JP2010080725A - Semiconductor device - Google Patents

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JP2010080725A JP2008248319A JP2008248319A JP2010080725A JP 2010080725 A JP2010080725 A JP 2010080725A JP 2008248319 A JP2008248319 A JP 2008248319A JP 2008248319 A JP2008248319 A JP 2008248319A JP 2010080725 A JP2010080725 A JP 2010080725A
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Hiroteru Murotani
博輝 室谷
Toshifumi Minami
稔郁 南
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technology capable of improving a manufacture yield of a semiconductor device. <P>SOLUTION: The semiconductor device includes: first and second semiconductor chip areas 2<SB>1</SB>and 2<SB>2</SB>provided inside a wafer 1; first element areas 5<SB>1</SB>and 5<SB>2</SB>provided inside the first and second semiconductor chip areas 2<SB>1</SB>and 2<SB>2</SB>and having a transistor formed thereon, respectively; a dicing area 3A provided between the first and the second semiconductor chips 5<SB>1</SB>and 5<SB>2</SB>; an alignment area 35 formed inside the dicing area 3A in which alignment marks are formed; and concave portion forming areas 7<SB>1</SB>and 7<SB>2</SB>provided between first element areas 5<SB>1</SB>and 5<SB>2</SB>and the alignment area 35 and having concave portions 9<SB>1</SB>and 9<SB>2</SB>, respectively, wherein, each of the concave portions 9<SB>1</SB>and 9<SB>2</SB>protrudes in a direction vertical to the surface of the wafer 1 and has a top end higher than the surface of the wafer 1 and lower than the top end of a gate electrode 12 of the transistor. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体装置に係り、特に、半導体チップエリアとダイシングエリアとの境界近傍の構造に関する。   The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a structure near the boundary between a semiconductor chip area and a dicing area.

半導体メモリや半導体集積回路等の半導体装置は、様々な電子機器に搭載されている。   Semiconductor devices such as semiconductor memories and semiconductor integrated circuits are mounted on various electronic devices.

通常、同じの半導体装置が1つのウェハ内に複数個形成される。そして、ウェハをダイシングして、独立した半導体チップとして切り出している。このため、半導体装置を形成する領域(以下、半導体チップエリアと呼ぶ)のほかに、ダイシングのために確保される領域(以下、ダイシングエリアと呼ぶ)が、ウェハ内に設けられている。このダイシングエリア内には、製造マスクとウェハとの合わせずれを防止するためのアライメントマークやTEG(Test Element Group)なども配置されている。アライメントマークは、例えば、SiOから構成され、そのマークとウェハ(例えば、Si)との光の反射の違いによる光信号によって、マスクとウェハとのアライメントを認識している。 Usually, a plurality of the same semiconductor devices are formed in one wafer. Then, the wafer is diced and cut out as independent semiconductor chips. For this reason, in addition to a region for forming a semiconductor device (hereinafter referred to as a semiconductor chip area), a region reserved for dicing (hereinafter referred to as a dicing area) is provided in the wafer. In the dicing area, alignment marks and TEG (Test Element Group) for preventing misalignment between the manufacturing mask and the wafer are also arranged. The alignment mark is made of, for example, SiO 2 , and the alignment between the mask and the wafer is recognized by an optical signal due to the difference in light reflection between the mark and the wafer (for example, Si).

近年では、半導体装置の高集積化に伴って、メタル配線とメタル配線を覆う層間絶縁膜とからなる複数の配線層を積層させた多層配線技術が採用される。   In recent years, with the high integration of semiconductor devices, a multilayer wiring technique in which a plurality of wiring layers including metal wirings and interlayer insulating films covering the metal wirings are stacked is employed.

多層配線技術を採用した半導体装置において、(Chemical Mechanical Polish)法を用いて、メタル配線及び層間絶縁膜形成後の表面が平坦される。
CMP法による平坦化処理では、層間絶縁膜が過剰に研削されるディッシングが問題となる。ディッシングが発生した領域は凹部(窪み)となるため、この凹部に配線材料が残存し、配線間ショートの原因となってしまう。これに加えて、多層配線技術においては、上層の配線層は、下層で発生したディッシングの影響を受ける。この場合、上層の配線層には、下層の配線層で発生したディッシングよりも大きな窪みが発生する。それゆえ、配線層の上層になるほど、配線間ショートの発生確率は大きくなる。この結果として、半導体装置の製造歩留まりが低下してしまう。
In a semiconductor device employing a multilayer wiring technique, the surface after the formation of metal wiring and an interlayer insulating film is flattened using a (Chemical Mechanical Polish) method.
In the planarization process by the CMP method, dishing in which the interlayer insulating film is excessively ground becomes a problem. Since the dishing area is a recess (dent), the wiring material remains in the recess, causing a short circuit between the wirings. In addition to this, in the multilayer wiring technique, the upper wiring layer is affected by dishing generated in the lower layer. In this case, a depression that is larger than the dishing that occurs in the lower wiring layer occurs in the upper wiring layer. Therefore, the higher the wiring layer, the greater the probability of occurrence of a short circuit between wirings. As a result, the manufacturing yield of the semiconductor device is reduced.

ディッシングの発生は、ウェハに対する配線パターンの被覆率に応じる傾向があるため、ゲート電極などの配線パターンが設けられない領域内で、ディッシングは発生しやすい。このため、半導体チップエリア内や、ダイシングエリア内のアライメントマークを設けない箇所においては、ダミーパターンを配置することで、ディッシングの発生を抑制している(例えば、特許文献1参照)。   Since the occurrence of dishing tends to depend on the coverage of the wiring pattern on the wafer, dishing is likely to occur in a region where no wiring pattern such as a gate electrode is provided. For this reason, the occurrence of dishing is suppressed by disposing a dummy pattern in a semiconductor chip area or a portion where no alignment mark is provided in the dicing area (see, for example, Patent Document 1).

しかし、上記のように、光学的な原理でマスクとウェハとのアライメントの調整を行っているため、ダイシングエリア内のアライメントマークを設けた箇所には配線パターンが配置できない。   However, as described above, since the alignment between the mask and the wafer is adjusted based on the optical principle, the wiring pattern cannot be arranged at the location where the alignment mark is provided in the dicing area.

ダイシングエリアを大きくすることで、配線材料の残渣の影響を抑制することも可能であるが、この場合には、半導体チップの微細化が困難になり、1つのウェハに形成できる半導体チップの個数が減少する。
特開平10−335333号公報
By increasing the dicing area, it is possible to suppress the influence of the residue of the wiring material. However, in this case, it becomes difficult to miniaturize the semiconductor chip, and the number of semiconductor chips that can be formed on one wafer is reduced. Decrease.
JP-A-10-335333

本発明は、半導体装置の製造歩留まりが向上する技術を提案する。   The present invention proposes a technique for improving the manufacturing yield of semiconductor devices.

本発明の例に関わる半導体装置は、ウェハと、前記ウェハ内に設けられ、第1及び第2半導体チップエリアと、前記第1及び第2半導体チップ内の各々に設けられ、トランジスタが形成される第1素子領域と、前記第1及び第2半導体チップ間に設けられるダイシングエリアと、前記ダイシングエリア内に設けられ、アライメントマークが形成されるアライメント領域と、前記第1素子領域と前記アライメント領域との間に設けられ、前記ウェハ表面に対して垂直方向に突出した凸部を有する凸部形成領域と、を具備し、前記凸部の上端は、前記ウェハ表面より高い位置にあり、前記トランジスタのゲート電極の上端以下の位置にある、ことを備える。   A semiconductor device according to an example of the present invention is provided in a wafer, in the wafer, in each of first and second semiconductor chip areas, and in each of the first and second semiconductor chips, and a transistor is formed. A first element region; a dicing area provided between the first and second semiconductor chips; an alignment region provided in the dicing area and formed with an alignment mark; the first element region and the alignment region; A convex portion forming region having a convex portion protruding in a direction perpendicular to the wafer surface, and an upper end of the convex portion is at a position higher than the wafer surface, and It is in the position below the upper end of a gate electrode.

本発明の例に関わる半導体装置は、半導体基板と、前記半導体基板内に設けられ、多層配線構造を有するトランジスタが形成される素子領域と、前記半導体基板の端部と前記素子領域との間の領域内に設けられ、半導体基板表面に対して垂直方向に突出した凸部と、を具備し、前記凸部の上端は、前記半導体基板表面より高い位置にあり、前記トランジスタのゲート電極の上端以下の位置にある、ことを備える。   A semiconductor device according to an example of the present invention includes a semiconductor substrate, an element region provided in the semiconductor substrate in which a transistor having a multilayer wiring structure is formed, and an end portion of the semiconductor substrate and the element region. A convex portion provided in the region and projecting in a direction perpendicular to the surface of the semiconductor substrate, and an upper end of the convex portion is higher than the surface of the semiconductor substrate and is equal to or lower than an upper end of the gate electrode of the transistor. It is in the position of.

本発明の例によれば、半導体装置の製造歩留まりを向上できる。   According to the example of the present invention, the manufacturing yield of the semiconductor device can be improved.

以下、図面を参照しながら、本発明の例を実施するための最良の形態について詳細に説明する。   The best mode for carrying out an example of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

1. 実施形態
(1) 基本構成
図1乃至図3を用いて、本発明の実施形態の基本構成について説明する。
1. Embodiment
(1) Basic configuration
The basic configuration of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図1は、ウェハ1の平面図を示している。図2は図1のA−A線に沿う断面を模式的に示し、図3は図1のB−B線に沿う断面を模式的に示している。尚、図1にウェハ1の全体の平面図とウェハ1の一部を抽出した平面図とを図示している。   FIG. 1 shows a plan view of the wafer 1. FIG. 2 schematically shows a cross section taken along the line AA in FIG. 1, and FIG. 3 schematically shows a cross section taken along the line BB in FIG. FIG. 1 shows a plan view of the entire wafer 1 and a plan view in which a part of the wafer 1 is extracted.

1つのウェハ1(例えば、シリコン基板)には、複数の半導体チップエリア2,2,2,2が設けられる。 One wafer 1 (for example, a silicon substrate) is provided with a plurality of semiconductor chip areas 2 1 , 2 2 , 2 3 , 2 4 .

半導体チップエリア2,2,2,2内には、複数の素子が形成された素子領域5,5,5,5が設けられている。尚、素子領域5,5,5,5内には、MIS(Metal-Insulator-Semiconductor)トランジスタやメモリセル又は抵抗素子などの素子や、それらの素子を覆う層間絶縁膜が形成されているが、ここでの図示及び詳細な説明は省略する。 In the semiconductor chip areas 2 1 , 2 2 , 2 3 , 2 4 , element regions 5 1 , 5 2 , 5 3 , 5 4 in which a plurality of elements are formed are provided. In the element regions 5 1 , 5 2 , 5 3 , 5 4 , elements such as MIS (Metal-Insulator-Semiconductor) transistors, memory cells or resistance elements, and interlayer insulating films covering these elements are formed. However, the illustration and detailed description are omitted here.

