JP2008140829A - Semiconductor device and method for manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent penetration of water into the inside of a semiconductor device (chip) while increase in the chip area is controlled. <P>SOLUTION: A multilayer wiring structure is formed by laminating multiple layers of interlayer insulating films 15, 17, and 19 using a Low-k film having a porous structure to assure low dielectricity and laser dicing is conducted along a scribe line until the front surface of a semiconductor substrate 11 is exposed. After a side wall protection film 22 is formed with a film having more difficulty in water penetration than the Low-k film, a side surface of the semiconductor device is protected with the side wall protection film 22 by exposing a metal pad 20 by etching back the side wall protection film 22, leaving this side wall protection film 22 formed at the side surface of the semiconductor device. As explained above, the need for forming a seal ring in the surrounding of a circuit forming region of the semiconductor device is eliminated to reduce the size of the semiconductor chip by controlling penetration of water from the side surface of the semiconductor device with the side wall protection film 22. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

この発明は、層間絶縁膜等の絶縁膜を使用した多層配線構造を有する半導体装置、および、その製造方法に関する。   The present invention relates to a semiconductor device having a multilayer wiring structure using an insulating film such as an interlayer insulating film, and a manufacturing method thereof.

ウェハ状態の半導体基板上に複数個配置された半導体装置は、格子状に配置されたスクライブライン領域によって隔てられている。そして、前半製造工程を経た後、上記スクライブラインに沿ってダイシングされて、個々の半導体装置(チップ)に分割される。その場合、ブレードダイシングのような機械的な切断方法においては、スクライブライン周辺の回路形成部に、ダイシングの際の機械的衝撃を受けて部分的にクラックや欠けや膜剥がれが生ずる場合がある。   A plurality of semiconductor devices arranged on a semiconductor substrate in a wafer state are separated by a scribe line region arranged in a lattice shape. Then, after passing through the first half manufacturing process, it is diced along the scribe line and divided into individual semiconductor devices (chips). In such a case, in a mechanical cutting method such as blade dicing, a circuit forming portion around the scribe line may be partially cracked, chipped, or peeled off due to mechanical impact during dicing.

特に、デバイスの高速化のために、半導体装置の層間絶縁膜には、比誘電率の低いLow‐k膜が近年用いられている。しかしながら、上記Low‐k膜は、一般的に低誘電性を確保する上で多孔質な構造を有しているので、シリコン酸化膜と比較して機械的強度や密着性が著しく弱い。そのために、通常のブレードダイシングのような機械的な切断では、顕著に膜剥がれやクラック等を引き起こしてしまう。   In particular, a Low-k film having a low relative dielectric constant has recently been used as an interlayer insulating film of a semiconductor device in order to increase the device speed. However, since the Low-k film generally has a porous structure in order to ensure low dielectric properties, its mechanical strength and adhesion are significantly weaker than those of a silicon oxide film. For this reason, mechanical cutting such as normal blade dicing significantly causes film peeling and cracks.

このブレードダイシング時の機械的衝撃によって上記Low‐k膜に膜剥がれやクラック等が発生するという課題に対しては、個々のチップへの分割に、機械的な衝撃の無いレーザーダイシングを用いる方法が取られてきている。   For the problem of film peeling or cracking in the Low-k film due to mechanical impact during blade dicing, there is a method of using laser dicing without mechanical impact for dividing into individual chips. Has been taken.

上記レーザーダイシングによるチップへの分割法には、レーザー光線の集光点を半導体基板(ウェハー)上に形成された半導体装置の表面に合せて照射することによって溶融切断する方法と、レーザー光線の集光点位置を半導体基板(ウェハー)の内部に合せて多光子吸収による改質領域を形成させた後に、半導体基板を割断する方法とがある。尚、前者のレーザー光線の集光点を半導体装置の表面に合せて溶融切断を行う方法では、レーザー光線出力の調整によって、例えば、上記半導体基板を切断せずに上記半導体装置の部分のみを切断する等、切断の深さを設定することができる。尚、上記レーザーダイシングの技術に関しては、特開2004‐111428号公報(特許文献1)等に開示されている。   The method of dividing into chips by laser dicing includes a method of melting and cutting by irradiating a laser beam focusing point on the surface of a semiconductor device formed on a semiconductor substrate (wafer), and a laser beam focusing point. There is a method of cleaving a semiconductor substrate after forming a modified region by multiphoton absorption by aligning the position with the inside of the semiconductor substrate (wafer). In the former method in which the laser beam condensing point is aligned with the surface of the semiconductor device and melted and cut, by adjusting the laser beam output, for example, only the portion of the semiconductor device is cut without cutting the semiconductor substrate. The cutting depth can be set. The laser dicing technique is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-111428 (Patent Document 1) and the like.

このように、上記レーザーダイシングを用いることによって、半導体装置の層間絶縁膜の膜剥がれやクラック等は抑制されるのであるが、ダイシングによって露出した上記半導体装置の側面からの水分の浸入を抑制することはできない。この切断された半導体装置の側面からの水分浸入の抑制には、半導体装置の回路形成部とスクライブライン(ダイシング領域部)との間に、上記回路形成部を囲むようにシールリングを設けることが行われている。このシールリングは、上記回路形成部の配線形成時および上部配線と下部配線とを接続する接続孔配線形成時に、上記配線あるいは接続孔配線と同時に形成されるものである。尚、上記シールリングで水分の浸入を抑制することによって、デバイス特性の劣化や金属配線の腐食が抑制される。尚、上記シールリングの技術に関しては、特開2000‐232104号公報(特許文献2)および特開2004‐297022号公報(特許文献3)等に開示されている。   As described above, by using the laser dicing, film peeling and cracking of the interlayer insulating film of the semiconductor device are suppressed, but moisture intrusion from the side surface of the semiconductor device exposed by the dicing is suppressed. I can't. In order to suppress moisture intrusion from the side surface of the cut semiconductor device, a seal ring is provided between the circuit formation portion and the scribe line (dicing region portion) of the semiconductor device so as to surround the circuit formation portion. Has been done. This seal ring is formed at the same time as the wiring or the connection hole wiring when forming the wiring of the circuit forming portion and when forming the connection hole wiring for connecting the upper wiring and the lower wiring. In addition, by suppressing moisture permeation with the seal ring, deterioration of device characteristics and corrosion of metal wiring are suppressed. The seal ring technology is disclosed in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2000-232104 (Patent Document 2) and Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2004-297022 (Patent Document 3).

図13は、上記シールリングが設けられた半導体装置の縦断面を示し、図14は、上記シールリングが設けられた半導体装置の平面を示す。図13および図14において、半導体基板1上に、上記Low‐k膜等で成る複数の絶縁膜2〜5が形成され、各絶縁膜2〜5上に形成された素子および配線6,7と上部配線6および下部配線7を接続する接続孔配線8とが形成された回路形成領域9と、この回路形成領域9の周囲を取り囲むように形成されたシールリング領域10とを、有している。尚、このシールリング領域10の幅は、回路形成領域9との間のスペースも含めて20μm程度が一般的である。   13 shows a longitudinal section of the semiconductor device provided with the seal ring, and FIG. 14 shows a plan view of the semiconductor device provided with the seal ring. 13 and 14, a plurality of insulating films 2 to 5 made of the Low-k film or the like are formed on the semiconductor substrate 1, and the elements and wirings 6 and 7 formed on the insulating films 2 to 5, A circuit forming region 9 in which a connection hole wiring 8 for connecting the upper wiring 6 and the lower wiring 7 is formed, and a seal ring region 10 formed so as to surround the circuit forming region 9 are provided. . The width of the seal ring region 10 is generally about 20 μm including the space between the seal ring region 10 and the circuit forming region 9.

しかしながら、上記特許文献2および上記特許文献3に開示された従来の半導体装置においては、ダイシングによってチップが分割された後に、半導体装置の側面に露出した状態の多孔質なLow‐k膜や上記Low‐k膜の密着面(界面)から浸入する水分が、回路形成領域9の周囲を取り囲むように形成されたシールリング領域10によって防止されるのではあるが、図13および図14に示すように、シールリング領域10の面積分だけ半導体装置(チップ)の面積が増大してしまい、チップ面積の縮小化を妨げる要因の一つになっている。
特開2004‐111428号公報 特開2000‐232104号公報 特開2004‐297022号公報
However, in the conventional semiconductor devices disclosed in Patent Document 2 and Patent Document 3, the porous Low-k film exposed to the side surface of the semiconductor device after the chip is divided by dicing or the Low As shown in FIG. 13 and FIG. 14, moisture entering from the close contact surface (interface) of the k film is prevented by the seal ring region 10 formed so as to surround the circuit forming region 9. The area of the semiconductor device (chip) increases by the area of the seal ring region 10, which is one of the factors that hinder the reduction of the chip area.
JP 2004-111428 A Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-232104 JP 2004-297022 A

そこで、この発明の課題は、半導体装置(チップ)の面積増大を抑制しつつ内部への水分の侵入を防止できる半導体装置およびその製造方法を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of preventing the intrusion of moisture into the inside while suppressing an increase in the area of the semiconductor device (chip) and a method for manufacturing the same.

上記課題を解決するため、この発明の半導体装置は、
トランジスタ素子を含む電子素子が形成された半導体基板上に、下地層間膜が形成されており、
上記下地層間膜上に、金属配線を有する1層以上の層間絶縁膜が積層されて形成されており、
上記積層された層間絶縁膜のうち最上層に位置する層間絶縁膜の表面に、上記金属配線からの信号を外部に取り出すための取り出し電極が形成されており、
上記最上層の層間絶縁膜の表面における上記取り出し電極を除いた全領域を覆って形成された表面保護膜と、
上記下地層間膜および上記層間絶縁膜における側壁全域を覆って形成された側壁保護膜と
を備えたことを特徴としている。
In order to solve the above problems, a semiconductor device of the present invention is
A base interlayer film is formed on a semiconductor substrate on which an electronic element including a transistor element is formed,
On the base interlayer film, one or more interlayer insulating films having metal wiring are laminated and formed.
On the surface of the interlayer insulating film located in the uppermost layer among the stacked interlayer insulating films, a takeout electrode for taking out a signal from the metal wiring is formed,
A surface protective film formed so as to cover the entire region except the extraction electrode on the surface of the uppermost interlayer insulating film;
And a sidewall protective film formed so as to cover the entire sidewall of the base interlayer film and the interlayer insulating film.

上記構成によれば、電子素子が形成された半導体基板上に積層されて形成された下地層間膜および金属配線を有する1層以上の層間絶縁膜において、最上層の層間絶縁膜の表面における取り出し電極を除いた全領域を表面保護膜で覆うと共に、上記下地層間膜および上記層間絶縁膜の側壁全域を側壁保護膜で覆っている。したがって、レーザーダイシングによって個々の半導体装置(チップ)に分割した後に、最上層の層間絶縁膜の表面と上記下地層間膜および上記層間絶縁膜の側壁とから内部に水分等が浸入するのを抑制することができる。   According to the above configuration, the extraction electrode on the surface of the uppermost interlayer insulating film in the base interlayer film formed on the semiconductor substrate on which the electronic element is formed and one or more interlayer insulating films having metal wirings The entire region except for is covered with a surface protective film, and the entire side walls of the base interlayer film and the interlayer insulating film are covered with a side wall protective film. Therefore, after being divided into individual semiconductor devices (chips) by laser dicing, moisture and the like are prevented from entering from the surface of the uppermost interlayer insulating film and the underlying interlayer film and the sidewalls of the interlayer insulating film. be able to.

すなわち、この発明によれば、水分浸入を抑制するためのシールリングを、半導体装置の回路形成部とスクライブラインとの間に、上記回路形成部を囲むように設ける必要が無くなり、その分だけ半導体装置のチップ面積の縮小化を図ることが可能になる。さらに、チップ面積の縮小によって、同一面積の半導体基板(ウェハー)上に作成できる半導体装置(チップ)数を増加することができ、半導体装置作成の効率を上げることができる。   In other words, according to the present invention, it is not necessary to provide a seal ring for suppressing moisture ingress so as to surround the circuit forming portion between the circuit forming portion and the scribe line of the semiconductor device, and the semiconductor is correspondingly removed. It is possible to reduce the chip area of the device. Furthermore, by reducing the chip area, the number of semiconductor devices (chips) that can be formed on a semiconductor substrate (wafer) of the same area can be increased, and the efficiency of semiconductor device creation can be increased.

また、この発明の半導体装置は、
トランジスタ素子を含む電子素子が形成された半導体基板上に、下地層間膜が形成されており、
上記下地層間膜上に、金属配線を有する1層以上の層間絶縁膜が積層されて形成されており、
上記積層された層間絶縁膜のうち最上層に位置する層間絶縁膜の表面に、上記金属配線からの信号を外部に取り出すための取り出し電極が形成されており、
上記半導体基板の側端部は、上記下地層間膜および上記層間絶縁膜における側壁よりも外方に突出しており、
上記最上層の層間絶縁膜の表面における上記取り出し電極を除いた全領域を覆って形成された表面保護膜と、
上記下地層間膜および上記層間絶縁膜における側壁全域を覆うと共に、上記半導体基板における上記下地層間膜および上記層間絶縁膜における側壁よりも外方に突出した突出部を覆って形成された側壁保護膜と
を備えたことを特徴としている。
The semiconductor device of the present invention is
A base interlayer film is formed on a semiconductor substrate on which an electronic element including a transistor element is formed,
On the base interlayer film, one or more interlayer insulating films having metal wiring are laminated and formed.
On the surface of the interlayer insulating film located in the uppermost layer among the stacked interlayer insulating films, a takeout electrode for taking out a signal from the metal wiring is formed,
Side edges of the semiconductor substrate protrude outward from the side walls of the base interlayer film and the interlayer insulating film,
A surface protective film formed so as to cover the entire region except the extraction electrode on the surface of the uppermost interlayer insulating film;
A side wall protective film that covers the entire side wall of the base interlayer film and the interlayer insulating film, and that covers a protruding portion that protrudes outward from the side wall of the base interlayer film and the interlayer insulating film of the semiconductor substrate; It is characterized by having.

