JP2008066545A - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置の製造技術に関し、特に、チップのコーナ部に補強パターンを有する半導体装置の製造に適用して有効な技術に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor device manufacturing technique, and more particularly to a technique effective when applied to the manufacture of a semiconductor device having a reinforcing pattern at a corner portion of a chip.
例えば、最上層のメタル配線層で形成されるアライメントマークをチップのコーナ部のダイシングラインに沿って配置することにより、チップのコーナ部を物理的に補強し、低誘電率の層間絶縁膜と薄いSICN膜のようなバリア膜との間で起こりやすい、ダイシング時のチップのコーナ部からの剥がれを抑制できる技術が特開2005−109145号公報(特許文献1参照)に開示されている。 For example, the alignment mark formed by the uppermost metal wiring layer is arranged along the dicing line at the corner portion of the chip to physically reinforce the corner portion of the chip, and is thin with a low dielectric constant interlayer insulating film. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-109145 (see Patent Document 1) discloses a technique capable of suppressing peeling of a chip from a corner portion during dicing, which is likely to occur between a barrier film such as a SICN film.
また、半導体チップ内に設けられた配線よりも外側に形成され、層間膜と該層間膜の上層との界面、層間膜と該層間膜の下層との界面もしくは層間膜が除去された部分の表面を覆うように絶縁膜を形成することにより、層間膜の膜剥がれを防止する技術が特開2005−327875号公報(特許文献2参照)に開示されている。 In addition, the outer surface of the wiring provided in the semiconductor chip is formed, the interface between the interlayer film and the upper layer of the interlayer film, the interface between the interlayer film and the lower layer of the interlayer film, or the surface of the portion where the interlayer film is removed Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2005-327875 (see Patent Document 2) discloses a technique for preventing film peeling of an interlayer film by forming an insulating film so as to cover the film.
また、層間膜にlow−k膜を採用するLSIにおいて、その外周部に層間膜剥がれの発生を抑制するための補強パターンを配置することにより、補強パターンによって層間膜剥がれが進行するのをくい止めることができる技術が特開2004−172169号公報(特許文献3参照)に開示されている。 Further, in an LSI that employs a low-k film as an interlayer film, a reinforcement pattern for suppressing the occurrence of interlayer film peeling is arranged on the outer periphery of the LSI, thereby preventing the interlayer film from peeling off due to the reinforcing pattern. A technique capable of achieving this is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-172169 (see Patent Document 3).
また、回路として用いられない第2のダミー配線用の金属をビアプラグを介して回路として用いられない第1のダミー配線に接続することにより、上記金属を研磨する際に層間絶縁膜にかかる応力を分散させて、絶縁膜の剥がれを防止する技術が特開2005−142351号公報(特許文献4参照)に開示されている。 In addition, by connecting the metal for the second dummy wiring that is not used as a circuit to the first dummy wiring that is not used as a circuit via a via plug, the stress applied to the interlayer insulating film when the metal is polished is reduced. Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2005-142351 (see Patent Document 4) discloses a technique for preventing the insulating film from peeling off by dispersing.
また、LSIの対角線上のコーナ部分の所定面積の領域上に、複数の外部接続用の電極パッドと複数の電極パッド間を接続する実際の回路動作に必要な配線とで形成されたパターンをLSIの位置を検出するために用いる画像認識用位置検出パターンとすることが特公平8−34226号公報(特許文献5参照)に記載されている。 In addition, a pattern formed by a plurality of external connection electrode pads and wiring necessary for actual circuit operation for connecting the plurality of electrode pads on a predetermined area of the corner portion on the diagonal line of the LSI. Japanese Patent Publication No. 8-34226 (refer to Patent Document 5) describes an image recognition position detection pattern used for detecting the position of the image.
また、数字、文字、記号、図形からなる群から選ばれた1つもしくは複数からなる識別用記号をボンディングパッド領域内の配線層および/または絶縁膜との積層構造の凹凸部により形成する技術が特開平11−135391号公報(特許文献6参照)に記載されている。
近年、半導体素子の微細化に伴う配線ピッチの縮小により、配線間の寄生容量の増大が半導体装置における動作速度の高速化の妨げになっている。そこで、配線間の寄生容量を低減するために、多層配線の層間絶縁膜として比誘電率が3.0以下の低誘電率膜(low−k膜)が用いられている。しかし、低誘電率膜は密度が低く、その下層または上層に形成される絶縁膜との密着強度が弱いために、低誘電率膜とその下層の絶縁膜との界面、または低誘電率膜とその上層の絶縁膜との界面で剥がれが生じやすいという課題を有している。その低誘電率膜の剥がれは、半導体装置の検査工程で行われる熱サイクル試験において生じやすく、特に半導体チップのコーナ部で低誘電率膜の応力が最も大きくなることから、半導体チップのコーナ部から選択的に発生する。そこで、半導体チップのコーナ部に補強パターンを形成することによって、低誘電率膜の剥がれの発生やその進行を防いでいる。例えば多層配線を有する半導体装置では、上下層のダミー配線を互いにプラグで接続した構造の補強パターンが提案されている。 In recent years, due to the reduction in wiring pitch accompanying the miniaturization of semiconductor elements, an increase in parasitic capacitance between wirings has hindered an increase in operating speed of semiconductor devices. Therefore, in order to reduce the parasitic capacitance between the wirings, a low dielectric constant film (low-k film) having a relative dielectric constant of 3.0 or less is used as an interlayer insulating film of the multilayer wiring. However, since the low dielectric constant film has low density and weak adhesion strength with the insulating film formed in the lower layer or the upper layer, the interface between the low dielectric constant film and the lower insulating film, or the low dielectric constant film There is a problem that peeling easily occurs at the interface with the upper insulating film. The peeling of the low dielectric constant film is likely to occur in the thermal cycle test performed in the inspection process of the semiconductor device. In particular, since the stress of the low dielectric constant film is the largest at the corner portion of the semiconductor chip, the peeling from the corner portion of the semiconductor chip. It occurs selectively. Therefore, by forming a reinforcing pattern at the corner portion of the semiconductor chip, the low dielectric constant film is prevented from peeling off or progressing. For example, in a semiconductor device having a multilayer wiring, a reinforcing pattern having a structure in which upper and lower dummy wirings are connected to each other by a plug has been proposed.
ところで、一般に、ロゴマーク、型名等の半導体装置に関する各種マークパターンは、半導体チップのコーナ部の空きスペースに配置される。しかし、前述した補強パターンを半導体チップのコーナ部の空きスペースに形成する場合は、各種マークパターンと補強パターンとを平面的に並べて同じ領域に形成することができないため、半導体チップのコーナ部の空きスペースを拡大させる必要があり、これはチップ面積の拡大に繋がる。また、半導体装置の入出力回路が形成される領域の縮小要求によって、電極パッドおよび入出力回路がより一層半導体チップのコーナ部に接近しており、半導体チップのコーナ部の空きスペースは縮小される方向にある。このため、各種マークパターンおよび補強パターンの両者を半導体チップのコーナ部に形成することが難しくなっている。 By the way, in general, various mark patterns relating to a semiconductor device such as a logo mark and a model name are arranged in an empty space in a corner portion of a semiconductor chip. However, when the above-described reinforcing pattern is formed in an empty space in the corner portion of the semiconductor chip, various mark patterns and the reinforcing pattern cannot be formed in the same region by arranging them in a plane, and therefore the empty space in the corner portion of the semiconductor chip. There is a need to expand the space, which leads to an increase in chip area. Further, due to the demand for reducing the area where the input / output circuit of the semiconductor device is formed, the electrode pad and the input / output circuit are closer to the corner portion of the semiconductor chip, and the empty space at the corner portion of the semiconductor chip is reduced. In the direction. For this reason, it is difficult to form both the various mark patterns and the reinforcing pattern in the corner portion of the semiconductor chip.
