JP4361517B2 - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents

Semiconductor device and manufacturing method thereof Download PDF

Info

Publication number
JP4361517B2
JP4361517B2 JP2005182845A JP2005182845A JP4361517B2 JP 4361517 B2 JP4361517 B2 JP 4361517B2 JP 2005182845 A JP2005182845 A JP 2005182845A JP 2005182845 A JP2005182845 A JP 2005182845A JP 4361517 B2 JP4361517 B2 JP 4361517B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sacrificial
pattern
release pattern
sacrificial release
surface protective
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2005182845A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2007005510A (en
Inventor
由紀子 橋本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Corp, Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Panasonic Corp
Priority to JP2005182845A priority Critical patent/JP4361517B2/en
Publication of JP2007005510A publication Critical patent/JP2007005510A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4361517B2 publication Critical patent/JP4361517B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、低誘電率(Low−k)膜を備える半導体装置およびその製造方法に関し、特に、Low−k膜を層間膜に用いた大規模集積回路(LSI)についての半導体装置およびその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a semiconductor device having a low dielectric constant (Low-k) film and a manufacturing method thereof, and more particularly to a semiconductor device for a large scale integrated circuit (LSI) using a Low-k film as an interlayer film and a manufacturing method thereof. It is about.

現在LSIは産業の各分野において多用されているが、今後、更に膨大な情報を高速に処理することが要求されるようになってくる。これまではトランジスタの小型化がLSIの性能を決めていたが、近年は回路内の抵抗や容量(RC:Resistance、Capacitance)における遅延が問題となり、微細化だけでなく、個々のトランジスタを相互に接続する配線の抵抗と配線間の絶縁材料の容量とが問題となってきているのが現状である。   Currently, LSIs are widely used in various industrial fields, but in the future, it will be required to process a huge amount of information at high speed. Until now, the miniaturization of transistors has determined the performance of LSIs. However, in recent years, delays in resistance and capacitance (RC: Resistance, Capacitance) in the circuit have become a problem. At present, the resistance of the wiring to be connected and the capacity of the insulating material between the wirings have become problems.

この問題に対応すべく、配線はアルミニウム(Al)から銅(Cu)へ、絶縁材料はシリコン酸化膜から、Low−k膜へと変更してきている。   In order to cope with this problem, the wiring has been changed from aluminum (Al) to copper (Cu), and the insulating material has been changed from a silicon oxide film to a low-k film.

しかしながら、一般に、Low−k膜は膜密度が低いため、下層材料との密着強度が弱く、半導体チップのダイシングの際、また、樹脂封止時における樹脂が硬化収縮する際に、剥離しやすい。その結果、この層間膜剥離は周辺の配線を断線させ、配線不良を引き起こし、歩留まりを低下させる問題が起きている。   However, since the low-k film generally has a low film density, the adhesion strength with the lower layer material is weak, and it is easy to peel off when the semiconductor chip is diced or when the resin is cured and contracted during resin sealing. As a result, this interlaminar film peeling breaks the peripheral wiring, causes a wiring defect, and causes a problem of decreasing the yield.

一方、従来、上記問題点を解決するため以下の2つの対応策が行われてきた。   On the other hand, conventionally, the following two countermeasures have been taken in order to solve the above problems.

第1の対策は、Low−k膜中にプラグなどの強度の高いものを埋め込むことにより、膜剥離を防止する方法である(例えば、特許文献1参照)。実際、この方法は工程の追加がなく、現在多用されている。   The first countermeasure is a method of preventing film peeling by embedding a high strength material such as a plug in the Low-k film (for example, see Patent Document 1). In fact, this method has no additional steps and is now widely used.

第2の対策は、Low−k膜との密着性が高い材料を用いて、製造工程中の膜剥離を防止する方法である。この対策法については現在開発段階にある。
特開2001−267323号公報
The second countermeasure is a method for preventing film peeling during the manufacturing process by using a material having high adhesion to the Low-k film. This countermeasure is currently under development.
JP 2001-267323 A

しかしながら、上記した第1の対策法では、CMP時において膜剥離を引き起こす問題がある。また、製造工程の最終段階において追加できるものではない。また、第2の対策法では、Low−k膜との密着性が高い材料を開発することに関して様々な試みがなされているが、現在はまだ、樹脂封止の際の膜剥離を防止するには至っていない。   However, the first countermeasure described above has a problem of causing film peeling during CMP. Further, it cannot be added at the final stage of the manufacturing process. In the second countermeasure method, various attempts have been made to develop a material having high adhesion to the low-k film, but at present, it is still in order to prevent film peeling during resin sealing. Has not reached.

したがって、本発明の目的は、上記課題に鑑み、現有の製造装置および材料を変更することなく、半導体チップのダイシングの際、および樹脂封止の際の膜剥離を防止することが可能な、半導体装置およびその製造方法を提供することである。   Therefore, in view of the above problems, an object of the present invention is a semiconductor capable of preventing film peeling during dicing of a semiconductor chip and during resin sealing without changing the existing manufacturing apparatus and materials. An apparatus and a method for manufacturing the same are provided.

