JP5955963B2 - 半導体装置 - Google Patents

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Description

本発明は、半導体装置に関し、たとえば素子形成領域と、その素子形成領域を平面視において取り囲むガードリング領域とを有する半導体装置に関するものである。
ウエハレベルでパッケージに必要な要素（再配線層およびバンプ電極）を形成したベアチップ／フリップチップ実装用のチップ構造が知られている。このようなチップ構造は、たとえば特開２０００−２４３７５４号公報（特許文献１）、特開２０１０−１９２８６７号公報（特許文献２）などに記載されている。
上記２つの公報に記載のチップ構造においては、電極パッドとなる導電層上にパッシベーション膜が形成され、そのパッシベーション膜上に有機系絶縁膜、再配線層、バンプ電極などが形成されている。
特開２０００−２４３７５４号公報 特開２０１０−１９２８６７号公報
しかしながら従来のチップ構造では、パッシベーション膜と、そのパッシベーション膜上に形成される有機系絶縁膜との密着性が悪く、有機系絶縁膜がパッシベーション膜からはがれやすい。
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
一実施の形態によれば、パッシベーション膜に接して形成された第１の感光性有機絶縁膜が、最上層導電層により生じたパッシベーション膜表面の段部の全周上を覆い、かつ全周において段部よりも外周側に位置する外周端縁を有している。第１の感光性有機絶縁膜の外周端縁と第２の感光性有機絶縁膜の外周端縁との双方は、ガードリング用最上層導電層の真上に位置している。
前記一実施の形態によれば、第１の感光性有機絶縁膜がパッシベーション膜から剥がれることを抑制することができる。
実施の形態１におけるチップ状態の半導体装置の構成を概略的に示す平面図である。 図１のチップ状態の半導体装置を拡大して示す平面図である。 図２の領域Ｒ１を拡大して示す部分平面図である。 図１のチップ状態の半導体装置の外周端縁付近を拡大して概略的に示す部分断面図である。 図４における外周端縁付近をさらに拡大して概略的に示す部分断面図である。 実施の形態１における半導体装置の製造方法の第１工程を図５の断面に対応させて示す概略断面図である。 実施の形態１における半導体装置の製造方法の第２工程を図５の断面に対応させて示す概略断面図である。 実施の形態１における半導体装置の製造方法の第３工程を図５の断面に対応させて示す概略断面図である。 実施の形態１における半導体装置の製造方法の第４工程を図５の断面に対応させて示す概略断面図である。 実施の形態１における半導体装置の製造方法の第５工程を図５の断面に対応させて示す概略断面図である。 関連技術の半導体装置の構成を概略的に示す断面図である。 関連技術の半導体装置の製造方法において第１の感光性有機絶縁膜を現像する工程を示す概略断面図である。 関連技術の半導体装置の製造方法において第１および第２の感光性有機絶縁膜が剥がれた様子を示す概略断面図である。 実施の形態２におけるチップ状態の半導体装置の構成を概略的に示す平面図である。 図１４のチップ状態の半導体装置の外周端縁付近を拡大して概略的に示す部分断面図である。 実施の形態３におけるチップ状態の半導体装置の構成を概略的に示す平面図である。 図１６のチップ状態の半導体装置の外周端縁付近を拡大して概略的に示す部分断面図である。 実施の形態４におけるチップ状態の半導体装置の構成を概略的に示す平面図である。 図１８のチップ状態の半導体装置の外周端縁付近を拡大して概略的に示す部分断面図である。 実施の形態４における半導体装置の製造方法を図５の断面に対応させて示す概略断面図である。 バンプ電極がパッド用最上層導電層の真上に位置する構成を概略的に示す断面図である。 ウエハ状態の半導体装置の構成を概略的に示す平面図である。
以下、実施の形態について図に基づいて説明する。
（実施の形態１）
図１を参照して、本実施の形態のチップ状態の半導体装置ＳＤは、表面に複数のバンプ電極ＢＰを有している。
図２および図３を参照して、平面視において（半導体基板ＳＢ（図４、５）の表面に対して直交する方向から見て）、半導体装置ＳＤの表面の内周領域には素子形成領域が配置されており、かつ最外周領域にはスクライブ領域が配置されている。この素子形成領域とスクライブ領域との間において、素子形成領域の全周を取り囲むようにガードリング領域が配置されている。
ガードリング領域の最外周側には、ガードリングの全周を取り囲むようにシランスリットＳＳが配置されている。なお上記の複数のバンプ電極ＢＰは、素子形成領域内に配置されている。
