TW201737494A - 半導體裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明中，連接於鈍化膜(PL)而形成的第1感光性有機絕緣膜(PO1)，係覆蓋在藉由最上層導電層(TCL)產生的鈍化膜PL表面之梯級部(TRE)的全周上，且具有：外周端緣(ED1)，在全周中位於比梯級部(TRE)更外周側。藉此，能抑制第1感光性有機絕緣膜(PO1)從鈍化膜(PL)剝落。

Description

半導體裝置
本發明係關於半導體裝置，例如關於具有元件形成區域以及在俯視中圍繞該元件形成區域之保護環區域的半導體裝置。
已知有在晶圓層級下形成封裝所須要素(再配線層及凸塊電極)的裸晶/覆晶安裝用之晶片構造。此種晶片構造係記載於例如日本特開2000－243754號公報(專利文獻1)、日本特開2010－192867號公報(專利文獻2)等。
在上述2個公報所記載的晶片構造中，作為電極接墊的導電層上形成有鈍化膜，該鈍化膜上形成有有機系絕緣膜、再配線層、凸塊電極等。 [先行技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本特開2000－243754號公報 專利文獻2：日本特開2010－192867號公報
[發明所欲解決之問題] 但是在習知的晶片構造中，鈍化膜與形成於該鈍化膜上的有機系絕緣膜之密接性不佳，有機系絕緣膜容易從鈍化膜剝落。
其他問題與新特徵從本說明書的描述及附加圖式即能明白。 [解決問題之方式]
依據一實施形態，形成為連接於鈍化膜的第1感光性有機絕緣膜，係覆蓋在藉由最上層導電層而產生的鈍化膜表面之梯級部的全周上，且具有：外周端緣，在全周中位於比梯級部更外周側。 [發明效果]
依據前述一實施形態，可抑制第1感光性有機絕緣膜從鈍化膜剝落。
[實施發明之較佳形態] 以下依據圖來說明實施形態。 (實施形態1) 參照圖1，本實施形態的晶片狀態之半導體裝置SD於表面具有多數之凸塊電極BP。
參照圖2及圖3，在俯視中(從與半導體基板SB(圖4、5)的表面正交的方向觀察)，半導體裝置SD之表面的內周區域配置有元件形成區域，且於最外周區域配置有分割區域。在此元件形成區域與分割區域之間，配置有保護環區域，以圍繞元件形成區域全周。
保護環區域的最外周側配置有矽狹縫SS，以圍繞保護環全周。另，上述多數之凸塊電極BP係配置於元件形成區域內。
參照圖4及圖5，由例如矽所構成的半導體基板SB之表面形成有由例如STI(Shallow Trench Isolation，淺溝槽槽隔離)或LOCOS(Local Oxidation of Silicon，局部矽氧化)氧化膜所構成的元件分離構造IR。於藉由該元件分離構造IR所電性分離的半導體基板SB之表面且為元件形成區域內，形成有例如MOS(Metal Oxide Semiconductor，金氧半導體)電晶體TRA等元件。
此半導體基板SB的表面上，多層之導電層CL分別與多層之層間絕緣層II分別交互疊層。此多層之導電層CL分別由例如含Cu(銅)材質所構成，並具有金屬鑲嵌(damascene)構造。又，多層的層間絕緣層II分別係由例如矽氧化膜、低介電係數(Low-k)材料等所構成。
元件形成區域內形成有藉由導電層CL所構成的各種元件及多層配線構造INL等。又，保護環區域內藉由多層之導電層CL而構成有保護環GR的一部分。構成此保護環GR的多層之導電層CL分別形成為在俯視中圍繞元件形成區域全周。另，多層之層間絕緣層II的表面分別經平坦化處理，成為較平坦的表面。
多層之層間絕緣層II中，最上層的層間絕緣層II上形成有藉由例如含Al(鋁)或Cu材質所構成的最上層導電層TCL。此最上層導電層TCL具有接墊用最上層導電層TCL與保護環用最上層導電層TCL。
接墊用最上層導電層TCL形成於元件形成區域內，且具有作為接墊電極發揮功能的部分(接墊部)。又保護環用最上層導電層TCL形成於保護環區域內，且構成為保護環GR的一部分。接墊用最上層導電層TCL與保護環用最上層導電層TCL係互相從相同之層分離形成的層。