上記課題を解決するために、本発明の請求項1記載の半導体装置は、複数の半導体素子が集積して形成された素子形成領域の周縁部の少なくとも一部において、前記素子形成領域に積層された複数の絶縁膜層のうちの少なくとも上から一層を貫通するように凹状に形成された犠牲剥離パターンと、前記犠牲剥離パターン上を覆うように、前記素子形成領域上に形成された表面保護膜とを備え、前記犠牲剥離パターンは、複数個のコンタクト孔の集合体、平行して並ぶ複数個のミシン目状の溝の集合体、および、平行して並ぶ複数本の溝のいずれか1つからなり、前記表面保護膜は、前記犠牲剥離パターンの内部に空孔部を有するように前記犠牲剥離パターン内を埋め込んでいる。この場合、請求項1における犠牲剥離パターンとして、表面保護膜が溝部の底部まで届かない高アスペクト比の微細コンタクトもしくは微細ラインを設ける。 In order to solve the above-described problem, a semiconductor device according to claim 1 of the present invention is stacked on the element formation region at least at a part of a peripheral portion of an element formation region formed by integrating a plurality of semiconductor elements. a plurality of the sacrificial peel pattern formed in a concave shape so as to penetrate the more from the top of at least one of the insulating layer, the sacrificial peel pattern on so as to cover a surface protective film formed on the element forming region The sacrificial peeling pattern includes any one of an assembly of a plurality of contact holes, an assembly of a plurality of perforated grooves arranged in parallel, and a plurality of grooves arranged in parallel. The surface protective film is embedded in the sacrificial release pattern so as to have a hole in the sacrificial release pattern. In this case, as the sacrificial peeling pattern according to the first aspect, a high aspect ratio fine contact or fine line is provided so that the surface protective film does not reach the bottom of the groove.

請求項2記載の半導体装置は、複数の半導体素子が集積して形成された素子形成領域の周縁部の少なくとも一部において、前記素子形成領域に積層された複数の絶縁膜層のうちの少なくとも上から一層を貫通するように凹状に形成された犠牲剥離パターンと、前記犠牲剥離パターン上を覆うように、前記素子形成領域上に形成された表面保護膜とを備え、前記犠牲剥離パターンは、複数個のコンタクト孔の集合体、平行して並ぶ複数個のミシン目状の溝の集合体、および、平行して並ぶ複数本の溝のいずれか1つからなり、前記表面保護膜は、前記犠牲剥離パターンの内面に沿うように、かつ、前記犠牲剥離パターン内を埋め込まないように前記犠牲剥離パターン内の内壁全体を覆っている。この場合、請求項2における犠牲剥離パターンとして、表面保護膜が溝部の底部まで届かないアスペクト比の微細コンタクトもしくは微細ラインを設ける。 The semiconductor device according to claim 2, wherein, in at least part of the peripheral portion of the plurality of semiconductor elements element forming region formed by integrating, at least on of the plurality of the insulating film layer laminated on the element forming region a sacrificial peel pattern formed in a concave shape so as to penetrate further from the so as to cover the sacrificial peel pattern, and a said element forming region the surface protective film formed on the sacrificial peel pattern includes a plurality The surface protective film is composed of any one of an aggregate of contact holes, an aggregate of a plurality of perforated grooves arranged in parallel, and a plurality of grooves arranged in parallel. The entire inner wall of the sacrificial release pattern is covered so as to be along the inner surface of the release pattern and not to be embedded in the sacrificial release pattern. In this case, as a sacrificial peeling pattern according to claim 2, a fine contact or fine line having an aspect ratio in which the surface protective film does not reach the bottom of the groove is provided.

請求項3記載の半導体装置は、請求項1または2記載の半導体装置において、前記犠牲剥離パターンが形成された前記絶縁膜層はLow−k膜からなる。   According to a third aspect of the present invention, in the semiconductor device according to the first or second aspect, the insulating film layer on which the sacrificial peeling pattern is formed is a low-k film.

請求項4記載の半導体装置は、請求項3記載の半導体装置において、前記Low−k膜の比誘電率は3.9未満である。   A semiconductor device according to a fourth aspect is the semiconductor device according to the third aspect, wherein the low-k film has a relative dielectric constant of less than 3.9.

請求項5記載の半導体装置は、請求項1,2,3または4記載の半導体装置において、前記犠牲剥離パターンは、前記素子形成領域の周縁部全体に形成されている。   According to a fifth aspect of the present invention, in the semiconductor device according to the first, second, third, or fourth aspect, the sacrificial release pattern is formed over the entire periphery of the element formation region.

請求項6記載の半導体装置は、請求項1,2,3または4記載の半導体装置において、前記犠牲剥離パターンは、前記素子形成領域の周縁部の角部およびその近傍に形成されている。   According to a sixth aspect of the present invention, in the semiconductor device according to the first, second, third, or fourth aspect, the sacrificial peeling pattern is formed at a corner of the peripheral portion of the element formation region and in the vicinity thereof.

請求項記載の半導体装置の製造方法は、基板上に、複数の半導体素子を集積して形成し、複数の絶縁膜層を積層する工程と、前記複数の半導体素子が集積して形成された素子形成領域の周縁部の少なくとも一部において、前記複数の絶縁層膜のうちの少なくとも上から一層を貫通するように犠牲剥離パターンを凹状に形成する工程と、前記犠牲剥離パターン上を覆うように、前記素子形成領域上に表面保護膜を形成する工程とを含み、前記犠牲剥離パターンを凹状に形成する工程は、前記犠牲剥離パターンを、複数個のコンタクト孔の集合体、平行して並ぶ複数個のミシン目状の溝の集合体、および、平行して並ぶ複数本の溝のいずれか1つとして形成し、前記表面保護膜を形成する工程は、前記犠牲剥離パターンの内部に空孔部を有するように前記表面保護膜を前記犠牲剥離パターン内に埋め込む。 The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 7 , wherein a plurality of semiconductor elements are integrated and formed on a substrate, a plurality of insulating film layers are stacked, and the plurality of semiconductor elements are integrated and formed. in at least a part of the periphery of the element forming region, and forming a concave sacrificial peel pattern so as to penetrate the more from the top of at least one of said plurality of insulating layers film, so as to cover the sacrificial peel pattern on Forming a surface protective film on the element formation region, and forming the sacrificial release pattern in a concave shape by arranging the sacrificial release pattern in a plurality of parallel arrangements of a plurality of contact holes. Forming the surface protective film as one of an assembly of a plurality of perforated grooves and a plurality of grooves arranged in parallel ; Have Embed urchin said surface protective layer on the sacrificial peel pattern within.

