JP2013118258A - Semiconductor wafer, semiconductor device, and method for manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress generation of cracks by dispersing a stress generated in an insulating film on a second groove.SOLUTION: The method includes steps of: forming first and second annular grooves on a fist main surface of a substrate; then forming an insulating film on the substrate so as to fill the first and second grooves; forming a mask pattern so that a mask is positioned on the insulating film on the first groove and a plurality of divided masks are positioned on the insulating film on the second groove; removing the insulating film by etching using the mask pattern so that the first main surface of the substrate is not exposed; removing the insulating film on the first main surface and then forming a photoresist film on the first main surface of the substrate; transferring a first pattern which has been aligned with a position on the substrate of the second groove filled with the insulating film as a reference, onto the photoresist film; and forming a through electrode on the substrate positioned inside of the first annular groove filled with the insulating film.

Description

本発明は、半導体ウェハ、半導体装置及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a semiconductor wafer, a semiconductor device, and a manufacturing method thereof.

複数の半導体チップを積層して高機能を実現した半導体装置では、半導体チップを貫通するようにして設けられた貫通電極(Through Silicon Via、以下、TSVと記載する場合がある)によって、上下の半導体チップを電気的に接続する構造が用いられる。このような半導体チップでは、TSVと素子領域とを絶縁分離することや、近隣のTSV間容量を低減することを目的として、TSVの周囲を絶縁体で囲んだ絶縁リング構造が用いられることがある。   In a semiconductor device in which a plurality of semiconductor chips are stacked to realize a high function, upper and lower semiconductors are formed by through electrodes (Through Silicon Via, hereinafter referred to as TSV) provided so as to penetrate the semiconductor chips. A structure for electrically connecting the chips is used. In such a semiconductor chip, an insulating ring structure in which the periphery of the TSV is surrounded by an insulator may be used for the purpose of insulating and separating the TSV and the element region and reducing the capacity between neighboring TSVs. .

特許文献1(特開2009−111061号公報)には、絶縁リングを備えた貫通電極を有する半導体装置の製造方法が開示されている。ここには、最初に絶縁リングを形成し(ビアファースト)、素子形成〜配線形成を経て、最後にTSVを形成する(ビアラスト)工程が開示されている。より詳しくは、まず、シリコン基板の素子形成面側から深さ方向にリング状のトレンチを掘り、このトレンチを絶縁膜で埋め込むことで絶縁リングを形成する。その後、基板表面への素子形成、配線層形成および表面電極形成工程などを経た後、シリコン基板を裏面側から研削して薄板化する。このとき絶縁リングの底部が基板裏面から露出するまで裏面研削することで、絶縁リングがシリコン基板を表面から裏面まで貫通した構造となる。そして、絶縁リングの内側に、シリコン基板を貫通するように、裏面側から裏面電極を形成することによりTSVを形成する。   Patent Document 1 (Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2009-1111061) discloses a method for manufacturing a semiconductor device having a through electrode provided with an insulating ring. This discloses a process in which an insulating ring is first formed (via first), element formation to wiring formation, and finally TSV is formed (via last). More specifically, first, a ring-shaped trench is dug in the depth direction from the element forming surface side of the silicon substrate, and the trench is filled with an insulating film to form an insulating ring. Thereafter, after the element formation on the substrate surface, the wiring layer formation, the surface electrode formation step, and the like, the silicon substrate is ground from the back side to be thinned. At this time, by grinding the back surface until the bottom of the insulating ring is exposed from the back surface of the substrate, the insulating ring penetrates the silicon substrate from the front surface to the back surface. And TSV is formed by forming a back surface electrode from the back surface side so that a silicon substrate may be penetrated inside an insulating ring.

特開2009−111061号公報JP 2009-1111061 A

上記の方法とは異なり、絶縁リング等をビアファーストで形成せず、素子分離領域(フィールド)を形成する工程が基板に施す最初の工程であれば、当該素子分離領域の基板上での位置を調整する必要は無い。すなわち、素子分離領域の形成時には、基板上に他の部材が形成されていないため、これらの部材に対して素子分離領域の位置合わせを行う必要が無い。   Unlike the above method, if the step of forming the element isolation region (field) is the first step performed on the substrate without forming the insulating ring or the like by via first, the position of the element isolation region on the substrate is determined. There is no need to adjust. That is, since no other member is formed on the substrate when the element isolation region is formed, it is not necessary to align the element isolation region with respect to these members.

一方、上記のように、ビアファーストで既に絶縁リングが形成された基板上に素子分離領域を形成する場合、当該素子分離領域は基板上での位置を調整して(位置合わせして)形成する必要がある。即ち、絶縁リング形成の後、基板に対して素子分離領域用のパターニングをする前に、フォトリソグラフィに用いるアライメントマークを形成しておく必要がある。   On the other hand, as described above, when forming an element isolation region on a substrate on which an insulating ring has already been formed by via first, the element isolation region is formed by adjusting (positioning) the position on the substrate. There is a need. That is, after the formation of the insulating ring, it is necessary to form an alignment mark used for photolithography before patterning the element isolation region on the substrate.

しかしながら、従来の方法では、アライメントマーク用のトレンチが深く、その幅が狭いため、トレンチ内に絶縁膜を埋設させると内部にシームやボイドが発生する場合があった。アライメントマーク用のトレンチはラインアンドスペース形状で形成するため、シームやボイドなどの埋設不良箇所に応力が集中して、この部分を起点に基板内にクラックが発生する場合があった。このクラックは素子領域にまで達することがあり、この場合、製造歩留まりが低下することとなっていた。   However, in the conventional method, since the alignment mark trench is deep and the width thereof is narrow, when an insulating film is embedded in the trench, a seam or a void may occur inside. Since the trench for the alignment mark is formed in a line-and-space shape, stress concentrates on an embedding defect portion such as a seam or a void, and a crack may occur in the substrate starting from this portion. This crack sometimes reaches the element region, and in this case, the manufacturing yield is reduced.

一実施形態は、
基板の第1の主面に、前記第1の主面に対向して見た場合に環状の第1の溝、及び第2の溝を形成する工程と、
前記第1及び第2の溝を埋め込むように、前記基板の第1の主面上に絶縁膜を形成する工程と、
前記第1の溝上の絶縁膜上にマスクが位置し、かつ前記第2の溝上の絶縁膜上に複数に分割されたマスクが位置するようにマスクパターンを形成する工程と、
前記マスクパターンを用いたエッチングにより、前記基板の第1の主面が露出しないように前記絶縁膜の一部を除去する工程と、
前記マスクパターンを除去した後、前記第1の主面上の絶縁膜を除去する工程と、
前記絶縁膜を除去する工程の後、前記基板の第1の主面にフォトレジスト膜を形成する工程と、
前記絶縁膜で埋め込まれた前記第2の溝の前記基板上での位置を基準として位置合わせした第1のパターンを、前記フォトレジスト膜に転写する工程と、
前記絶縁膜で埋め込まれた環状の前記第1の溝の内側に位置する前記基板に、前記基板を厚さ方向に貫通する貫通電極を形成する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法に関する。
One embodiment is:
Forming an annular first groove and a second groove on the first main surface of the substrate when facing the first main surface;
Forming an insulating film on the first main surface of the substrate so as to fill the first and second grooves;
Forming a mask pattern so that a mask is positioned on the insulating film on the first groove and a plurality of divided masks are positioned on the insulating film on the second groove;
Removing a part of the insulating film by etching using the mask pattern so that the first main surface of the substrate is not exposed;
Removing the insulating film on the first main surface after removing the mask pattern;
After the step of removing the insulating film, forming a photoresist film on the first main surface of the substrate;
Transferring the first pattern, which is aligned on the basis of the position of the second groove embedded in the insulating film on the substrate, to the photoresist film;
Forming a through electrode penetrating through the substrate in a thickness direction on the substrate located inside the annular first groove embedded in the insulating film;
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device.

他の実施形態は、
基板と、
前記基板の第1の主面に設けられ、前記第1の主面に対向して見た場合に環状となる絶縁リングと、
前記基板の第1の主面に設けられたアライメントマークと、
前記基板の第1の主面上に設けられた絶縁膜であって、前記アライメントマーク上の絶縁膜の上面は第1の高さと第2の高さに位置する絶縁膜と、
を有することを特徴とする半導体ウェハに関する。
Other embodiments are:
A substrate,
An insulating ring that is provided on the first main surface of the substrate and is annular when viewed opposite to the first main surface;
An alignment mark provided on the first main surface of the substrate;
An insulating film provided on the first main surface of the substrate, wherein an upper surface of the insulating film on the alignment mark is positioned at a first height and a second height;
The present invention relates to a semiconductor wafer.

他の実施形態は、
基板と、
前記基板のチップ領域の第1の主面に設けられ、前記第1の主面に対向して見た場合に環状となる絶縁リングと、
前記基板のチップ領域の第1の主面に設けられたアライメントマークと、
前記基板のチップ領域の第1の主面上に設けられた絶縁膜であって、前記アライメントマーク上の絶縁膜の上面は第1の高さと第2の高さに位置する絶縁膜と、
を有することを特徴とする半導体装置に関する。
Other embodiments are:
A substrate,
An insulating ring that is provided on the first main surface of the chip region of the substrate and is annular when viewed opposite to the first main surface;
An alignment mark provided on the first main surface of the chip region of the substrate;
An insulating film provided on a first main surface of a chip region of the substrate, wherein an upper surface of the insulating film on the alignment mark is positioned at a first height and a second height;
The present invention relates to a semiconductor device.

第2の溝上に位置する絶縁膜上に複数に分割されたマスクを有する、マスクパターンを形成する。このマスクパターンを用いて、第1の主面上の絶縁膜を除去することにより、第2の溝上の絶縁膜内に生じる応力を分散させてクラックの発生を抑制することができる。   A mask pattern having a mask divided into a plurality of portions is formed on the insulating film located on the second trench. By using this mask pattern to remove the insulating film on the first main surface, the stress generated in the insulating film on the second groove can be dispersed and the occurrence of cracks can be suppressed.