本発明の目的は、低誘電率膜の剥がれの防止およびチップ面積の縮小を図ることのできる技術を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a technique capable of preventing peeling of a low dielectric constant film and reducing the chip area.
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。 The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。 Of the inventions disclosed in the present application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.
本発明は、比誘電率の低い第1絶縁膜に覆われた1層または2層以上の配線からなる第1の配線群と、第1の配線群よりも上層に位置し、比誘電率の高い第2絶縁膜に覆われた1層または2層以上の配線からなる第2の配線群とによって構成される2層以上の多層配線を形成する半導体装置の製造方法であって、第1の配線群を構成するそれぞれの配線と同層の1層または2層以上のダミー配線からなる第1のダミー配線群により半導体チップのコーナ部に補強パターンを形成し、半導体チップのコーナ部の補強パターンが形成された領域に、第2の配線群を構成するそれぞれの配線と同層の1層または2層以上のダミー配線からなる第2のダミー配線群により各種マークパターンを形成するものである。 The present invention is a first wiring group composed of one or two or more wiring layers covered with a first insulating film having a low relative dielectric constant, and is positioned above the first wiring group and has a relative dielectric constant of A method of manufacturing a semiconductor device for forming a multilayer wiring of two or more layers constituted by a second wiring group consisting of one or two or more wirings covered with a high second insulating film, A reinforcing pattern is formed in a corner portion of the semiconductor chip by a first dummy wiring group consisting of one or two or more dummy wirings in the same layer as each wiring constituting the wiring group, and the reinforcing pattern of the corner portion of the semiconductor chip is formed. Various mark patterns are formed by the second dummy wiring group consisting of one or two or more layers of dummy wirings in the same layer as the respective wirings constituting the second wiring group in the region where is formed.
本発明は、比誘電率の低い第1絶縁膜に覆われた1層または2層以上の配線からなる第4の配線群と、第4の配線群よりも上層に位置し、比誘電率の高い第2絶縁膜に覆われた1層または2層以上の配線からなる第5の配線群とによって構成される2層以上の多層配線を形成する半導体装置の製造方法であって、第4および第5の配線群を構成するそれぞれの配線と同層の1層または2層以上のダミー配線からなるダミー配線群により半導体チップのコーナ部に補強パターンを形成し、半導体チップのコーナ部の補強パターンが形成された領域に、第4および第5の配線群を構成するそれぞれの配線と同層のダミー配線群により各種マークパターンを形成し、各種マークパターンの周囲の補強パターンを構成するダミー配線を除去することにより、各種マークパターンと補強パターンとを分離するものである。 The present invention is a fourth wiring group composed of one layer or two or more wiring layers covered with a first insulating film having a low relative dielectric constant, and is positioned above the fourth wiring group and has a relative dielectric constant of A semiconductor device manufacturing method for forming a multilayer wiring of two or more layers constituted by a fifth wiring group consisting of one or two or more wirings covered with a high second insulating film, comprising: A reinforcing pattern is formed at a corner portion of the semiconductor chip by a dummy wiring group consisting of one or two or more dummy wirings in the same layer as each wiring constituting the fifth wiring group, and the reinforcing pattern of the corner portion of the semiconductor chip is formed. In the region where is formed, various mark patterns are formed by dummy wiring groups in the same layer as the respective wirings constituting the fourth and fifth wiring groups, and dummy wirings constituting reinforcing patterns around the various mark patterns are formed. To remove Ri, it is to separate the the various marks pattern reinforcement pattern.
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。 Among the inventions disclosed in the present application, effects obtained by typical ones will be briefly described as follows.
半導体チップのコーナ部に各種マークパターンと補強パターンとを集約して配置することができるので、低誘電率膜の剥がれが防止できると同時に、チップ面積の縮小を図ることができる。 Since various mark patterns and reinforcing patterns can be collectively arranged at the corner portion of the semiconductor chip, peeling of the low dielectric constant film can be prevented and at the same time the chip area can be reduced.
本実施の形態においては、要素の数等(個数、数値、量、範囲等を含む)に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。さらに、本実施の形態において、その構成要素(要素ステップ等も含む)は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、本実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。 In the present embodiment, when referring to the number of elements, etc. (including the number, numerical value, quantity, range, etc.), unless otherwise specified, the case is clearly limited to a specific number in principle, etc. It is not limited to the specific number, and it may be more or less than the specific number. Further, in the present embodiment, it is needless to say that the constituent elements (including element steps and the like) are not necessarily indispensable, unless otherwise specified and clearly considered essential in principle. Yes. Similarly, in this embodiment, when referring to the shape, positional relationship, etc. of the component, etc., the shape, etc. substantially, unless otherwise specified, or otherwise considered in principle. It shall include those that are approximate or similar to. The same applies to the above numerical values and ranges.
また、本実施の形態で用いる図面においては、平面図であっても図面を見易くするためにハッチングを付す。また、本実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Further, in the drawings used in this embodiment mode, hatching is given to make the drawings easy to see even if they are plan views. Further, in all drawings for explaining the present embodiment, parts having the same function are denoted by the same reference numerals, and repeated explanation thereof is omitted. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(実施の形態1)
本実施の形態1による各種マークパターンの配置領域(以下、マークパターン領域という)を図1および図2を用いて説明する。図1は本実施の形態1によるマークパターン領域を示す半導体チップの全体図、図2は本実施の形態1によるマークパターン領域の拡大平面図である。
(Embodiment 1)
An arrangement area (hereinafter referred to as a mark pattern area) of various mark patterns according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an overall view of a semiconductor chip showing a mark pattern region according to the first embodiment, and FIG. 2 is an enlarged plan view of the mark pattern region according to the first embodiment.