ウェハ1内の半導体チップエリア2,2,2,2をそれぞれ独立したチップとするために、ダイシングエリア3A,3Bがx方向又はy方向に隣接する半導体チップエリア2,2,2,2間に設けられる。このダイシングエリア3A,3Bに沿って、ウェハ1が切断され、半導体チップエリア2,2,2,2が例えば、多層配線構造を有する1つの半導体チップとなる。 To the semiconductor chip areas 2 1 in the wafer 1, 2 2, 2 3, 2 4 and independent chip, the semiconductor chip areas 2 1 dicing area 3A, 3B are adjacent in the x or y direction, 2 2 , 2 3 , 2 4 . The wafer 1 is cut along the dicing areas 3A and 3B, and the semiconductor chip areas 2 1 , 2 2 , 2 3 and 2 4 become, for example, one semiconductor chip having a multilayer wiring structure.

y方向に延びるダイシングエリア3A内には、アライメント領域30が設けられる。アライメント領域30内には、マスク(図示せず)とウェハ1との合わせずれを防ぐためのアライメントマーク35が設けられる。ダイシングエリア3Aのx方向の幅は、例えば、70μmから80μm程度である。x方向に延びるダイシングエリア3Bにおいて、このエリア3Bのy方向の幅は、例えば、ダイシングエリア3Aのx方向の幅と同じ幅を有している。但し、ダイシングエリア3Bのy方向の幅とダイシングエリア3Aのx方向の幅は異なっていてもよい。
尚、ダイシングエリア3A,3B内には、例えば、TEG(Test Element Group)(図示せず)も設けられている。
An alignment region 30 is provided in the dicing area 3A extending in the y direction. An alignment mark 35 for preventing misalignment between a mask (not shown) and the wafer 1 is provided in the alignment region 30. The width in the x direction of the dicing area 3A is, for example, about 70 μm to 80 μm. In the dicing area 3B extending in the x direction, the width of the area 3B in the y direction is, for example, the same width as the width of the dicing area 3A in the x direction. However, the width in the y direction of the dicing area 3B may be different from the width in the x direction of the dicing area 3A.
In the dicing areas 3A and 3B, for example, a TEG (Test Element Group) (not shown) is also provided.

本発明の実施形態においては、ダイシングエリア3A内のアライメント領域30と半導体チップエリア2,2,2,2内の素子領域5,5,5,5との間に、凸部形成領域7,7,7,7が設けられていることを特徴としている。凸部形成領域7,7,7,7は、例えば、半導体チップエリア2,2,2,2内に含まれ、素子領域5,5,5,5の周囲を取り囲んでいる。 In the embodiment of the present invention, between the alignment region 30 in the dicing area 3A and the element regions 5 1 , 5 2 , 5 3 , 5 4 in the semiconductor chip areas 2 1 , 2 2 , 2 3 , 2 4 . , Convex portion forming regions 7 1 , 7 2 , 7 3 , and 7 4 are provided. The convex portion formation regions 7 1 , 7 2 , 7 3 , 7 4 are included in, for example, the semiconductor chip areas 2 1 , 2 2 , 2 3 , 2 4 , and the element regions 5 1 , 5 2 , 5 3 , 5 are included. 4 is surrounded.

図2及び図3に示すように、凸部形成領域7,7,7内には、ウェハ1表面に対して垂直方向に突出した凸部9,9,9が設けられている。それゆえ、凸部形成領域7,7,7,7の凸部9,9,9上端は、素子領域5,5,5,5内のウェハ1表面よりも高い位置にある。
例えば、マスクとウェハとの合わせずれは光学的な手法を用いて防止されているため、アライメントマーク35上にはダミーパターンを配置できない。このため、ダイシングエリア3A,3B内において、例えば、アライメント領域30内やTEGを設けた領域のように、ダミーパターンを配置できない領域内の被覆率は低下し、アライメントマーク35上方の層間絶縁膜にディッシングが発生する可能性がある。発生したディッシングは、上層の層間絶縁膜に悪影響を及ぼして、上層の層間絶縁膜にそのディッシングの規模よりも大きな規模の窪みを形成する。この窪みが、ダイシングエリア3A,3B内だけでなく、素子領域5,5,5,5内まで拡大した場合、窪みに配線材料が残存すると、作製される半導体装置の配線間ショートの原因になる。
As shown in FIG. 2 and 3, the projection forming region 7 1, 7 2, 7 3, the protrusions 9 1, 9 2, 9 3 is provided which projects in a direction perpendicular to the wafer 1 surface ing. Therefore, the upper ends of the convex portions 9 1 , 9 2 , 9 3 of the convex portion forming regions 7 1 , 7 2 , 7 3 , 7 4 are the surfaces of the wafer 1 in the element regions 5 1 , 5 2 , 5 3 , 5 4 . In a higher position.
For example, misalignment between the mask and the wafer is prevented by using an optical method, so that a dummy pattern cannot be disposed on the alignment mark 35. For this reason, in the dicing areas 3A and 3B, for example, the coverage in regions where dummy patterns cannot be arranged, such as regions in the alignment region 30 or TEG, is reduced, and the interlayer insulating film above the alignment mark 35 is reduced. Dishing may occur. The generated dishing has an adverse effect on the upper interlayer insulating film, and a recess having a larger scale than that of the dishing is formed in the upper interlayer insulating film. When this recess expands not only in the dicing areas 3A and 3B but also in the element regions 5 1 , 5 2 , 5 3 and 5 4 , if wiring material remains in the recess, a short circuit between the interconnects of the semiconductor device to be manufactured. Cause.

本発明の実施形態においては、ウェハ1内のアライメント領域30と素子領域5,5との間に、凸部9,9を有する凸部形成領域7,7を設ける。これによって、ディッシングがダイシングエリア3A,3B内の層間絶縁膜に発生した場合においても、そのディッシングが、凸部形成領域7,7よりも素子領域5,5側に入り込むのを、抑制できる。 In an embodiment of the present invention, between the alignment region 30 and the element region 5 1, 5 2 of the wafer 1, the protrusions 9 1, 9 projection forming region 7 1 with 2, 7 2 provided. Thus, dishing dicing area 3A, when generated in the interlayer insulating film in the 3B also, the dishing, element regions 5 1 than projection forming region 7 1, 7 2, from entering the 5 2 side, Can be suppressed.

また、本発明の実施形態においては、発生するディッシングの規模(大きさ)を小さくできる。この結果として、ディッシングに起因して上層の層間絶縁膜内に発生する窪みの規模(大きさ)も、小さくできる。   Further, in the embodiment of the present invention, the scale (size) of the dishing that occurs can be reduced. As a result, the scale (size) of the recess generated in the upper interlayer insulating film due to dishing can be reduced.

このように、素子領域5,5内にまで広がるような大きなディッシング・窪みが発生するのを抑制できるため、半導体装置の配線間ショートを防止できる。
したがって、本発明の実施形態によれば、半導体装置の製造歩留まりを向上できる。
Thus, it is possible to prevent the large dishing, recess, such as extending to the element region 5 1, 5 in 2 occurs, thereby preventing the short circuit between wires of a semiconductor device.
Therefore, according to the embodiment of the present invention, the manufacturing yield of the semiconductor device can be improved.

尚、図1に示すように、ダイシングエリア3Aであっても、2つの半導体チップエリア2,2間のように、アライメントマーク(アライメント領域)が設けられない箇所がある。このように、アライメントマークと隣接しない半導体チップエリア2,2であっても、半導体チップエリア2,2内の素子領域5,5を取り囲むように、凸部形成領域9,9を設けてもよいのは、もちろんである。 As shown in FIG. 1, even in the dicing area 3A, there are places where alignment marks (alignment regions) are not provided, such as between the two semiconductor chip areas 2 3 and 2 4 . In this way, even in the semiconductor chip areas 2 3 and 2 4 that are not adjacent to the alignment mark, the convex portion forming region 9 3 is surrounded so as to surround the element regions 5 3 and 5 4 in the semiconductor chip areas 2 3 and 2 4 . , the may be provided with 9 4, of course.

また、以下では、ダミーパターンを配置できないダイシングエリア3A,3B内の領域として、アライメントマーク35が形成されたアライメント領域30を例に、各実施形態について説明するが、これに限定されない。ダイシングエリア内のダミーパターンが配置できない領域として、例えば、アライメント領域30の代わりに、TEGを設けた領域であっても良いのはもちろんである。   In the following, each embodiment will be described by taking the alignment region 30 in which the alignment mark 35 is formed as an example of the region in the dicing areas 3A and 3B where the dummy pattern cannot be arranged, but the present invention is not limited to this. Of course, the region where the dummy pattern in the dicing area cannot be arranged may be, for example, a region provided with TEG instead of the alignment region 30.

(2) 第1の実施形態
(a) 構造
図4及び図5を用いて、本発明の第1の実施形態について、説明する。
(2) First embodiment
(A) Structure
The first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図4は、図1のC−C線に対応する断面を模式的に示す断面構造図である。図4には、2つの半導体チップエリア2,2の一部と、この2つのエリア2,2の間に設けられているダイシングエリア3Aが、図示されている。 FIG. 4 is a cross-sectional structure diagram schematically showing a cross section corresponding to the line CC in FIG. FIG. 4 shows a part of two semiconductor chip areas 2 1 and 2 2 and a dicing area 3A provided between the two areas 2 1 and 2 2 .

ウェハ1内の半導体チップエリア2,2の素子領域5,5は、素子分離絶縁膜20が設けられた素子分離領域と、素子分離領域に取り囲まれたアクティブ領域とから構成されている。
素子領域5,5のアクティブ領域内には、MISトランジスタTrや抵抗素子15などの素子が形成されている。
The element regions 5 1 and 5 2 of the semiconductor chip areas 2 1 and 2 2 in the wafer 1 are composed of an element isolation region provided with an element isolation insulating film 20 and an active region surrounded by the element isolation region. Yes.
The element region 5 1, 5 2 in the active region, the element such as a MIS transistor Tr, a resistor 15 is formed.

MISトランジスタTrは、ウェハ1内に形成された素子分離絶縁膜20(素子分離領域)によって区画されたアクティブ領域内に配置される。MISトランジスタTrは、ソース/ドレインとしての2つの不純物拡散層13(以下、ソース/ドレイン拡散層と呼ぶ)間のアクティブ領域(チャネル領域)上に、ゲート電極12を有している。ゲート電極12とチャネル領域との間には、ゲート絶縁膜12が介在している。例えば、ゲート電極12上には、マスク層93としての絶縁層が設けられている。但し、これに限定されず、ゲート電極12上に、マスク層93が設けられていない構造であってもよい。
抵抗素子15は、例えば、ウェハ1内に形成された拡散層15から構成される拡散層抵抗素子である。
The MIS transistor Tr is disposed in an active region partitioned by an element isolation insulating film 20 (element isolation region) formed in the wafer 1. The MIS transistor Tr has a gate electrode 12 on an active region (channel region) between two impurity diffusion layers 13 (hereinafter referred to as source / drain diffusion layers) as source / drain. A gate insulating film 12 is interposed between the gate electrode 12 and the channel region. For example, an insulating layer as a mask layer 93 is provided on the gate electrode 12. However, the present invention is not limited to this, and a structure in which the mask layer 93 is not provided over the gate electrode 12 may be employed.
The resistance element 15 is, for example, a diffusion layer resistance element including a diffusion layer 15 formed in the wafer 1.

また、素子領域5,5内には、ダミー層19Aが設けられている。このダミー層19Aは、電気的な機能を持たず、例えば、素子分離絶縁膜20上に形成される。このように、ダミー層19をパターンとして素子領域5,5内に設けることによって、素子領域5,5内の被覆率が低下するのを抑制している。 Further, in the element region 5 1, 5 2, the dummy layer 19A is provided. The dummy layer 19A does not have an electrical function and is formed on the element isolation insulating film 20, for example. In this manner, by providing the element region 5 1, 5 in 2 as a pattern of the dummy layer 19, the coverage of the device region 5 1, 5 in 2 is suppressed.