本発明者が検討した方法を表す図である。It is a figure showing the method which this inventor examined. 本発明者が検討した方法を表す図である。It is a figure showing the method which this inventor examined. 本発明者が検討した方法を表す図である。It is a figure showing the method which this inventor examined. 第1実施例の半導体装置を表す図である。It is a figure showing the semiconductor device of 1st Example. 第1実施例の半導体装置の製造方法を表すフローチャートである。3 is a flowchart illustrating a method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment. 第1実施例の半導体装置の製造方法を表す図である。It is a figure showing the manufacturing method of the semiconductor device of 1st Example. 第1実施例の半導体装置の製造方法を表す図である。It is a figure showing the manufacturing method of the semiconductor device of 1st Example. 第1実施例の半導体装置の製造方法を表す図である。It is a figure showing the manufacturing method of the semiconductor device of 1st Example. 第1実施例の半導体装置の製造方法を表す図である。It is a figure showing the manufacturing method of the semiconductor device of 1st Example. 第1実施例の半導体装置の製造方法を表す図である。It is a figure showing the manufacturing method of the semiconductor device of 1st Example. 第1実施例の半導体装置の製造方法を表す図である。It is a figure showing the manufacturing method of the semiconductor device of 1st Example. 第1実施例の半導体装置の製造方法を表す図である。It is a figure showing the manufacturing method of the semiconductor device of 1st Example. 第1実施例の半導体装置の製造方法を表す図である。It is a figure showing the manufacturing method of the semiconductor device of 1st Example. 第1実施例の半導体装置の製造方法を表す図である。It is a figure showing the manufacturing method of the semiconductor device of 1st Example. 第1実施例の半導体装置の製造方法を表す図である。It is a figure showing the manufacturing method of the semiconductor device of 1st Example. 第1実施例の第1変形例を表す図である。It is a figure showing the 1st modification of 1st Example.

特開2005−217071号公報には、チップ積層時の位置合わせ基準となるアライメントマークを、TSV本体を形成する工程によって同時に形成する方法が開示されている。より詳しくは、ウェハから切り出した複数のチップを互いに積層する際、位置合わせのずれを起こさないよう、ボンディング装置にチップの位置を認識させるためのアライメントマークとして、TSVと同様の基板を貫通する導電材料を用いて構成し、TSV形成工程時に同時に形成するという技術である。   Japanese Patent Laid-Open No. 2005-217071 discloses a method of simultaneously forming an alignment mark that serves as an alignment reference during chip stacking by a process of forming a TSV body. More specifically, when a plurality of chips cut out from a wafer are stacked on each other, a conductive material penetrating through the same substrate as TSV is used as an alignment mark for causing the bonding apparatus to recognize the position of the chip so as not to cause misalignment. This is a technology that uses materials to form simultaneously with the TSV forming process.

そこで、本発明者は、上記技術の応用例として、素子形成工程の最初の工程であるSTI(フィールド)パターンを転写する工程(フォトリソグラフィ工程)の際に、位置合わせの基準となるアライメントマークを、絶縁リングと同時に形成する方法について、事前に検討した。通常、半導体装置の構成要素が何も形成されていないウェハ上に最初にSTIを形成する場合、いかなる要素に対しても位置合わせをする必要が無いので、STI形成工程においてアライメントマークは必要無い。また、STI形成工程の後の工程においては、STI形成工程で同時に形成したアライメントマークを基準に位置合わせすれば良い。   Therefore, as an application example of the above technique, the present inventor provides an alignment mark that serves as a reference for alignment in the step of transferring the STI (field) pattern (photolithographic step), which is the first step of the element forming step. The method of forming simultaneously with the insulating ring was examined in advance. Normally, when an STI is first formed on a wafer on which no component of the semiconductor device is formed, there is no need to align with any element, and therefore no alignment mark is necessary in the STI formation process. Further, in the step after the STI formation step, alignment may be performed with reference to the alignment mark formed simultaneously in the STI formation step.

一方、本願で対象にする構造は、TSVの周囲を囲む絶縁リングを最初に形成した後(ビアファースト)、素子形成工程に入る。従って、この絶縁リングに対してSTIを位置合わせするためのアライメントマーク(フィールド合わせマーク)が必要となり、これを形成する方法として上述の技術を検討した。本発明者が検討したフィールド合わせマークは、リソグラフィ工程の際に認識できるよう、絶縁溝がラインアンドスペース(L/S)状に配列した形状である。   On the other hand, the structure which is the subject of the present application enters an element formation step after first forming an insulating ring surrounding the TSV (via first). Therefore, an alignment mark (field alignment mark) for aligning the STI with respect to the insulating ring is required, and the above-described technique has been studied as a method for forming the alignment mark. The field alignment mark investigated by the present inventor has a shape in which insulating grooves are arranged in a line and space (L / S) shape so that it can be recognized in the lithography process.

以下では、図1〜3を参照して、本発明者が検討した半導体装置及びその製造方法を説明する。図1Aに示すように、この半導体装置は、半導体基板17上にスクライブ領域2に囲まれたチップ領域3を有する。チップ領域3には素子領域4と貫通電極5が設けられ、スクライブ領域2にはアライメントマーク1が設けられている。図1Bは図1Aの貫通電極5近傍のA’−A’方向の断面図、図1Cは図1Aのアライメントマーク1の一部のB’−B’方向の断面図を表す。図1Bに示すように、貫通電極5は、表面電極33、配線層14及び裏面電極34から構成される。配線層14及び裏面電極34の一部は、層間絶縁膜16を貫通している。素子領域4には、貫通電極5を囲むように環状の絶縁リング6が設けられており、貫通電極5をトランジスタ等の他の素子8から絶縁分離している。素子8はコンタクトプラグ8bを介して配線8aに接続されている。図1Cに示すように、スクライブ領域2には、アライメントマーク1及び配線層15が設けられている。絶縁リング6とアライメントマーク1の、基板厚み方向38における長さは同じとなっている。また、素子領域4及びスクライブ領域2には、素子分離領域(STI)7が設けられている。素子領域4及びスクライブ領域2の層間絶縁膜16上には、シリコン酸窒化膜36a及びポリイミド膜36bからなる保護膜36が形成されている。   In the following, a semiconductor device and a manufacturing method thereof studied by the present inventors will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1A, this semiconductor device has a chip region 3 surrounded by a scribe region 2 on a semiconductor substrate 17. The chip region 3 is provided with an element region 4 and a through electrode 5, and the scribe region 2 is provided with an alignment mark 1. 1B is a cross-sectional view in the A′-A ′ direction near the through electrode 5 in FIG. 1A, and FIG. 1C is a cross-sectional view in the B′-B ′ direction of a part of the alignment mark 1 in FIG. 1A. As shown in FIG. 1B, the through electrode 5 includes a front electrode 33, a wiring layer 14, and a back electrode 34. A part of the wiring layer 14 and the back electrode 34 penetrates the interlayer insulating film 16. In the element region 4, an annular insulating ring 6 is provided so as to surround the through electrode 5, and the through electrode 5 is insulated and separated from other elements 8 such as a transistor. The element 8 is connected to the wiring 8a through the contact plug 8b. As shown in FIG. 1C, the scribe region 2 is provided with an alignment mark 1 and a wiring layer 15. The lengths of the insulating ring 6 and the alignment mark 1 in the substrate thickness direction 38 are the same. The element region 4 and the scribe region 2 are provided with an element isolation region (STI) 7. A protective film 36 made of a silicon oxynitride film 36 a and a polyimide film 36 b is formed on the interlayer insulating film 16 in the element region 4 and the scribe region 2.

図2及び3は、図1の半導体装置の絶縁リング6及びアライメントマーク1の形成工程を表したものであり、説明を簡略化するため、その他の部分については示していない。なお、図2及び3において、A図は図1Bの絶縁リング6の形成工程、B図は図1Cのアライメントマーク1の形成工程、C図はA図の点線で囲まれた部分Pの拡大図、D図はB図の点線で囲まれた部分Qの拡大図を表す。図3Eは第1の主面17aにおけるアライメントマーク1全体の上面図である。また、図3Fは図3の工程においてアライメントマーク1上に位置する絶縁膜26内に発生する応力の状態を表す模式的断面図であり、一部の構造は省略している。   2 and 3 show the steps of forming the insulating ring 6 and the alignment mark 1 of the semiconductor device of FIG. 1, and other parts are not shown for the sake of simplicity. 2 and 3, A is a process for forming the insulating ring 6 in FIG. 1B, B is a process for forming the alignment mark 1 in FIG. 1C, and C is an enlarged view of a portion P surrounded by a dotted line in FIG. , D shows an enlarged view of a portion Q surrounded by a dotted line in FIG. FIG. 3E is a top view of the entire alignment mark 1 on the first main surface 17a. FIG. 3F is a schematic cross-sectional view showing a state of stress generated in the insulating film 26 located on the alignment mark 1 in the step of FIG. 3, and a part of the structure is omitted.

図2に示すように、シリコン半導体基板17の第1の主面17a上にフォトレジスト膜20を形成した後、リソグラフィー技術により、フォトレジスト膜20にパターンを形成する。続いて、フォトレジスト膜20をマスクに用いて、半導体基板17のドライエッチングを行う。これにより、環状のトレンチ(絶縁リング用のトレンチ)32と、アライメントマーク用のトレンチ25を同時に形成する。アライメントマーク用のトレンチ25は、第1の主面17aに対向して見た形状が、トレンチ25の幅方向25bに一定のピッチで複数のトレンチ25が配列されたラインアンドスペース(L/S)形状に形成される。なお、ピッチとは、隣り合うトレンチ25間に位置する半導体基板17の幅方向25bの距離を表す。   As shown in FIG. 2, after a photoresist film 20 is formed on the first main surface 17a of the silicon semiconductor substrate 17, a pattern is formed on the photoresist film 20 by a lithography technique. Subsequently, dry etching of the semiconductor substrate 17 is performed using the photoresist film 20 as a mask. Thus, an annular trench (insulating ring trench) 32 and an alignment mark trench 25 are formed simultaneously. The trench 25 for the alignment mark is a line and space (L / S) in which a plurality of trenches 25 are arranged at a constant pitch in the width direction 25b of the trench 25 when viewed from the first main surface 17a. It is formed into a shape. The pitch represents the distance in the width direction 25b of the semiconductor substrate 17 located between the adjacent trenches 25.