図1に示すように、半導体チップSCの各辺に沿ってダイシングライン領域1が配置され、半導体チップSCの4箇所の各コーナ部には位置認識用(アライメント)マーク、製品型名、ロゴマーク等の各種マークパターンが配置されたマークパターン領域2が設けられている。ダイシングライン領域1およびマークパターン領域2と集積回路領域3との境にはガードリング4が設けられており、ガードリング4により、ダイシング工程においてダイシングラインに面した集積回路の端部にクラック等のダメージが入るのを防ぐことができる。ガードリング4の幅は、例えば10μm以上である。
As shown in FIG. 1, a dicing line region 1 is arranged along each side of the semiconductor chip SC, and each of the four corners of the semiconductor chip SC has a position recognition (alignment) mark, a product type name, and a logo mark. A
図2に示すように、半導体チップSCのコーナ部のマークパターン領域2は、例えば150μm×150μmの面積内に形成された多角形の形状を有している。また、2層以上の多層配線を有する半導体装置におけるマークパターン領域2では、比誘電率が3.0よりも高い絶縁膜で覆われた上層の配線(最上の1層の配線または最上の1層を含む2層以上の多層の配線)とそれぞれ同層のダミー配線を用いてマークパターン(図2中のX印)10が形成され、比誘電率が3.0以下の低誘電率膜で覆われた下層の配線(1層または2層以上の配線)とそれぞれ同層のダミー配線を用いて、例えばストライプ状の補強パターン(図2中の網掛けのハッチング)6が形成されている。すなわち、マークパターン10を構成するダミー配線よりも下層に位置するダミー配線を用いて補強パターン6が形成されている。この補強パターン6は、主として配線を覆う低誘電率膜の剥がれを防止するために形成されている。従って、後に説明するように、マークパターン領域2の断面を見た場合、マークパターン10を構成する上層のダミー配線の一部と補強パターン6を構成する下層のダミー配線の一部とが縦方向の同じ位置に配置される箇所がある。
As shown in FIG. 2, the
次に、各種マークパターンおよび補強パターンの配置例を図3を用いて説明する。図3(a)、(b)および(c)は、それぞれ本実施の形態1による多層配線を有する半導体装置に形成された各種マークパターンおよび補強パターンの第1配置例、第2配置例および第3配置例を示す断面図である。ここでは、8層配線を有する半導体装置を例示するが、配線層の数はこれに限定されるものではなく、2層以上の多層配線を有する半導体装置に適用することができる。 Next, an example of arrangement of various mark patterns and reinforcing patterns will be described with reference to FIG. FIGS. 3A, 3B, and 3C show a first arrangement example, a second arrangement example, and a second arrangement example of various mark patterns and reinforcing patterns formed in the semiconductor device having the multilayer wiring according to the first embodiment, respectively. It is sectional drawing which shows the example of 3 arrangement | positioning. Here, a semiconductor device having eight-layer wiring is illustrated, but the number of wiring layers is not limited to this, and the present invention can be applied to a semiconductor device having two or more layers of multilayer wiring.
まず、図3(a)に示す第1配置例では、第1層目の配線をシングルダマシン法により形成された銅配線、第2層目〜第8層目の配線をデュアルダマシン法により形成された銅配線により構成し、第1層目〜第4層目の配線を覆う絶縁膜に比誘電率膜が3.0以下の低誘電率膜、第5層目〜第8層目の配線を覆う絶縁膜に比誘電率が3.0よりも高い絶縁膜、例えば酸化シリコン膜を用いるとした。 First, in the first arrangement example shown in FIG. 3A, the first layer wiring is formed by a copper wiring formed by a single damascene method, and the second to eighth layer wirings are formed by a dual damascene method. A low dielectric constant film having a relative dielectric constant film of 3.0 or less and a fifth layer to an eighth layer of wiring on an insulating film covering the first layer to fourth layer wiring. An insulating film having a relative dielectric constant higher than 3.0, such as a silicon oxide film, is used as the covering insulating film.
第1層目〜第4層目の配線(第1の配線群)を覆う低誘電率膜5a,5b,5c,5dの剥がれを防止するために、マークパターン領域には補強パターン6が形成されている。第1層目の配線と同層の銅膜を用いて補強パターン6を構成する第1層目のダミー配線D1が形成され、以下同様に、第2層目の配線と同層の銅膜を用いて補強パターン6を構成する第2層目のダミー配線D2が形成され、第3層目の配線と同層の銅膜を用いて補強パターン6を構成する第3層目のダミー配線D3が形成され、第4層目の配線と同層の銅膜を用いて補強パターン6を構成する第4層目のダミー配線D4が形成されている。
In order to prevent peeling of the low dielectric
さらに、第1層目のダミー配線D1と第2層目のダミー配線D2とは第2層目のダミー配線D2と一体に形成される接続部材によって接続され、第2層目のダミー配線D2と第3層目のダミー配線D3とは第3層目のダミー配線D3と一体に形成される接続部材によって接続され、第3層目のダミー配線D3と第4層目のダミー配線D4とは第4層目のダミー配線D4と一体に形成される接続部材によって接続されている。従って、低誘電率膜5a,5b,5c,5dの剥がれを防止するために形成される第1層目〜第4層目のダミー配線D1,D2,D3,D4(第1のダミー配線群)からなる補強パターン6は全て繋がった構造となっている。補強パターン6の平面形状は、例えば複数本のストライプまたは複数本のL字などである。
Further, the first-layer dummy wiring D1 and the second-layer dummy wiring D2 are connected by a connecting member formed integrally with the second-layer dummy wiring D2, and the second-layer dummy wiring D2 is connected to the second-layer dummy wiring D2. The third-layer dummy wiring D3 is connected by a connecting member formed integrally with the third-layer dummy wiring D3, and the third-layer dummy wiring D3 and the fourth-layer dummy wiring D4 are connected to each other. They are connected by a connecting member formed integrally with the fourth-layer dummy wiring D4. Accordingly, the first to fourth dummy wirings D1, D2, D3, D4 (first dummy wiring group) formed to prevent the low dielectric
第5層目〜第8層目の配線(第2の配線群)は、配線間の寄生容量による影響を受け難い配線であって、例えば電源用配線である。従って、これら配線を覆う絶縁膜には比誘電率が3.0よりも高い絶縁膜を用いることができるので、低誘電率膜5a,5b,5c,5dのような剥がれの問題が生じ難く、補強パターン6の形成は必要とされない。そこで、第5層目〜第8層目の配線とそれぞれ同層のダミー配線を用いて、マークパターン領域には、位置認識用マーク、製品型名、ロゴマーク等の各種マークパターン7,8,9,10を形成する。マークパターン7,8,9,10は、マークパターン領域内に自由に配置することができる。また、補強パターン6の最上層を構成する第4層目のダミー配線D4と最下層のマークパターン7とは接続しなくてもよい。
The fifth to eighth layer wirings (second wiring group) are wirings that are not easily affected by the parasitic capacitance between the wirings, and are, for example, power supply wirings. Therefore, since an insulating film having a relative dielectric constant higher than 3.0 can be used as the insulating film covering these wirings, the problem of peeling such as the low dielectric
次に、図3(b)に示す第2配置例では、前述した第1配置例と同様に、第1層目の配線はシングルダマシン法により形成された銅配線、第2層目〜第8層目の配線はデュアルダマシン法により形成された銅配線で構成されており、第1層目〜第4層目の配線を覆う絶縁膜に低誘電率膜、第5層目〜第8層目の配線を覆う絶縁膜に比誘電率が3.0よりも高い絶縁膜を用いるとした。 Next, in the second arrangement example shown in FIG. 3B, as in the first arrangement example described above, the first layer wiring is a copper wiring formed by a single damascene method, and the second to eighth layers. The wiring of the layer is composed of a copper wiring formed by a dual damascene method, and a low dielectric constant film, a fifth layer to an eighth layer are formed on the insulating film covering the first layer to the fourth layer wiring. An insulating film having a relative dielectric constant higher than 3.0 is used as the insulating film covering the wiring.