保護環GR係藉由多層之導電層CL與保護環用最上層導電層TCL來構成。此保護環GR主要用於防止水氣往元件形成區域內的侵入，宜從半導體基板SB的表面起延伸到最上層的層間絕緣層II上。保護環用最上層導電層TCL如圖2所示，形成為在俯視中圍繞元件形成區域的全周。
參照圖4及圖5，最上層的層間絕緣層II上形成有鈍化膜PL，以覆蓋接墊用最上層導電層TCL及保護環用最上層導電層TCL。該鈍化膜PL分別形成各元件形成區域、保護環區域及分割區域。鈍化膜PL係藉由具有耐濕性的材質來構成，例如藉由含有含氮的絕緣膜單體或者含氮的絕緣膜之疊層膜來構成。鈍化膜PL，具體而言係由p-SiN(電漿矽氮化膜)、p-SiON(電漿矽氧氮化膜)、p-SiN/p-SiO2 (電漿矽氮化膜/電漿矽氧化膜)、p-SiON/p-SiO2 (電漿矽氧氮化膜/電漿矽氧化膜)等來構成。
在元件形成區域內中，接墊用最上層導電層TCL上的鈍化膜PL形成有：開口部OP1，到達接墊用最上層導電層TCL之表面。藉由此開口部OP1，接墊用最上層導電層TCL的表面的一部從鈍化膜PL露出。
在元件形成區域與保護環區域之邊界附近，鈍化膜PL的表面形成有梯級部TRE。此梯級部TRE位於比保護環用最上層導電層TCL更內周側，該內周側即元件形成區域側。
藉由此梯級部TRE，使得比保護環用最上層導電層TCL更內周側的鈍化膜PL之表面，低於保護環用最上層導電層TCL正上方的鈍化膜PL之表面。亦即，如圖5所示，從最上層的層間絕緣層II之表面觀察，比保護環用最上層導電層TCL更內周側的鈍化膜PL之表面的高度H2，低於保護環用最上層導電層TCL正上方的鈍化膜PL之表面的高度H1。
又，在保護環用最上層導電層TCL的內周側，接墊用最上層導電層TCL所位於的區域中，保護環用最上層導電層TCL與接墊用最上層導電層TCL之間，於鈍化膜PL之表面形成有溝槽TR。此溝槽TR的寬度(從半導體裝置SD的內周側朝向外周側的方向之尺寸)係例如5μm，在0.5μm～50μm均可說是相同。
保護環區域的最外周側形成有矽狹縫SS。此矽狹縫SS藉由貫穿鈍化膜PL而到達最上層的層間絕緣層II之溝槽來構成。矽狹縫SS形成為在圖2所示的俯視中圍繞保護環GR全周。矽狹縫SS係用於在將半導體晶圓藉由切割來分離成半導體晶片時，防止在鈍化膜PL內傳播的裂痕延伸至保護環GR內及元件形成區域內。
參照圖4及圖5，鈍化膜PL上形成有第1感光性有機絕緣膜PO1，以直接連接於此鈍化膜PL之表面。此第1感光性有機絕緣膜PO1藉由例如聚醯亞胺來構成。第1感光性有機絕緣膜PO1在圖2所示的俯視中覆蓋於溝槽TR上及梯級部TRE全周上，且具有：外周端緣ED1，在全周中位於比梯級部TRE更外周側。
參照圖4及圖5，第1感光性有機絕緣膜PO1形成有：開口部OP2，到達接墊用最上層導電層TCL之表面。此開口部OP2形成為通過開口部OP1的內部。藉由開口部OP2，接墊用最上層導電層TCL之表面的一部分從第1感光性有機絕緣膜PO1露出。
第1感光性有機絕緣膜PO1上，形成有再配線層RIL。此再配線層RIL經由開口部OP2而連接於接墊用最上層導電層TCL的接墊部。再配線層RIL形成為從接墊用最上層導電層TCL之接墊部的正上方區域往其正上方區域以外的其他區域延伸。
此再配線層RIL包含：障壁金屬層BM，形成為連接於第1感光性有機絕緣膜PO1之表面；以及導電層DCL，形成於障壁金屬層BM上。障壁金屬層BM係藉由例如含Cr(鉻)、Ti(鈦)、TiN(氮化鈦)、Ta(鉭)、W(鎢)、Mo(鉬)等的1種或此等任意之組合的材質來構成。又導電層DCL係藉由例如含Cu材質來構成。
於第1感光性有機絕緣膜PO1上，形成有第2感光性有機絕緣膜PO2，以覆蓋再配線層RIL。此第2感光性有機絕緣膜PO2藉由例如聚醯亞胺來構成。第2感光性有機絕緣膜PO2如圖2所示，覆蓋第1感光性有機絕緣膜PO1的外周端緣ED1全周。此第2感光性有機絕緣膜PO2的外周端緣ED2在其全周中位於比第1感光性有機絕緣膜PO1的外周端緣ED1更外周側。第1感光性有機絕緣膜PO1的外周端緣ED1與第2感光性有機絕緣膜PO2的外周端緣ED2之雙方位於保護環用最上層導電層TCL的正上方。