図3に示すように、フォトレジスト膜20を除去した後、半導体基板17内の両トレンチ25、32を同時に絶縁膜26で埋め込む。ここでは、絶縁膜26として、TEOS(Tetra EthOxy Silane;Si(OC254)を原料に用いたCVD法(化学気相成長法)で形成したNSG(None−doped Silicate Glass)膜を用いる。これにより、絶縁リング6と、アライメントマーク1を形成する。絶縁リング用のトレンチ32及びアライメントマーク用のトレンチ25上のTEOS−NSG膜26上を、フォトレジスト膜20で保護した状態でウェットエッチングを行い、TEOS−NSG膜26の膜厚を低減する。 As shown in FIG. 3, after removing the photoresist film 20, both the trenches 25 and 32 in the semiconductor substrate 17 are simultaneously filled with the insulating film 26. Here, as the insulating film 26, an NSG (None-Doped Silicate Glass) film formed by a CVD method (chemical vapor deposition method) using TEOS (Tetra Ethoxy Silane; Si (OC 2 H 5 ) 4 ) as a raw material is used. Use. Thereby, the insulating ring 6 and the alignment mark 1 are formed. The TEOS-NSG film 26 on the insulating ring trench 32 and the alignment mark trench 25 is wet-etched in a state protected by the photoresist film 20 to reduce the thickness of the TEOS-NSG film 26.

上記ウェットエッチング後には、半導体基板17の第1の主面17a上の絶縁膜26内に応力が発生する。この応力はトレンチの幅方向25bなどに発生し、図3Fに示すように、この応力は絶縁膜26の膜厚が厚い部分で大きく、膜厚が薄い部分で小さくなる。このため、特に膜厚が厚い部分の面積が大きなアライメントマーク1上の絶縁膜26内で大きくなる。この結果、絶縁膜26の下に位置する半導体基板17全体の応力バランスが崩れて、ラインアンドスペース形状のアライメントマーク1に応力が集中することとなる。ここで、絶縁リング用トレンチ32と同様に形成したアライメントマーク用トレンチ25は深さが深く(〜40μm)、深さに比べてその幅が狭い(〜2μm)ため、埋設性が低く、絶縁膜26内にシームやボイド56を生じ得る。特に、複数のトレンチ25がL/S状に配列したアライメントマーク1では、シーム等56はトレンチ25の幅方向25bにおける中央部付近に形成される。このため、絶縁膜26内に発生したこの応力は、アライメントマーク1内のシーム等56に集中することとなり、半導体基板17にはこのシーム等56を起点にして、トレンチ25の終端部25aからトレンチの延在方向25cに延びるクラック57を生じさせることが、本発明者の検証により分かった。このようなクラック57は素子領域4にまで達することもあり、製造歩留まりの低下の一原因となる。このように、本検討例の製造方法には改善の余地があることが分かった。   After the wet etching, stress is generated in the insulating film 26 on the first main surface 17a of the semiconductor substrate 17. This stress is generated in the width direction 25b of the trench and the like, and as shown in FIG. 3F, this stress is large at the thick part of the insulating film 26 and small at the thin part. For this reason, the area of the portion having a particularly large film thickness becomes larger in the insulating film 26 on the alignment mark 1. As a result, the stress balance of the entire semiconductor substrate 17 positioned under the insulating film 26 is lost, and stress is concentrated on the alignment mark 1 having a line-and-space shape. Here, since the alignment mark trench 25 formed in the same manner as the insulating ring trench 32 is deep (˜40 μm) and narrower than the depth (˜2 μm), the embedding property is low, and the insulating film Seams and voids 56 may be created within 26. In particular, in the alignment mark 1 in which a plurality of trenches 25 are arranged in an L / S shape, the seam or the like 56 is formed near the center in the width direction 25 b of the trench 25. For this reason, the stress generated in the insulating film 26 is concentrated on the seam etc. 56 in the alignment mark 1, and the semiconductor substrate 17 starts from the seam etc. 56 to the trench 25 from the end portion 25 a of the trench 25. It has been found by the inventor's verification that the crack 57 extending in the extending direction 25c is generated. Such cracks 57 may reach the element region 4 and cause a decrease in manufacturing yield. Thus, it was found that there is room for improvement in the manufacturing method of this study example.

そこで、本発明者は、上記クラック57の発生を防止する方法を検討した。この結果、絶縁膜26のウェットエッチング用のマスクパターンとして、アライメントマーク用トレンチ25上では複数に分割されたマスクを有するマスクパターンを用いればよいことを発見した。このようなマスクパターンを用いて絶縁膜26のウェットエッチングを行うと、その上にマスクが設けられていない絶縁膜26の部分は除去される。このため、平面視では、マスクパターンの形状と同様に、アライメントマーク用トレンチ25上の絶縁膜26の上部も複数に分割される。この際、アライメントマーク用トレンチ25上において、エッチングされなかった絶縁膜26の部分の上面は変化せずに第1の高さのままとなる。一方、エッチングされた絶縁膜26の部分の上面は第2の高さまで低くなり、第1の高さ>第2の高さとなる。このようにエッチング後に、アライメントマーク用トレンチ25上では、絶縁膜26は第1の高さと、第2の高さの2段階の高さの上面を有することとなる。   Therefore, the present inventor examined a method for preventing the occurrence of the crack 57. As a result, it has been discovered that a mask pattern having a plurality of divided masks may be used on the alignment mark trench 25 as a mask pattern for wet etching of the insulating film 26. When the insulating film 26 is wet-etched using such a mask pattern, the portion of the insulating film 26 on which the mask is not provided is removed. For this reason, in plan view, similarly to the shape of the mask pattern, the upper portion of the insulating film 26 on the alignment mark trench 25 is also divided into a plurality of parts. At this time, the upper surface of the portion of the insulating film 26 that has not been etched on the alignment mark trench 25 remains unchanged at the first height. On the other hand, the upper surface of the etched portion of the insulating film 26 is lowered to the second height, and the first height> the second height. As described above, after the etching, the insulating film 26 has an upper surface having two levels of the first height and the second height on the alignment mark trench 25.

上記のように、アライメントマーク用トレンチ25上の絶縁膜26上部がエッチングにより複数に分割されると、平面視において各分割された絶縁膜26の面積が小さくなるため、絶縁膜26内に発生する応力を分散させて小さくすることができる。従って、この絶縁膜26の下に位置するアライメントマーク1に集中する応力も小さくすることができる。この結果、半導体基板17内でのクラックの発生を防止して、製造歩留まりを向上させることができる。   As described above, when the upper portion of the insulating film 26 on the alignment mark trench 25 is divided into a plurality of portions by etching, the area of each of the divided insulating films 26 is reduced in plan view, so that the insulating film 26 is generated in the insulating film 26. The stress can be dispersed and reduced. Accordingly, the stress concentrated on the alignment mark 1 located under the insulating film 26 can be reduced. As a result, the generation of cracks in the semiconductor substrate 17 can be prevented and the manufacturing yield can be improved.

以下に、図面を参照して、本発明の実施例を説明する。なお、これらの実施例は、本発明のより一層の深い理解のために示される具体例であって、本発明は、これらの具体例に何ら限定されるものではない。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, these Examples are specific examples shown for a deeper understanding of the present invention, and the present invention is not limited to these specific examples.

(第1実施例)
図4及び5は、第1実施例の製造方法により製造した半導体装置を表す図である。図4Aに示すように、この半導体装置は、半導体基板17上にスクライブ領域(裁断領域)2に囲まれたチップ領域3を有する。チップ領域3には素子領域4と貫通電極5が設けられている。後述するように、この貫通電極5を介して、複数の半導体チップを電気的に接続できるようになっている。また、スクライブ領域2にはアライメントマーク1が設けられている。
(First embodiment)
4 and 5 are views showing a semiconductor device manufactured by the manufacturing method of the first embodiment. As shown in FIG. 4A, this semiconductor device has a chip region 3 surrounded by a scribe region (cutting region) 2 on a semiconductor substrate 17. The chip region 3 is provided with an element region 4 and a through electrode 5. As will be described later, a plurality of semiconductor chips can be electrically connected through the through electrode 5. An alignment mark 1 is provided in the scribe region 2.

図4Bは図4Aの貫通電極5近傍のA’−A’方向の断面図、図4Cは図4Aのアライメントマーク1の一部のB’−B’方向の断面図、図4Dは第1の主面17aにおけるアライメントマーク1全体の上面図を表す。   4B is a cross-sectional view in the A′-A ′ direction near the through electrode 5 in FIG. 4A, FIG. 4C is a cross-sectional view in the B′-B ′ direction of a part of the alignment mark 1 in FIG. 4A, and FIG. The top view of the alignment mark 1 whole in the main surface 17a is represented.

図4Bに示すように、貫通電極5は、表面電極33、配線層14及び裏面電極34から構成される。配線層14及び裏面電極34の一部は、層間絶縁膜16を貫通している。チップ領域3には、第1の主面17aに対向して見た場合に環状の絶縁リング6が設けられている。絶縁リング6は、第1の主面17aから半導体基板17の厚み方向38に伸長して、第2の主面17bまで半導体基板17内を貫通して設けられている。また、絶縁リング6は、貫通電極5を囲むように設けられており、貫通電極5を他の素子8から絶縁分離している。素子8はコンタクトプラグ8bを介して配線8aに接続されている。   As shown in FIG. 4B, the through electrode 5 includes a front electrode 33, a wiring layer 14, and a back electrode 34. A part of the wiring layer 14 and the back electrode 34 penetrates the interlayer insulating film 16. The tip region 3 is provided with an annular insulating ring 6 when viewed from the first main surface 17a. The insulating ring 6 extends from the first main surface 17a in the thickness direction 38 of the semiconductor substrate 17 and extends through the semiconductor substrate 17 to the second main surface 17b. The insulating ring 6 is provided so as to surround the through electrode 5 and insulates the through electrode 5 from other elements 8. The element 8 is connected to the wiring 8a through the contact plug 8b.

