JPH0837218A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH0837218A
JPH0837218A JP6172678A JP17267894A JPH0837218A JP H0837218 A JPH0837218 A JP H0837218A JP 6172678 A JP6172678 A JP 6172678A JP 17267894 A JP17267894 A JP 17267894A JP H0837218 A JPH0837218 A JP H0837218A
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JP
Japan
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film
protective film
semiconductor device
manufacturing
mos transistor
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JP6172678A
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English (en)
Inventor
Yukihiro Takao
幸弘 高尾
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Sanyo Electric Co Ltd
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Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】スクラインブライン領域上のポリイミドからな
る保護膜をエッチング除去するときに生じるモニター用
MOSトランジスタの特性変動を防止する。 【構成】モニター用MOSトランジスタ23を絶縁膜2
7を介して接地された導電性膜28で被覆し、その後保
護膜37のプラズマエッチングを行う。これにより、プ
ラズマエッチング工程でチャージアップが生じても、モ
ニター用MOSトランジスタ23は導電性膜28によっ
て電気的にシールドされるので、その影響を受けず、し
きい値電圧の変動を防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造方法
に関するものであり、さらに詳しく言えば、ポリイミド
からなる保護膜を有する半導体装置の製造方法に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】従来、水分や不純物の浸入を防止し、か
つ機械的強度を向上する目的で、半導体装置をSi3N4
膜等からなる保護膜で被覆することが行われていた。し
かし、このような対策を行った場合であっても、パッケ
ージング時に生じる応力が半導体装置の特性に悪影響を
及ぼすことが判明したことから、近年では、上記保護膜
上に重ねてポリイミドからなる保護膜を形成することが
一般に行われている。このポリイミドは高い粘性を有す
るので、パッケージング時に加わる応力が緩和され、半
導体装置の特性変動等を防止することができる。
【0003】以下で、従来の半導体装置の製造方法を図
5乃至図11を参照しながら説明する。図5は、ポリイ
ミドからなる保護膜形成前の状態を示す断面図である。
LSI形成領域には集積回路(不図示)とAlボンディ
ングパッドが形成され、一方スクライブライン領域に
は、電気的特性等をモニターするためのモニター用MO
Sトランジスタが形成されている。図において、1は半
導体基板、2はLOCOS酸化膜である。3はモニター
用MOSトランジスタであって、ソース・ドレイン4と
ゲート酸化膜5とゲート電極6とから成る。7は層間絶
縁膜であって、LPCVD−SiO2膜8とBPSG膜
9とから成る。10はAlボンディングパッド、11は
ソース・ドレイン4にコンタクトするAl電極である。
そして、12は、第1の保護膜であって、プラズマCV
D−SiO2膜13上にプラズマCVD−Si3N4膜1
4を重ねて形成して成るものである。
【0004】図6において、Alボンディングパッド1
0上に開口16を形成する。本工程では、Alボンディ
ングパッド10上に開口を有するホトレジスト15を形
成し、そのホトレジスト15をマスクとして第1の保護
膜12のプラズマエッチングを行い、開口16を形成す
る。次に、図7において、ホトレジスト15を除去した
後に、半導体基板1上の全面にポリイミドからなる第2
の保護膜17を回転塗布し、所定のベーキング処理を行
う。
【0005】次に、図8において、Alボンディングパ
ッド10およびスクライブライン領域上に開口を有する
ホトレジスト18を形成する。このとき、アルカリ系現
像液によりポリイミドがエッチングされるので、Alボ
ンディングパッド10およびスクライブライン領域上に
あったポリイミドが同時に除去される。その後、ホトレ
ジスト17を除去し、ダイシング装置により、スクライ
ブライン領域を切断してチップの状態に加工する。そし
てAlボンディングパッド10上にボンディング・ワイ
ヤーを形成する。上記工程において、スクライブライン
領域上のポリイミドを除去しているのは、ダイシング装
置のカッターの刃の劣化を防止し、加工精度および効率
の向上を図るためである。
【0006】上記の製造方法は、二度抜き法と呼ばれて
いるものであり、第1の保護膜12と、第2の保護膜の
開口を別々のホトレジスト工程で形成しているので、製
造工数が多いという問題があった。そこで、かかる問題
を解決するために一度抜き法が考えられた。その製造方
法を図9乃至図11を参照しながら説明する。図9にお
いて、第1の保護膜12を形成した後に、ポリイミドか
らなる第2の保護膜17を重ねて形成する。
【0007】次に、図10において、Alボンディング
パッド10およびスクライブライン領域上に開口を有す
るホトレジスト18を形成する。このとき、アルカリ系
現像液によりポリイミドがエッチングされるので、Al
ボンディングパッド10およびスクライブライン領域上
にあったポリイミドが同時に除去される。次に、図11
において、ホトレジスト18を除去し、開口を有する第
2の保護膜17をマスクとして第1の保護膜12のプラ
ズマエッチングを行い、ボンディングパッド10を露出
する。その後の工程は、二度抜き法と同様である。
【0008】この一度抜き法によれば、一回のホトレジ
スト工程で第1の保護膜12と第2の保護膜17の開口
を形成しているので、製造工程を短縮できる利点があ
る。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本願発
明者は、上記の一度抜き法による製造方法を採用した場
合、スクライブライン領域にあるポリイミドを除去する
ためにスクライブ領域上の第1の保護膜も全面エッチさ
れてしまうために、モニター用MOSトランジスタ3の
しきい値電圧が、平均して0.1ボルトから0.2ボル
ト、最大では0.5ボルト程度、変動してしまうことを
実験的に見い出した。このような特性変動が生じると、
LSIを構成しているMOSトランジスタの特性を正し
くモニターすることができなくなり、工程制御上きわめ
て不都合である。
【0010】
【課題を解決するための手段】請求項1乃至請求項3に
係る発明は、ポリイミドの一度抜き法で生じるモニター
用MOSトランジスタのしきい値電圧の変動を抑止する
ために、モニター用MOSトランジスタを絶縁膜を介し
て接地された導電性膜で被覆し、その後保護膜のプラズ
マエッチング工程を行うものである。
【0011】また、請求項4に係る発明は、同様の課題
を解決するために、モニター用MOSトランジスタを覆
う層間絶縁膜を厚くするために保護絶縁膜を追加形成し
後に、保護膜のプラズマエッチング工程を行うものであ
る。
【0012】
【作用】請求項1乃至請求項3に係る発明によれば、予
めモニター用MOSトランジスタを絶縁膜を介して接地
された導電性保護膜で被覆しているので、保護膜のプラ
ズマエッチング工程でチャージアップが生じても、モニ
ター用MOSトランジスタは導電性膜により電気的にシ
ールドされるので、その影響を受けず、しきい値電圧の
変動を抑止することができる。
【0013】請求項4に係る発明によれば、予めモニタ
ー用MOSトランジスタを覆う層間絶縁膜上にのみ保護
絶縁膜を追加形成しているので、保護膜のプラズマエッ
チング工程でチャージアップが生じても、チャージアッ
プによりMOSトランジスタに及ぶ電界は、保護絶縁膜
によって弱められるので、同様にしきい値電圧の変動を
防止することができる。
【0014】
【実施例】本願発明者は、一度抜き法を採用した場合に
生じるモニター用MOSトランジスタのしきい値電圧変
動の原因を実験的に解明し、しきい値電圧の変動を抑止
する対策を講じることを試みた。 (1)しきい値電圧の変動原因の解明 以下で、その実験の手順を説明する。まず、二度抜き法
において、第1の保護膜12をエッチングした状態で
(図6)、しきい値電圧を測定し、その後第2の保護膜
17をエッチングした状態(図8)で再度しきい値電圧
を測定したところ、しきい電圧の変化はなかった。次
に、一度抜き法において、第1の保護膜12を形成した
状態(図5に相当する状態であるが、測定上の都合でM
OSトランジスタ3の測定パッド上の第1の保護膜12
を除去した。)で、しきい値電圧を測定し、その後第1
の保護膜12をプラズマエッチングした状態(図11)
でしきい値電圧を測定したところ、上記のような変化が
生じた。
【0015】この実験から、二度抜き法でしきい値電圧
が変動する原因は、図11に示すように、モニター用M
OSトランジスタ3上の第1の保護膜12がプラズマエ
ッチングされることにより、モニターMOSトランジス
タ3がダメージを受けるためであることがわかった。そ
して、本願発明者は、このダメージはプラズマエッチン
グ時に生じるチャージアップが主原因であると考え、約
8000ÅのBPSG膜9上に約10000Åのプラズ
マCVDーSiO2膜を追加形成して同様の手順で実験
を行ったところしきい値電圧の変動は殆どなかった。し
たがって、追加形成したプラズマCVDーSiO2膜に
よってチャージアップによる垂直方向の電界が弱められ
たことによるものであると考えられる。 (2)第1の実施例 本発明は、上記の実験に基くものであり、以下で本発明
の第1の実施例を図1乃図4を参照しながら説明する。
【0016】図1は、ポリイミドからなる保護膜を全面
に形成した状態を示す断面図である。LSI形成領域に
は集積回路(不図示)とAlボンディングパッドが形成
され、一方スクライブライン領域には、電気的特性等を
モニターするためのモニター用MOSトランジスタが形
成されている。図において、21はn型半導体基板、2
2はLOCOS酸化膜である。23はモニター用MOS
トランジスタであって、ソース・ドレイン24とゲート
酸化膜25とゲート電極26とから成る。27は、約1
000ÅのLPCVD−SiO2膜でありモニター用M
OSトランジスタ23を覆うように形成している。そし
て、そのLPCVD−SiO2膜27を介してモニター
用MOSトランジスタ23を被覆するように、リンドー
プ・ポリシリコンからなる約4000Åの導電性膜28
を形成する。
【0017】本実施例は、予め導電性膜28を形成して
おき、その導電性膜28を接地することにより、モニタ
ー用MOSトランジスタ23をシールドしている点を特
徴としている。導電性膜28の接地は、コンタクト孔2
9において、導電性膜28とn型拡散層30とをオーミ
ック接続しておき、後のプラズマエッチング工程におい
て半導体基板21の裏面を接地することによって達成さ
れる。また、多層ポリシリコン・プロセスを採用した場
合には、例えば導電性膜28を第2層ポリシリコンで形
成し、ゲート電極26を第1層ポリシリコンで形成すれ
ば、工程を追加する必要がないという利点がある。
【0018】そして、31は約8000ÅのBPSG
膜、32はAlボンディングパッド、33はソース・ド
レイン4にコンタクトするAl電極である。34は、第
1の保護膜であって、約5000ÅのプラズマCVD−
SiO2膜35上に約5000ÅのプラズマCVD−S
i3N4膜36を重ねて形成して成るものである。そし
て、第1の保護膜34上に、ポリイミドからなる約10
ミクロンの第2の保護膜37を全面に形成している。第
2の保護膜37は、約350度でベ−キング処理するこ
とにより、約5ミクロンの膜厚となる。
【0019】この後は通常の一度抜き法の製造工程を行
えばよい。すなわち、図2において、Alボンディング
パッド32およびスクライブライン領域上に開口を有す
るホトレジスト38を形成する。このとき、アルカリ系
現像液によりポリイミドがエッチングされるので、Al
ボンディングパッド32およびスクライブライン領域上
にあったポリイミドが同時に除去される。
【0020】次に、図3において、ホトレジスト38を
除去し、開口を有する第2の保護膜37をマスクとして
第1の保護膜34のプラズマエッチングを行い、ボンデ
ィングパッド32を露出する。このとき、プラズマエッ
チングによってデバイス表面はチャージアップするが、
基板21を接地しておくことにより、モニター用MOS
トランジスタは導電性膜28によってシールドされるの
で、しきい値電圧の変動を抑止することができる。
【0021】なお、図4は、モニター用MOSトランジ
スタの平面図を示すものであり、図1乃至図3に示した
モニター用MOSトランジスタは、図4におけるA−A
線断面図に対応するものである。図1乃至図3には示さ
れていないが、ソース・ドレインコンタクト孔39上の
導電性膜28は開口されており、Al電極33と導電性
膜28とのショートを防止している。また、Al電極3
3は引き出されて、モニターMOSトランジスタの測定
用パッドに接続されている。 (2)第2の実施例 本発明の第2の実施例は、上記の導電性膜28に代え
て、保護絶縁膜を追加形成することである。保護絶縁膜
としては、CVD−SiO2膜、Si3N4膜等を使用する
ことができ、LPCVD−SiO2膜27上に形成しても
良いし、BPSG膜31上に形成してもよい。これによ
り、護膜のプラズマエッチング工程でチャージアップが
生じても、チャージアップによりMOSトランジスタに
及ぶ電界は、保護絶縁膜によって弱められるので、同様
にしきい値電圧の変動を防止することができる。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ポリイミドからなる保護膜の一度抜き法において、予め
モニター用MOSトランジスタを絶縁膜を介して接地さ
れた導電性膜で被覆しているので、保護膜のプラズマエ
ッチング工程でチャージアップが生じても、モニター用
MOSトランジスタは、その導電性膜により電気的にシ
ールドされるので、チャージアップの影響を受けず、し
きい値電圧の変動を抑止することができる。
【0023】また、発明によれば、予めモニター用MO
Sトランジスタを覆う層間絶縁膜上にのみ保護絶縁膜を
追加形成しているので、保護膜のプラズマエッチング工
程でチャージアップが生じても、チャージアップにより
MOSトランジスタに及ぶ電界は、保護絶縁膜によって
弱められるので、同様にしきい値電圧の変動を防止する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る半導体装置の製造方法を
説明する第1の断面図である。
【図2】本発明の実施例に係る半導体装置の製造方法を
説明する第2の断面図である。
【図3】本発明の実施例に係る半導体装置の製造方法を
説明する第3の断面図である。
【図4】本発明の実施例に係る半導体装置の製造方法を
説明する平面図である。
【図5】従来例に係る半導体装置の製造方法を説明する
第1の断面図である。
【図6】従来例に係る半導体装置の製造方法を説明する
第2の断面図である。
【図7】従来例に係る半導体装置の製造方法を説明する
第3の断面図である。
【図8】従来例に係る半導体装置の製造方法を説明する
第4の断面図である。
【図9】従来例に係る半導体装置の製造方法を説明する
第5の断面図である。
【図10】従来例に係る半導体装置の製造方法を説明す
る第6の断面図である。
【図11】従来例に係る半導体装置の製造方法を説明す
る第7の断面図である。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 LSI形成領域と、LSI形成領域の周
    辺に形成されたスクライブライン領域と、スクライブラ
    イン領域上に形成された少なくとも一つのモニター用M
    OSトランジスタとを有する半導体基板の一主面を第1
    の保護膜と、ポリイミドからなる第2の保護膜とを重ね
    て被覆した後に、前記LSI形成領域上に形成されたボ
    ンディングパッド上とスクライブライン領域上の第2の
    保護膜をウエットエッチングにより除去し、続いて第1
    の保護膜をプラズマエッチングにより除去する工程を含
    む半導体装置の製造方法において、予め前記モニター用
    MOSトランジスタを絶縁膜を介して導電性膜で被覆
    し、その後前記導電性膜を接地した状態で第1の保護膜
    のプラズマエッチング工程を行うことを特徴とする半導
    体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記導電性膜の一部が半導体基板にコン
    タクトされ、かつ半導体基板の裏面が接地された状態
    で、前記第1の保護膜のプラズマエッチング工程を行う
    ことを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方
    法。
  3. 【請求項3】 前記MOSトランジスタのゲートを第1
    層ポリシリコンで形成し、かつ前記導電性膜を第2層ポ
    リシリコンで形成することを特徴とする請求項1記載の
    半導体装置の製造方法。
  4. 【請求項4】 LSI形成領域と、LSI形成領域の周
    辺に形成されたスクライブライン領域と、スクライブラ
    イン領域上に形成された少なくとも一つのモニター用M
    OSトランジスタとを有する半導体基板の一主面を第1
    の保護膜と、ポリイミドからなる第2の保護膜とを重ね
    て被覆した後に、前記LSI形成領域上に形成されたボ
    ンディングパッド上とスクライブライン領域上の第2の
    保護膜をウエットエッチングにより除去し、続いて第1
    の保護膜をプラズマエッチングにより除去する工程を含
    む半導体装置の製造方法において、予め前記モニター用
    MOSトランジスタを覆う部分の層間絶縁膜を厚くする
    ために保護絶縁膜を追加形成し、その後第1の保護膜の
    プラズマエッチング工程を行うことを特徴とする半導体
    装置の製造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002094008A (ja) * 2000-09-20 2002-03-29 Sanyo Electric Co Ltd 半導体装置とその製造方法
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