第1層目〜第4層目の配線(第1の配線群)を覆う低誘電率膜5a,5b,5c,5dの剥がれを防止するために、マークパターン領域には第1層目〜第4層目のダミー配線D1,D2,D3,D4(第1のダミー配線群)により構成される補強パターン6が形成されている。さらに、第5層目の配線(第3の配線群)と同層の銅膜を用いて第5層目のダミー配線D5(第3のダミー配線群)が形成され、この第5層目のダミー配線D5と第4層目のダミー配線D4とは、第5層目のダミー配線D5と一体に形成される接続部材によって接続されている。すなわち、低誘電率膜5dのさらに一層上に第5層目のダミー配線D5を追加形成することにより補強パターン6の補強効果を向上させることができる。補強パターン6の平面形状は、例えば複数本のストライプまたは複数本のL字などである。
In order to prevent peeling of the low dielectric
従って、第6層目〜第8層目の配線(第2の配線群)とそれぞれ同層のダミー配線(第2のダミー配線群)を用いて、マークパターン領域には、位置認識用マーク、製品型名、ロゴマーク等の各種マークパターン8,9,10を形成する。マークパターン8,9,10は、マークパターン領域内に自由に配置することができる。また、補強パターン6の最上層を構成する第5層目のダミー配線D5と最下層のマークパターン8とは接続しなくてもよい。
Therefore, using the dummy wirings (second dummy wiring group) in the same layer as the sixth to eighth layer wirings (second wiring group), in the mark pattern area, the position recognition mark,
次に、図3(c)に示す第3配置例では、前述した第1配置例と同様に、第1層目の配線はシングルダマシン法により形成された銅配線、第2層目〜第8層目の配線はデュアルダマシン法により形成された銅配線で構成されており、第1層目〜第4層目の配線を覆う絶縁膜に低誘電率膜、第5層目〜第8層目の配線を覆う絶縁膜に比誘電率が3.0よりも高い絶縁膜を用いるとした。 Next, in the third arrangement example shown in FIG. 3C, as in the first arrangement example described above, the first layer wiring is a copper wiring formed by a single damascene method, and the second to eighth layers. The wiring of the layer is composed of a copper wiring formed by a dual damascene method, and a low dielectric constant film, a fifth layer to an eighth layer are formed on the insulating film covering the first layer to the fourth layer wiring. An insulating film having a relative dielectric constant higher than 3.0 is used as the insulating film covering the wiring.
第1層目〜第4層目の配線(第1の配線群)を覆う低誘電率膜5a,5b,5c,5dの剥がれを防止するために、マークパターン領域には第1層目〜第4層目のダミー配線D1,D2,D3,D4(第1のダミー配線群)により構成される補強パターン6が形成されている。さらに、第5層目〜第7層目の配線(第3の配線群)とそれぞれ同層の銅膜を用いて第5層目〜第7層目のダミー配線D5,D6,D7(第3のダミー配線群)が形成される。第4層目のダミー配線D4と第5層目のダミー配線D5とは、第5層目のダミー配線D5と一体に形成される接続部材によって接続され、第5層目のダミー配線D5と第6層目のダミー配線D6とは、第6層目のダミー配線D6と一体に形成される接続部材によって接続され、第6層目のダミー配線D6と第7層目のダミー配線D7とは、第7層目のダミー配線D7と一体に形成される接続部材によって接続される。すなわち、最上層の第8層目以外の配線により補強パターン6を構成することにより、補強パターン6の補強効果をさらに向上させることができる。補強パターン6の平面形状は、例えば複数本のストライプまたは複数本のL字などである。
In order to prevent peeling of the low dielectric
従って、第8層目の配線(第2の配線群)と同層のダミー配線(第2のダミー配線群)を用いて、マークパターン領域には、位置認識用マーク、製品型名、ロゴマーク等の各種マークパターン10を形成する。マークパターン10は、マークパターン領域内に自由に配置することができる。また、補強パターン6の最上層を構成する第7層目のダミー配線D7とマークパターン10とは接続しなくてもよい。
Therefore, using the dummy wiring (second dummy wiring group) in the same layer as the eighth layer wiring (second wiring group), the mark pattern area has a position recognition mark, product model name, logo mark.
このように、本実施の形態1によれば、多層配線を構成する各層の配線うち、少なくとも低誘電率膜で覆われる配線とそれぞれ同層のダミー配線を用いてマークパターン領域に補強パターンを形成し、マークパターンは、上記補強パターンを構成する配線の上層に位置する低誘電率膜で覆われていない配線とそれぞれ同層のダミー配線を用いてマークパターン領域に形成する。これにより、マークパターン領域にマークパターンと補強パターンとを集約して配置することができるので、低誘電率膜の剥がれの防止と同時に、チップ面積の縮小を図ることができる。 As described above, according to the first embodiment, the reinforcing pattern is formed in the mark pattern region by using at least the dummy wiring in the same layer as the wiring covered with the low dielectric constant film among the wirings in each layer constituting the multilayer wiring. The mark pattern is formed in the mark pattern region using dummy wirings in the same layer as the wiring not covered with the low dielectric constant film located in the upper layer of the wiring constituting the reinforcing pattern. As a result, the mark pattern and the reinforcing pattern can be collectively arranged in the mark pattern region, so that the chip area can be reduced at the same time as preventing the low dielectric constant film from peeling off.
次に、本実施の形態1による半導体装置の製造方法を図4〜図12を用いて工程順に説明する。図4〜図12は本実施の形態1による6層配線を有するCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)デバイスおよび各種マークパターンおよび補強パターンの製造方法を示す要部断面図である。図中、A領域はCMOSデバイスが形成される集積回路形成領域、B領域は各種マークパターンおよび補強パターンが形成されるマークパターン領域を示す。なお、ここでは前述した第1配置例の各種マークパターンおよび補強パターンの製造方法について説明するが、第2配置例または第3配置例の各種マークパターンおよび補強パターンについても同様に製造することができる。 Next, the manufacturing method of the semiconductor device according to the first embodiment will be described in the order of steps with reference to FIGS. 4 to 12 are cross-sectional views showing the principal part of a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) device having six-layer wiring and a method of manufacturing various mark patterns and reinforcement patterns according to the first embodiment. In the figure, area A indicates an integrated circuit formation area in which a CMOS device is formed, and area B indicates a mark pattern area in which various mark patterns and reinforcing patterns are formed. In addition, although the manufacturing method of the various mark patterns and reinforcement pattern of the 1st arrangement example mentioned above is demonstrated here, the various mark patterns and reinforcement pattern of the 2nd arrangement example or the 3rd arrangement example can be manufactured similarly. .