參照圖4，第2感光性有機絕緣膜PO2形成有：開口部OP3，到達再配線層RIL之表面。藉由此開口部OP3，再配線層RIL之表面的一部分從第2感光性有機絕緣膜PO2露出。
第2感光性有機絕緣膜PO2上形成有凸塊電極BP，以通過開口部OP3而與再配線層RIL連接。凸塊電極BP經由再配線層RIL而電性地連接至接墊用最上層導電層TCL。凸塊電極BP位於接墊用最上層導電層TCL的接墊部之正上方區域以外的其他區域之正上方。凸塊電極BP具有例如Sn(錫)－xAg(銀)-0.5Cu的合金組成。
上述構成中最上層導電層TCL的厚度係例如1μm，在0.5μm～5μm均係相同。又鈍化膜PL的厚度T1係例如1μm以下，第1感光性有機絕緣膜PO1的厚度T2係例如5μm，再配線層RIL的厚度T3係例如10μm，第2感光性有機絕緣膜PO2的厚度T4係例如5μm。
本實施形態的半導體裝置係例如90nm邏輯製程產品。此產品中的多層之導電層CL當中，下方起第1層的導電層CL之線寬與間距(L/S)係例如130nm/130nm，多層之導電層CL當中，下方起第2～5層的導電層CL之線寬與間距(L/S)係例如140nm/140nm。又多層之導電層CL當中，下方起第6～7層的導電層CL(半全域配線)之線寬與間距(L/S)係例如280/280nm。又最上層導電層TCL的線寬(L)係例如2μm。
又，已說明上述中第1及第2感光性有機絕緣膜PO1、PO2雙方的材質係由聚醯亞胺所構成之情形，亦可是除此之外的感光性有機絕緣膜。又，第1及第2感光性有機絕緣膜PO1、PO2互相可係相同材質，又，亦可係不同材質。
另，圖1所示的晶片狀態之半導體裝置SD，係從圖22所示的晶圓狀態之半導體裝置WF中切出。圖22所示的晶圓狀態之半導體裝置WF包含：多數之晶片區域CH(包含元件形成區域及保護環區域的區域)，配置成行列狀；以及分割區，位於該晶片區域CH之間。此晶圓狀態之半導體裝置WF藉由在分割區域進行切割而分離成圖1所示的各個晶片狀態之半導體裝置SD。
此晶圓狀態之半導體裝置WF如圖4所示，包含：鈍化膜PL；第1及第2感光性有機絕緣膜PO1、PO2，形成於該鈍化膜PL上；再配線層RIL；以及凸塊電極BP。
又，圖22中，顯示於1個晶片區域CH內的凸塊電極BP數量係9個，與圖1中的1個晶片狀態之半導體裝置SD內的凸塊電極BP數量不同，此係在圖的縮放上如此表示，實際上數量沒有不同。
其次使用圖6～圖10來說明本實施形態之製造方法。 參照圖6及圖7，準備由例如矽所構成的晶圓狀態之半導體基板SB。此半導體基板SB之表面，形成有由例如STI或LOCOS氧化膜所構成的元件分離構造IR。在藉由此元件分離構造IR而電性分離的半導體基板SB之表面，形成有例如MOS電晶體(未圖示)等元件。
其後，多層之層間絕緣層II分別與多層之導電層CL分別交互疊層於半導體基板SB的表面上。此時，上下的導電層CL亦可利用由例如W所構成的插頭等來互相地電性連接。又，下方起第1層的導電層CL係利用例如Cu的單鑲嵌法(single damascene flow)來形成，下方起第2層以後的導電層CL亦可利用例如Cu的雙鑲嵌法(dual damascene flow)來形成。
參照圖8，最上層的層間絕緣層II上形成有由例如厚度1μm的Al所構成的最上層導電層TCL。此最上層導電層TCL係藉由例如光微影(photolithography)技術及蝕刻技術來圖案化。藉此而從相同之最上層導電層TCL互相分離，保護環區域形成有保護環用最上層導電層TCL，元件形成區域形成有接墊用最上層導電層TCL等。
藉由此保護環用最上層導電層TCL與多層之導電層CL來形成保護環GR。另，保護環用最上層導電層TCL與多層之導電層CL當中最上層的導電層CL之間，利用由例如W所構成的插頭來連接。構成此保護環GR的多層之導電層CL及保護環用最上層導電層TCL分別形成為在俯視中圍繞元件形成區域全周。