図４および図５を参照して、たとえばシリコンよりなる半導体基板ＳＢの表面には、たとえばＳＴＩ（Shallow Trench Isolation）またはＬＯＣＯＳ（Local Oxidation of Silicon）酸化膜よりなる素子分離構造ＩＲが形成されている。この素子分離構造ＩＲにより電気的に分離された半導体基板ＳＢの表面であって、素子形成領域内には、たとえばＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）トランジスタＴＲＡなどの素子が形成されている。
この半導体基板ＳＢの表面上には多層の導電層ＣＬの各々と多層の層間絶縁層ＩＩの各々とが交互に積層されている。この多層の導電層ＣＬの各々は、たとえばＣｕ（銅）を含む材質よりなっており、ダマシン構造を有している。また多層の層間絶縁層ＩＩの各々は、たとえばシリコン酸化膜、低誘電率（Low-k）材料などよりなっている。
素子形成領域内には導電層ＣＬにより構成された各種の素子や、多層配線構造ＩＮＬなどが形成されている。またガードリング領域内には多層の導電層ＣＬによりガードリングＧＲの一部が構成されている。このガードリングＧＲを構成する多層の導電層ＣＬの各々は、平面視において素子形成領域の全周を取り囲むように形成されている。なお多層の層間絶縁層ＩＩの各々の表面は平坦化処理されており、比較的平坦な表面となっている。
多層の層間絶縁層ＩＩのうち最上層の層間絶縁層ＩＩ上には、たとえばＡｌ（アルミニウム）またはＣｕを含む材質よりなる最上層導電層ＴＣＬが形成されている。この最上層導電層ＴＣＬは、パッド用最上層導電層ＴＣＬと、ガードリング用最上層導電層ＴＣＬとを有している。
パッド用最上層導電層ＴＣＬは、素子形成領域内に形成され、かつパッド電極として機能する部分（パッド部）を有している。またガードリング用最上層導電層ＴＣＬは、ガードリング領域内に形成され、かつガードリングＧＲの一部を構成している。パッド用最上層導電層ＴＣＬとガードリング用最上層導電層ＴＣＬとは、互いに同一の層から分離して形成された層である。
ガードリングＧＲは、多層の導電層ＣＬとガードリング用最上層導電層ＴＣＬとにより構成されている。このガードリングＧＲは、主に素子形成領域内への湿気の侵入を防止するためのものであり、半導体基板ＳＢの表面から最上層の層間絶縁層ＩＩ上にまで延びていることが好ましい。ガードリング用最上層導電層ＴＣＬは、図２に示すように平面視において素子形成領域の全周を取り囲むように形成されている。
図４および図５を参照して、パッド用最上層導電層ＴＣＬおよびガードリング用最上層導電層ＴＣＬを覆うように、最上層の層間絶縁層ＩＩ上にパッシベーション膜ＰＬが形成されている。このパッシベーション膜ＰＬは、素子形成領域、ガードリング領域およびスクライブ領域の各々に形成されている。パッシベーション膜ＰＬは、耐湿性を有する材質よりなっており、たとえば窒素を含む絶縁膜単体もしくは窒素を含む絶縁膜を含む積層膜よりなっている。パッシベーション膜ＰＬは、具体的には、ｐ−ＳｉＮ（プラズマシリコン窒化膜）、ｐ−ＳｉＯＮ（プラズマシリコン酸窒化膜）、ｐ−ＳｉＮ／ｐ−ＳｉＯ2（プラズマシリコン窒化膜／プラズマシリコン酸化膜）、ｐ−ＳｉＯＮ／ｐ−ＳｉＯ2（プラズマシリコン酸窒化膜／プラズマシリコン酸化膜）などよりなっている。
素子形成領域内において、パッド用最上層導電層ＴＣＬ上のパッシベーション膜ＰＬにはパッド用最上層導電層ＴＣＬの表面に達する開口部ＯＰ１が形成されている。この開口部ＯＰ１によりパッド用最上層導電層ＴＣＬの表面の一部がパッシベーション膜ＰＬから露出している。
素子形成領域とガードリング領域との境界付近において、パッシベーション膜ＰＬの表面には段部ＴＲＥが形成されている。この段部ＴＲＥは、ガードリング用最上層導電層ＴＣＬよりも素子形成領域側となる内周側に位置している。
この段部ＴＲＥにより、ガードリング用最上層導電層ＴＣＬよりも内周側のパッシベーション膜ＰＬの表面はガードリング用最上層導電層ＴＣＬの真上のパッシベーション膜ＰＬの表面よりも低くなっている。つまり図５に示すように最上層の層間絶縁層ＩＩの表面からみて、ガードリング用最上層導電層ＴＣＬよりも内周側のパッシベーション膜ＰＬの表面の高さＨ２は、ガードリング用最上層導電層ＴＣＬの真上のパッシベーション膜ＰＬの表面の高さＨ１よりも低くなっている。
またガードリング用最上層導電層ＴＣＬの内周側にパッド用最上層導電層ＴＣＬが位置する領域においては、ガードリング用最上層導電層ＴＣＬとパッド用最上層導電層ＴＣＬとの間において、パッシベーション膜ＰＬの表面に溝ＴＲが形成されることになる。この溝ＴＲの幅（半導体装置ＳＤの内周側から外周側へ向かう方向の寸法）はたとえば５μｍで、０．５μｍ〜５０μｍでも同様のことがいえる。