まず、図4に示すように、例えばp型の単結晶シリコンからなる半導体基板(半導体ウエハと称する平面略円形状の半導体の薄板)11を用意する。次に、半導体基板11の主面に素子分離領域12を形成する。素子分離領域12は、半導体基板11をエッチングして深さ0.35μmの溝を形成し、続いて半導体基板11の主面上にCVD(Chemical Vapor Deposition)法により絶縁膜、例えば酸化シリコン膜を堆積した後、溝の外部の酸化シリコン膜をCMP(Chemical Mechanical Polishing)法により除去することによって形成する。
First, as shown in FIG. 4, a semiconductor substrate (semiconductor plate having a substantially planar shape called a semiconductor wafer) 11 made of, for example, p-type single crystal silicon is prepared. Next, the
次に、半導体基板11のnMIS形成領域にp型不純物、例えばボロン(B)をイオン注入してp型ウェル13を形成し、半導体基板11のpMIS形成領域にn型不純物、例えばリン(P)をイオン注入してn型ウェル14を形成する。この後、p型ウェル13またはn型ウェル14にnMISまたはpMISのしきい値を制御するための不純物をイオン注入してもよい。
Next, a p-type impurity, for example, boron (B) is ion-implanted into the nMIS formation region of the
次に、例えばフッ酸水溶液を用いたウェットエッチングにより半導体基板11の表面を洗浄した後、半導体基板11を熱酸化して、例えば厚さ5nmのゲート絶縁膜15を半導体基板11の表面(p型ウェル13およびn型ウェル14のそれぞれの表面)に形成する。
Next, after cleaning the surface of the
次に、図5に示すように、ゲート絶縁膜15上に、例えば厚さ0.2μmのゲート電極用の導体膜を形成した後、レジストパターンをマスクとしたドライエッチングによりゲート電極用の導体膜を加工して導体膜からなるゲート電極16n,16pを形成する。ゲート電極用の導体膜は、例えばCVD法により形成された多結晶シリコン膜からなり、nMIS形成領域にはn型不純物が導入された多結晶シリコン膜からなるゲート電極16n、pMIS形成領域にはp型不純物が導入された多結晶シリコン膜からなるゲート電極16pが形成される。
Next, as shown in FIG. 5, a gate electrode conductor film having a thickness of, for example, 0.2 μm is formed on the
次に、p型ウェル13にn型不純物、例えばヒ素(As)をイオン注入し、nMISのゲート電極16nに対して自己整合的に相対的に低濃度なソース・ドレイン拡張領域17を形成する。同様に、n型ウェル14にp型不純物、例えばフッ化ボロン(BF2)をイオン注入し、pMISのゲート電極16pに対して自己整合的に相対的に低濃度なソース・ドレイン拡張領域18を形成する。
Next, an n-type impurity such as arsenic (As) is ion-implanted into the p-type well 13 to form a relatively low concentration source /
次に、図6に示すように、半導体基板11の主面上に酸化シリコン膜19をCVD法により堆積した後、さらに酸化シリコン膜19上に窒化シリコン膜をCVD法により堆積する。続いて上記窒化シリコン膜をRIE(Reactive Ion Etching)法により異方性エッチングして、nMISのゲート電極16nおよびpMISのゲート電極16pのそれぞれの側壁にサイドウォール20を形成する。その後、p型ウェル13にn型不純物、例えばヒ素をイオン注入し、nMISのゲート電極16nおよびサイドウォール20に対して自己整合的に相対的に高濃度なソース・ドレイン拡散領域21を形成する。同様に、n型ウェル13にp型不純物、例えばフッ化ボロンをイオン注入し、pMISのゲート電極16pおよびサイドウォール20に対して自己整合的に相対的に高濃度なソース・ドレイン拡散領域22を形成する。
Next, as shown in FIG. 6, after a
次に、サリサイド技術によりnMISのゲート電極16nおよびソース・ドレイン拡散領域21の表面、pMISのゲート電極16pおよびソース・ドレイン拡散領域22の表面、およびマークパターン領域の半導体基板11の表面に低抵抗のニッケルシリサイド(NiSi)層23を形成する。なお、ここではニッケルシリサイド層23を例示したが、他のシリサイド層、例えばチタンシリサイド層またはコバルトシリサイド層等を形成してもよい。
Next, low resistance is applied to the surface of the
次に、図7に示すように、半導体基板11の主面上にCVD法により窒化シリコン膜を堆積して第1絶縁膜24aを形成する。続いて第1絶縁膜24a上にプラズマCVD法によりTEOS(Tetra Ethyl Ortho Silicate)膜を堆積して第2絶縁膜24bを形成し、第1および第2絶縁膜24a,24bからなる層間絶縁膜を形成する。その後、第2絶縁膜24bの表面をCMP法により研磨する。下地段差に起因して第1絶縁膜24aの表面に凹凸形状が形成されていても、第2絶縁膜24bの表面をCMP法により研磨することにより、その表面が平坦化された層間絶縁膜が得られる。
Next, as shown in FIG. 7, a silicon nitride film is deposited on the main surface of the
次に、レジストパターンをマスクとして第1および第2絶縁膜24a,24bをエッチングし、接続孔25を所定の箇所、例えばnMISのゲート電極16nおよびソース・ドレイン拡散領域21、ならびにpMISのゲート電極16pおよびソース・ドレイン拡散領域22の上方に位置する第1および第2絶縁膜24a,24bに形成する。さらに、接続孔25をマークパターン領域にも形成する。
Next, the first and second insulating
次に、接続孔25の内部を含む半導体基板11の主面上にバリアメタル膜26を堆積した後、接続孔25の内部を含む半導体基板11の主面上にタングステン膜27をCVD法により堆積し、例えばCMP法により接続孔25以外のバリアメタル膜26およびタングステン膜27を除去することによって接続孔25の内部にタングステン膜27を埋め込み、タングステン膜27を主導電材料とするプラグを形成する。バリアメタル膜26は、例えばチタン膜上に窒化チタン膜を積み重ねた積層膜である。
Next, after depositing a
次に、シングルダマシン法により第1層目の配線および補強パターンを構成する第1層目のダミー配線を形成する。まず、図8に示すように、半導体基板11の主面上にストッパ絶縁膜28および配線形成用の絶縁膜29を順次形成する。ストッパ絶縁膜28は絶縁膜29への溝加工の際にエッチングストッパとなる膜であり、絶縁膜29に対してエッチング選択比を有する材料を用いる。ストッパ絶縁膜28は、例えばプラズマCVD法により形成される窒化シリコン膜とし、絶縁膜29は低誘電率膜であり、例えば酸化珪素に炭素または水素を含む有機シリカガラス(SiOC)系の絶縁膜とすることができる。
Next, the first layer wiring and the first layer dummy wiring constituting the reinforcing pattern are formed by a single damascene method. First, as shown in FIG. 8, a
次に、レジストパターンをマスクとしたドライエッチングによってストッパ絶縁膜28および絶縁膜29の所定の領域に配線溝30を形成した後、半導体基板11の主面上にバリアメタル膜31を形成する。バリアメタル膜31は、例えば窒化チタン膜、窒化タンタル膜、窒化タンタル膜上にタンタル膜を積み重ねた積層膜、または窒化タンタル膜上にルテニウム膜を積み重ねた積層膜である。続いてCVD法またはスパッタリング法によりバリアメタル膜31上に銅のシード層を形成し、さらに電解めっき法を用いてシード層上に銅めっき膜を形成する。銅めっき膜により配線溝30の内部を埋め込む。続いて配線溝30以外の領域の銅めっき膜、シード層およびバリアメタル膜31をCMP法により除去して、銅膜を主導電材料とする第1層目の配線M1およびダミー配線D1を形成する。
Next, after forming a
次に、デュアルダマシン法により第2層目の配線および補強パターンを構成する第2層目のダミー配線を形成する。まず、図9に示すように、半導体基板11の主面上にキャップ絶縁膜32および絶縁膜33を順次形成する。キャップ絶縁膜32は、絶縁膜33に対してエッチング選択比を有する材料で構成され、例えばプラズマCVD法により形成される窒化シリコン膜とすることができる。さらにキャップ絶縁膜32は第1層目の配線M1を構成する銅の拡散を防止する保護膜としての機能を有している。絶縁膜33は低誘電率膜であり、例えば有機シリカガラス系の絶縁膜とすることができる。
Next, a second layer wiring and a second layer dummy wiring constituting the reinforcing pattern are formed by a dual damascene method. First, as shown in FIG. 9, a
次に、孔形成用のレジストパターンをマスクとしたドライエッチングにより絶縁膜33を加工する。この際、ストッパ絶縁膜32がエッチングストッパとして機能する。さらに配線溝形成用のレジストパターンをマスクとしたドライエッチングにより絶縁膜33を所定の深さまで加工する。続いて露出したキャップ絶縁膜32をドライエッチングにより除去することにより、絶縁膜33に接続孔34および配線溝35が形成される。
Next, the insulating
次に、接続孔34および配線溝35の内部を含む半導体基板11の主面上にバリアメタル膜36を形成する。バリアメタル膜36は、例えば窒化チタン膜、窒化タンタル膜、窒化タンタル膜上にタンタル膜を積み重ねた積層膜、または窒化タンタル膜上にルテニウム膜を積み重ねた積層膜である。続いてCVD法またはスパッタリング法によりバリアメタル膜36上に銅のシード層を形成し、さらに電解めっき法を用いてシード層上に銅めっき膜を形成する。銅めっき膜により接続孔34および配線溝35の内部を埋め込む。続いて接続孔34および配線溝35以外の領域の銅めっき膜、シード層およびバリアメタル膜36をCMP法により除去して、銅膜を主導電材料とする第2層目の配線M2およびダミー配線D2を形成する。
