface
ここで、開口部又はスリット40dの内部に保護材80を堆積する構成としては、例えば、図9(a)に示すように、例えば、パターン化された導電性材料よりなる保護材80の上に、表面保護膜40が堆積した後に、該表面保護膜40に開口部又はスリット40dを形成する構成であってもよい。また、図9(b)に示すように、開口部又はスリット40dを有する表面保護膜40の上に、該開口部又はスリット40dを埋め込むように、例えば導電性材料よりなる保護材80が堆積された構成であってもよい。
Here, as a configuration for depositing the
本発明は、多層配線構造を有する半導体装置、特に、Low−k膜よりなる層間絶縁膜を含む半導体装置に有用である。 The present invention is useful for a semiconductor device having a multilayer wiring structure, particularly a semiconductor device including an interlayer insulating film made of a low-k film.
11 半導体ウェハ
12 半導体チップ
13 スクライブライン
21 コーナー部
22 電極パッド
23 素子形成領域
31、32、34、35、37、38 層間絶縁膜
33、36、39 ストッパー材
40、40a、40b、40c、40f 表面保護膜
40d スリット
40e 連結部(表面保護膜)
41、43、45 プラグ
42、44、46 配線
47 電極パッド
80 保護材
DESCRIPTION OF
41, 43, 45
Claims (10)
前記基板上に形成された複数の層間絶縁膜と、
前記複数の層間絶縁膜のうちの少なくとも1つに形成された配線と、
前記複数の層間絶縁膜のうちの少なくとも1つに形成され、且つ前記素子と前記配線とを接続するか又は前記配線同士を接続するプラグと、
前記複数の層間絶縁膜の上に形成された表面保護膜とを備え、
前記チップ領域における前記表面保護膜は、互いに分断された複数の部分によって構成されていることを特徴とする半導体装置。 An element formed in a chip region of the substrate;
A plurality of interlayer insulating films formed on the substrate;
Wiring formed in at least one of the plurality of interlayer insulating films;
A plug formed on at least one of the plurality of interlayer insulating films and connecting the element and the wiring or connecting the wirings;
A surface protective film formed on the plurality of interlayer insulating films,
The semiconductor device according to claim 1, wherein the surface protection film in the chip region includes a plurality of portions separated from each other.
前記基板上に形成された複数の層間絶縁膜と、
前記複数の層間絶縁膜のうちの少なくとも1つに形成された配線と、
前記複数の層間絶縁膜のうちの少なくとも1つに形成され、且つ前記素子と前記配線とを接続するか又は前記配線同士を接続するプラグと、
前記複数の層間絶縁膜の上に形成された表面保護膜とを備え、
前記チップ領域における前記表面保護膜は、複数のスリットによって互いに区画されている一方で、連結部によって互いに連結している複数の部分によって構成されていることを特徴とする半導体装置。 An element formed in a chip region of the substrate;
A plurality of interlayer insulating films formed on the substrate;
Wiring formed in at least one of the plurality of interlayer insulating films;
A plug formed on at least one of the plurality of interlayer insulating films and connecting the element and the wiring or connecting the wirings;
A surface protective film formed on the plurality of interlayer insulating films,
The surface protection film in the chip region is defined by a plurality of portions that are separated from each other by a plurality of slits and that are connected to each other by a connecting portion.
前記基板上に形成された複数の層間絶縁膜と、
前記複数の層間絶縁膜のうちの少なくとも1つに形成された配線と、
前記複数の層間絶縁膜のうちの少なくとも1つに形成され、且つ前記素子と前記配線とを接続するか又は前記配線同士を接続するプラグと、
前記複数の層間絶縁膜の上に形成された表面保護膜とを備え、
前記チップ領域における前記表面保護膜は、前記チップ領域のコーナー部を少なくとも除く領域に形成されていることを特徴とする半導体装置。 An element formed in a chip region of the substrate;
A plurality of interlayer insulating films formed on the substrate;
Wiring formed in at least one of the plurality of interlayer insulating films;
A plug formed on at least one of the plurality of interlayer insulating films and connecting the element and the wiring or connecting the wirings;
A surface protective film formed on the plurality of interlayer insulating films,
The semiconductor device according to claim 1, wherein the surface protective film in the chip region is formed in a region excluding at least a corner portion of the chip region.
The semiconductor device according to claim 1, wherein the surface protective film is made of a resin material.