請求項記載の半導体装置の製造方法は、基板上に、複数の半導体素子を集積して形成し、複数の絶縁膜層を積層する工程と、前記複数の半導体素子が集積して形成された素子形成領域の周縁部の少なくとも一部において、前記複数の絶縁膜層のうちの少なくとも上から一層を貫通するように犠牲剥離パターンを凹状に形成する工程と、前記犠牲剥離パターン上を覆うように、前記複数の半導体素子が集積して形成された領域上に表面保護膜を形成する工程とを含み、前記犠牲剥離パターンを凹状に形成する工程は、前記犠牲剥離パターンを、複数個のコンタクト孔の集合体、平行して並ぶ複数個のミシン目状の溝の集合体、および、平行して並ぶ複数本の溝のいずれか1つとして形成し、前記表面保護膜を形成する工程は、前記表面保護膜を前記犠牲剥離パターンの内面に沿うように、かつ、前記犠牲剥離パターン内を埋め込まないように前記犠牲剥離パターン内の内壁全体を覆う。 The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 8 , wherein a plurality of semiconductor elements are integrated and formed on a substrate, a plurality of insulating film layers are stacked, and the plurality of semiconductor elements are integrated and formed. Forming a sacrificial release pattern in a concave shape so as to penetrate at least one of the plurality of insulating film layers from at least one of the peripheral portions of the element formation region, and covering the sacrificial release pattern Forming a surface protective film on a region formed by integrating the plurality of semiconductor elements, and forming the sacrificial release pattern in a concave shape by using the sacrificial release pattern as a plurality of contact holes. Forming the surface protective film as one of an assembly of the above, an assembly of a plurality of perforated grooves arranged in parallel, and a plurality of grooves arranged in parallel , Surface protective film Wherein along the inner surface of the sacrificial peel pattern, and covers the entire inner wall in the sacrificial peel pattern so as not to fill the sacrificial peel pattern within.

請求項記載の半導体装置の製造方法は、請求項または記載の半導体装置の製造方法において、前記犠牲剥離パターンを化学的エッチング手法により形成する。 A method for manufacturing a semiconductor device according to a ninth aspect is the method for manufacturing a semiconductor device according to the seventh or eighth aspect , wherein the sacrificial peeling pattern is formed by a chemical etching technique.

本発明の請求項1記載の半導体装置によれば、表面保護膜は、犠牲剥離パターンの内部に空孔部を有するように犠牲剥離パターン内を埋め込んでいるので、ダイシング時、樹脂封止時の応力がかかると、犠牲剥離パターンが剥離することにより、素子形成領域への膜剥離を防ぐことができる。このため、現有の製造装置および材料を変更することなく、半導体チップのダイシングの際、および樹脂封止の際の膜剥離を防止することが可能となる。   According to the semiconductor device of the first aspect of the present invention, the surface protective film is embedded in the sacrificial peeling pattern so as to have a void portion inside the sacrificial peeling pattern. When stress is applied, the sacrificial peeling pattern is peeled off, so that film peeling to the element formation region can be prevented. For this reason, it becomes possible to prevent film peeling at the time of dicing the semiconductor chip and at the time of resin sealing without changing the existing manufacturing apparatus and materials.

本発明の請求項2記載の半導体装置によれば、表面保護膜は、犠牲剥離パターンの内面に沿うように前記犠牲剥離パターン内を覆っているので、ダイシング時、樹脂封止時の応力がかかると、犠牲剥離パターンが剥離することにより、素子形成領域への膜剥離を防ぐことができ、請求項1と同様の効果が得られる。   According to the semiconductor device of the second aspect of the present invention, since the surface protective film covers the inside of the sacrificial release pattern along the inner surface of the sacrificial release pattern, stress is applied during dicing and resin sealing. As the sacrificial peeling pattern peels off, film peeling to the element formation region can be prevented, and the same effect as in claim 1 can be obtained.

請求項3,4では、犠牲剥離パターンが形成された絶縁膜層はLow−k膜からなるので、回路内の抵抗や容量における遅延の問題を解消できる。また、Low−k膜は膜密度が低いため、下層材料との密着強度が弱く、半導体チップのダイシングの際、樹脂封止時における樹脂が硬化収縮する際に、剥離しやすいので有効である。また、Low−k膜の比誘電率は3.9未満であることが好ましい。   According to the third and fourth aspects, since the insulating film layer on which the sacrificial peeling pattern is formed is a low-k film, the problem of delay in resistance and capacitance in the circuit can be solved. In addition, the low-k film is effective because it has a low film density and has low adhesion strength with the lower layer material, and is easily peeled when the resin is cured and contracted during dicing of the semiconductor chip. The relative dielectric constant of the low-k film is preferably less than 3.9.

請求項5では、犠牲剥離パターンは、素子形成領域の周縁部全体に形成されているので、ダイシング時、樹脂封止時の応力による膜剥離を素子形成領域の周縁部全体で防ぐことができる。   According to the fifth aspect, since the sacrificial peeling pattern is formed on the entire peripheral portion of the element forming region, film peeling due to stress at the time of dicing and resin sealing can be prevented on the entire peripheral portion of the element forming region.

請求項6では、犠牲剥離パターンは、前記素子形成領域の周縁部の角部およびその近傍に形成されているので、ダイシング時、樹脂封止時の応力による膜剥離を素子形成領域の周縁部の角部およびその近傍で防ぐことができる。   According to the sixth aspect of the present invention, since the sacrificial peeling pattern is formed at the corner of the peripheral portion of the element forming region and in the vicinity thereof, film peeling due to stress at the time of dicing and resin sealing is performed on the peripheral portion of the element forming region. This can be prevented at and around the corner.