Next, a
その後、図10に示すように、例えば前述した第2層目の配線M2およびダミー配線D2と同様な方法により、第3層目および第4層目の配線M3,M4および補強パターンを構成する第3層目および第4層目のダミー配線D3,D4を形成する。従って、第1層目〜第4層目の配線M1,M2,M3,M4は低誘電率の絶縁膜に覆われることにより、これら各層の配線M1,M2,M3,M4と低誘電率の絶縁膜との界面における剥がれの問題を有することになるが、半導体チップのコーナ部のマークパターン領域に第1層目〜第4層目のダミー配線D1,D2,D3,D4からなる補強パターンが形成されているので、上記剥がれの問題を解消することができる。 Thereafter, as shown in FIG. 10, for example, the third layer and the fourth layer wirings M3 and M4 and the reinforcing pattern constituting the reinforcing pattern are formed by the same method as the above-described second layer wiring M2 and dummy wiring D2. Dummy wirings D3 and D4 for the third layer and the fourth layer are formed. Accordingly, the first to fourth layer wirings M1, M2, M3, and M4 are covered with the low dielectric constant insulating film, thereby insulating the wirings M1, M2, M3, and M4 of these layers from the low dielectric constant. Although there is a problem of peeling at the interface with the film, a reinforcing pattern composed of the first to fourth dummy wirings D1, D2, D3, and D4 is formed in the mark pattern region of the corner portion of the semiconductor chip. Therefore, the above problem of peeling can be solved.
次に、第4層目よりも上層の配線、例えば第5層目および第6層目の配線を形成する。これら第5層目および第6層目の配線は、例えば電源用の配線であって、配線間の寄生容量の増大は大きな問題とならないため、これら第5層目および第6層目の配線を覆う絶縁膜に低誘電率膜を用いる必要はない。そこで、ここでは、上記配線を覆う絶縁膜に比誘電率が3.0よりも高い酸化シリコン膜を主として用いた。 Next, wirings higher than the fourth layer, for example, fifth and sixth layer wirings are formed. These fifth-layer and sixth-layer wirings are, for example, power supply wirings, and an increase in parasitic capacitance between the wirings is not a big problem. Therefore, the fifth-layer wiring and the sixth-layer wiring are not used. It is not necessary to use a low dielectric constant film for the insulating film to be covered. Therefore, here, a silicon oxide film having a relative dielectric constant higher than 3.0 is mainly used as the insulating film covering the wiring.
まず、デュアルダマシン法により第5層目の配線およびマークパターンを構成するダミー配線を形成する。図11に示すように、半導体基板11の主面上にキャップ絶縁膜37および絶縁膜38を順次形成する。キャップ絶縁膜37は、絶縁膜38に対してエッチング選択比を有する材料で構成され、例えばプラズマCVD法により形成される窒化シリコン膜とすることができる。さらにキャップ絶縁膜37は第4層目の配線M4を構成する銅の拡散を防止する保護膜としての機能を有している。絶縁膜38は、例えばプラズマCVD法により形成されるTEOS膜とすることができる。
First, the fifth layer wiring and the dummy wiring constituting the mark pattern are formed by the dual damascene method. As shown in FIG. 11, a
次に、孔形成用のレジストパターンをマスクとしたドライエッチングにより絶縁膜38を加工する。この際、ストッパ絶縁膜37がエッチングストッパとして機能する。さらに配線溝形成用のレジストパターンをマスクとしたドライエッチングにより絶縁膜38を所定の深さまで加工する。続いて露出したキャップ絶縁膜37をドライエッチングにより除去することにより、絶縁膜38に接続孔39および配線溝40が形成される。
Next, the insulating
次に、接続孔39および配線溝40の内部を含む半導体基板11の主面上にバリアメタル膜41を形成する。バリアメタル膜41は、例えば窒化チタン膜、タンタル膜または窒化タンタル膜等である。続いてCVD法またはスパッタリング法によりバリアメタル膜41上に銅のシード層を形成し、さらに電解めっき法を用いてシード層上に銅めっき膜を形成する。銅めっき膜により接続孔39および配線溝40の内部を埋め込む。続いて接続孔34および配線溝35以外の領域の銅めっき膜、シード層およびバリアメタル膜41をCMP法により除去して、第5層目の配線M5およびダミー配線D5を形成する。
Next, a
その後、図12に示すように、例えば前述した第5層目の配線M5およびダミー配線D5と同様な方法により、第6層目の配線M6およびマークパターンを構成する第6層目のダミー配線D6を形成する。続いて第6層目の配線M6およびダミー配線D6上に窒化シリコン膜42を形成し、窒化シリコン膜42上に酸化シリコン膜43を形成する。これら窒化シリコン膜42および酸化シリコン膜43は、外部からの水分や不純物の侵入防止およびα線の透過の抑制を行うパッシベーション膜として機能する。
Then, as shown in FIG. 12, for example, the sixth-layer wiring M6 and the sixth-layer dummy wiring D6 constituting the mark pattern are formed by the same method as the fifth-layer wiring M5 and the dummy wiring D5 described above. Form. Subsequently, a
次に、レジストパターンをマスクとしたエッチングにより窒化シリコン膜42および酸化シリコン膜43を加工して、第6層目の配線M6の一部(ボンディングパッド部)を露出させる。続いて露出した第6層目の配線M6上に金膜およびニッケル膜等の積層膜からなるバンプ下地電極44を形成し、バンプ下地電極44上に金または半田等からなるバンプ電極45を形成することにより、本実施の形態1である6層配線を有するCMOSデバイスが略完成する。なお、このバンプ電極45は外部接続用電極となる。この後、半導体ウエハから半導体チップSCに個々に切り分けられ、パッケージ基板等に実装されて半導体装置が完成するが、それらの説明は省略する。
Next, the
(実施の形態2)
本実施の形態2による各種マークパターンおよび補強パターンの配置例を図13および図14を用いて説明する。図13は本実施の形態2によるマークパターン領域の拡大平面図、図14は本実施の形態2による多層配線を有する半導体装置に形成された各種マークパターンおよび補強パターンの配置例を示す断面図である。ここでは、8層配線を有する半導体装置を例示するが、配線層の数はこれに限定されるものではなく、2層以上の多層配線を有する半導体装置に適用することができる。
(Embodiment 2)
An arrangement example of various mark patterns and reinforcing patterns according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 13 is an enlarged plan view of a mark pattern region according to the second embodiment, and FIG. 14 is a cross-sectional view showing an arrangement example of various mark patterns and reinforcing patterns formed on a semiconductor device having a multilayer wiring according to the second embodiment. is there. Here, a semiconductor device having eight-layer wiring is illustrated, but the number of wiring layers is not limited to this, and the present invention can be applied to a semiconductor device having two or more layers of multilayer wiring.