上記構成によれば、電子素子が形成された半導体基板上に積層されて形成された下地層間膜および金属配線を有する1層以上の層間絶縁膜において、最上層の層間絶縁膜の表面における取り出し電極を除いた全領域を表面保護膜で覆うと共に、上記下地層間膜および上記層間絶縁膜の側壁全域を側壁保護膜で覆っている。したがって、レーザーダイシングによって個々の半導体装置(チップ)に分割した後に、最上層の層間絶縁膜の表面と上記下地層間膜および上記層間絶縁膜の側壁とから内部に水分等が浸入するのを抑制することができる。さらに、上記側壁保護膜は、上記半導体基板における上記下地層間膜および上記層間絶縁膜の側壁よりも外方に突出した突出部を覆っている。したがって、上記側壁保護膜の下端と上記半導体基板の上記突出部との隙間から進入しようとする水分等を防止することができる。   According to the above configuration, the extraction electrode on the surface of the uppermost interlayer insulating film in the base interlayer film formed on the semiconductor substrate on which the electronic element is formed and one or more interlayer insulating films having metal wirings The entire region except for is covered with a surface protective film, and the entire side walls of the base interlayer film and the interlayer insulating film are covered with a side wall protective film. Therefore, after being divided into individual semiconductor devices (chips) by laser dicing, moisture and the like are prevented from entering from the surface of the uppermost interlayer insulating film and the underlying interlayer film and the sidewalls of the interlayer insulating film. be able to. Further, the sidewall protective film covers a protruding portion that protrudes outward from the sidewalls of the base interlayer film and the interlayer insulating film in the semiconductor substrate. Accordingly, it is possible to prevent moisture or the like from entering through the gap between the lower end of the sidewall protective film and the protruding portion of the semiconductor substrate.

すなわち、この発明によれば、水分浸入を抑制するためのシールリングを、半導体装置の回路形成部とスクライブラインとの間に、上記回路形成部を囲むように設ける必要が無く、その分だけ半導体装置のチップ面積の縮小化を図ることが可能になる。さらに、チップ面積の縮小によって、同一面積の半導体基板(ウェハー)上に作成できる半導体装置(チップ)数を増加することができ、半導体装置作成の効率を上げることができる。   That is, according to the present invention, there is no need to provide a seal ring for suppressing moisture ingress so as to surround the circuit forming portion between the circuit forming portion and the scribe line of the semiconductor device, and the semiconductor is correspondingly provided. It is possible to reduce the chip area of the device. Furthermore, by reducing the chip area, the number of semiconductor devices (chips) that can be formed on a semiconductor substrate (wafer) of the same area can be increased, and the efficiency of semiconductor device creation can be increased.

また、1実施の形態の半導体装置では、
上記側壁保護膜は、シリコン窒化膜,シリコン酸窒化膜,アルミ酸化膜,アルミ窒化膜および酸化チタン膜のうちの何れか一つである。
In the semiconductor device of one embodiment,
The sidewall protective film is any one of a silicon nitride film, a silicon oxynitride film, an aluminum oxide film, an aluminum nitride film, and a titanium oxide film.

この実施の形態によれば、上記側壁保護膜として、上記下地層間膜および上記層間絶縁膜よりも水分が浸透し難いシリコン窒化膜,シリコン酸窒化膜,アルミ酸化膜,アルミ窒化膜および酸化チタン膜のうちの何れか一つで形成した膜を使用している。したがって、上記複数の層間絶縁膜の側壁から内部への水分の浸入を、確実に抑制することができる。   According to this embodiment, as the sidewall protective film, a silicon nitride film, a silicon oxynitride film, an aluminum oxide film, an aluminum nitride film, and a titanium oxide film in which moisture is less likely to penetrate than the base interlayer film and the interlayer insulating film A film formed of any one of the above is used. Therefore, it is possible to reliably suppress moisture from entering from the side walls of the plurality of interlayer insulating films.

また、1実施の形態の半導体装置では、
上記層間絶縁膜の総数は10層未満であり、
上記側壁保護膜の膜厚は20nm以上且つ200nm以下である。
In the semiconductor device of one embodiment,
The total number of interlayer insulating films is less than 10 layers,
The sidewall protective film has a thickness of 20 nm or more and 200 nm or less.

この実施の形態によれば、10層未満の層数で積層されている上記層間絶縁膜の側壁全体が、20nm以上且つ200nm以下の膜厚を有する上記側壁保護膜で覆われている。したがって、上記複数の層間絶縁膜の側壁から内部への水分の浸入を、確実に抑制することができる。   According to this embodiment, the entire side wall of the interlayer insulating film laminated with less than 10 layers is covered with the side wall protective film having a thickness of 20 nm or more and 200 nm or less. Therefore, it is possible to reliably suppress moisture from entering from the side walls of the plurality of interlayer insulating films.

また、1実施の形態の半導体装置では、
上記層間絶縁膜の総数は少なくとも10層以上且つ18層以下であり、
前記側壁保護膜の膜厚は200nm以上且つ900nm以下である。
In the semiconductor device of one embodiment,
The total number of the interlayer insulating films is at least 10 layers and 18 layers or less,
The thickness of the sidewall protective film is 200 nm or more and 900 nm or less.

この実施の形態によれば、10層以上且つ18層以下の層数で積層されている上記層間絶縁膜の側壁全体が、200nm以上且つ900nm以下の膜厚を有する上記側壁保護膜で覆われている。したがって、上記複数の層間絶縁膜の側壁から内部への水分の浸入を、確実に抑制することができる。   According to this embodiment, the entire side wall of the interlayer insulating film stacked with the number of layers of 10 layers or more and 18 layers or less is covered with the sidewall protection film having a thickness of 200 nm or more and 900 nm or less. Yes. Therefore, it is possible to reliably suppress moisture from entering from the side walls of the plurality of interlayer insulating films.

また、1実施の形態の半導体装置では、
上記側壁保護膜における上記半導体基板の上記突出部を覆っている部分の上記下地層間膜および上記各層間絶縁膜の側壁面からの長さは、5μm以上且つ55μm以下である。
In the semiconductor device of one embodiment,
The length of the portion of the side wall protective film that covers the protruding portion of the semiconductor substrate from the side wall surface of the base interlayer film and each interlayer insulating film is not less than 5 μm and not more than 55 μm.

この実施の形態によれば、上記半導体基板の上記突出部を覆っている上記側壁保護膜の上記下地層間膜および上記各層間絶縁膜の側壁面からの長さは、5μm〜25μmである。したがって、上記側壁保護膜の下端と上記半導体基板の上記突出部との隙間から進入し様とする水分等を、確実に防止することができる。   According to this embodiment, the length of the side wall protective film covering the protruding portion of the semiconductor substrate from the side wall surface of the base interlayer film and each interlayer insulating film is 5 μm to 25 μm. Therefore, it is possible to reliably prevent moisture or the like that tends to enter from the gap between the lower end of the sidewall protective film and the protruding portion of the semiconductor substrate.

また、1実施の形態の半導体装置では、
上記側壁保護膜の内側は、回路形成領域のみによって構成されている。
In the semiconductor device of one embodiment,
The inside of the side wall protective film is constituted only by a circuit formation region.

この実施の形態によれば、上記側壁保護膜の内側は、回路形成領域のみによって構成されており、シールリングは構成されてはいない。したがって、シールリングが形成されていない分だけ半導体装置のチップ面積の縮小化を図ることが可能になる。その場合であっても、上記下地層間膜および上記複数の層間絶縁膜の側壁全域を覆っている上記側壁保護膜によって、上記下地層間膜および上記複数の層間絶縁膜の側壁から内部への水分等の浸入が抑制される。   According to this embodiment, the inside of the side wall protective film is configured only by the circuit formation region, and the seal ring is not configured. Therefore, it is possible to reduce the chip area of the semiconductor device by the amount that the seal ring is not formed. Even in such a case, moisture or the like from the side walls of the base interlayer film and the plurality of interlayer insulating films to the inside by the side wall protective film covering the entire side walls of the base interlayer film and the plurality of interlayer insulating films. Infiltration is suppressed.

また、1実施の形態の半導体装置では、
上記複数の層間絶縁膜のうちの少なくとも一つは、低誘電率膜で構成されている。
In the semiconductor device of one embodiment,
At least one of the plurality of interlayer insulating films is composed of a low dielectric constant film.

この実施の形態によれば、デバイスの高速化を図るために、上記複数の層間絶縁膜のうちの少なくとも一つはLow‐k膜等の多孔質構造を有する低誘電率膜で構成されている。その場合であっても、上記複数の層間絶縁膜の側壁全域は上記側壁保護膜によって覆われているので、上記複数の層間絶縁膜の側壁から内部への水分等の浸入が抑制される。   According to this embodiment, in order to speed up the device, at least one of the plurality of interlayer insulating films is composed of a low dielectric constant film having a porous structure such as a Low-k film. . Even in such a case, since the entire sidewalls of the plurality of interlayer insulating films are covered with the sidewall protective film, intrusion of moisture and the like from the sidewalls of the plurality of interlayer insulating films is suppressed.

また、1実施の形態の半導体装置では、
上記低誘電率膜は、多孔質構造を有する膜である。
In the semiconductor device of one embodiment,
The low dielectric constant film is a film having a porous structure.

この実施の形態によれば、上記複数の層間絶縁膜のうちの少なくとも一つは、多孔質構造を有する低誘電率膜で構成されている。その場合であっても、上記複数の層間絶縁膜の側壁全域は上記側壁保護膜によって覆われているので、上記複数の層間絶縁膜の側壁から内部への水分等の浸入が抑制される。   According to this embodiment, at least one of the plurality of interlayer insulating films is composed of a low dielectric constant film having a porous structure. Even in such a case, since the entire sidewalls of the plurality of interlayer insulating films are covered with the sidewall protective film, intrusion of moisture and the like from the sidewalls of the plurality of interlayer insulating films is suppressed.

また、この発明の半導体装置の製造方法は、
上記低誘電率膜は、多孔質構造を有する膜である。
In addition, a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes:
The low dielectric constant film is a film having a porous structure.

半導体基板上に、配線を内包する1層以上の層間絶縁膜を積層して形成する工程と、
最上層の層間絶縁膜の表面に、上記配線からの信号を外部に取り出すための配線電極パッドを形成する工程と、
表面保護膜を、上記最上層の層間絶縁膜の表面上に堆積する工程と、
上記最上層の層間絶縁膜における上記配線電極パッド上の上記表面保護膜を除去する工程と、
スクライブラインに沿って上記半導体基板上に形成された層間絶縁膜を所定幅に除去する第1ダイシング工程と、
露出した上記層間絶縁膜の側壁および上記配線電極パッドの表面を含む表面全体を覆って側壁保護膜を形成する工程と、
異方性エッチバックによって、上記側壁保護膜を上記配線電極パッド表面が露出するまで除去する工程と、
上記スクライブラインに沿って上記半導体基板までを完全に切断してチップ状に分割する第2ダイシング工程と
を備えたことを特徴としている。
A step of laminating and forming one or more interlayer insulating films containing wiring on a semiconductor substrate;
Forming a wiring electrode pad for taking out a signal from the wiring on the surface of the uppermost interlayer insulating film;
Depositing a surface protective film on the surface of the uppermost interlayer insulating film;
Removing the surface protective film on the wiring electrode pad in the uppermost interlayer insulating film;
A first dicing step of removing the interlayer insulating film formed on the semiconductor substrate along the scribe line to a predetermined width;
Forming a sidewall protective film covering the entire surface including the exposed sidewall of the interlayer insulating film and the surface of the wiring electrode pad;
Removing the sidewall protective film by anisotropic etch back until the surface of the wiring electrode pad is exposed;
And a second dicing step of completely cutting up to the semiconductor substrate along the scribe line and dividing it into chips.

上記構成によれば、スクライブラインに沿って上記層間絶縁膜を所定幅に除去する第1ダイシング工程によって露出した上記層間絶縁膜の側壁全体が、側壁保護膜によって覆われる。したがって、第2ダイシング工程によってチップ状に分割された後に、上記複数の層間絶縁膜の側壁から内部に水分等が浸入するのを抑制することができる。   According to the above configuration, the entire sidewall of the interlayer insulating film exposed by the first dicing process for removing the interlayer insulating film to a predetermined width along the scribe line is covered with the sidewall protective film. Accordingly, it is possible to prevent moisture and the like from entering from the side walls of the plurality of interlayer insulating films after being divided into chips by the second dicing step.

すなわち、この発明によれば、水分浸入を抑制するためのシールリングを、半導体装置の回路形成部とスクライブラインとの間に、上記回路形成部を囲むように設ける必要が無くなり、その分だけ半導体装置のチップ面積の縮小化を図ることが可能になる。さらに、チップ面積の縮小によって、同一面積の半導体基板(ウェハー)上に作成できる半導体装置(チップ)数を増加することができ、半導体装置作成の効率を上げることができる。   In other words, according to the present invention, it is not necessary to provide a seal ring for suppressing moisture ingress so as to surround the circuit forming portion between the circuit forming portion and the scribe line of the semiconductor device, and the semiconductor is correspondingly removed. It is possible to reduce the chip area of the device. Furthermore, by reducing the chip area, the number of semiconductor devices (chips) that can be formed on a semiconductor substrate (wafer) of the same area can be increased, and the efficiency of semiconductor device creation can be increased.