參照圖9，最上層的層間絕緣層II上形成有鈍化膜PL，以覆蓋保護環用最上層導電層TCL、接墊用最上層導電層TCL等。此鈍化膜PL藉由例如厚度600nm的p-SiN來形成。
鈍化膜PL的表面，在比保護環用最上層導電層TCL更內周側形成有梯級部TRE，該內周側即元件形成區域側。此梯級部TRE沿著保護環用最上層導電層TCL的外形而形成，位於元件形成區域與保護環區域的邊界附近。梯級部TRE形成為在俯視中圍繞元件形成區域全周。
藉由此梯級部TRE，使得比保護環用最上層導電層TCL更內周側的鈍化膜PL之表面，低於保護環用最上層導電層TCL正上方的鈍化膜PL之表面。
又，保護環用最上層導電層TCL的內周側，接墊用最上層導電層TCL所位於的區域中，保護環用最上層導電層TCL與接墊用最上層導電層TCL之間的鈍化膜PL表面形成有溝槽TR。此溝槽TR之寬度係例如5μm以下。
此後，藉由通常的光微影技術及蝕刻技術於鈍化膜PL形成到達矽狹縫SS或接墊用最上層導電層TCL的開口部(未圖示)等。此矽狹縫SS具有例如寬度2μm，且形成為在俯視中於保護環區域的最外周側圍繞保護環GR全周。
參照圖10，將由例如聚醯亞胺所構成的第1感光性有機絕緣膜PO1塗佈成直接連接於鈍化膜PL之表面後，藉由光微影技術來曝光、顯影而圖案化。藉此，第1感光性有機絕緣膜PO1在圖2所示的俯視中覆蓋於溝槽TR上及梯級部TRE之全周上，且具有外周端緣ED1：在全周中位於比梯級部TRE更外周側。又第1感光性有機絕緣膜PO1形成有：開口部(未圖示)，到達接墊用最上層導電層TCL之表面。另，第1感光性有機絕緣膜PO1的厚度係例如5μm。
參照圖4及圖5，再配線層RIL形成於第1感光性有機絕緣膜PO1上。此後，將由例如聚醯亞胺所構成的第2感光性有機絕緣膜PO2塗佈於第1感光性有機絕緣膜PO1上，以覆蓋再配線層RIL上，之後藉由光微影技術來曝光、顯影而圖案化。此第2感光性有機絕緣膜PO2厚度係例如5μm。
第2感光性有機絕緣膜PO2覆蓋第1感光性有機絕緣膜PO1的外周端緣ED1全周，且形成為第2感光性有機絕緣膜PO2的外周端緣ED2位於比第1感光性有機絕緣膜PO1的外周端緣ED1更外周側。又，第2感光性有機絕緣膜PO2形成有：開口部OP3，到達再配線層RIL。
此後，第2感光性有機絕緣膜PO2上形成有：凸塊電極BP，通過開口部OP3而與再配線層RIL連接。此凸塊電極BP具有例如Sn-xAg-0.5Cu的合金組成。
如上所述，形成具有圖22所示凸塊電極BP的晶圓狀態之半導體裝置WF。之後，藉由切割分割區域來分離晶圓狀態之半導體裝置WF，形成圖1所示的晶片狀態之半導體裝置SD。
其次與圖11～13所示的構成進行比較來說明本實施形態之作用效果。
參照圖11，在此構成中，第1感光性有機絕緣膜PO1的外周端緣ED1之位置與圖4及圖5所示的本實施形態之構成不同。具體而言，在圖11所示的構成中，第1感光性有機絕緣膜PO1的外周端緣ED1係位於凹部(溝槽TR)內，該凹部(溝槽TR)位於保護環用最上層導電層TCL的內周側。亦即第1感光性有機絕緣膜PO1的外周端緣ED1位於比梯級部TRE更內周側。
另，因為除此之外的圖11之構成係與上述本實施形態之構成幾乎相同，所以對於相同要素標註相同元件符號，且不重複說明。
在此圖11的構成中，第1感光性有機絕緣膜PO1容易從鈍化膜PL剝離。其理由認為係如下。
參照圖12，第1感光性有機絕緣膜PO1之顯影時所用的顯影液，係在顯影結束後除去。此顯影液的除去係藉由使晶圓旋轉時伴隨旋轉而來的離心力使顯影液在外周側離散而進行。但是，第1感光性有機絕緣膜PO1的外周端緣ED1位於梯級部TRE的內周側之凹部(溝槽TR)內時，顯影液受到梯級部TRE妨礙了往外周側的離散。因此，顯影液積於第1感光性有機絕緣膜PO1的外周端緣ED1與梯級部TRE之間的凹部(溝槽TR)內。
積於此凹部(溝槽TR)內的顯影液如圖中箭頭所示，進入鈍化膜PL與第1感光性有機絕緣膜PO1之交界面，降低鈍化膜PL與第1感光性有機絕緣膜PO1之密接性。因此，認為第1感光性有機絕緣膜PO1容易從鈍化膜PL剝落。