本実施の形態2と前述した実施の形態1とが相違する点は、マークパターン領域に形成される各種マークパターンと補強パターンとが同層の配線により形成されていることである。すなわち、前述の実施の形態1では、各種マークパターンを構成するダミー配線と補強パターンを構成するダミー配線とは互いに異なる層としていた。しかしながら、本実施の形態2では、図13に示すように、マークパターン領域に形成された補強パターン(図13中の網掛けのハッチング)6の一部を削除して、補強パターン6に用いるダミー配線と同層のダミー配線を用いて補強パターン6の中にマークパターン(図13中のX印)10を形成する。補強パターン6の平面形状は、例えば複数本のストライプまたは複数本のL字などであり、マークパターン10の周辺のダミー配線の削除は、例えば設計工程における図形演算処理によって行われる。従って、マークパターン領域の断面を見た場合、マークパターンを構成するダミー配線と補強パターンを構成するダミー配線とは縦方向の同じ位置には配置されない。これにより、マークパターン領域の面積を増加させることなく、マークパターン領域にマークパターンと補強パターンを配置することができ、さらにマークパターンにも低誘電率膜の剥がれ防止の効果を持たせることができる。
The difference between the second embodiment and the first embodiment described above is that various mark patterns and reinforcing patterns formed in the mark pattern region are formed by wirings in the same layer. That is, in the above-described first embodiment, the dummy wirings constituting the various mark patterns and the dummy wirings constituting the reinforcing pattern are different layers. However, in the second embodiment, as shown in FIG. 13, a part of the reinforcing pattern (shaded hatching in FIG. 13) formed in the mark pattern region is deleted, and the dummy used for the reinforcing
本実施の形態2による多層配線は、前述した実施の形態1の8層配線と同様である。すなわち、第1層目の配線をシングルダマシン法により形成された銅配線、第2層目〜第8層目の配線をデュアルダマシン法により形成された銅配線により構成し、第1層目〜第4層目の配線(第4の配線群)を覆う絶縁膜に比誘電率膜が3.0以下の低誘電率膜、第5層目〜第8層目の配線(第5の配線群)を覆う絶縁膜に比誘電率が3.0よりも高い絶縁膜、例えば酸化シリコン膜を用いるとした。 The multilayer wiring according to the second embodiment is the same as the eight-layer wiring according to the first embodiment described above. That is, the first layer wiring is constituted by a copper wiring formed by a single damascene method, the second layer to the eighth layer wiring is constituted by a copper wiring formed by a dual damascene method, and the first layer to the first layer wiring are formed. Low dielectric constant film whose relative dielectric constant film is 3.0 or less, insulating film covering fourth layer wiring (fourth wiring group), fifth layer to eighth layer wiring (fifth wiring group) An insulating film having a relative dielectric constant higher than 3.0, such as a silicon oxide film, is used as the insulating film covering the film.
図14に示すように、第1層目〜第4層目の配線を覆う低誘電率膜5a,5b,5c,5dの剥がれを防止するために、マークパターン領域には第1層目〜第8層目のダミー配線D1〜D8からなる補強パターン6が形成されている。第1層目の配線と同層の銅膜を用いて補強パターン6を構成する第1層目のダミー配線D1が形成され、以下同様に、第2層目の配線と同層の銅膜を用いて補強パターン6を構成する第2層目のダミー配線D2が形成され、第3層目の配線と同層の銅膜を用いて補強パターン6を構成する第3層目のダミー配線D3が形成され、第4層目の配線と同層の銅膜を用いて補強パターン6を構成する第4層目のダミー配線D4が形成され、第5層目の配線と同層の銅膜を用いて補強パターン6を構成する第5層目のダミー配線D5が形成され、第6層目の配線と同層の銅膜を用いて補強パターン6を構成する第6層目のダミー配線D6が形成され、第7層目の配線と同層の銅膜を用いて補強パターン6を構成する第7層目のダミー配線D7が形成され、第8層目の配線と同層の銅膜を用いて補強パターン6を構成する第8層目のダミー配線D8が形成されている。
As shown in FIG. 14, in order to prevent peeling of the low dielectric
さらに、第1層目のダミー配線D1と第2層目のダミー配線D2とは第2層目のダミー配線D2と一体に形成される接続部材によって接続され、第2層目のダミー配線D2と第3層目のダミー配線D3とは第3層目のダミー配線D3と一体に形成される接続部材によって接続され、第3層目のダミー配線D3と第4層目のダミー配線D4とは第4層目のダミー配線D4と一体に形成される接続部材によって接続され、第4層目のダミー配線D4と第5層目のダミー配線D5とは第5層目のダミー配線D5と一体に形成される接続部材によって接続され、第5層目のダミー配線D5と第6層目のダミー配線D6とは第6層目のダミー配線D6と一体に形成される接続部材によって接続され、第6層目のダミー配線D6と第7層目のダミー配線D7とは第7層目のダミー配線D7と一体に形成される接続部材によって接続され、第7層目のダミー配線D7と第8層目のダミー配線D8とは第8層目のダミー配線D8と一体に形成される接続部材によって接続されている。従って、低誘電率膜5a,5b,5c,5dの剥がれを防止するために形成される第1層目〜第8層目のダミー配線D1〜D8(ダミー配線群)からなる補強パターン6は全て繋がった構造となっている。
Further, the first-layer dummy wiring D1 and the second-layer dummy wiring D2 are connected by a connecting member formed integrally with the second-layer dummy wiring D2, and the second-layer dummy wiring D2 is connected to the second-layer dummy wiring D2. The third-layer dummy wiring D3 is connected by a connecting member formed integrally with the third-layer dummy wiring D3, and the third-layer dummy wiring D3 and the fourth-layer dummy wiring D4 are connected to each other. The fourth-layer dummy wiring D4 and the fifth-layer dummy wiring D5 are integrally formed with the fifth-layer dummy wiring D5. The fifth-layer dummy wiring D5 and the sixth-layer dummy wiring D6 are connected to each other by a connection member formed integrally with the sixth-layer dummy wiring D6. Dummy wiring D6 for the eye and dummy wiring D for the seventh layer Are connected by a connecting member formed integrally with the seventh-layer dummy wiring D7, and the seventh-layer dummy wiring D7 and the eighth-layer dummy wiring D8 are connected to the eighth-layer dummy wiring D8. They are connected by a connecting member formed integrally. Accordingly, all the reinforcing
マークパターン50も第1層目〜第8層目のダミー配線D1〜D8を用いて上記補強パターン6と同様に、マークパターン領域に形成することができる。マークパターン50は、位置認識用マーク、製品型名、ロゴマーク等である。なお、図14に示したマークパターン50は、全層の配線(第1層目〜第8層目の配線)とそれぞれ同層のダミー配線D1〜D8を用いて構成したが、必ずしも全層により構成する必要はなく、一部の層を入れずにマークパターン50を構成することもできる。しかし、一部の層を抜くとマークパターン50の補強効果が低減するので、全層によりマークパターン50を構成するのが望ましい。
The
このように、本実施の形態2によれば、マークパターン領域に形成された補強パターン6の一部を削除して、補強パターン6に用いるダミー配線と同じ層のダミー配線を用いて補強パターン6の中にマークパターン50を形成する。これにより、マークパターン領域にマークパターン50と補強パターン6とを集約して配置することができるので、低誘電率膜の剥がれの防止と同時に、チップ面積の縮小を図ることができる。
As described above, according to the second embodiment, a part of the reinforcing
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。 As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.