また、この発明の半導体装置の製造方法は、
半導体基板上に、配線を内包する1層以上の層間絶縁膜を積層して形成する工程と、
最上層の層間絶縁膜の表面に、上記配線からの信号を外部に取り出すための配線電極パッドを形成する工程と、
表面保護膜を、上記最上層の層間絶縁膜の表面上に堆積する工程と、
スクライブラインに沿って上記半導体基板上に形成された層間絶縁膜を所定幅に除去する第1ダイシング工程と、
露出した上記層間絶縁膜の側壁を含む表面全体を覆って側壁保護膜を形成する工程と、
上記側壁保護膜上に、上記配線電極パッドの部分のみに開口を有するマスクを形成する工程と、
上記マスクを用いて、異方性エッチバックによって、上記表面保護膜と上記側壁保護膜とを上記配線電極パッドの表面が露出するまで除去する工程と、
上記スクライブラインに沿って上記半導体基板までを完全に切断してチップ状に分割する第2ダイシング工程と
を備えたことを特徴としている。
In addition, a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes:
A step of laminating and forming one or more interlayer insulating films containing wiring on a semiconductor substrate;
Forming a wiring electrode pad for taking out a signal from the wiring on the surface of the uppermost interlayer insulating film;
Depositing a surface protective film on the surface of the uppermost interlayer insulating film;
A first dicing step of removing the interlayer insulating film formed on the semiconductor substrate along the scribe line to a predetermined width;
Forming a sidewall protective film covering the entire surface including the exposed sidewall of the interlayer insulating film;
Forming a mask having an opening only on the wiring electrode pad on the sidewall protective film;
Removing the surface protective film and the sidewall protective film by anisotropic etch back using the mask until the surface of the wiring electrode pad is exposed;
And a second dicing step of completely cutting up to the semiconductor substrate along the scribe line and dividing it into chips.

上記構成によれば、スクライブラインに沿って上記層間絶縁膜を所定幅に除去する第1ダイシング工程によって露出した上記層間絶縁膜の側壁全体が、側壁保護膜によって覆われる。したがって、第2ダイシング工程によってチップ状に分割された後に、上記複数の層間絶縁膜の側壁から内部に水分等が浸入するのを抑制することができる。さらに、上記側壁保護膜は、上記半導体基板における上記下地層間膜および上記複数の層間絶縁膜の側壁よりも外方に突出した突出部を覆っている。したがって、上記側壁保護膜の下端と上記半導体基板の上記突出部との隙間から水分等が進入するのを防止することができる。   According to the above configuration, the entire sidewall of the interlayer insulating film exposed by the first dicing process for removing the interlayer insulating film to a predetermined width along the scribe line is covered with the sidewall protective film. Accordingly, it is possible to prevent moisture and the like from entering from the side walls of the plurality of interlayer insulating films after being divided into chips by the second dicing step. Further, the sidewall protective film covers a protruding portion that protrudes outward from the sidewalls of the base interlayer film and the plurality of interlayer insulating films in the semiconductor substrate. Therefore, it is possible to prevent moisture and the like from entering through a gap between the lower end of the sidewall protective film and the protruding portion of the semiconductor substrate.

すなわち、この発明によれば、水分浸入を抑制するためのシールリングを、半導体装置の回路形成部とスクライブラインとの間に、上記回路形成部を囲むように設ける必要が無くなり、その分だけ半導体装置のチップ面積の縮小化を図ることが可能になる。さらに、チップ面積の縮小によって、同一面積の半導体基板(ウェハー)上に作成できる半導体装置(チップ)数を増加することができ、半導体装置作成の効率を上げることができる。   In other words, according to the present invention, it is not necessary to provide a seal ring for suppressing moisture ingress so as to surround the circuit forming portion between the circuit forming portion and the scribe line of the semiconductor device, and the semiconductor is correspondingly removed. It is possible to reduce the chip area of the device. Furthermore, by reducing the chip area, the number of semiconductor devices (chips) that can be formed on a semiconductor substrate (wafer) of the same area can be increased, and the efficiency of semiconductor device creation can be increased.

また、1実施の形態の半導体装置の製造方法では、
上記第1ダイシング工程は、レーザーダイシングによって行われる。
In the manufacturing method of the semiconductor device of one embodiment,
The first dicing step is performed by laser dicing.

この実施の形態によれば、上記第1ダイシング工程は、レーザーダイシングによって行われるので、上記層間絶縁膜の膜剥がれやクラック等が防止される。さらに、上記レーザーダイシングによって露出した上記層間絶縁膜の側壁全体が、側壁保護膜によって覆われる。したがって、第2ダイシング工程によってチップ状に分割された際に、上記複数の層間絶縁膜の側壁から内部に水分等が浸入するのを抑制することができる。   According to this embodiment, since the first dicing step is performed by laser dicing, peeling of the interlayer insulating film, cracks, and the like are prevented. Further, the entire sidewall of the interlayer insulating film exposed by the laser dicing is covered with a sidewall protective film. Accordingly, it is possible to suppress moisture and the like from entering from the side walls of the plurality of interlayer insulating films when divided into chips by the second dicing step.

また、1実施の形態の半導体装置の製造方法では、
上記第2ダイシング工程は、レーザーダイシングによって行われる。
In the manufacturing method of the semiconductor device of one embodiment,
The second dicing step is performed by laser dicing.

この実施の形態によれば、上記半導体基板までを完全に切断してチップ状に分割する第2ダイシング工程はレーザーダイシングによって行われるので、切断される上記半導体基板の剥がれやクラック等が防止される。   According to this embodiment, since the second dicing step of completely cutting up to the semiconductor substrate and dividing it into chips is performed by laser dicing, peeling or cracking of the semiconductor substrate to be cut is prevented. .

また、1実施の形態の半導体装置の製造方法では、
上記第2ダイシング工程は、ブレードダイシングによって行われる。
In the manufacturing method of the semiconductor device of one embodiment,
The second dicing step is performed by blade dicing.

この実施の形態によれば、上記半導体基板までを完全に切断してチップ状に分割する第2ダイシング工程を、ブレードダイシングによって行うので、上記第2ダイシング工程における製造コストを下げることができる。   According to this embodiment, since the second dicing step of completely cutting up to the semiconductor substrate and dividing it into chips is performed by blade dicing, the manufacturing cost in the second dicing step can be reduced.

また、1実施の形態の半導体装置の製造方法では、
上記第1ダイシング工程における上記層間絶縁膜の除去は、半導体基板表面まで行われる。
In the manufacturing method of the semiconductor device of one embodiment,
The removal of the interlayer insulating film in the first dicing step is performed up to the surface of the semiconductor substrate.

この実施の形態によれば、上記第1ダイシング工程によって総ての層の上記層間絶縁膜が除去される。したがって、全層の上記層間絶縁膜における側壁が側壁保護膜によって覆われる。   According to this embodiment, the interlayer insulating film of all layers is removed by the first dicing process. Therefore, the sidewalls of the interlayer insulating film of all layers are covered with the sidewall protective film.

また、1実施の形態の半導体装置の製造方法では、
上記第1ダイシング工程における上記層間絶縁膜の除去は、上記半導体基板の一部が除去されるまで行われる。
In the manufacturing method of the semiconductor device of one embodiment,
The removal of the interlayer insulating film in the first dicing step is performed until a part of the semiconductor substrate is removed.

この実施の形態によれば、上記第1ダイシング工程によって総ての層の上記層間絶縁膜が完全に除去される。したがって、全層の上記層間絶縁膜における側壁が側壁保護膜によって覆われる。   According to this embodiment, the interlayer insulating film of all layers is completely removed by the first dicing process. Therefore, the sidewalls of the interlayer insulating film of all layers are covered with the sidewall protective film.

また、1実施の形態の半導体装置の製造方法では、
上記側壁保護膜の形成は、シリコン窒化膜,シリコン酸窒化膜,アルミ酸化膜,アルミ窒化膜あるいは酸化チタン膜によって行われる。
In the manufacturing method of the semiconductor device of one embodiment,
The sidewall protective film is formed by a silicon nitride film, a silicon oxynitride film, an aluminum oxide film, an aluminum nitride film, or a titanium oxide film.

この実施の形態によれば、上記側壁保護膜として、上記下地層間膜および上記層間絶縁膜よりも水分が浸透し難いシリコン窒化膜,シリコン酸窒化膜,アルミ酸化膜,アルミ窒化膜および酸化チタン膜のうちの何れか一つで形成した膜を使用している。したがって、上記複数の層間絶縁膜の側壁から内部への水分の浸入を、確実に抑制することができる。   According to this embodiment, as the sidewall protective film, a silicon nitride film, a silicon oxynitride film, an aluminum oxide film, an aluminum nitride film, and a titanium oxide film in which moisture is less likely to penetrate than the base interlayer film and the interlayer insulating film A film formed of any one of the above is used. Therefore, it is possible to reliably suppress moisture from entering from the side walls of the plurality of interlayer insulating films.

また、1実施の形態の半導体装置の製造方法では、
上記層間絶縁膜のうちの少なくとも1層は、低誘電率膜で形成される。
In the manufacturing method of the semiconductor device of one embodiment,
At least one of the interlayer insulating films is formed of a low dielectric constant film.

この実施の形態によれば、デバイスの高速化を図るため、上記層間絶縁膜のうちの少なくとも1層は、Low‐k膜等の多孔質構造を有する低誘電率膜で構成されている。その場合であっても、上記層間絶縁膜の側壁全域は上記側壁保護膜によって覆われているので、上記複数の層間絶縁膜の側壁から内部への水分等の浸入が抑制される。   According to this embodiment, in order to increase the speed of the device, at least one of the interlayer insulating films is composed of a low dielectric constant film having a porous structure such as a Low-k film. Even in this case, since the entire side wall of the interlayer insulating film is covered with the side wall protective film, intrusion of moisture and the like from the side walls of the plurality of interlayer insulating films is suppressed.

また、1実施の形態の半導体装置の製造方法では、
上記第2ダイシング工程におけるスクライブライン幅は、20μm以上且つ60μm以下であり、
上記第2ダイシング工程におけるカーフ幅は、10μm以上且つ40μm以下であり、
上記第2ダイシング工程の結果、上記層間絶縁膜の側壁を覆っている上記側壁保護膜の下端部は、上記層間絶縁膜の側壁から5μm以上且つ25μm以下の長さで上記半導体基板の表面の延在方向に延在して、上記半導体基板の表面を覆っている。
In the manufacturing method of the semiconductor device of one embodiment,
The scribe line width in the second dicing step is 20 μm or more and 60 μm or less,
The kerf width in the second dicing step is 10 μm or more and 40 μm or less,
As a result of the second dicing step, the lower end portion of the sidewall protective film covering the sidewall of the interlayer insulating film has a length of 5 μm or more and 25 μm or less from the sidewall of the interlayer insulating film. It extends in the present direction and covers the surface of the semiconductor substrate.

この実施の形態によれば、上記層間絶縁膜の側壁を覆っている上記側壁保護膜の下端部における上記層間絶縁膜の側壁から上記半導体基板の表面の延在方向への延在部の長さを5μm以上且つ25μm以下にしている。したがって、スクライブ時の位置ずれを考慮しても、上記半導体基板の表面を上記側壁保護膜によって十分に覆うことができる。   According to this embodiment, the length of the extending portion in the extending direction of the surface of the semiconductor substrate from the sidewall of the interlayer insulating film at the lower end portion of the sidewall protective film covering the sidewall of the interlayer insulating film Is 5 μm or more and 25 μm or less. Therefore, the surface of the semiconductor substrate can be sufficiently covered with the side wall protective film even in consideration of misalignment during scribing.

また、1実施の形態の半導体装置の製造方法では、
上記第2ダイシング工程におけるスクライブライン幅は、60μm以上且つ120μm以下であり、
上記第2ダイシング工程におけるカーフ幅は、10μm以上且つ40μm以下であり、
上記第2ダイシング工程の結果、上記層間絶縁膜の側壁を覆っている上記側壁保護膜の下端部は、上記層間絶縁膜の側壁から10μm以上且つ55μm以下の長さで上記半導体基板の表面の延在方向に延在して、上記半導体基板の表面を覆っている。
In the manufacturing method of the semiconductor device of one embodiment,
The scribe line width in the second dicing step is 60 μm or more and 120 μm or less,
The kerf width in the second dicing step is 10 μm or more and 40 μm or less,
As a result of the second dicing step, the lower end portion of the sidewall protective film covering the sidewall of the interlayer insulating film has a length of 10 μm or more and 55 μm or less from the sidewall of the interlayer insulating film. It extends in the present direction and covers the surface of the semiconductor substrate.

この実施の形態によれば、上記層間絶縁膜の側壁を覆っている上記側壁保護膜の下端部における上記層間絶縁膜の側壁から上記半導体基板の表面の延在方向への延在部の長さを10μm以上且つ55μm以下にしている。したがって、スクライブ時の位置ずれを考慮しても、上記半導体基板の表面を上記側壁保護膜によって十分に覆うことができる。   According to this embodiment, the length of the extending portion in the extending direction of the surface of the semiconductor substrate from the sidewall of the interlayer insulating film at the lower end portion of the sidewall protective film covering the sidewall of the interlayer insulating film Is 10 μm or more and 55 μm or less. Therefore, the surface of the semiconductor substrate can be sufficiently covered with the side wall protective film even in consideration of misalignment during scribing.

以上より明らかなように、この発明の半導体装置は、電子素子が形成された半導体基板上に積層されて形成された下地層間膜および金属配線を有する1層以上の層間絶縁膜において、最上層の層間絶縁膜の表面における取り出し電極を除いた全領域を表面保護膜で覆うと共に、上記下地層間膜および上記層間絶縁膜の側壁全域を側壁保護膜で覆っているので、レーザーダイシングにより個々の半導体装置(チップ)に分割した後に、上記最上層の層間絶縁膜の表面と上記下地層間膜および上記層間絶縁膜の側壁とから内部に水分等が浸入するのを防止することができる。   As is clear from the above, the semiconductor device of the present invention is the uppermost layer in the base interlayer film formed on the semiconductor substrate on which the electronic element is formed and one or more interlayer insulating films having metal wiring. The entire area of the surface of the interlayer insulating film except for the extraction electrode is covered with a surface protective film, and the entire side wall of the base interlayer film and the interlayer insulating film is covered with a side wall protective film. After being divided into (chips), it is possible to prevent moisture and the like from entering from the surface of the uppermost interlayer insulating film, the base interlayer film, and the side walls of the interlayer insulating film.