又，參照圖13，第2感光性有機絕緣膜PO2等形成之後，為了半導體基板SB的背面研磨，而將貼帶貼附至第2感光性有機絕緣膜PO2。除去此貼帶時，因為顯影液已使得鈍化膜PL與第1感光性有機絕緣膜PO1之密接性降低，所以認為第1及第2感光性有機絕緣膜PO1、PO2將會從鈍化膜PL剝落。
相對於此，在本實施形態中，圖2所示的俯視中，第1感光性有機絕緣膜PO1覆蓋溝槽TR上及梯級部TRE的全周上，且具有：外周端緣ED1，在全周中位於比梯級部TRE更外周側。因此，顯影液不積於梯級部TRE的內周側之凹部(溝槽TR)內。所以，不會有此顯影液使得鈍化膜PL與第1感光性有機絕緣膜PO1之密接性降低的情形。所以，能抑制第1感光性有機絕緣膜PO1從鈍化膜PL剝落。
又，在本實施形態中，因為於第1感光性有機絕緣膜PO1上形成有第2感光性有機絕緣膜PO2，所以能藉由第2感光性有機絕緣膜PO2來保護再配線層RIL。
又，在本實施形態中，第2感光性有機絕緣膜PO2覆蓋第1感光性有機絕緣膜PO1的外周端緣ED1，第2感光性有機絕緣膜PO2的外周端緣ED2位於比第1感光性有機絕緣膜PO1的外周端緣ED1更外周側。因此，第2感光性有機絕緣膜PO2的外周端緣ED2之外周部不存在有如梯級部TRE的梯級部。所以，第2感光性有機絕緣膜PO2的外周端緣ED2附近不積存顯影液。所以，不會因為此顯影液而使得第2感光性有機絕緣膜PO2與鈍化膜PL之密接性降低。
又，在本實施形態中，凸塊電極BP位於接墊用最上層導電層TCL的正上方區域以外的其他區域正上方。藉此，提高凸塊電極BP的配置自由度。
又，在本實施形態中，保護環用最上層導電層TCL及接墊用最上層導電層TCL係由含Al材質來構成。此Al比Cu難氧化。因此，可利用此含Al的保護環用最上層導電層TCL來覆蓋於保護環GR的其他部分(多層之導電層CL)上，以抑制其他部分(多層之導電層CL)的氧化。
(實施形態2) 參照圖14及圖15，本實施形態之構成相較於實施形態1的構成而言，係於以下此點不同：第2感光性有機絕緣膜PO2的外周端緣ED2在其全周中位於比第1感光性有機絕緣膜PO1的外周端緣ED1更內周側。因此，第2感光性有機絕緣膜PO2的外周端緣ED2在其全周中位於第1感光性有機絕緣膜PO1上。另，第1感光性有機絕緣膜PO1的外周端緣ED1與第2感光性有機絕緣膜PO2的外周端緣ED2之雙方位於保護環用最上層導電層TCL正上方。
另，因為除此之外的本實施形態之構成係與上述實施形態1之構成幾乎相同，所以對於相同要素標註相同元件符號，且不重複說明。
本實施形態的半導體裝置之製造方法，係經過與圖6～圖10所示的實施形態1之步驟相同的步驟。此後，與實施形態1同樣地形成再配線層RIL與第2感光性有機絕緣膜PO2。此時如圖14及圖15所示，形成第2感光性有機絕緣膜PO2，以使第2感光性有機絕緣膜PO2的外周端緣ED2比第1感光性有機絕緣膜PO1的外周端緣ED1更內周側。
另，因為形成第2感光性有機絕緣膜PO2之後的步驟亦與實施形態1的製造方法幾乎相同，所以不重複說明。
在本實施形態中，亦能獲得與實施形態1幾乎相同的效果。 (實施形態3) 參照圖16及圖17，本實施形態之構成相較於實施形態1的構成而言，係於以下此點不同：第2感光性有機絕緣膜PO2的外周端緣ED2在其全周中位於比矽狹縫SS更外周側。因此，第2感光性有機絕緣膜PO2係在矽狹縫SS的全周中埋入於矽狹縫SS內。
另，因為除此之外的本實施形態之構成係與上述實施形態1之構成幾乎相同，所以對於相同要素標註相同元件符號，且不重複說明。
本實施形態的半導體裝置之製造方法係經過與圖6～圖10所示的實施形態1之步驟相同的步驟。其後，與實施形態1同樣地形成再配線層RIL與第2感光性有機絕緣膜PO2。此時如圖16及圖17所示，形成第2感光性有機絕緣膜PO2，以使第2感光性有機絕緣膜PO2的外周端緣ED2位於比矽狹縫SS更外周側。