例えば、前記実施の形態では、多層配線を全てダマシン銅配線としたが、これに限定されるものではなく、例えば配線材料にアルミニウム合金膜を用いて、リソグラフィとエッチングにより形成される配線を有する半導体装置にも適用することができる。 For example, in the above-described embodiment, all the multilayer wirings are damascene copper wirings, but the invention is not limited to this. For example, a semiconductor having wirings formed by lithography and etching using an aluminum alloy film as a wiring material. It can also be applied to devices.
本発明は、半導体チップのコーナ部に補強パターンを備える半導体装置に適用することができる。 The present invention can be applied to a semiconductor device provided with a reinforcing pattern at a corner portion of a semiconductor chip.
1 ダイシングライン領域
2 マークパターン領域
3 集積回路領域
4 ガードリング
5a,5b,5c,5d 低誘電率膜
6 補強パターン
7,8,9,10 マークパターン
11 半導体基板
12 素子分離領域
13 p型ウェル
14 n型ウェル
15 ゲート絶縁膜
16n,16p ゲート電極
17 ソース・ドレイン拡張領域
18 ソース・ドレイン拡張領域
19 酸化シリコン膜
20 サイドウォール
21 ソース・ドレイン拡散領域
22 ソース・ドレイン拡散領域
23 ニッケルシリサイド層
24a 第1絶縁膜
24b 第2絶縁膜
25 接続孔
26 バリアメタル膜
27 タングステン膜
28 ストッパ絶縁膜
29 絶縁膜
30 配線溝
31 バリアメタル膜
32 キャップ絶縁膜
33 絶縁膜
34 接続孔
35 配線溝
36 バリアメタル膜
37 キャップ絶縁膜
38 絶縁膜
39 接続孔
40 配線溝
41 バリアメタル膜
42 窒化シリコン膜
43 酸化シリコン膜
44 バンプ下地電極
45 バンプ電極
50 マークパターン
D1〜D8 ダミー配線
M1〜M6 配線
SC 半導体チップ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Dicing line area |
Claims (5)
前記第1の配線群を構成するそれぞれの配線と同層の1層または2層以上のダミー配線からなる第1のダミー配線群により半導体チップのコーナ部に補強パターンを形成し、前記半導体チップのコーナ部の前記補強パターンが形成された領域に、前記第2の配線群を構成するそれぞれの配線と同層の1層または2層以上のダミー配線からなる第2のダミー配線群によりマークパターンを形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。 A first wiring group consisting of one layer or two or more wiring layers covered with a first insulating film, and positioned higher than the first wiring group and having a higher relative dielectric constant than the first insulating film A method of manufacturing a semiconductor device for forming a multilayer wiring of two or more layers constituted by a second wiring group composed of one or two or more wirings covered with a second insulating film,
A reinforcing pattern is formed at a corner portion of the semiconductor chip by a first dummy wiring group consisting of one or two or more layers of dummy wirings in the same layer as each wiring constituting the first wiring group, A mark pattern is formed by a second dummy wiring group consisting of one or more dummy wirings in the same layer as each wiring constituting the second wiring group in a region where the reinforcing pattern of the corner portion is formed. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a semiconductor device.
前記第1の配線群を構成するそれぞれの配線と同層の1層または2層以上のダミー配線からなる第1のダミー配線群および前記第3の配線群を構成するそれぞれの配線と同層の1層または2層以上のダミー配線からなる第3のダミー配線群により半導体チップのコーナ部に補強パターンを形成し、前記半導体チップのコーナ部の前記補強パターンが形成された領域に、前記第2の配線群を構成するそれぞれの配線と同層の1層または2層以上のダミー配線からなる第2のダミー配線群によりマークパターンを形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。 A first wiring group consisting of one layer or two or more wiring layers covered with a first insulating film, and positioned higher than the first wiring group and having a higher relative dielectric constant than the first insulating film A third wiring group composed of one layer or two or more wiring layers covered with a second insulating film, and a third insulating film that is located above the third wiring group and has a high relative dielectric constant. A method for manufacturing a semiconductor device, wherein a multilayer wiring having three or more layers constituted by a second wiring group composed of one or two or more wirings is formed.
The first dummy wiring group consisting of one or more dummy wirings in the same layer as the respective wirings constituting the first wiring group and the same wiring as the respective wirings constituting the third wiring group A reinforcing pattern is formed in a corner portion of the semiconductor chip by a third dummy wiring group consisting of one layer or two or more layers of dummy wiring, and the second pattern is formed in a region where the reinforcing pattern is formed in the corner portion of the semiconductor chip. A method of manufacturing a semiconductor device, wherein a mark pattern is formed by a second dummy wiring group consisting of one or two or more dummy wirings in the same layer as each wiring constituting the wiring group.
前記第4および第5の配線群を構成するそれぞれの配線と同層の1層または2層以上のダミー配線からなるダミー配線群により半導体チップのコーナ部に補強パターン形成し、前記半導体チップのコーナ部の前記補強パターンが形成された領域に、前記第4および第5の配線群を構成するそれぞれの配線と同層の1層または2層以上のダミー配線からなるダミー配線群により各種マークパターン形成し、前記各種マークパターンの周囲の前記補強パターンを構成するダミー配線を除去することにより、前記マークパターンと前記補強パターンとを分離することを特徴とする半導体装置の製造方法。 A fourth wiring group consisting of one layer or two or more wiring layers covered with the first insulating film, and located above the fourth wiring group and having a relative dielectric constant higher than that of the first insulating film A method of manufacturing a semiconductor device for forming a multilayer wiring of two or more layers constituted by a fifth wiring group composed of one layer or two or more wirings covered with a second insulating film,
A reinforcing pattern is formed in a corner portion of the semiconductor chip by a dummy wiring group including one or two or more layers of dummy wirings in the same layer as the respective wirings constituting the fourth and fifth wiring groups, and the corner of the semiconductor chip is formed. Various mark patterns are formed by a dummy wiring group consisting of one or two or more layers of dummy wirings in the same layer as the respective wirings constituting the fourth and fifth wiring groups in the region where the reinforcing pattern is formed Then, the mark pattern and the reinforcing pattern are separated by removing the dummy wiring that constitutes the reinforcing pattern around the various mark patterns.
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JP2006243556A JP2008066545A (en) | 2006-09-08 | 2006-09-08 | Method for manufacturing semiconductor device |
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010129695A (en) * | 2008-11-26 | 2010-06-10 | Toyota Motor Corp | Semiconductor device |
JP2013038317A (en) * | 2011-08-10 | 2013-02-21 | Renesas Electronics Corp | Semiconductor device and substrate |
JP2016051843A (en) * | 2014-09-01 | 2016-04-11 | 有限会社 ナプラ | Three-dimensional laminated wiring board, electronic apparatus, information processing system, and information communication system |
JP2016178329A (en) * | 2016-05-26 | 2016-10-06 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | Semiconductor device and manufacturing method of the same |
US9924592B2 (en) | 2016-08-18 | 2018-03-20 | Napra Co., Ltd. | Three-dimensional laminated circuit board, electronic device, information processing system, and information network system |
-
2006
- 2006-09-08 JP JP2006243556A patent/JP2008066545A/en active Pending
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