ガードリング領域の最外周側には、シランスリットＳＳが形成されている。このシランスリットＳＳは、パッシベーション膜ＰＬを貫通して最上層の層間絶縁層ＩＩに達する溝よりなっている。シランスリットＳＳは、図２に示す平面視においてガードリングＧＲの全周を取り囲むように形成されている。シランスリットＳＳは、半導体ウエハをダイシングにより半導体チップに分離する際に、パッシベーション膜ＰＬ内を伝搬するクラックがガードリングＧＲ内および素子形成領域内に延びることを防止するためのものである。
図４および図５を参照して、このパッシベーション膜ＰＬの表面に直接接するようにパッシベーション膜ＰＬ上に第１の感光性有機絶縁膜ＰＯ１が形成されている。この第１の感光性有機絶縁膜ＰＯ１は、たとえばポリイミドよりなっている。第１の感光性有機絶縁膜ＰＯ１は、図２に示す平面視において溝ＴＲ上および段部ＴＲＥの全周上を覆い、かつ全周において段部ＴＲＥよりも外周側に位置する外周端縁ＥＤ１を有している。
図４および図５を参照して、第１の感光性有機絶縁膜ＰＯ１にはパッド用最上層導電層ＴＣＬの表面に達する開口部ＯＰ２が形成されている。この開口部ＯＰ２は、開口部ＯＰ１の内部を通るように形成されている。開口部ＯＰ２によりパッド用最上層導電層ＴＣＬの表面の一部が第１の感光性有機絶縁膜ＰＯ１から露出している。
第１の感光性有機絶縁膜ＰＯ１上には再配線層ＲＩＬが形成されている。この再配線層ＲＩＬは、開口部ＯＰ２を通じてパッド用最上層導電層ＴＣＬのパッド部に接続されている。再配線層ＲＩＬは、パッド用最上層導電層ＴＣＬのパッド部の真上領域からその真上領域以外の他の領域に延びるように形成されている。
この再配線層ＲＩＬは、第１の感光性有機絶縁膜ＰＯ１の表面に接して形成されたバリアメタル層ＢＭと、バリアメタル層ＢＭ上に形成された導電層ＤＣＬとを有している。バリアメタル層ＢＭは、たとえばＣｒ（クロム）、Ｔｉ（チタン）、ＴｉＮ（チタンナイトライド）、Ｔａ（タンタル）、Ｗ（タングステン）、Ｍｏ（モリブデン）などの１種、またはこれらの任意の組合せを含む材質からなっている。また導電層ＤＣＬは、たとえばＣｕを含む材質よりなっている。
再配線層ＲＩＬを覆うように第１の感光性有機絶縁膜ＰＯ１上に第２の感光性有機絶縁膜ＰＯ２が形成されている。この第２の感光性有機絶縁膜ＰＯ２は、たとえばポリイミドよりなっている。第２の感光性有機絶縁膜ＰＯ２は、図２に示すように第１の感光性有機絶縁膜ＰＯ１の外周端縁ＥＤ１の全周を覆っている。この第２の感光性有機絶縁膜ＰＯ２の外周端縁ＥＤ２は、その全周において第１の感光性有機絶縁膜ＰＯ１の外周端縁ＥＤ１よりも外周側に位置している。第１の感光性有機絶縁膜ＰＯ１の外周端縁ＥＤ１と第２の感光性有機絶縁膜ＰＯ２の外周端縁ＥＤ２との双方は、ガードリング用最上層導電層ＴＣＬの真上に位置している。
図４を参照して、第２の感光性有機絶縁膜ＰＯ２には再配線層ＲＩＬの表面に達する開口部ＯＰ３が形成されている。この開口部ＯＰ３により再配線層ＲＩＬの表面の一部が第２の感光性有機絶縁膜ＰＯ２から露出している。
第２の感光性有機絶縁膜ＰＯ２上には、開口部ＯＰ３を通じて再配線層ＲＩＬと接続するようにバンプ電極ＢＰが形成されている。バンプ電極ＢＰは、再配線層ＲＩＬを通じてパッド用最上層導電層ＴＣＬに電気的に接続されている。バンプ電極ＢＰは、パッド用最上層導電層ＴＣＬのパッド部の真上領域以外の他の領域の真上に位置している。バンプ電極ＢＰは、たとえばＳｎ（錫）−ｘＡｇ（銀）−０．５Ｃｕの合金組成を有している。
上記の構成において最上層導電層ＴＣＬの厚みはたとえば１μｍで、０．５μｍ〜５μｍでも同様である。またパッシベーション膜ＰＬの厚みＴ１はたとえば１μｍ以下であり、第１の感光性有機絶縁膜ＰＯ１の厚みＴ２はたとえば５μｍであり、再配線層ＲＩＬの厚みＴ３はたとえば１０μｍであり、第２の感光性有機絶縁膜ＰＯ２の厚みＴ４はたとえば５μｍである。
本実施の形態の半導体装置はたとえば９０ｎｍロジック製品である。この製品における多層の導電層ＣＬのうち下から１層目の導電層ＣＬのライン・アンド・スペース（Ｌ／Ｓ）はたとえば１３０ｎｍ／１３０ｎｍであり、多層の導電層ＣＬのうち下から２〜５層目の導電層ＣＬのライン・アンド・スペース（Ｌ／Ｓ）はたとえば１４０ｎｍ／１４０ｎｍである。また多層の導電層ＣＬのうち下から６〜７層目の導電層ＣＬ（セミグローバル配線）のライン・アンド・スペース（Ｌ／Ｓ）はたとえば２８０／２８０ｎｍである。また最上層導電層ＴＣＬの線幅（Ｌ）はたとえば２μｍである。