図4C及び4Dに示すように、スクライブ領域2にはアライメントマーク1及び配線層15が設けられている。アライメントマーク1は複数のマークがその幅方向25bに一定のピッチで配列されたラインアンドスペース形状に形成されている。アライメントマーク1を構成する各マークは、第1の主面17aに対向して見た場合に、方向25cに延在する。半導体基板17の厚み方向38において、アライメントマーク1は、絶縁リング6と同じ深さとなっている。また、素子領域4及びスクライブ領域2には、素子分離領域(STI)7が設けられている。素子領域4及びスクライブ領域2の層間絶縁膜16上には、シリコン酸窒化膜36a及びポリイミド膜36bからなる保護膜36が形成されている。   As shown in FIGS. 4C and 4D, the scribe region 2 is provided with an alignment mark 1 and a wiring layer 15. The alignment mark 1 is formed in a line and space shape in which a plurality of marks are arranged at a constant pitch in the width direction 25b. Each mark constituting the alignment mark 1 extends in the direction 25c when viewed facing the first main surface 17a. The alignment mark 1 has the same depth as the insulating ring 6 in the thickness direction 38 of the semiconductor substrate 17. The element region 4 and the scribe region 2 are provided with an element isolation region (STI) 7. A protective film 36 made of a silicon oxynitride film 36 a and a polyimide film 36 b is formed on the interlayer insulating film 16 in the element region 4 and the scribe region 2.

図5〜15は、本実施例の半導体装置の製造方法を説明する図である。以下、これらの図面を参照して、本実施例の製造方法を説明する。なお、図5は本実施例の製造方法を表すフローチャートである。図6〜14において、A図は図4Bに対応する断面図、B図は図4Cに対応する断面図、C図はアライメントマーク1の全体又はそれに対応する構造を第1の主面17aに対向する方向から見た上面図を表す。図7Cにおいて、アライメントマーク用のトレンチ25は、その位置関係を明確にするために透視図として示す。図8Dは図8の工程においてアライメントマーク用のトレンチ25上の絶縁膜26内に発生する応力の状態を表す模式的断面図であり、一部の構造を省略している。また、図15Aは複数の半導体チップ40を積層した状態を表す断面図、図15Bは図15Aの点線で囲まれた部分50の拡大図を表す。   5 to 15 are views for explaining a method of manufacturing the semiconductor device of this embodiment. Hereinafter, the manufacturing method of the present embodiment will be described with reference to these drawings. FIG. 5 is a flowchart showing the manufacturing method of this embodiment. 6 to 14, A is a cross-sectional view corresponding to FIG. 4B, B is a cross-sectional view corresponding to FIG. 4C, and C is the entire alignment mark 1 or a structure corresponding thereto facing the first main surface 17 a. The top view seen from the direction to do is represented. In FIG. 7C, the alignment mark trench 25 is shown as a perspective view in order to clarify the positional relationship. FIG. 8D is a schematic cross-sectional view showing the state of stress generated in the insulating film 26 on the alignment mark trench 25 in the step of FIG. 8, and a part of the structure is omitted. 15A is a sectional view showing a state in which a plurality of semiconductor chips 40 are stacked, and FIG. 15B is an enlarged view of a portion 50 surrounded by a dotted line in FIG. 15A.

図6に示すように、シリコン半導体基板17の第1の主面17a上に、フォトレジスト膜20を形成する。リソグラフィー技術により、フォトレジスト膜20内に絶縁リング及びアライメントマーク用のパターンを形成する。このフォトレジスト膜20のパターンを用いて半導体基板17のドライエッチングを行う。これにより、絶縁リング用のトレンチ(第1の溝)32、およびアライメントマーク用のトレンチ25を形成する(図5のS11)。   As shown in FIG. 6, a photoresist film 20 is formed on the first main surface 17 a of the silicon semiconductor substrate 17. Patterns for insulating rings and alignment marks are formed in the photoresist film 20 by lithography. The semiconductor substrate 17 is dry etched using the pattern of the photoresist film 20. As a result, a trench (first groove) 32 for an insulating ring and a trench 25 for an alignment mark are formed (S11 in FIG. 5).

本実施例では、絶縁リング用のトレンチ(第1の溝)32は第1の主面17aに対向して見た形状が環状であり、深さ40μm、幅2μm、リング径20μmとする。絶縁リング用のトレンチ32の寸法は特に限定されないが、例えば、深さ30〜50μm、幅1〜3μm、リング径15〜30μmとすることができる。アライメントマーク用のトレンチ(第2の溝)25は第1の主面17aに対向して見た形状がラインアンドスペース形状であり、深さ40μm、幅方向25bの長さ2μm、ピッチ(隣り合うトレンチ25間に位置する半導体基板17の幅方向25bの距離)が4μm、トレンチの延在方向25cの長さ42μmとする。アライメントマーク用のトレンチ25は絶縁リング用のトレンチ32と同一工程により形成するので、両者の深さは同一となる(上記の例では、40μm)。また、アライメントマーク用のトレンチ25の寸法は、アライメントマークを検出するマークセンサーの検出可能寸法によって決まる。ここでは、アライメントマークがウェハ上で占有する面積を極力小さくするために、マークセンサーの検出可能寸法の下限に近い寸法が望ましい。アライメントマーク用のトレンチ(第2の溝)25の寸法は例えば、複数の第2の溝の個々を、幅方向25bの長さが1〜3μm、トレンチの延在方向25cにおける長さが30〜50μmとなるように形成し、かつ、ラインアンドスペースのピッチが2〜6μmとすることができる。   In the present embodiment, the insulating ring trench (first groove) 32 is annular when viewed from the first main surface 17a, and has a depth of 40 μm, a width of 2 μm, and a ring diameter of 20 μm. Although the dimension of the trench 32 for insulation rings is not specifically limited, For example, it can be set as 30-50 micrometers in depth, 1-3 micrometers in width, and 15-30 micrometers in ring diameter. The alignment mark trench (second groove) 25 is a line-and-space shape as opposed to the first main surface 17a, and has a depth of 40 μm, a length of 2 μm in the width direction 25b, and a pitch (adjacent to each other). The distance in the width direction 25b of the semiconductor substrate 17 located between the trenches 25) is 4 μm, and the length in the trench extending direction 25c is 42 μm. Since the alignment mark trench 25 is formed in the same process as the insulating ring trench 32, the depth of both is the same (in the above example, 40 μm). The dimension of the alignment mark trench 25 is determined by the detectable dimension of the mark sensor that detects the alignment mark. Here, in order to minimize the area occupied by the alignment mark on the wafer, a dimension close to the lower limit of the detectable dimension of the mark sensor is desirable. The alignment mark trench (second groove) 25 has, for example, a plurality of second grooves each having a length in the width direction 25b of 1 to 3 μm and a length in the trench extending direction 25c of 30 to 30 mm. It can be formed to be 50 μm, and the line and space pitch can be 2 to 6 μm.

図7に示すように、フォトレジスト膜20を除去する。TEOS(Tetra EthOxy Silane;Si(OC254)を原料に用いたCVD法により、半導体基板17上にNSG(None−doped Silicate Glass)膜26を形成する(以下、この膜26をTEOS−NSG膜と呼ぶ)。このような堆積法によって形成するTEOS−NSG膜26の膜厚(半導体基板17上の膜厚)は、トレンチ25、32を完全に埋設するという観点からトレンチ25、32の幅の1/2以上の膜厚である。また、TEOS−NSG膜26を用いたのは、高アスペクト比のトレンチ25、32を埋設する際に、極力ボイドが発生しないようにするために、カバレッジ性が良好でコンフォーマルに形成できるからである。同様の効果を奏する場合、絶縁膜26として他の材料を用いても良い。例えば、絶縁膜26として、薄い窒化シリコン膜及びTEOS−NSG膜を使用することができる。 As shown in FIG. 7, the photoresist film 20 is removed. An NSG (None-Doped Silicate Glass) film 26 is formed on the semiconductor substrate 17 by a CVD method using TEOS (Tetra EthOxy Silane; Si (OC 2 H 5 ) 4 ) as a raw material (hereinafter, this film 26 is referred to as TEOS). -Called NSG film). The film thickness of the TEOS-NSG film 26 formed by such a deposition method (film thickness on the semiconductor substrate 17) is at least 1/2 of the width of the trenches 25 and 32 from the viewpoint of completely embedding the trenches 25 and 32. Is the film thickness. Further, the TEOS-NSG film 26 is used because it can be formed conformally with good coverage in order to avoid generation of voids as much as possible when embedding the high aspect ratio trenches 25 and 32. is there. In the case where the same effect is obtained, another material may be used for the insulating film 26. For example, as the insulating film 26, a thin silicon nitride film and a TEOS-NSG film can be used.

図8に示すように、後の研磨工程で、半導体基板17上のTEOS−NSG膜26を除去する際のCMP負荷を減らすため、ウェットエッチングによりTEOS−NSG膜26の膜厚を低減する。この際、アライメントマーク用のトレンチ25内に形成したTEOS−NSG膜26内にはシームが発生する場合がある。この場合にそのままTEOS−NSG膜26をウェットエッチングするとTEOS−NSG膜26内のシームが深化してしまう。そのため、アライメントマーク用のトレンチ25上のTEOS−NSG膜26はフォトレジスト膜20などの保護膜(マスクパターン)で保護した状態でウェットエッチングを行う。   As shown in FIG. 8, in order to reduce the CMP load when removing the TEOS-NSG film 26 on the semiconductor substrate 17 in a subsequent polishing step, the film thickness of the TEOS-NSG film 26 is reduced by wet etching. At this time, a seam may occur in the TEOS-NSG film 26 formed in the trench 25 for alignment marks. In this case, if the TEOS-NSG film 26 is wet-etched as it is, the seam in the TEOS-NSG film 26 is deepened. Therefore, wet etching is performed in a state where the TEOS-NSG film 26 on the alignment mark trench 25 is protected by a protective film (mask pattern) such as the photoresist film 20.

この際、アライメントマーク用のトレンチ25上のフォトレジスト膜(マスクパターン)20は、2つに分割されたマスク20a及び20bを有するように形成する。このフォトレジスト膜20を用いたウェットエッチングにより、アライメントマーク用のトレンチ25上の絶縁膜26上部は、部分26a、26bに分割される。部分26a、26bは第1の高さに位置する上面26cを有する。部分26aと26bはトレンチ26eによって分断され、トレンチ26eの底部に位置する上面26dは、第2の高さを有する。上面26cはエッチング前(図7の工程後)の絶縁膜26の高さと同じ第1の高さに位置する。上面26dは、エッチングにより形成されたトレンチ26eの底部に形成されておりトレンチ25の延在方向25cに延在すると共に、第1の高さよりも低い第2の高さに位置する。また、半導体基板17上の絶縁膜26は、ウェットエッチングによりその上部が2つの部分26aと26bに分割されており、その下部は一体化している。   At this time, the photoresist film (mask pattern) 20 on the alignment mark trench 25 is formed to have two divided masks 20a and 20b. By wet etching using the photoresist film 20, the upper portion of the insulating film 26 on the alignment mark trench 25 is divided into portions 26a and 26b. Portions 26a and 26b have an upper surface 26c located at a first height. The portions 26a and 26b are divided by the trench 26e, and the upper surface 26d located at the bottom of the trench 26e has a second height. The upper surface 26c is positioned at a first height that is the same as the height of the insulating film 26 before etching (after the step of FIG. 7). The upper surface 26d is formed at the bottom of the trench 26e formed by etching, extends in the extending direction 25c of the trench 25, and is positioned at a second height lower than the first height. The upper portion of the insulating film 26 on the semiconductor substrate 17 is divided into two portions 26a and 26b by wet etching, and the lower portion is integrated.

この半導体基板17の第1の主面17a上の絶縁膜26内には応力が発生する。図3Fで前述したように、この応力は絶縁膜26の膜厚が厚い部分で大きく、膜厚が薄い部分で小さくなる。また、特に膜厚が厚い部分の面積が大きなトレンチ25上の絶縁膜26内で大きくなる。しかしながら、本実施例では上記のように、分割されたマスクを有するマスクパターン20を用いてトレンチ25上の絶縁膜26をエッチングするため、トレンチ25上の絶縁膜26上部も複数に分割される。従って、図8Dに示すように、平面視において各分割された絶縁膜26の面積が小さくなるため、絶縁膜26内に発生する応力を分散させて小さくすることができる。このため、トレンチ25内に埋め込まれた絶縁膜26内にシームやトレンチが発生した場合であっても、シーム等に集中する応力を小さくすることができる。この結果、半導体基板17内でのクラックの発生を防止して、製造歩留まりを向上させることができる。   Stress is generated in the insulating film 26 on the first major surface 17 a of the semiconductor substrate 17. As described above with reference to FIG. 3F, this stress is large in the thick portion of the insulating film 26 and small in the thin portion. In particular, the area of the thick part becomes large in the insulating film 26 on the trench 25. However, in this embodiment, as described above, since the insulating film 26 on the trench 25 is etched using the mask pattern 20 having the divided mask, the upper portion of the insulating film 26 on the trench 25 is also divided into a plurality. Therefore, as shown in FIG. 8D, since the area of each divided insulating film 26 is reduced in plan view, the stress generated in the insulating film 26 can be dispersed and reduced. For this reason, even if a seam or a trench occurs in the insulating film 26 embedded in the trench 25, the stress concentrated on the seam or the like can be reduced. As a result, the generation of cracks in the semiconductor substrate 17 can be prevented and the manufacturing yield can be improved.

図9に示すように、フォトレジスト膜20を除去した後、950℃で60分間、熱処理を行い、TEOS−NSG膜26の脱ガス処理を行う。次に、化学機械研磨法(CMP法)により、半導体基板17の第1の主面17a上のTEOS−NSG膜26を除去することで、絶縁リング6及びアライメントマーク1を完成させる(図5のS12)。   As shown in FIG. 9, after removing the photoresist film 20, heat treatment is performed at 950 ° C. for 60 minutes to degas the TEOS-NSG film 26. Next, the TEOS-NSG film 26 on the first main surface 17a of the semiconductor substrate 17 is removed by a chemical mechanical polishing method (CMP method), thereby completing the insulating ring 6 and the alignment mark 1 (FIG. 5). S12).

図10に示すように、半導体基板17上にフォトレジスト膜20を形成する。リソグラフィー技術により、STI用のフィールドパターンを、フォトレジスト膜20に転写して第1のパターン29を形成する。この際、本実施例では、上記のようにして形成したアライメントマーク1を、STI用のフィールドパターンの位置合わせマークとして用いることができる。即ち、上記アライメントマーク1の半導体基板17上での位置を基準として位置合わせしたフィールドパターンをフォトレジスト膜20に転写することで、フォトリソグラフィの位置合わせのずれを低減できる。   As shown in FIG. 10, a photoresist film 20 is formed on the semiconductor substrate 17. The first pattern 29 is formed by transferring the field pattern for STI onto the photoresist film 20 by lithography. At this time, in this embodiment, the alignment mark 1 formed as described above can be used as an alignment mark for the field pattern for STI. That is, by transferring the field pattern aligned with the position of the alignment mark 1 on the semiconductor substrate 17 as a reference to the photoresist film 20, misalignment of photolithography can be reduced.

フォトレジスト膜20の第1のパターン29を用いて、半導体基板17をエッチングする。これにより、図11に示すように、STI用のトレンチ7aを形成する(図5のS21)。この後、フォトレジスト膜20を除去する。半導体基板17上に酸化シリコン膜、窒化シリコン膜等の絶縁膜を埋設させた後、絶縁膜に対してCMP処理を施す。これにより、STI(素子分離領域)7を形成する(図5のS22)。   The semiconductor substrate 17 is etched using the first pattern 29 of the photoresist film 20. Thus, as shown in FIG. 11, an STI trench 7a is formed (S21 in FIG. 5). Thereafter, the photoresist film 20 is removed. After an insulating film such as a silicon oxide film or a silicon nitride film is embedded on the semiconductor substrate 17, a CMP process is performed on the insulating film. Thereby, an STI (element isolation region) 7 is formed (S22 in FIG. 5).

図12に示すように、半導体基板17の活性領域30に、トランジスタ等の素子8を形成する(図5のS23)。半導体基板17上に数段階に分けて層間絶縁膜16を形成する。層間絶縁膜16を形成する途中の工程で、トランジスタ8の不純物拡散層に到達するコンタクトプラグ8b、配線8a、絶縁リング6で囲まれた半導体基板17内の領域の上方に配線層14、アライメントマーク1の上方に配線層15を形成する。配線層14は、後の工程で形成する表面電極33、裏面電極34と接続するためのパッドとして機能する。配線層14は、アルミニウム(Al)や銅(Cu)等からなる複数の配線14a〜14dと、複数の配線間を接続するタングステン等の金属膜からなる複数のコンタクトプラグ14e〜14gとからなる。また、配線層15は、複数の配線15a〜15dと、複数の配線間を接続する複数のコンタクトプラグ15e〜15gとからなる。   As shown in FIG. 12, an element 8 such as a transistor is formed in the active region 30 of the semiconductor substrate 17 (S23 in FIG. 5). An interlayer insulating film 16 is formed on the semiconductor substrate 17 in several stages. In the process of forming the interlayer insulating film 16, the wiring layer 14 and the alignment mark above the region in the semiconductor substrate 17 surrounded by the contact plug 8 b, the wiring 8 a, and the insulating ring 6 that reach the impurity diffusion layer of the transistor 8. A wiring layer 15 is formed above 1. The wiring layer 14 functions as a pad for connecting to the front surface electrode 33 and the back surface electrode 34 to be formed in a later step. The wiring layer 14 includes a plurality of wirings 14a to 14d made of aluminum (Al), copper (Cu), or the like, and a plurality of contact plugs 14e to 14g made of a metal film such as tungsten for connecting the plurality of wirings. The wiring layer 15 includes a plurality of wirings 15a to 15d and a plurality of contact plugs 15e to 15g that connect the plurality of wirings.

図13に示すように、配線層14を覆うように層間絶縁膜16上に、シリコン酸窒化膜(SiON)36aと、ポリイミド膜(パッシべーション膜)36bからなる保護膜36を形成する。次に、配線層14の上面を露出させるように保護膜36内に第1の開口33aを形成する。スパッタにより、第1の開口33aを含む保護膜36上にシード膜11を形成する。保護膜36上にフォトレジスト膜(図示していない)を形成した後、パターニングを行って、第1の開口33a内に設けたシード膜11を露出させる。電界メッキ法により、露出したシード膜11上に順に銅バンプ13、及び半田膜12を形成する。保護膜36上のフォトレジスト膜を除去した後、露出したシード膜11を除去する。このシード膜11、銅バンプ13、及び半田膜12から表面電極33が構成される(図5のS3)。   As shown in FIG. 13, a protective film 36 made of a silicon oxynitride film (SiON) 36 a and a polyimide film (passivation film) 36 b is formed on the interlayer insulating film 16 so as to cover the wiring layer 14. Next, a first opening 33a is formed in the protective film 36 so that the upper surface of the wiring layer 14 is exposed. The seed film 11 is formed on the protective film 36 including the first opening 33a by sputtering. After forming a photoresist film (not shown) on the protective film 36, patterning is performed to expose the seed film 11 provided in the first opening 33a. A copper bump 13 and a solder film 12 are sequentially formed on the exposed seed film 11 by electroplating. After removing the photoresist film on the protective film 36, the exposed seed film 11 is removed. The seed film 11, the copper bump 13, and the solder film 12 constitute a surface electrode 33 (S3 in FIG. 5).

図14に示すように、半導体基板17の表面電極33を設けた側に、接着層(図示していない)を介して支持基板(図示していない)を設ける。この後、半導体基板17の第1の主面17aと厚さ方向に対向する第2の主面17bを例えば、775μmから40〜50μmの厚さまで薄膜化する(図5のS4)。この研削工程により、半導体基板17の第2の主面17b側には、予め形成した絶縁リング6及びアライメントマーク1の底部が露出する。半導体基板17の第2の主面17b側から、配線層14が露出するように、環状の絶縁リング6の内側に位置する半導体基板17に対して異方性ドライエッチングを行う。この際、半導体基板17を貫通すると共に、層間絶縁膜16の一部内に伸長する第2の開口34aを形成する。次に、スパッタ法により、半導体基板17の第2の主面17b上の全面に、チタン(Ti)膜及び銅(Cu)膜を積層させて、シード膜10を形成する。半導体基板17の第2の主面17b上に、第2の開口34aと同じ位置に第3の開口を有するフォトレジストパターン(図示していない)を形成する。電気めっき法により、第3の開口内に順に銅バンプ19、及びSnAg膜等の半田膜9を形成する。このシード膜10、銅バンプ19、及び半田膜9の3層により、裏面電極34が形成される。次に、フォトレジストパターンを除去した後、露出したシード膜10の部分を除去する(図5のS5)。   As shown in FIG. 14, a support substrate (not shown) is provided on the side of the semiconductor substrate 17 on which the surface electrode 33 is provided via an adhesive layer (not shown). Thereafter, the second main surface 17b facing the first main surface 17a of the semiconductor substrate 17 in the thickness direction is thinned to a thickness of, for example, 775 μm to 40 to 50 μm (S4 in FIG. 5). By this grinding process, the insulating ring 6 and the bottom of the alignment mark 1 formed in advance are exposed on the second main surface 17 b side of the semiconductor substrate 17. Anisotropic dry etching is performed on the semiconductor substrate 17 located inside the annular insulating ring 6 so that the wiring layer 14 is exposed from the second main surface 17b side of the semiconductor substrate 17. At this time, a second opening 34 a that penetrates the semiconductor substrate 17 and extends in a part of the interlayer insulating film 16 is formed. Next, a seed film 10 is formed by laminating a titanium (Ti) film and a copper (Cu) film on the entire surface of the second main surface 17b of the semiconductor substrate 17 by sputtering. A photoresist pattern (not shown) having a third opening at the same position as the second opening 34 a is formed on the second main surface 17 b of the semiconductor substrate 17. A copper bump 19 and a solder film 9 such as a SnAg film are sequentially formed in the third opening by electroplating. A back electrode 34 is formed by the seed film 10, the copper bump 19, and the solder film 9. Next, after removing the photoresist pattern, the exposed portion of the seed film 10 is removed (S5 in FIG. 5).

この後、リフローにより、半田膜9の表面を凸状とする。接着層及び支持基板を除去する。以上のようにして、図4に示す半導体装置を得る。この半導体装置では、スクライブ領域2で区画された各チップ領域3に、半導体基板17を貫通するように貫通電極5が設けられている。貫通電極5は、上端および下端に接続用のバンプ(表面電極33、裏面電極34)を備えており、後述するように、複数の半導体チップ40を積層する際に貫通電極5を介して上下に配置された半導体チップ40間が電気的に接続される。貫通電極5は、半導体基板17を貫通する貫通プラグ(表面電極33、裏面電極34)と、半導体基板17上の層間絶縁膜16を貫通する配線層14で構成されている。貫通電極5の半導体基板17を貫通する部分は、環状の絶縁リング6で囲まれており、他の素子8等とは絶縁分離されている。   Thereafter, the surface of the solder film 9 is made convex by reflow. The adhesive layer and the support substrate are removed. As described above, the semiconductor device shown in FIG. 4 is obtained. In this semiconductor device, a through electrode 5 is provided in each chip region 3 partitioned by the scribe region 2 so as to penetrate the semiconductor substrate 17. The through electrode 5 includes bumps for connection (surface electrode 33 and back electrode 34) at the upper end and the lower end. As will be described later, when a plurality of semiconductor chips 40 are stacked, the through electrode 5 is vertically moved through the through electrode 5. The arranged semiconductor chips 40 are electrically connected. The through electrode 5 includes a through plug (surface electrode 33, back electrode 34) that penetrates the semiconductor substrate 17 and a wiring layer 14 that penetrates the interlayer insulating film 16 on the semiconductor substrate 17. A portion of the through electrode 5 that penetrates the semiconductor substrate 17 is surrounded by an annular insulating ring 6 and is insulated and separated from other elements 8 and the like.

次に、スクライブ領域(裁断領域)2に沿って半導体基板17のスクライブを行う(図5のS6)。これにより、半導体基板17を個片化して半導体チップを形成する。   Next, the semiconductor substrate 17 is scribed along the scribe region (cutting region) 2 (S6 in FIG. 5). Thereby, the semiconductor substrate 17 is separated into individual pieces to form a semiconductor chip.

図15に示すように、異なる半導体チップ40の表面電極33と裏面電極34が互いに接するようにして、複数の半導体チップ40をマウントする。リフローにより、各半導体チップ40の表面電極33と裏面電極34の半田膜9、12を接合する。半導体チップ40間にアンダーフィル41を充填した後、複数の半導体チップ40を、パッケージ基板42上にマウントする。この後、モールドレジン43によってモールドすることにより、本実施例の半導体装置が完成する(図5のS7)。   As shown in FIG. 15, a plurality of semiconductor chips 40 are mounted such that the front surface electrode 33 and the back surface electrode 34 of different semiconductor chips 40 are in contact with each other. The solder films 9 and 12 of the front surface electrode 33 and the back surface electrode 34 of each semiconductor chip 40 are joined by reflow. After filling the underfill 41 between the semiconductor chips 40, the plurality of semiconductor chips 40 are mounted on the package substrate 42. Thereafter, by molding with the mold resin 43, the semiconductor device of this example is completed (S7 in FIG. 5).

本実施例の半導体装置としては、例えば、DRAM、SRAM、フラッシュメモリ等の記憶デバイスや、MPU、DSP等の演算処理デバイスを挙げることができる。   Examples of the semiconductor device of this embodiment include storage devices such as DRAM, SRAM, and flash memory, and arithmetic processing devices such as MPU and DSP.

以上のように、本実施例では、アライメントマーク用のトレンチ25上において、2つに分割されたマスク20a及び20bを有するフォトレジスト膜(マスクパターン)20を形成する。このフォトレジスト膜20を用いて、絶縁膜26のウェットエッチングを行うことにより、トレンチ25上に位置する絶縁膜26の上部も複数に分割される。従って、平面視において各分割された絶縁膜26の面積が小さくなり、トレンチ25上の絶縁膜26内に発生する応力を分散させて小さくすることができる。これにより、この絶縁膜26の下に位置するアライメントマーク1内にシームやボイドが発生した場合であっても、シーム等に集中する応力を小さくすることができる。この結果、半導体基板17内でのクラックの発生を防止して、製造歩留まりを向上させることができる。   As described above, in this embodiment, the photoresist film (mask pattern) 20 having the masks 20a and 20b divided into two is formed on the trench 25 for alignment marks. By performing wet etching of the insulating film 26 using the photoresist film 20, the upper portion of the insulating film 26 located on the trench 25 is also divided into a plurality of parts. Accordingly, the area of each divided insulating film 26 in a plan view is reduced, and the stress generated in the insulating film 26 on the trench 25 can be dispersed and reduced. Thereby, even when a seam or a void is generated in the alignment mark 1 located under the insulating film 26, the stress concentrated on the seam or the like can be reduced. As a result, the generation of cracks in the semiconductor substrate 17 can be prevented and the manufacturing yield can be improved.

なお、本実施例では、アライメントマーク用のトレンチ25として、平面視でラインアンドスペース形状のトレンチ25を形成した。しかし、トレンチ25はラインアンドスペース形状に限定されず、他の形状であってもその上に形成する絶縁膜26の上部を複数に分割することにより、絶縁膜26内の応力を分散させ、その下のアライメントマーク1に集中する応力を小さくして本発明の効果を奏することができる。一方、ラインアンドスペース形状のトレンチ25の場合、トレンチの延在方向25cに沿って、その上の絶縁膜26上部を分割することにより、絶縁膜26内の応力を効果的に分散させることができる。従って、絶縁膜26の下に位置するアライメントマーク1に集中する応力も小さくすることができ、ラインアンドスペース形状のトレンチ25を形成する工程に対しては、本発明を適用してより効果的であると言える。   In this embodiment, the line and space-shaped trench 25 is formed as the alignment mark trench 25 in plan view. However, the trench 25 is not limited to the line-and-space shape, and even in other shapes, the upper portion of the insulating film 26 formed on the trench 25 is divided into a plurality of parts, so that the stress in the insulating film 26 is dispersed. The stress concentrated on the lower alignment mark 1 can be reduced, and the effects of the present invention can be achieved. On the other hand, in the case of the line-and-space-shaped trench 25, the stress in the insulating film 26 can be effectively dispersed by dividing the upper portion of the insulating film 26 along the extending direction 25c of the trench. . Therefore, the stress concentrated on the alignment mark 1 located under the insulating film 26 can be reduced, and the present invention is more effective for the process of forming the line-and-space-shaped trench 25. It can be said that there is.

本実施例では、トレンチの延在方向25cに沿って、絶縁膜26の上部を複数に分割した。しかし、絶縁膜26の上部を複数に分割する方向であれば、その方向はトレンチの延在方向25cに限定されず、他の方向であっても絶縁膜26内の応力を分散させて本発明の効果を奏することができる。一方、ラインアンドスペース形状のように一定の方向に延在するトレンチ25の場合、トレンチの延在方向25cに沿って、その上の絶縁膜26上部を分割することにより、絶縁膜26内の応力を効果的に分散させることができる。従って、絶縁膜26の下に位置するアライメントマーク1に集中する応力も効果的に小さくすることができ、トレンチの延在方向25cに沿って絶縁膜26の上部を複数に分割する工程に対しては、本発明を適用してより効果的であると言える。   In the present embodiment, the upper portion of the insulating film 26 is divided into a plurality along the trench extending direction 25c. However, if the upper portion of the insulating film 26 is divided into a plurality of directions, the direction is not limited to the extending direction 25c of the trench, and the stress in the insulating film 26 is dispersed even in other directions. The effect of can be produced. On the other hand, in the case of the trench 25 extending in a certain direction like a line-and-space shape, the stress in the insulating film 26 is divided by dividing the upper portion of the insulating film 26 along the extending direction 25c of the trench. Can be effectively dispersed. Accordingly, the stress concentrated on the alignment mark 1 located under the insulating film 26 can be effectively reduced, and the process of dividing the upper portion of the insulating film 26 into a plurality along the extending direction 25c of the trench. Can be said to be more effective by applying the present invention.