したがって、この発明によれば、水分浸入を防止するためのシールリングを、半導体装置の回路形成部とスクライブラインとの間に、上記回路形成部を囲むように設ける必要が無く、その分だけ半導体装置のチップ面積の縮小化を図ることができる。さらに、チップ面積の縮小によって、同一面積の半導体基板(ウェハー)上に作成できる半導体装置(チップ)数を増加することができ、半導体装置作成の効率を上げることができる。   Therefore, according to the present invention, there is no need to provide a seal ring for preventing moisture permeation so as to surround the circuit forming portion between the circuit forming portion and the scribe line of the semiconductor device, and the semiconductor is correspondingly provided. The chip area of the device can be reduced. Furthermore, by reducing the chip area, the number of semiconductor devices (chips) that can be formed on a semiconductor substrate (wafer) of the same area can be increased, and the efficiency of semiconductor device creation can be increased.

また、この発明の半導体装置は、電子素子が形成された半導体基板上に積層されて形成された下地層間膜および金属配線を有する1層以上の層間絶縁膜において、最上層の層間絶縁膜の表面における取り出し電極を除いた全領域を表面保護膜で覆うと共に、上記下地層間膜および上記層間絶縁膜の側壁全域を側壁保護膜で覆っているので、レーザーダイシングによって個々の半導体装置(チップ)に分割した後に、上記最上層の層間絶縁膜の表面と上記下地層間膜および上記層間絶縁膜の側壁とから内部に水分等が浸入するのを抑制することができる。さらに、上記側壁保護膜は、上記半導体基板における上記下地層間膜および上記層間絶縁膜の側壁よりも外方に突出した突出部を覆っているので、上記側壁保護膜の下端と上記半導体基板の上記突出部との隙間からの水分等の進入を防止することができる。   According to another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device comprising: a base interlayer film formed on a semiconductor substrate on which an electronic element is formed; and one or more interlayer insulating films having a metal wiring. In addition to covering the entire area except the take-out electrode with a surface protective film, and covering the entire side wall of the base interlayer film and the interlayer insulating film with a side wall protective film, it is divided into individual semiconductor devices (chips) by laser dicing. Then, it is possible to prevent moisture and the like from entering from the surface of the uppermost interlayer insulating film, the base interlayer film, and the sidewalls of the interlayer insulating film. Furthermore, since the side wall protective film covers the protruding portion that protrudes outward from the side walls of the base interlayer film and the interlayer insulating film in the semiconductor substrate, the lower end of the side wall protective film and the semiconductor substrate It is possible to prevent moisture and the like from entering through the gap with the protrusion.

したがって、この発明によれば、水分浸入を抑制するためのシールリングを、半導体装置の回路形成部とスクライブラインとの間に、上記回路形成部を囲むように設ける必要が無く、その分だけ半導体装置のチップ面積の縮小化を図ることができる。さらに、チップ面積の縮小によって、同一面積の半導体基板(ウェハー)上に作成できる半導体装置(チップ)数を増加することができ、半導体装置作成の効率を上げることができる。   Therefore, according to the present invention, there is no need to provide a seal ring for suppressing moisture ingress so as to surround the circuit forming portion between the circuit forming portion and the scribe line of the semiconductor device, and the semiconductor is correspondingly provided. The chip area of the device can be reduced. Furthermore, by reducing the chip area, the number of semiconductor devices (chips) that can be formed on a semiconductor substrate (wafer) of the same area can be increased, and the efficiency of semiconductor device creation can be increased.

また、この発明の半導体装置の製造方法は、スクライブラインに沿って層間絶縁膜を所定幅に除去する第1ダイシング工程によって露出した上記層間絶縁膜の側壁全体を、側壁保護膜によって覆うので、第2ダイシング工程によってチップ状に分割された後に、上記複数の層間絶縁膜の側壁から内部に水分等が浸入するのを防止することができる。   In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the entire sidewall of the interlayer insulating film exposed by the first dicing process for removing the interlayer insulating film to a predetermined width along the scribe line is covered with the sidewall protective film. It is possible to prevent moisture and the like from entering from the side walls of the plurality of interlayer insulating films after being divided into chips by the two dicing process.

すなわち、この発明によれば、水分浸入を抑制するためのシールリングを、半導体装置の回路形成部とスクライブラインとの間に、上記回路形成部を囲むように設ける必要が無くなり、その分だけ半導体装置のチップ面積の縮小化を図ることができる。さらに、チップ面積の縮小によって、同一面積の半導体基板(ウェハー)上に作成できる半導体装置(チップ)数を増加することができ、半導体装置作成の効率を上げることができる。   In other words, according to the present invention, it is not necessary to provide a seal ring for suppressing moisture ingress so as to surround the circuit forming portion between the circuit forming portion and the scribe line of the semiconductor device, and the semiconductor is correspondingly removed. The chip area of the device can be reduced. Furthermore, by reducing the chip area, the number of semiconductor devices (chips) that can be formed on a semiconductor substrate (wafer) of the same area can be increased, and the efficiency of semiconductor device creation can be increased.

また、この発明の半導体装置の製造方法は、スクライブラインに沿って層間絶縁膜を所定幅に除去する第1ダイシング工程によって露出した上記層間絶縁膜の側壁全体を、側壁保護膜によって覆うので、第2ダイシング工程によってチップ状に分割された後に、上記複数の層間絶縁膜の側壁から内部に水分等が浸入するのを防止できる。   In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the entire sidewall of the interlayer insulating film exposed by the first dicing process for removing the interlayer insulating film to a predetermined width along the scribe line is covered with the sidewall protective film. It is possible to prevent moisture and the like from entering from the side walls of the plurality of interlayer insulating films after being divided into chips by the two dicing process.

さらに、上記側壁保護膜は、上記半導体基板における上記下地層間膜および上記層間絶縁膜の側壁よりも外方に突出した突出部を覆っているので、上記側壁保護膜の下端と上記半導体基板の上記突出部との隙間から進入しようとする水分等を防止することができる。   Furthermore, since the side wall protective film covers the protruding portion that protrudes outward from the side walls of the base interlayer film and the interlayer insulating film in the semiconductor substrate, the lower end of the side wall protective film and the semiconductor substrate It is possible to prevent moisture or the like from entering through the gap with the protrusion.

すなわち、この発明によれば、水分浸入を抑制するためのシールリングを、半導体装置の回路形成部とスクライブラインとの間に、上記回路形成部を囲むように設ける必要が無くなり、その分だけ半導体装置のチップ面積の縮小化を図ることが可能になる。さらに、チップ面積の縮小によって、同一面積の半導体基板(ウェハー)上に作成できる半導体装置(チップ)数を増加することができ、半導体装置作成の効率を上げることができる。   In other words, according to the present invention, it is not necessary to provide a seal ring for suppressing moisture ingress so as to surround the circuit forming portion between the circuit forming portion and the scribe line of the semiconductor device, and the semiconductor is correspondingly removed. It is possible to reduce the chip area of the device. Furthermore, by reducing the chip area, the number of semiconductor devices (chips) that can be formed on a semiconductor substrate (wafer) of the same area can be increased, and the efficiency of semiconductor device creation can be increased.

以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments.

・第1実施の形態
図1は、本実施の形態の半導体装置における縦断面図である。図1に示すように、この半導体装置は、半導体基板11上にトランジスタ素子12等の各種素子が形成され、トランジスタ素子12を含む上記各種素子を覆うように下地層間膜13が形成され、下地層間膜13上に銅配線等の金属配線14を有する第1層間絶縁膜15が形成されている。さらに、第1層間絶縁膜15上に、表面に銅配線等の金属配線16が形成された第2層間絶縁膜17が形成されており、さらに、第2層間絶縁膜17上に、表面に銅配線等の金属配線18が形成された第3層間絶縁膜19が形成されている。さらに、第3層間絶縁膜19の表面には、下層の第2層間絶縁膜17の表面に形成された金属配線16から電気信号を取り出すための金属パッド20が形成されている。
First Embodiment FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a semiconductor device according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, in this semiconductor device, various elements such as a transistor element 12 are formed on a semiconductor substrate 11, and a base interlayer film 13 is formed so as to cover the various elements including the transistor element 12. A first interlayer insulating film 15 having a metal wiring 14 such as a copper wiring is formed on the film 13. Further, a second interlayer insulating film 17 having a metal wiring 16 such as a copper wiring formed on the surface is formed on the first interlayer insulating film 15, and further a copper is formed on the surface of the second interlayer insulating film 17. A third interlayer insulating film 19 in which metal wiring 18 such as wiring is formed is formed. Further, on the surface of the third interlayer insulating film 19, a metal pad 20 for taking out an electric signal from the metal wiring 16 formed on the surface of the lower second interlayer insulating film 17 is formed.

そして、上記第3層間絶縁膜19の表面における金属パッド20の部分を除いた領域の全体に、表面保護膜21が形成されている。また、下地層間膜13,第1層間絶縁膜15,第2層間絶縁膜17および第3層間絶縁膜19の側壁には側壁保護膜22が形成されている。こうして、第3層間絶縁膜19の表面と、下地層間膜13,第1層間絶縁膜15,第2層間絶縁膜17および第3層間絶縁膜19の側壁とが、保護膜によって保護された半導体装置が構成される。   A surface protective film 21 is formed on the entire surface of the third interlayer insulating film 19 except for the portion of the metal pad 20. A sidewall protective film 22 is formed on the sidewalls of the base interlayer film 13, the first interlayer insulating film 15, the second interlayer insulating film 17, and the third interlayer insulating film 19. Thus, the surface of the third interlayer insulating film 19 and the side walls of the base interlayer film 13, the first interlayer insulating film 15, the second interlayer insulating film 17, and the third interlayer insulating film 19 are protected by the protective film. Is configured.

尚、本実施の形態においては、上記層間絶縁膜を4層に形成しているが、上記層間絶縁膜の層数は特に限定されるものではなく、単層または4層以上且つ12層以下の何れかの層数で積層可能である。   In the present embodiment, the interlayer insulating film is formed in four layers, but the number of layers of the interlayer insulating film is not particularly limited, and it is a single layer or 4 layers or more and 12 layers or less. Any number of layers can be stacked.

図2(a)〜図5(j)に、本実施の形態における半導体装置の製造方法の各工程における半導体装置の断面を示す。以下、図2(a)〜図5(j)に従って、本半導体装置の製造方法について説明する。   2A to 5J show cross sections of the semiconductor device in each step of the method for manufacturing the semiconductor device according to the present embodiment. Hereinafter, the method for manufacturing the semiconductor device will be described with reference to FIGS. 2 (a) to 5 (j).

先ず、図2(a)に示すように、半導体基板11上にトランジスタ素子12等の各種素子が形成された後、全体に下地層間膜13が積層される。この下地層間膜13は、BPSG(Boro-phospho silicate glass)膜や、PSG(Phospho Silicate glass)膜や、プラズマSiN膜や、CVD(Chemical Vapor Deposition:化学気相成長法)SiO2膜や、上記Low‐k膜であるSiC膜やSiOC膜の単層で形成される。あるいは、これらの積層膜で形成される。 First, as shown in FIG. 2A, after various elements such as a transistor element 12 are formed on a semiconductor substrate 11, a base interlayer film 13 is laminated on the whole. The underlying interlayer film 13 includes a BPSG (Boro-phosphosilicate glass) film, a PSG (Phospho Silicate glass) film, a plasma SiN film, a CVD (Chemical Vapor Deposition) SiO 2 film, It is formed of a single layer of SiC film or SiCC film which is a Low-k film. Alternatively, these layers are formed.

次に、上記下地層間膜13に、例えば、トランジスタ素子12のソース電極およびドレイン電極に接続するコンタクト素子23を形成した後に、下地層間膜13の表面全体に第1層間絶縁膜15を形成する。本実施の形態における第1層間絶縁膜15は、上記Low‐k膜であって、SiC膜とSiOC膜との積層構造である。但し、SiOC膜を10nm〜70nmの膜厚でCVD法によって成膜した後、SiOC膜を150nm〜500nmの膜厚でCVD法によって成膜することによって形成している。   Next, for example, after the contact element 23 connected to the source electrode and the drain electrode of the transistor element 12 is formed on the base interlayer film 13, the first interlayer insulating film 15 is formed on the entire surface of the base interlayer film 13. The first interlayer insulating film 15 in the present embodiment is the Low-k film and has a laminated structure of a SiC film and a SiCC film. However, the SiOC film is formed by a CVD method with a film thickness of 10 nm to 70 nm, and then the SiOC film is formed with a film thickness of 150 nm to 500 nm by the CVD method.

次に、配線溝を形成するために、フォトレジスト(図示せず)をマスクにして、ドライエッチングによって第1層間絶縁膜15を構成する上記SiOC膜を除去した後に、上記フォトレジストをアッシングによって取り除く。さらに、上記SiOC膜が除去されて露出した第1層間絶縁膜15の一部を成す上記SiC膜を、ドライエッチングによって除去する。こうして、図2(b)に示すように、第1配線溝24が形成される。その際に、上記フォトレジストマスクは、上記SiC膜を除去した後に取り除いても差し支えない。   Next, in order to form a wiring trench, the SiOC film constituting the first interlayer insulating film 15 is removed by dry etching using a photoresist (not shown) as a mask, and then the photoresist is removed by ashing. . Further, the SiC film forming a part of the first interlayer insulating film 15 exposed by removing the SiOC film is removed by dry etching. Thus, the first wiring groove 24 is formed as shown in FIG. At this time, the photoresist mask may be removed after the SiC film is removed.