本発明の請求項記載の半導体装置の製造方法によれば、表面保護膜を形成する工程は、犠牲剥離パターンの内部に空孔部を有するように表面保護膜を犠牲剥離パターン内に埋め込むので、ダイシング時、樹脂封止時の応力がかかると、犠牲剥離パターンが剥離することにより、素子形成領域への膜剥離を防ぐことができる。このため、現有の製造装置および材料を変更することなく、半導体チップのダイシングの際、および樹脂封止の際の膜剥離を防止することが可能となる。 According to the method of manufacturing a semiconductor device according to claim 7 of the present invention, the step of forming the surface protective film embeds the surface protective film in the sacrificial peeling pattern so as to have a void portion inside the sacrificial peeling pattern. When stress is applied at the time of dicing and resin sealing, the sacrificial release pattern is peeled off, so that film peeling to the element formation region can be prevented. For this reason, it becomes possible to prevent film peeling at the time of dicing the semiconductor chip and at the time of resin sealing without changing the existing manufacturing apparatus and materials.

請求項では、表面保護膜を形成する工程は、表面保護膜を犠牲剥離パターンの内面に沿うように犠牲剥離パターン内を覆うので、ダイシング時、樹脂封止時の応力がかかると、犠牲剥離パターンが剥離することにより、素子形成領域への膜剥離を防ぐことができ、請求項10と同様の効果が得られる。 According to the eighth aspect of the present invention , the step of forming the surface protective film covers the inside of the sacrificial release pattern so that the surface protective film is along the inner surface of the sacrificial release pattern. Therefore, when stress is applied during dicing or resin sealing, By peeling the pattern, film peeling to the element formation region can be prevented, and the same effect as in the tenth aspect can be obtained.

請求項では、請求項または記載の半導体装置の製造方法において、犠牲剥離パターンを化学的エッチング手法により形成することが好ましい。 According to a ninth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the seventh or eighth aspect , the sacrificial peeling pattern is preferably formed by a chemical etching technique.

(第1の実施形態)
以下に、本発明の第1の実施形態の半導体装置およびその製造方法について、図1〜図3に基づいて説明する。
(First embodiment)
The semiconductor device and the manufacturing method thereof according to the first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

図1は、本発明の第1の実施形態において半導体チップ内の犠牲剥離領域形成部分を示す平面図を、図2はその各犠牲剥離領域における犠牲剥離パターンの平面図を示している。図3は、本実施形態における半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。   FIG. 1 is a plan view showing a sacrificial peeling region forming portion in a semiconductor chip in the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view showing a sacrificial peeling pattern in each sacrificial peeling region. FIG. 3 is a process cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the present embodiment.

図1及び図2において、101,201は半導体素子が形成された素子形成領域、102,202は犠牲剥離領域、103はダイシングライン領域である。   1 and 2, reference numerals 101 and 201 denote element forming regions where semiconductor elements are formed, reference numerals 102 and 202 denote sacrificial peeling regions, and reference numeral 103 denotes a dicing line region.

図1および図3に示すように、複数の半導体素子が集積して形成された素子形成領域101の周縁部の少なくとも一部において、素子形成領域101に積層された複数の絶縁膜層のうちの少なくとも一層を貫通するように凹状に形成された犠牲剥離パターン313と、犠牲剥離パターン313上を覆うように、素子形成領域101上に形成された表面保護膜314とを備えている。表面保護膜314は、犠牲剥離パターン313の内部に空孔部を有するように犠牲剥離パターン313内を埋め込んでいる。   As shown in FIG. 1 and FIG. 3, of at least a part of the peripheral portion of the element formation region 101 formed by integrating a plurality of semiconductor elements, out of the plurality of insulating film layers stacked on the element formation region 101. A sacrificial release pattern 313 formed in a concave shape so as to penetrate at least one layer and a surface protection film 314 formed on the element formation region 101 so as to cover the sacrificial release pattern 313 are provided. The surface protective film 314 embeds the sacrificial release pattern 313 so as to have a hole in the sacrificial release pattern 313.

この場合、図1(a)においては、半導体チップの外周全体に、図1(b)においては、半導体チップのコーナー部に、図1(c)においては、半導体チップの外周及びコーナー部に、それぞれ犠牲剥離領域102を設けている。   In this case, in FIG. 1A, on the entire outer periphery of the semiconductor chip, in FIG. 1B, on the corner portion of the semiconductor chip, and in FIG. 1C, on the outer periphery and corner portion of the semiconductor chip, A sacrificial release region 102 is provided for each.

また、各犠牲剥離領域において、図2(b)に示すような、複数個のコンタクト形状の犠牲剥離パターン203、図2(c)に示すような、複数本のミシン目状のライン形状の犠牲剥離パターン204、または図2(d)に示すような、複数本のライン形状の犠牲剥離パターン205をそれぞれ設けている。   Further, in each sacrificial peeling region, a plurality of contact-shaped sacrificial peeling patterns 203 as shown in FIG. 2 (b) and a plurality of perforated line-shaped sacrificial shapes as shown in FIG. 2 (c). The peeling pattern 204 or a plurality of line-shaped sacrificial peeling patterns 205 as shown in FIG.

このような各犠牲剥離領域および各犠牲剥離パターン313は、図3(b)に示す半導体チップの断面図からわかるように、半導体チップの複数層303,304を跨ぐ溝形状に形成されている。さらに、図3(c)に示すように、この溝部の内壁の一部を表面保護膜314が覆っている。   Each sacrificial release region and each sacrificial release pattern 313 are formed in a groove shape across a plurality of layers 303 and 304 of the semiconductor chip, as can be seen from the cross-sectional view of the semiconductor chip shown in FIG. Further, as shown in FIG. 3C, the surface protective film 314 covers a part of the inner wall of the groove.

次に、本実施形態における半導体装置の製造方法について、図面を参照しながら説明する。   Next, a method for manufacturing a semiconductor device in the present embodiment will be described with reference to the drawings.