另，因為形成第2感光性有機絕緣膜PO2之後的步驟亦與實施形態1的製造方法幾乎相同，所以不重複說明。
在本實施形態中，亦能獲得與實施形態1幾乎相同的效果。 又，顯影液有可能在第2感光性有機絕緣膜PO2顯影時積於矽狹縫SS內。但是，本實施形態中，因為該矽狹縫SS係埋入於第2感光性有機絕緣膜PO2，所以能防止第2感光性有機絕緣膜PO2顯影時的顯影液積於矽狹縫SS內。因此，能防止因為積於矽狹縫SS的顯影液使得第2感光性有機絕緣膜PO2與鈍化膜PL之密接性降低。
(實施形態4) 參照圖18及圖19，本實施形態之構成相較於實施形態1的構成而言，係於以下此點不同：第1感光性有機絕緣膜PO1的外周端緣ED1在其全周中位於比第2感光性有機絕緣膜PO2的外周端緣ED2更外周側，且位於比矽狹縫SS更外周側。因此，第1感光性有機絕緣膜PO1係在矽狹縫SS的全周中埋入於矽狹縫SS內。
另，因為除此之外的本實施形態之構成係與上述實施形態1的構成幾乎相同，所以對於相同要素標註相同元件符號，且不重複說明。
本實施形態的半導體裝置之製造方法係經過與圖6～圖9所示的實施形態1之步驟相同的步驟。其後，參照圖20，第1感光性有機絕緣膜PO1形成為具有：外周端緣ED1，在其全周位於比矽狹縫SS更外周側。又，第1感光性有機絕緣膜PO1形成有：開口部(未圖示)，到達接墊用最上層導電層TCL之表面。其後，與實施形態1同樣地形成第2感光性有機絕緣膜PO2、再配線層RIL與第2感光性有機絕緣膜PO2。
另，因為形成第2感光性有機絕緣膜PO2之後的步驟亦與實施形態1的製造方法幾乎相同，所以不重複說明。
在本實施形態中，亦可獲得與實施形態1幾乎相同的效果。 又，顯影液有可能在第1及第2感光性有機絕緣膜PO1、PO2分別顯影時積於矽狹縫SS內。但是在本實施形態中，因為該矽狹縫SS係埋入於第1感光性有機絕緣膜PO1，所以能防止第1及第2感光性有機絕緣膜PO1、PO2顯影時的顯影液積於矽狹縫SS內。因此，能防止積於矽狹縫SS的顯影液使得第1感光性有機絕緣膜PO1與鈍化膜PL之密接性降低。
(其他) 在上述實施形態中，已說明將凸塊電極BP配置於與接墊用最上層導電層TCL之接墊部的正上方區域不同區域上之情形，但亦可如圖21所示，將凸塊電極BP配置於接墊用最上層導電層TCL之接墊部的正上方區域。
又，在上述實施形態中已說明溝槽TR的寬度為5μm之情形，但此溝槽TR的寬度在0.5μm以上50μm以下之情形亦與上述會獲得相同效果。尤其，溝槽TR的寬度在0.5μm以上5μm以下之情形，顯著獲得上述效果。
又，在上述實施形態中已說明最上層導電層TCL的厚度係1μm之情形，但在最上層導電層TCL的厚度係在0.5μm以上5μm以下之情形亦會獲得相同效果。又，最上層導電層TCL的厚度越大，上述實施形態1～4的效果越顯著。
又，在上述實施形態中已說明鈍化膜PL係厚度600nm的p-SiN之情形，但鈍化膜PL的厚度在60nm以上6μm以下之情形亦會與上述實施形態1～4獲得相同效果。
又，在上述實施形態中已說明第1及第2感光性有機絕緣膜PO1、PO2的側壁形狀係順向推拔形狀(寬度從上端往下端擴大的形狀)之情形，但第1及第2感光性有機絕緣膜PO1、PO2的側壁形狀係逆向推拔形狀(寬度從下端往上端擴大的形狀)亦會獲得相同效果。又第1及第2感光性有機絕緣膜PO1、PO2無論係負型或正型均同樣能獲得上述效果。又，因為第1及第2感光性有機絕緣膜PO1、PO2的側壁形狀隨著逆向推拔形狀的程度而易於產生剝離，所以上述實施形態1～4所致的效果顯著。
又，在上述實施形態中，於第1感光性有機絕緣膜PO1顯影時，第1感光性有機絕緣膜PO1的外周端緣ED1位於比梯級部TRE更外周側係屬重要。亦即，只要顯影時第1感光性有機絕緣膜PO1的外周端緣ED1位於比梯級部TRE更外周側，顯影液即不積於第1感光性有機絕緣膜PO1的外周端緣ED1與梯級部TRE之間。因此，即使第1感光性有機絕緣膜PO1因為該顯影後的熱處理(加熱緻密化、固化)而收縮也會獲得上述實施形態1～4的效果。