尚、図4においては、1つのMISトランジスタTrと1つの抵抗素子15のみを図示しているが、これは説明の簡単化のためであって、半導体チップエリア2,2(素子領域5,5)形成される素子は、これらの素子に限定されるものではない。 In FIG. 4, only one MIS transistor Tr and one resistance element 15 are shown, but this is for simplification of description, and semiconductor chip areas 2 1 and 2 2 (element region 5). 1 , 5 2 ) The formed elements are not limited to these elements.

2つの素子領域5,5間には、ダイシングエリア3Aが設けられている。ダイシングエリア3A内には、アライメントマーク35が形成されたアライメント領域30が、設けられている。アライメントマーク35は、例えば、ウェハ1内に埋め込まれた絶縁膜35から構成される。 A dicing area 3A is provided between the two element regions 5 1 and 5 2 . An alignment region 30 in which alignment marks 35 are formed is provided in the dicing area 3A. The alignment mark 35 is composed of, for example, an insulating film 35 embedded in the wafer 1.

ウェハ1表面上には、第1層間絶縁膜41が形成される。第1層間絶縁膜41内には、例えば、コンタクトプラグCP1が埋め込まれ、このコンタクトプラグCP1はMISトランジスタTrのソース/ドレイン拡散層13や、抵抗素子15に接続されている。コンタクトプラグCP1は、例えば、タングステン(W)やモリブデン(Mo)といった高融点金属から構成される。   A first interlayer insulating film 41 is formed on the surface of the wafer 1. For example, a contact plug CP1 is embedded in the first interlayer insulating film 41, and the contact plug CP1 is connected to the source / drain diffusion layer 13 of the MIS transistor Tr and the resistance element 15. The contact plug CP1 is made of a refractory metal such as tungsten (W) or molybdenum (Mo).

第1層間絶縁膜41上には、第2層間絶縁膜42が形成されている。第2層間絶縁膜42内には、第1メタル配線M0が設けられている。第1メタル配線M0は、例えば、アルミニウム(Al)や銅(Cu)から構成されている。   A second interlayer insulating film 42 is formed on the first interlayer insulating film 41. A first metal wiring M0 is provided in the second interlayer insulating film. The first metal wiring M0 is made of, for example, aluminum (Al) or copper (Cu).

さらに、第1及び第2層間絶縁膜41,42上には、複数の層間絶縁膜43〜46及び複数のメタル配線M1,M2が積層されている。第2メタル配線M1は、第4層間絶縁膜44内に形成され、第3配線層43内に埋め込まれた第1ビアコンタクトV1を経由して、第1メタル配線M0に接続される。第3メタル配線M2は、第6層間絶縁膜46内に形成され、第5層間絶縁膜45内に埋め込まれた第2ビアコンタクトV2を経由して、第2メタル配線M1に接続される。又、第6層間絶縁膜46上には、例えば、保護樹脂膜(図示せず)が形成される。   Further, a plurality of interlayer insulating films 43 to 46 and a plurality of metal wirings M1, M2 are stacked on the first and second interlayer insulating films 41, 42. The second metal wiring M1 is formed in the fourth interlayer insulating film 44 and is connected to the first metal wiring M0 via the first via contact V1 embedded in the third wiring layer 43. The third metal wiring M2 is formed in the sixth interlayer insulating film 46, and is connected to the second metal wiring M1 via the second via contact V2 embedded in the fifth interlayer insulating film 45. On the sixth interlayer insulating film 46, for example, a protective resin film (not shown) is formed.

第6層間絶縁膜46は、例えば、パッシベーション膜として機能する。第2及び第3メタル配線M1,M2は例えばAlやCuから構成される。また、第1及び第2ビアコンタクトV1,V2は、例えば、WやMoから構成される。尚、ビアコンタクトV1,V2は、コンタクトホール内に形成されたバリアメタル(例えば、チタン(Ti)/窒化チタン(Ti))を介して、メタル配線M1,M2に接続されてもよいのは、もちろんである。
このように、ウェハ1内に形成される半導体チップエリア2,2には、例えば、多層配線技術が用いられた半導体装置が設けられている。
The sixth interlayer insulating film 46 functions as, for example, a passivation film. The second and third metal wirings M1, M2 are made of, for example, Al or Cu. The first and second via contacts V1, V2 are made of, for example, W or Mo. The via contacts V1 and V2 may be connected to the metal wirings M1 and M2 through a barrier metal (for example, titanium (Ti) / titanium nitride (Ti)) formed in the contact hole. Of course.
Thus, in the semiconductor chip areas 2 1 and 2 2 formed in the wafer 1, for example, a semiconductor device using a multilayer wiring technique is provided.

本発明の第1の実施形態においては、半導体チップエリア2,2内の素子領域5,5とダイシングエリア3A内のアライメント領域30との間に、凸部形成領域7,7が設けられている。そして、凸部形成領域7,7内には、ウェハ1表面に対して垂直方向に突起した凸部9,9が形成されていることを特徴としている。凸部9,9は、例えば、ウェハ1から切り出された突起部であり、凸部9,9上端は、例えば、MISトランジスタTrのゲート電極12の上端よりも、下側(半導体基板側)にある。また、凸部形成領域7,7(凸部9,9)は、例えば、図1に示すように、素子領域5,5の周囲を取り囲んでいる。 In the first embodiment of the present invention, the semiconductor chip area 2 1, second element region 5 1 in the 2, between 5 2 and the alignment region 30 of the dicing area 3A, projection forming region 7 1, 7 2 is provided. In the convex portion forming regions 7 1 and 7 2 , convex portions 9 1 and 9 2 protruding in a direction perpendicular to the surface of the wafer 1 are formed. The protrusions 9 1 , 9 2 are, for example, protrusions cut out from the wafer 1, and the upper ends of the protrusions 9 1 , 9 2 are lower than the upper ends of the gate electrodes 12 of the MIS transistor Tr (semiconductor, for example) On the substrate side). Further, the convex portion forming region 7 1, 7 2 (the protrusions 9 1, 9 2), for example, as shown in FIG. 1, it surrounds the periphery of the element region 5 1, 5 2.

凸部形成領域7,7は、例えば、半導体チップエリア2,2内に含まれる。この場合、ダイシングエリア3Aに沿ってウェハをチップ化すると、半導体チップの構造は凸部9,9が半導体チップの端部に設けられた構造となる。但し、凸部形成領域7,7をダイシングエリア3Aに含め、ウェハのダイシングの際に、凸部9,9を半導体チップから分離してもよい。 The convex portion formation regions 7 1 and 7 2 are included in, for example, the semiconductor chip areas 2 1 and 2 2 . In this case, when the chip the wafer along the dicing area 3A, the structure of the semiconductor chip is a convex portion 9 1, 9 2 are provided at an end of the semiconductor chip structure. However, the convex portion forming regions 7 1 and 7 2 may be included in the dicing area 3A, and the convex portions 9 1 and 9 2 may be separated from the semiconductor chip when the wafer is diced.

本実施形態のように、凸部9,9を設けることで、ダイシングエリア3A近傍の被覆率を向上できる。それゆえ、CMP法による平坦化処理を行った場合、ダイシングエリア3A,3B内において、ダミーパターンを配置できないアライメント領域30内の層間絶縁膜41上端に発生するディッシングZの規模を小さくできる。 By providing the convex portions 9 1 and 9 2 as in this embodiment, the coverage in the vicinity of the dicing area 3A can be improved. Therefore, when the planarization process by the CMP method is performed, the size of the dishing Z generated at the upper end of the interlayer insulating film 41 in the alignment region 30 where the dummy pattern cannot be arranged can be reduced in the dicing areas 3A and 3B.

このように、アライメント領域30のようなダミーパターンを配置できない領域近傍に、凸部9,9を設けることによって、最下層の層間絶縁膜41上端に発生するディッシングZの規模を小さくできるので、ディッシングZに起因して上層の層間絶縁膜42〜46に発生する窪みZ’の規模も、小さくできる。この結果として、素子領域5,5内に入り込むような大きな窪みの発生を抑制できる。 Thus, in the vicinity of the region can not be a dummy pattern, such as the alignment area 30, by providing the protrusions 9 1, 9 2, it is possible to reduce the scale of dishing Z generated in the lowermost layer of the interlayer insulating film 41 upper The scale of the depression Z ′ generated in the upper interlayer insulating films 42 to 46 due to the dishing Z can also be reduced. As a result of this, it is possible to suppress the large depression in the generation that enters the element region 5 1, 5 2.

それゆえ、素子領域5,5内において、ダイシングエリア3A内のディッシングZ部分及びこのディッシングに起因する窪みZ’内に配線材料が残存するのを防止でき、配線材料の残渣による配線間ショート等の配線不良が、形成される半導体装置に発生するのを防止できる。 Therefore, in the element region 5 1, 5 2, dishing Z moiety and the wiring material in the recesses Z 'in due to the dishing in the dicing area 3A can be prevented from remaining, short circuit between the conductive wiring layers residue wiring material It is possible to prevent the occurrence of wiring defects such as those in the formed semiconductor device.

したがって、本発明の第1の実施形態によれば、半導体装置の製造歩留まりを向上できる。   Therefore, according to the first embodiment of the present invention, the manufacturing yield of the semiconductor device can be improved.

(b) 製造方法
図4乃至図9を用いて、本発明の第1の実施形態に係る半導体装置の製造方法について、説明する。尚、ここでは、図1のC−C線に対応する断面を用いて、各工程について、説明する。
(B) Manufacturing method
A method for manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Here, each step will be described using a cross section corresponding to line CC in FIG.

はじめに、図5に示すように、ウェハ1上にレジストが塗布される。フォトリソグラフィー技術を用いて、レジストに所定のパターニングが施され、レジストマスク90が、素子領域5,5とアライメント領域30との間のウェハ1上に形成される。このレジストマスク90をマスクとして、ウェハ1が、例えば、RIE(Reactive Ion Etching)法によって、エッチングされる。
これによって、ウェハ(半導体基板)1表面に対して垂直方向に突出した凸部9,9が、ウェハ1の凸部形成領域7,7内に、形成される。
First, as shown in FIG. 5, a resist is applied on the wafer 1. By photolithography, a resist predetermined patterning is performed on the resist mask 90 is formed on the wafer 1 between the element region 5 1, 5 2 and the alignment region 30. Using this resist mask 90 as a mask, the wafer 1 is etched by, for example, RIE (Reactive Ion Etching).
As a result, convex portions 9 1 and 9 2 projecting in a direction perpendicular to the surface of the wafer (semiconductor substrate) 1 are formed in the convex portion forming regions 7 1 and 7 2 of the wafer 1.

次に、図6に示すように、ダイシングエリア3A内のアライメント領域30内に溝が形成され、この溝内に、絶縁膜から構成されるアライメントマーク35が埋め込まれる。   Next, as shown in FIG. 6, a groove is formed in the alignment region 30 in the dicing area 3A, and an alignment mark 35 made of an insulating film is embedded in the groove.

素子領域5,5内においては、素子分離領域内に溝が形成され、形成された溝に、素子分離絶縁膜20が形成される。これによって、素子領域5,5内にアクティブ領域が区画される。そして、素子領域5,5内の所定の領域に、MISトランジスタTrや抵抗素子15、メモリセル(図示せず)などの素子が、CVD(Chemical Vapor Deposition)法などの薄膜堆積技術、フォトリソグラフィー技術やRIE法などを用いて、形成される。 In the element region 5 1, 5 2, grooves are formed in the element isolation region, a groove formed, the element isolation insulating film 20 is formed. Thus, the active area is divided into element regions 5 1, 5 2. Then, a predetermined region in the element region 5 1, 5 2, MIS transistor Tr, a resistor 15, elements such as a memory cell (not shown), CVD (Chemical Vapor Deposition) method thin film deposition techniques such as photo It is formed using a lithography technique, an RIE method, or the like.