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011078319A1 (en) * | 2009-12-24 | 2011-06-30 | 株式会社フジクラ | Semiconductor device, semiconductor wafer, and method for manufacturing a semiconductor device |
EP2399284A2 (en) * | 2009-02-18 | 2011-12-28 | Advanced Micro Devices, Inc. | Semiconductor chip with reinforcement layer |
JP2014138143A (en) * | 2013-01-18 | 2014-07-28 | Toyota Motor Corp | Method of manufacturing semiconductor device, semiconductor wafer, and semiconductor device |
JP2014150125A (en) * | 2013-01-31 | 2014-08-21 | Toyota Motor Corp | Method of manufacturing semiconductor device |
Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59163841A (en) * | 1983-03-08 | 1984-09-14 | Toshiba Corp | Resin sealed semiconductor device |
JPH02168656A (en) * | 1988-12-21 | 1990-06-28 | Nec Corp | Resin-sealed semiconductor integrated circuit |
JPH0653219A (en) * | 1992-07-29 | 1994-02-25 | Nec Corp | Semiconductor device |
JPH1167755A (en) * | 1997-08-21 | 1999-03-09 | Seiko Epson Corp | Structure of semiconductor |
JPH11251493A (en) * | 1998-02-27 | 1999-09-17 | Fujitsu Ltd | Semiconductor device, its manufacture, its carrying tray, and method for manufacturing semiconductor substrate |
JP2004172169A (en) * | 2002-11-15 | 2004-06-17 | Toshiba Corp | Semiconductor device |
JP2004200532A (en) * | 2002-12-20 | 2004-07-15 | Renesas Technology Corp | Semiconductor device and manufacturing method therefor |
JP2004281916A (en) * | 2003-03-18 | 2004-10-07 | Sanyo Electric Co Ltd | Semiconductor device and manufacturing method for the same |
JP2006179542A (en) * | 2004-12-21 | 2006-07-06 | Renesas Technology Corp | Semiconductor device |
JP2006269971A (en) * | 2005-03-25 | 2006-10-05 | Mitsumi Electric Co Ltd | Semiconductor device |
JP2006303046A (en) * | 2005-04-19 | 2006-11-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semiconductor device |
-
2005
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Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59163841A (en) * | 1983-03-08 | 1984-09-14 | Toshiba Corp | Resin sealed semiconductor device |
JPH02168656A (en) * | 1988-12-21 | 1990-06-28 | Nec Corp | Resin-sealed semiconductor integrated circuit |
JPH0653219A (en) * | 1992-07-29 | 1994-02-25 | Nec Corp | Semiconductor device |
JPH1167755A (en) * | 1997-08-21 | 1999-03-09 | Seiko Epson Corp | Structure of semiconductor |
JPH11251493A (en) * | 1998-02-27 | 1999-09-17 | Fujitsu Ltd | Semiconductor device, its manufacture, its carrying tray, and method for manufacturing semiconductor substrate |
JP2004172169A (en) * | 2002-11-15 | 2004-06-17 | Toshiba Corp | Semiconductor device |
JP2004200532A (en) * | 2002-12-20 | 2004-07-15 | Renesas Technology Corp | Semiconductor device and manufacturing method therefor |
JP2004281916A (en) * | 2003-03-18 | 2004-10-07 | Sanyo Electric Co Ltd | Semiconductor device and manufacturing method for the same |
JP2006179542A (en) * | 2004-12-21 | 2006-07-06 | Renesas Technology Corp | Semiconductor device |
JP2006269971A (en) * | 2005-03-25 | 2006-10-05 | Mitsumi Electric Co Ltd | Semiconductor device |
JP2006303046A (en) * | 2005-04-19 | 2006-11-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semiconductor device |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2399284A2 (en) * | 2009-02-18 | 2011-12-28 | Advanced Micro Devices, Inc. | Semiconductor chip with reinforcement layer |
JP2012518282A (en) * | 2009-02-18 | 2012-08-09 | アドバンスト・マイクロ・ディバイシズ・インコーポレイテッド | Semiconductor chip with reinforcement layer |
EP2399284B1 (en) * | 2009-02-18 | 2015-06-17 | Advanced Micro Devices, Inc. | Semiconductor chip with reinforcement layer |
WO2011078319A1 (en) * | 2009-12-24 | 2011-06-30 | 株式会社フジクラ | Semiconductor device, semiconductor wafer, and method for manufacturing a semiconductor device |
JP2011134821A (en) * | 2009-12-24 | 2011-07-07 | Fujikura Ltd | Semiconductor device, semiconductor wafer, and method of manufacturing semiconductor wafer |
JP2014138143A (en) * | 2013-01-18 | 2014-07-28 | Toyota Motor Corp | Method of manufacturing semiconductor device, semiconductor wafer, and semiconductor device |
JP2014150125A (en) * | 2013-01-31 | 2014-08-21 | Toyota Motor Corp | Method of manufacturing semiconductor device |
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