又，在上述實施形態中已說明90nm邏輯製程的產品，無論130nm節點以前的產品或65nm節點以後的產品，55nm節點、45nm節點、40nm節點、28nm節點或22nm節點以後的產品，只要具有保護環用最上層導電層TCL所致的高低差，將第1感光性有機絕緣膜PO1加以塗佈、曝光、顯影時，即會獲得與上述相同的效果。
又，無論SRAM(Static Random Access Memory，靜態隨機存取記憶體)、DRAM(Dynamic Random Access Memory，動態隨機存取記憶體)或快閃記憶體之產品，或者此等的合併裝置之產品，具有保護環用最上層導電層TCL所致的高低差即會在將第1感光性有機絕緣膜PO1加以塗佈、曝光、顯影時，獲得與上述相同的效果。
以上依據實施形態來具體說明本案發明人之發明，但本發明不限定於前述實施形態，當然可在不脫離其主旨的範圍進行各種變更。
BM‧‧‧障壁金屬層
BP‧‧‧凸塊電極
CH‧‧‧晶片區域
CL、DCL‧‧‧導電層
ED1、ED2‧‧‧外周端緣
GR‧‧‧保護環
H1、H2‧‧‧高度
II‧‧‧層間絕緣層
INL‧‧‧多層配線構造
IR‧‧‧元件分離構造
OP1、OP2、OP3‧‧‧開口部
PL‧‧‧鈍化膜
PO1‧‧‧第1感光性有機絕緣膜
PO2‧‧‧第2感光性有機絕緣膜
RIL‧‧‧再配線層
SB‧‧‧半導體基板
SD‧‧‧晶片狀態之半導體裝置
WF‧‧‧晶圓狀態之半導體裝置
SS‧‧‧矽狹縫
T1~T4‧‧‧厚度
TCL‧‧‧最上層導電層
TR‧‧‧溝槽
TRA‧‧‧電晶體
TRE‧‧‧梯級部
圖1係概略性顯示實施形態1中的晶片狀態之半導體裝置的構成之俯視圖。 圖2係放大圖1的晶片狀態之半導體裝置來顯示的俯視圖。 圖3係放大圖2的區域R1來顯示的部分俯視圖。 圖4係放大圖1的晶片狀態之半導體裝置的外周端緣附近來概略性顯示的部分剖視圖。 圖5係放大圖4中的外周端緣附近來概略性顯示的部分剖視圖。 圖6係將實施形態1中的半導體裝置之製造方法的第1步驟對應於圖5之剖面來顯示的概略剖視圖。 圖7係將實施形態1中的半導體裝置之製造方法的第2步驟對應於圖5之剖面來顯示的概略剖視圖。 圖8係將實施形態1中的半導體裝置之製造方法的第3步驟對應於圖5之剖面來顯示的概略剖視圖。 圖9係將實施形態1中的半導體裝置之製造方法的第4步驟對應於圖5之剖面來顯示的概略剖視圖。 圖10係將實施形態1中的半導體裝置之製造方法的第5步驟對應於圖5之剖面來顯示的概略剖視圖。 圖11係概略性顯示顯示關連技術的半導體裝置之構成的剖視圖。 圖12係顯示關連技術的半導體裝置之製造方法中將第1感光性有機絕緣膜加以顯影的步驟之概略剖視圖。 圖13係顯示關連技術的半導體裝置之製造方法中第1及第2感光性有機絕緣膜剝落之模樣的概略剖視圖。 圖14係概略性顯示實施形態2中的晶片狀態之半導體裝置的構成之俯視圖。 圖15係放大圖14的晶片狀態之半導體裝置的外周端緣附近來概略性顯示的部分剖視圖。 圖16係概略性顯示實施形態3中的晶片狀態之半導體裝置的構成之俯視圖。 圖17係放大圖16的晶片狀態之半導體裝置的外周端緣附近來概略性顯示的部分剖視圖。 圖18係概略性顯示實施形態4中的晶片狀態之半導體裝置的構成之俯視圖。 圖19係放大圖18的晶片狀態之半導體裝置的外周端緣附近來概略性顯示的部分剖視圖。 圖20係將實施形態4中的半導體裝置之製造方法對應於圖5之剖面來顯示的概略剖視圖。 圖21係概略性顯示凸塊電極位於接墊用最上層導電層正上方的構成之剖視圖。 圖22係概略性顯示晶圓狀態之半導體裝置的構成之俯視圖。
BM‧‧‧障壁金屬層
BP‧‧‧凸塊電極
CH‧‧‧晶片區域
CL、DCL‧‧‧導電層
ED1、ED2‧‧‧外周端緣
GR‧‧‧保護環
II‧‧‧層間絕緣層
INL‧‧‧多層配線構造
IR‧‧‧元件分離構造
OP1、OP2、OP3‧‧‧開口部
PL‧‧‧鈍化膜
PO1‧‧‧第1感光性有機絕緣膜
PO2‧‧‧第2感光性有機絕緣膜
RIL‧‧‧再配線層
SB‧‧‧半導體基板
SD‧‧‧晶片狀態之半導體裝置
WF‧‧‧晶圓狀態之半導體裝置
SS‧‧‧矽狹縫
T1~T4‧‧‧厚度
TCL‧‧‧最上層導電層
TR‧‧‧溝槽
TRA‧‧‧電晶體
TRE‧‧‧梯級部

Claims (10)

  1. 一種半導體裝置，係具有元件形成區域與在俯視中圍繞該元件形成區域的保護環區域，其特徵在於包含： 保護環(GR)，於其最頂部含有保護環用最上層導電層(TCL)，該保護環用最上層導電層(TCL)在該俯視中形成於該保護環區域，而圍繞該元件形成區域的周圍； 鈍化膜(PL)，形成於該保護環區域及該元件形成區域，而覆蓋在該保護環用最上層導電層(TCL)；以及 第1感光性有機絕緣膜(PO1)，形成為連接於該鈍化膜(PL)； 且該鈍化膜(PL)的表面在比該保護環用最上層導電層(TCL)更內周側亦即該元件形成區域側形成有梯級部(TRE)，並藉由該梯級部(TRE)使得比該保護環用最上層導電層(TCL)更內周側的該鈍化膜(PL)之該表面低於在該保護環用最上層導電層(TCL)正上方的該鈍化膜(PL)之該表面， 該第1感光性有機絕緣膜(PO1)在俯視中覆蓋於該梯級部(TRE)的全周上，且具有：外周端緣(ED1)，其全周位於比該梯級部(TRE)更外周側； 且該外周端緣(ED1)位於該保護環用最上層導電層(TCL)的正上方。
  2. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置，更包含：第2感光性有機絕緣膜(PO2)，形成於該第1感光性有機絕緣膜(PO1)上。
  3. 如申請專利範圍第2項之半導體裝置，其中，該第2感光性有機絕緣膜(PO2)覆蓋於該第1感光性有機絕緣膜(PO1)的該外周端緣(ED1)，該第2感光性有機絕緣膜(PO2)的外周端緣(ED2)位於比該第1感光性有機絕緣膜(PO1)的該外周端緣(ED1)更外周側。
  4. 如申請專利範圍第3項之半導體裝置，其中，貫穿該鈍化膜(PL)的溝槽(SS)形成為在俯視中圍繞該保護環區域的外周， 該第2感光性有機絕緣膜(PO2)埋入於該溝槽(SS)內。
  5. 如申請專利範圍第2項之半導體裝置，其中，該第2感光性有機絕緣膜(PO2)的外周端緣(ED2)位於比該第1感光性有機絕緣膜(PO1)的該外周端緣(ED1)更內周側。
  6. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置，更包含： 接墊用最上層導電層(TCL)，與該保護環用最上層導電層(TCL)係從相同之層分離形成；以及 凸塊電極(BP)，形成於該接墊用最上層導電層(TCL)之接墊部的正上方，以電性地連接至該接墊用最上層導電層(TCL)。
  7. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置，更包含： 接墊用最上層導電層(TCL)，與該保護環用最上層導電層(TCL)係從相同之層分離形成； 再配線層(RIL)，在該接墊用最上層導電層(TCL)上連接至該接墊用最上層導電層(TCL)的接墊部，且形成為從該接墊用最上層導電層(TCL)的該接墊部之正上方區域往該正上方區域以外的其他區域延伸；以及 凸塊電極(BP)，形成於該再配線層(RIL)上，且連接至該再配線層(RIL)； 且該凸塊電極(BP)係位於該其他區域的正上方。
  8. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置，其中，該保護環用最上層導電層(TCL)係由含鋁材質所構成。
  9. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置，其中，該半導體裝置(SD)係晶片狀態。
  10. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置，其中，該半導體裝置(WF)係晶圓狀態。
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