次に、全面に銅拡散防止用金属膜および銅のシード層を形成した後、電解メッキ法によって全面に銅を形成する。そして、科学的機械研磨法(CMP法)によって第1配線溝24内部以外の金属膜を除去し、図2(c)に示すように、第1配線溝24を銅拡散防止用金属膜と銅とで充填して、金属配線14を形成する。但し、図2(c)において、銅拡散防止用金属膜および銅のシード層は図示されていない。尚、本実施の形態においては、銅拡散防止用金属膜として、窒化タンタルをスパッタ法で形成する。また、銅のシード層も、同様にスパッタ法によって形成する。   Next, after forming a copper diffusion preventing metal film and a copper seed layer on the entire surface, copper is formed on the entire surface by electrolytic plating. Then, the metal film other than the inside of the first wiring groove 24 is removed by a chemical mechanical polishing method (CMP method), and the first wiring groove 24 is formed into a copper diffusion preventing metal film and a copper as shown in FIG. The metal wiring 14 is formed. However, in FIG. 2C, the copper diffusion preventing metal film and the copper seed layer are not shown. In this embodiment, tantalum nitride is formed by sputtering as the copper diffusion preventing metal film. Similarly, a copper seed layer is also formed by sputtering.

次に、図3(d)に示すように、全面に第2層間絶縁膜17を形成する。本実施の形態においては、第2層間絶縁膜17は、上記Low‐k膜であって、SiC膜とSiOC膜との積層構造である。但し、SiOC膜を10nm〜70nmの膜厚でCVD法によって成膜した後に、SiOC膜を500nm〜1000nmの膜厚でCVD法によって成膜することによって形成している。   Next, as shown in FIG. 3D, a second interlayer insulating film 17 is formed on the entire surface. In the present embodiment, the second interlayer insulating film 17 is the Low-k film and has a stacked structure of an SiC film and an SiC film. However, the SiOC film is formed with a thickness of 10 nm to 70 nm by the CVD method, and then the SiOC film is formed with a thickness of 500 nm to 1000 nm by the CVD method.

次に、図3(e)に示すように、フォトレジスト(図示せず)をマスクとして、ドライエッチングによって第2層間絶縁膜17にビアホール25aを形成した後、上記フォトレジストをアッシングによって取り除く。この時点では、ビアホール25aの底にはSiC膜が残っており、後に行われる配線溝エッチング時のエッチング停止膜となる。   Next, as shown in FIG. 3E, via holes 25a are formed in the second interlayer insulating film 17 by dry etching using a photoresist (not shown) as a mask, and then the photoresist is removed by ashing. At this time, the SiC film remains at the bottom of the via hole 25a, and becomes an etching stop film at the time of wiring groove etching performed later.

次に、第2配線溝形成のためのフォトレジスト(図示せず)をマスクとして、ドライエッチングによって第2層間絶縁膜17に第2配線溝26を形成した後、上記フォトレジストをアッシングによって取り除く。そうした後、ビアホール25aの底に存在する上記SiC膜を、ドライエッチングにより除去する。その際に、上記フォトレジストマスクは、上記SiC膜を除去した後に取り除いてもよい。図3(e)に、ビアホール25aと第2配線溝26とが形成された後の状態を示す。   Next, a second wiring groove 26 is formed in the second interlayer insulating film 17 by dry etching using a photoresist (not shown) for forming the second wiring groove as a mask, and then the photoresist is removed by ashing. Thereafter, the SiC film present at the bottom of the via hole 25a is removed by dry etching. At this time, the photoresist mask may be removed after removing the SiC film. FIG. 3E shows a state after the via hole 25a and the second wiring groove 26 are formed.

次に、全面に銅拡散防止用金属膜および銅のシード層を形成した後、電解メッキ法によって全面に銅を形成することによって、ビアホール25aと第2配線溝26とに銅を充填する。そして、CMP法によって第2配線溝26内部以外の金属膜を除去し、図3(f)に示すように、金属配線16およびビアホール接続配線25を形成する。但し、図3(f)において、銅拡散防止用金属膜および銅のシード層は図示されていない。以上の工程を繰り返すことによって、図4(g)に示すように、銅でなる金属配線18,金属パッド20およびビアホール接続配線27が形成された第3層間絶縁膜19が形成される。さらに、4層以上の多層配線構造を形成することも可能である。   Next, after forming a copper diffusion preventing metal film and a copper seed layer on the entire surface, copper is formed on the entire surface by electrolytic plating to fill the via hole 25a and the second wiring groove 26 with copper. Then, the metal film other than the inside of the second wiring trench 26 is removed by the CMP method, and the metal wiring 16 and the via hole connection wiring 25 are formed as shown in FIG. However, the metal film for preventing copper diffusion and the copper seed layer are not shown in FIG. By repeating the above steps, as shown in FIG. 4G, the third interlayer insulating film 19 in which the metal wiring 18 made of copper, the metal pad 20 and the via hole connection wiring 27 are formed is formed. Furthermore, it is possible to form a multilayer wiring structure having four or more layers.

本実施の形態においては、最上層の層間絶縁膜(第3層間絶縁膜19)に金属配線18,金属パッド20およびビアホール接続配線27を形成した後、表面全体に表面保護膜21を形成し、図4(g)に示すように、外部との電気的接続を行うために、金属パッド20の表面に形成された表面保護膜21を、既知のフォトリソグラフィおよびRIE(Reactive Ion Etching:反応性イオンエッチング)によって除去して、金属パッド20の上部に開口28を設けることによってパッド表面露出部を得る。   In the present embodiment, after forming the metal wiring 18, the metal pad 20, and the via hole connection wiring 27 on the uppermost interlayer insulating film (third interlayer insulating film 19), the surface protective film 21 is formed on the entire surface, As shown in FIG. 4 (g), a surface protective film 21 formed on the surface of the metal pad 20 is formed by known photolithography and RIE (Reactive Ion Etching: reactive ions) in order to make electrical connection with the outside. The pad surface exposed portion is obtained by providing an opening 28 in the upper part of the metal pad 20 by removing by etching.

次に、夫々の半導体装置を隔てているスクライブラインに沿ってレーザーダイシングを行い、図4(h)に示すように、半導体装置の分離(ダイシング)を半導体基板11の表面が露出するまで行う。その場合、上記レーザーダイシングによって半導体基板11の一部がダイシングされても構わない。   Next, laser dicing is performed along the scribe lines separating the respective semiconductor devices, and the semiconductor device is separated (diced) until the surface of the semiconductor substrate 11 is exposed as shown in FIG. In that case, a part of the semiconductor substrate 11 may be diced by the laser dicing.

次に、上記レーザーダイシングによって露出した半導体装置側面の各絶縁膜(上記Low‐k膜)を保護するために、図4(i)に示すように、上記Low‐k膜よりも水分の浸透し難い膜で側壁保護膜22を全体に成膜する。本実施の形態においては、側壁保護膜22として、プラズマCVD法によってSiON膜あるいはSiN膜を成膜する。側壁保護膜22の厚さは20nm〜200nm程度である。但し、層間絶縁膜の層数が10層あるいはそれ以上18層以下の場合には、側壁保護膜22の厚さを200nm〜900nm程度にする必要がある。ここで、上述した側壁保護膜22の膜厚は、平坦な半導体基板11上あるいは半導体基板11上に形成された絶縁膜上の平坦な場所での測定値である。尚、側壁保護膜22として、Al23やAlNやTiO2を用いても構わない。 Next, in order to protect each insulating film (the Low-k film) on the side surface of the semiconductor device exposed by the laser dicing, as shown in FIG. 4 (i), moisture permeates more than the Low-k film. The sidewall protective film 22 is formed as a whole with a difficult film. In the present embodiment, a SiON film or a SiN film is formed as the sidewall protective film 22 by a plasma CVD method. The thickness of the sidewall protective film 22 is about 20 nm to 200 nm. However, when the number of interlayer insulating films is 10 or more and 18 or less, the thickness of the sidewall protective film 22 needs to be about 200 nm to 900 nm. Here, the film thickness of the sidewall protective film 22 described above is a measured value at a flat location on the flat semiconductor substrate 11 or on the insulating film formed on the semiconductor substrate 11. Note that Al 2 O 3 , AlN, or TiO 2 may be used as the sidewall protective film 22.

そうした後、上記側壁保護膜22をRIEによってエッチバックすることによって、図5(j)に示すように、表面保護膜21の開口28内に成膜された側壁保護膜22は無くなり、金属パッド20が露出する。その場合に、図5(j)に示すように、半導体装置側面に成膜された側壁保護膜22は、RIEによる異方性エッチングのために消失することは無い。また、表面保護膜21における開口28の側壁にも側壁保護膜22が残る。   After that, the side wall protective film 22 is etched back by RIE, so that the side wall protective film 22 formed in the opening 28 of the surface protective film 21 disappears as shown in FIG. Is exposed. In this case, as shown in FIG. 5J, the sidewall protective film 22 formed on the side surface of the semiconductor device does not disappear due to anisotropic etching by RIE. Further, the sidewall protective film 22 remains on the sidewall of the opening 28 in the surface protective film 21.

その後、ダイシングシート(図示せず)を半導体基板(ウェハ)11の裏面に貼り付け、ブレードダイシングあるいはレーザーダイシングによって、半導体基板11を図4(h)に示すダイシングの幅より狭い幅で切断して、個々の半導体装置(チップ)に分割する。   Thereafter, a dicing sheet (not shown) is attached to the back surface of the semiconductor substrate (wafer) 11, and the semiconductor substrate 11 is cut to a width narrower than the dicing width shown in FIG. 4 (h) by blade dicing or laser dicing. Then, it is divided into individual semiconductor devices (chips).

以上の工程によって、図1に示すように、側壁が側壁保護膜22によって保護された半導体装置を形成することができるのである。   Through the above steps, as shown in FIG. 1, a semiconductor device in which the side wall is protected by the side wall protective film 22 can be formed.

以上のごとく、本実施の形態においては、低誘電性を確保するために多孔質な構造を有するLow‐k膜を用いた層間絶縁膜15,17,19を多層に積層して、多層配線構造を形成し、夫々の半導体装置を隔てているスクライブラインに沿ってダイシングを行う際に、先ずレーザーダイシングを半導体基板11の表面が露出するまで行う。そして、上記Low‐k膜よりも水分の浸透し難い膜で全体に側壁保護膜22を成膜した後、側壁保護膜22をRIEによってエッチバックすることによって、表面に形成された金属パッド20を露出させると共に、半導体装置側面に成膜された側壁保護膜22を残して、半導体装置側面を側壁保護膜22で保護するようにしている。   As described above, in the present embodiment, the interlayer insulating films 15, 17, and 19 using the low-k film having a porous structure in order to ensure low dielectric properties are stacked in multiple layers to obtain a multilayer wiring structure. When dicing is performed along scribe lines separating the respective semiconductor devices, laser dicing is first performed until the surface of the semiconductor substrate 11 is exposed. Then, after the sidewall protective film 22 is formed on the whole with a film that is less permeable to moisture than the Low-k film, the sidewall protective film 22 is etched back by RIE, whereby the metal pad 20 formed on the surface is removed. The side wall protective film 22 formed on the side surface of the semiconductor device is left exposed, and the side surface of the semiconductor device is protected by the side wall protective film 22.

したがって、上記半導体装置の側面からの水分の浸入を側壁保護膜22によって抑制することができる。すなわち、この実施の形態によれば、半導体装置の回路形成領域の周囲にシールリングを形成する必要が無く、半導体チップの縮小化を図ることができるのである。   Therefore, the penetration of moisture from the side surface of the semiconductor device can be suppressed by the sidewall protective film 22. That is, according to this embodiment, it is not necessary to form a seal ring around the circuit formation region of the semiconductor device, and the semiconductor chip can be reduced in size.

一例を挙げると、5mm角の半導体チップからシールリングを無くした場合には、チップ面積を約2%縮小することが可能になる。   As an example, when the seal ring is eliminated from a 5 mm square semiconductor chip, the chip area can be reduced by about 2%.

上記実施の形態においては、上記半導体装置の側面を側壁保護膜22で保護して、シールリングの形成を無くしている。しかしながら、勿論、チップ面積に余裕があれば、シールリングを形成した半導体装置にこの発明を適用しても差し支えない。図6は、シールリングを形成した半導体装置にこの発明を適用した場合の半導体装置の縦断面図である。図6において、回路形成領域29の周囲にシールリング領域30が配置され、その外側にある半導体装置の側面を、側壁保護膜22で覆っている。   In the above embodiment, the side surface of the semiconductor device is protected by the side wall protective film 22 to eliminate the formation of a seal ring. However, as a matter of course, the present invention may be applied to a semiconductor device in which a seal ring is formed if the chip area is sufficient. FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a semiconductor device when the present invention is applied to a semiconductor device in which a seal ring is formed. In FIG. 6, a seal ring region 30 is disposed around the circuit forming region 29, and the side surface of the semiconductor device on the outer side is covered with a sidewall protective film 22.

その場合における上記シールリングは、回路形成領域の金属配線14,16および上部配線16と下部配線14とを接続するビアホール接続配線25を形成する際に、同時に形成することができる。したがって、半導体装置の製造手順にシールリングの製造手順を新たに加える必要が無く、半導体装置の製造手順にシールリングの有無が影響することはないのである。したがって、設計によってシールリングの有無が決定されると言える。   In this case, the seal ring can be formed simultaneously with the formation of the metal wirings 14 and 16 in the circuit formation region and the via hole connection wiring 25 that connects the upper wiring 16 and the lower wiring 14. Therefore, it is not necessary to newly add a seal ring manufacturing procedure to the semiconductor device manufacturing procedure, and the presence or absence of the seal ring does not affect the semiconductor device manufacturing procedure. Therefore, it can be said that the presence or absence of the seal ring is determined by the design.

・第2実施の形態
上記第1実施の形態では、上記側壁保護膜22の下端は半導体基板11の上面と接触しているだけである。したがって、側壁保護膜22の下端と半導体基板11の上面とに隙間がある場合には、この隙間から水等が侵入する可能性がある。本実施の形態は、側壁保護膜22によって、半導体基板11における下地層間膜13および第1層間絶縁膜15〜第3層間絶縁膜19の側壁よりも外方に突出している突出部をも覆うことによって、側壁保護膜22の下端と半導体基板11の上面との隙間から水等が侵入するのを防止するものである。
Second Embodiment In the first embodiment, the lower end of the sidewall protective film 22 is only in contact with the upper surface of the semiconductor substrate 11. Therefore, when there is a gap between the lower end of the sidewall protective film 22 and the upper surface of the semiconductor substrate 11, water or the like may enter from this gap. In the present embodiment, the side wall protective film 22 also covers the protruding portion that protrudes outward from the side wall of the base interlayer film 13 and the first interlayer insulating film 15 to the third interlayer insulating film 19 in the semiconductor substrate 11. Thus, water or the like is prevented from entering from the gap between the lower end of the sidewall protective film 22 and the upper surface of the semiconductor substrate 11.