例えば、MISトランジスタTrの製造工程は、はじめに、ゲート絶縁膜11が、例えば熱酸化法を用いて、アクティブ領域(ウェハ1)表面に形成される。次に、ゲート絶縁膜11上に、例えばポリシリコン膜がCVD法を用いて、堆積される。さらに、ポリシリコン膜上に、マスク層(例えば、窒化シリコン膜)93が形成される。そして、マスク層93がフォトリソグラフィー技術によってパターニングされ、転写されたパターンに基づいて、ポリシリコン膜がRIE法によって加工される。これによって、所定のパターンのゲート電極12が形成される。そして、形成されたゲート電極12(マスク層93)をマスクに用いて、ソース/ドレイン拡散層13が、イオン注入法を用いてウェハ1内に形成される。
抵抗素子15は、所定のサイズのアクティブ領域内に、例えば、所定のドーズ量のイオン注入によって、拡散層15を形成することで、作製される。
また、ダミー層19Aは、例えば、MISトランジスタTrのゲート電極と同時の工程で、素子分離絶縁膜20上に形成される。
半導体装置を構成する複数の素子がウェハ上に形成された後、第1層間絶縁膜41が、例えば、CVD法を用いて、ウェハ1上に形成される。この際、ゲート電極12、ダミー層19A及び凸部9,9が設けられた領域5,5,7,7内において、これらの領域5,5,7,7上方の層間絶縁膜41上面は、パターンが設けられていない領域(例えば、アライメント領域30)上方の層間絶縁膜41上面よりも、盛り上がる。
For example, in the manufacturing process of the MIS transistor Tr, first, the gate insulating film 11 is formed on the surface of the active region (wafer 1) by using, for example, a thermal oxidation method. Next, a polysilicon film, for example, is deposited on the gate insulating film 11 using the CVD method. Further, a mask layer (for example, a silicon nitride film) 93 is formed on the polysilicon film. Then, the mask layer 93 is patterned by a photolithography technique, and the polysilicon film is processed by the RIE method based on the transferred pattern. As a result, a gate electrode 12 having a predetermined pattern is formed. Then, using the formed gate electrode 12 (mask layer 93) as a mask, the source / drain diffusion layer 13 is formed in the wafer 1 using an ion implantation method.
The resistance element 15 is manufactured by forming the diffusion layer 15 in an active region of a predetermined size, for example, by ion implantation of a predetermined dose.
The dummy layer 19A is formed on the element isolation insulating film 20 in the same process as the gate electrode of the MIS transistor Tr, for example.
After the plurality of elements constituting the semiconductor device are formed on the wafer, the first interlayer insulating film 41 is formed on the wafer 1 by using, for example, a CVD method. At this time, in the regions 5 1 , 5 2 , 7 1 , 7 2 provided with the gate electrode 12, the dummy layer 19 A, and the convex portions 9 1 , 9 2 , these regions 5 1 , 5 2 , 7 1 , 7 2 The upper surface of the interlayer insulating film 41 above is raised more than the upper surface of the interlayer insulating film 41 above the region where the pattern is not provided (for example, the alignment region 30).

尚、凸部9,9の上端は、ゲート電極12の上端よりも低い位置にあり、素子領域5,5としてのウェハ(半導体基板)1表面よりも、高い位置にある。 Incidentally, the upper end of the convex portion 9 1, 9 2 is at a position lower than the upper end of the gate electrode 12, than the wafer (semiconductor substrate) 1 surface of the element region 5 1, 5 2, at a higher position.

続いて、図7に示すように、層間絶縁膜41上面が、ゲート電極12上のマスク層93をストッパとして、CMP法によって、平坦化される。本実施形態のように、凸部9,9が素子領域5,5とアライメント領域30との間の領域7,7内に設けられることによって、アライメント領域30近傍の被覆率は上昇する。
これによって、層間絶縁膜41上面に、規模の大きなディッシングZが発生するのを抑制できる。つまり、アライメント領域30(ダイシングエリア3A,3B)内の層間絶縁膜41にディッシングが発生しても、そのディッシングZが、凸部形成領域7,7をまたがって素子領域5,5内に広がるのを防止できる。
Subsequently, as shown in FIG. 7, the upper surface of the interlayer insulating film 41 is planarized by CMP using the mask layer 93 on the gate electrode 12 as a stopper. As in the present embodiment, the region 7 1, 7 by provided in 2, the coverage of the alignment region 30 near between the protrusions 9 1, 9 2 element region 5 1, 5 2 and the alignment region 30 Will rise.
As a result, the occurrence of large-scale dishing Z on the upper surface of the interlayer insulating film 41 can be suppressed. That is, even if dishing occurs in the interlayer insulating film 41 in the alignment region 30 (dicing areas 3A and 3B), the dishing Z extends over the convex portion forming regions 7 1 and 7 2 and the element regions 5 1 and 5 2. It can be prevented from spreading inside.

尚、CMP法による層間絶縁膜41上面の平坦化の後、ゲート電極12上のマスク層93を除去して、ゲート電極12をシリサイド化させてもよい。   Note that the mask layer 93 on the gate electrode 12 may be removed and the gate electrode 12 may be silicided after planarizing the upper surface of the interlayer insulating film 41 by CMP.

そして、図8に示すように、第2層間絶縁膜42が、例えばCVD法を用いて第1層間絶縁膜41上に形成される。第1及び第2層間絶縁膜41,42に対して、フォトリソグラフィー技術を用いて、パターニングが施される。形成されたパターンに基づいて、層間絶縁膜41,42がRIE法によってエッチングされ、コンタクトホール及び配線溝が、層間絶縁膜41,42内の所定の形成位置に形成される。そして、コンタクトプラグCP1及び第1メタル配線M0が、ダマシン法を用いて、形成されたコンタクトホール及び配線溝に埋め込まれる。この第2層間絶縁膜42の上端には、ディッシングZに起因して、窪みZ’が発生する。   Then, as shown in FIG. 8, the second interlayer insulating film 42 is formed on the first interlayer insulating film 41 by using, for example, a CVD method. The first and second interlayer insulating films 41 and 42 are patterned by using a photolithography technique. Based on the formed pattern, the interlayer insulating films 41 and 42 are etched by the RIE method, and contact holes and wiring grooves are formed at predetermined positions in the interlayer insulating films 41 and 42. Then, the contact plug CP1 and the first metal wiring M0 are embedded in the formed contact hole and wiring trench using the damascene method. At the upper end of the second interlayer insulating film 42, a recess Z ′ is generated due to the dishing Z.

上記のように、第1層間絶縁膜41に対する平坦化処理工程(図7参照)において、凸部9,9が設けられることによって、アライメント領域30上方の層間絶縁膜41上面に発生するディッシングZの規模は小さくなる。 As mentioned above, dishing in planarizing step for the first interlayer insulating film 41 (see FIG. 7), by which the convex portions 9 1, 9 2 are provided, which occurs in the alignment region 30 above the interlayer insulating film 41 the top surface The scale of Z becomes smaller.

このため、図9に示すように、第2層間絶縁膜42上面が下層のディッシングZに起因して窪んでも、発生した窪みZ’の規模は、素子領域5,5内に入り込むような大きさにならない。 Therefore, as shown in FIG. 9, also recessed second interlayer insulating film 42 the top surface is due to the lower layer of dishing Z, scale generated recess Z ', such as entering the device region 5 1, 5 in 2 It will not be large.

この後、図4に示すように、複数のメタル配線M1,M2、ビアコンタクトV1,V2及び層間絶縁膜43〜46が、図8に示す工程とほぼ同様の工程によって、順次形成される。この際、下層の層間絶縁膜41に発生したディッシングZの規模は小さいため、ディッシングの影響を受けて層間絶縁膜43〜46上面に発生する窪みZ’も小さくなり、発生した窪みZ’が素子領域5,5内にまで入り込むことは。それゆえ、層間絶縁膜43〜46を用いている各配線層において、窪みZ’内の配線材料の残渣(図示せず)が素子領域5,5内で悪影響を及ぼすことは無く、配線材料の残渣に起因する配線間ショートの発生を防止できる。
以上の工程によって、ウェハ1内の複数の半導体チップエリア2〜2内の各々に、多層配線構造を有する半導体装置が作製される。
Thereafter, as shown in FIG. 4, a plurality of metal wirings M1, M2, via contacts V1, V2, and interlayer insulating films 43 to 46 are sequentially formed by a process substantially similar to the process shown in FIG. At this time, since the scale of the dishing Z generated in the lower interlayer insulating film 41 is small, the depression Z ′ generated on the upper surfaces of the interlayer insulating films 43 to 46 is also reduced by the influence of dishing, and the generated depression Z ′ Entering into the areas 5 1 and 5 2 . Therefore, in the wiring layer is used interlayer insulating film 43 to 46, residues of the wiring material in the recesses Z '(not shown) that does not adversely affect the element region 5 1, 5 within 2, wire It is possible to prevent the occurrence of a short circuit between the wirings due to the residue of the material.
Through the above steps, a semiconductor device having a multilayer wiring structure is manufactured in each of the plurality of semiconductor chip areas 2 1 to 2 4 in the wafer 1.

本発明の第1の実施形態においては、半導体チップエリア2,2内の素子領域5,5とダイシングエリア3A内のアライメント領域30との間に、凸部形成領域7,7が設けられ、この凸部形成領域7,7内に、ウェハ1表面に対して垂直方向に突起した凸部9,9が形成される。この凸部9,9上端は、ウェハ(半導体基板)1表面よりも高い位置にあり、ゲート電極12上端よりも低い位置にある。
本実施形態のように、ダミーパターンを形成できないアライメント領域30に隣接する領域7,7内に、凸部9,9を配置することによって、アライメント領域30近傍の被覆率の低下を軽減できる。そのため、積層された層間絶縁膜の最下層に形成された第1層間絶縁膜41上面に発生するディッシングZの規模(大きさ)を、小さくできる。
In the first embodiment of the present invention, the semiconductor chip area 2 1, second element region 5 1 in the 2, between 5 2 and the alignment region 30 of the dicing area 3A, projection forming region 7 1, 7 2 are formed, and the convex portions 9 1 and 9 2 projecting in the direction perpendicular to the surface of the wafer 1 are formed in the convex portion forming regions 7 1 and 7 2 . The upper ends of the convex portions 9 1 and 9 2 are higher than the surface of the wafer (semiconductor substrate) 1 and lower than the upper end of the gate electrode 12.
As in the present embodiment, by disposing the convex portions 9 1 and 9 2 in the regions 7 1 and 7 2 adjacent to the alignment region 30 where the dummy pattern cannot be formed, the coverage in the vicinity of the alignment region 30 is reduced. Can be reduced. Therefore, the scale (size) of the dishing Z generated on the upper surface of the first interlayer insulating film 41 formed in the lowermost layer of the stacked interlayer insulating films can be reduced.

このように、最下層の層間絶縁膜41上面のディッシングZを小さくできるので、最下層の層間絶縁膜41よりも上層の層間絶縁膜42〜46で発生するディッシングに起因した窪みZ’の大きさも、小さくできる。このため、ディッシングZ及びディッシングに起因した窪みZ’が、素子領域5,5内に入り込むのを抑制できる。 In this way, the dishing Z on the upper surface of the lowermost interlayer insulating film 41 can be reduced, so that the size of the recess Z ′ caused by dishing generated in the upper interlayer insulating films 42 to 46 than the lowermost interlayer insulating film 41 is also increased. Can be small. Therefore, depression due to dishing Z and dishing Z 'is, can be suppressed from entering the device regions 5 1, 5 2.

それゆえ、ディッシングに起因して、層間絶縁膜42〜46上面に、ダイシングエリア3A内から素子領域5,5内にまで入り込むような窪みが発生しないので、図8及び図9を用いて説明したように、ディッシングZ内及び窪みZ’内に残存した配線材料が、素子領域5,5内に形成された半導体装置の配線不良(例えば、配線間ショート)を引き起こすことはない。
したがって、本発明の第1の実施形態によれば、半導体装置の製造歩留まりを向上できる。
Therefore, due to the dishing, the interlayer insulating film 42 to 46 upper surface, since the depression as entering from the dicing area 3A to the element region 5 1, 5 in 2 is not generated, with reference to FIGS. 8 and 9 as described, the wiring material remains in the dishing Z and depressions Z 'in the wiring defective semiconductor device formed in the element region 5 1, 5 in 2 (e.g., short circuit between wires) does not cause.
Therefore, according to the first embodiment of the present invention, the manufacturing yield of the semiconductor device can be improved.

(c) 補足例
本発明の第1の実施形態においては、素子領域5,5とアライメント領域30との間の領域7,7内に、凸部9,9を設けた構造によって、層間絶縁膜41に発生したディッシング及びそれに起因する窪みが、半導体チップエリア(素子領域5,5)内まで拡大するのを抑制する技術について述べた。
(C) Supplementary examples
In the first embodiment of the present invention, interlayer insulation is provided by a structure in which convex portions 9 1 and 9 2 are provided in the regions 7 1 and 7 2 between the element regions 5 1 and 5 2 and the alignment region 30. The technique for suppressing the dishing generated in the film 41 and the depression caused by the dishing from expanding into the semiconductor chip area (element regions 5 1 and 5 2 ) has been described.

但し、凸部9,9のx方向の幅、2つの凸部9,9の間隔を、最適化することによって、アライメント領域30上に発生するディッシングを完全に抑制することも可能である。この場合、図10に示すように、素子領域5,5とアライメント領域30上方の層間絶縁膜41上端は平坦になり、上層に形成される層間絶縁膜42〜46にディッシングに起因する窪みも発生しなくなる。 However, it is also possible to completely suppress dishing occurring on the alignment region 30 by optimizing the width of the convex portions 9 1 and 9 2 in the x direction and the interval between the two convex portions 9 1 and 9 2. It is. In this case, as shown in FIG. 10, element regions 5 1, 5 2 and the alignment region 30 above the interlayer insulating film 41 upper end is flat, depression due to dishing in the interlayer insulating film 42 to 46 which is formed on the upper layer Will no longer occur.

この場合においても、本実施形態においては、ディッシングに起因する配線間ショートを防止できる。したがって、本発明の第1の実施形態によれば半導体装置の製造歩留まりを向上できる。   Even in this case, in the present embodiment, it is possible to prevent a short circuit between wirings due to dishing. Therefore, according to the first embodiment of the present invention, the manufacturing yield of the semiconductor device can be improved.

また、上述の例では、図7に示す層間絶縁膜41上面の平坦化処理後も、マスク層93がトランジスタのゲート電極12上に残存された例を示している。   In the above example, the mask layer 93 is left on the gate electrode 12 of the transistor even after the planarization treatment of the upper surface of the interlayer insulating film 41 shown in FIG.

ゲート電極12上のマスク層93も配線パターン(ゲート)の一部としてみなし、ゲート電極12とマスク層93とを1つの積層体とした場合、例えば、図7に示される工程において、その積層体(マスク層/ゲート電極)上端が、凸部形成領域7,7内の凸部9,9上端よりも高い位置にあれば、マスク層93をストッパとして、層間絶縁膜41上面を平坦化できる。それゆえ、凸部9,9上端は、マスク層93とゲート電極12の界面より高い位置、又は、その界面と同じ位置にあってもよい。 When the mask layer 93 on the gate electrode 12 is also regarded as a part of the wiring pattern (gate) and the gate electrode 12 and the mask layer 93 are formed as one stacked body, for example, in the process shown in FIG. (Mask layer / gate electrode) If the upper end is higher than the upper ends of the protrusions 9 1 and 9 2 in the protrusion formation regions 7 1 and 7 2 , the upper surface of the interlayer insulating film 41 is covered with the mask layer 93 as a stopper. Can be flattened. Thus, the protrusions 9 1, 9 3 upper end, a position higher than the interface of the mask layer 93 and the gate electrode 12, or may be in the same position as the interface.

(3) 第2の実施形態
図11乃至図13を参照して、本発明の第2の実施形態について、説明する。尚、本実施形態においては、第1の実施形態と同じ部材に関しては、第1の実施形態と同じ符号を付し、その説明は必要に応じて行う。
(3) Second embodiment
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, the same members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment, and description thereof will be given as necessary.

(a) 構造
図11を用いて、本発明の第2の実施形態に係る半導体装置の構造について説明する。図11は、図1のC−C線に対応した断面を模式的に示した断面構造図である。
(A) Structure
The structure of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a cross-sectional structure diagram schematically showing a cross section corresponding to the line CC in FIG.

第1の実施形態において、凸部形成領域7,7内に設けられる凸部9,9は、ウェハ1を切り出して形成されている。しかし、凸部9,9は、半導体基板表面に対して垂直方向に突起していればよく、凸部9,9の構成部材は、限定されない。
例えば、図11に示すように、凸部9,9は、絶縁膜14B,93と導電膜19Bとから構成されていてもよい。
In the first embodiment, the convex portions 9 1 and 9 2 provided in the convex portion forming regions 7 1 and 7 2 are formed by cutting the wafer 1. However, the protrusions 9 1 and 9 2 only need to protrude in the direction perpendicular to the surface of the semiconductor substrate, and the constituent members of the protrusions 9 1 and 9 2 are not limited.
For example, as shown in FIG. 11, the convex portions 9 1 and 9 2 may be composed of insulating films 14B and 93 and a conductive film 19B.

半導体装置は、例えば、20V〜30Vの電位をしきい値電圧とする高耐圧系MISトランジスタと、高耐圧系MISトランジスタよりも低いしきい値電圧の低耐圧MISトランジスタ(例えば、図4中のトランジスタTr)とを、有している。   The semiconductor device includes, for example, a high withstand voltage MIS transistor having a threshold voltage of 20 V to 30 V and a low withstand voltage MIS transistor having a threshold voltage lower than that of the high withstand voltage MIS transistor (for example, the transistor in FIG. 4). Tr).

高耐圧系トランジスタHTrのゲート絶縁膜14Aの膜厚は、十分大きなゲート耐圧を確保するために、低耐圧系トランジスタのゲート絶縁膜の膜厚よりも厚い。それゆえ、高耐圧系MISトランジスタHTrのゲート絶縁膜14Aは、低耐圧系MISトランジスタのゲート絶縁膜とは別途の工程で形成される。但し、高耐圧系MISトランジスタHTrのゲート電極12は、低耐圧系MISトランジスタのゲート電極と同じ工程で形成される。   The film thickness of the gate insulating film 14A of the high voltage transistor HTr is larger than the film thickness of the gate insulating film of the low voltage transistor in order to ensure a sufficiently large gate breakdown voltage. Therefore, the gate insulating film 14A of the high breakdown voltage MIS transistor HTr is formed in a separate process from the gate insulating film of the low breakdown voltage MIS transistor. However, the gate electrode 12 of the high voltage MIS transistor HTr is formed in the same process as the gate electrode of the low voltage MIS transistor.

凸部9,9を構成している絶縁膜11Bは、例えば、半導体装置を構成する低耐圧系MISトランジスタのゲート絶縁膜と同時に形成される。また、本実施形態の凸部9,9において、絶縁膜11B上の導電膜19Bは、例えば、低耐圧系MISトランジスタTrのゲート電極12と同時に形成される。但し、導電膜19Bは、電気的な機能を有さないダミー層である。以下、導電層19Bのことをダミー層19Bと呼ぶ。また、ダミー層19B上には、マスク層と同時に形成された絶縁層93も配置されている。 Insulating film 11B constituting the protrusions 9 1, 9 2, for example, is formed simultaneously with the gate insulating film of the low-breakdown-voltage MIS transistors constituting the semiconductor device. Further, the protrusions 9 1, 9 2 of the present embodiment, the conductive film 19B on the insulating film 11B is formed, for example, at the same time as the gate electrode 12 of the low-breakdown-voltage MIS transistor Tr. However, the conductive film 19B is a dummy layer having no electrical function. Hereinafter, the conductive layer 19B is referred to as a dummy layer 19B. An insulating layer 93 formed simultaneously with the mask layer is also disposed on the dummy layer 19B.

このように、本実施形態で述べる凸部9,9は、低耐圧系MISトランジスタTrのゲート電極とほぼ同じ構造を有している。 Thus, the convex portions 9 1 and 9 2 described in the present embodiment have substantially the same structure as the gate electrode of the low breakdown voltage MIS transistor Tr.

本実施形態のように、絶縁層14Bと導電層19Bとから構成される凸部9,9であっても、第1の実施形態と同様に、ダミーパターンを配置できないアライメント領域30近傍の被覆率を向上でき、アライメント領域30内で発生するディッシングの規模が大きくなるのを抑制する。そして、本実施形態では、下層の層間絶縁膜41に発生するディッシングが小さくなるので、上層の層間絶縁膜42〜46上面に、素子領域5,5内まで広がるような大きな窪みが形成されるのを防止できる。このように、層間絶縁膜42〜46に発生する窪みに残存した配線材料が、素子領域5,5に入り込むことは無いので、配線材料の残渣による半導体装置の配線間ショートは発生しない。 As in the present embodiment, the insulating layer 14B and the conductive layer 19B and the protrusions 9 1 consists, 9 be two, as in the first embodiment can not be a dummy pattern alignment region 30 near the The coverage rate can be improved, and an increase in the size of dishing that occurs in the alignment region 30 is suppressed. In the present embodiment, since dishing generated in the lower layer of the interlayer insulating film 41 is reduced, the interlayer insulating film 42 to 46 the upper surface of the upper layer, depression large as extending to the element region 5 1, 5 within 2 is formed Can be prevented. Thus, wiring material remaining in the depression generated in the interlayer insulating film 42 to 46 is, because it will not enter the device region 5 1, 5 2, short circuit between wires of the semiconductor device does not occur due to the residue of the wiring material.

したがって、本発明の第2の実施形態においても、半導体装置の製造歩留まりを向上できる。   Therefore, also in the second embodiment of the present invention, the manufacturing yield of the semiconductor device can be improved.

(b) 製造方法
以下、図12及び図13を用いて、本発明の第2の実施形態に係る半導体装置の製造工程について、説明する。尚、図12及び図13は、図11と同様に図1のC−C線に対応する断面を示した工程図である。
(B) Manufacturing Method Hereinafter, the manufacturing process of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 12 and 13 are process diagrams showing a cross section corresponding to the line CC in FIG. 1 as in FIG.

はじめに、図12に示すように、素子領域5,5のうち、高耐圧MISトランジスタを形成する領域(以下、高耐圧領域と呼ぶ)内のウェハ1上面がエッチングされ、ウェハ1内に凹部Uが形成される。この際、アライメント領域30及び凸部形成領域7,7は、エッチングされないように、レジスト(図示せず)によって覆われている。続いて、高耐圧系MISトランジスタのゲート絶縁膜14が、例えば、熱酸化法やCVD法を用いて形成される。 First, as shown in FIG. 12, of the element region 5 1, 5 2, region forming the high withstand voltage MIS transistors (hereinafter, the high voltage region hereinafter) wafer 1 the top surface of the is etched recesses in the wafer 1 U is formed. At this time, the alignment region 30 and the convex portion formation regions 7 1 and 7 2 are covered with a resist (not shown) so as not to be etched. Subsequently, the gate insulating film 14 of the high breakdown voltage MIS transistor is formed using, for example, a thermal oxidation method or a CVD method.

次に、高耐圧領域(凹部)内にレジストマスク95Aが、例えば、フォトリソグラフィー技術を用いて形成される。   Next, a resist mask 95A is formed in the high breakdown voltage region (concave portion) using, for example, a photolithography technique.

尚、高耐圧領域内のゲート絶縁膜14上端と、高耐圧領域以外の領域のウェハ1表面がほぼ一致する高さになるように、高耐圧領域内に凹部Uを形成することが好ましい。   In addition, it is preferable to form the concave portion U in the high breakdown voltage region so that the upper end of the gate insulating film 14 in the high breakdown voltage region and the surface of the wafer 1 in the region other than the high breakdown voltage region substantially coincide.

続いて、図13に示すように、凸部形成領域内7,7及び低耐圧系MISトランジスタなど他の素子を形成する領域の絶縁膜が、例えば、ウェットエッチング又はRIE法などを用いて、除去され、高耐圧領域内にのみ絶縁膜14Aが残存する。 Subsequently, as shown in FIG. 13, the insulating film in the region where other elements such as the convex portion forming regions 7 1 and 7 2 and the low breakdown voltage MIS transistor are formed is formed by using, for example, wet etching or RIE method. The insulating film 14A remains only in the high breakdown voltage region.

この後、第1の実施形態の図6に示す工程と同様の工程で、アライメントマーク35や半導体装置を構成する複数の素子が、アライメント領域30内及び素子領域5,5内にそれぞれ形成される。 Thereafter, in step similar to the step shown in FIG. 6 of the first embodiment, a plurality of elements constituting the alignment mark 35 and the semiconductor device, formed respectively in the alignment region 30 and the element region 5 1, 5 in 2 Is done.

この工程において、図6に示す低耐圧系MISトランジスタのゲート絶縁膜の形成と同時に、凸部形成領域7,7内のウェハ1表面上に、絶縁膜11B上が形成される。そして、凸部形成領域7,7内に形成された絶縁膜11B上に、低耐圧系MISトランジスタTrのゲート電極の形成と同時に、ダミー層19Bが形成される。尚、凸部9,9を所定の形状に加工するため、ダミー層19B上には、マスク層93が形成されている。また、高耐圧系MISトランジスタHTrのゲート電極14Aは、ダミー層19Bと同じ材料を用いて同時に形成される。
このように、絶縁膜14B,93及びダミー層(導電層)19Bとから構成される凸部9,9が、凸部形成領域7,7内に形成される。尚、本実施形態の凸部9,9は、低耐圧系トランジスタのゲート電極と同時に形成されるため、ゲート電極上端の位置と凸部9,9上端の位置は同じになる。
凸部9,9及び素子が形成された後、層間絶縁膜41がウェハ1上に形成される。
In this step, simultaneously with the formation of the gate insulating film of the low breakdown voltage MIS transistor shown in FIG. 6, the insulating film 11B is formed on the surface of the wafer 1 in the convex portion forming regions 7 1 and 7 2 . A dummy layer 19B is formed simultaneously with the formation of the gate electrode of the low withstand voltage MIS transistor Tr on the insulating film 11B formed in the convex formation regions 7 1 and 7 2 . A mask layer 93 is formed on the dummy layer 19B in order to process the convex portions 9 1 and 9 2 into a predetermined shape. Further, the gate electrode 14A of the high breakdown voltage MIS transistor HTr is simultaneously formed using the same material as the dummy layer 19B.
As described above, the convex portions 9 1 and 9 2 including the insulating films 14B and 93 and the dummy layer (conductive layer) 19B are formed in the convex portion forming regions 7 1 and 7 2 . Since the convex portions 9 1 and 9 2 of this embodiment are formed simultaneously with the gate electrode of the low breakdown voltage transistor, the position of the upper end of the gate electrode and the position of the upper end of the convex portions 9 1 and 9 2 are the same.
After the protrusions 9 1 and 9 2 and the elements are formed, an interlayer insulating film 41 is formed on the wafer 1.

この後、図7乃至図9に示す工程、続いて、図4に示す工程と同様の工程を用いて、層間絶縁膜42〜46及び配線層M0〜M2が順次形成され、本実施形態に係る半導体装置が完成する。   Thereafter, the interlayer insulating films 42 to 46 and the wiring layers M0 to M2 are sequentially formed by using the steps shown in FIGS. 7 to 9 and the steps similar to those shown in FIG. 4 according to the present embodiment. A semiconductor device is completed.

以上のように、本実施形態において、凸部形成領域7,7内に凸部9,9が形成され、本実施形態の凸部9,9は、絶縁膜14B,93と導電層(ダミー層)19Bとから構成される。 As described above, in the present embodiment, the protrusions 9 1, 9 2 is formed on the convex portion forming region 7 1, 7 2, protrusions 9 1, 9 2 in the present embodiment, the insulating film 14B, 93 And a conductive layer (dummy layer) 19B.

本実施形態においても、半導体チップエリア2,2内の素子領域5,5とダイシングエリア3A内のアライメント領域30との間の領域7,7内に、凸部9,9を配置することによって、アライメント領域30近傍の被覆率が向上し、層間絶縁膜41に発生するディッシングの規模を小さくできる。この結果、ディッシングの影響を受けて発生する上層の層間絶縁膜42〜46の窪みに関しても、その規模が小さくできる。つまり、本実施形態では、素子領域5,5に入り込むような大きな窪みは発生せず、窪み内の配線材料の残渣が、素子領域5,5に形成される半導体装置に対して、配線間ショートなどの配線不良を引き起こすこともない。 In this embodiment, the region 7 1, 7 2 of between alignment region 30 of the semiconductor chip areas 2 1, second element region 5 1 in the 2, 5 2 and the dicing area 3A, the protrusions 9 1, by placing the 9 2, improves the alignment region 30 near the coverage, it is possible to reduce the scale of dishing generated in the interlayer insulating film 41. As a result, the scale of the depressions in the upper interlayer insulating films 42 to 46 generated under the influence of dishing can be reduced. That is, in the present embodiment, a large depression that enters the element regions 5 1 and 5 2 does not occur, and a residue of the wiring material in the depression is formed in the semiconductor device formed in the element regions 5 1 and 5 2 . In addition, wiring defects such as a short circuit between wirings are not caused.

したがって、本発明の第2の実施形態に係る半導体装置においても、第1の実施形態と同様に、半導体装置の製造歩留まりを向上できる。   Therefore, also in the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention, the manufacturing yield of the semiconductor device can be improved as in the first embodiment.

尚、本実施形態において、導電層と絶縁層とから構成される凸部9,9について述べたが、これに限定されず、導電層の単層構造となる凸部9,9や、例えば、素子分離絶縁膜20と同時に形成される絶縁膜からなる凸部9,9であっても良いのはもちろんである。 In the present embodiment, the convex portions 9 1 , 9 2 including the conductive layer and the insulating layer have been described. However, the present invention is not limited to this, and the convex portions 9 1 , 9 2 having a single layer structure of the conductive layer. Or, for example, the convex portions 9 1 and 9 2 made of an insulating film formed simultaneously with the element isolation insulating film 20 may be used.

2. 変形例
図14乃至図16を用いて、本発明の実施形態の変形例について説明する。
2. Modified example
A modification of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

第1及び第2実施形態においては、凸部形成領域7,7を半導体チップエリア21,22内の端部に設け、素子領域5,5の周囲が凸部形成領域7,7によって取り囲まれた構造を有する半導体装置について、説明した。 In the first and second embodiments, the convex portion forming region 7 1, 7 2 provided at the end of the semiconductor chip area 21, the element region 5 1, 5 2 around the convex portion formation region 71, a semiconductor device having enclosed structure by 7 2, has been described.

はじめに、図14及び図15を用いて、本発明の実施形態の一変形例について、説明する。図14は、本変形例の構造を示す平面図であり、図15は図14のD−D線に対応する断面を示している。   First, a modification of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 14 and 15. FIG. 14 is a plan view showing the structure of the present modification, and FIG. 15 shows a cross section corresponding to the line DD in FIG.

但し、凸部9,9を設けることで、層間絶縁膜に発生するディッシングの規模(大きさ)を小さくできれば良く、凸部形成領域7,7の配置箇所は、半導体チップエリア2,2の端部に限定されるものではない。 However, it is only necessary to reduce the scale (size) of dishing generated in the interlayer insulating film by providing the convex portions 9 1 and 9 2 , and the convex portion forming regions 7 1 and 7 2 are arranged in the semiconductor chip area 2. It is not limited to the ends of 1 and 2 2 .

例えば、図14及び図15に示すように、半導体チップエリア21,22内に第1素子領域5A,5Aと第2素子領域5B,5Bが設けられ、凸部形成領域7,7は、第1素子域5A,5Aと第2素子領域5B,5Bとの間に設けられていてもよい。図14に示す例において、半導体チップエリア2,2の構造は、凸部形成領域7,7が第1素子領域5A,5Aの周囲を取り囲み、さらに、第2素子領域5B,5Bが凸部形成領域7,7の周囲を取り囲む構造となっている。但し、素子領域5A,5A,5B,5Bと凸部形成領域7,7のレイアウトは、図14に示す例に限定されるものではない。 For example, as shown in FIGS. 14 and 15, first element regions 5A 1 and 5A 2 and second element regions 5B 1 and 5B 2 are provided in the semiconductor chip areas 21 and 22, and the protrusion forming regions 7 1 and 5B are provided. 7 2 may be provided between the first element region 5A 1, 5A 2 and the second element region 5B 1, 5B 2. In the example shown in FIG. 14, the structure of the semiconductor chip areas 2 1 and 2 2 is such that the convex portion forming regions 7 1 and 7 2 surround the first element regions 5A 1 and 5A 2 , and further, the second element region 5B. 1 and 5B 2 surround the convex portion forming regions 7 1 and 7 2 . However, the layout of the element regions 5A 1 , 5A 2 , 5B 1 , 5B 2 and the convex portion forming regions 7 1 , 7 2 is not limited to the example shown in FIG.

図15に示す例において、第1素子領域5A,5A内には、MISトランジスタが設けられ、第2素子領域5B,5B内には、例えば、ガードリングGRが設けられている。第2素子領域5B,5Bは、例えば、ガードリングGRのように、メモリセルやその制御素子に比較して重要度の低い部材が形成された領域や、素子として機能しないダミー素子が形成された領域である。但し、第2素子領域は、抵抗素子など半導体装置に対して機能を有する素子が形成された領域であってもよいのはもちろんである。 In the example shown in FIG. 15, MIS transistors are provided in the first element regions 5A 1 and 5A 2 , and, for example, a guard ring GR is provided in the second element regions 5B 1 and 5B 2 . In the second element regions 5B 1 and 5B 2 , for example, a region where a member less important than the memory cell or its control element is formed, such as a guard ring GR, or a dummy element that does not function as an element is formed. This is the area that has been However, it goes without saying that the second element region may be a region where an element having a function with respect to the semiconductor device such as a resistance element is formed.

また、図16を用いて、図14及び図15とは異なる変形例について説明する。
凸部形成領域7,7(凸部9,9)は、アライメント領域30のように、ダミーパターンを配置できない領域と素子領域5,5との間に設け、ダミーパターンを配置できない領域近傍の被覆率を向上できればよい。
In addition, a modified example different from FIGS. 14 and 15 will be described with reference to FIG.
The convex portion formation regions 7 1 and 7 2 (convex portions 9 1 and 9 2 ) are provided between the region where the dummy pattern cannot be arranged and the element regions 5 1 and 5 2 , as in the alignment region 30. What is necessary is just to improve the coverage in the vicinity of the region where it cannot be arranged.

それゆえ、例えば、図16に示すように、凸部形成領域7,7は、アライメント領域30と隣接している素子領域5,5のx方向の一端及び他端にのみ設けられてもよい。 Thus, for example, as shown in FIG. 16, the convex portion forming region 7 1, 7 2, are only provided on one end and the other end of the alignment region 30 and adjoining element region 5 1, 5 2 in the x-direction May be.

この場合、素子領域5,5(半導体チップエリア2,2)のy方向の一端及び他端に、凸部形成領域を設けなくともよくなり、半導体チップエリア2,2のサイズを縮小することができる。 In this case, the y-direction of the one end and the other end of the element region 5 1, 5 2 (semiconductor chip areas 2 1, 2 2), becomes better without providing a projection forming region, the semiconductor chip area 2 1, 2 2 The size can be reduced.

以上のように、本変形例においても、第1及び第2の実施形態と同様に、ディッシングの規模(大きさ)を縮小でき、ディッシング及びこれに起因する窪みに残存した配線材料によって、素子領域5,5に形成された半導体装置に配線間ショートが引き起こされるのを防止できる。 As described above, also in the present modification, as in the first and second embodiments, the size (size) of dishing can be reduced, and the element region can be reduced by the dishing and the wiring material remaining in the depression resulting therefrom. 5 1, the semiconductor device formed on 5 2 can be prevented from short circuit between the conductive wiring layers is caused.

したがって、本発明の実施形態の変形例の半導体装置によれば、半導体装置の製造歩留まりを向上できる。   Therefore, according to the semiconductor device of the modification of the embodiment of the present invention, the manufacturing yield of the semiconductor device can be improved.

3. 適用例
図17乃至図19を用いて、本発明の実施形態の適用例について、説明する。尚、第1及び第2の実施形態と同一部材に関しては、同一符号を付し、説明は省略する。
図19は、本発明の実施形態の適用例である半導体チップの全体構成を示している。図17及び図18は、本発明の実施形態が適用された半導体チップ20のx方向及びy方向に沿う断面構造を、それぞれ模式的に示している。
3. Application examples
An application example of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, about the same member as 1st and 2nd embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
FIG. 19 shows an entire configuration of a semiconductor chip which is an application example of the embodiment of the present invention. 17 and 18 schematically show cross-sectional structures along the x and y directions of the semiconductor chip 20 to which the embodiment of the present invention is applied.

図17乃至図19に示す例において、半導体チップ20はメモリチップであって、素子領域5は、メモリセルアレイ100と、例えば、ロウデコーダやセンスアンプ、制御回路のような周辺回路が形成された周辺回路領域120とから構成されている。 In the example shown in FIGS. 17 to 19, the semiconductor chip 20 is a memory chip, element region 5 1 includes a memory cell array 100, for example, a row decoder and a sense amplifier, peripheral circuits such as control circuits are formed And a peripheral circuit region 120.

メモリセルアレイ100は、例えば、NANDフラッシュメモリの構成となっている。この場合、メモリセルアレイ100内には、複数のNANDセルユニットが設けられ、図17においては、1つのNANDセルユニットを図示している。1つのNANDセルユニットは、電流経路がy方向に直列接続された複数のメモリセルMCと、この直列接続されたメモリセルMCの一端及び他端に設けられた選択トランジスタSTD,STSとから構成される。   The memory cell array 100 has, for example, a NAND flash memory configuration. In this case, a plurality of NAND cell units are provided in the memory cell array 100, and FIG. 17 shows one NAND cell unit. One NAND cell unit includes a plurality of memory cells MC whose current paths are connected in series in the y direction, and select transistors STD and STS provided at one end and the other end of the series connected memory cells MC. The

メモリセルMCは、例えば、フローティングゲート電極16とコントロールゲート電極18とを有するスタックゲート構造のMISトランジスタである。   The memory cell MC is, for example, a stack gate MIS transistor having a floating gate electrode 16 and a control gate electrode 18.

フローティングゲート電極16は、半導体基板(ウェハ)1表面のゲート絶縁膜(トンネル絶縁膜)11A上に配置される。フローティングゲート電極16は、電子(データ)を保持する電荷蓄積層として機能する。
フローティングゲート電極16上には、電極間絶縁膜17を介して、コントロールゲート電極18が配置される。コントロールゲート電極18はx方向に延在し、x方向に隣接する複数のメモリセルMCによって共有される。コントロールゲート電極18はワード線として機能する。
The floating gate electrode 16 is disposed on a gate insulating film (tunnel insulating film) 11A on the surface of the semiconductor substrate (wafer) 1. The floating gate electrode 16 functions as a charge storage layer that holds electrons (data).
A control gate electrode 18 is disposed on the floating gate electrode 16 via an interelectrode insulating film 17. The control gate electrode 18 extends in the x direction and is shared by a plurality of memory cells MC adjacent in the x direction. The control gate electrode 18 functions as a word line.

例えば、コントロールゲート電極18の上部は、シリサイド化される。シリサイド処理は、形成されたゲート電極18上のマスク層をストッパとして、層間絶縁膜41上面を平坦にした後に、コントロールゲート電極18上のマスク層が剥離されて、実行される。そのため、この場合には、コントロールゲート電極18上には、マスク層が残存しない構造となる。   For example, the upper portion of the control gate electrode 18 is silicided. The silicide process is performed after the mask layer on the formed gate electrode 18 is used as a stopper and the upper surface of the interlayer insulating film 41 is flattened, and then the mask layer on the control gate electrode 18 is peeled off. Therefore, in this case, the mask layer is not left on the control gate electrode 18.

y方向に隣接するメモリセルMCは、ソース/ドレイン拡散層13Aを共有して、その電流経路が直列接続される。   The memory cells MC adjacent in the y direction share the source / drain diffusion layer 13A, and their current paths are connected in series.

尚、メモリセルMCの構造は、スタックゲート構造に限定されず、MONOS(Metal-Oxide-Nitride-Oxide-Semiconductor)構造でもよい。   The structure of the memory cell MC is not limited to the stack gate structure, but may be a MONOS (Metal-Oxide-Nitride-Oxide-Semiconductor) structure.

選択トランジスタSTD,STSは、メモリセルMCと同時に形成されるため、メモリセルMCとほぼ同じ構造を有している。但し、選択トランジスタSTD,STSのゲート電極12は、フローティングゲート電極16と同時に形成された導電層とコントロールゲート電極18と同時に形成された導電層とが、それらの導電層間に介在する電極間絶縁膜に形成された開口部を経由して接続されている。選択トランジスタSTD,STSのゲート電極12は、セレクトゲート線として機能する。   Since the select transistors STD and STS are formed at the same time as the memory cell MC, they have substantially the same structure as the memory cell MC. However, the gate electrode 12 of the select transistors STD and STS is an interelectrode insulating film in which a conductive layer formed simultaneously with the floating gate electrode 16 and a conductive layer formed simultaneously with the control gate electrode 18 are interposed between the conductive layers. It is connected via the opening formed in. The gate electrodes 12 of the select transistors STD and STS function as select gate lines.

選択トランジスタSTD,STSは、隣接するメモリセルMCと一方のソース/ドレイン拡散層13Aを共有し、その電流経路がメモリセルMCの電流経路に直列接続されている。   The select transistors STD and STS share one source / drain diffusion layer 13A with the adjacent memory cell MC, and their current path is connected in series to the current path of the memory cell MC.

NANDセルユニット内のソース側選択トランジスタSTSのソース/ドレイン拡散層13Sは、ソース線コンタクトSCを経由して、ソース線SL(第1メタル配線)に接続される。NANDセルユニット内のドレイン側選択トランジスタSTDのソース/ドレイン拡散層13Dは、ビット線コンタクトBC及び第1メタル配線を経由して、ビット線BL(第2メタル配線)に接続される。   The source / drain diffusion layer 13S of the source side select transistor STS in the NAND cell unit is connected to the source line SL (first metal wiring) via the source line contact SC. The source / drain diffusion layer 13D of the drain side select transistor STD in the NAND cell unit is connected to the bit line BL (second metal wiring) via the bit line contact BC and the first metal wiring.

周辺回路領域120には、高耐圧/低耐圧MISトランジスタHTr,Trが設けられている。これらのMISトランジスタHTr,Trのゲート電極12も、メモリセルMCと同時に形成されるため、選択トランジスタSTD,STSと同じ積層構造を有している。
MISトランジスタHTr,Trのソース/ドレイン拡散層13及びゲート電極12は、コンタクトプラグCP1を経由して、メタル配線M0〜M2に接続される。
The peripheral circuit region 120 is provided with high breakdown voltage / low breakdown voltage MIS transistors HTr, Tr. Since the gate electrodes 12 of these MIS transistors HTr and Tr are also formed at the same time as the memory cell MC, they have the same stacked structure as the select transistors STD and STS.
The source / drain diffusion layers 13 and the gate electrodes 12 of the MIS transistors HTr and Tr are connected to the metal wirings M0 to M2 via the contact plug CP1.

尚、メモリセルのコントロールゲート電極をシリサイド化させた場合には、選択トランジスタ及びMISトランジスタのゲート電極12上端もシリサイド化される。それゆえ、選択トランジスタ及びMISトランジスタのゲート電極12上端にも、マスク層は残存しない。   When the control gate electrode of the memory cell is silicided, the upper ends of the gate electrodes 12 of the selection transistor and the MIS transistor are also silicided. Therefore, the mask layer does not remain at the upper ends of the gate electrodes 12 of the selection transistor and the MIS transistor.

また、このメモリチップ20に設けられる抵抗素子として、第1及び第2の実施形態で述べた拡散層抵抗素子の代わりに、フローティングゲート電極16と同時に形成される導電層を抵抗体16Rとした抵抗素子を用いてもよい。このような抵抗素子においては、コントロールゲート電極と同時に形成される導電層18Cはコンタクトとして機能し、絶縁膜17に形成された開口部を介して、抵抗体16Rに接続される。抵抗体(抵抗素子)16Rは導電層18C及びコンタクトプラグCP2を経由して、メタル配線M0〜M2に接続される。   In addition, as a resistance element provided in the memory chip 20, instead of the diffusion layer resistance element described in the first and second embodiments, a resistance having a conductive layer formed simultaneously with the floating gate electrode 16 as a resistor 16R. An element may be used. In such a resistance element, the conductive layer 18C formed at the same time as the control gate electrode functions as a contact, and is connected to the resistor 16R through an opening formed in the insulating film 17. The resistor (resistive element) 16R is connected to the metal wirings M0 to M2 via the conductive layer 18C and the contact plug CP2.

そして、凸部形成領域7は、素子領域5を取り囲むように、メモリチップ20の端部と素子領域5との間に設けられている。凸部形成領域7内には、凸部9が設けられている。尚、図18及び図19に示すように、本適用例で述べられる凸部9は、半導体基板(ウェハ)1から切り出された突起部であるが、凸部9はメモリセルMCのスタックゲート構造16,18又は低耐圧MISトランジスタTrのゲート構造11,12と同じ構造の導電層と絶縁層からなる積層体でもよい。 The projection forming region 7 1 so as to surround the element region 5 1 is provided between the end portion and the element region 5 1 of the memory chip 20. The projection forming region 7 1, the protrusions 9 1 is provided. As shown in FIGS. 18 and 19, the protrusions 9 1 mentioned in this application example is a protrusion which is cut out from a semiconductor substrate (wafer) 1, the protrusions 9 1 of the memory cell MC stack It may be a stacked body composed of a conductive layer and an insulating layer having the same structure as the gate structures 16 and 18 or the gate structures 11 and 12 of the low breakdown voltage MIS transistor Tr.

本適用例において、凸部9上端は、メモリセルMCのスタックゲート電極16,18上端よりも低い位置にある。また、凸部9の上端は、半導体基板1(メモリセル形成領域)表面よりも高い位置にある。尚、図18においては、凸部9の上端は、例えば、高耐圧/低耐圧MISトランジスタHTr,Trを形成する領域を区画する素子分離絶縁膜の上端よりも高い位置にある。 In this application example, the protrusions 9 1 upper is positioned lower than the stacked gate electrodes 16 and 18 the upper end of the memory cell MC. The upper end of the convex portion 9 1 is at a higher position than the semiconductor substrate 1 (the memory cell formation region) surface. Note that in FIG. 18, the upper end of the convex portion 9 1, for example, in a higher position than the upper end of the high-voltage / low-voltage MIS transistors HTr, an element isolation insulating film partitioning the region for forming the Tr.

第1及び第2の実施形態で述べたように、凸部9を設けることで、半導体装置(メモリチップ)の製造工程において、下層の層間絶縁膜41に発生するディッシングの規模(大きさ)を小さくでき、ディッシングに起因する上層の層間絶縁膜42〜46の窪みの規模も小さくできる。それゆえ、素子領域5内にまで入り込む大きな窪みが発生することはなく、窪み内に残存する配線材料が、メモリセルアレイ100内及び周辺回路領域120内に形成された素子に悪影響を及ぼすことはない。 As described in the first and second embodiment, by providing the protrusions 9 1, the semiconductor device in the manufacturing process of (memory chip), dishing of scale (size) generated in the lower layer of the interlayer insulating film 41 And the size of the recesses in the upper interlayer insulating films 42 to 46 due to dishing can be reduced. Therefore, never recess large entering to the element region 5 1 occurs, wiring material remaining in the depressions, an adverse effect on the element formed in the memory cell array 100 and the peripheral circuit region 120 is Absent.

それゆえ、本実施形態の適用例のように、配線材料の残渣による配線間ショートが発生しないメモリチップ20を提供できる。   Therefore, as in the application example of the present embodiment, it is possible to provide the memory chip 20 in which the short circuit between the wirings due to the residue of the wiring material does not occur.

したがって、本発明の実施形態によれば、本発明の実施形態の適用例のような半導体装置(例えば、メモリチップ)の製造歩留まりを向上できる。   Therefore, according to the embodiment of the present invention, the manufacturing yield of a semiconductor device (for example, a memory chip) as in the application example of the embodiment of the present invention can be improved.

尚、本適用例においては、メモリチップとなる半導体チップを例に説明を行ったが、それに限定されず、ロジック回路などの他の半導体集積回路を形成した半導体チップであってもよいのは、もちろんである。また、本発明の実施形態の変形例を適用した半導体チップであっても同様の効果が得られるのはもちろんである。   In this application example, the semiconductor chip serving as a memory chip has been described as an example. However, the present invention is not limited thereto, and a semiconductor chip in which another semiconductor integrated circuit such as a logic circuit is formed may be used. Of course. Of course, the same effect can be obtained even in a semiconductor chip to which a modification of the embodiment of the present invention is applied.

4. その他
本発明の例は、半導体装置の製造歩留まりを向上できる。
4). Other
The example of the present invention can improve the manufacturing yield of the semiconductor device.

本発明の例は、上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、各構成要素を変形して具体化できる。また、上述の実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を構成できる。例えば、上述の実施形態に開示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよいし、異なる実施形態の構成要素を適宜組み合わせてもよい。   The example of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be embodied by modifying each component without departing from the gist thereof. Various inventions can be configured by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the above-described embodiments. For example, some constituent elements may be deleted from all the constituent elements disclosed in the above-described embodiments, or constituent elements of different embodiments may be appropriately combined.

本発明の実施形態に係る半導体装置の基本構成を説明するための平面図。1 is a plan view for explaining a basic configuration of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. 図1のA−A線に沿う断面図。Sectional drawing in alignment with the AA of FIG. 図1のB−B線に沿う断面図。Sectional drawing which follows the BB line of FIG. 第1の実施形態に係る半導体装置の構造を模式的に示す断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing the structure of the semiconductor device according to the first embodiment. 第1の実施形態に係る半導体装置の製造工程の一工程を示す図。The figure which shows 1 process of the manufacturing process of the semiconductor device which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る半導体装置の製造工程の一工程を示す図。The figure which shows 1 process of the manufacturing process of the semiconductor device which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る半導体装置の製造工程の一工程を示す図。The figure which shows 1 process of the manufacturing process of the semiconductor device which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る半導体装置の製造工程の一工程を示す図。The figure which shows 1 process of the manufacturing process of the semiconductor device which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る半導体装置の製造工程の一工程を示す図。The figure which shows 1 process of the manufacturing process of the semiconductor device which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態の補足例を説明するための図。The figure for demonstrating the supplementary example of 1st Embodiment. 第2の実施形態に係る半導体装置の構造を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows the structure of the semiconductor device which concerns on 2nd Embodiment typically. 第2の実施形態に係る半導体装置の製造工程の一工程を示す図。The figure which shows 1 process of the manufacturing process of the semiconductor device which concerns on 2nd Embodiment. 第2の実施形態に係る半導体装置の製造工程の一工程を示す図。The figure which shows 1 process of the manufacturing process of the semiconductor device which concerns on 2nd Embodiment. 実施形態の変形例を説明するための平面図。The top view for demonstrating the modification of embodiment. 図14のD−D線に沿う断面を模式的に示す図。The figure which shows typically the cross section which follows the DD line | wire of FIG. 本発明の実施形態の変形例を説明するための平面図。The top view for demonstrating the modification of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の適用例を説明するためのレイアウト図。The layout figure for demonstrating the example of application of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の適用例を説明するための断面図。Sectional drawing for demonstrating the application example of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の適用例を説明するための断面図。Sectional drawing for demonstrating the application example of embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1:ウェハ、2〜2:半導体チップエリア、3A,3B:ダイシングエリア、30:アライメント領域、35:アライメントマーク、5,5:素子領域、71,72:凸部形成領域、9〜9:凸部、11,11A,14A:ゲート絶縁膜、12:ゲート電極、13:ソース/ドレイン拡散層、15:拡散層、16:フローティングゲート電極、16R:抵抗層、17:ゲート間絶縁膜、18:コントロールゲート電極(ワード線)、14A,19A,19B:ダミー層、CP:コンタクトプラグ、V1〜V2:ビアコンタクト、20:素子分離絶縁膜、M0〜M2:配線層、41〜42:層間絶縁膜、90,95A:レジストマスク、93:マスク層。 1: Wafer, 2 1 to 2 4 : Semiconductor chip area, 3A, 3B: Dicing area, 30: Alignment area, 35: Alignment mark, 5 1 , 5 2 : Element area, 71, 72: Projection forming area, 9 1 to 9 2 : convex portion, 11, 11A, 14A: gate insulating film, 12: gate electrode, 13: source / drain diffusion layer, 15: diffusion layer, 16: floating gate electrode, 16R: resistance layer, 17: gate Interlayer insulating film, 18: control gate electrode (word line), 14A, 19A, 19B: dummy layer, CP: contact plug, V1 to V2: via contact, 20: element isolation insulating film, M0 to M2: wiring layer, 41 ˜42: interlayer insulating film, 90, 95A: resist mask, 93: mask layer.

Claims (5)

ウェハと、
前記ウェハ内に設けられ、第1及び第2半導体チップエリアと、
前記第1及び第2半導体チップ内の各々に設けられ、トランジスタが形成される第1素子領域と、
前記第1及び第2半導体チップ間に設けられるダイシングエリアと、
前記ダイシングエリア内に設けられ、アライメントマークが形成されるアライメント領域と、
前記第1素子領域と前記アライメント領域との間に設けられ、前記ウェハ表面に対して垂直方向に突出した凸部を有する凸部形成領域と、
を具備し、
前記凸部の上端は、前記ウェハ表面より高い位置にあり、前記トランジスタのゲート電極の上端以下の位置にある、
ことを特徴とする半導体装置。
A wafer,
Provided in the wafer, first and second semiconductor chip areas;
A first element region provided in each of the first and second semiconductor chips and in which a transistor is formed;
A dicing area provided between the first and second semiconductor chips;
An alignment region provided in the dicing area and where an alignment mark is formed;
A protrusion forming region provided between the first element region and the alignment region and having a protrusion protruding in a direction perpendicular to the wafer surface;
Comprising
The upper end of the convex portion is at a position higher than the wafer surface, and is at a position below the upper end of the gate electrode of the transistor.
A semiconductor device.
前記凸部形成領域は、前記第1及び第2半導体チップエリア内に設けられることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, wherein the convex portion forming region is provided in the first and second semiconductor chip areas. 前記凸部形成領域は、前記第1素子領域を取り囲むように設けられることを特徴とする請求項1又は2のいずれか1項に記載の半導体装置。   3. The semiconductor device according to claim 1, wherein the convex portion forming region is provided so as to surround the first element region. 4. 前記凸部形成領域と前記ダイシング領域との間に設けられ、前記第1及び第2半導体チップエリアの各々に含まれる第2素子領域を、さらに具備することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の半導体装置。   4. The device according to claim 1, further comprising: a second element region provided between the convex portion forming region and the dicing region and included in each of the first and second semiconductor chip areas. The semiconductor device according to any one of the above. 半導体基板と、
前記半導体基板内に設けられ、多層配線構造を有するトランジスタが形成される素子領域と、
前記半導体基板の端部と前記素子領域との間の領域内に設けられ、半導体基板表面に対して垂直方向に突出した凸部と、を具備し、
前記凸部の上端は、前記半導体基板表面より高い位置にあり、前記トランジスタのゲート電極の上端以下の位置にある、ことを特徴とする半導体装置。
A semiconductor substrate;
An element region provided in the semiconductor substrate, in which a transistor having a multilayer wiring structure is formed;
A convex portion provided in a region between the end portion of the semiconductor substrate and the element region, and projecting in a direction perpendicular to the surface of the semiconductor substrate;
The semiconductor device according to claim 1, wherein an upper end of the convex portion is at a position higher than a surface of the semiconductor substrate and is not higher than an upper end of the gate electrode of the transistor.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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