ここで、本実施形態では、Siなどの基板301上に、SiOなどの層間膜302、F添加SiOなどのlow−k層間膜303,304、配線306〜308、コンタクト309〜311、Pad312、犠牲剥離パターン313、パッシベーション膜314(表面保護膜)で形成されている。Low−k層間膜の比誘電率は3.9未満であることが望ましい。 In the present embodiment, on a substrate 301 such as Si, low-k interlayer film 303, such as the interlayer film 302, F added SiO 2, such as SiO 2, lines 306 to 308, the contact 309 to 311, PAD 312 , A sacrificial release pattern 313 and a passivation film 314 (surface protective film). The relative dielectric constant of the low-k interlayer film is preferably less than 3.9.

まず、図3(a)に示すように、半導体チップとして素子形成領域を表面保護膜形成前の最上層までを作製する。次に、図3(b)に示すように、例えば、ドライエッチング等の化学的エッチング手法により、半導体チップの周辺の所定領域に、複数層の層間絶縁膜303,304を貫通し、low−k膜でない層間膜302に到達する深さまでの溝部を形成し、犠牲剥離領域とする。次に、図3(c)に示すように、素子形成領域を含む半導体チップ全体に表面保護膜314を形成する。このとき、犠牲剥離領域においては、犠牲剥離パターン313として表面保護膜が溝部の底部まで届かない高アスペクト比の微細コンタクトもしくは微細ラインを設けておく。このようにすることで、表面保護膜314は犠牲剥離パターン313の溝内部全体を埋め込まず、微細シームが形成される。   First, as shown in FIG. 3A, the element formation region up to the uppermost layer before the surface protective film is formed as a semiconductor chip. Next, as shown in FIG. 3B, a plurality of interlayer insulating films 303 and 304 are penetrated into a predetermined region around the semiconductor chip by, for example, a chemical etching method such as dry etching, and low-k A groove is formed to a depth reaching the interlayer film 302 which is not a film, and is used as a sacrificial peeling region. Next, as shown in FIG. 3C, a surface protective film 314 is formed on the entire semiconductor chip including the element formation region. At this time, in the sacrificial peeling region, a high aspect ratio fine contact or fine line is provided as the sacrificial peeling pattern 313 so that the surface protective film does not reach the bottom of the groove. By doing in this way, the surface protective film 314 does not bury the whole inside of the groove | channel of the sacrificial peeling pattern 313, but a fine seam is formed.

この、犠牲剥離領域を設けることにより、ダイシング時、樹脂封止時の応力がかかると、開口パターンが剥離することにより、素子形成領域への膜剥離を防ぐことができる。   By providing this sacrificial peeling region, when stress is applied during dicing or resin sealing, the opening pattern peels off, thereby preventing film peeling to the element forming region.

本実施形態においては、複数層の層間絶縁膜303,304を貫通し、low−k膜でない層間膜302に到達する深さまでの溝部を形成し、犠牲剥離領域としたが、これに限定されるものではなく、少なくとも1層の層間絶縁膜を貫通する溝部を形成すれば、犠牲剥離領域としての機能を果たすことができる。   In the present embodiment, the sacrificial separation region is formed by forming a groove portion that penetrates through a plurality of interlayer insulating films 303 and 304 and reaches a depth reaching the interlayer film 302 that is not a low-k film, but is limited to this. However, if a groove that penetrates at least one interlayer insulating film is formed, a function as a sacrificial peeling region can be achieved.

なお、犠牲剥離パターン313の溝内部を部分的に埋める表面保護膜314を設けることにより、パッシベーション膜の防湿効果を維持しながら、犠牲剥離領域を少ない面積で作成することができる。   Note that by providing the surface protective film 314 that partially fills the inside of the groove of the sacrificial peeling pattern 313, the sacrificial peeling region can be formed with a small area while maintaining the moisture-proof effect of the passivation film.

また、表面保護膜314が溝内部全体を埋め込んでいないことにより、ダイシング時、樹脂封止時の応力がかかった際に、より容易に開口パターンを剥離させることができる。   Further, since the surface protective film 314 does not fill the entire inside of the groove, the opening pattern can be more easily peeled off when stress is applied during dicing or resin sealing.

なお、本発明は故意に犠牲剥離領域を設けることにより、チップ本体への剥離を防止することを特徴としており、犠牲剥離領域の形状や、犠牲領域パターンについては、本実施形態に限定されるものではない。
(第2の実施形態)
以下に、本発明の第2の実施形態の半導体装置およびその製造方法について、図4に基づいて説明する。
The present invention is characterized in that the sacrificial release region is intentionally provided to prevent the chip body from being peeled off. The shape of the sacrificial release region and the sacrificial region pattern are limited to the present embodiment. is not.
(Second Embodiment)
The semiconductor device and the manufacturing method thereof according to the second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.

本実施形態における犠牲剥離領域および犠牲剥離パターンの平面形状は、図1、図2に示す第1の実施形態と同様であるため説明を省略する。   The planar shapes of the sacrificial release region and the sacrificial release pattern in this embodiment are the same as those in the first embodiment shown in FIGS.

このような各犠牲剥離領域および各犠牲剥離パターン414は、図4(b)に示す半導体チップの断面図からわかるように、半導体チップの複数層403,404を跨ぐ溝形状に形成されている。さらに、図4(c)に示すように、この溝部の内壁に沿うように表面保護膜414が覆っている。   Each sacrificial release region and each sacrificial release pattern 414 are formed in a groove shape across a plurality of layers 403 and 404 of the semiconductor chip, as can be seen from the cross-sectional view of the semiconductor chip shown in FIG. Further, as shown in FIG. 4C, a surface protective film 414 covers the inner wall of the groove.

次に、本実施形態における半導体装置の製造方法について、図面を参照しながら説明する。   Next, a method for manufacturing a semiconductor device in the present embodiment will be described with reference to the drawings.

図4は、本実施形態における半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。   FIG. 4 is a process cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the present embodiment.