図7は、本実施の形態の半導体装置における縦断面図である。但し、図1に示す上記第1実施の形態における半導体装置の場合と同じ部材には同じ番号を付している。図7に示すように、この半導体装置は、半導体基板11上にトランジスタ素子12等の各種素子が形成され、トランジスタ素子12を含む上記各種素子を覆うように下地層間膜13が形成され、下地層間膜13上に銅配線等の金属配線14を有する第1層間絶縁膜15が形成されている。さらに、第1層間絶縁膜15上に、表面に銅配線等の金属配線16が形成された第2層間絶縁膜17が形成されており、さらに、第2層間絶縁膜17上に、表面に銅配線等の金属配線18が形成された第3層間絶縁膜19が形成されている。さらに、第3層間絶縁膜19の表面には、下層の第2層間絶縁膜17の表面に形成された金属配線16から電気信号を取り出すための金属パッド20が形成されている。   FIG. 7 is a longitudinal sectional view of the semiconductor device according to the present embodiment. However, the same members as those in the semiconductor device according to the first embodiment shown in FIG. As shown in FIG. 7, in this semiconductor device, various elements such as a transistor element 12 are formed on a semiconductor substrate 11, and a base interlayer film 13 is formed so as to cover the various elements including the transistor element 12. A first interlayer insulating film 15 having a metal wiring 14 such as a copper wiring is formed on the film 13. Further, a second interlayer insulating film 17 having a metal wiring 16 such as a copper wiring formed on the surface is formed on the first interlayer insulating film 15, and further a copper is formed on the surface of the second interlayer insulating film 17. A third interlayer insulating film 19 in which metal wiring 18 such as wiring is formed is formed. Further, on the surface of the third interlayer insulating film 19, a metal pad 20 for taking out an electric signal from the metal wiring 16 formed on the surface of the lower second interlayer insulating film 17 is formed.

そして、上記第3層間絶縁膜19の表面における金属パッド20の部分を除いた領域の全体と、下地層間膜13および各層間絶縁膜15,17,19の側壁全域と、スクライブライン領域における半導体基板11上であって下地層間膜13に隣接する半導体基板11上とを被覆して、側壁保護膜22が形成されている。こうして、下地層間膜13に隣接する半導体基板11および第3層間絶縁膜19の表面と、下地層間膜13,第1層間絶縁膜15,第2層間絶縁膜17および第3層間絶縁膜19の側壁とが、保護膜によって保護された半導体装置が構成される。   Then, the entire region of the surface of the third interlayer insulating film 19 excluding the metal pad 20, the entire side walls of the underlying interlayer film 13 and the interlayer insulating films 15, 17, 19, and the semiconductor substrate in the scribe line region A sidewall protective film 22 is formed so as to cover the semiconductor substrate 11 adjacent to the underlying interlayer film 13 on the substrate 11. Thus, the surfaces of the semiconductor substrate 11 and the third interlayer insulating film 19 adjacent to the base interlayer film 13 and the side walls of the base interlayer film 13, the first interlayer insulating film 15, the second interlayer insulating film 17, and the third interlayer insulating film 19. Constitutes a semiconductor device protected by a protective film.

尚、本実施の形態においては、上記層間絶縁膜を4層に形成しているが、上記層間絶縁膜の層数は特に限定されるものではなく、単層または4層以上且つ12層以下の何れかの層数で積層可能である。   In the present embodiment, the interlayer insulating film is formed in four layers, but the number of layers of the interlayer insulating film is not particularly limited, and it is a single layer or 4 layers or more and 12 layers or less. Any number of layers can be stacked.

図8(a)〜図11(j)に、本実施の形態における半導体装置の製造方法の各工程における半導体装置の断面を示す。以下、図8(a)〜図11(j)に従って、本半導体装置の製造方法について説明する。   8A to 11J show cross sections of the semiconductor device in each step of the method for manufacturing the semiconductor device in the present embodiment. Hereinafter, the method for manufacturing the semiconductor device will be described with reference to FIGS. 8 (a) to 11 (j).

先ず、図8(a)に示すように、半導体基板11上にトランジスタ素子12等の各種素子が形成された後に、全体に下地層間膜13が積層される。この下地層間膜13は、BPSG膜やPSG膜やプラズマSiN膜やCVDSiO2膜や上記Low‐k膜(SiC膜やSiOC膜)の単層で形成される。あるいは、これらの積層膜で形成される。 First, as shown in FIG. 8A, after various elements such as the transistor element 12 are formed on the semiconductor substrate 11, a base interlayer film 13 is laminated on the whole. The underlying interlayer film 13 is formed as a single layer of a BPSG film, a PSG film, a plasma SiN film, a CVD SiO 2 film, or the Low-k film (SiC film or SiOC film). Alternatively, these layers are formed.

次に、上記下地層間膜13に、例えば、トランジスタ素子12のソース電極およびドレイン電極に接続するコンタクト素子23を形成した後に、下地層間膜13の表面全体に第1層間絶縁膜15を形成する。本実施の形態における第1層間絶縁膜15は、上記Low‐k膜であって、SiC膜とSiOC膜との積層構造である。但し、SiOC膜を10nm〜70nmの膜厚でCVD法によって成膜した後、SiOC膜を150nm〜500nmの膜厚でCVD法によって成膜することによって形成している。   Next, for example, after the contact element 23 connected to the source electrode and the drain electrode of the transistor element 12 is formed on the base interlayer film 13, the first interlayer insulating film 15 is formed on the entire surface of the base interlayer film 13. The first interlayer insulating film 15 in the present embodiment is the Low-k film and has a laminated structure of a SiC film and a SiCC film. However, the SiOC film is formed by a CVD method with a film thickness of 10 nm to 70 nm, and then the SiOC film is formed with a film thickness of 150 nm to 500 nm by the CVD method.

次に、配線溝を形成するために、フォトレジスト(図示せず)をマスクにして、ドライエッチングによって第1層間絶縁膜15を構成する上記SiOC膜を除去した後に、上記フォトレジストをアッシングによって取り除く。さらに、上記SiOC膜が除去されて露出した第1層間絶縁膜15の一部を成す上記SiC膜を、ドライエッチングによって除去する。こうして、図8(b)に示すように、第1配線溝24が形成される。その際に、上記フォトレジストマスクは、上記SiC膜を除去した後に取り除いても差し支えない。   Next, in order to form a wiring trench, the SiOC film constituting the first interlayer insulating film 15 is removed by dry etching using a photoresist (not shown) as a mask, and then the photoresist is removed by ashing. . Further, the SiC film forming a part of the first interlayer insulating film 15 exposed by removing the SiOC film is removed by dry etching. In this way, the first wiring groove 24 is formed as shown in FIG. At this time, the photoresist mask may be removed after the SiC film is removed.

次に、全面に銅拡散防止用金属膜および銅のシード層を形成した後、電解メッキ法によって全面に銅を形成する。そして、科学的機械研磨法(CMP法)によって第1配線溝24内部以外の金属膜を除去し、図8(c)に示すように、第1配線溝24を銅拡散防止用金属膜と銅とで充填して、金属配線14を形成する。但し、図8(c)において、銅拡散防止用金属膜および銅のシード層は図示されていない。尚、本実施の形態においては、銅拡散防止用金属膜として、窒化タンタルをスパッタ法で形成する。また、銅のシード層も、同様にスパッタ法によって形成する。   Next, after forming a copper diffusion preventing metal film and a copper seed layer on the entire surface, copper is formed on the entire surface by electrolytic plating. Then, the metal film other than the inside of the first wiring groove 24 is removed by a chemical mechanical polishing method (CMP method), and the first wiring groove 24 is formed into a copper diffusion preventing metal film and a copper as shown in FIG. The metal wiring 14 is formed. However, in FIG. 8C, the copper diffusion preventing metal film and the copper seed layer are not shown. In this embodiment, tantalum nitride is formed by sputtering as the copper diffusion preventing metal film. Similarly, a copper seed layer is also formed by sputtering.

次に、図9(d)に示すように、全面に第2層間絶縁膜17を形成する。本実施の形態においては、第2層間絶縁膜17は、上記Low‐k膜であって、SiC膜とSiOC膜との積層構造である。但し、SiOC膜を10nm〜70nmの膜厚でCVD法によって成膜した後に、SiOC膜を500nm〜1000nmの膜厚でCVD法によって成膜することによって形成している。   Next, as shown in FIG. 9D, a second interlayer insulating film 17 is formed on the entire surface. In the present embodiment, the second interlayer insulating film 17 is the Low-k film and has a stacked structure of an SiC film and an SiC film. However, the SiOC film is formed with a thickness of 10 nm to 70 nm by the CVD method, and then the SiOC film is formed with a thickness of 500 nm to 1000 nm by the CVD method.

次に、図9(e)に示すように、フォトレジスト(図示せず)をマスクとして、ドライエッチングによって第2層間絶縁膜17にビアホール25aを形成した後、上記フォトレジストをアッシングによって取り除く。この時点では、ビアホール25aの底にはSiC膜が残っており、後に行われる配線溝エッチング時のエッチング停止膜となる。   Next, as shown in FIG. 9E, via holes 25a are formed in the second interlayer insulating film 17 by dry etching using a photoresist (not shown) as a mask, and then the photoresist is removed by ashing. At this time, the SiC film remains at the bottom of the via hole 25a, and becomes an etching stop film at the time of wiring groove etching performed later.

次に、第2配線溝形成のためのフォトレジスト(図示せず)をマスクとして、ドライエッチングによって第2層間絶縁膜17に第2配線溝26を形成した後、上記フォトレジストをアッシングによって取り除く。そうした後、ビアホール25aの底に存在する上記SiC膜を、ドライエッチングにより除去する。その際に、上記フォトレジストマスクは、上記SiC膜を除去した後に取り除いてもよい。図9(e)に、ビアホール25aと第2配線溝26とが形成された後の状態を示す。   Next, a second wiring groove 26 is formed in the second interlayer insulating film 17 by dry etching using a photoresist (not shown) for forming the second wiring groove as a mask, and then the photoresist is removed by ashing. Thereafter, the SiC film present at the bottom of the via hole 25a is removed by dry etching. At this time, the photoresist mask may be removed after removing the SiC film. FIG. 9E shows a state after the via hole 25a and the second wiring groove 26 are formed.

次に、全面に銅拡散防止用金属膜および銅のシード層を形成した後、電解メッキ法によって全面に銅を形成することによって、ビアホール25aと第2配線溝26とに銅を充填する。そして、CMP法によって第2配線溝26内部以外の金属膜を除去し、図9(f)に示すように、金属配線16およびビアホール接続配線25を形成する。但し、図9(f)において、銅拡散防止用金属膜および銅のシード層は図示されていない。以上の工程を繰り返すことによって、図10(g)に示すように、銅でなる金属配線18,金属パッド20およびビアホール接続配線27が形成された第3層間絶縁膜19が形成される。さらに、4層以上の多層配線構造を形成することも可能である。   Next, after forming a copper diffusion preventing metal film and a copper seed layer on the entire surface, copper is formed on the entire surface by electrolytic plating to fill the via hole 25a and the second wiring groove 26 with copper. Then, the metal film other than the inside of the second wiring trench 26 is removed by the CMP method, and the metal wiring 16 and the via hole connection wiring 25 are formed as shown in FIG. However, in FIG. 9 (f), the copper diffusion preventing metal film and the copper seed layer are not shown. By repeating the above steps, as shown in FIG. 10G, the third interlayer insulating film 19 in which the metal wiring 18 made of copper, the metal pad 20 and the via hole connection wiring 27 are formed is formed. Furthermore, it is possible to form a multilayer wiring structure having four or more layers.

本実施の形態においては、最上層の層間絶縁膜(第3層間絶縁膜19)に金属配線18,金属パッド20およびビアホール接続配線27を形成した後、図10(g)に示すように、表面全体に表面保護膜21を形成する。   In this embodiment, after forming the metal wiring 18, the metal pad 20, and the via hole connection wiring 27 on the uppermost interlayer insulating film (third interlayer insulating film 19), as shown in FIG. A surface protective film 21 is formed on the entire surface.

次に、夫々の半導体装置を隔てているスクライブラインに沿ってレーザーダイシングを行い、図10(h)に示すように、半導体装置の分離(ダイシング)を半導体基板11の表面が露出するまで行う。その場合、上記レーザーダイシングによって半導体基板11の一部がダイシングされても構わない。   Next, laser dicing is performed along the scribe lines separating the respective semiconductor devices, and the semiconductor device is separated (diced) until the surface of the semiconductor substrate 11 is exposed as shown in FIG. In that case, a part of the semiconductor substrate 11 may be diced by the laser dicing.

次に、上記レーザーダイシングによって露出した半導体装置側面の各絶縁膜(上記Low‐k膜)を保護するために、図10(i)に示すように、上記Low‐k膜よりも水分の浸透し難い膜で側壁保護膜22を全体に成膜する。本実施の形態においては、側壁保護膜22として、プラズマCVD法によってSiON膜あるいはSiN膜を成膜する。側壁保護膜22の厚さは20nm〜200nm程度である。但し、層間絶縁膜の層数が10層あるいはそれ以上18層以下の場合には、側壁保護膜22の厚さを200nm〜900nm程度にする必要がある。ここで、上述した側壁保護膜22の膜厚は、平坦な半導体基板11上あるいは半導体基板11上に形成された絶縁膜上の平坦な場所での測定値である。尚、上記側壁保護膜22として、Al23やAlNやTiO2を用いても構わない。 Next, in order to protect each insulating film (the Low-k film) on the side surface of the semiconductor device exposed by the laser dicing, as shown in FIG. 10 (i), moisture penetrates more than the Low-k film. The sidewall protective film 22 is formed as a whole with a difficult film. In the present embodiment, a SiON film or a SiN film is formed as the sidewall protective film 22 by a plasma CVD method. The thickness of the sidewall protective film 22 is about 20 nm to 200 nm. However, when the number of interlayer insulating films is 10 or more and 18 or less, the thickness of the sidewall protective film 22 needs to be about 200 nm to 900 nm. Here, the film thickness of the sidewall protective film 22 described above is a measured value at a flat location on the flat semiconductor substrate 11 or on the insulating film formed on the semiconductor substrate 11. Note that Al 2 O 3 , AlN, or TiO 2 may be used as the sidewall protective film 22.

そうした後、図11(j)に示すように、外部との電気的接続を行うために、金属パッド20の表面に形成された表面保護膜21および側壁保護膜22を、既知のフォトリソグラフィおよびRIEによって除去して、金属パッド20の上部に開口31を設ける。こうして、金属パッド20の表面が露出される。   After that, as shown in FIG. 11 (j), the surface protection film 21 and the sidewall protection film 22 formed on the surface of the metal pad 20 are formed by known photolithography and RIE, in order to make electrical connection with the outside. And an opening 31 is provided in the upper part of the metal pad 20. Thus, the surface of the metal pad 20 is exposed.

尚、上記スクライブライン内において、上記金属パッド20上に開口31を設ける際のフォトリソグラフィ時に使用したレジストを残しても取り去っても構わない。図11(j)は、上記レジスト(図示せず)を残した場合を示しており、金属パッド20の表面を露出させるRIE時にスクライブライン底の側壁保護膜22は除去されない。但し、上記レジストを取り去ってスクライブライン内にレジストが無い状態であっても、金属パッド20の上の表面保護膜21および側壁保護膜22とスクライブライン底の側壁保護膜22とが除去されるだけであって、半導体装置側面に成膜された側壁保護膜22は、図5(j)に示すように、RIEによる異方性エッチングのために消失することは無い。   In the scribe line, the resist used at the time of photolithography when the opening 31 is provided on the metal pad 20 may be left or removed. FIG. 11 (j) shows the case where the resist (not shown) is left, and the side wall protective film 22 at the bottom of the scribe line is not removed during RIE for exposing the surface of the metal pad 20. However, even if the resist is removed and there is no resist in the scribe line, only the surface protective film 21 and the side wall protective film 22 on the metal pad 20 and the side wall protective film 22 at the bottom of the scribe line are removed. In addition, the sidewall protective film 22 formed on the side surface of the semiconductor device does not disappear due to anisotropic etching by RIE, as shown in FIG.

この後、ダイシングシート(図示せず)を半導体基板(ウェハ)11の裏面に貼り付け、ブレードダイシングあるいはレーザーダイシングによって、半導体基板11を図10(h)に示すダイシングの幅よりも狭い幅で切断して、個々の半導体装置(チップ)に分割する。   Thereafter, a dicing sheet (not shown) is attached to the back surface of the semiconductor substrate (wafer) 11, and the semiconductor substrate 11 is cut to a width smaller than the dicing width shown in FIG. 10 (h) by blade dicing or laser dicing. Then, it is divided into individual semiconductor devices (chips).

以上の工程によって、図7に示すように、側壁が側壁保護膜22によって保護された半導体装置を形成することができるのである。さらに、図7に示すように、分割された個々の半導体装置の側面において、側壁保護膜22は、半導体基板11における下地層間膜13および第1層間絶縁膜15〜第3層間絶縁膜19の側壁よりも外方に突出している突出部をも覆っている。   Through the above steps, as shown in FIG. 7, a semiconductor device in which the side wall is protected by the side wall protective film 22 can be formed. Further, as shown in FIG. 7, on the side surface of each divided semiconductor device, the side wall protective film 22 is formed on the side walls of the base interlayer film 13 and the first interlayer insulating film 15 to the third interlayer insulating film 19 in the semiconductor substrate 11. It also covers the protruding part that protrudes outward.

表1に、上記側壁保護膜22が半導体基板11の上記突出部を覆っている部分の突出長さLを示す。

Figure 2008140829
Table 1 shows the protruding length L of the portion where the sidewall protective film 22 covers the protruding portion of the semiconductor substrate 11.
Figure 2008140829

表1において、「a」はスクライブライン幅(μm)であり、「b」はカーフ幅(μm)である。表1によれば、半導体装置上のスクライブライン幅を20μm〜120μmとし、従来の水を使用するプレートダイシングやウエットレスなレーザーダイシングを使用してスクライブラインをスクライブ(切削)する際のカーフ幅(切削幅)を10μm〜40μmとした場合に、突出長さLは、おおよそ5μm〜55μmの範囲で形成されることが分かる。   In Table 1, “a” is the scribe line width (μm), and “b” is the kerf width (μm). According to Table 1, the scribe line width on the semiconductor device is 20 μm to 120 μm, and the kerf width when scribing the scribe line using conventional plate dicing using water or wetless laser dicing (cutting) ( It can be seen that when the cutting width is 10 μm to 40 μm, the protruding length L is formed in the range of approximately 5 μm to 55 μm.

また、上記カーフ幅(切削幅)を10μm〜40μmとした場合に、スクライブライン幅を下記のごとく、「20μm〜60μm」と「60μm〜120μm」とに2分類すると、
(A)スクライブライン幅が20μm〜60μmの場合
図7に示す突出長さLの寸法は、表1より、5μm〜25μmが得られる。そして、スクライブラインをスクライブ(切削)する際のスクライブ位置のセンターからのズレが4μm程度あるとした場合には、実際に得られる突出長さLの範囲は、おおよそ1μm〜29μmとなる。
(B)スクライブライン幅が60μm〜120μmの場合
図7に示す突出長さLの寸法は、表1より、10μm〜55μmが得られる。そして、スクライブラインをスクライブ(切削)する際におけるスクライブ位置のセンターからのズレが4μm程度あるとした場合には、実際に得られる突出長さLの範囲は、おおよそ6μm〜59μmとなる。
In addition, when the kerf width (cutting width) is 10 μm to 40 μm, the scribe line width is classified into “20 μm to 60 μm” and “60 μm to 120 μm” as follows:
(A) When the scribe line width is 20 μm to 60 μm From Table 1, the dimension of the protrusion length L shown in FIG. 7 is 5 μm to 25 μm. When the deviation from the center of the scribe position when scribing (cutting) the scribe line is about 4 μm, the actually obtained protrusion length L is approximately 1 μm to 29 μm.
(B) When the scribe line width is 60 μm to 120 μm From Table 1, the dimension of the protrusion length L shown in FIG. 7 is 10 μm to 55 μm. When the deviation of the scribe position from the center when scribing (cutting) the scribe line is about 4 μm, the actually obtained protrusion length L is approximately 6 μm to 59 μm.

以上のごとく、本実施の形態においては、低誘電性を確保するために多孔質な構造を有するLow‐k膜を用いた層間絶縁膜15,17,19を多層に積層して、多層配線構造を形成し、夫々の半導体装置を隔てているスクライブラインに沿ってダイシングを行う際に、先ずレーザーダイシングを半導体基板11の表面が露出するまで行う。そして、上記Low‐k膜よりも水分の浸透し難い膜で全体に側壁保護膜22を成膜した後、側壁保護膜22をフォトリソグラフィおよびRIEによって、表面に形成された金属パッド20を露出させると共に、半導体装置側面に成膜された側壁保護膜22を残して、半導体装置側面を側壁保護膜22で保護するようにしている。   As described above, in the present embodiment, the interlayer insulating films 15, 17, and 19 using the low-k film having a porous structure in order to ensure low dielectric properties are stacked in multiple layers to obtain a multilayer wiring structure. When dicing is performed along scribe lines separating the respective semiconductor devices, laser dicing is first performed until the surface of the semiconductor substrate 11 is exposed. Then, after forming a sidewall protective film 22 entirely with a film that is less permeable to moisture than the Low-k film, the sidewall protective film 22 is exposed to the metal pad 20 formed on the surface by photolithography and RIE. At the same time, the side wall protective film 22 formed on the side surface of the semiconductor device is left and the side surface of the semiconductor device is protected by the side wall protective film 22.

さらに、上記側壁保護膜22は、半導体基板11における下地層間膜13および第1層間絶縁膜15〜第3層間絶縁膜19の側壁よりも外方に突出している突出部をも覆うようにしている。したがって、側壁保護膜22の下端と半導体基板11の上記突出部との隙間から内部に進入する水分等を防止することができる。   Further, the side wall protective film 22 covers the protruding portion that protrudes outward from the side walls of the base interlayer film 13 and the first interlayer insulating film 15 to the third interlayer insulating film 19 in the semiconductor substrate 11. . Therefore, moisture or the like entering the inside through the gap between the lower end of the sidewall protective film 22 and the protruding portion of the semiconductor substrate 11 can be prevented.

以上のことより、上記半導体装置の側面からの水分の浸入を側壁保護膜22によって、より完全に抑制することができる。すなわち、この実施の形態によれば、半導体装置の回路形成領域の周囲にシールリングを形成する必要が無く、半導体チップの縮小化を図ることができるのである。   As described above, the intrusion of moisture from the side surface of the semiconductor device can be more completely suppressed by the sidewall protective film 22. That is, according to this embodiment, it is not necessary to form a seal ring around the circuit formation region of the semiconductor device, and the semiconductor chip can be reduced in size.

尚、図12は、シールリングを形成した半導体装置にこの発明を適用した場合の半導体装置の縦断面図である。図12において、回路形成領域32の周囲にシールリング領域33が配置され、その外側にある半導体装置の側面を、側壁保護膜22で覆っている。   FIG. 12 is a longitudinal sectional view of a semiconductor device when the present invention is applied to a semiconductor device in which a seal ring is formed. In FIG. 12, a seal ring region 33 is disposed around the circuit forming region 32, and the side surface of the semiconductor device on the outer side is covered with the sidewall protective film 22.

ここで、本実施の形態によれば、上記側壁保護膜22によって半導体装置の側面からの水分の浸入が抑制される。そのため、半導体装置(チップ)に対するシールリングの形成を不要にすることができ、図7に示すように、シールリングの無い半導体装置を形成することが可能になる。   Here, according to the present embodiment, the sidewall protective film 22 prevents moisture from entering from the side surface of the semiconductor device. Therefore, the formation of a seal ring for the semiconductor device (chip) can be eliminated, and a semiconductor device without a seal ring can be formed as shown in FIG.

尚、上記シールリングは、回路形成領域の金属配線14,16および上部配線16と下部配線14とを接続するビアホール接続配線25を形成する際に、同時に形成することができる。したがって、半導体装置の製造手順にシールリングの製造手順を新たに加える必要が無く、半導体装置の製造手順にシールリングの有無が影響することはないのである。したがって、設計によってシールリングの有無が決定されると言える。   The seal ring can be formed simultaneously with the formation of the metal wirings 14 and 16 in the circuit formation region and the via hole connection wiring 25 that connects the upper wiring 16 and the lower wiring 14. Therefore, it is not necessary to newly add a seal ring manufacturing procedure to the semiconductor device manufacturing procedure, and the presence or absence of the seal ring does not affect the semiconductor device manufacturing procedure. Therefore, it can be said that the presence or absence of the seal ring is determined by the design.

図7に示すように、上記シールリングを無くした場合には、半導体装置(チップ)の縮小化を図ることができる。一例を挙げると、5mm角の半導体チップからシールリングを無くした場合には、チップ面積を約2%縮小することができる。   As shown in FIG. 7, when the seal ring is eliminated, the semiconductor device (chip) can be reduced. As an example, when the seal ring is removed from a 5 mm square semiconductor chip, the chip area can be reduced by about 2%.

この発明の半導体装置における構造を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the structure in the semiconductor device of this invention. 図1に示す半導体装置の製造工程における縦断面図である。FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the semiconductor device shown in FIG. 1 in the manufacturing process. 図2とは異なる製造工程における縦断面図である。FIG. 3 is a longitudinal sectional view in a different manufacturing process from FIG. 2. 図2および図3とは異なる製造工程における縦断面図である。FIG. 4 is a longitudinal sectional view in a manufacturing process different from those in FIGS. 2 and 3. 図2〜図4とは異なる製造工程における縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view in a manufacturing process different from FIGS. シールリングを形成した半導体装置に図2〜図5に示す製造方法を適用した場合の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view at the time of applying the manufacturing method shown in FIGS. 2-5 to the semiconductor device in which the seal ring was formed. 図1とは異なる半導体装置における縦断面図である。FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a semiconductor device different from FIG. 1. 図7に示す半導体装置の製造工程における縦断面図である。FIG. 8 is a longitudinal sectional view in a manufacturing process of the semiconductor device shown in FIG. 7. 図8とは異なる製造工程における縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view in a manufacturing process different from FIG. 図8および図9とは異なる製造工程における縦断面図である。FIG. 10 is a longitudinal sectional view in a manufacturing process different from those in FIGS. 8 and 9. 図8〜図10とは異なる製造工程における縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view in a manufacturing process different from FIGS. シールリングを形成した半導体装置に図8〜図11に示す製造方法を適用した場合の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view at the time of applying the manufacturing method shown in FIGS. 8-11 to the semiconductor device in which the seal ring was formed. シールリングが設けられた従来の半導体装置の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the conventional semiconductor device provided with the seal ring. 図13に示す半導体装置の平面を示す図である。It is a figure which shows the plane of the semiconductor device shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

11…半導体基板、
12…トランジスタ素子、
13…下地層間膜、
14…金属配線、
15…第1層間絶縁膜、
16…金属配線、
17…第2層間絶縁膜、
18…金属配線、
19…第3層間絶縁膜、
20…金属パッド、
21…表面保護膜、
22…側壁保護膜、
23…コンタクト素子、
24…第1配線溝、
25,27…ビアホール接続配線、
25a…ビアホール、
26…第2配線溝、
28,31…開口、
29,32…回路形成領域、
30,33…シールリング領域。
11 ... Semiconductor substrate,
12 ... transistor element,
13: Base interlayer film,
14 ... Metal wiring,
15 ... 1st interlayer insulation film,
16 ... metal wiring,
17 ... second interlayer insulating film,
18 ... metal wiring,
19: Third interlayer insulating film,
20 ... Metal pad,
21 ... Surface protective film,
22: Side wall protective film,
23 ... contact element,
24. First wiring groove,
25, 27 ... via hole connection wiring,
25a ... via hole,
26 ... second wiring groove,
28, 31 ... opening,
29, 32 ... circuit formation region,
30, 33 ... seal ring region.