また上記において第１および第２の感光性有機絶縁膜ＰＯ１、ＰＯ２の双方の材質がポリイミドよりなる場合について説明したが、これ以外の感光性有機絶縁膜であってもよい。また第１および第２の感光性有機絶縁膜ＰＯ１、ＰＯ２は互いに同じ材質であってもよく、また異なる材質であってもよい。
なお図１に示すチップ状態の半導体装置ＳＤは、図２２に示すウエハ状態の半導体装置ＷＦから切り出されたものである。図２２に示すウエハ状態の半導体装置ＷＦは、行列状に配置された複数のチップ領域ＣＨ（素子形成領域およびガードリング領域を含む領域）と、そのチップ領域ＣＨの間に位置するスクライブ領域とを有している。このウエハ状態の半導体装置ＷＦがスクライブ領域にてダイシングされることにより、図１に示す個々のチップ状態の半導体装置ＳＤに分離される。
このウエハ状態の半導体装置ＷＦは、図４に示されるようにパッシベーション膜ＰＬと、そのパッシベーション膜ＰＬ上に形成された第１および第２の感光性有機絶縁膜ＰＯ１、ＰＯ２と、再配線層ＲＩＬと、バンプ電極ＢＰとを有している。
また図２２において１つのチップ領域ＣＨ内に示されたバンプ電極ＢＰの個数は９個であり、図１における１つのチップ状態の半導体装置ＳＤ内のバンプ電極ＢＰの個数と異なっているが、これは図の縮尺上そのように表示しているだけであり、実際には個数の相違はない。
次に本実施の形態の製造方法について図６〜図１０を用いて説明する。
図６および図７を参照して、たとえばシリコンよりなるウエハ状態の半導体基板ＳＢが準備される。この半導体基板ＳＢの表面に、たとえばＳＴＩまたはＬＯＣＯＳ酸化膜よりなる素子分離構造ＩＲが形成される。この素子分離構造ＩＲによって電気的に分離された半導体基板ＳＢの表面にたとえばＭＯＳトランジスタ（図示せず）などの素子が形成される。
この後、多層の層間絶縁層ＩＩの各々と多層の導電層ＣＬの各々とが交互に半導体基板ＳＢの表面上に積層される。この際、上下の導電層ＣＬはたとえばＷよりなるプラグなどにより互いに電気的に接続されてもよい。また下から１層目の導電層ＣＬはたとえばＣｕのシングルダマシンフローで形成され、下から２層目以降の導電層ＣＬはたとえばＣｕのデュアルダマシンフローで形成されてもよい。
図８を参照して、最上層の層間絶縁層ＩＩ上には、たとえば１μｍの厚みのＡｌよりなる最上層導電層ＴＣＬが形成される。この最上層導電層ＴＣＬはたとえば写真製版技術およびエッチング技術によりパターニングされる。これにより同一の最上層導電層ＴＣＬから互いに分離して、ガードリング領域にはガードリング用最上層導電層ＴＣＬが、素子形成領域にはパッド用最上層導電層ＴＣＬなどが形成される。
このガードリング用最上層導電層ＴＣＬと多層の導電層ＣＬとによりガードリングＧＲが形成される。なおガードリング用最上層導電層ＴＣＬと多層の導電層ＣＬのうち最上層の導電層ＣＬとの間は、たとえばＷよりなるプラグなどで接続される。このガードリングＧＲを構成する多層の導電層ＣＬおよびガードリング用最上層導電層ＴＣＬとの各々は平面視において素子形成領域の全周を取り囲むように形成される。
図９を参照して、ガードリング用最上層導電層ＴＣＬ、パッド用最上層導電層ＴＣＬなどを覆うように最上層の層間絶縁層ＩＩ上にパッシベーション膜ＰＬが形成される。このパッシベーション膜ＰＬは、たとえば６００ｎｍの厚みのｐ−ＳｉＮにより形成される。
パッシベーション膜ＰＬの表面には、ガードリング用最上層導電層ＴＣＬよりも素子形成領域側となる内周側に段部ＴＲＥが形成される。この段部ＴＲＥは、ガードリング用最上層導電層ＴＣＬの外形に沿って形成され、素子形成領域とガードリング領域との境界付近に位置する。段部ＴＲＥは、平面視において素子形成領域の全周を取り囲むように形成される。
この段部ＴＲＥによりガードリング用最上層導電層ＴＣＬよりも内周側のパッシベーション膜ＰＬの表面はガードリング用最上層導電層ＴＣＬの真上のパッシベーション膜ＰＬの表面よりも低くなる。
またガードリング用最上層導電層ＴＣＬの内周側にパッド用最上層導電層ＴＣＬが位置する領域においては、ガードリング用最上層導電層ＴＣＬとパッド用最上層導電層ＴＣＬとの間のパッシベーション膜ＰＬの表面に溝ＴＲが形成されることになる。この溝ＴＲの幅はたとえば５μｍ以下である。
この後、通常の写真製版技術およびエッチング技術により、パッシベーション膜ＰＬにシランスリットＳＳやパッド用最上層導電層ＴＣＬに達する開口部（図示せず）などが形成される。このシランスリットＳＳは、たとえば２μｍの幅を有し、かつ平面視においてガードリング領域の最外周側でガードリングＧＲの全周を取り囲むように形成される。
図１０を参照して、たとえばポリイミドよりなる第１の感光性有機絶縁膜ＰＯ１がパッシベーション膜ＰＬの表面に直接接するように塗布された後、写真製版技術により露光、現像されてパターニングされる。これにより、第１の感光性有機絶縁膜ＰＯ１は、図２に示す平面視において溝ＴＲ上および段部ＴＲＥの全周上を覆い、かつ全周において段部ＴＲＥよりも外周側に位置する外周端縁ＥＤ１を有するように形成される。また第１の感光性有機絶縁膜ＰＯ１にはパッド用最上層導電層ＴＣＬの表面に達する開口部（図示せず）が形成される。なお第１の感光性有機絶縁膜ＰＯ１の厚みはたとえば５μｍである。
図４および図５を参照して、再配線層ＲＩＬが第１の感光性有機絶縁膜ＰＯ１上に形成される。この後、再配線層ＲＩＬ上を覆うように、たとえばポリイミドよりなる第２の感光性有機絶縁膜ＰＯ２が第１の感光性有機絶縁膜ＰＯ１上に塗布された後、写真製版技術により露光、現像されてパターニングされる。この第２の感光性有機絶縁膜ＰＯ２の厚みはたとえば５μｍである。
第２の感光性有機絶縁膜ＰＯ２は、第１の感光性有機絶縁膜ＰＯ１の外周端縁ＥＤ１全周を覆い、かつ第２の感光性有機絶縁膜ＰＯ２の外周端縁ＥＤ２が第１の感光性有機絶縁膜ＰＯ１の外周端縁ＥＤ１よりも外周側に位置するように形成される。また第２の感光性有機絶縁膜ＰＯ２には、再配線層ＲＩＬに達する開口部ＯＰ３が形成される。
この後、第２の感光性有機絶縁膜ＰＯ２上に、開口部ＯＰ３を通じて再配線層ＲＩＬと接続するようにバンプ電極ＢＰが形成される。このバンプ電極ＢＰは、たとえばＳｎ−ｘＡｇ−０．５Ｃｕの合金組成を有している。
上記により図２２に示すバンプ電極ＢＰを有するウエハ状態の半導体装置ＷＦが形成される。この後、ウエハ状態の半導体装置ＷＦをスクライブ領域でダイシングして分離することにより図１に示すチップ状態の半導体装置ＳＤが形成される。
次に、本実施の形態の作用効果について、図１１〜１３に示す構成と比較して説明する。
図１１を参照して、この構成においては第１の感光性有機絶縁膜ＰＯ１の外周端縁ＥＤ１の位置が図４および図５に示す本実施の形態の構成と異なっている。具体的には、図１１に示す構成において第１の感光性有機絶縁膜ＰＯ１の外周端縁ＥＤ１は、ガードリング用最上層導電層ＴＣＬの内周側に位置する凹部（溝ＴＲ）内に位置している。つまり第１の感光性有機絶縁膜ＰＯ１の外周端縁ＥＤ１は、段部ＴＲＥよりも内周側に位置している。
なおこれ以外の図１１の構成は上述した本実施の形態の構成とほぼ同じであるため、同一の要素については同一の符号を付しその説明を繰り返さない。
この図１１の構成においては、第１の感光性有機絶縁膜ＰＯ１がパッシベーション膜ＰＬから剥がれやすい。その理由は以下のように考えられる。
図１２を参照して、第１の感光性有機絶縁膜ＰＯ１の現像時に用いられた現像液は現像の終了後に除去される。この現像液の除去は、ウエハを回転させた際の回転に伴う遠心力で外周側に現像液を離散させることにより行われる。しかしながら第１の感光性有機絶縁膜ＰＯ１の外周端縁ＥＤ１が段部ＴＲＥの内周側の凹部（溝ＴＲ）内に位置していると、現像液は段部ＴＲＥにより外周側への離散を妨げられる。これにより現像液は第１の感光性有機絶縁膜ＰＯ１の外周端縁ＥＤ１と段部ＴＲＥとの間の凹部（溝ＴＲ）内に溜まる。
この凹部（溝ＴＲ）内に溜まった現像液が、図中矢印で示すようにパッシベーション膜ＰＬと第１の感光性有機絶縁膜ＰＯ１との界面に入り、パッシベーション膜ＰＬと第１の感光性有機絶縁膜ＰＯ１との密着性を低下させる。これによりパッシベーション膜ＰＬから第１の感光性有機絶縁膜ＰＯ１が剥がれやすくなると考えられる。
また図１３を参照して、第２の感光性有機絶縁膜ＰＯ２などが形成された後に、半導体基板ＳＢの裏面研磨のために第２の感光性有機絶縁膜ＰＯ２にテープが貼り付けられる。このテープを除去する際に、現像液によりパッシベーション膜ＰＬと第１の感光性有機絶縁膜ＰＯ１との密着性が低下しているため、第１および第２の感光性有機絶縁膜ＰＯ１、ＰＯ２がパッシベーション膜ＰＬから剥がれてしまうと考えられる。
これに対して本実施の形態においては、図２に示す平面視において第１の感光性有機絶縁膜ＰＯ１が溝ＴＲ上および段部ＴＲＥの全周上を覆い、かつ全周において段部ＴＲＥよりも外周側に位置する外周端縁ＥＤ１を有している。このため段部ＴＲＥの内周側の凹部（溝ＴＲ）内に現像液が溜まることはない。よって、その現像液によってパッシベーション膜ＰＬと第１の感光性有機絶縁膜ＰＯ１との密着性が低下することもない。したがって、第１の感光性有機絶縁膜ＰＯ１がパッシベーション膜ＰＬから剥がれることを抑制することができる。
また本実施の形態においては、第１の感光性有機絶縁膜ＰＯ１上に第２の感光性有機絶縁膜ＰＯ２が形成されているため、第２の感光性有機絶縁膜ＰＯ２により再配線層ＲＩＬを保護することができる。
また本実施の形態においては、第２の感光性有機絶縁膜ＰＯ２が第１の感光性有機絶縁膜ＰＯ１の外周端縁ＥＤ１を覆っており、第２の感光性有機絶縁膜ＰＯ２の外周端縁ＥＤ２が第１の感光性有機絶縁膜ＰＯ１の外周端縁ＥＤ１よりも外周側に位置している。これにより第２の感光性有機絶縁膜ＰＯ２の外周端縁ＥＤ２の外周部に段部ＴＲＥのような段部が存在しない。このため、第２の感光性有機絶縁膜ＰＯ２の外周端縁ＥＤ２の付近に現像液が溜まることはない。よって、その現像液により第２の感光性有機絶縁膜ＰＯ２とパッシベーション膜ＰＬとの密着性が低下することはない。
また本実施の形態においては、バンプ電極ＢＰがパッド用最上層導電層ＴＣＬの真上領域以外の他の領域の真上に位置している。これによりバンプ電極ＢＰの配置の自由度が高くなる。
また本実施の形態においては、ガードリング用最上層導電層ＴＣＬおよびパッド用最上層導電層ＴＣＬはＡｌを含む材質からなっている。このＡｌはＣｕよりも酸化し難い。このため、このＡｌを含むガードリング用最上層導電層ＴＣＬでガードリングＧＲの他の部分（多層の導電層ＣＬ）上を覆うことでその他の部分（多層の導電層ＣＬ）の酸化を抑制することができる。
（実施の形態２）
図１４および図１５を参照して、本実施の形態の構成は、実施の形態１の構成と比較して、第２の感光性有機絶縁膜ＰＯ２の外周端縁ＥＤ２が、その全周において第１の感光性有機絶縁膜ＰＯ１の外周端縁ＥＤ１よりも内周側に位置している点において異なっている。このため、第２の感光性有機絶縁膜ＰＯ２の外周端縁ＥＤ２は、その全周において第１の感光性有機絶縁膜ＰＯ１上に位置している。なお第１の感光性有機絶縁膜ＰＯ１の外周端縁ＥＤ１と第２の感光性有機絶縁膜ＰＯ２の外周端縁ＥＤ２との双方は、ガードリング用最上層導電層ＴＣＬの真上に位置している。
なおこれ以外の本実施の形態の構成は上述した実施の形態１の構成とほぼ同じであるため、同一の要素については同一の符号を付しその説明を繰り返さない。
本実施の形態の半導体装置の製造方法は、図６〜図１０に示す実施の形態１の工程と同様の工程を経る。この後、実施の形態１と同様に再配線層ＲＩＬと第２の感光性有機絶縁膜ＰＯ２が形成される。その際に図１４および図１５に示すように第２の感光性有機絶縁膜ＰＯ２の外周端縁ＥＤ２が第１の感光性有機絶縁膜ＰＯ１の外周端縁ＥＤ１よりも内周側となるように第２の感光性有機絶縁膜ＰＯ２が形成される。
なお第２の感光性有機絶縁膜ＰＯ２が形成された後の工程も実施の形態１の製造方法とほぼ同じであるためその説明を繰り返さない。
本実施の形態においても、実施の形態１とほぼ同じ効果を得ることができる。
（実施の形態３）
図１６および図１７を参照して、本実施の形態の構成は、実施の形態１の構成と比較して、第２の感光性有機絶縁膜ＰＯ２の外周端縁ＥＤ２が、その全周においてシランスリットＳＳよりも外周側に位置している点において異なっている。このため、第２の感光性有機絶縁膜ＰＯ２は、シランスリットＳＳの全周においてシランスリットＳＳ内を埋め込んでいる。
なおこれ以外の本実施の形態の構成は上述した実施の形態１の構成とほぼ同じであるため、同一の要素については同一の符号を付しその説明を繰り返さない。
本実施の形態の半導体装置の製造方法は、図６〜図１０に示す実施の形態１の工程と同様の工程を経る。この後、実施の形態１と同様に再配線層ＲＩＬと第２の感光性有機絶縁膜ＰＯ２が形成される。その際に図１６および図１７に示すように第２の感光性有機絶縁膜ＰＯ２の外周端縁ＥＤ２がシランスリットＳＳよりも外周側となるように第２の感光性有機絶縁膜ＰＯ２が形成される。
なお第２の感光性有機絶縁膜ＰＯ２が形成された後の工程も実施の形態１の製造方法とほぼ同じであるためその説明を繰り返さない。
本実施の形態においても、実施の形態１とほぼ同じ効果を得ることができる。
また第２の感光性有機絶縁膜ＰＯ２を現像する際にシランスリットＳＳ内に現像液が溜まる可能性がある。しかし本実施の形態においてはそのシランスリットＳＳが第２の感光性有機絶縁膜ＰＯ２により埋め込まれているため、第２の感光性有機絶縁膜ＰＯ２を現像する際の現像液がシランスリットＳＳ内に溜まることを防止できる。このため、シランスリットＳＳに溜まった現像液により第２の感光性有機絶縁膜ＰＯ２とパッシベーション膜ＰＬとの密着性が低下することを防止できる。
（実施の形態４）
図１８および図１９を参照して、本実施の形態の構成は、実施の形態１の構成と比較して、第１の感光性有機絶縁膜ＰＯ１の外周端縁ＥＤ１が、その全周において第２の感光性有機絶縁膜ＰＯ２の外周端縁ＥＤ２よりも外周側に位置し、かつシランスリットＳＳよりも外周側に位置している点において異なっている。このため、第１の感光性有機絶縁膜ＰＯ１は、シランスリットＳＳの全周においてシランスリットＳＳ内を埋め込んでいる。
なおこれ以外の本実施の形態の構成は上述した実施の形態１の構成とほぼ同じであるため、同一の要素については同一の符号を付しその説明を繰り返さない。
本実施の形態の半導体装置の製造方法は、図６〜図９に示す実施の形態１の工程と同様の工程を経る。この後、図２０を参照して、第１の感光性有機絶縁膜ＰＯ１が、その全周においてシランスリットＳＳよりも外周側に位置する外周端縁ＥＤ１を有するように形成される。また第１の感光性有機絶縁膜ＰＯ１にはパッド用最上層導電層ＴＣＬの表面に達する開口部（図示せず）が形成される。この後、実施の形態１と同様に第２の感光性有機絶縁膜ＰＯ２と再配線層ＲＩＬと第２の感光性有機絶縁膜ＰＯ２とが形成される。
なお第２の感光性有機絶縁膜ＰＯ２が形成された後の工程も実施の形態１の製造方法とほぼ同じであるためその説明を繰り返さない。
本実施の形態においても、実施の形態１とほぼ同じ効果を得ることができる。
また第１および第２の感光性有機絶縁膜ＰＯ１、ＰＯ２の各々を現像する際にシランスリットＳＳ内に現像液が溜まる可能性がある。しかし本実施の形態においてはそのシランスリットＳＳが第１の感光性有機絶縁膜ＰＯ１により埋め込まれているため、第１および第２の感光性有機絶縁膜ＰＯ１、ＰＯ２を現像する際の現像液がシランスリットＳＳ内に溜まることを防止できる。このため、シランスリットＳＳに溜まった現像液により第１の感光性有機絶縁膜ＰＯ１とパッシベーション膜ＰＬとの密着性が低下することを防止できる。
（その他）
上記の実施の形態においては、バンプ電極ＢＰがパッド用最上層導電層ＴＣＬのパッド部の真上領域とは異なる領域上に配置された場合について説明したが、図２１に示すようにバンプ電極ＢＰはパッド用最上層導電層ＴＣＬのパッド部の真上領域に配置されていてもよい。
また上記の実施の形態においては、溝ＴＲの幅が５μｍの場合について説明したが、この溝ＴＲの幅が０．５μｍ以上５０μｍ以下の場合にも上記と同様の効果が得られる。特に、溝ＴＲの幅が０．５μｍ以上５μｍ以下の場合に上記効果が顕著に得られる。
また上記の実施の形態においては、最上層導電層ＴＣＬの厚みが１μｍの場合について説明したが、最上層導電層ＴＣＬの厚みが０．５μｍ以上５μｍ以下の場合においても同様の効果が得られる。また最上層導電層ＴＣＬの厚みが大きいほど、上記の実施の形態１〜４の効果は顕著となる。
また上記の実施の形態においては、パッシベーション膜ＰＬが６００ｎｍの厚みのｐ−ＳｉＮの場合について説明したが、パッシベーション膜ＰＬの厚みが６０ｎｍ以上６μｍ以下の場合でも上記実施の形態１〜４と同様の効果が得られる。
また上記の実施の形態においては、第１および第２の感光性有機絶縁膜ＰＯ１、ＰＯ２の側壁形状が順テーパー形状（上端から下端に向かって幅が広がる形状）の場合について説明したが、第１および第２の感光性有機絶縁膜ＰＯ１、ＰＯ２の側壁の形状が逆テーパー形状（下端から上端に向かって幅が広がる形状）でも同様の効果を得ることができる。また第１および第２の感光性有機絶縁膜ＰＯ１、ＰＯ２がネガ型の場合でもポジ型の場合でも同様に上記の効果を得ることができる。また第１および第２の感光性有機絶縁膜ＰＯ１、ＰＯ２の側壁形状が逆テーパー形状の場合ほど剥がれが生じやすいため、上記実施の形態１〜４による効果が顕著にあらわれる。
また上記の実施の形態においては、第１の感光性有機絶縁膜ＰＯ１の現像時において第１の感光性有機絶縁膜ＰＯ１の外周端縁ＥＤ１が段部ＴＲＥよりも外周側に位置していることが重要である。つまり現像時に第１の感光性有機絶縁膜ＰＯ１の外周端縁ＥＤ１が段部ＴＲＥよりも外周側に位置していれば、第１の感光性有機絶縁膜ＰＯ１の外周端縁ＥＤ１と段部ＴＲＥとの間に現像液が溜まることは防止される。このため第１の感光性有機絶縁膜ＰＯ１がその現像後の熱処理（焼きしめ、キュア）により収縮しても、上記の実施の形態１〜４の効果が得られる。
また上記の実施の形態においては、９０ｎｍロジックの製品について説明したが、１３０ｎｍノード以前の製品でも、６５ｎｍノード以降の製品でも、また５５ｎｍノード、４５ｎｍノード、４０ｎｍノード、２８ｎｍノード、２２ｎｍノード以降の製品でも、ガードリング用最上層導電層ＴＣＬによる段差があり、第１の感光性有機絶縁膜ＰＯ１を塗布、露光、現像する場合には上記と同様の効果が得られる。
また、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）またはフラッシュメモリの製品でも、それらの混載デバイスの製品でも、ガードリング用最上層導電層ＴＣＬによる段差があり、第１の感光性有機絶縁膜ＰＯ１を塗布、露光、現像する場合には上記と同様の効果が得られる。
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
ＢＭ バリアメタル層、ＢＰ バンプ電極、ＣＨ チップ領域、ＣＬ，ＤＣＬ 導電層、ＥＤ１，ＥＤ２ 外周端縁、ＧＲ ガードリング、ＩＩ 層間絶縁層、ＩＲ 素子分離構造、ＯＰ１，ＯＰ２，ＯＰ３ 開口部、ＰＬ パッシベーション膜、ＰＯ１ 第１の感光性有機絶縁膜、ＰＯ２ 第２の感光性有機絶縁膜、ＲＩＬ 再配線層、ＳＢ 半導体基板、ＳＤ チップ状態の半導体装置、ＷＦ ウエハ状態の半導体装置、ＳＳ シランスリット、ＴＣＬ 最上層導電層、ＴＲ 溝、ＴＲＡ トランジスタ、ＴＲＥ 段部。

Claims (8)

  1. 素子形成領域と前記素子形成領域を平面視において取り囲むガードリング領域とを有する半導体装置であって、
    前記平面視において前記素子形成領域の周囲を取り囲むように前記ガードリング領域に形成されたガードリング用最上層導電層（ＴＣＬ）を最上部に含むガードリング（ＧＲ）と、
    前記ガードリング用最上層導電層（ＴＣＬ）を覆うように前記ガードリング領域および前記素子形成領域に形成されたパッシベーション膜（ＰＬ）と、
    前記パッシベーション膜（ＰＬ）に接して形成された第１の感光性有機絶縁膜（ＰＯ１）と、
    前記第１の感光性有機絶縁膜（ＰＯ１）上に形成された第２の感光性有機絶縁膜（ＰＯ２）とを備え、
    前記パッシベーション膜（ＰＬ）の表面には、前記ガードリング用最上層導電層（ＴＣＬ）よりも前記素子形成領域側となる内周側に段部（ＴＲＥ）が形成されており、かつ前記段部（ＴＲＥ）により前記ガードリング用最上層導電層（ＴＣＬ）よりも内周側の前記パッシベーション膜（ＰＬ）の前記表面は前記ガードリング用最上層導電層（ＴＣＬ）真上の前記パッシベーション膜（ＰＬ）の前記表面よりも低くなっており、
    前記第１の感光性有機絶縁膜（ＰＯ１）は、前記平面視において前記段部（ＴＲＥ）の全周上を覆い、かつ全周において前記段部（ＴＲＥ）よりも外周側に位置する外周端縁（ＥＤ１）を有し、
    前記第１の感光性有機絶縁膜（ＰＯ１）の前記外周端縁（ＥＤ１）と前記第２の感光性有機絶縁膜（ＰＯ２）の外周端縁（ＥＤ２）との双方は、前記ガードリング用最上層導電層（ＴＣＬ）の真上に位置している、半導体装置。
  2. 前記第２の感光性有機絶縁膜（ＰＯ２）が前記第１の感光性有機絶縁膜（ＰＯ１）の前記外周端縁（ＥＤ１）を覆っており、前記第２の感光性有機絶縁膜（ＰＯ２）の前記外周端縁（ＥＤ２）が前記第１の感光性有機絶縁膜（ＰＯ１）の前記外周端縁（ＥＤ１）よりも外周側に位置している、請求項１に記載の半導体装置。
  3. 前記第２の感光性有機絶縁膜（ＰＯ２）の前記外周端縁（ＥＤ２）が、前記第１の感光性有機絶縁膜（ＰＯ１）の前記外周端縁（ＥＤ１）よりも内周側に位置している、請求項１に記載の半導体装置。
  4. 前記ガードリング用最上層導電層（ＴＣＬ）と同一の層から分離して形成されたパッド用最上層導電層（ＴＣＬ）と、
    前記パッド用最上層導電層（ＴＣＬ）に電気的に接続するように前記パッド用最上層導電層（ＴＣＬ）のパッド部の真上に形成されたバンプ電極（ＢＰ）とをさらに備えた、請求項１に記載の半導体装置。
  5. 前記ガードリング用最上層導電層（ＴＣＬ）と同一の層から分離して形成されたパッド用最上層導電層（ＴＣＬ）と、
    前記パッド用最上層導電層（ＴＣＬ）上において前記パッド用最上層導電層（ＴＣＬ）のパッド部に接続され、かつ前記パッド用最上層導電層（ＴＣＬ）の前記パッド部の真上領域から前記真上領域以外の他の領域に延びるように形成された再配線層（ＲＩＬ）と、
    前記再配線層（ＲＩＬ）上に形成され、かつ前記再配線層（ＲＩＬ）に接続されたバンプ電極（ＢＰ）とをさらに備え、
    前記バンプ電極（ＢＰ）は前記他の領域の真上に位置している、請求項１に記載の半導体装置。
  6. 前記ガードリング用最上層導電層（ＴＣＬ）はアルミニウムを含む材質からなっている、請求項１に記載の半導体装置。
  7. 前記半導体装置（ＳＤ）はチップ状態である、請求項１に記載の半導体装置。
  8. 前記半導体装置（ＷＦ）はウエハ状態である、請求項１に記載の半導体装置。
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