ここで、本実施形態では、Siなどの基板401上に、SiOなどの層間膜402、F添加SiOなどのlow−k層間膜403,404、配線406〜408、コンタクト409〜411、Pad412、犠牲剥離パターン413、パッシベーション膜(表面保護膜)414で形成されている。Low−k層間膜の比誘電率は3.9未満であることが望ましい。 In the present embodiment, on a substrate 401 such as Si, low-k interlayer film 403 and 404, such as the interlayer film 402, F added SiO 2, such as SiO 2, lines 406-408, contacts 409 to 411, Pad412 , A sacrificial release pattern 413 and a passivation film (surface protective film) 414. The relative dielectric constant of the low-k interlayer film is preferably less than 3.9.

まず、図4(a)に示すように、半導体チップとして素子形成領域を表面保護膜形成前の最上層までを作製する。次に、図4(b)に示すように、例えば、ドライエッチング等の化学的エッチング手法により、半導体チップの周辺の所定領域に、複数層の層間絶縁膜403,404を貫通し、low−k膜でない層間膜402に到達する深さまでの溝部を形成し、犠牲剥離領域とする。次に、図4(c)に示すように、素子形成領域を含む半導体チップ全体に表面保護膜414を形成する。このとき、犠牲剥離領域においては、犠牲剥離パターン413として表面保護膜414が溝部の底部まで届くアスペクト比の微細コンタクトもしくは微細ラインを設けておく。このようにすることで、表面保護膜414は犠牲剥離パターン413の溝内部の壁面に沿うように、かつ、溝部内を埋め込まないように、溝部の内壁全体を覆う形状に形成される。   First, as shown in FIG. 4A, the element formation region up to the uppermost layer before the surface protective film is formed as a semiconductor chip. Next, as shown in FIG. 4B, a plurality of interlayer insulating films 403 and 404 are penetrated into a predetermined region around the semiconductor chip by, for example, a chemical etching method such as dry etching, and low-k A groove is formed to a depth reaching the interlayer film 402 which is not a film, and is used as a sacrifice peeling region. Next, as shown in FIG. 4C, a surface protective film 414 is formed on the entire semiconductor chip including the element formation region. At this time, in the sacrificial peeling region, as the sacrificial peeling pattern 413, a fine contact or fine line having an aspect ratio that allows the surface protective film 414 to reach the bottom of the groove is provided. By doing in this way, the surface protective film 414 is formed in the shape which covers the whole inner wall of a groove part so that the inside of a groove part may not be embedded so that the wall surface inside the groove | channel of the sacrificial peeling pattern 413 may be followed.

この、犠牲剥離領域を設けることにより、ダイシング時、樹脂封止時の応力がかかると、開口パターンが剥離することにより、素子形成領域への膜剥離を防ぐことができる。   By providing this sacrificial peeling region, when stress is applied during dicing or resin sealing, the opening pattern peels off, thereby preventing film peeling to the element forming region.

本実施形態においては、複数層の層間絶縁膜403,404を貫通し、low−k膜でない層間膜402に到達する深さまでの溝部を形成し、犠牲剥離領域としたが、これに限定されるものではなく、少なくとも1層の層間絶縁膜を貫通する溝部を形成すれば、犠牲剥離領域としての機能を果たすことができる。   In the present embodiment, the sacrificial separation region is formed by forming a groove portion that penetrates through the plurality of interlayer insulating films 403 and 404 and reaches the depth reaching the interlayer film 402 that is not a low-k film, but is limited to this. However, if a groove that penetrates at least one interlayer insulating film is formed, a function as a sacrificial peeling region can be achieved.

なお、犠牲剥離パターン413の溝内部の壁面に沿うように、かつ、溝部内を埋め込まないように、溝部の内壁全体を覆う形状に表面保護膜414を設けることにより、第1の実施形態より面積は多く必要となるものの、第1の実施形態と比較し、容易にかつ、確実にパッシベーション膜の防湿効果を得ることができる。   In addition, by providing the surface protective film 414 in a shape that covers the entire inner wall of the groove portion so as to be along the wall surface inside the groove of the sacrificial peeling pattern 413 and not to be embedded in the groove portion, the surface protection film 414 has a larger area than the first embodiment. However, as compared with the first embodiment, the moisture-proof effect of the passivation film can be obtained easily and reliably.

また、表面保護膜414が溝内部全体を埋め込んでいないことにより、ダイシング時、樹脂封止時の応力がかかった際に、より容易に開口パターンを剥離させることができる。   Further, since the surface protective film 414 does not fill the entire inside of the groove, the opening pattern can be more easily peeled off when stress is applied during dicing or resin sealing.

なお、本発明は故意に犠牲剥離領域を設けることにより、チップ本体への剥離を防止することを特徴としており、犠牲剥離領域の形状や、犠牲領域パターンについては、本実施形態に限定されるものではない。   The present invention is characterized in that the sacrificial release region is intentionally provided to prevent the chip body from being peeled off. The shape of the sacrificial release region and the sacrificial region pattern are limited to the present embodiment. is not.

本発明の半導体装置およびその製造方法は、ダイシングおよび樹脂封止の際の膜剥離を防止することができるものであり、特に、Low−k膜を層間膜に用いた大規模集積回路(LSI)の製造等に有用である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The semiconductor device and the manufacturing method thereof according to the present invention can prevent film peeling during dicing and resin sealing, and in particular, a large scale integrated circuit (LSI) using a low-k film as an interlayer film. It is useful for the production of

(a)〜(c)は本発明の第1および第2の実施形態における犠牲剥離領域の例を示す平面図である。(A)-(c) is a top view which shows the example of the sacrificial peeling area | region in the 1st and 2nd embodiment of this invention. (a)は本発明の第1および第2の実施形態における犠牲剥離領域を示す平面図、(b)〜(d)はその犠牲剥離パターンの例を示す平面図である。(A) is a top view which shows the sacrificial peeling area | region in the 1st and 2nd embodiment of this invention, (b)-(d) is a top view which shows the example of the sacrificial peeling pattern. 本発明の第1の実施形態における犠牲剥離領域を形成するための工程断面図である。It is process sectional drawing for forming the sacrificial peeling area | region in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態における犠牲剥離領域を形成するための工程断面図である。It is process sectional drawing for forming the sacrificial peeling area | region in the 2nd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

101 素子形成領域
102 犠牲剥離領域
103 ダイシングライン領域
201 素子形成領域
202 犠牲剥離領域
301 基板
302 層間膜
303 low−k層間膜
304 low−k層間膜
305 配線
306 配線
307 配線
308 配線
309 コンタクト
310 コンタクト
311 コンタクト
312 Pad
313 犠牲剥離パターン
314 パッシベーション膜
401 基板
402 層間膜
403 low−k層間膜
404 low−k層間膜
405 配線
406 配線
407 配線
408 配線
409 コンタクト
410 コンタクト
411 コンタクト
412 Pad
413 犠牲剥離パターン
414 パッシベーション膜
101 Element formation region 102 Sacrificial peeling region 103 Dicing line region 201 Element formation region 202 Sacrificial peeling region 301 Substrate 302 Interlayer film 303 Low-k interlayer film 304 Low-k interlayer film 305 Wiring 306 Wiring 307 Wiring 308 Wiring 309 Contact 310 Contact 311 Contact 312 Pad
313 Sacrificial peeling pattern 314 Passivation film 401 Substrate 402 Interlayer film 403 Low-k interlayer film 404 Low-k interlayer film 405 Wiring 406 Wiring 407 Wiring 408 Wiring 409 Contact 410 Contact 411 Contact 412 Pad
413 Sacrificial release pattern 414 Passivation film

Claims (9)

複数の半導体素子が集積して形成された素子形成領域の周縁部の少なくとも一部において、前記素子形成領域に積層された複数の絶縁膜層のうちの少なくとも上から一層を貫通するように凹状に形成された犠牲剥離パターンと、
前記犠牲剥離パターン上を覆うように、前記素子形成領域上に形成された表面保護膜とを備え、
前記犠牲剥離パターンは、複数個のコンタクト孔の集合体、平行して並ぶ複数個のミシン目状の溝の集合体、および、平行して並ぶ複数本の溝のいずれか1つからなり、
前記表面保護膜は、前記犠牲剥離パターンの内部に空孔部を有するように前記犠牲剥離パターン内を埋め込んでいることを特徴とする半導体装置。
In at least a part of the periphery of the plurality of semiconductor elements element forming region formed by integrating, concave so as to penetrate the more from the top of at least one of the element formation region a plurality of insulating films layers stacked A formed sacrificial release pattern; and
A surface protective film formed on the element formation region so as to cover the sacrificial release pattern;
The sacrificial release pattern comprises any one of an assembly of a plurality of contact holes, an assembly of a plurality of perforated grooves arranged in parallel, and a plurality of grooves arranged in parallel.
The semiconductor device according to claim 1, wherein the surface protective film is embedded in the sacrificial peeling pattern so as to have a hole portion inside the sacrificial peeling pattern.
複数の半導体素子が集積して形成された素子形成領域の周縁部の少なくとも一部において、前記素子形成領域に積層された複数の絶縁膜層のうちの少なくとも上から一層を貫通するように凹状に形成された犠牲剥離パターンと、
前記犠牲剥離パターン上を覆うように、前記素子形成領域上に形成された表面保護膜とを備え、
前記犠牲剥離パターンは、複数個のコンタクト孔の集合体、平行して並ぶ複数個のミシン目状の溝の集合体、および、平行して並ぶ複数本の溝のいずれか1つからなり、
前記表面保護膜は、前記犠牲剥離パターンの内面に沿うように、かつ、前記犠牲剥離パターン内を埋め込まないように前記犠牲剥離パターン内の内壁全体を覆っていることを特徴とする半導体装置。
In at least a part of the periphery of the plurality of semiconductor elements element forming region formed by integrating, concave so as to penetrate the more from the top of at least one of the element formation region a plurality of insulating films layers stacked A formed sacrificial release pattern; and
A surface protective film formed on the element formation region so as to cover the sacrificial release pattern;
The sacrificial release pattern comprises any one of an assembly of a plurality of contact holes, an assembly of a plurality of perforated grooves arranged in parallel, and a plurality of grooves arranged in parallel.
The semiconductor device according to claim 1, wherein the surface protective film covers the entire inner wall of the sacrificial release pattern so as to be along the inner surface of the sacrificial release pattern and not to be embedded in the sacrificial release pattern.
前記犠牲剥離パターンが形成された前記絶縁膜層はLow−k膜からなる請求項1または2記載の半導体装置。   3. The semiconductor device according to claim 1, wherein the insulating film layer on which the sacrificial peeling pattern is formed is a low-k film. 前記Low−k膜の比誘電率は3.9未満である請求項3記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 3, wherein a dielectric constant of the low-k film is less than 3.9. 前記犠牲剥離パターンは、前記素子形成領域の周縁部全体に形成されている請求項1,2,3または4記載の半導体装置。   5. The semiconductor device according to claim 1, wherein the sacrificial release pattern is formed on the entire periphery of the element formation region. 前記犠牲剥離パターンは、前記素子形成領域の周縁部の角部およびその近傍に形成されている請求項1,2,3または4記載の半導体装置。   5. The semiconductor device according to claim 1, wherein the sacrificial release pattern is formed at a corner of the peripheral portion of the element formation region and in the vicinity thereof. 基板上に、複数の半導体素子を集積して形成し、複数の絶縁膜層を積層する工程と、Forming a plurality of semiconductor elements on a substrate and stacking a plurality of insulating film layers;
前記複数の半導体素子が集積して形成された素子形成領域の周縁部の少なくとも一部において、前記複数の絶縁層膜のうちの少なくとも上から一層を貫通するように犠牲剥離パターンを凹状に形成する工程と、A sacrificial release pattern is formed in a concave shape so as to penetrate at least one of the plurality of insulating layer films from at least a part of a peripheral portion of an element formation region formed by integrating the plurality of semiconductor elements. Process,
前記犠牲剥離パターン上を覆うように、前記素子形成領域上に表面保護膜を形成する工程とを含み、Forming a surface protective film on the element formation region so as to cover the sacrificial release pattern,
前記犠牲剥離パターンを凹状に形成する工程は、前記犠牲剥離パターンを、複数個のコンタクト孔の集合体、平行して並ぶ複数個のミシン目状の溝の集合体、および、平行して並ぶ複数本の溝のいずれか1つとして形成し、The step of forming the sacrificial release pattern in a concave shape includes the step of forming the sacrificial release pattern by an aggregate of a plurality of contact holes, an aggregate of a plurality of perforated grooves arranged in parallel, and a plurality of parallel arrays. Formed as one of the grooves of the book,
前記表面保護膜を形成する工程は、前記犠牲剥離パターンの内部に空孔部を有するように前記表面保護膜を前記犠牲剥離パターン内に埋め込むことを特徴とする半導体装置の製造方法。The step of forming the surface protective film includes embedding the surface protective film in the sacrificial peeling pattern so as to have a void portion inside the sacrificial peeling pattern.
基板上に、複数の半導体素子を集積して形成し、複数の絶縁膜層を積層する工程と、Forming a plurality of semiconductor elements on a substrate and stacking a plurality of insulating film layers;
前記複数の半導体素子が集積して形成された素子形成領域の周縁部の少なくとも一部において、前記複数の絶縁膜層のうちの少なくとも上から一層を貫通するように犠牲剥離パターンを凹状に形成する工程と、A sacrificial release pattern is formed in a concave shape so as to penetrate at least one of the plurality of insulating film layers from at least a part of a peripheral portion of an element formation region formed by integrating the plurality of semiconductor elements. Process,
前記犠牲剥離パターン上を覆うように、前記複数の半導体素子が集積して形成された領域上に表面保護膜を形成する工程とを含み、Forming a surface protective film on a region formed by integrating the plurality of semiconductor elements so as to cover the sacrificial release pattern,
前記犠牲剥離パターンを凹状に形成する工程は、前記犠牲剥離パターンを、複数個のコンタクト孔の集合体、平行して並ぶ複数個のミシン目状の溝の集合体、および、平行して並ぶ複数本の溝のいずれか1つとして形成し、The step of forming the sacrificial release pattern in a concave shape includes the step of forming the sacrificial release pattern by an aggregate of a plurality of contact holes, an aggregate of a plurality of perforated grooves arranged in parallel, and a plurality of parallel arrays. Formed as one of the grooves of the book,
前記表面保護膜を形成する工程は、前記表面保護膜を前記犠牲剥離パターンの内面に沿うように、かつ、前記犠牲剥離パターン内を埋め込まないように前記犠牲剥離パターン内の内壁全体を覆うことを特徴とする半導体装置の製造方法。The step of forming the surface protective film includes covering the entire inner wall of the sacrificial peeling pattern so that the surface protective film is along the inner surface of the sacrificial peeling pattern and is not embedded in the sacrificial peeling pattern. A method of manufacturing a semiconductor device.
前記犠牲剥離パターンを化学的エッチング手法により形成する請求項7または8記載の半導体装置の製造方法。9. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 7, wherein the sacrificial release pattern is formed by a chemical etching technique.
JP2005182845A 2005-06-23 2005-06-23 Semiconductor device and manufacturing method thereof Expired - Fee Related JP4361517B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005182845A JP4361517B2 (en) 2005-06-23 2005-06-23 Semiconductor device and manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005182845A JP4361517B2 (en) 2005-06-23 2005-06-23 Semiconductor device and manufacturing method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007005510A JP2007005510A (en) 2007-01-11
JP4361517B2 true JP4361517B2 (en) 2009-11-11