Claims (20)

トランジスタ素子を含む電子素子が形成された半導体基板上に、下地層間膜が形成されており、
上記下地層間膜上に、金属配線を有する1層以上の層間絶縁膜が積層されて形成されており、
上記積層された層間絶縁膜のうち最上層に位置する層間絶縁膜の表面に、上記金属配線からの信号を外部に取り出すための取り出し電極が形成されており、
上記最上層の層間絶縁膜の表面における上記取り出し電極を除いた全領域を覆って形成された表面保護膜と、
上記下地層間膜および上記層間絶縁膜における側壁全域を覆って形成された側壁保護膜と
を備えたことを特徴とする半導体装置。
A base interlayer film is formed on a semiconductor substrate on which an electronic element including a transistor element is formed,
On the base interlayer film, one or more interlayer insulating films having metal wiring are laminated and formed.
On the surface of the interlayer insulating film located in the uppermost layer among the stacked interlayer insulating films, a takeout electrode for taking out a signal from the metal wiring is formed,
A surface protective film formed so as to cover the entire region except the extraction electrode on the surface of the uppermost interlayer insulating film;
A semiconductor device comprising: the base interlayer film; and a sidewall protective film formed over the entire sidewall of the interlayer insulating film.
トランジスタ素子を含む電子素子が形成された半導体基板上に、下地層間膜が形成されており、
上記下地層間膜上に、金属配線を有する1層以上の層間絶縁膜が積層されて形成されており、
上記積層された層間絶縁膜のうち最上層に位置する層間絶縁膜の表面に、上記金属配線からの信号を外部に取り出すための取り出し電極が形成されており、
上記半導体基板の側端部は、上記下地層間膜および上記層間絶縁膜における側壁よりも外方に突出しており、
上記最上層の層間絶縁膜の表面における上記取り出し電極を除いた全領域を覆って形成された表面保護膜と、
上記下地層間膜および上記層間絶縁膜における側壁全域を覆うと共に、上記半導体基板における上記下地層間膜および上記層間絶縁膜における側壁よりも外方に突出した突出部を覆って形成された側壁保護膜と
を備えたことを特徴とする半導体装置。
A base interlayer film is formed on a semiconductor substrate on which an electronic element including a transistor element is formed,
On the base interlayer film, one or more interlayer insulating films having metal wiring are laminated and formed.
On the surface of the interlayer insulating film located in the uppermost layer among the stacked interlayer insulating films, a takeout electrode for taking out a signal from the metal wiring is formed,
Side edges of the semiconductor substrate protrude outward from the side walls of the base interlayer film and the interlayer insulating film,
A surface protective film formed so as to cover the entire region except the extraction electrode on the surface of the uppermost interlayer insulating film;
A side wall protective film that covers the entire side wall of the base interlayer film and the interlayer insulating film, and that covers a protruding portion that protrudes outward from the side wall of the base interlayer film and the interlayer insulating film of the semiconductor substrate; A semiconductor device comprising:
請求項1あるいは請求項2に記載の半導体装置において、
上記側壁保護膜は、シリコン窒化膜,シリコン酸窒化膜,アルミ酸化膜,アルミ窒化膜および酸化チタン膜のうちの何れか一つである
ことを特徴とする半導体装置。
In the semiconductor device according to claim 1 or 2,
The semiconductor device according to claim 1, wherein the sidewall protective film is any one of a silicon nitride film, a silicon oxynitride film, an aluminum oxide film, an aluminum nitride film, and a titanium oxide film.
請求項1あるいは請求項2に記載の半導体装置において、
上記層間絶縁膜の総数は10層未満であり、
上記側壁保護膜の膜厚は20nm以上且つ200nm以下である
ことを特徴とする半導体装置。
In the semiconductor device according to claim 1 or 2,
The total number of interlayer insulating films is less than 10 layers,
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the sidewall protective film has a thickness of 20 nm to 200 nm.
請求項1あるいは請求項2に記載の半導体装置において、
上記層間絶縁膜の総数は少なくとも10層以上且つ18層以下であり、
前記側壁保護膜の膜厚は200nm以上且つ900nm以下である
ことを特徴とする半導体装置。
In the semiconductor device according to claim 1 or 2,
The total number of the interlayer insulating films is at least 10 layers and 18 layers or less,
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the sidewall protective film has a thickness of 200 nm to 900 nm.
請求項2に記載の半導体装置において、
上記側壁保護膜における上記半導体基板の上記突出部を覆っている部分の上記下地層間膜および上記各層間絶縁膜の側壁面からの長さは、5μm以上且つ55μm以下であることを特徴とする半導体装置。
The semiconductor device according to claim 2,
The length of the portion of the side wall protective film covering the protruding portion of the semiconductor substrate from the side wall surface of the base interlayer film and each interlayer insulating film is not less than 5 μm and not more than 55 μm apparatus.
請求項1あるいは請求項2に記載の半導体装置において、
上記側壁保護膜の内側は、回路形成領域のみによって構成されている
ことを特徴とする半導体装置。
In the semiconductor device according to claim 1 or 2,
The inside of the said side wall protective film is comprised only by the circuit formation area | region, The semiconductor device characterized by the above-mentioned.
請求項1あるいは請求項2に記載の半導体装置において、
上記複数の層間絶縁膜のうちの少なくとも一つは、低誘電率膜で構成されていることを特徴とする半導体装置。
In the semiconductor device according to claim 1 or 2,
At least one of the plurality of interlayer insulating films is formed of a low dielectric constant film.
請求項8に記載の半導体装置において、
上記低誘電率膜は、多孔質構造を有する膜であることを特徴とする半導体装置。
The semiconductor device according to claim 8,
The semiconductor device according to claim 1, wherein the low dielectric constant film is a film having a porous structure.
半導体基板上に、配線を内包する1層以上の層間絶縁膜を積層して形成する工程と、
最上層の層間絶縁膜の表面に、上記配線からの信号を外部に取り出すための配線電極パッドを形成する工程と、
表面保護膜を、上記最上層の層間絶縁膜の表面上に堆積する工程と、
上記最上層の層間絶縁膜における上記配線電極パッド上の上記表面保護膜を除去する工程と、
スクライブラインに沿って上記半導体基板上に形成された層間絶縁膜を所定幅に除去する第1ダイシング工程と、
露出した上記層間絶縁膜の側壁および上記配線電極パッドの表面を含む表面全体を覆って側壁保護膜を形成する工程と、
異方性エッチバックによって、上記側壁保護膜を上記配線電極パッド表面が露出するまで除去する工程と、
上記スクライブラインに沿って上記半導体基板までを完全に切断してチップ状に分割する第2ダイシング工程と
を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
A step of laminating and forming one or more interlayer insulating films containing wiring on a semiconductor substrate;
Forming a wiring electrode pad for taking out a signal from the wiring on the surface of the uppermost interlayer insulating film;
Depositing a surface protective film on the surface of the uppermost interlayer insulating film;
Removing the surface protective film on the wiring electrode pad in the uppermost interlayer insulating film;
A first dicing step of removing the interlayer insulating film formed on the semiconductor substrate along the scribe line to a predetermined width;
Forming a sidewall protective film covering the entire surface including the exposed sidewall of the interlayer insulating film and the surface of the wiring electrode pad;
Removing the sidewall protective film by anisotropic etch back until the surface of the wiring electrode pad is exposed;
And a second dicing step of completely cutting the semiconductor substrate along the scribe line and dividing it into chips.
半導体基板上に、配線を内包する1層以上の層間絶縁膜を積層して形成する工程と、
最上層の層間絶縁膜の表面に、上記配線からの信号を外部に取り出すための配線電極パッドを形成する工程と、
表面保護膜を、上記最上層の層間絶縁膜の表面上に堆積する工程と、
スクライブラインに沿って上記半導体基板上に形成された層間絶縁膜を所定幅に除去する第1ダイシング工程と、
露出した上記層間絶縁膜の側壁を含む表面全体を覆って側壁保護膜を形成する工程と、
上記側壁保護膜上に、上記配線電極パッドの部分のみに開口を有するマスクを形成する工程と、
上記マスクを用いて、異方性エッチバックによって、上記表面保護膜と上記側壁保護膜とを上記配線電極パッドの表面が露出するまで除去する工程と、
上記スクライブラインに沿って上記半導体基板までを完全に切断してチップ状に分割する第2ダイシング工程と
を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
A step of laminating and forming one or more interlayer insulating films containing wiring on a semiconductor substrate;
Forming a wiring electrode pad for taking out a signal from the wiring on the surface of the uppermost interlayer insulating film;
Depositing a surface protective film on the surface of the uppermost interlayer insulating film;
A first dicing step of removing the interlayer insulating film formed on the semiconductor substrate along the scribe line to a predetermined width;
Forming a sidewall protective film covering the entire surface including the exposed sidewall of the interlayer insulating film;
Forming a mask having an opening only on the wiring electrode pad on the sidewall protective film;
Removing the surface protective film and the sidewall protective film by anisotropic etch back using the mask until the surface of the wiring electrode pad is exposed;
And a second dicing step of completely cutting the semiconductor substrate along the scribe line and dividing it into chips.
請求項10あるいは請求項11に記載の半導体装置の製造方法において、
上記第1ダイシング工程は、レーザーダイシングによって行われることを特徴とする半導体装置の製造方法。
In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 10 or 11,
The semiconductor device manufacturing method, wherein the first dicing step is performed by laser dicing.
請求項10あるいは請求項11に記載の半導体装置の製造方法において、
上記第2ダイシング工程は、レーザーダイシングによって行われることを特徴とする半導体装置の製造方法。
In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 10 or 11,
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the second dicing step is performed by laser dicing.
請求項10あるいは請求項11に記載の半導体装置の製造方法において、
上記第2ダイシング工程は、ブレードダイシングによって行われることを特徴とする半導体装置の製造方法。
In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 10 or 11,
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the second dicing step is performed by blade dicing.
請求項10あるいは請求項11に記載の半導体装置の製造方法において、
上記第1ダイシング工程における上記層間絶縁膜の除去は、半導体基板表面まで行われることを特徴とする半導体装置の製造方法。
In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 10 or 11,
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the removal of the interlayer insulating film in the first dicing step is performed up to the surface of the semiconductor substrate.
請求項10あるいは請求項11に記載の半導体装置の製造方法において、
上記第1ダイシング工程における上記層間絶縁膜の除去は、上記半導体基板の一部が除去されるまで行われることを特徴とする半導体装置の製造方法。
In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 10 or 11,
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the removal of the interlayer insulating film in the first dicing step is performed until a part of the semiconductor substrate is removed.
請求項10あるいは請求項11に記載の半導体装置の製造方法において、
上記側壁保護膜の形成は、シリコン窒化膜,シリコン酸窒化膜,アルミ酸化膜,アルミ窒化膜あるいは酸化チタン膜によって行われる
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 10 or 11,
The method for manufacturing a semiconductor device is characterized in that the sidewall protective film is formed by a silicon nitride film, a silicon oxynitride film, an aluminum oxide film, an aluminum nitride film, or a titanium oxide film.
請求項10あるいは請求項11に記載の半導体装置の製造方法において、
上記層間絶縁膜のうちの少なくとも1層は、低誘電率膜で形成する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 10 or 11,
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein at least one of the interlayer insulating films is formed of a low dielectric constant film.
請求項11に記載の半導体装置の製造方法において、
上記第2ダイシング工程におけるスクライブライン幅は、20μm以上且つ60μm以下であり、
上記第2ダイシング工程におけるカーフ幅は、10μm以上且つ40μm以下であり、
上記第2ダイシング工程の結果、上記層間絶縁膜の側壁を覆っている上記側壁保護膜の下端部は、上記層間絶縁膜の側壁から5μm以上且つ25μm以下の長さで上記半導体基板の表面の延在方向に延在して、上記半導体基板の表面を覆っている
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 11,
The scribe line width in the second dicing step is 20 μm or more and 60 μm or less,
The kerf width in the second dicing step is 10 μm or more and 40 μm or less,
As a result of the second dicing step, the lower end portion of the sidewall protective film covering the sidewall of the interlayer insulating film has a length of 5 μm or more and 25 μm or less from the sidewall of the interlayer insulating film. A method for manufacturing a semiconductor device, wherein the method extends in a direction to cover the surface of the semiconductor substrate.
請求項11に記載の半導体装置の製造方法において、
上記第2ダイシング工程におけるスクライブライン幅は、60μm以上且つ120μm以下であり、
上記第2ダイシング工程におけるカーフ幅は、10μm以上且つ40μm以下であり、
上記第2ダイシング工程の結果、上記層間絶縁膜の側壁を覆っている上記側壁保護膜の下端部は、上記層間絶縁膜の側壁から10μm以上且つ55μm以下の長さで上記半導体基板の表面の延在方向に延在して、上記半導体基板の表面を覆っている
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 11,
The scribe line width in the second dicing step is 60 μm or more and 120 μm or less,
The kerf width in the second dicing step is 10 μm or more and 40 μm or less,
As a result of the second dicing step, the lower end portion of the sidewall protective film covering the sidewall of the interlayer insulating film has a length of 10 μm or more and 55 μm or less from the sidewall of the interlayer insulating film. A method for manufacturing a semiconductor device, wherein the method extends in a direction to cover the surface of the semiconductor substrate.
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