トレンチ25上において、分割後の絶縁膜26上部の数は特に限定されず、本実施例のように2つとしても良く、3つ以上としても良い。一般的には、より多数の絶縁膜26に分割したほうが、応力が効果的に分散されてクラックが発生しにくくなるが、絶縁膜26上部の分割時のリソグラフィー工程やエッチング後のCMP処理工程での加工性等を考慮して、分割後の絶縁膜26上部の数を適宜、好適な数とすることができる。   On the trench 25, the number of the upper portions of the insulating film 26 after the division is not particularly limited, and may be two as in this embodiment, or may be three or more. In general, the more the insulating film 26 is divided, the more effectively the stress is dispersed and cracks are less likely to occur. However, in the lithography process at the time of dividing the insulating film 26 and the CMP process after etching. In consideration of the workability of the above, the number of the upper portions of the insulating film 26 after the division can be appropriately set to a suitable number.

本実施例では、アライメントマーク1はSTI7の位置合わせ時にフィールド合わせマークとして使用した。アライメントマーク1は、STI7の位置合わせに加えて他の構造の位置合わせ用のフィールド合わせマークとして使用することも可能である。例えば、図14の工程において、第2の開口34aを形成する際の位置合わせ用のフィールド合わせマークとして使用することができる。   In this embodiment, the alignment mark 1 is used as a field alignment mark during the STI 7 alignment. The alignment mark 1 can be used as a field alignment mark for alignment of other structures in addition to the alignment of the STI 7. For example, in the step of FIG. 14, it can be used as a field alignment mark for alignment when forming the second opening 34a.

また、本実施例では、絶縁リング用のトレンチ32及びアライメントマーク用のトレンチ25を埋設する絶縁膜として、TEOS−NSG膜26を例示したが、トレンチ25、32を埋設する材料はこれに限定されない。アライメントマーク1のように深く、深さに対して幅が狭いトレンチ25を絶縁膜で埋設する場合、TEOS−NSG膜でなくとも埋設不良によりシームやボイドを生じ易い。従って、本発明は、TEOS−NSG膜26に限定されず、他の絶縁膜でトレンチ25、32を埋め込む工程に適用して同様に効果的である。一方、TEOS−NSG膜26を用いた場合、焼き締め(Degas)のための熱処理が必要となる。TEOS−NSG膜26はこの熱処理により膜収縮を起こし、シームが拡大することがある。従って、TEOS−NSG膜26によってトレンチ25を埋め込む工程に対しては、本発明を適用してより効果的であると言える。   In this embodiment, the TEOS-NSG film 26 is exemplified as the insulating film for burying the insulating ring trench 32 and the alignment mark trench 25. However, the material for burying the trenches 25 and 32 is not limited thereto. . When the trench 25 as deep as the alignment mark 1 and narrow with respect to the depth is buried with an insulating film, seams and voids are likely to occur due to poor filling even if it is not a TEOS-NSG film. Therefore, the present invention is not limited to the TEOS-NSG film 26, but is equally effective when applied to a process of filling the trenches 25 and 32 with other insulating films. On the other hand, when the TEOS-NSG film 26 is used, heat treatment for baking (Degas) is required. The TEOS-NSG film 26 may be contracted by this heat treatment, and the seam may be expanded. Therefore, it can be said that the present invention is more effective for the step of filling the trench 25 with the TEOS-NSG film 26.

(第1変形例)
上記第1実施例では、半導体基板17のスクライブ領域2にアライメントマーク1を形成したが、本変形例は半導体基板17のスクライブ領域2以外の領域にアライメントマーク1を形成する点が異なる。
(First modification)
In the first embodiment, the alignment mark 1 is formed in the scribe region 2 of the semiconductor substrate 17, but this modification is different in that the alignment mark 1 is formed in a region other than the scribe region 2 of the semiconductor substrate 17.

図16Aは、半導体基板17の非有効ショット領域45にアライメントマーク1を設けた例を表す平面図である。半導体基板17には、後の工程でリソグラフィーの露光等を行うことにより半導体装置が形成される半導体チップからなる複数の有効ショット領域(図16Aで斜線で表示された領域)46と、半導体装置が形成されない非有効ショット領域(図16Aで白色の領域)45が存在する。非有効ショット領域45とは、正常な半導体装置のパターン形成ができない半導体チップが位置する領域を指す。すなわち、半導体基板17は円形で構成され、半導体チップは矩形で構成されるため半導体基板17の終端部に掛かった半導体チップでは、一部が半導体基板17からはみ出してしまい、パターン形成ができない状態となる。半導体装置の設計が完了した時点で半導体チップのサイズが決まるので、半導体基板17において非有効ショット領域45となる位置は予め把握することができる。半導体基板17の終端部にパターン形成を繰り返すと、異物発生の原因となるので、非有効ショット領域45にはパターンを形成しない。したがって、非有効ショット領域45は半導体装置の製造に寄与しない無駄な領域となる。本変形例では、上記の無駄な領域となる非有効ショット領域45を利用してアライメントマーク1を形成することにより、有効ショット領域46内にアライメントマーク1用の領域を確保する必要がなくなり、微細化に対応した半導体装置とすることができる。なお、アライメントマーク1を形成する非有効ショット領域45の数及び位置は図16Aの例に限定されず、適宜、所望の数及び位置の非有効ショット領域45にアライメントマーク1を形成することができる。   FIG. 16A is a plan view illustrating an example in which the alignment mark 1 is provided in the non-effective shot region 45 of the semiconductor substrate 17. The semiconductor substrate 17 includes a plurality of effective shot regions (regions indicated by hatching in FIG. 16A) 46 formed of semiconductor chips on which a semiconductor device is formed by performing lithography exposure or the like in a later process, and the semiconductor device There is a non-effective shot area (white area in FIG. 16A) 45 that is not formed. The non-effective shot region 45 refers to a region where a semiconductor chip where a normal semiconductor device pattern cannot be formed is located. That is, since the semiconductor substrate 17 is formed in a circular shape and the semiconductor chip is formed in a rectangular shape, a part of the semiconductor chip applied to the terminal portion of the semiconductor substrate 17 protrudes from the semiconductor substrate 17 and cannot be patterned. Become. Since the size of the semiconductor chip is determined when the design of the semiconductor device is completed, the position of the ineffective shot region 45 on the semiconductor substrate 17 can be grasped in advance. If pattern formation is repeated at the terminal portion of the semiconductor substrate 17, foreign matter is generated, and thus no pattern is formed in the ineffective shot region 45. Therefore, the ineffective shot region 45 is a useless region that does not contribute to the manufacture of the semiconductor device. In this modification, the alignment mark 1 is formed by using the non-effective shot area 45 which becomes the useless area, so that it is not necessary to secure an area for the alignment mark 1 in the effective shot area 46, and the fine mark is fine. It can be set as the semiconductor device corresponding to conversion. Note that the number and positions of the non-effective shot regions 45 forming the alignment mark 1 are not limited to the example of FIG. 16A, and the alignment marks 1 can be appropriately formed in the non-effective shot regions 45 having a desired number and position. .

図16Bは、他の例を示す図であり、半導体基板17のチップ領域3内にアライメントマーク1を形成する例を示した図であり、第1実施例の図4Aに対応する図面である。図16Bに示すように、アライメントマーク1はチップ領域3内に形成しても良い。また、チップ領域3内のアライメントマーク1の形成位置及び数は、図16Bの例に限定されるわけではなく、所望の数のアライメントマーク1を、チップ領域3内の所望の位置に形成することができる。   FIG. 16B is a view showing another example, showing an example in which the alignment mark 1 is formed in the chip region 3 of the semiconductor substrate 17, and corresponding to FIG. 4A of the first embodiment. As shown in FIG. 16B, the alignment mark 1 may be formed in the chip region 3. Further, the formation position and the number of alignment marks 1 in the chip region 3 are not limited to the example of FIG. 16B, and a desired number of alignment marks 1 are formed in a desired position in the chip region 3. Can do.

1 アライメントマーク
2 スクライブ領域
3 チップ領域
4 素子領域
5 貫通電極
6 絶縁リング
7 素子分離領域(STI)
7a 素子分離領域用のトレンチ
8 素子
8a 配線層
8b コンタクトプラグ
9、12 半田膜
10、11 シード膜
13、19 銅バンプ
14、15 配線層
14a、14b、14c、14d、15a、15b、15c、15d 配線
14e、14f、14g、15e、15f、15g コンタクトプラグ
16 層間絶縁膜
17 半導体基板
17a 第1の主面
17b 第2の主面
20、20a、20b フォトレジスト膜
25 アライメントマーク用のトレンチ
25a トレンチの終端部
25b トレンチの幅方向
25c トレンチの延在方向
26 絶縁膜
26a、26b 分割された絶縁膜の上部
26c、26d 絶縁膜の上面
26e トレンチ
29 第1のパターン
30 活性領域
32 絶縁リング用のトレンチ
33 表面電極
33a 第1の開口
34 裏面電極
34a 第2の開口
36 保護膜
36a シリコン酸窒化膜(SiON)
36b ポリイミド膜(パッシべーション膜)
38 半導体基板の厚み方向
40 半導体チップ
41 アンダーフィル
42 パッケージ基板
43 モールドレジン
45 非有効ショット領域
46 有効ショット領域
56 シーム、ボイド
57 クラック
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Alignment mark 2 Scribe area 3 Chip area 4 Element area 5 Through electrode 6 Insulating ring 7 Element isolation area (STI)
7a Trench for element isolation region 8 Element 8a Wiring layer 8b Contact plug 9, 12 Solder film 10, 11 Seed film 13, 19 Copper bump 14, 15 Wiring layer 14a, 14b, 14c, 14d, 15a, 15b, 15c, 15d Wirings 14e, 14f, 14g, 15e, 15f, 15g Contact plug 16 Interlayer insulating film 17 Semiconductor substrate 17a First main surface 17b Second main surface 20, 20a, 20b Photoresist film 25 Alignment mark trench 25a End portion 25b Trench width direction 25c Trench extension direction 26 Insulating films 26a, 26b Upper portions 26c, 26d of the divided insulating films Upper surfaces 26e of the insulating films Trench 29 First pattern 30 Active region 32 Trench 33 for insulating ring Front electrode 33a First opening 34 Back electrode 34a Second Mouth 36 protective layer 36a silicon oxynitride film (SiON)
36b Polyimide film (passivation film)
38 Semiconductor substrate thickness direction 40 Semiconductor chip 41 Underfill 42 Package substrate 43 Mold resin 45 Ineffective shot area 46 Effective shot area 56 Seam, void 57 Crack

Claims (17)

基板の第1の主面に、前記第1の主面に対向して見た場合に環状の第1の溝、及び第2の溝を形成する工程と、
前記第1及び第2の溝を埋め込むように、前記基板の第1の主面上に絶縁膜を形成する工程と、
前記第1の溝上の絶縁膜上にマスクが位置し、かつ前記第2の溝上の絶縁膜上に複数に分割されたマスクが位置するようにマスクパターンを形成する工程と、
前記マスクパターンを用いたエッチングにより、前記基板の第1の主面が露出しないように前記絶縁膜の一部を除去する工程と、
前記マスクパターンを除去した後、前記第1の主面上の絶縁膜を除去する工程と、
前記絶縁膜を除去する工程の後、前記基板の第1の主面にフォトレジスト膜を形成する工程と、
前記絶縁膜で埋め込まれた前記第2の溝の前記基板上での位置を基準として位置合わせした第1のパターンを、前記フォトレジスト膜に転写する工程と、
前記絶縁膜で埋め込まれた環状の前記第1の溝の内側に位置する前記基板に、前記基板を厚さ方向に貫通する貫通電極を形成する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
Forming an annular first groove and a second groove on the first main surface of the substrate when facing the first main surface;
Forming an insulating film on the first main surface of the substrate so as to fill the first and second grooves;
Forming a mask pattern so that a mask is positioned on the insulating film on the first groove and a plurality of divided masks are positioned on the insulating film on the second groove;
Removing a part of the insulating film by etching using the mask pattern so that the first main surface of the substrate is not exposed;
Removing the insulating film on the first main surface after removing the mask pattern;
After the step of removing the insulating film, forming a photoresist film on the first main surface of the substrate;
Transferring the first pattern, which is aligned on the basis of the position of the second groove embedded in the insulating film on the substrate, to the photoresist film;
Forming a through electrode penetrating through the substrate in a thickness direction on the substrate located inside the annular first groove embedded in the insulating film;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
前記第1及び第2の溝を形成する工程では、
複数の前記第2の溝を、前記第1の主面に対向して見た形状がラインアンドスペース形状となるように形成することを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
In the step of forming the first and second grooves,
2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the plurality of second grooves are formed so that a shape viewed from the first main surface is a line-and-space shape. 3.
前記マスクパターンを形成する工程では、
前記第2の溝上の絶縁膜上に位置するマスクとして、前記第2の溝の延在方向に沿って複数に分割されたマスクを形成することを特徴とする請求項2に記載の半導体装置の製造方法。
In the step of forming the mask pattern,
3. The semiconductor device according to claim 2, wherein a mask divided into a plurality of portions along an extending direction of the second groove is formed as a mask positioned on the insulating film on the second groove. Production method.
前記第1及び第2の溝を形成する工程では、
前記複数の第2の溝の個々を幅が1〜3μm、前記第2の溝の延在方向における長さが30〜50μmとなるように形成し、かつ、前記ラインアンドスペースのピッチが2〜6μmとなるように、前記第2の溝を形成することを特徴とする請求項2又は3に記載の半導体装置の製造方法。
In the step of forming the first and second grooves,
Each of the plurality of second grooves is formed to have a width of 1 to 3 μm and a length in the extending direction of the second grooves of 30 to 50 μm, and the line and space pitch is 2 to 2 mm. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 2, wherein the second groove is formed so as to be 6 μm.
前記絶縁膜の一部を除去する工程では、
ウェットエッチングにより、前記絶縁膜の一部を除去することを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の半導体装置の製造方法。
In the step of removing a part of the insulating film,
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein a part of the insulating film is removed by wet etching.
前記第1のパターンを前記フォトレジスト膜に転写する工程の後、前記貫通電極を形成する工程の前に、
前記基板の第1の主面と厚さ方向に対向する第2の主面側から前記基板を研削して、前記絶縁膜で埋め込まれた前記第1及び第2の溝の底部が露出するまで前記基板の厚さを減ずる工程を更に有することを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の半導体装置の製造方法。
After the step of transferring the first pattern to the photoresist film, before the step of forming the through electrode,
The substrate is ground from the second main surface side facing the first main surface of the substrate in the thickness direction until the bottoms of the first and second grooves embedded in the insulating film are exposed. 6. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, further comprising a step of reducing the thickness of the substrate.
前記絶縁膜を形成する工程では、
TEOSを原料に用いた化学気相成長法により、前記絶縁膜を形成することを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載の半導体装置の製造方法。
In the step of forming the insulating film,
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the insulating film is formed by a chemical vapor deposition method using TEOS as a raw material.
前記フォトレジスト膜に転写した前記第1のパターンを用いて、前記基板の第1の主面に素子分離領域を形成する工程を更に有することを特徴とする請求項1〜7の何れか1項に記載の半導体装置の製造方法。   8. The method according to claim 1, further comprising a step of forming an element isolation region on the first main surface of the substrate using the first pattern transferred to the photoresist film. The manufacturing method of the semiconductor device as described in any one of Claims 1-3. 前記基板を裁断領域に沿って切断することで、前記基板を個片化する工程を更に有し、
前記第1及び第2の溝を形成する工程では、
前記基板の前記裁断領域に前記第2の溝を形成することを特徴とする請求項1〜8の何れか1項に記載の半導体装置の製造方法。
Cutting the substrate along the cutting region to further singulate the substrate;
In the step of forming the first and second grooves,
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the second groove is formed in the cutting region of the substrate.
基板と、
前記基板の第1の主面に設けられ、前記第1の主面に対向して見た場合に環状となる絶縁リングと、
前記基板の第1の主面に設けられたアライメントマークと、
前記基板の第1の主面上に設けられた絶縁膜であって、前記アライメントマーク上の絶縁膜の上面は第1の高さと第2の高さに位置する絶縁膜と、
を有することを特徴とする半導体ウェハ。
A substrate,
An insulating ring that is provided on the first main surface of the substrate and is annular when viewed opposite to the first main surface;
An alignment mark provided on the first main surface of the substrate;
An insulating film provided on the first main surface of the substrate, wherein an upper surface of the insulating film on the alignment mark is positioned at a first height and a second height;
A semiconductor wafer comprising:
前記アライメントマークは、前記第1の主面に対向して見た形状がラインアンドスペース形状であることを特徴とする請求項10に記載の半導体ウェハ。   The semiconductor wafer according to claim 10, wherein the alignment mark has a line-and-space shape when viewed from the first main surface. 前記アライメントマーク上の絶縁膜において、前記第1の高さは前記第2の高さよりも高く、前記第2の高さに位置する上面は前記アライメントマークの延在方向に延在することを特徴とする請求項11に記載の半導体ウェハ。   In the insulating film on the alignment mark, the first height is higher than the second height, and an upper surface located at the second height extends in an extending direction of the alignment mark. The semiconductor wafer according to claim 11. 前記アライメントマークを構成する複数のマークの個々を幅が1〜3μm、前記アライメントマークの延在方向の長さが30〜50μmとなるように形成し、かつ、前記ラインアンドスペースのピッチが2〜6μmとなることを特徴とする請求項11又は12に記載の半導体ウェハ。   Each of the plurality of marks constituting the alignment mark is formed to have a width of 1 to 3 μm and a length in the extending direction of the alignment mark of 30 to 50 μm, and the line and space pitch is 2 to 2 μm. The semiconductor wafer according to claim 11, wherein the semiconductor wafer is 6 μm. 基板と、
前記基板のチップ領域の第1の主面に設けられ、前記第1の主面に対向して見た場合に環状となる絶縁リングと、
前記基板のチップ領域の第1の主面に設けられたアライメントマークと、
前記基板のチップ領域の第1の主面上に設けられた絶縁膜であって、前記アライメントマーク上の絶縁膜の上面は第1の高さと第2の高さに位置する絶縁膜と、
を有することを特徴とする半導体装置。
A substrate,
An insulating ring that is provided on the first main surface of the chip region of the substrate and is annular when viewed opposite to the first main surface;
An alignment mark provided on the first main surface of the chip region of the substrate;
An insulating film provided on a first main surface of a chip region of the substrate, wherein an upper surface of the insulating film on the alignment mark is positioned at a first height and a second height;
A semiconductor device comprising:
前記アライメントマークは、前記第1の主面に対向して見た形状がラインアンドスペース形状であることを特徴とする請求項14に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 14, wherein the alignment mark has a line-and-space shape when viewed from the first main surface. 前記アライメントマーク上の絶縁膜において、前記第1の高さは前記第2の高さよりも高く、前記第2の高さに位置する上面は前記アライメントマークの延在方向に延在することを特徴とする請求項15に記載の半導体装置。   In the insulating film on the alignment mark, the first height is higher than the second height, and an upper surface located at the second height extends in an extending direction of the alignment mark. The semiconductor device according to claim 15. 前記アライメントマークを構成する複数のマークの個々を幅が1〜3μm、前記アライメントマークの延在方向の長さが30〜50μmとなるように形成し、かつ、前記ラインアンドスペースのピッチが2〜6μmとなることを特徴とする請求項15又は16に記載の半導体装置。   Each of the plurality of marks constituting the alignment mark is formed to have a width of 1 to 3 μm and a length in the extending direction of the alignment mark of 30 to 50 μm, and the line and space pitch is 2 to 2 μm. The semiconductor device according to claim 15, wherein the semiconductor device is 6 μm.
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