Family

ID=37690838

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005182845A Expired - Fee Related JP4361517B2 (en) 2005-06-23 2005-06-23 Semiconductor device and manufacturing method thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4361517B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8796751B2 (en) * 2012-11-20 2014-08-05 Micron Technology, Inc. Transistors, memory cells and semiconductor constructions
JP6261707B1 (en) * 2016-11-22 2018-01-17 三菱電機株式会社 Sensor device device
KR102428328B1 (en) * 2017-07-26 2022-08-03 삼성전자주식회사 Semiconductor device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2007005510A (en) 2007-01-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5448304B2 (en) Semiconductor device
US7884011B2 (en) Semiconductor device and method of manufacture thereof
JP5235378B2 (en) Semiconductor device
TWI238498B (en) Semiconductor device having a guard ring
US7671460B2 (en) Buried via technology for three dimensional integrated circuits
JP4360881B2 (en) Semiconductor device including multilayer wiring and manufacturing method thereof
JP3961398B2 (en) Semiconductor device
JP2004304124A (en) Semiconductor device
JP2011139103A (en) Semiconductor device
JP2007115988A (en) Semiconductor device
US6519844B1 (en) Overmold integrated circuit package
JP4361517B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
US7943529B2 (en) Passivation structure and fabricating method thereof
JP2009004565A (en) Semiconductor device and manufacturing method therefor
KR20040111717A (en) Semiconductor device
US6794268B2 (en) Fabricating deeper and shallower trenches in semiconductor structures
JP4302505B2 (en) Semiconductor device
JP4814694B2 (en) Semiconductor device
JP2008041804A (en) Semiconductor device and method for manufacturing the same
JP2007012894A (en) Semiconductor device and its manufacturing method
JP2008124070A (en) Semiconductor device
JP5726989B2 (en) Semiconductor device
JP2007073808A (en) Method of manufacturing semiconductor device, and semiconductor device
JP2006179542A (en) Semiconductor device
JP2009218503A (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20061110

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080306

A131 Notification of reasons for refusal

Effective date: 20090616

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090702

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090721

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Effective date: 20090812

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120821

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees