Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP5814554B2 - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP5814554B2 - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents

Manufacturing method of semiconductor device Download PDF

Info

Publication number
JP5814554B2
JP5814554B2 JP2011020848A JP2011020848A JP5814554B2 JP 5814554 B2 JP5814554 B2 JP 5814554B2 JP 2011020848 A JP2011020848 A JP 2011020848A JP 2011020848 A JP2011020848 A JP 2011020848A JP 5814554 B2 JP5814554 B2 JP 5814554B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wiring
layer
wiring layer
chip
manufacturing
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
JP2011020848A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2012160654A (en
Inventor
永田 敏雄
敏雄 永田
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.)
Lapis Semiconductor Co Ltd
Original Assignee
Lapis Semiconductor 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 Lapis Semiconductor Co Ltd filed Critical Lapis Semiconductor Co Ltd
Priority to JP2011020848A priority Critical patent/JP5814554B2/en
Publication of JP2012160654A publication Critical patent/JP2012160654A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5814554B2 publication Critical patent/JP5814554B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Description

本発明は、絶縁基板にシリコン層を貼り合せることによって製造された貼り合せウェハ上に、多層配線構造を形成する工程を有する半導体装置の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device including a step of forming a multilayer wiring structure on a bonded wafer manufactured by bonding a silicon layer to an insulating substrate.

近年、半導体装置の製造に、絶縁基板としてのクォーツ(Quartz)板にシリコン(Si)層を貼り合せることによって製造されたSOQ(Silicon−On−Quartz)ウェハが利用されている。SOQウェハのSi層は、欠陥が少なく高品質であるので、SOQウェハを用いることによって、高性能で信頼性の高い半導体装置を製造することができる。   2. Description of the Related Art In recent years, SOQ (Silicon-On-Quartz) wafers manufactured by bonding a silicon (Si) layer to a quartz plate as an insulating substrate have been used for manufacturing semiconductor devices. Since the Si layer of the SOQ wafer has few defects and high quality, a high-performance and highly reliable semiconductor device can be manufactured by using the SOQ wafer.

しかし、一般に、クォーツの熱膨張係数はSiの熱膨張係数よりも低いので、クォーツ板にSi層を貼り合せることによって製造されたSOQウェハには、クラックが発生しやすい(例えば、特許文献1参照)。図1の断面図及び図2の拡大写真に示されるように、通常、SOQウェハ103のクォーツ板101内には圧縮応力C1が発生しており、温度上昇に伴ってSi層102の内部に外向きの応力T1が発生するので、クォーツ板101とSi層102との貼り合せ面104付近を起点としてクォーツ板101及びSi層102にクラック105が発生しやすい。図3の平面図及び図4の拡大写真に示されるように、SOQウェハ103の貼り合せ面104の外周近傍領域106には、クラック105が特に発生しやすく、クラック105がチップ形成領域107に達することもある。この理由は、SOQウェハ103の外周近傍領域106には、クラック105の起点となり得るギザ形状及びSi層102の浮き(図5の拡大写真の符号102a)が存在し、また、Si層102のボイド欠陥(図6の拡大写真の符号102b)が多数存在しているからである。   However, generally, the thermal expansion coefficient of quartz is lower than the thermal expansion coefficient of Si, so cracks are likely to occur in an SOQ wafer manufactured by bonding a Si layer to a quartz plate (see, for example, Patent Document 1). ). As shown in the cross-sectional view of FIG. 1 and the enlarged photograph of FIG. 2, normally, compressive stress C1 is generated in the quartz plate 101 of the SOQ wafer 103, and the outside of the Si layer 102 is exposed as the temperature rises. Since a direction stress T1 is generated, a crack 105 is likely to occur in the quartz plate 101 and the Si layer 102 starting from the vicinity of the bonding surface 104 between the quartz plate 101 and the Si layer 102. As shown in the plan view of FIG. 3 and the enlarged photograph of FIG. 4, the crack 105 is particularly likely to occur in the peripheral vicinity region 106 of the bonding surface 104 of the SOQ wafer 103, and the crack 105 reaches the chip formation region 107. Sometimes. The reason for this is that in the vicinity of the outer periphery 106 of the SOQ wafer 103, there are a jagged shape that can be the starting point of the crack 105 and the floating of the Si layer 102 (reference numeral 102a in the enlarged photograph in FIG. 5). This is because there are many defects (reference numeral 102b in the enlarged photograph in FIG. 6).

この対策として、図7の平面図に示されるように、クォーツ板121にSi層122を貼り合せることによって製造されたSOQウェハ123のチップ形成領域125の外周側に配置された半導体チップ部を、製品(個片化された半導体チップ)として使用しないダミーチップ部126(斜線領域)とし、ダミーチップ部126以外の半導体チップ部を製品として使用する製品チップ部127(斜線なし領域)とする方法がある。   As a countermeasure against this, as shown in the plan view of FIG. 7, the semiconductor chip portion disposed on the outer peripheral side of the chip formation region 125 of the SOQ wafer 123 manufactured by bonding the Si layer 122 to the quartz plate 121, There is a method in which a dummy chip portion 126 (shaded area) that is not used as a product (separated semiconductor chip) is used, and a semiconductor chip portion other than the dummy chip section 126 is used as a product chip portion 127 (area that is not shaded). is there.

特開2009−188008号公報JP 2009-188008 A

しかしながら、貼り合せウェハ上に多層配線構造を形成するために絶縁膜及びメタル層の形成プロセスを繰り返すと、微小であったクラックが徐々に大きくなって、製品チップ部内にまで延びることがあり、製品チップ部を用いて製造される半導体装置の品質の低下及び製造歩留まりの低下を招くという問題があった。   However, if the insulating film and metal layer formation process is repeated to form a multilayer wiring structure on the bonded wafer, the micro cracks gradually become larger and may extend into the product chip portion. There has been a problem in that the quality of a semiconductor device manufactured using the chip portion is reduced and the manufacturing yield is reduced.

そこで、本発明は、上記従来技術の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、半導体装置の品質及び製造歩留まりを向上させることができる半導体装置の製造方法を提供することにある。   Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a semiconductor device manufacturing method capable of improving the quality and manufacturing yield of the semiconductor device. .

本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法は、絶縁基板にシリコン層を貼り合せることによって製造された貼り合せウェハに、複数の半導体チップ部を形成する工程と、絶縁膜を含む下部層と該下部層上に備えられたメタル配線を含む上部層とを有する配線層を形成するプロセスを複数回行うことによって、前記複数の半導体チップ部上に、前記配線層が複数重ねられた多層配線構造を形成する工程とを有し、前記複数の半導体チップ部は、個片化後に半導体チップとして使用される製品チップ部と、使用されないダミーチップ部とを含み、前記ダミーチップ部上に複数重ねられた前記配線層は、前記製品チップ部上における配線層と同じ形状を持つ第1の配線層と、該第1の配線層と異なる形状を持つ第2の配線層とを含み、前記ダミーチップ部上に複数重ねられた前記配線層のいずれかにおける前記下部層は、貫通メタル配線を持たない絶縁膜であり、前記絶縁基板は、クォーツ又は石英のいずれかを主成分とする基板を含むことを特徴としている。 A method of manufacturing a semiconductor device according to one embodiment of the present invention includes a step of forming a plurality of semiconductor chip portions on a bonded wafer manufactured by bonding a silicon layer to an insulating substrate, a lower layer including an insulating film, A multilayer wiring structure in which a plurality of wiring layers are stacked on the plurality of semiconductor chip portions by performing a process of forming a wiring layer having an upper layer including a metal wiring provided on the lower layer a plurality of times. The plurality of semiconductor chip portions include a product chip portion that is used as a semiconductor chip after singulation and a dummy chip portion that is not used, and a plurality of the semiconductor chip portions are stacked on the dummy chip portion. The wiring layer includes a first wiring layer having the same shape as the wiring layer on the product chip portion, and a second wiring layer having a shape different from the first wiring layer, and the dummy layer The lower layer in any of a plurality superposed said wiring layer onto-up unit, Ri insulating film der that no through metal wiring, the insulating substrate is composed mainly of either quartz or quartz substrate It is characterized by including .

本発明に係る半導体装置の製造方法を用いれば、半導体装置の品質及び製造歩留まりを向上させることができるという効果がある。   If the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention is used, there is an effect that the quality and the manufacturing yield of the semiconductor device can be improved.

