JP2012033760A - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents

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Nobuyuki Kito
伸幸 鬼頭
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a simple method to detect the existence of interlayer peeling in a multilayer wiring layer.SOLUTION: A first electrode 412 is formed in a multilayer wiring layer 20. A second electrode 422 faces a first electrode 412 through a part of an insulating film 22. A first electrode pad 430 is connected to the first electrode 412. A second electrode pad 432 is connected to the second electrode 422. Each of at least more than two insulating layers 22 is sandwiched between the first electrode 412 and the second electrode 422. At least a part of a sensor 40 is constituted by the first electrode 412 and the second electrode 422. The sensor 40 is used for detecting the existence of interlayer peeling in the multilayer wiring layer 20.

Description

本発明は、多層配線層を有する半導体装置及び半導体装置の製造方法に関する。   The present invention relates to a semiconductor device having a multilayer wiring layer and a method for manufacturing the semiconductor device.

半導体チップの製造工程には、ウェハをダイシングして個々の半導体チップを個片化する工程がある。ダイシングを行う段階では、ウェハには多層配線層が形成されている。このため、ウェハをダイシングするときに、半導体チップの側面において多層配線層の層間に剥離が生じる可能性がある。   The semiconductor chip manufacturing process includes a process of dicing a wafer into individual semiconductor chips. At the stage of dicing, a multilayer wiring layer is formed on the wafer. For this reason, when dicing the wafer, there is a possibility that peeling occurs between the layers of the multilayer wiring layer on the side surface of the semiconductor chip.

なお、特許文献1には、デキャップリングキャパシタの良否を判断するためのテスト用のMIMキャパシタを設けることが記載されている。このMIMキャパシタは、配線層を2層用いて形成されている。   Patent Document 1 describes that a test MIM capacitor for determining the quality of a decap ring capacitor is provided. This MIM capacitor is formed by using two wiring layers.

特開2008−192707号公報JP 2008-192707 A

上記したように、ウェハをダイシングするときに、半導体チップの側面において多層配線層の層間に剥離が生じる可能性がある。多層配線層の層間に剥離が生じると、その剥離部分が半導体チップの劣化の起点となる。このため、不良の半導体チップを検出するためには、多層配線層の層間における剥離の有無を簡便な手法で検出できるようにする必要がある。   As described above, when dicing the wafer, there is a possibility that separation occurs between the layers of the multilayer wiring layer on the side surface of the semiconductor chip. When peeling occurs between the layers of the multilayer wiring layer, the peeled portion becomes a starting point of deterioration of the semiconductor chip. For this reason, in order to detect a defective semiconductor chip, it is necessary to be able to detect the presence or absence of delamination between layers of the multilayer wiring layer by a simple method.

本発明によれば、基板と、
前記基板上に形成され、3層以上の配線層を有する多層配線層と、
前記配線層を構成する絶縁層と、
いずれかの前記配線層に形成された第1電極と、
前記絶縁層の一部を介して前記第1電極と対向する第2電極と、
前記第1電極に接続する第1電極パッドと、
前記第2電極に接続する第2電極パッドと、
を備え、
少なくとも2層以上の前記絶縁層のそれぞれが、前記第1電極及び前記第2電極に挟まれている半導体装置が提供される。
According to the present invention, a substrate;
A multilayer wiring layer formed on the substrate and having three or more wiring layers;
An insulating layer constituting the wiring layer;
A first electrode formed on any of the wiring layers;
A second electrode facing the first electrode through a part of the insulating layer;
A first electrode pad connected to the first electrode;
A second electrode pad connected to the second electrode;
With
There is provided a semiconductor device in which at least two or more insulating layers are sandwiched between the first electrode and the second electrode.

半導体装置の側面において多層配線層の層間に剥離が生じると、その剥離部分から半導体装置の内部に水分が浸入する。この水分は、絶縁膜に吸収される。これにより、層間絶縁膜の誘電率は上昇し、その結果、第1電極と第2電極の間に生じる容量は上昇する。このため、ウェハをダイシングして複数の半導体装置に個片化する工程の前後それぞれで、第1電極パッドと第2電極パッドの間に生じる容量を測定し、2つの容量の差を把握することにより、多層配線層の層間における剥離の有無を検出することができる。   When peeling occurs between the layers of the multilayer wiring layer on the side surface of the semiconductor device, moisture enters the inside of the semiconductor device from the peeled portion. This moisture is absorbed by the insulating film. As a result, the dielectric constant of the interlayer insulating film increases, and as a result, the capacitance generated between the first electrode and the second electrode increases. Therefore, the capacitance generated between the first electrode pad and the second electrode pad is measured before and after the process of dicing the wafer into a plurality of semiconductor devices, and grasping the difference between the two capacitances. Thus, it is possible to detect the presence or absence of peeling between the multilayer wiring layers.

本発明によれば、ウェハ上に、3層以上の配線層を有する多層配線層を形成する第1工程と、
前記ウェハをダイシングして複数の半導体装置に個片化する第2工程と、
を備え、
前記配線層は絶縁層を有しており、
前記第1工程において、
いずれかの前記配線層に位置する第1電極と、
前記絶縁層の一部を挟んで前記第1電極と対向する第2電極と、
前記第1電極に接続する第1電極パッドと、
前記第2電極に接続する第2電極パッドと、
を前記複数の半導体装置それぞれに対して形成するとともに、少なくとも2層以上の前記絶縁層のそれぞれが、前記第1電極及び前記第2電極で挟まれるように前記第1電極および前記第2電極を形成し、
前記第2工程の前及び後それぞれのタイミングで前記第1電極パッドと前記第2電極パッドの間の容量を測定し、得られた2つの測定値を比較することにより、個片化後の前記半導体装置の異常の有無を検出する、半導体装置の製造方法が提供される。
According to the present invention, a first step of forming a multilayer wiring layer having three or more wiring layers on a wafer;
A second step of dicing the wafer into pieces into a plurality of semiconductor devices;
With
The wiring layer has an insulating layer;
In the first step,
A first electrode located in any of the wiring layers;
A second electrode facing the first electrode across a part of the insulating layer;
A first electrode pad connected to the first electrode;
A second electrode pad connected to the second electrode;
Are formed for each of the plurality of semiconductor devices, and the first electrode and the second electrode are arranged so that each of the at least two insulating layers is sandwiched between the first electrode and the second electrode. Forming,
By measuring the capacitance between the first electrode pad and the second electrode pad at respective timings before and after the second step, and comparing the obtained two measured values, A method of manufacturing a semiconductor device is provided that detects whether there is an abnormality in the semiconductor device.

本発明によれば、多層配線層の層間における剥離の有無を簡便な手法で検出できる。   According to the present invention, the presence / absence of delamination between layers of a multilayer wiring layer can be detected by a simple technique.

第1の実施形態に係る半導体装置の要部の断面図である。It is sectional drawing of the principal part of the semiconductor device which concerns on 1st Embodiment. 図1に示した半導体装置の平面図である。FIG. 2 is a plan view of the semiconductor device shown in FIG. 1. 図1に示した半導体装置が有するセンサの構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the sensor which the semiconductor device shown in FIG. 1 has. センサの一部を拡大した図である。It is the figure which expanded a part of sensor. 第2の実施形態に係る半導体装置の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the semiconductor device which concerns on 2nd Embodiment. 第3の実施形態に係る半導体装置の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the semiconductor device which concerns on 3rd Embodiment. 第4の実施形態に係る半導体装置の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the semiconductor device which concerns on 4th Embodiment. 図7に示した半導体装置における第1電極及び第2電極の形状を示す平面図である。It is a top view which shows the shape of the 1st electrode and 2nd electrode in the semiconductor device shown in FIG. 図7に示した半導体装置の要部を拡大した断面図である。FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the semiconductor device shown in FIG. 7. 第5の実施形態に係る半導体装置の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the semiconductor device which concerns on 5th Embodiment. 図10に示した半導体装置の断面図である。It is sectional drawing of the semiconductor device shown in FIG.

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In all the drawings, the same reference numerals are given to the same components, and the description will be omitted as appropriate.

(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る半導体装置の要部の断面図である。図2は図1に示した半導体装置の平面図である。図1は図2におけるA−A´断面に相当している。また図3は、図1に示した半導体装置が有するセンサ40の構成を示す斜視図である。なお図3における左右方向の断面が、図1の断面図に対応している。この半導体装置は、基板10、多層配線層20、第1電極412、第2電極422、第1電極パッド430(図3を参照)、及び第2電極パッド432(図3を参照)を備えている。多層配線層20は、基板10上に形成されており、3層以上の配線層を有している。配線層は、それぞれ絶縁膜22を有している。第1電極412は多層配線層20に形成されている。第2電極422は、絶縁膜22の一部を介して第1電極412と対向している。第1電極パッド430は第1電極412に接続している。第2電極パッド432は第2電極422に接続している。そして少なくとも2層以上の絶縁膜22のそれぞれが、第1電極412及び第2電極422に挟まれている。そして第1電極412及び第2電極422により、センサ40の少なくとも一部が形成されている。センサ40は、多層配線層20の層間における剥離の有無を検出するために用いられる。以下、詳細に説明する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part of the semiconductor device according to the first embodiment. FIG. 2 is a plan view of the semiconductor device shown in FIG. FIG. 1 corresponds to the AA ′ cross section in FIG. 2. FIG. 3 is a perspective view showing a configuration of the sensor 40 included in the semiconductor device shown in FIG. A cross section in the left-right direction in FIG. 3 corresponds to the cross-sectional view in FIG. This semiconductor device includes a substrate 10, a multilayer wiring layer 20, a first electrode 412, a second electrode 422, a first electrode pad 430 (see FIG. 3), and a second electrode pad 432 (see FIG. 3). Yes. The multilayer wiring layer 20 is formed on the substrate 10 and has three or more wiring layers. Each wiring layer has an insulating film 22. The first electrode 412 is formed on the multilayer wiring layer 20. The second electrode 422 is opposed to the first electrode 412 through a part of the insulating film 22. The first electrode pad 430 is connected to the first electrode 412. The second electrode pad 432 is connected to the second electrode 422. Each of the insulating films 22 having at least two layers is sandwiched between the first electrode 412 and the second electrode 422. The first electrode 412 and the second electrode 422 form at least a part of the sensor 40. The sensor 40 is used to detect the presence or absence of peeling between the multilayer wiring layers 20. Details will be described below.

図2に示すように、本実施形態に係る半導体装置は、内部回路領域100を備えている。内部回路領域100は、半導体装置の内部回路を有している。この回路はトランジスタを有している。内部回路領域100に形成されている回路は、例えばロジック回路、アナログ回路、及びメモリ回路の少なくとも一つを含んでいる。内部回路領域100は、ガードリング30,32によって囲まれている。ガードリング30,32は、図1に示すように、多層配線層20の各配線層に導電パターン302を形成し、これら導電パターン302をビアと同層の導電パターン301を用いて互いに接続し、さらにコンタクトが形成されている絶縁層12にも導電パターン303を形成した形状である。ガードリング32の外側の領域104では、ダイシングの際に多層配線層20内に剥離が生じる可能性がある。本実施形態では、センサ40を用いることにより、この剥離の有無を検出する。なお本実施形態では、センサ40は、ガードリング30,32の間の領域102に配置されている。   As shown in FIG. 2, the semiconductor device according to this embodiment includes an internal circuit region 100. The internal circuit region 100 has an internal circuit of the semiconductor device. This circuit has a transistor. The circuit formed in the internal circuit region 100 includes, for example, at least one of a logic circuit, an analog circuit, and a memory circuit. The internal circuit region 100 is surrounded by guard rings 30 and 32. As shown in FIG. 1, the guard rings 30 and 32 form conductive patterns 302 in each wiring layer of the multilayer wiring layer 20, connect these conductive patterns 302 to each other using the conductive pattern 301 in the same layer as the vias, Further, the conductive pattern 303 is formed on the insulating layer 12 where the contact is formed. In the region 104 outside the guard ring 32, peeling may occur in the multilayer wiring layer 20 during dicing. In this embodiment, the presence or absence of this peeling is detected by using the sensor 40. In the present embodiment, the sensor 40 is disposed in the region 102 between the guard rings 30 and 32.

図1及び図3に示すように、第1電極412と第2電極422は互いに異なる配線層に配置されている。そして平面視で、第1電極412と第2電極422は重なっている。   As shown in FIGS. 1 and 3, the first electrode 412 and the second electrode 422 are arranged in different wiring layers. In plan view, the first electrode 412 and the second electrode 422 overlap.

詳細には、多層配線層20の奇数番目の配線層の全てに第1電極412が形成されており、偶数番目の配線層の全てに第2電極422が形成されている。複数の第1電極412は、絶縁膜22に埋め込まれたビア411及び偶数番目の配線層に形成された導体パターン413を介して、互いに接続している。また複数の第2電極422は、絶縁膜22に埋め込まれたビア421及び奇数番目の配線層に形成された導体パターン423を介して、互いに接続している。そして全ての第1電極412は同一の第1電極パッド430に接続しており、全ての第2電極422は同一の第2電極パッド432に接続している。また第1電極412は、多層配線層20内のビア及び配線を介して第1電極パッド430のみに接続しており、第2電極422は、多層配線層20内のビア及び配線を介して第2電極パッド432のみに接続している。なお絶縁膜22は、例えばSiOC又はSiCOHである。   Specifically, the first electrode 412 is formed on all odd-numbered wiring layers of the multilayer wiring layer 20, and the second electrode 422 is formed on all even-numbered wiring layers. The plurality of first electrodes 412 are connected to each other through vias 411 embedded in the insulating film 22 and conductor patterns 413 formed in even-numbered wiring layers. The plurality of second electrodes 422 are connected to each other through vias 421 embedded in the insulating film 22 and conductor patterns 423 formed in odd-numbered wiring layers. All the first electrodes 412 are connected to the same first electrode pad 430, and all the second electrodes 422 are connected to the same second electrode pad 432. The first electrode 412 is connected only to the first electrode pad 430 through the via and wiring in the multilayer wiring layer 20, and the second electrode 422 is connected to the first electrode 412 through the via and wiring in the multilayer wiring layer 20. Only the two-electrode pad 432 is connected. The insulating film 22 is, for example, SiOC or SiCOH.

また平面視で互いに重なる第1電極412と第2電極422を一つの容量素子としてみた場合、この容量素子は複数形成されている。そして複数の容量素子は、いずれかの配線層に形成された導体パターン414,424によって、並列に接続されている。なお導体パターン414は第1電極412同士を接続しており、導体パターン424は第2電極422同士を接続している。   Further, when the first electrode 412 and the second electrode 422 that overlap each other in plan view are viewed as one capacitive element, a plurality of capacitive elements are formed. The plurality of capacitive elements are connected in parallel by conductor patterns 414 and 424 formed in any one of the wiring layers. The conductor pattern 414 connects the first electrodes 412, and the conductor pattern 424 connects the second electrodes 422.

図4は、センサ40の一部を拡大した図である。多層配線層20を構成する各配線層において、配線は絶縁膜22に埋め込まれている。第1電極412及び第2電極422は、配線と同一工程で形成されるため、絶縁膜22に埋め込まれている。   FIG. 4 is an enlarged view of a part of the sensor 40. In each wiring layer constituting the multilayer wiring layer 20, the wiring is embedded in the insulating film 22. Since the first electrode 412 and the second electrode 422 are formed in the same process as the wiring, they are embedded in the insulating film 22.

第1電極412及び第2電極422を絶縁膜22に埋め込むためには、レジストパターンを用いて絶縁膜22に溝を形成する必要がある。この溝を形成する工程やレジストパターンをアッシングする工程において、絶縁膜22の表面(溝の側面及び底面を含む)には、プラズマダメージを受けた変質層24が形成される。すなわち第1電極412と第2電極422の間には、キャップ膜23、エッチングストッパー膜21、絶縁膜22、及び変質層24がこの順に積層されている。変質層24は、絶縁膜22のうち変質していない部分よりも吸湿しやすくなっている。そして変質層24や絶縁膜22は、吸湿すると誘電率が上がる。   In order to embed the first electrode 412 and the second electrode 422 in the insulating film 22, it is necessary to form a groove in the insulating film 22 using a resist pattern. In the step of forming the groove and the step of ashing the resist pattern, the altered layer 24 that has been subjected to plasma damage is formed on the surface of the insulating film 22 (including the side and bottom surfaces of the groove). That is, the cap film 23, the etching stopper film 21, the insulating film 22, and the altered layer 24 are laminated in this order between the first electrode 412 and the second electrode 422. The altered layer 24 is easier to absorb moisture than a portion of the insulating film 22 that is not altered. The altered layer 24 and the insulating film 22 increase in dielectric constant when absorbed.

一方、多層配線層20の層間に剥離が生じると、その剥離部分から半導体装置の内部に水分が浸入する。この水分は、例えば変質層24や絶縁膜22に吸収される。その結果、第1電極412と第2電極422の間に生じる容量は上昇する。このため、ウェハをダイシングして複数の半導体装置に個片化する工程の前後それぞれで、第1電極パッド430と第2電極パッド432の間に生じる容量を測定し、2つの容量の差を把握することにより、多層配線層20の層間における剥離の有無を検出することができる。   On the other hand, when peeling occurs between the layers of the multilayer wiring layer 20, moisture enters the inside of the semiconductor device from the peeled portion. This moisture is absorbed by, for example, the altered layer 24 and the insulating film 22. As a result, the capacitance generated between the first electrode 412 and the second electrode 422 increases. Therefore, before and after the process of dicing the wafer into a plurality of semiconductor devices, the capacitance generated between the first electrode pad 430 and the second electrode pad 432 is measured to grasp the difference between the two capacitances. By doing so, it is possible to detect the presence or absence of delamination between the multilayer wiring layers 20.

次に、図1〜図4に示した半導体装置の製造方法を説明する。まず、ウェハ状態の基板10にトランジスタ等の素子を形成する。次いで基板10上に多層配線層20を形成する。このとき、センサ40及びガードリング30,32も形成する。次いで、個片化前の状態において、各半導体装置別に、センサ40の第1電極パッド430と第2電極パッド432の間の容量を測定する。   Next, a method for manufacturing the semiconductor device shown in FIGS. 1 to 4 will be described. First, an element such as a transistor is formed on the substrate 10 in a wafer state. Next, the multilayer wiring layer 20 is formed on the substrate 10. At this time, the sensor 40 and the guard rings 30 and 32 are also formed. Next, in a state before separation, the capacitance between the first electrode pad 430 and the second electrode pad 432 of the sensor 40 is measured for each semiconductor device.

その後、基板10及び多層配線層20をダイシングすることにより、複数の半導体装置を個片化する。そして個片化後の半導体装置それぞれについて、センサ40の第1電極パッド430と第2電極パッド432の間の容量を測定する。そしてダイシング前後の容量の変化を測定し、この変化量が基準を超えている半導体装置を不良品と判断する。   Thereafter, the substrate 10 and the multilayer wiring layer 20 are diced to singulate a plurality of semiconductor devices. Then, the capacitance between the first electrode pad 430 and the second electrode pad 432 of the sensor 40 is measured for each semiconductor device after separation. Then, the change in capacitance before and after dicing is measured, and a semiconductor device whose change amount exceeds the reference is determined as a defective product.

このように本実施形態によれば、半導体装置を個片化する前と後それぞれにおいて、センサ40の抵抗を測定するのみで、半導体装置の多層配線層20に剥離が生じているか否かを判断することができる。本実施形態においては、多層配線層20の各配線層に第1電極412及び第2電極422の一方を形成しているため、いずれの層間に剥離が生じていても、この剥離を検出することができる。   As described above, according to the present embodiment, whether or not the multi-layer wiring layer 20 of the semiconductor device is peeled is determined only by measuring the resistance of the sensor 40 before and after the semiconductor device is separated. can do. In the present embodiment, since one of the first electrode 412 and the second electrode 422 is formed in each wiring layer of the multilayer wiring layer 20, this separation is detected even if any separation occurs. Can do.

また複数の第1電極412は同一の第1電極パッド430に接続しており、複数の第2電極422は同一の第2電極パッド432に接続している。このため、半導体装置を個片化する前と後それぞれにおいて、測定を1回ずつ行えばよい。このため、センサ40の測定に必要な工程数を少なくすることができる。   The plurality of first electrodes 412 are connected to the same first electrode pad 430, and the plurality of second electrodes 422 are connected to the same second electrode pad 432. For this reason, the measurement may be performed once before and after the semiconductor device is separated. For this reason, the number of processes required for the measurement of the sensor 40 can be reduced.

(第2の実施形態)
図5は、第2の実施形態に係る半導体装置の構成を示す断面図であり、第1の実施形態における図1に相当している。本実施形態に係る半導体装置は、センサ40を内部回路領域100に有している点を除いて、第1の実施形態に係る半導体装置と同様の構成である。
(Second Embodiment)
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the configuration of the semiconductor device according to the second embodiment, and corresponds to FIG. 1 in the first embodiment. The semiconductor device according to the present embodiment has the same configuration as that of the semiconductor device according to the first embodiment, except that the sensor 40 is included in the internal circuit region 100.

詳細には、センサ40は、内側のガードリング30と、内部回路(図示せず)の間に位置している。
本実施形態によっても、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
Specifically, the sensor 40 is located between the inner guard ring 30 and an internal circuit (not shown).
Also according to this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

(第3の実施形態)
図6は、第3の実施形態に係る半導体装置の構成を示す断面図であり、第1の実施形態における図1に相当している。本実施形態に係る半導体装置は、センサ40を外側のガードリング32より外側の領域104に有している点を除いて、第1の実施形態に係る半導体装置と同様の構成である。
本実施形態によっても、第1の実施形態に係る半導体装置と同様の効果を得ることができる。
(Third embodiment)
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the configuration of the semiconductor device according to the third embodiment, and corresponds to FIG. 1 in the first embodiment. The semiconductor device according to the present embodiment has the same configuration as that of the semiconductor device according to the first embodiment, except that the sensor 40 is provided in the region 104 outside the outer guard ring 32.
Also according to this embodiment, the same effect as that of the semiconductor device according to the first embodiment can be obtained.

(第4の実施形態)
図7は、第4の実施形態に係る半導体装置の構成を示す断面図であり、第1の実施形態における図1に相当している。図8は、図7に示した半導体装置における第1電極412及び第2電極422の形状を示す平面図である。図9は、図7に示した半導体装置の要部を拡大した断面図であり、第1の実施形態における図4に相当している。なお、図7は図8のA−A´断面に相当しており、図9は図8のB−B´断面に相当している。本実施形態に係る半導体装置は、第1電極412及び第2電極422のレイアウトを除いて、第1〜第3の実施形態のいずれかに係る半導体装置と同様の構成である。なお各図は、第1の実施形態と同様の場合を示している。
(Fourth embodiment)
FIG. 7 is a cross-sectional view showing the configuration of the semiconductor device according to the fourth embodiment, and corresponds to FIG. 1 in the first embodiment. FIG. 8 is a plan view showing the shapes of the first electrode 412 and the second electrode 422 in the semiconductor device shown in FIG. FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the semiconductor device shown in FIG. 7, and corresponds to FIG. 4 in the first embodiment. 7 corresponds to the AA ′ cross section of FIG. 8, and FIG. 9 corresponds to the BB ′ cross section of FIG. The semiconductor device according to this embodiment has the same configuration as that of the semiconductor device according to any one of the first to third embodiments, except for the layout of the first electrode 412 and the second electrode 422. Each figure shows the same case as in the first embodiment.

本実施形態において第1電極412及び第2電極422は、全ての配線層それぞれに埋め込まれており、同一配線層内で互いに対向している。詳細には、第1電極412及び第2電極422は、それぞれ櫛歯型の平面形状を有しており、歯の部分が互いの隙間に入り込むように配置されている。そして各層に形成された第1電極412はビアを介して互いに接続しており、また各層に形成された第2電極422もビアを介して互いに接続している。   In the present embodiment, the first electrode 412 and the second electrode 422 are embedded in all the wiring layers, and face each other in the same wiring layer. Specifically, each of the first electrode 412 and the second electrode 422 has a comb-shaped planar shape, and the tooth portions are arranged so as to enter each other's gap. The first electrodes 412 formed in each layer are connected to each other through vias, and the second electrodes 422 formed in each layer are also connected to each other through vias.

そして図9に示すように、第1電極412と第2電極422の間には、絶縁膜22及び変質層24が位置している。このため、本実施形態によっても、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。   As shown in FIG. 9, the insulating film 22 and the altered layer 24 are located between the first electrode 412 and the second electrode 422. For this reason, according to this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

(第5の実施形態)
図10は、第5の実施形態に係る半導体装置の構成を示す平面図であり、第4の実施形態における図8に相当している。図11は、図10に示した半導体装置の断面図であり、第4の実施形態における図7に相当している。本実施形態に係る半導体装置は、第1電極412及び第2電極422が櫛歯形状を有しておらず、平面視において直線形状である点を除いて、第4の実施形態に係る半導体装置と同様の構成である。
本実施形態によっても、第4の実施形態と同様の効果を得ることができる。
(Fifth embodiment)
FIG. 10 is a plan view showing the configuration of the semiconductor device according to the fifth embodiment, and corresponds to FIG. 8 in the fourth embodiment. FIG. 11 is a cross-sectional view of the semiconductor device shown in FIG. 10 and corresponds to FIG. 7 in the fourth embodiment. The semiconductor device according to the present embodiment is the same as the semiconductor device according to the fourth embodiment except that the first electrode 412 and the second electrode 422 do not have a comb-teeth shape and are linear in a plan view. It is the same composition as.
According to this embodiment, the same effect as that of the fourth embodiment can be obtained.

以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described with reference to drawings, these are the illustrations of this invention, Various structures other than the above are also employable.

10 基板
12 絶縁層
20 多層配線層
21 エッチングストッパー膜
22 絶縁膜
23 キャップ膜
24 変質層
30 ガードリング
32 ガードリング
40 センサ
100 内部回路領域
102 領域
104 領域
301 導電パターン
302 導電パターン
303 導電パターン
411 ビア
412 第1電極
413 導体パターン
414 導体パターン
421 ビア
422 第2電極
423 導体パターン
424 導体パターン
430 第1電極パッド
432 第2電極パッド
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Board | substrate 12 Insulating layer 20 Multilayer wiring layer 21 Etching stopper film 22 Insulating film 23 Cap film 24 Alteration layer 30 Guard ring 32 Guard ring 40 Sensor 100 Internal circuit area 102 Area 104 Area 301 Conductive pattern 302 Conductive pattern 303 Conductive pattern 411 Via 412 First electrode 413 Conductor pattern 414 Conductor pattern 421 Via 422 Second electrode 423 Conductor pattern 424 Conductor pattern 430 First electrode pad 432 Second electrode pad

Claims (12)

基板と、
前記基板上に形成され、3層以上の配線層を有する多層配線層と、
前記配線層を構成する絶縁層と、
いずれかの前記配線層に形成された第1電極と、
前記絶縁層の一部を介して前記第1電極と対向する第2電極と、
前記第1電極に接続する第1電極パッドと、
前記第2電極に接続する第2電極パッドと、
を備え、
少なくとも2層以上の前記絶縁層のそれぞれが、前記第1電極及び前記第2電極に挟まれている半導体装置。
A substrate,
A multilayer wiring layer formed on the substrate and having three or more wiring layers;
An insulating layer constituting the wiring layer;
A first electrode formed on any of the wiring layers;
A second electrode facing the first electrode through a part of the insulating layer;
A first electrode pad connected to the first electrode;
A second electrode pad connected to the second electrode;
With
A semiconductor device in which each of at least two or more insulating layers is sandwiched between the first electrode and the second electrode.
請求項1に記載の半導体装置において、
前記第2電極は、前記第1電極が形成された配線層より一つ上の配線層に形成されている半導体装置。
The semiconductor device according to claim 1,
The semiconductor device, wherein the second electrode is formed in a wiring layer one layer above the wiring layer in which the first electrode is formed.
請求項2に記載の半導体装置において、
前記多層配線層の奇数番目の配線層の全てに前記第1電極が形成されており、
前記多層配線層の偶数番目の配線層の全てに前記第2電極が形成されている半導体装置。
The semiconductor device according to claim 2,
The first electrode is formed on all of the odd-numbered wiring layers of the multilayer wiring layer,
A semiconductor device in which the second electrode is formed in all even-numbered wiring layers of the multilayer wiring layer.
請求項1に記載の半導体装置において、
前記第1電極及び前記第2電極は、同一の前記絶縁層に埋め込まれている半導体装置。
The semiconductor device according to claim 1,
The semiconductor device in which the first electrode and the second electrode are embedded in the same insulating layer.
請求項4に記載の半導体装置において、
前記第1電極及び前記第2電極は、前記多層配線層の全ての層に形成されている半導体装置。
The semiconductor device according to claim 4,
The semiconductor device in which the first electrode and the second electrode are formed in all layers of the multilayer wiring layer.
請求項1〜5のいずれか一項に記載の半導体装置において、
すべての前記第1電極は、同一の前記第1電極パッドに接続しており、
すべての前記第2電極は、同一の前記第2電極パッドに接続している半導体装置。
In the semiconductor device according to any one of claims 1 to 5,
All the first electrodes are connected to the same first electrode pad,
A semiconductor device in which all the second electrodes are connected to the same second electrode pad.
請求項1〜6のいずれか一項に記載の半導体装置において、
前記絶縁層の表層は、前記絶縁層の変質していない部分よりも吸湿しやすい変質層になっている半導体装置。
In the semiconductor device according to any one of claims 1 to 6,
The semiconductor device in which the surface layer of the insulating layer is a deteriorated layer that absorbs moisture more easily than an unmodified portion of the insulating layer.
請求項1〜7のいずれか一項に記載の半導体装置において、
前記第1電極は、前記多層配線層内の配線及びビアを介して前記第1電極パッドのみに接続しており、
前記第2電極は、前記多層配線層内の配線及びビアを介して前記第2電極パッドのみに接続している半導体装置。
In the semiconductor device according to any one of claims 1 to 7,
The first electrode is connected only to the first electrode pad through wiring and vias in the multilayer wiring layer,
The semiconductor device, wherein the second electrode is connected only to the second electrode pad via a wiring and a via in the multilayer wiring layer.
請求項1〜8のいずれか一項に記載の半導体装置において、
内部回路と、
前記内部回路の周囲を囲むガードリングと、
を備え、
前記第1電極及び前記第2電極は、平面視で前記内部回路と前記ガードリングの間に位置している半導体装置。
In the semiconductor device according to any one of claims 1 to 8,
Internal circuitry,
A guard ring surrounding the internal circuit;
With
The semiconductor device in which the first electrode and the second electrode are located between the internal circuit and the guard ring in plan view.
請求項1〜8のいずれか一項に記載の半導体装置において、
内部回路と、
前記内部回路の周囲を囲むガードリングと、
を備え、
前記第1電極及び前記第2電極は、平面視で前記ガードリングの外側に位置している半導体装置。
In the semiconductor device according to any one of claims 1 to 8,
Internal circuitry,
A guard ring surrounding the internal circuit;
With
The semiconductor device, wherein the first electrode and the second electrode are located outside the guard ring in plan view.
請求項1〜8のいずれか一項に記載の半導体装置において、
内部回路と、
前記内部回路の周囲を囲む第1ガードリングと、
前記第1ガードリングの周囲を囲む第2ガードリングと、
を備え、
前記第1電極及び前記第2電極は、平面視で前記第1ガードリングと前記第2ガードリングの間に位置している半導体装置。
In the semiconductor device according to any one of claims 1 to 8,
Internal circuitry,
A first guard ring surrounding the inner circuit;
A second guard ring surrounding the first guard ring;
With
The semiconductor device, wherein the first electrode and the second electrode are located between the first guard ring and the second guard ring in plan view.
ウェハ上に、3層以上の配線層を有する多層配線層を形成する第1工程と、
前記ウェハをダイシングして複数の半導体装置に個片化する第2工程と、
を備え、
前記配線層は絶縁層を有しており、
前記第1工程において、
いずれかの前記配線層に位置する第1電極と、
前記絶縁層の一部を挟んで前記第1電極と対向する第2電極と、
前記第1電極に接続する第1電極パッドと、
前記第2電極に接続する第2電極パッドと、
を前記複数の半導体装置それぞれに対して形成するとともに、少なくとも2層以上の前記絶縁層のそれぞれが前記第1電極及び前記第2電極で挟まれるように前記第1電極および前記第2電極を形成し、
前記第2工程の前及び後それぞれのタイミングで前記第1電極パッドと前記第2電極パッドの間の容量を測定し、得られた2つの測定値を比較することにより、個片化後の前記半導体装置の異常の有無を検出する、半導体装置の製造方法。
A first step of forming a multilayer wiring layer having three or more wiring layers on the wafer;
A second step of dicing the wafer into pieces into a plurality of semiconductor devices;
With
The wiring layer has an insulating layer;
In the first step,
A first electrode located in any of the wiring layers;
A second electrode facing the first electrode across a part of the insulating layer;
A first electrode pad connected to the first electrode;
A second electrode pad connected to the second electrode;
Are formed for each of the plurality of semiconductor devices, and the first electrode and the second electrode are formed such that at least two or more insulating layers are sandwiched between the first electrode and the second electrode. And
By measuring the capacitance between the first electrode pad and the second electrode pad at respective timings before and after the second step, and comparing the obtained two measured values, A method of manufacturing a semiconductor device, wherein the presence or absence of abnormality of the semiconductor device is detected.
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