従来のSOQウェハにおけるクォーツ板内の圧縮応力、配線層内の熱応力、及びクラックを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the compressive stress in the quartz board in the conventional SOQ wafer, the thermal stress in a wiring layer, and a crack. 従来のSOQウェハにおいて発生するクラックを示す拡大写真である。It is an enlarged photograph which shows the crack which generate | occur | produces in the conventional SOQ wafer. 従来のSOQウェハの外周近傍領域におけるクラック発生位置の一例を概略的に示す平面図である。It is a top view which shows roughly an example of the crack generation position in the outer periphery vicinity area | region of the conventional SOQ wafer. 従来のSOQウェハの外周近傍領域において発生するクラックを示す拡大写真である。It is an enlarged photograph which shows the crack which generate | occur | produces in the peripheral vicinity area | region of the conventional SOQ wafer. 従来のSOQウェハの外周近傍領域におけるSi層のギザ形状(左側の破線円内)及びSi層の浮き(右側のギザ形状の先端)を示す拡大写真である。It is an enlarged photograph which shows the jagged shape of the Si layer (within the broken line circle on the left side) and the floating of the Si layer (the tip of the right jagged shape) in the peripheral vicinity region of the conventional SOQ wafer. 従来のSOQウェハの外周近傍領域におけるSi層のボイドを示す拡大写真である。It is an enlarged photograph which shows the void of the Si layer in the outer periphery vicinity area | region of the conventional SOQ wafer. 従来及び第1及び第2の実施形態においてSOQウェハ上に形成された半導体チップである製品チップ部及びダミーチップ部の配置の一例を概略的に示す平面図である。It is a top view which shows roughly an example of arrangement | positioning of the product chip part and dummy chip part which are the semiconductor chips formed on the SOQ wafer in the prior art and the 1st and 2nd embodiment. 第1比較例の半導体装置の製造方法によって製造されたダミーチップ部の断面構造、クォーツ板内の圧縮応力、及び配線層内の熱応力を示す図である。It is a figure which shows the cross-section of the dummy chip part manufactured by the manufacturing method of the semiconductor device of the 1st comparative example, the compressive stress in a quartz board, and the thermal stress in a wiring layer. 第2比較例の半導体装置の製造方法によって製造されたダミーチップ部の断面構造、クォーツ板内の圧縮応力、及び配線層内の熱応力を示す図である。It is a figure which shows the cross-section of the dummy chip part manufactured by the manufacturing method of the semiconductor device of the 2nd comparative example, the compressive stress in a quartz board, and the thermal stress in a wiring layer. 本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法によって製造された複数の半導体チップ部のうちの1個のダミーチップ部の構造を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the structure of one dummy chip part among the several semiconductor chip parts manufactured by the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on embodiment of this invention. 第1の実施形態に係る半導体装置の製造方法によって製造された半導体チップ部のうちのダミーチップ部を概略的に示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows roughly the dummy chip part among the semiconductor chip parts manufactured by the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on 1st Embodiment. 図11に示される半導体チップ部のうちのダミーチップ部におけるクォーツ板内の圧縮応力及び配線層内の熱応力を示す図である。It is a figure which shows the compressive stress in the quartz board in the dummy chip part among the semiconductor chip parts shown by FIG. 11, and the thermal stress in a wiring layer. 第1の実施形態に係る半導体装置の製造方法の変形例によって製造された半導体チップ部のうちのダミーチップ部を概略的に示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows schematically the dummy chip part among the semiconductor chip parts manufactured by the modification of the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る半導体装置の製造方法の他の変形例によって製造された半導体チップ部のうちのダミーチップ部を概略的に示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows schematically the dummy chip part among the semiconductor chip parts manufactured by the other modification of the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on 1st Embodiment. 第2の実施形態に係る半導体装置の製造方法によって製造された半導体チップ部のうちのダミーチップ部を概略的に示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows roughly the dummy chip part among the semiconductor chip parts manufactured by the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on 2nd Embodiment. 図15に示される半導体チップ部のうちのダミーチップ部におけるクォーツ板内の圧縮応力及び配線層内の熱応力を示す図である。It is a figure which shows the compressive stress in the quartz board in the dummy chip part of the semiconductor chip parts shown by FIG. 15, and the thermal stress in a wiring layer. 第2の実施形態に係る半導体装置の製造方法の変形例によって製造された半導体チップ部のうちのダミーチップ部を概略的に示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows schematically the dummy chip part among the semiconductor chip parts manufactured by the modification of the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on 2nd Embodiment. 第2の実施形態に係る半導体装置の製造方法の他の変形例によって製造された半導体チップ部のうちのダミーチップ部を概略的に示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows schematically the dummy chip part among the semiconductor chip parts manufactured by the other modification of the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on 2nd Embodiment. 第1及び第2の実施形態においてSOQウェハ上に形成された半導体チップである製品チップ部及びダミーチップ部の配置の他の例を概略的に示す平面図である。It is a top view which shows roughly the other example of arrangement | positioning of the product chip part and dummy chip part which are the semiconductor chips formed on the SOQ wafer in 1st and 2nd embodiment. 第1及び第2の実施形態においてSOQウェハ上に形成された半導体チップである製品チップ部及びダミーチップ部の配置のさらに他の例を概略的に示す平面図である。It is a top view which shows roughly still another example of arrangement | positioning of the product chip part which is a semiconductor chip formed on the SOQ wafer in 1st and 2nd embodiment, and a dummy chip part.

《1》実施の形態の概要
《1−1》第1比較例
先ず、本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の効果を説明するために用いる第1比較例の半導体装置の製造方法を説明する。図8は、第1比較例の半導体装置の製造方法によって製造されたダミーチップ部の断面構造、クォーツ板1内の圧縮応力、及び配線層41,42,43内の熱応力を示す図である。第1比較例の半導体装置の製造方法では、絶縁基板としてのクォーツ板1にSi層2を貼り合せることによって製造された貼り合せウェハであるSOQウェハ3に、半導体チップの本質的な機能を担う回路素子(又は集積回路)などを形成することによって、チップ形成領域(図7における領域125)に複数の半導体チップ部(図7における長方形の領域126及び127)を形成し、その上に多層配線構造4を形成する。
<< 1 >> Outline of Embodiment << 1-1 >> First Comparative Example First, a method of manufacturing a semiconductor device of a first comparative example used for explaining the effects of the method of manufacturing a semiconductor device according to the embodiment of the present invention. Will be explained. FIG. 8 is a diagram showing the cross-sectional structure of the dummy chip portion manufactured by the method for manufacturing the semiconductor device of the first comparative example, the compressive stress in the quartz plate 1, and the thermal stress in the wiring layers 41, 42, and 43. . In the semiconductor device manufacturing method of the first comparative example, the essential function of the semiconductor chip is assigned to the SOQ wafer 3 which is a bonded wafer manufactured by bonding the Si layer 2 to the quartz plate 1 as an insulating substrate. By forming a circuit element (or integrated circuit) or the like, a plurality of semiconductor chip portions (rectangular regions 126 and 127 in FIG. 7) are formed in a chip formation region (region 125 in FIG. 7), and multilayer wiring is formed thereon. Structure 4 is formed.

多層配線構造4の形成に際しては、先ず、SOQウェハ3のSi層2上に、製品チップ部上における配線層の形成プロセス(ホトリソグラフィ技術及びCVD法などを用いる)と同じ形成プロセルによって、ダミーチップ部上の配線層41を形成する。図8の例では、ダミーチップ部上の配線層41は、下部層411と上部層412とを有している。下部層411は、絶縁膜411bと貫通メタル配線(メタルプラグ)411aとを有し、上部層412は、絶縁膜412bとメタル配線(パターニングされたメタル層)412aとを有している。   In forming the multilayer wiring structure 4, first, a dummy chip is formed on the Si layer 2 of the SOQ wafer 3 by the same formation process as the wiring layer forming process (using photolithography technology, CVD method, etc.) on the product chip portion. A wiring layer 41 on the part is formed. In the example of FIG. 8, the wiring layer 41 on the dummy chip portion has a lower layer 411 and an upper layer 412. The lower layer 411 has an insulating film 411b and a through metal wiring (metal plug) 411a, and the upper layer 412 has an insulating film 412b and a metal wiring (patterned metal layer) 412a.

次に、ダミーチップ部上の配線層41上に、製品チップ部上における配線層の形成プロセス(ホトリソグラフィ技術及びCVD法などを用いる)と同じ形成プロセルによって、ダミーチップ部上の配線層42を形成する。図8の例では、配線層42は、下部層421と上部層422とを有している。下部層421は、絶縁膜421bと貫通メタル配線(メタルプラグ)421aとを有し、上部層422は、絶縁膜422bとメタル配線(パターニングされたメタル層)422aとを有している。   Next, the wiring layer 42 on the dummy chip portion is formed on the wiring layer 41 on the dummy chip portion by the same formation process as the wiring layer forming process (using photolithography technology, CVD method, etc.) on the product chip portion. Form. In the example of FIG. 8, the wiring layer 42 has a lower layer 421 and an upper layer 422. The lower layer 421 has an insulating film 421b and a through metal wiring (metal plug) 421a, and the upper layer 422 has an insulating film 422b and a metal wiring (patterned metal layer) 422a.

次に、ダミーチップ部上の配線層42上に、製品チップ部上における配線層の形成プロセス(ホトリソグラフィ技術及びCVD法などを用いる)と同じ形成プロセルによって、ダミーチップ部上の配線層43を形成する。図8の例では、配線層43は、下部層431を有し、下部層431は、絶縁膜431bと貫通メタル配線431aとを有している。   Next, the wiring layer 43 on the dummy chip portion is formed on the wiring layer 42 on the dummy chip portion by the same formation process as the wiring layer forming process (using photolithography technology, CVD method, etc.) on the product chip portion. Form. In the example of FIG. 8, the wiring layer 43 includes a lower layer 431, and the lower layer 431 includes an insulating film 431b and a through metal wiring 431a.

図8に示される第1比較例の多層配線構造4をSOQウェハ3上に形成した場合には、メタル配線412a,422a内に発生する熱応力の影響に加えて、貫通メタル配線411a,421a,431a内に発生する熱応力の影響が、SOQウェハ3に与えられる。言い換えれば、メタル配線の構成材料の熱膨張係数は、SOQウェハ3を構成するクォーツ板1の熱膨張係数及びSi層2の熱膨張係数のいずれよりも大きいので、温度上昇に伴い、SOQウェハ3は、多層配線構造4から水平方向外向きの引っ張り力F1を受ける。さらに、図8の構成では、貫通メタル配線411a,421a,431aがSOQウェハ3の真上に重なっており、且つ、貫通メタル配線411a,421a,431aは、SOQウェハ3に近い位置に存在するので、SOQウェハ3が、多層配線構造4から受ける水平方向外向きの引っ張り力F1は、貫通メタル配線411aの真下に集中し易い。このため、例えば、SOQウェハ3の貫通メタル配線411aの真下の部分に、貫通メタル配線411a,421a,431a内に発生した熱応力に対応する水平方向の引っ張り力(図8において外向きの矢印で示す力)が局所的に掛かり、SOQウェハ3内にクラック105が発生し易くなる。   When the multilayer wiring structure 4 of the first comparative example shown in FIG. 8 is formed on the SOQ wafer 3, in addition to the influence of thermal stress generated in the metal wirings 412a and 422a, the through metal wirings 411a, 421a, The influence of the thermal stress generated in 431a is given to the SOQ wafer 3. In other words, the thermal expansion coefficient of the constituent material of the metal wiring is larger than both of the thermal expansion coefficient of the quartz plate 1 constituting the SOQ wafer 3 and the thermal expansion coefficient of the Si layer 2. Receives a pulling force F <b> 1 outward in the horizontal direction from the multilayer wiring structure 4. Furthermore, in the configuration of FIG. 8, the through metal wirings 411 a, 421 a, and 431 a overlap directly above the SOQ wafer 3, and the through metal wirings 411 a, 421 a, and 431 a exist at positions close to the SOQ wafer 3. The horizontal outward pulling force F1 that the SOQ wafer 3 receives from the multilayer wiring structure 4 is likely to be concentrated directly below the through metal wiring 411a. For this reason, for example, a horizontal tensile force corresponding to the thermal stress generated in the through metal wirings 411a, 421a, 431a (indicated by an outward arrow in FIG. 8) is formed in the portion directly below the through metal wiring 411a of the SOQ wafer 3. Force) is applied locally, and the crack 105 is likely to occur in the SOQ wafer 3.

《1−2》第2比較例
本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の効果を説明するために用いる第2比較例の半導体装置の製造方法を説明する。図9は、第2比較例の半導体装置の製造方法によって製造されたダミーチップ部の断面構造、クォーツ板1内の圧縮応力、及び配線層51,52,53内の熱応力を示す図である。第2比較例の半導体装置の製造方法では、先ず、絶縁基板としてのクォーツ板1にSi層2を貼り合せることによって製造された貼り合せウェハであるSOQウェハ3に、半導体チップの本質的な機能を担う回路素子(又は集積回路)などを形成することによって、チップ形成領域(図7における領域125)に複数の半導体チップ部(図7における長方形の領域126及び127)を形成し、その上に多層配線構造5を形成する。
<< 1-2 >> Second Comparative Example A semiconductor device manufacturing method of a second comparative example used for explaining the effects of the method of manufacturing a semiconductor device according to the embodiment of the present invention will be described. FIG. 9 is a diagram showing a cross-sectional structure of the dummy chip portion manufactured by the semiconductor device manufacturing method of the second comparative example, a compressive stress in the quartz plate 1, and a thermal stress in the wiring layers 51, 52 and 53. . In the semiconductor device manufacturing method of the second comparative example, first, an essential function of the semiconductor chip is applied to the SOQ wafer 3 which is a bonded wafer manufactured by bonding the Si layer 2 to the quartz plate 1 as an insulating substrate. A plurality of semiconductor chip portions (rectangular regions 126 and 127 in FIG. 7) are formed in a chip formation region (region 125 in FIG. 7) by forming a circuit element (or integrated circuit) that bears A multilayer wiring structure 5 is formed.

多層配線構造5の形成に際しては、先ず、SOQウェハ3のSi層2上に、ホトリソグラフィ技術及びCVD法などを用いて、ダミーチップ部上の配線層51を形成する。図9の例では、配線層51は、下部層511と上部層512とを有し、下部層511は、その全域(全面)がシリコン酸化膜などの絶縁膜であり、上部層512は、その全域(全面)がメタル層である。   In forming the multilayer wiring structure 5, first, the wiring layer 51 on the dummy chip portion is formed on the Si layer 2 of the SOQ wafer 3 by using a photolithography technique and a CVD method. In the example of FIG. 9, the wiring layer 51 has a lower layer 511 and an upper layer 512, and the entire area (entire surface) of the lower layer 511 is an insulating film such as a silicon oxide film. The entire region (entire surface) is a metal layer.

次に、配線層51の形成プロセスと同様に、配線層51上に、ダミーチップ部上の配線層52を形成する。図9の例では、配線層52は、下部層521と上部層522とを有し、下部層521は、その全域(全面)がシリコン酸化膜などの絶縁膜であり、上部層522は、その全域(全面)がメタル層である。   Next, the wiring layer 52 on the dummy chip part is formed on the wiring layer 51 in the same manner as the formation process of the wiring layer 51. In the example of FIG. 9, the wiring layer 52 includes a lower layer 521 and an upper layer 522, and the entire area (entire surface) of the lower layer 521 is an insulating film such as a silicon oxide film. The entire region (entire surface) is a metal layer.

次に、配線層52の形成プロセスと同様に、配線層52上に、ダミーチップ部上の配線層53を形成する。図9の例では、配線層53は、下部層531を有し、下部層531はその全域(全面)がシリコン酸化膜などの絶縁膜である。   Next, the wiring layer 53 on the dummy chip portion is formed on the wiring layer 52 in the same manner as the formation process of the wiring layer 52. In the example of FIG. 9, the wiring layer 53 has a lower layer 531, and the entire area (entire surface) of the lower layer 531 is an insulating film such as a silicon oxide film.

図9に示される第2比較例の多層配線構造5をSOQウェハ3上に形成した場合には、配線層51,52の上部層(メタル層)512,522内に発生する熱応力の影響が、SOQウェハ3に与えられる。言い換えれば、メタル層の構成材料の熱膨張係数は、SOQウェハ3を構成するクォーツ板1の熱膨張係数及びSi層2の熱膨張係数のいずれよりも大きいので、温度上昇に伴い、SOQウェハ3は、多層配線構造5から水平方向外向きの引っ張り力F2を受ける。また、配線層51,52の上部層(メタル層)512,522は、ダミーチップ部の全域(全面)に形成されているので、上部層(メタル層)512,522内に発生する熱応力は大きく、さらに、複数の上部層(メタル層)512,522が重ねて、SOQウェハ3に近い位置(SOQウェハに最も近い配線層51と2番目に近い配線層52)に配置されているので、これらの中で発生する熱応力に対応してSOQウェハ3に掛かる水平方向外向きの引っ張り力(図9において外向きの矢印で示す力)F2は大きい力になり、SOQウェハ3内にクラック105が発生しやすくなる。   When the multilayer wiring structure 5 of the second comparative example shown in FIG. 9 is formed on the SOQ wafer 3, there is an influence of thermal stress generated in the upper layers (metal layers) 512 and 522 of the wiring layers 51 and 52. , Given to the SOQ wafer 3. In other words, the thermal expansion coefficient of the constituent material of the metal layer is larger than both the thermal expansion coefficient of the quartz plate 1 constituting the SOQ wafer 3 and the thermal expansion coefficient of the Si layer 2, so that the SOQ wafer 3 is increased as the temperature rises. Receives a horizontal outward pulling force F <b> 2 from the multilayer wiring structure 5. In addition, since the upper layers (metal layers) 512 and 522 of the wiring layers 51 and 52 are formed over the entire area (entire surface) of the dummy chip portion, the thermal stress generated in the upper layers (metal layers) 512 and 522 is In addition, since a plurality of upper layers (metal layers) 512 and 522 are overlapped and arranged at a position close to the SOQ wafer 3 (a wiring layer 51 closest to the SOQ wafer and a wiring layer 52 closest to the second), A horizontal outward pulling force (force indicated by an outward arrow in FIG. 9) F2 applied to the SOQ wafer 3 corresponding to the thermal stress generated in these becomes a large force, and a crack 105 is formed in the SOQ wafer 3. Is likely to occur.

《1−3》実施の形態の原理
図10は、本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法によって製造された半導体チップ部のうちのダミーチップ部の構造を概略的に示す図である。図10に示されるように、本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法においては、絶縁基板としてのクォーツ板1にSi層2を貼り合せることによって製造された貼り合せウェハであるSOQウェハ3に、半導体チップの本質的な機能を担う回路素子(又は集積回路)などを形成することによって、チップ形成領域(図7における領域125)に複数の半導体チップ部(図7における長方形の領域126及び127)を形成し、その上に多層配線構造6を形成する。なお、複数の半導体チップ部は、個片化後に半導体チップとして使用される製品チップ部(図7における長方形の領域127)と、使用されないダミーチップ部(図7における126)とを含む。
<< 1-3 >> Principle of the Embodiment FIG. 10 is a diagram schematically showing the structure of the dummy chip portion of the semiconductor chip portion manufactured by the method of manufacturing a semiconductor device according to the embodiment of the present invention. . As shown in FIG. 10, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the embodiment of the present invention, an SOQ wafer that is a bonded wafer manufactured by bonding a Si layer 2 to a quartz plate 1 as an insulating substrate. 3 is formed with a plurality of semiconductor chip portions (rectangular regions 126 in FIG. 7) in a chip formation region (region 125 in FIG. 7) by forming circuit elements (or integrated circuits) or the like that bear the essential functions of the semiconductor chip. And 127), and the multilayer wiring structure 6 is formed thereon. The plurality of semiconductor chip portions include a product chip portion (rectangular region 127 in FIG. 7) that is used as a semiconductor chip after singulation, and a dummy chip portion (126 in FIG. 7) that is not used.

多層配線構造6の形成に際しては、先ず、SOQウェハ3のSi層2上に、絶縁膜を含む下部層611とこの上に備えられたメタル配線を含む上部層612とを有する配線層61を形成する。配線層61は、SOQウェハ3に最も近い配線層である。   In forming the multilayer wiring structure 6, first, a wiring layer 61 having a lower layer 611 including an insulating film and an upper layer 612 including metal wiring provided thereon is formed on the Si layer 2 of the SOQ wafer 3. To do. The wiring layer 61 is the wiring layer closest to the SOQ wafer 3.

次に、配線層61上に、絶縁膜を含む下部層621とこの上に備えられたメタル配線を含む上部層622とを有する配線層62を形成する。配線層62は、SOQウェハ3に2番目に近い配線層である。   Next, a wiring layer 62 having a lower layer 621 including an insulating film and an upper layer 622 including a metal wiring provided thereon is formed on the wiring layer 61. The wiring layer 62 is the wiring layer closest to the SOQ wafer 3.

必要に応じ、配線層62上に、絶縁膜を含む下部層631とこの上に備えられたメタル配線を含む上部層632とを有する配線層63を形成する。配線層63は、SOQウェハ3に3番目に近い配線層である。さらに、必要に応じて、配線層63上に1層又は複数層の配線層を形成する。なお、配線層63以降の配線層は、必須の構成ではない。   If necessary, a wiring layer 63 having a lower layer 631 including an insulating film and an upper layer 632 including a metal wiring provided thereon is formed on the wiring layer 62. The wiring layer 63 is the third closest wiring layer to the SOQ wafer 3. Furthermore, one or more wiring layers are formed on the wiring layer 63 as necessary. Note that the wiring layers after the wiring layer 63 are not essential components.

ダミーチップ部上に複数重ねられた配線層61,62,…は、製品チップ部上における配線層と同じ形状を持つ第1の配線層(61又は62,…)と、第1の配線層と異なる形状を持つ第2の配線層(62又は61,…)とを含む。第2の配線層における上部層は、例えば、ダミーチップ部の全域(全面)をメタル層とした層である。   A plurality of wiring layers 61, 62,... Stacked on the dummy chip portion include a first wiring layer (61 or 62,...) Having the same shape as the wiring layer on the product chip portion, and a first wiring layer. And a second wiring layer (62 or 61,...) Having a different shape. The upper layer in the second wiring layer is, for example, a layer in which the entire area (entire surface) of the dummy chip portion is a metal layer.

製品チップ部上における配線層と同じ形状を持つダミーチップ部上の第1の配線層(61又は62,…)は、製品チップ部上における配線層の形成プロセス(ホトリソグラフィ技術及びCVD法などを用いる)と同じ形成プロセルによって、ダミーチップ部上に形成された配線層(61又は62,…)である。   The first wiring layer (61 or 62,...) On the dummy chip portion having the same shape as the wiring layer on the product chip portion is formed by a process for forming the wiring layer on the product chip portion (photolithography technology, CVD method, etc.). A wiring layer (61 or 62,...) Formed on the dummy chip portion by the same forming process as that used.

また、図10の多層配線構造6において、ダミーチップ部上に複数重ねられた配線層のいずれかにおける下部層(611又は621,…)は、貫通メタル配線(メタルプラグ)を持たない絶縁膜である。なお、配線層61,62,…の構造の具体例は、第1及び第2の実施形態において説明する。   In the multilayer wiring structure 6 of FIG. 10, the lower layer (611, 621,...) In any of the wiring layers stacked on the dummy chip portion is an insulating film having no through metal wiring (metal plug). is there. A specific example of the structure of the wiring layers 61, 62,... Will be described in the first and second embodiments.

図10に示される多層配線構造6においては、ダミーチップ部上に複数重ねられた配線層61,62,…は、製品チップ部上における配線層と同じ形状を持つ第1の配線層(例えば、配線層61又は62)と、第1の配線層と異なる形状を持つ第2の配線層(例えば、配線層62又は61)とを含む。このように、ダミーチップ部上に複数重ねられた配線層(例えば、配線層61と62)が、互いに異なる形状(配線パターン)を持つように構成した場合には、配線層(例えば、配線層61と62)内で発生する熱応力に対応してSOQウェハ3に掛かる引っ張り力の影響が、図8及び図9の力F1、F2のようにSOQウェハ3の同じ位置に集中することを緩和できる。   In the multilayer wiring structure 6 shown in FIG. 10, a plurality of wiring layers 61, 62,... Overlaid on the dummy chip portion are first wiring layers having the same shape as the wiring layer on the product chip portion (for example, Wiring layer 61 or 62) and a second wiring layer (for example, wiring layer 62 or 61) having a shape different from that of the first wiring layer. As described above, when a plurality of wiring layers (for example, the wiring layers 61 and 62) stacked on the dummy chip portion have different shapes (wiring patterns), the wiring layers (for example, the wiring layers) 61 and 62) alleviating the influence of the tensile force applied to the SOQ wafer 3 corresponding to the thermal stress generated in the same position of the SOQ wafer 3 as the forces F1 and F2 in FIGS. it can.

例えば、図8の第1比較例の場合には、同じ配線パターンで形成された貫通メタル配線411a,421a,431a内に発生する熱応力の影響によってSOQウェハ3の貫通メタル配線411aの真下の部分に、局所的に大きな水平方向の引っ張り力(図8において外向きの矢印F1で示す力)が掛かり、SOQウェハ3内におけるクラック105の発生が生じやすくなる。しかし、図10に示される実施の形態の半導体装置の製造方法の場合には、ダミーチップ部上に複数重ねられた配線層61,62,…には、異なる形状(配線パターン)を持つものが含まれており、且つ、ダミーチップ部上に複数重ねられた配線層のいずれかにおける下部層(611又は621,…)は、貫通メタル配線を持たない絶縁膜であるので、SOQウェハ3の特定箇所(例えば、貫通メタル配線の真下など)に局所的に大きな水平方向の力が掛かるといった好ましくない状況を生じさせないようすることができる。   For example, in the case of the first comparative example of FIG. 8, a portion directly below the through metal wiring 411a of the SOQ wafer 3 due to the influence of thermal stress generated in the through metal wirings 411a, 421a and 431a formed with the same wiring pattern. In addition, a large horizontal pulling force (force indicated by an outward arrow F1 in FIG. 8) is applied locally, and cracks 105 are likely to occur in the SOQ wafer 3. However, in the method of manufacturing the semiconductor device according to the embodiment shown in FIG. 10, the wiring layers 61, 62,... Stacked on the dummy chip portion have different shapes (wiring patterns). The lower layer (611, 621,...) In any of the wiring layers that are included and overlapped on the dummy chip portion is an insulating film that does not have a through metal wiring, and therefore the SOQ wafer 3 is specified. It is possible to prevent an undesirable situation in which a large horizontal force is locally applied to a location (for example, directly below the through metal wiring).

同様に、例えば、図9の第2比較例の場合には、同じ形状の大面積の上部層(メタル層)512,522内に発生する熱応力の影響によってSOQウェハ3の特定箇所に局所的に大きな水平方向の引っ張り力(図9において外向きの矢印F2で示す力)が掛かり、SOQウェハ3内におけるクラックの発生が生じやすくなる。しかし、図10に示される実施の形態の半導体装置の製造方法の場合には、ダミーチップ部上に複数重ねられた配線層61,62,…は、異なる形状(配線パターン)を持つので、SOQウェハ3の特定箇所に局所的に大きな水平方向の力が掛かるといった好ましくない状況を生じさせないようすることができる。   Similarly, for example, in the case of the second comparative example shown in FIG. 9, it is locally applied to a specific portion of the SOQ wafer 3 due to the influence of thermal stress generated in the large-area upper layers (metal layers) 512 and 522 having the same shape. A large horizontal pulling force (the force indicated by the outward arrow F2 in FIG. 9) is applied to the SOQ wafer 3, and cracks are likely to occur in the SOQ wafer 3. However, in the method of manufacturing the semiconductor device according to the embodiment shown in FIG. 10, the wiring layers 61, 62,... Stacked on the dummy chip portion have different shapes (wiring patterns). It is possible to prevent an undesirable situation in which a large horizontal force is locally applied to a specific portion of the wafer 3.

《2》第1の実施形態
図11は、本発明の第1の実施形態に係る半導体装置の製造方法によって製造された半導体チップ部のうちのダミーチップ部を概略的に示す縦断面図である。図11に示されるように、第1の実施形態に係る半導体装置の製造方法においては、クォーツ板1にSi層2を貼り合せることによって製造された貼り合せウェハであるSOQウェハ3に、半導体チップの本質的な機能を担う回路素子(又は集積回路)などを形成することによって、チップ形成領域(図7における領域125)に複数の半導体チップ部(図7における長方形の領域126及び127)を形成し、その上に多層配線構造7を形成する。なお、複数の半導体チップ部は、個片化後に半導体チップとして使用される製品チップ部(図7における長方形の領域127)と、使用されないダミーチップ部(図7における長方形のクロスハッチング領域126)とを含む。
<< 2 >> First Embodiment FIG. 11 is a longitudinal sectional view schematically showing a dummy chip portion of a semiconductor chip portion manufactured by a method for manufacturing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention. . As shown in FIG. 11, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment, a semiconductor chip is attached to a SOQ wafer 3 that is a bonded wafer manufactured by bonding a Si layer 2 to a quartz plate 1. A plurality of semiconductor chip portions (rectangular regions 126 and 127 in FIG. 7) are formed in a chip formation region (region 125 in FIG. 7) by forming a circuit element (or an integrated circuit) or the like responsible for the essential functions of Then, a multilayer wiring structure 7 is formed thereon. The plurality of semiconductor chip portions include a product chip portion (rectangular region 127 in FIG. 7) used as a semiconductor chip after separation, and a dummy chip portion (rectangular cross-hatching region 126 in FIG. 7) that is not used. including.

多層配線構造7の形成に際しては、先ず、SOQウェハ3のSi層2上に、絶縁膜を含む下部層711とこの上に備えられたメタル配線としてのメタル層を含む上部層712とを有する配線層71を形成する。下部層711は、例えば、シリコン酸化膜又はシリコン窒化膜などであり、CVD法などにより形成される。上部層712は、例えば、ダミーチップ部上における全面に形成されたメタル層であり、CVD法などにより形成される。メタル層、メタル配線、貫通メタル配線としては、例えば、タングステン、銅、アルミニウムなどを含む導電性の金属及び合金を用いることができる。   In forming the multilayer wiring structure 7, first, a wiring having a lower layer 711 including an insulating film and an upper layer 712 including a metal layer as a metal wiring provided thereon on the Si layer 2 of the SOQ wafer 3. Layer 71 is formed. The lower layer 711 is, for example, a silicon oxide film or a silicon nitride film, and is formed by a CVD method or the like. The upper layer 712 is a metal layer formed on the entire surface of the dummy chip portion, for example, and is formed by a CVD method or the like. As the metal layer, metal wiring, and through metal wiring, for example, conductive metals and alloys including tungsten, copper, aluminum, and the like can be used.

次に、配線層71上に、絶縁膜を含む下部層721とこの上に備えられたメタル配線を含む上部層722とを有する配線層72を形成する。下部層721は、例えば、シリコン酸化膜又はシリコン窒化膜などであり、CVD法などにより形成される。上部層722は、ホトリソグラフィ技術及びCVD法などを用いて、製品チップ部上における配線層の形成プロセスと同じ形成プロセルによって形成される。上部層722は、絶縁膜722bとメタル配線722aとを有している。メタル配線722aの形状は、図示の例には限定されず、製品チップ部の配線パターンと同じ形状を有している、他の形状であってもよい。   Next, a wiring layer 72 having a lower layer 721 including an insulating film and an upper layer 722 including a metal wiring provided thereon is formed on the wiring layer 71. The lower layer 721 is, for example, a silicon oxide film or a silicon nitride film, and is formed by a CVD method or the like. The upper layer 722 is formed by the same formation process as the formation process of the wiring layer on the product chip portion by using a photolithography technique and a CVD method. The upper layer 722 includes an insulating film 722b and a metal wiring 722a. The shape of the metal wiring 722a is not limited to the illustrated example, and may be another shape having the same shape as the wiring pattern of the product chip portion.

次に、配線層72上に、製品チップ部上における配線層の形成プロセス(ホトリソグラフィ技術及びCVD法などを用いる)と同じ形成プロセルによって、ダミーチップ部上の配線層73を形成する。配線層73は、下部層731を有し、下部層731は、絶縁膜731bと貫通メタル配線731aとを有している。また、貫通メタル配線731aの位置、形状、個数は、図示の例には限定されず、製品チップ部の配線パターンに応じて、種々の位置、種々の形状、種々の個数を採用することができる。   Next, the wiring layer 73 on the dummy chip portion is formed on the wiring layer 72 by the same formation process as that for forming the wiring layer on the product chip portion (using a photolithographic technique and a CVD method). The wiring layer 73 has a lower layer 731, and the lower layer 731 has an insulating film 731 b and a through metal wiring 731 a. Further, the position, shape, and number of the through metal wiring 731a are not limited to the illustrated example, and various positions, various shapes, and various numbers can be adopted according to the wiring pattern of the product chip portion. .

図12は、図11に示される半導体チップ部のうちのダミーチップ部におけるクォーツ板1内の圧縮応力及び配線層71,72,73内の熱応力を示す図である。図11及び図12に示されるように、第1の実施形態に係る半導体装置の製造方法を用いて、多層配線構造7をSOQウェハ3上に形成した場合には、温度上昇に伴い、SOQウェハ3は、多層配線構造7から水平方向外向きの引っ張り力F3を受ける。しかし、多層配線構造7においては、配線層71の上部層712は全面をメタル層で構成しているが、その上の配線層73の上部層722は、製品チップ部上における配線層の形成プロセス(ホトリソグラフィ技術及びCVD法などを用いる)と同じ形成プロセルによって、ダミーチップ部上に形成されたメタル配線722aを有している。このように、第1の実施形態の多層配線構造7においては、図9(第2比較例)に示されるようなダミーチップ部の全域に広がるメタル層が、SOQウェハ3の近傍層(例えば、1番近い層と2番目に近い層)において、複数層重ならないようにしている。このような構成により、大面積の複数のメタル層が重ねて配置された場合にSOQウェハ3に掛かり易い水平方向外向きの引っ張り力F3が過大になることを防いでいる。   FIG. 12 is a diagram showing the compressive stress in the quartz plate 1 and the thermal stress in the wiring layers 71, 72, 73 in the dummy chip portion of the semiconductor chip portion shown in FIG. As shown in FIG. 11 and FIG. 12, when the multilayer wiring structure 7 is formed on the SOQ wafer 3 by using the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment, the SOQ wafer is increased as the temperature rises. 3 receives a horizontal outward pulling force F3 from the multilayer wiring structure 7. However, in the multilayer wiring structure 7, the upper layer 712 of the wiring layer 71 is entirely composed of a metal layer, but the upper layer 722 of the wiring layer 73 thereon is a process for forming a wiring layer on the product chip portion. It has a metal wiring 722a formed on the dummy chip portion by the same formation process as that (using photolithography technology and CVD method). As described above, in the multilayer wiring structure 7 of the first embodiment, the metal layer extending over the entire area of the dummy chip portion as shown in FIG. 9 (second comparative example) is a layer near the SOQ wafer 3 (for example, In the closest layer and the second closest layer, a plurality of layers are not overlapped. With such a configuration, the horizontal outward pulling force F3 that is likely to be applied to the SOQ wafer 3 when a plurality of metal layers having a large area are arranged in an overlapping manner is prevented.

また、第1の実施形態の多層配線構造7においては、SOQウェハ3に最も近い配線層71の絶縁膜711及びSOQウェハ3に2番目に近い配線層72の絶縁膜721に貫通メタル配線(メタルプラグ)を備えていない。このため、第1の実施形態の多層配線構造7においては、図8(第1比較例)に示されるような貫通メタル配線の重なりによって、SOQウェハ3が、多層配線構造4から受ける水平方向外向きの引っ張り力F3が、貫通メタル配線411aの真下に集中しないようにすることができる。なお、図11では、SOQウェハ3に最も近い配線層71の絶縁膜711及びSOQウェハ3に2番目に近い配線層72の絶縁膜721の両方が、貫通メタル配線(メタルプラグ)を備えていない場合を例示したが、絶縁膜711が貫通メタル配線を備えておらず、絶縁膜721が貫通メタル配線を備えている場合にも、又は、絶縁膜711が貫通メタル配線を備えており、絶縁膜721が貫通メタル配線を備えている場合にも、SOQウェハ3が、多層配線構造4から受ける水平方向外向きの引っ張り力F3が、ある程度、貫通メタル配線411aの真下に集中しないようにすることができる。   Further, in the multilayer wiring structure 7 of the first embodiment, the through metal wiring (metal) is connected to the insulating film 711 of the wiring layer 71 closest to the SOQ wafer 3 and the insulating film 721 of the wiring layer 72 closest to the SOQ wafer 3. Does not have a plug). For this reason, in the multilayer wiring structure 7 of the first embodiment, the SOQ wafer 3 receives from the multilayer wiring structure 4 outside the horizontal direction due to the overlap of the through metal wiring as shown in FIG. 8 (first comparative example). The pulling force F3 in the direction can be prevented from concentrating directly below the through metal wiring 411a. In FIG. 11, both the insulating film 711 of the wiring layer 71 closest to the SOQ wafer 3 and the insulating film 721 of the wiring layer 72 closest to the SOQ wafer 3 do not have through metal wiring (metal plug). Although the case is exemplified, the insulating film 711 does not include the through metal wiring and the insulating film 721 includes the through metal wiring. Alternatively, the insulating film 711 includes the through metal wiring. Even in the case where the 721 includes a through metal wiring, the SOQ wafer 3 may prevent the horizontal outward pulling force F3 received from the multilayer wiring structure 4 from being concentrated to a certain extent directly below the through metal wiring 411a. it can.

以上の理由から、第1の実施形態に係る半導体装置の製造方法を用いれば、SOQウェハ3にクラックが発生し難くなり、個片化された半導体チップを用いた半導体装置の品質及び製造歩留まりを向上させることができる。   For the above reasons, if the semiconductor device manufacturing method according to the first embodiment is used, cracks are unlikely to occur in the SOQ wafer 3, and the quality and manufacturing yield of the semiconductor device using the separated semiconductor chips can be reduced. Can be improved.

図13は、第1の実施形態に係る半導体装置の製造方法の変形例によって製造された半導体チップ部のうちのダミーチップ部を概略的に示す縦断面図である。図13において、図11に示される構成と同一又は対応する構成には、同じ符号を付す。図13に示される半導体装置の製造方法は、多層配線構造7aが、SOQウェハ3から3番目の配線層73aの形成を、製品チップ部上における配線層(SOQウェハ3からの順番が同じ順番の配線パターンのもの)の形成プロセス(ホトリソグラフィ技術及びCVD法などを用いる)と同じ形成プロセルによって行い、さらに、配線層73a上に、配線層74を形成する。図13の例では、配線層73aは、下部層731と上部層732とを有している。下部層731は、絶縁膜と貫通メタル配線とを有し、上部層732は、絶縁膜とメタル配線とを有している。また、配線層74は、下部層741を有している。下部層741は、絶縁膜と貫通メタル配線とを有している。   FIG. 13 is a longitudinal sectional view schematically showing a dummy chip portion of the semiconductor chip portions manufactured by the modification of the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment. In FIG. 13, the same or corresponding elements as those shown in FIG. In the method of manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 13, the multilayer wiring structure 7a forms the third wiring layer 73a from the SOQ wafer 3 in the same order as the wiring layers (from the SOQ wafer 3 on the product chip portion). The wiring layer 74 is formed on the wiring layer 73a by the same formation process as that of the process of forming the wiring pattern) (using a photolithography technique and a CVD method). In the example of FIG. 13, the wiring layer 73 a has a lower layer 731 and an upper layer 732. The lower layer 731 has an insulating film and a through metal wiring, and the upper layer 732 has an insulating film and a metal wiring. The wiring layer 74 has a lower layer 741. The lower layer 741 has an insulating film and a through metal wiring.

図13の例では、SOQウェハ3から3番目以降の配線層が、貫通メタル配線(メタルプラグ)を備えているが、貫通メタル配線がSOQウェハ3から離れているので、貫通メタル配線が重った構成の熱応力によって、SOQウェハ3が多層配線構造4から受ける水平方向外向きの引っ張り力は小さい。したがって、図13の場合にも、図11の場合と同様に、SOQウェハ3にクラックは発生し難い。   In the example of FIG. 13, the third and subsequent wiring layers from the SOQ wafer 3 are provided with through metal wiring (metal plugs). However, since the through metal wiring is separated from the SOQ wafer 3, the through metal wiring is overlapped. Due to the thermal stress of the configuration described above, the horizontal outward pulling force that the SOQ wafer 3 receives from the multilayer wiring structure 4 is small. Therefore, in the case of FIG. 13, as in the case of FIG. 11, cracks are hardly generated in the SOQ wafer 3.

図14は、第1の実施形態に係る半導体装置の製造方法の他の変形例によって製造された半導体チップ部のうちのダミーチップ部を概略的に示す縦断面図である。図14において、図13に示される構成と同一又は対応する構成には、同じ符号を付す。図14に示される半導体装置の製造方法は、多層配線構造7bが、SOQウェハ3から4番目の配線層74aの形成を、製品チップ部上における配線層(製品チップ部とダミーチップ部において、配線パターンが同じになる)の形成プロセス(ホトリソグラフィ技術及びCVD法などを用いる)と同じ形成プロセルによって行い、さらに、配線層74a上に、配線層75を形成する。図14の例では、配線層74aは、下部層741と上部層742とを有している。下部層741は、絶縁膜と貫通メタル配線とを有し、上部層742は、絶縁膜とメタル配線とを有している。また、配線層75は、下部層751を有している。下部層751は、絶縁膜と貫通メタル配線とを有している。   FIG. 14 is a longitudinal sectional view schematically showing a dummy chip portion of the semiconductor chip portions manufactured by another modification of the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment. In FIG. 14, the same reference numerals are given to the same or corresponding components as those shown in FIG. In the method for manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 14, the multilayer wiring structure 7b forms a fourth wiring layer 74a from the SOQ wafer 3 on the wiring layer on the product chip part (in the product chip part and the dummy chip part, the wiring The same formation process is used as in the formation process (using photolithography technology and CVD method), and the wiring layer 75 is formed on the wiring layer 74a. In the example of FIG. 14, the wiring layer 74 a has a lower layer 741 and an upper layer 742. The lower layer 741 has an insulating film and a through metal wiring, and the upper layer 742 has an insulating film and a metal wiring. The wiring layer 75 has a lower layer 751. The lower layer 751 has an insulating film and a through metal wiring.

図14の例では、SOQウェハ3から3番目以降の配線層が、貫通メタル配線(メタルプラグ)を備えているが、貫通メタル配線はSOQウェハ3から離れているので、貫通メタル配線の重った構成の熱応力によって、SOQウェハ3が多層配線構造4から受ける水平方向外向きの引っ張り力は小さい。したがって、図14の場合にも、図11及び図13の場合と同様に、SOQウェハ3にクラックは発生し難い。   In the example of FIG. 14, the third and subsequent wiring layers from the SOQ wafer 3 are provided with through metal wiring (metal plugs). However, since the through metal wiring is separated from the SOQ wafer 3, the through metal wiring overlaps. Due to the thermal stress of the configuration described above, the horizontal outward pulling force that the SOQ wafer 3 receives from the multilayer wiring structure 4 is small. Therefore, in the case of FIG. 14 as well, cracks are unlikely to occur in the SOQ wafer 3 as in the case of FIGS.

《3》第2の実施形態
図15は、第2の実施形態に係る半導体装置の製造方法によって製造された半導体チップ部のうちのダミーチップ部を概略的に示す縦断面図である。図15に示されるように、第2の実施形態に係る半導体装置の製造方法においては、クォーツ板1にSi層2を貼り合せることによって製造された貼り合せウェハであるSOQウェハ3に、半導体チップの本質的な機能を担う回路素子(又は集積回路)などを形成することによって、チップ形成領域(図7における領域125)に複数の半導体チップ部(図7における長方形の領域126及び127)を形成し、その上に多層配線構造8を形成する。なお、複数の半導体チップ部は、個片化後に半導体チップとして使用される製品チップ部(図7における長方形の領域127)と、使用されないダミーチップ部(図7における長方形のクロスハッチング領域126)とを含む。
<< 3 >> Second Embodiment FIG. 15 is a longitudinal sectional view schematically showing a dummy chip portion of semiconductor chip portions manufactured by a method for manufacturing a semiconductor device according to a second embodiment. As shown in FIG. 15, in the method for manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment, a semiconductor chip is attached to a SOQ wafer 3 which is a bonded wafer manufactured by bonding a Si layer 2 to a quartz plate 1. A plurality of semiconductor chip portions (rectangular regions 126 and 127 in FIG. 7) are formed in a chip formation region (region 125 in FIG. 7) by forming a circuit element (or an integrated circuit) or the like responsible for the essential functions of Then, a multilayer wiring structure 8 is formed thereon. The plurality of semiconductor chip portions include a product chip portion (rectangular region 127 in FIG. 7) used as a semiconductor chip after separation, and a dummy chip portion (rectangular cross-hatching region 126 in FIG. 7) that is not used. including.

多層配線構造8の形成に際しては、先ず、SOQウェハ3のSi層2上に、製品チップ部上における配線層の形成プロセス(ホトリソグラフィ技術及びCVD法などを用いる)と同じ形成プロセルによって、ダミーチップ部上の配線層81を形成する。配線層81は、下部層811を有し、下部層811は、絶縁膜811bと貫通メタル配線811aとを有している。また、貫通メタル配線811aの位置、形状、個数は、図示の例には限定されず、製品チップ部の配線パターンに応じて、種々の位置、種々の形状、種々の個数を採用することができる。上部層812は、絶縁膜812bとメタル配線812aとを有している。メタル配線812aの形状は、図示の例には限定されず、製品チップ部の配線パターンと同じ形状を有している。   In forming the multilayer wiring structure 8, first, a dummy chip is formed on the Si layer 2 of the SOQ wafer 3 by the same formation process as the wiring layer forming process (using photolithography technology, CVD method, etc.) on the product chip portion. A wiring layer 81 on the part is formed. The wiring layer 81 includes a lower layer 811. The lower layer 811 includes an insulating film 811b and a through metal wiring 811a. Further, the position, shape, and number of the through metal wiring 811a are not limited to the illustrated example, and various positions, various shapes, and various numbers can be adopted according to the wiring pattern of the product chip portion. . The upper layer 812 has an insulating film 812b and a metal wiring 812a. The shape of the metal wiring 812a is not limited to the illustrated example, and has the same shape as the wiring pattern of the product chip portion.

次に、ダミーチップ部上の配線層81上に、ダミーチップ部上の配線層82を形成する。配線層82は、下部層821と上部層822とを有している。下部層821は、絶縁膜821bと貫通メタル配線821aとを有している。また、貫通メタル配線821aの位置、形状、個数は、図示の例には限定されず、製品チップ部の配線パターンに応じて、種々の位置、種々の形状、種々の個数を採用することができる。ダミーチップ部上の上部層822は、その全域(全面)がメタル材料で形成されたメタル層である。   Next, the wiring layer 82 on the dummy chip part is formed on the wiring layer 81 on the dummy chip part. The wiring layer 82 has a lower layer 821 and an upper layer 822. The lower layer 821 has an insulating film 821b and a through metal wiring 821a. Further, the position, shape, and number of the through metal wiring 821a are not limited to the illustrated example, and various positions, various shapes, and various numbers can be adopted according to the wiring pattern of the product chip portion. . The upper layer 822 on the dummy chip portion is a metal layer whose entire region (entire surface) is formed of a metal material.

次に、ダミーチップ部上の配線層82上に、ダミーチップ部上の配線層83を形成する。配線層83は、下部層831を有し、下部層831は、絶縁膜から構成され、貫通メタル配線を備えていない。   Next, the wiring layer 83 on the dummy chip part is formed on the wiring layer 82 on the dummy chip part. The wiring layer 83 has a lower layer 831. The lower layer 831 is made of an insulating film and does not include a through metal wiring.

図16は、図15に示される半導体チップ部のうちのダミーチップ部におけるクォーツ板1内の圧縮応力及び配線層81,82,83内の熱応力を示す図である。図15及び図16に示されるように、第2の実施形態に係る製造方法を用いて、多層配線構造8をSOQウェハ3上に形成した場合には、温度上昇に伴い、SOQウェハ3は、多層配線構造8から水平方向外向きの引っ張り力F4を受ける。しかし、多層配線構造8においては、配線層81の上部層812を全面メタル層ではなく、製品チップ部上における配線層の形成プロセス(ホトリソグラフィ技術及びCVD法などを用いる)と同じ形成プロセルによって、ダミーチップ部上に形成されたパターンを持つメタル配線812aを有している。このように、第2の実施形態の多層配線構造7においては、図9(第2比較例)に示されるようなダミーチップ部の全域(全面)に広がる大面積のメタル層が、SOQウェハ3の近傍層において、複数層重ならないようにしている。このため、大面積の複数のメタル層が重ねて配置された場合にSOQウェハ3に掛かる大きな水平方向外向きの引っ張り力を、抑制することができる。   FIG. 16 is a diagram showing compressive stress in the quartz plate 1 and thermal stress in the wiring layers 81, 82, 83 in the dummy chip portion of the semiconductor chip portion shown in FIG. 15. As shown in FIGS. 15 and 16, when the multilayer wiring structure 8 is formed on the SOQ wafer 3 using the manufacturing method according to the second embodiment, as the temperature rises, the SOQ wafer 3 A horizontal outward pulling force F4 is received from the multilayer wiring structure 8. However, in the multilayer wiring structure 8, the upper layer 812 of the wiring layer 81 is not the entire metal layer, but by the same formation process as the wiring layer forming process (using photolithography technology, CVD method, etc.) on the product chip portion, Metal wiring 812a having a pattern formed on the dummy chip portion is provided. Thus, in the multilayer wiring structure 7 of the second embodiment, a large-area metal layer extending over the entire area (entire surface) of the dummy chip portion as shown in FIG. 9 (second comparative example) is formed on the SOQ wafer 3. In the adjacent layer, a plurality of layers are not overlapped. For this reason, a large horizontal outward pulling force applied to the SOQ wafer 3 when a plurality of metal layers having a large area are arranged in an overlapping manner can be suppressed.

また、第2の実施形態の多層配線構造8においては、SOQウェハ3に3番目に近い配線層83の絶縁膜831に貫通メタル配線(メタルプラグ)を備えていない。このため、第2の実施形態の多層配線構造8においては、図8(第1比較例)に示されるような貫通メタル配線の重なりによって、SOQウェハ3が、多層配線構造8から受ける水平方向外向きの引っ張り力が、貫通メタル配線811aの真下に集中しないようにすることができる。なお、図15では、SOQウェハ3に最も近い配線層81の絶縁膜811及びSOQウェハ3に2番目に近い配線層82の絶縁膜821の両方が、貫通メタル配線(メタルプラグ)を備えている場合を例示したが、絶縁膜811が貫通メタル配線を備えておらず、絶縁膜821が貫通メタル配線を備えている場合にも、又は、絶縁膜811が貫通メタル配線を備えており、絶縁膜821が貫通メタル配線を備えている場合にも、SOQウェハ3が、多層配線構造4から受ける水平方向外向きの引っ張り力が、貫通メタル配線411aの真下に集中しないようにすることができる。   Further, in the multilayer wiring structure 8 of the second embodiment, the insulating film 831 of the wiring layer 83 third closest to the SOQ wafer 3 is not provided with a through metal wiring (metal plug). Therefore, in the multilayer wiring structure 8 of the second embodiment, the SOQ wafer 3 receives from the multilayer wiring structure 8 outside the horizontal direction due to the overlap of the through metal wirings as shown in FIG. 8 (first comparative example). The pulling force in the direction can be prevented from being concentrated directly below the through metal wiring 811a. In FIG. 15, both of the insulating film 811 of the wiring layer 81 closest to the SOQ wafer 3 and the insulating film 821 of the wiring layer 82 closest to the SOQ wafer 3 are provided with through metal wiring (metal plug). Although the case is illustrated, the insulating film 811 does not include the through metal wiring and the insulating film 821 includes the through metal wiring. Alternatively, the insulating film 811 includes the through metal wiring. Even when the 821 includes the through metal wiring, the horizontal outward pulling force that the SOQ wafer 3 receives from the multilayer wiring structure 4 can be prevented from being concentrated directly below the through metal wiring 411a.

また、図15に示される多層配線構造8においては、ダミーチップ部上に複数重ねられた配線層81,82,83は、製品チップ部上における配線層と同じ形状を持つ配線層81と、配線層81と異なる形状(全面をメタル層としている)を持つ配線層82とを含む。このように、ダミーチップ部上に複数重ねられた配線層81と配線層82とが、互いに異なる形状(配線パターン)を持つように構成した場合には、配線層81と配線層82の熱応力の影響が、SOQウェハ3の同じ位置に集中し難い。   Further, in the multilayer wiring structure 8 shown in FIG. 15, a plurality of wiring layers 81, 82, 83 stacked on the dummy chip portion are connected to the wiring layer 81 having the same shape as the wiring layer on the product chip portion. And a wiring layer 82 having a shape different from that of the layer 81 (the entire surface is a metal layer). As described above, when the wiring layer 81 and the wiring layer 82 stacked on the dummy chip portion have different shapes (wiring patterns), the thermal stresses of the wiring layer 81 and the wiring layer 82 are obtained. Are difficult to concentrate on the same position of the SOQ wafer 3.

以上の理由から、第2の実施形態に係る半導体装置の製造方法を用いれば、SOQウェハ3にクラックが発生し難くなり、個片化された半導体チップを用いた半導体装置の品質及び製造歩留まりを向上させることができる。   For the above reasons, if the method for manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment is used, cracks are unlikely to occur in the SOQ wafer 3, and the quality and manufacturing yield of the semiconductor device using the separated semiconductor chips can be reduced. Can be improved.

図17は、第2の実施形態に係る半導体装置の製造方法の変形例によって製造された半導体チップ部のうちのダミーチップ部を概略的に示す縦断面図である。図17において、図15に示される構成と同一又は対応する構成には、同じ符号を付す。図17に示される半導体装置の製造方法は、多層配線構造8aが、SOQウェハ3から3番目の配線層83aを、貫通メタル配線を持たない絶縁膜831と全面メタル層832とから構成し、配線層83a上に、絶縁膜841からなる貫通メタル配線を持たない配線層84を形成している。   FIG. 17 is a longitudinal sectional view schematically showing a dummy chip portion of the semiconductor chip portions manufactured by the modification of the method for manufacturing the semiconductor device according to the second embodiment. In FIG. 17, the same or corresponding elements as those shown in FIG. In the method for manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 17, the multilayer wiring structure 8a includes a third wiring layer 83a from the SOQ wafer 3 which is composed of an insulating film 831 having no through metal wiring and an entire surface metal layer 832. On the layer 83a, a wiring layer 84 made of an insulating film 841 and having no through metal wiring is formed.

図17の例では、SOQウェハ3から3番目以降の配線層が、上部層として全面メタル層832を備えているが、SOQウェハ3から離れているので、全面メタル層の重なり(上部層822と832)によって、SOQウェハ3が、多層配線構造4から受ける水平方向外向きの引っ張り力は小さい。したがって、図17の場合にも、図15の場合と同様に、SOQウェハ3にクラックは発生し難い。   In the example of FIG. 17, the third and subsequent wiring layers from the SOQ wafer 3 include the entire surface metal layer 832 as an upper layer, but are separated from the SOQ wafer 3, so that the entire surface metal layer overlaps with the upper layer 822. 832), the horizontal outward pulling force that the SOQ wafer 3 receives from the multilayer wiring structure 4 is small. Accordingly, in the case of FIG. 17 as well, cracks are unlikely to occur in the SOQ wafer 3 as in the case of FIG.

図18は、第2の実施形態に係る半導体装置の製造方法の他の変形例によって製造された半導体チップ部のうちのダミーチップ部を概略的に示す縦断面図である。図18において、図15に示される構成と同一又は対応する構成には、同じ符号を付す。図18に示される半導体装置の製造方法は、多層配線構造8bにおける、SOQウェハ3から2番目の配線層82aの下部層821aが、貫通メタル配線を持たない点において、図15の例と相違する。   FIG. 18 is a vertical cross-sectional view schematically showing a dummy chip portion of semiconductor chip portions manufactured by another modification of the method for manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment. In FIG. 18, the same or corresponding elements as those shown in FIG. The semiconductor device manufacturing method shown in FIG. 18 differs from the example of FIG. 15 in that the lower layer 821a of the second wiring layer 82a from the SOQ wafer 3 in the multilayer wiring structure 8b has no through metal wiring. .

図18の例では、SOQウェハ3から2番目以降の配線層で、貫通メタル配線(メタルプラグ)を備えていないので、SOQウェハ3が、貫通メタル配線811aの真下で多層配線構造4から受ける水平方向外向きの引っ張り力は小さい。したがって、図18の場合にも、図15の場合と同様に、SOQウェハ3にクラックは発生し難い。   In the example of FIG. 18, since the through metal wiring (metal plug) is not provided in the second and subsequent wiring layers from the SOQ wafer 3, the SOQ wafer 3 receives from the multilayer wiring structure 4 directly below the through metal wiring 811a. The outward pulling force is small. Therefore, in the case of FIG. 18 as well, as in the case of FIG. 15, cracks are unlikely to occur in the SOQ wafer 3.

《4》変形例
図19は、第1及び第2の実施形態においてSOQウェハ上に形成された半導体チップである製品チップ部及びダミーチップ部の配置の他の例を概略的に示す平面図である。図19において、図7の構成と同一又は対応する構成には、同じ符号を付す。図7では、複数の半導体チップ部を含むチップ形成領域125の外周辺に接する部分を有する半導体チップ部(半導体チップ部の1辺、又は2辺、又は、角部がチップ形成領域125に接しているもの)をダミーチップ部(クロスハッチング部分)としている。しかし、図19に示されるように、チップ形成領域125の外周辺に一致する辺を有する半導体チップ部(半導体チップ部の1辺又は2辺がチップ形成領域125に接しているもの)である。このように、することによって、クラックの影響による不良品発生率が高まる可能性があるが、製品歩留りを向上させることができる。
<< 4 >> Modified Example FIG. 19 is a plan view schematically showing another example of the arrangement of product chip parts and dummy chip parts which are semiconductor chips formed on the SOQ wafer in the first and second embodiments. is there. In FIG. 19, the same reference numerals are given to the same or corresponding components as those in FIG. In FIG. 7, a semiconductor chip portion having a portion in contact with the outer periphery of a chip formation region 125 including a plurality of semiconductor chip portions (one side, two sides, or a corner portion of the semiconductor chip portion is in contact with the chip formation region 125. Is a dummy chip portion (cross-hatched portion). However, as shown in FIG. 19, this is a semiconductor chip portion (one or two sides of the semiconductor chip portion are in contact with the chip formation region 125) having sides that coincide with the outer periphery of the chip formation region 125. In this way, the defective product generation rate due to the influence of cracks may increase, but the product yield can be improved.

図20は、第1及び第2の実施形態における、SOQウェハの製品チップ部とダミーチップ部との配置のさらに他の例を概略的に示す平面図である。図20において、図7の構成と同一又は対応する構成には、同じ符号を付す。図7では、複数の半導体チップ部を含むチップ形成領域125の外周辺に接する部分を有する半導体チップ部(半導体チップ部の2辺がチップ形成領域125に接しているもの)をダミーチップ部(クロスハッチング部分)としている。図20に示されるように、チップ形成領域125の外周辺に一致する2辺を有する半導体チップ部(半導体チップ部の1辺又は2辺がチップ形成領域125に接しているもの)である。このように、することによって、クラックの影響による不良品発生率が高まる可能性があるが、製品歩留りを向上させることができる。   FIG. 20 is a plan view schematically showing still another example of the arrangement of the product chip portion and the dummy chip portion of the SOQ wafer in the first and second embodiments. 20, the same reference numerals are given to the same or corresponding components as those in FIG. In FIG. 7, a semiconductor chip portion (a portion where two sides of the semiconductor chip portion are in contact with the chip formation region 125) having a portion in contact with the outer periphery of the chip formation region 125 including a plurality of semiconductor chip portions is replaced with a dummy chip portion (cross (Hatched part). As shown in FIG. 20, the semiconductor chip portion has two sides that coincide with the outer periphery of the chip formation region 125 (one or two sides of the semiconductor chip portion are in contact with the chip formation region 125). In this way, the defective product generation rate due to the influence of cracks may increase, but the product yield can be improved.

以上の説明では、絶縁基板1として、クォーツ板を用いた場合を説明したが、絶縁基板1は、石英板などの他の材質の基板であってもよい。   In the above description, the case where a quartz plate is used as the insulating substrate 1 has been described. However, the insulating substrate 1 may be a substrate made of another material such as a quartz plate.

また、半導体チップ部の配置、ダミーチップ部の配置は、他の構成でもよく、ウェハの外周からの距離が所定値以内の領域に一部でも重なる半導体チップ部、又は、全域が含まれる半導体チップ部をダミーチップ部としてもよい。   Further, the arrangement of the semiconductor chip part and the arrangement of the dummy chip part may have other configurations. The semiconductor chip part that overlaps at least part of the distance from the outer periphery of the wafer within a predetermined value, or the semiconductor chip including the entire area The part may be a dummy chip part.

1,121 クォーツ板(絶縁基板)、 2,122 シリコン層、
3 SOQウェハ(半導体ウェハ)、
6,7,7a,7b,8,8a,8b 多層配線構造、
61,62,63,71,72,73,73a,74,74a,75 配線層、
125 チップ形成領域、 126 製品チップ部、 127 ダミーチップ部、
711,721,731,741,751 下部層、
712,722,732,742,752 上部層、
731a,812a,821a 貫通メタル配線(メタルプラグ)、
722a,812a メタル配線(製品チップ部と同じプロセスで製造されたもの)、
712,822,832 メタル層(ダミーチップ部の全面に形成されたもの)。
1,121 quartz plate (insulating substrate), 2,122 silicon layer,
3 SOQ wafer (semiconductor wafer),
6, 7, 7a, 7b, 8, 8a, 8b multilayer wiring structure,
61, 62, 63, 71, 72, 73, 73a, 74, 74a, 75 wiring layers,
125 chip formation region, 126 product chip part, 127 dummy chip part,
711, 721, 731, 741, 751 lower layer,
712, 722, 732, 742, 752 upper layer,
731a, 812a, 821a Through metal wiring (metal plug),
722a, 812a metal wiring (manufactured by the same process as the product chip part),
712, 822, 832 Metal layer (formed on the entire surface of the dummy chip portion).

Claims (17)

絶縁基板にシリコン層を貼り合せることによって製造された貼り合せウェハに、複数の半導体チップ部を形成する工程と、
絶縁膜を含む下部層と該下部層上に備えられたメタル配線を含む上部層とを有する配線層を形成するプロセスを複数回行うことによって、前記複数の半導体チップ部上に、前記配線層が複数重ねられた多層配線構造を形成する工程と
を有し、
前記複数の半導体チップ部は、個片化後に半導体チップとして使用される製品チップ部と、使用されないダミーチップ部とを含み、
前記ダミーチップ部上に複数重ねられた前記配線層は、前記製品チップ部上における配線層と同じ形状を持つ第1の配線層と、該第1の配線層と異なる形状を持つ第2の配線層とを含み、
前記ダミーチップ部上に複数重ねられた前記配線層のいずれかにおける前記下部層は、貫通メタル配線を持たない絶縁膜であり、
前記絶縁基板は、クォーツ又は石英のいずれかを主成分とする基板を含む
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
Forming a plurality of semiconductor chip portions on a bonded wafer manufactured by bonding a silicon layer to an insulating substrate;
The wiring layer is formed on the plurality of semiconductor chip portions by performing a process of forming a wiring layer having a lower layer including an insulating film and an upper layer including a metal wiring provided on the lower layer a plurality of times. Forming a multi-layered multilayer wiring structure,
The plurality of semiconductor chip parts include a product chip part used as a semiconductor chip after singulation, and a dummy chip part not used,
A plurality of the wiring layers stacked on the dummy chip portion include a first wiring layer having the same shape as the wiring layer on the product chip portion, and a second wiring having a shape different from that of the first wiring layer. Including layers,
Wherein the lower layer in any of a plurality superposed said wiring layer dummy chip part on the Ri insulating film der that no through metal wiring,
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the insulating substrate includes a substrate mainly composed of either quartz or quartz .
絶縁基板にシリコン層を貼り合せることによって製造され、前記絶縁基板内に圧縮応力が発生している貼り合せウェハに、複数の半導体チップ部を形成する工程と、A step of forming a plurality of semiconductor chip portions on a bonded wafer produced by bonding a silicon layer to an insulating substrate and generating compressive stress in the insulating substrate;
絶縁膜を含む下部層と該下部層上に備えられたメタル配線を含む上部層とを有する配線層を形成するプロセスを複数回行うことによって、前記複数の半導体チップ部上に、前記配線層が複数重ねられた多層配線構造を形成する工程とThe wiring layer is formed on the plurality of semiconductor chip portions by performing a process of forming a wiring layer having a lower layer including an insulating film and an upper layer including a metal wiring provided on the lower layer a plurality of times. Forming a multi-layered multilayer wiring structure; and
を有し、Have
前記複数の半導体チップ部は、個片化後に半導体チップとして使用される製品チップ部と、使用されないダミーチップ部とを含み、The plurality of semiconductor chip parts include a product chip part used as a semiconductor chip after singulation, and a dummy chip part not used,
前記ダミーチップ部上に複数重ねられた前記配線層は、前記製品チップ部上における配線層と同じ形状を持つ第1の配線層と、該第1の配線層と異なる形状を持つ第2の配線層とを含み、A plurality of the wiring layers stacked on the dummy chip portion include a first wiring layer having the same shape as the wiring layer on the product chip portion, and a second wiring having a shape different from that of the first wiring layer. Including layers,
前記ダミーチップ部上に複数重ねられた前記配線層のいずれかにおける前記下部層は、貫通メタル配線を持たない絶縁膜であるThe lower layer in any one of the wiring layers stacked on the dummy chip portion is an insulating film having no through metal wiring.
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。A method for manufacturing a semiconductor device.
前記絶縁基板の熱膨張係数が、前記シリコン層の熱膨張係数と異な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。The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 2, wherein a thermal expansion coefficient of the insulating substrate is different from a thermal expansion coefficient of the silicon layer. 前記ダミーチップ部上における第1の配線層は、前記貼り合せウェハに2番目に近い配線層であり、
前記ダミーチップ部上における第2の配線層は、前記貼り合せウェハに最も近い配線層である
ことを特徴とする請求項1から3までのいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
The first wiring layer on the dummy chip portion is a wiring layer that is second closest to the bonded wafer;
The method for manufacturing a semiconductor device according to any one of claims 1 to 3 , wherein the second wiring layer on the dummy chip portion is a wiring layer closest to the bonded wafer.
前記ダミーチップ部上における第2の配線層の上部層は、前記ダミーチップ部上の全面を覆うように形成されたメタル層であることを特徴とする請求項1から4までのいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。 The upper layer of the second wiring layer in the dummy chip unit on the any one of claims 1 to 4, characterized in that said a metal layer formed to cover the entire surface of the dummy chip unit The manufacturing method of the semiconductor device as described in 2. 前記ダミーチップ部上における第1の配線層は、ホトリソグラフィ技術を用いる前記製品チップ部上における第1の配線層の形成プロセスと同じ形成プロセルによって形成されることを特徴とする請求項1からまでのいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。 The first wiring layer in the dummy chip part on the claims 1-5, characterized in that it is formed by the same forming Puroseru the first wiring layer forming process in the product chip part on the use of photolithography The method for manufacturing a semiconductor device according to any one of the above. 前記貫通メタル配線を持たない前記絶縁膜である下部層は、前記貼り合せウェハに最も近い配線層の下部層を含むことを特徴とする請求項1からまでのいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。 Said through lower layer is the insulating film that does not have a metal wiring, a semiconductor according to any one of claims 1 to 6, characterized in that it comprises a bottom layer of the wiring layer closest to the bonded wafer Device manufacturing method. 前記貫通メタル配線を持たない前記絶縁膜である下部層は、前記貼り合せウェハに2番目に近い配線層の下部層を含むことを特徴とする請求項1からまでのいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。 It said through lower layer is the insulating film that does not have a metal wire, according to any one of claims 1 to 7, characterized in that it comprises a lower layer of the wiring layer second closest to the bonded wafer Semiconductor device manufacturing method. 前記ダミーチップ部上における第1の配線層は、前記貼り合せウェハに最も近い配線層であり、
前記ダミーチップ部上における第2の配線層は、前記貼り合せウェハに2番目に近い配線層である
ことを特徴とする請求項1から3までのいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
The first wiring layer on the dummy chip portion is a wiring layer closest to the bonded wafer,
The second wiring layer in the dummy chip part on the method of manufacturing a semiconductor device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the wiring layer second closest to the bonded wafer .
前記ダミーチップ部上における第2の配線層の上部層は、前記ダミーチップ部上の全面を覆うように形成されたメタル層であることを特徴とする請求項1、2、3、及び9のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。 10. The upper layer of the second wiring layer on the dummy chip portion is a metal layer formed so as to cover the entire surface of the dummy chip portion . A manufacturing method of a semiconductor device given in any 1 paragraph . 前記ダミーチップ部上における第1の配線層は、ホトリソグラフィ技術を用いる前記製品チップ部上における第1の配線層の形成プロセスと同じ形成プロセルによって形成されることを特徴とする請求項1、2、3、9、及び10のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。 The first wiring layer in the dummy chip part on the claim 1, 2, characterized in that it is formed by the same forming Puroseru the first forming process of the wiring layer in the product chip part on the use of photolithography 11. A method for manufacturing a semiconductor device according to any one of 3, 9, and 10 . 前記貫通メタル配線を持たない前記絶縁膜である下部層は、前記貼り合せウェハから3番目に近い配線層の下部層を含むことを特徴とする請求項1、2、3、9、10、及び11のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。 Said through lower layer is the insulating film that does not have a metal wire, according to claim 1, characterized in that it comprises a lower layer of the wiring layer closer to the third position from the bonded wafer, 2,3,9,10 and, 11. A method for manufacturing a semiconductor device according to any one of 11 above. 前記貫通メタル配線を持たない前記絶縁膜である下部層は、前記貼り合せウェハから2番目に近い配線層の下部層を含むことを特徴とする請求項1、2、3、9、10、11、及び12のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。 Said through lower layer is the insulating film that does not have a metal wire, according to claim 1, characterized in that it comprises a lower layer of the wiring layer closer to the second from the bonded wafer, 2,3,9,10,11 And a manufacturing method of the semiconductor device according to any one of 12 and 12 . 前記複数重ねられた配線層は、3層以上の配線層であり、
前記貼り合せウェハ側から3番目以降の配線層の上部層は、前記ダミーチップ部上の全面を覆うように形成されたメタル層である
ことを特徴とする請求項1、2、3、9、10、11、12、及び13のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
The plurality of wiring layers stacked are three or more wiring layers,
The upper layer of the third and subsequent wiring layers from the bonded wafer side is a metal layer formed so as to cover the entire surface of the dummy chip portion . 14. The method for manufacturing a semiconductor device according to any one of 10, 11, 12, and 13 .
前記ダミーチップ部は、前記複数の半導体チップ部を含むチップ形成領域の外周に接する部分を有する半導体チップ部であることを特徴とする請求項1から14までのいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。 The dummy chip portion semiconductor device according to any one of claims 1, characterized in that the semiconductor chip section having a portion in contact with the outer periphery of the chip forming region to 14 including a plurality of semiconductor chips portion Manufacturing method. 前記ダミーチップ部は、前記複数の半導体チップ部を含むチップ形成領域の外周に一致する辺を有する半導体チップ部であることを特徴とする請求項1から14までのいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。 The dummy chip portion semiconductor of any one of claims 1 to 14, characterized in that the semiconductor chip section having sides matching the outer periphery of the chip formation region including a plurality of semiconductor chips portion Device manufacturing method. 前記ダミーチップ部は、前記複数の半導体チップ部を含むチップ形成領域の外周に一致する辺を2つ有する半導体チップ部であることを特徴とする請求項1から14までのいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。 The dummy chip portion according to any one of claims 1 to 14, characterized in that the edges to match the periphery of a chip forming area including a plurality of semiconductor chips portion is a semiconductor chip section having two Semiconductor device manufacturing method.
JP2011020848A 2011-02-02 2011-02-02 Manufacturing method of semiconductor device Expired - Fee Related JP5814554B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011020848A JP5814554B2 (en) 2011-02-02 2011-02-02 Manufacturing method of semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011020848A JP5814554B2 (en) 2011-02-02 2011-02-02 Manufacturing method of semiconductor device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012160654A JP2012160654A (en) 2012-08-23
JP5814554B2 true JP5814554B2 (en) 2015-11-17

Family

ID=46840926

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011020848A Expired - Fee Related JP5814554B2 (en) 2011-02-02 2011-02-02 Manufacturing method of semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5814554B2 (en)

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03266843A (en) * 1990-03-16 1991-11-27 Fujitsu Ltd Mask for exposing of aluminum wiring
JP3042480B2 (en) * 1997-12-03 2000-05-15 日本電気株式会社 Semiconductor device manufacturing method and manufacturing apparatus
JP4085836B2 (en) * 2003-02-19 2008-05-14 富士電機デバイステクノロジー株式会社 Manufacturing method of semiconductor device
JP2006114680A (en) * 2004-10-14 2006-04-27 Toshiba Corp Semiconductor device
JP4837971B2 (en) * 2005-10-07 2011-12-14 ルネサスエレクトロニクス株式会社 Manufacturing method of semiconductor device
JP2007148333A (en) * 2005-10-24 2007-06-14 Ricoh Co Ltd Electrode forming method, active matrix driving circuit, manufacturing method of active matrix driving circuit, flat panel display, manufacturing method of flat panel display, and screen plate
JP2009188008A (en) * 2008-02-04 2009-08-20 Oki Semiconductor Co Ltd Manufacturing method of semiconductor device
JP5446107B2 (en) * 2008-03-17 2014-03-19 三菱電機株式会社 Element wafer and method for manufacturing element wafer

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012160654A (en) 2012-08-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11450633B2 (en) Package structure of semiconductor device with improved bonding between the substrates
CN104716086B (en) The manufacture method and semiconductor device of semiconductor device
TWI505428B (en) Chip package and method of forming same
JP2015133520A (en) Chip package and manufacturing method thereof
CN112885793B (en) Chip packaging structure and manufacturing method thereof
TWI441289B (en) Chip package
JP2011134893A (en) Semiconductor device
CN106328626B (en) Semiconductor device with a plurality of semiconductor chips
US20140175638A1 (en) Semiconductor packages including semiconductor chips having protrusions and methods of fabricating the same
JP6301763B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method of semiconductor device
TW201603209A (en) Semiconductor device and method of manufacturing same
JP5446107B2 (en) Element wafer and method for manufacturing element wafer
JP5814554B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
JP2009176833A (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
CN101587873A (en) Stress-reducing dielectric layer structure and method of manufacturing the same
JP6470320B2 (en) Semiconductor device
TWI549243B (en) Semiconductor structure and method of manufacturing same
CN214428623U (en) Chip package structure
JP2005302985A (en) Semiconductor wafer and semiconductor chip
US11062984B2 (en) Methods for forming semiconductor devices
JP6211855B2 (en) Semiconductor device
JP2004228479A (en) Semiconductor device and method of manufacturing semiconductor device
JP2006229186A (en) Semiconductor integrated circuit and manufacturing method thereof
JP2009218503A (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2014022485A (en) Semiconductor device and manufacturing method of the same

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140131

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20141125

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20141209

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150205

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: 20150901

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150918

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5814554

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees