JP6160360B2 - Electronic device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、電子デバイス及びその製造方法に関する。 The present invention relates to an electronic device and a manufacturing method thereof.
固体撮像素子が形成される半導体基板の上に電極パッドを形成する際に、併せてダミー用の電極パッドを形成する構造が知られている。この場合、アルミニウム又はアルミニウム合金から形成される電極パッド、ダミー用の電極パッドのそれぞれを露出するパッド開口部は同時に形成される。 There is known a structure in which when an electrode pad is formed on a semiconductor substrate on which a solid-state imaging device is formed, a dummy electrode pad is also formed. In this case, the pad openings that expose the electrode pads made of aluminum or aluminum alloy and the dummy electrode pads are formed simultaneously.
それらの電極パッドの素子全体に占める面積の割合は、ダミー用の電極パッドの露出面積分増加することになるので、パッド開口部の形成時に使用されるエッチング液、現像液等によって個々の電極パッドの表面に作用する電池効果は弱くなり、電極パッドの腐食が抑制される。 Since the ratio of the area of the electrode pad to the entire element increases by the exposed area of the dummy electrode pad, the individual electrode pads can be used depending on the etching solution, developer, etc. used in forming the pad opening. The battery effect acting on the surface of the electrode becomes weak, and corrosion of the electrode pad is suppressed.
上記のような構造によれば、電極パッドの腐食を効果的に抑制しようとすると、パッド面積が大きくなって素子の小型化の妨げになる。また、ダミー用の電極パッドを形成する面積を十分確保できないときには電極パッドの腐食防止効果が弱くなる。 According to the structure as described above, if the corrosion of the electrode pad is to be effectively suppressed, the pad area is increased, which hinders downsizing of the element. Further, when a sufficient area for forming the dummy electrode pad cannot be secured, the corrosion prevention effect of the electrode pad is weakened.
本発明の目的は、素子の小型化の妨げにならずに開口部から露出する金属パターン表面の異常の発生を防止できる電子デバイス及びその製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an electronic device capable of preventing the occurrence of an abnormality on the surface of a metal pattern exposed from an opening without hindering the miniaturization of the element, and a method for manufacturing the same.
本実施形態の1つの観点によれば、半導体基板の上方に形成される絶縁膜と、前記半導体基板のうちの素子形成領域内で電気的に接続され、前記絶縁膜の第1開口部を通して露出され、第1金属材料から形成された第1金属パターンと、前記素子形成領域の周囲の領域内で前記半導体基板に電気的に接続され、前記絶縁膜の第2開口部を通して露出し、前記第1金属材料と同じイオン化傾向の第2金属材料から形成され、パターニング用の液による前記第1金属パターンの電池効果を妨げる犠牲パターンとなる第2金属パターンと、前記第2金属パターンの総露出面積以下の総露出面積を有し、前記素子形成領域の前記周囲の領域内で前記半導体基板に電気的に接続され、前記絶縁膜の第3開口部を通して露出され、前記第1金属材料と前記第2金属材料より大きなイオン化傾向の第3金属材料から形成され、前記半導体基板を介した前記第1金属パターンとの間の第1の電子移動経路よりも前記半導体基板を介した前記第2金属パターンとの間の第2の電子移動経路の方が電気抵抗が小さくなる位置に形成された第3金属パターンと、前記絶縁膜の上に形成され、前記パターニング用の液を使用するパターニング処理により、前記第1金属パターンを露出する第4開口部と前記第2金属パターン及び前記第3金属パターンを露出する露出部とが形成された被覆絶縁膜と、を有することを特徴とする電子デバイスが提供される。
発明の目的および利点は、請求の範囲に具体的に記載された構成要素および組み合わせによって実現され達成される。前述の一般的な説明および以下の詳細な説明は、典型例および説明のためのものであって、本発明を限定するためのものではない、と理解されるものである。
According to one aspect of the present embodiment, an insulating film formed above a semiconductor substrate is electrically connected within an element formation region of the semiconductor substrate and exposed through a first opening of the insulating film. is a first metal pattern formed from a first metallic material, are electrically connected to the semiconductor substrate around the area of the element forming region, exposed through the second opening of the insulating film, the first A second metal pattern formed from a second metal material having the same ionization tendency as that of the first metal material and serving as a sacrificial pattern that hinders the battery effect of the first metal pattern by the patterning liquid; and the total exposed area of the second metal pattern It has a total exposed area of the following are electrically connected to the semiconductor substrate in the region of the periphery of the element forming region is exposed through the third opening of the insulating film, the said first metallic material Is formed from the second metal material from the third metallic material of a large ionization tendency, the second metal pattern through the semiconductor substrate than the first electron transfer path between the first metal pattern through the semiconductor substrate A second metal movement path between the third metal pattern formed at a position where the electric resistance is reduced, and a patterning process formed on the insulating film and using the patterning liquid, There is provided an electronic device comprising: a fourth opening exposing the first metal pattern; and a coating insulating film formed with the exposed portion exposing the second metal pattern and the third metal pattern. Is done.
The objects and advantages of the invention will be realized and attained by means of the elements and combinations particularly pointed out in the appended claims. It is to be understood that the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory only and are not restrictive of the invention.
本実施形態によれば、素子の小型化の妨げにならずに開口部から露出する金属パターン表面の異常の発生を防止できる。 According to this embodiment, it is possible to prevent the occurrence of abnormality on the surface of the metal pattern exposed from the opening without hindering the miniaturization of the element.
以下に、図面を参照して実施形態を説明する。図面において、同様の構成要素には同じ参照番号が付されている。 Embodiments will be described below with reference to the drawings. In the drawings, similar components are given the same reference numerals.
図1(a)は、本実施形態に係る電子デバイスが形成される半導体ウェハの平面図であり、図1(b)はその一部を示す拡大平面図である。その半導体ウェハには、図2(a)、(b)の断面図、平面図に例示するように、トランジスタ、コンタクト領域、モニタ素子等が形成され、さらに、図3の断面に示すように、半導体ウェハ上に多層配線構造が形成される。その後、図4〜図11の断面図に示すように、半導体ウェハ上に電極パッド、バンプなどが形成され、その後に半導体ウェハが素子毎に分割される。 FIG. 1A is a plan view of a semiconductor wafer on which an electronic device according to this embodiment is formed, and FIG. 1B is an enlarged plan view showing a part thereof. The semiconductor wafer is formed with transistors, contact regions, monitor elements and the like as illustrated in the cross-sectional views and plan views of FIGS. 2A and 2B. Further, as shown in the cross-section of FIG. A multilayer wiring structure is formed on the semiconductor wafer. Thereafter, as shown in the cross-sectional views of FIGS. 4 to 11, electrode pads, bumps, and the like are formed on the semiconductor wafer, and then the semiconductor wafer is divided into elements.
図1(a)、(b)において、ウェハ状の半導体基板であるシリコン基板1には、面方向に複数の半導体装置形成領域2が縦横に配置されている。シリコン基板1において、複数の半導体装置形成領域2を区画する格子状の境界領域にはスクライブライン20が配置されている。スクライブライン20は、半導体装置形成領域2同士を互いに分離、分割するための切断装置、例えばダイシングソーの刃が入れられる領域を中央に有している。
1A and 1B, a plurality of semiconductor
半導体装置形成領域2には、まず、図2(a)、(b)の断面図、平面図に示すように、p型のシリコン基板1にMOSトランジスタ、コンタクト領域等が形成される。なお、図2(a)は、図2(b)のI−I線に沿った断面を示している。
First, in the semiconductor
p型のシリコン基板1のうち半導体装置(素子)形成領域2の一部にはPウェル3が形成されている。Pウェル3は、レジストパターン(不図示)をマスクに使用してシリコン基板1にp型不純物、例えばホウ素をイオン注入することにより形成される。Pウェル3では、素子分離絶縁膜4aにより周囲が区画される活性領域5とコンタクト領域11が隣接して配置されている。素子分離絶縁膜4aは、本実施形態では、シリコン基板1の上部に凹部を形成し、その中に絶縁膜を埋め込んだ構造のシャロートレンチアイソレーション(STI)を採用する。なお、素子分離絶縁膜4として、熱酸化により形成されるLOCOS(local oxidation of silicon)を採用してもよい。
A P
活性領域5には、ゲート絶縁膜6を介してゲート電極7が形成され、その両側のPウェル3内にはn型不純物イオン注入により低不純物濃度のn型エクステンション領域8a、8bが形成されている。ゲート電極7は、例えばポリシリコン膜をパターニングすることにより形成される。また、ゲート電極7の側壁には絶縁性のサイドウォール13が形成されている。さらに、ゲート電極7及びサイドウォール13が形成された領域の両側には、n型不純物イオン注入によりn型高濃度不純物領域8c、8dが形成されている。
A
これにより、ゲート電極7の両側では、n型エクステンション領域8a、8bとn型高濃度不純物領域8c、8dが接続され、n型ソース/ドレイン領域9s、9dとなる。また、ゲート電極7とその両側のn型高濃度不純物領域8c、8dの各々の表層にはシリサイド層10a、10b、10cが形成されている。
Thus, on both sides of the
また、Pウェル3内のコンタクト領域11には、Pウェル3より高濃度のp型不純物のp型コンタクト領域12がイオン注入により形成され、その表層にはシリサイド層10dが形成されている。
In the
半導体装置形成領域2では、上記のようなゲート電極7、n型ソース/ドレイン領域9s、9d、Pウェル3などから実デバイス用のn型MOSトランジスタT11が形成される。なお、半導体装置形成領域2では、n型MOSトランジスタT11だけが形成されるのではなく、その他のn型MOSトランジスタ(不図示)、p型MOSトランジスタ(不図示)などの能動素子や、抵抗、キャパシタなどの受動素子が形成されてもよい。
In the semiconductor
シリコン基板1のスクライブライン20は予め定められた幅を有し、その領域内には、半導体装置形成領域2との境界から近い順に例えば第1、第2及び第3のPウェル22a、22b、22cが形成されている。第1、第2及び第3のPウェル22a、22b、22cは、レジストパターン(不図示)を使用するp型不純物のイオン注入により互いに分離して形成される。
The
第1のPウェル22aは、図1(b)に示すように、その上方に形成される後述のシールリング61が電気的に接続される領域であり、また、第2のPウェル22bは、その上方に形成される後述のクラックストッパ62が電気的に接続される領域である。シールリング61とクラックストッパ62は、例えば半導体装置形成領域2を囲む枠形状を有している。従って、第1、第2のPウェル22a、22bは、半導体装置形成領域2の周囲を二重に囲む形状に形成されてもよい。また、第3のPウェル22cは、モニタ素子、例えばMOSトランジスタが少なくとも1つ形成される領域であり、トランジスタ形成用の活性領域23aとコンタクト領域23bを有している。
As shown in FIG. 1B, the
シリコン基板1内には、第1〜第3のPウェル22a、22b、22cを囲む素子分離絶縁膜4b、例えばSTIが形成されている。また、第3のPウェル22cのうち、活性領域23aとコンタクト領域23bの間にも素子分離絶縁膜4cが形成されている。スクライブライン20における素子分離絶縁膜4b、4cは、半導体装置形成領域2内の素子分離絶縁膜4aと同じ方法により形成される。
In the
第3のPウェル22cの活性領域23aの上には、ゲート絶縁膜26を介してゲート電極27が形成され、その両側の第3のPウェル22c内には、イオン注入により低不純物濃度のn型エクステンション領域28a、28bが形成されている。ゲート電極27は、例えばポリシリコン膜をパターニングすることにより形成される。また、ゲート電極27の側壁には絶縁性のサイドウォール33が形成されている。さらに、ゲート電極27及びサイドウォール33を含む領域の両側には、n型高濃度不純物領域28c、28dがイオン注入により形成されている。
A
これにより、ゲート電極27の両側では、n型エクステンション領域28a、28bとn型高濃度不純物領域28c、28dが接続され、n型ソース/ドレイン領域29s、29dが形成されている。また、ゲート電極27とその両側のn型高不純物領域28c、28dの表層にはそれぞれシリサイド層30a、30b、30cが形成されている。
Thus, on both sides of the
また、第3のPウェル22c内のコンタクト領域23bには、第3のPウェル22cよりも高不純物濃度のp型コンタクト領域32がイオン注入により形成され、その表層にはシリサイド層30dが形成されている。なお、スクライブライン20内のシリサイド層30a、30b、30c、30dは、半導体装置形成領域2内のシリサイド層10a、10b、10cと同時に形成されてもよい。
Further, a p-
上記のようなゲート電極27、n型ソース/ドレイン領域29s、29d、第3のPウェル22cなどによりモニタ素子であるn型MOSトランジスタT21が形成される。なお、スクライブライン20内においては、n型MOSトランジスタT21だけが形成されるのではなく、その他のn型MOSトランジスタ(不図示)、p型MOSトランジスタ(不図示)など、その他のモニタ素子が形成されてもよい。
The above-described
上記のようにn型MOSトランジスタT11、T21、p型コンタクト領域12、32などが形成されたシリコン基板1上には、図3に示すように、多層配線構造が形成される。多層配線構造の配線は、ダマシン法やデュアルダマシン法により形成される。
On the
多層配線構造として、まず、シリコン基板1の上に第1層間絶縁膜37が形成され、これによりn型MOSトランジスタT11、T21、p型コンタクト領域12、32などが覆われる。第1層間絶縁膜37として、例えば酸化シリコン膜がCVD法により形成され、その表面は例えば化学機械研磨(CMP)により平坦化される。
As the multilayer wiring structure, first, a first
次に、半導体装置形成領域2内のn型MOSトランジスタT11のゲート電極7とn型ソース/ドレイン領域9s、9dとp型コンタクト領域12の表面のシリサイド層10a〜10dの上にコンタクトホールを形成する。同時に、スクライブライン20内のn型MOSトランジスタT21のゲート電極27とn型ソース/ドレイン領域29s、29dとp型コンタクト領域32のそれぞれの表面のシリサイド層30a〜30dの上と、第1、第2のPウェル22a、22bの上にコンタクトホールを形成する。第1、第2のPウェル22a、22b上の各コンタクトホールは、例えば、半導体装置形成領域2を囲む領域の1つ又は複数の位置か全体に形成される。その後に、それらのコンタクトホール内に導電性プラグ35a〜35d、36a〜36fを形成する。導電性プラグ35a〜35d、36a〜36fは、コンタクトホール内に例えば窒化チタン膜、タングステン膜を形成す
ることにより形成される。なお、第1層間絶縁膜37の上面に形成されるタングステン膜と窒化チタン膜は、例えばCMP法により除去される。
Next, the
次に、第1層間絶縁膜37の上に、第2層間絶縁膜38と保護絶縁膜39を順に形成する。第2層間絶縁膜38として酸化シリコン膜より低誘電率の例えば炭化酸化シリコン(SiOC)膜がCVD法により形成され、保護絶縁膜39として、例えばSiC膜がCVD法により形成される。この後、フォトリソグラフィとエッチングを用いて保護絶縁膜39と第2層間絶縁膜38をパターニングする。
Next, a second
これにより、半導体装置形成領域2内の導電性プラグ35a〜35dの上を通る複数の一層目配線溝と、スクライブライン20内の導電性プラグ36a〜36fの上を通る複数の一層目配線溝と一層目環状溝を形成する。一層目環状溝は、半導体装置形成領域2を外側に二重に囲む第1、第2のPウェル22a、22bのそれぞれの上に二重環状に形成され、第1、第2のPウェル22a、22b上の導電性プラグ36e、36fの各々に接続される。その後に、それらの溝内に銅を充填する。これにより半導体装置形成領域2内の一層目配線溝内には一層目銅配線51a〜51dがダマシン法により形成される。また、スクライブライン20内では、半導体装置形成領域2を二重に囲む環状の一層目銅パターン51e、51fと、それより外側に一層目銅配線51g〜51jがダマシン法により形成される。
Thereby, a plurality of first-layer wiring grooves passing over the
これにより、半導体装置形成領域2内のMOSトランジスタT11のゲート電極7、n型ソース/ドレイン領域9s、9dのそれぞれには導電性プラグ35a、35b、35cを介して一層目配線51a、51b、51cが接続される。また、p型コンタクト領域12には導電性プラグ35dを介して一層目配線51dが電気的に接続される。
Thus, the
また、スクライブライン20内のp型MOSトランジスタT21のゲート電極27、n型ソース/ドレイン領域29s、29dのそれぞれの上には導電性プラグ36a、36b、36cを介して一層目配線51h〜51jが接続される。また、p型コンタクト領域32には、導電性プラグ36dを介して一層目銅配線51gが接続される。同時に、スクライブライン20内の第1、第2のPウェル22a、22bのそれぞれの上方には、導電性プラグ36e、36fを介して環状の一層目銅パターン51e、51fが電気的に接続される。
Further, the
一層目銅配線51a〜51d、51g〜51jと環状の一層目銅パターン51e、51fの形成方法として、例えば次の方法を採用する。
As a method of forming the first
まず、第2層間絶縁膜38及び保護絶縁膜39の上面とそれらの中の一層目配線溝、一層目環状溝の内面の上に、銅拡散防止導電膜として例えばチタン膜をスパッタ法により形成し、その後に銅シード膜をスパッタ法により形成する。続いて、銅シード層を電極に用いて電解めっき法により銅膜を一層目配線溝内と一層目環状溝内に充填する。その後、保護絶縁膜39上に形成された銅拡散防止導電膜、銅シード層及び銅膜をCMPにより除去する。
First, a titanium film, for example, as a copper diffusion prevention conductive film is formed on the upper surfaces of the second
このようなダマシン法によれば、一層目配線溝内に残された銅膜等は上記の一層目銅配線51a〜51d、51g〜51jとなり、一層目環状溝内に残された銅膜等は環状の一層目銅パターン51e、51fとして使用される。
According to such a damascene method, the copper film or the like left in the first-layer wiring groove becomes the above-described first-
次に、保護絶縁膜39と一層目銅配線51a〜51d、51g〜51j、一層目銅パターン51e、51fの上に、第1バリア絶縁膜40、第3層間絶縁膜41を順に形成する。
Next, a first
第1バリア絶縁膜40は、銅の拡散を防止する膜であり、窒化シリコン膜、炭化シリコン(SiC)膜などをスパッタ法、CVD法などにより形成する。また、第3層間絶縁膜41として例えばSiOC膜、SiC膜のいずれかをCVD法により形成する。第3層間絶縁膜41の上層部として、研磨ストッパー層となる窒化シリコン層を形成してもよい。なお、後述するバリア絶縁膜42、44、46は第1バリア絶縁膜40と同様な材料により形成され、後述する層間絶縁膜43、45、47は第3層間絶縁膜41と同様な材料により形成される。
The first
次に、第3層間絶縁膜41と第1バリア絶縁膜40のうち、半導体装置形成領域2におけるp型コンタクト領域12などの上方の一層目銅配線52aの上に、一層目のビアホールを形成し、ビアホールから一層目配線51aの一部を露出させる。その後、一層目のビアホールに繋がる二層目の配線溝を第3層間絶縁膜41の上層部に形成する。ビアホールと配線溝は、後述するものも含めてフォトリソグラフィとエッチングを使用することにより形成される。
Next, in the third
その後に、一層目のビアホールと二層目の配線溝の中に、銅拡散防止導電膜、銅シード膜を順に形成した後、銅シード膜の上に電解めっき法により銅膜を形成し、さらにそれらの膜を第2層間絶縁膜41上からCMP法により除去する。これにより一層目のビアホール及び二層目の配線溝内に残された銅膜などから一層目ビアを含む二層目銅配線52dをデュアルダマシン法により形成する。なお、以下の例も含めて、銅拡散防止導電膜として例えば窒化チタン、窒化タンタルなどの導電膜を形成する。
Thereafter, a copper diffusion prevention conductive film and a copper seed film are sequentially formed in the first via hole and the second wiring groove, and then a copper film is formed on the copper seed film by electrolytic plating. These films are removed from the second
これと同様な方法により、第3層間絶縁膜41及び第1エッチストップ層40のうちスクライブライン20における第1、第2のPウェル22a、22bの上方の環状の一層目銅パターン51e、51f上に重なる環状の二層目銅パターン52a、52bを一層目ビアとともにデュアルダマシン法により形成する。同様に、スクライブライン20におけるp型コンタクト領域32などの上の一層目配線51gの上にも一層目ビアを有する二層目銅配線52cをデュアルダマシン法により形成し、同時に、他の一層目配線51h、51i、51jの上にも二層目銅配線(不図示)を形成する。
By the same method, on the annular first
次に、二層目銅配線52c、52d、二層目銅パターン52a、52b及び第3層間絶縁膜41の上に、第2バリア絶縁膜42、第4層間絶縁膜43を形成する。その後に、上記と同じ方法によって第2バリア絶縁膜42、第4層間絶縁膜43のうち半導体装置形成領域2にビア付きの三層目銅配線53dをデュアルダマシン法により形成する。また、上記と同じ方法によって第2バリア絶縁膜42、第4層間絶縁膜43のうちスクライブライン20内の領域に、ビア付きの三層目銅配線53cを二層目銅配線52cの上にデュアルダマシン法により形成し、同時に、ビア付きの環状の三層目銅パターン53c、53bを環状の二層目銅パターン52a、52bの上に形成する。
Next, a second
次に、三層目銅配線53a、53d、三層目銅パターン53b、53c及び第4層間絶縁膜43の上に、第3バリア絶縁膜44、第5層間絶縁膜45を形成する。更に、第3バリア絶縁膜44、第5層間絶縁膜45の中に三層目銅配線53c、53d、環状の三層目銅パターン53a、53bの各々に接続するビア付き四層目銅配線54c、54dとビア付き環状の四層目銅パターン54a、54bをデュアルダマシン法で形成する。
Next, a third
次に、四層目銅配線54a、54d、四層目銅パターン54b、54c及び第5層間絶縁膜45の上に、第4バリア絶縁膜46、第6層間絶縁膜47を形成する。更に、第4バリア絶縁膜46、第6層間絶縁膜47の中に四層目銅配線54c、54d、四層目銅パターン54a、54bの各々に接続するビア付き五層目銅配線55c、55dとビア付き環
状の五層目銅パターン55a、55bをデュアルダマシン法で形成する。
Next, a fourth
これにより、半導体装置形成領域2では、p型コンタクト領域12の表面のシリサイド層10d上に、導電性プラグ35dを介して、一層目〜五層目配線51d〜55dが厚さ方向に電気的に接続される。また、スクライブライン20では、p型コンタクト領域32の表面のシリサイド層30d上に導電性プラグ36dを介して一層目〜五層目配線51g、52c〜55cが厚さ方向に電気的に接続される。更に、第1のPウェル22aの上に導電性プラグ36eを介して環状の一層目〜五層目銅パターン51e、52a〜55aが電気的に接続される。また、第2のPウェル22bの上に導電性プラグ36fを介して環状の一層目〜五層目銅パターン51f、52b〜55bが電気的に接続される。
As a result, in the semiconductor
次に、五層目銅配線55c、55d、五層目銅パターン55a、55b及び第6層間絶縁膜47等の上に、第5バリア絶縁膜48、第7層間絶縁膜49を形成する。その後に、フォトリソグラフィとエッチングを用い、第5バリア絶縁膜48、第7層間絶縁膜49をパターニングする。これにより、五層目銅配線55c、55dを露出する開口部を形成し、さらに環状の五層目銅パターン55a、55bを露出する環状の開口部を形成する。
Next, a fifth
次に、それらの開口部内と第5バリア絶縁膜48、第7層間絶縁膜49などの上にアルミニウムを主導体層とする金属膜を形成した後に、その金属膜をフォトリソグラフィとエッチングを用いてパターニングする。これにより、半導体形成領域2では五層目銅配線55d上の開口部内とその周辺にアルミニウム製の金属パッド56dを形成する。特に図示しないが、半導体装置形成領域2において金属パッド56dは複数形成される。これと同時に、スクライブライン20における第1、第2のPウェル22a、22bの上方の環状の五層目銅パターン55a、55bに環状の開口部を通して接続される環状の金属パターン56a、56bを形成する。同時に、スクライブライン20において、p型コンタクト領域32の上方の五層目銅配線55c上の開口部内とその周辺の第7層間絶縁膜49上にアルミニウム製の試験用電極パッド56cとなる金属パターンを形成する。
Next, after a metal film having aluminum as a main conductor layer is formed in the openings and on the fifth
これにより、スクライブライン2では、第1のPウェル22aの上面に、導電性プラグ36eを介して環状の一層目〜五層目銅パターン51e、52a〜55a及び金属パターン56aが厚さ方向に電気的に接続され、積層される。この積層構造はシールリング61として使用される。シールリング61は、図1(b)に示したように、スクライブライン20のうちモニタ素子より半導体装置形成領域2に近い領域に形成される。これにより、シールリング61は、半導体装置形成領域2を囲むことにより、外部からの半導体装置形成領域2への水分の侵入やスクライブライン2中央寄りに沿った切断時のクラックの伸びを阻止する障壁としての機能を有する。
Thereby, in the
また、スクライブライン2では、第2のPウェル22bの上に、導電性プラグ36fを介して環状の一層目〜五層目銅パターン51f、52b〜55b及び金属パターン56bが厚さ方向に電気的に接続され、積層されている。この積層構造は、環状のクラックストッパ62として使用される。クラックストッパ62は、図1(b)に示したように、モニタ素子より半導体装置形成領域2に近く、かつシールリング61を囲むように環状に形成される。これにより、クラックストッパ62は、スクライブライン20に沿ってシリコン基板1を切断する際に、半導体装置2に向けてクラックが伸びることを防止する機能を有する。
In the
また、スクライブライン2では、p型コンタクト領域32上に、シリサイド層30d、導電性プラグ36d、一層目〜五層目銅配線51g、52c〜55cを介して試験用電極パッド56cが厚さ方向に電気的に接続され、試験用端子の1つとして使用される。なお、モニタ素子であるn型MOSトランジスタT21のゲート電極27、n型ソース/ドレ
イン領域29s、29dの上にも銅配線(不図示)、試験用電極パッド(不図示)が積層される。
In the
次に、図4に例示するように、第7層間絶縁膜49、金属パッド56d、金属パターン56a、56b及び試験用電極パッド56cの上に、保護絶縁膜50として例えば窒化シリコン膜をCVD法により形成する。その後、フォトリソグラフィとエッチングにより保護絶縁膜50をパターニングする。これにより、スクライブライン20内の環状のクラックストッパ62の上部の金属パターン56bと試験用電極パッド56cと半導体装置形成領域2内の金属パッド56dのそれぞれの上に開口部50b、50c、50dを形成する。なお、半導体装置形成領域2とクラックストッパ62の間の領域に形成されたシールリング61は保護絶縁膜50に覆われた状態として説明する。
Next, as illustrated in FIG. 4, for example, a silicon nitride film is formed as a protective insulating
次に、図5に例示するように、保護絶縁膜50の上と開口部50b、50c、50d内に、第1被覆絶縁膜63として第1感光性樹脂、例えば感光性ポリイミドを塗布した後に、第1感光性樹脂に露光、現像等を施す。これにより、半導体装置形成領域2では、金属パッド56dを露出する開口部50dの上に上側の開口部63dが形成され、それ以外の領域は第1被覆絶縁膜63に覆われる。また、スクライブライン2では、環状のクラックストッパ62上の環状の開口部50bのシールリング寄りとモニタ素子寄りの両方の周囲に第1被覆絶縁膜63が残され、それ以外の領域では除去される。また、保護絶縁膜50のうち環状のクラックストッパ62の上部の環状の金属パターン56bを露出する環状の開口部50bの上には、環状の上側の開口部63bが第1被覆絶縁膜63に形成される。
Next, as illustrated in FIG. 5, after applying a first photosensitive resin, for example, photosensitive polyimide, as the first
次に、図6に例示するように、半導体装置形成領域2における第1被覆絶縁膜63の上面と開口部63d、50dの内面に、銅拡散防止導電膜64と銅シード膜65をスパッタ法により形成する。銅拡散防止導電膜64として例えばチタン膜を形成する。同時に、スクライブライン20の第1被覆絶縁膜63、保護絶縁膜50の上面と開口部63b、50bの内面に、銅拡散防止導電膜64と銅シード膜65を形成する。その後、銅シート膜65の上にフォトレジスト67を塗布し、これに露光、現像等を施す。これにより、半導体装置形成領域2において、開口部63d、50d内で露出する金属パッド56dから引出される配線形成用開口部67dをフォトレジスト67内に形成する。これと同時に、スクライブライン20では、環状のクラックストッパ62の上の環状の開口部63b、50bの中とその周囲の第1被覆絶縁膜63を露出させる環状の犠牲パターン形成用開口部67bをフォトレジスト67内に形成する。
Next, as illustrated in FIG. 6, a copper diffusion prevention
次に、銅拡散防止導電膜64と銅シード膜65を電極として使用する電解めっき法により配線形成用開口部67d内と犠牲パターン形成用開口部67b内にそれぞれ銅を形成する。これにより、半導体装置形成領域2の配線形成用開口67d内には金属パッド56dから引き出される金属パターンである銅製の引出配線66dが形成される。また、スクライブライン2の環状の犠牲パターン形成用開口部67b内には銅製の犠牲金属パターン66bがクラックストッパ62に沿って環状に形成される。なお、引出配線66dは、特に図示しないが、半導体形成領域2に複数形成される。また、犠牲金属パターン66bは、環状の一部が途切れた形状でもよい。
Next, copper is formed in the
次に、フォトレジスト67を除去し、これにより露出した銅シード層65、銅拡散防止導電膜64をエッチングする。この場合、引出配線66d、犠牲金属パターン66bはマスクとなる。これにより、図7の断面図と図12(a)の平面図に例示するように、半導体装置形成領域2では第1被覆絶縁膜63が露出する。また、スクライブライン20では、保護絶縁膜50と試験用電極パッド56cが露出し、第1被覆絶縁膜63の上面が試験用電極パッド56cの側方で犠牲金属パターン66bにほぼ覆われる。
Next, the
次に、図8に例示するように、銅製の引出配線66d、銅製の犠牲金属パターン66b、第1被覆絶縁膜63、保護絶縁膜50、試験用電極パッド56cなどの上に第2被覆絶縁膜68として第2感光性樹脂、例えば感光性ポリイミドを塗布する。その後に、第2感光性樹脂に露光、現像等を施すことにより、半導体装置形成領域2において、銅製の引出配線66dのパッド部を露出するパッド開口部68dを形成するとともに、その他の領域の第2被覆絶縁膜68を残す。その平面形状の一部は、図12(b)に例示するようになる。また、スクライブライン20において、第2被覆絶縁膜68である第2感光性樹脂は除去される。なお、図8以降の断面図では、銅シード層65、銅拡散防止導電膜64は省略して描かれている。
Next, as illustrated in FIG. 8, the second covering insulating film is formed on the
ところで、第1、第2被覆絶縁膜63、68として使用される第1、第2感光性樹脂は、露光後に、アルカリ性の現像液Rを使用して現像処理される。それらのうち第2被覆絶縁膜68として使用される第2感光性樹脂を現像する際に、スクライブライン20において感光性樹脂が徐々に除去されてアルミニウム製の試験用電極パッド56cが露出し、犠牲金属パターン66bとともに電池効果を生じさせる。
Incidentally, the first and second photosensitive resins used as the first and second
即ち、イオン化傾向が高いアルミニウム製の試験用電極パッド56cからアルミニウムイオン(Al2+)が現像液R中に移行するとともに試験用電極パッド56c内に電子(2e−)が残される。また、銅は、アルミニウムよりもイオン化傾向が小さい。このため、試験用電極パッド56c内で発生した電子は、その下の銅配線51g、52c〜55c、導電性プラグ36d、シリサイド層30d及びp型コンタクト領域32を通って第3のPウェル22c内に移動する。第3のPウェル22cに到達した電子は、さらに、p型シリコン基板1と第2のPウェル22b、クラックストッパ62内を通って銅製の犠牲金属パターン66bまで移動する。このように犠牲金属パターン66b内に到達した電子は、現像液中に存在する水素イオン(2H+)を分子化し、犠牲金属パターン66bの表面で水素(H2)ガスを生成させる。
That is, aluminum ions (Al 2+ ) migrate from the aluminum
この場合、アルミニウム製の試験用電極パッド56cの中心に対し、銅製の引出配線66dと金属パッド56dの接続部分の中心からの最短の距離L1は、犠牲金属パターン66bの中心からの最短の距離L2よりも長く、抵抗値が高い。従って、L1>L2の条件に試設定することにより、試験用電極パッド56c内の電子は、銅製の引出配線66dに移動し難く、銅製の引出配線66dの露出面における水素の発生は抑制される。
In this case, with respect to the center of the aluminum
また、スクライブライン20において、n型MOSトランジスタT21のゲート電極27、n型ソース/ドレイン領域29s、29dにも、導電性プラグ36d、36e等を介してアルミニウム製の試験用電極パッド(不図示)が接続されている。従って、n型ソース/ドレイン領域29s、29dを通して電子が第3のPウェル22cに移動し易い状態となっている。さらに、第3のPウェル22cからn型ソース/ドレイン領域29s、29dにはpn接合の関係で電子が移動しにくくなっている。従って、p型コンタクト領域32に到達した電子は、第2のPウェル22bに優先的に流れる。
Further, in the
ところで、試験用電極パッド56cで生じた電子がシリコン基板1内を通して導電性の犠牲金属パターン66bに移動し易くするため、図13に例示するように、素子分離絶縁膜4bのうち第2のPウェル22bと第3のPウェル22cの間の分離を無くし、第2のPウェル22bを第3のPウェル22cに含ませてもよい。この場合、犠牲金属パターン66bはクラックストッパ62を介してコンタクト領域32表面のシリサイド層30dに接続されている。このため、アルミニウム製の試験用電極パッド56cから銅製の犠牲金属パターン66bに電子が移動する際、高不純物濃度のコンタクト領域32表面のシリサイド30dが電子移動経路の一部となり、電子移動経路の電気抵抗が低くなる。これにより、半導体装置形成領域2への電子の移動が防止される。
By the way, in order to facilitate movement of electrons generated in the
ところで、図16に示す比較例のように、犠牲金属パターン66bが形成されずに、クラックストッパ62が保護絶縁膜50に覆われる構造では、現像液内でアルミニウム製の試験用電極パッド56cと銅製の引出配線66dに電池効果が生じる。このため、第2被覆絶縁膜68の開口部68dから露出する銅製の引出配線66dとその周辺で水素ガスが発生し、その露出面の周囲で第2被覆絶縁膜68と銅製の引出配線66dの密着性が低下する。これにより、第2被覆絶縁膜68が銅製の引出配線66dから浮き上がるので、次の工程で開口部68d内の引出配線66d上に形成しようとする半田バンプの接続不良が生じ易くなるという不都合が生じる。これに対し、本実施形態では、スクライブライン20内の犠牲金属パターン66bと試験用電極パッド56cの間で優先的に電池効果を生じさせているので、半導体装置形成領域2内の第2被覆絶縁膜68cと引出配線66dの密着性低下を防止することができる。
Meanwhile, as in the comparative example shown in FIG. 16, in the structure in which the
このように、本実施形態では、犠牲金属パターン66bを半導体装置形成領域2の周囲に露出させ、アルミニウム製の試験用電極パッド56cに最も近く銅膜を接近させているので、犠牲金属パターン66b上から優先的に水素が発生することになる。これにより、半導体装置形成領域2における銅製の引出配線66dの一部を露出する第2被覆絶縁膜68の開口部68dの周辺での浮き上がりが防止され、銅製の引出配線66d上でのはんだバンプの形成を良好に行わせることができる。はんだバンプは、第2被覆絶縁膜68、保護絶縁膜50等を洗浄した後に、図9、図10の断面に例示するような方法により形成される。
Thus, in the present embodiment, the
図9において、バンプ形成用の開口部68d内と、第2被覆絶縁膜68、保護絶縁膜50、犠牲金属パターン66b、試験用電極パッド56c等の上に、下地導電膜69、銅シード膜70を順に形成する。下地導電膜69として例えばTiを形成する。その後に、銅シード膜70の上にフォトレジスト74を塗布し、その後にフォトレジスト74に露光、現像等を施す。これにより、フォトレジスト74内にバンプ形成用の開口部74dを形成し、第2被覆絶縁膜68のバンプ形成用の開口部68d及びその周辺を露出させる。その後、銅シード膜70を電極の一部とする電解めっき法によりバンプ形成用の開口部74d、68d内の銅シード膜70上にニッケル層71、はんだ層72を形成する。
In FIG. 9, a base
次に、フォトレジスト74を除去し、はんだ層72をマスクに使用し、露出した銅シード膜70、Ti下地金属膜69をスパッタ法によりエッチングして除去する。これにより、第2被覆絶縁膜68と保護絶縁膜50の上面を露出させる。その後に、図10に例示するように、はんだ層72を加熱、リフローし、その表面を半球状に形成し、はんだバンプ73として使用する。
Next, the
次に、図1に示したウェハ状の半導体基板1のスクライブライン20の中央線にダイシングの刃を入れて半導体基板1を切断し、半導体装置形成領域2をチップ状に分離させる。ダイシング時には、図1(b)に示したようなシールリング61とクラックストッパ62が半導体装置形成領域2を囲んだ状態となっている。この場合、図11の断面図に例示するように、スクライブライン20では、n型MOSトランジスタT21、試験用電極パッド56c等が破壊、除去される。さらに、半導体装置形成領域2に近いシールリング61とクラックストッパ62が残されるようにダイシングソー75の刃が入れられるので、クラックストップ62の上には犠牲金属パターン66bの少なくとも一部が露出した状態となる。
Next, a dicing blade is inserted into the center line of the
ダイシング時に、樹脂製の第1、第2被覆絶縁膜63、68がスクライブライン20に存在するとダイシングソー75の刃に樹脂が付着するので、切断後に刃から樹脂を除去する作業が必要となり作業効率を悪くする。これに対し、本実施形態では、樹脂製の第2被
覆絶縁膜68を犠牲金属パターン66bの下に僅かに残しているだけであり、しかも、ダイシング後に、犠牲金属パターン66bの殆どを半導体装置形成領域2の周囲に残存させるようにしている。このため、上記の実施形態においてダイシングソーの刃に樹脂が付着することは防止できる。
When the first and second
上記の実施形態によれば、半導体装置形成領域2を覆う第2被覆絶縁膜68をパターニングして銅製の引出配線66dの一部を露出させる開口部68dを形成する際に、スクラブライン20内に銅製の犠牲金属パターン66bを形成している。このため、第2被覆絶縁膜68に開口部68dを形成する際に、半導体装置形成領域2の他の領域での銅の露出面積が増えるので、銅製の引出配線66dの電池効果が弱くなり、引出配線66dの劣化が抑制される。しかも、電池効果を弱めるために半導体装置形成領域2にダミー金属パターンを形成していないので、半導体装置の小型化の妨げにならずに開口部68dから露出する引出配線66d表面の異常の発生を抑制することができる。しかも、半導体装置形成領域2の外側のスクライブライン20内で、引出配線66dよりイオン化傾向の大きな試験用電極パッド56cを犠牲金属パターン66bに近づけている。これにより、試験用電極パッド56cと犠牲金属パターン66bによる電池効果が優先的になり、引出配線66dにおける電池効果の発生をさらに抑制することができる。なお、犠牲金属パターン66bは、シールリング61とクラックストッパ62の少なくとも一方の上端に接続すれば、引出配線66dの劣化が抑制できる。
According to the above embodiment, the second
ところで、図14に示すように、スクライブライン20と半導体装置形成領域2の境界の長手に沿う単位長さ当たりで、スクライブライン20内の犠牲金属パターン66bの露出面積をS1、n個の試験用電極パッド56cの露出面積S2の総和をS2×nとする。ここで、試験用電極パッド56cには、n型MOSトランジスタT21のゲート電極27、ソース/ドレイン領域29s、29dなどに電気的に接続される試験用電極パッド(不図示)を含めることにする。
By the way, as shown in FIG. 14, the exposed area of the
この場合、S1≧nS2の条件になるように、犠牲金属パターン66bの大きさ設定することが好ましい。これは、複数のアルミニウム製の試験用電極パッド56cで発生した単位表面面積当たりの電子が犠牲金属パターン66bの電子の受け入れの単位表面面積当たりの容量を超えないようにするためである。これにより、p型シリコン基板1、Pウェル22b等を通して半導体装置形成領域2の銅製の引出配線66dに電子が移動することが防止される。
In this case, it is preferable to set the size of the
図15は、銅製の引出配線66d、銅製の犠牲金属パターン66b、アルミニウム製の試験用電極パッド56cのそれぞれをシリコン基板1に電気的に接続する複数の導電性プラグ35d、36d、36fの互いの距離を示している。即ち、シリコン基板1上で引出配線66dに電気的に接続される導電性プラグ35dと試験用電極パッド56cに電気的に接続される導電性プラグ36dの距離をL11とする。また、シリコン基板1上で試験用電極パッド56cに電気的に接続される導電性プラグ36dと犠牲金属パターン66bに電気的に接続される導電性パッド36fの距離L21とする。この場合、試験用電極パッド56cで発生した電子を犠牲金属パターン66bに移動させ、引出配線66dに移動させないようにするために、L11>L21の条件に設定することが好ましい。この場合、図2(b)に示した平面図において、スクライブライン20の両側方に配置される半導体装置形成領域2の各々の引出配線66dについても同様な条件とする。
FIG. 15 shows a plurality of
ところで、スクライブライン20における犠牲金属パターン66bの配置は、図1(b)に示すように試験用電極パッド56cを挟んで両側に形成してもよいし、図15に示すように試験用電極パッド56cの左右のうち片側だけに形成してもよい。
By the way, the
上記の実施形態では、モニタ素子に接続されるシリコン基板1内のコンタクト領域32に導電性プラグ36dなどを介して電気的に接続される試験用電極パッド56cをアルミニウムから形成しているがアルミニウム合金であってもよい。また、環状の犠牲金属パターン66bは、銅合金などから形成されてもよい。さらに、半導体装置形成領域2を囲む領域において、シリコン基板1に電気的に接続される犠牲金属パターン66bの材料とシリコン基板1に電気的に接続される試験用電極パッド56cの材料はそれぞれ上記のものに限定されない。例えば、試験用電極パッド56cの金属材料は、犠牲金属パターン66bの金属材料や引出配線66dの金属材料よりイオン化傾向が異なる材料、好ましくは大きい材料であればよい。これにより第2被覆絶縁膜68の開口部68dから露出する引出配線66d表面における腐食や水素の発生が抑制される。
In the above embodiment, the
上記した実施形態では半導体装置とその形成方法を説明しているが、上記の試験用電極パッド、犠牲パッドをCCD、CMOSセンサ等の固体撮像素子などの電子デバイスに適用し、電子デバイス形成領域の周囲に犠牲金属パターン66bなどを形成してもよい。
In the above-described embodiment, a semiconductor device and a method for forming the semiconductor device are described. However, the test electrode pad and the sacrificial pad are applied to an electronic device such as a solid-state imaging device such as a CCD or a CMOS sensor, and A
ここで挙げた全ての例および条件的表現は、発明者が技術促進に貢献した発明および概念を読者が理解するのを助けるためのものであり、ここで具体的に挙げたそのような例および条件に限定することなく解釈され、また、明細書におけるそのような例の編成は本発明の優劣を示すこととは関係ない。本発明の実施形態を詳細に説明したが、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、それに対して種々の変更、置換および変形を施すことができると理解される。 All examples and conditional expressions given here are intended to help the reader understand the inventions and concepts that have contributed to the promotion of technology, such examples and It is interpreted without being limited to the conditions, and the organization of such examples in the specification is not related to showing the superiority or inferiority of the present invention. While embodiments of the present invention have been described in detail, it will be understood that various changes, substitutions and variations can be made thereto without departing from the spirit and scope of the invention.
次に、本発明の実施形態について特徴を付記する。
(付記1)半導体基板の上方に形成される絶縁膜と、前記半導体基板のうちの素子形成領域に電気的に接続され、前記絶縁膜の第1開口部を通して露出される第1金属パターンと、前記素子形成領域の周囲で前記半導体基板に電気的に接続され、前記絶縁膜の第2開口部を通して露出される第2金属パターンと、前記素子形成領域の周囲で前記半導体基板に電気的に接続され、前記絶縁膜の第3開口部を通して露出され、前記第1金属パターンの第1金属材料と前記第2金属パターンの第2金属材料とはイオン化傾向の異なる第3金属材料から形成される第3金属パターンと、を有することを特徴とする電子デバイス。
(付記2)前記半導体基板における前記素子形成領域は、前記素子形成領域の周囲のスクライブラインを介して面方向に複数配置されることを特徴とする付記1に記載の電子デバイス。
(付記3)前記第3金属材料のイオン化傾向は、前記第1金属材料及び前記第2金属材料のイオン化傾向より大きいことを特徴とする付記1又は付記2に記載の電子デバイス。
(付記4)前記第1金属パターンは、前記第2金属パターンと同じ金属から形成されていることを特徴とする付記1乃至付記3のいずれか1つに記載の電子デバイス。
(付記5)前記第3金属パターンは、前記素子形成領域の周囲で前記半導体基板に形成されるモニタ素子の一部に電気的に接続される試験用電極パッドであることを特徴とする付記1乃至付記4のいずれか1つに記載の電子デバイス。
(付記6)前記第2金属パターンは、前記半導体基板上に形成される金属のクラックストッパか金属のシールリングの最上部の少なくとも一方に接続されていることを特徴とする付記1乃至付記5のいずれか1つに記載の電子デバイス。
(付記7)前記素子形成領域の周囲において、前記クラックストッパと前記素子形成領域の間の領域で前記絶縁膜に覆われる前記シールリングが前記半導体基板の上方に形成されることを特徴とする付記6に記載の電子デバイス。
(付記8)前記第3金属パターンと前記前記第1金属パターンの距離は、前記第2金属パターンと前記第3金属パターンの距離以上であることを特徴とする付記1乃至付記7のいずれか1つに記載の電子デバイス。
(付記9) 前記第3金属パターンは複数形成されることを特徴とする付記1乃至付記8
のいずれか1つに記載の電子デバイス。
(付記10)前記素子形成領域の縁に沿った単位長さ当たりの前記第2金属パターンの総面積は、前記単位長さ当たりの前記第3金属パターンの総面積より大きいことを特徴とする付記1乃至付記9に記載の電子デバイス。
(付記11)前記第1金属パターンは、第1導電性プラグを介して前記半導体基板の第1の一導電型領域に電気的に接続され、前記第2金属パターンは、第2導電性プラグを介して前記半導体基板の第2の一導電型領域に電気的に接続され、前記第3金属パターンは、第3導電性プラグを介して前記半導体基板の第3の一導電型領域を介して電気的に接続され、ることを特徴とする付記1乃至付記10のいずれか1つに記載の電子デバイス。
(付記12)前記第1導電性プラグと前記第3導電性プラグの間の距離は、前記第2導電性プラグと前記第3導電性プラグの間の距離以上であることを特徴とする付記11に記載の電子デバイス。
(付記13)前記第2金属パターンと前記第3金属パターンは、前記第2導電性プラグと前記第3導電性プラグを介して前記半導体基板の表面のシリサイド膜を介して電気的に接続されることを特徴とする付記11又は付記12に記載の電子デバイス。
(付記14)前記第1金属パターンは銅、銅合金のいずれかから形成され、前記第2金属パターンは銅、銅合金のいずれかから形成され、前記第3金属パッドはアルミニウム、アルミニウム合金のいずれか形成されることを特徴とする付記1乃至付記13のいずれか1つに記載の電子デバイス。
(付記15)半導体基板の上方に形成される絶縁膜と、前記半導体基板のうちの素子形成領域に電気的に接続され、前記絶縁膜の第1開口部を通して露出される第1金属パターンと、前記素子形成領域の周囲の領域で前記半導体基板に電気的に接続され、前記絶縁膜の第2開口部を通して露出される第2金属パターンと、前記素子形成領域の前記周囲の領域で前記半導体基板に電気的に接続され、前記絶縁膜の第3開口部を通して露出され、前記第1金属パターンの第1金属材料と前記第2金属パターンの第2金属材料とはイオン化傾向の異なる第3金属材料から形成される第3金属パターンの上に、感光性樹脂膜を形成する工程と、前記感光性樹脂膜を露光する工程と、現像液を使用して前記感光性樹脂膜を現像することにより、前記素子形成領域において前記感光性樹脂膜から前記第1金属パターンを露出する第4開口部を形成するとともに、前記素子形成領域の前記周囲の領域から前記感光性樹脂を除去する工程と、前記第4の開口部から露出した前記第1金属パターンの上にバンプを形成する工程と、を有することを特徴とする電子デバイスの製造方法。
(付記16)前記感光性樹脂膜を現像した後に、前記半導体基板のうち前記素子形成領域の前記周囲の領域に切断機の刃を入れて前記素子形成領域をチップ状にするとともに前記第3金属パターンを除去する工程を有することを特徴とする付記16に記載の電子デバイスの製造方法。
(付記17)前記半導体基板における前記素子形成領域は、前記素子形成領域の前記周囲の領域であるスクライブラインを介して面方向に複数配置されることを特徴とする付記15又は付記16に記載の電子デバイスの製造方法。
(付記18)前記第3金属材料のイオン化傾向は、前記第1金属材料及び前記第2金属材料のイオン化傾向より大きいことを特徴とする付記15乃至付記17のいずれか1つに記載の電子デバイスの製造方法。
(付記19)前記素子形成領域の縁に沿った単位長さ当たりの前記第2金属パターンの総面積は、前記単位長さ当たりの前記第3金属パターンの総面積より大きいことを特徴とする付記15乃至付記18に記載の電子デバイスの製造方法。
(付記20)前記第3金属パターンと前記前記第1金属パターンの距離は、前記第2金属パターンと前記第3金属パターンの距離以上であることを特徴とする付記15乃至付記18のいずれか1つに記載の電子デバイスの製造方法。
Next, features of the embodiment of the present invention will be described.
(Appendix 1) An insulating film formed above the semiconductor substrate, a first metal pattern electrically connected to an element formation region of the semiconductor substrate and exposed through the first opening of the insulating film; A second metal pattern electrically connected to the semiconductor substrate around the element formation region and exposed through the second opening of the insulating film, and electrically connected to the semiconductor substrate around the element formation region The first metal material of the first metal pattern and the second metal material of the second metal pattern exposed from the third opening of the insulating film are formed of a third metal material having different ionization tendency. And an electronic device comprising three metal patterns.
(Supplementary note 2) The electronic device according to
(Supplementary note 3) The electronic device according to
(Supplementary note 4) The electronic device according to any one of
(Additional remark 5) The said 3rd metal pattern is a test electrode pad electrically connected to a part of monitor element formed in the said semiconductor substrate around the said element formation area, The
(Appendix 6) The
(Supplementary note 7) The seal ring, which is covered with the insulating film in a region between the crack stopper and the element formation region, is formed above the semiconductor substrate around the element formation region. 7. The electronic device according to 6.
(Supplementary note 8) Any one of
(Supplementary Note 9) A plurality of the third metal patterns are formed.
The electronic device according to any one of the above.
(Supplementary note 10) The total area of the second metal pattern per unit length along the edge of the element formation region is larger than the total area of the third metal pattern per unit length. 1 to 9. The electronic device according to appendix 9.
(Supplementary Note 11) The first metal pattern is electrically connected to the first one-conductivity type region of the semiconductor substrate through a first conductive plug, and the second metal pattern includes a second conductive plug. The third metal pattern is electrically connected to the second one conductivity type region of the semiconductor substrate through a third conductive plug. The electronic device according to any one of
(Additional remark 12) The distance between the said 1st conductive plug and the said 3rd conductive plug is more than the distance between the said 2nd conductive plug and the said 3rd conductive plug, The
(Supplementary Note 13) The second metal pattern and the third metal pattern are electrically connected through the silicide film on the surface of the semiconductor substrate through the second conductive plug and the third conductive plug. The electronic device according to
(Supplementary Note 14) The first metal pattern is formed from either copper or a copper alloy, the second metal pattern is formed from either copper or a copper alloy, and the third metal pad is any of aluminum or an aluminum alloy. 14. The electronic device according to any one of
(Supplementary Note 15) An insulating film formed above the semiconductor substrate, a first metal pattern electrically connected to an element formation region of the semiconductor substrate and exposed through the first opening of the insulating film; A second metal pattern electrically connected to the semiconductor substrate in a region around the element formation region and exposed through a second opening of the insulating film; and the semiconductor substrate in the region around the element formation region A third metal material that is electrically connected to and exposed through a third opening of the insulating film, and the first metal material of the first metal pattern and the second metal material of the second metal pattern are different in ionization tendency A step of forming a photosensitive resin film on the third metal pattern formed from, a step of exposing the photosensitive resin film, and developing the photosensitive resin film using a developer, The element Forming a fourth opening exposing the first metal pattern from the photosensitive resin film in the formation region, and removing the photosensitive resin from the surrounding region of the element formation region; Forming a bump on the first metal pattern exposed from the opening.
(Supplementary Note 16) After developing the photosensitive resin film, a blade of a cutting machine is put in the peripheral region of the element formation region of the semiconductor substrate to make the element formation region into a chip shape and the third metal Item 17. The method for manufacturing an electronic device according to Item 16, further comprising a step of removing the pattern.
(Supplementary note 17) The supplementary note 15 or the supplementary note 16, wherein a plurality of the element formation regions in the semiconductor substrate are arranged in a plane direction via a scribe line which is the peripheral region of the element formation region. Electronic device manufacturing method.
(Supplementary note 18) The electronic device according to any one of supplementary notes 15 to 17, wherein an ionization tendency of the third metal material is larger than an ionization tendency of the first metal material and the second metal material. Manufacturing method.
(Supplementary note 19) The total area of the second metal pattern per unit length along the edge of the element formation region is larger than the total area of the third metal pattern per unit length. The manufacturing method of the electronic device of 15 thru | or appendix 18.
(Supplementary note 20) Any one of Supplementary notes 15 to 18, wherein a distance between the third metal pattern and the first metal pattern is equal to or greater than a distance between the second metal pattern and the third metal pattern. The manufacturing method of the electronic device as described in one.
1 シリコン基板(半導体ウエハ)
2 半導体装置形成領域
3、22a〜22c Pウェル
4a、4b、4c 素子分離絶縁膜
10a〜10c、30a〜30d シリサイド層
12、32 p型コンタクト領域
20 スクライブライン
35a〜35c、36a〜36f 導電性プラグ
37、38、41、43、45、47、49 層間絶縁膜
40、42,44、46、48 バリア絶縁膜
50 保護絶縁膜
50c 開口部
51a〜51d、51g〜51j 銅配線
52c、53c、54c、55c 銅配線
52d、53d、54d、55d 銅配線
51e、51f 銅パターン
52a、53a、54a、55a 銅パターン
52b、53b、54b、55b 銅パターン
56a、56b 金属パターン
56c 試験用金属パッド
56d 金属パッド
61 シールリング
62 クラックストッパ
63、68 被覆絶縁膜
66b 犠牲金属パターン
66d 引出配線
63b、63d、68d 開口部
73 はんだバンプ
R 現像液
T11、T21 n型MOSトランジスタ
1 Silicon substrate (semiconductor wafer)
2 Semiconductor
Claims (5)
前記半導体基板のうちの素子形成領域内で電気的に接続され、前記絶縁膜の第1開口部を通して露出され、第1金属材料から形成された第1金属パターンと、
前記素子形成領域の周囲の領域内で前記半導体基板に電気的に接続され、前記絶縁膜の第2開口部を通して露出し、前記第1金属材料と同じイオン化傾向の第2金属材料から形成され、パターニング用の液による前記第1金属パターンの電池効果を妨げる犠牲パターンとなる第2金属パターンと、
前記第2金属パターンの総露出面積以下の総露出面積を有し、前記素子形成領域の前記周囲の領域内で前記半導体基板に電気的に接続され、前記絶縁膜の第3開口部を通して露出され、前記第1金属材料と前記第2金属材料より大きなイオン化傾向の第3金属材料から形成され、前記半導体基板を介した前記第1金属パターンとの間の第1の電子移動経路よりも前記半導体基板を介した前記第2金属パターンとの間の第2の電子移動経路の方が電気抵抗が小さくなる位置に形成された第3金属パターンと、
前記絶縁膜の上方に形成され、前記パターニング用の液を使用するパターニング処理により、前記第1金属パターンを露出する第4開口部と前記第2金属パターン及び前記第3金属パターンを露出する露出部とが形成された被覆絶縁膜と、
を有することを特徴とする電子デバイス。 An insulating film formed above the semiconductor substrate;
A first metal pattern electrically connected within an element formation region of the semiconductor substrate, exposed through a first opening of the insulating film, and formed from a first metal material ;
Electrically connected to the semiconductor substrate in a region around the element formation region, exposed through the second opening of the insulating film, and formed from a second metal material having the same ionization tendency as the first metal material; A second metal pattern serving as a sacrificial pattern that hinders the battery effect of the first metal pattern by the patterning liquid ;
Has a total exposed area of less total exposed area of the second metal pattern is electrically connected to the semiconductor substrate in the region of the periphery of the element forming region is exposed through the third opening of the insulating film , is formed from a third metal material of a larger ionization tendency than the second metal material and the first metallic material, a first of said semiconductor than electron transfer path between the first metal pattern through the semiconductor substrate A third metal pattern formed at a position where the second electron movement path between the second metal pattern and the second metal pattern through the substrate has a smaller electric resistance ;
A fourth opening that exposes the first metal pattern and an exposed portion that exposes the second metal pattern and the third metal pattern formed by patterning using the patterning liquid formed over the insulating film. A coating insulating film formed with
An electronic device comprising:
前記感光性樹脂膜を露光する工程と、
現像液を使用して前記感光性樹脂膜を現像液で現像することにより、前記素子形成領域において前記感光性樹脂膜から前記第1金属パターンを露出する第4開口部を形成するとともに、前記素子形成領域の前記周囲の領域から前記感光性樹脂を除去して前記第2金属パターン及び前記第3金属パターンを露出し、前記現像液による前記第1金属パターンの電池効果を妨げる犠牲金属パターンとして前記第2金属パターンを使用する工程と、
前記第4の開口部から露出した前記第1金属パターンの上にバンプを形成する工程と、
を有することを特徴とする電子デバイスの製造方法。 An insulating film formed above the semiconductor substrate is electrically connected within an element formation region of the semiconductor substrate, exposed through a first opening of the insulating film, and formed from a first metal material . a first metal pattern is electrically connected to the semiconductor substrate around the area of the element forming region, exposed through the second opening of the insulating film, the second metal of the same ionization tendency as the first metal material A second metal pattern formed of a material and a total exposed area equal to or less than a total exposed area of the second metal pattern, and electrically connected to the semiconductor substrate in the peripheral region of the element formation region; the exposed through the third opening of the insulating film, it is formed from a third metal material of a larger ionization tendency than the second metal material and the first metallic material, between the first metal pattern through the semiconductor substrate of On the third metal pattern towards the second electron transfer path between the second metal pattern through the semiconductor substrate than the first electron transfer path is formed at a position where electric resistance decreases, the photosensitive Forming a conductive resin film;
Exposing the photosensitive resin film;
The photosensitive resin film is developed with a developer using a developer to form a fourth opening that exposes the first metal pattern from the photosensitive resin film in the element formation region, and the element As the sacrificial metal pattern that removes the photosensitive resin from the surrounding area of the formation area to expose the second metal pattern and the third metal pattern and hinders the battery effect of the first metal pattern by the developer. Using a second metal pattern ;
Forming bumps on the first metal pattern exposed from the fourth opening;
A method for manufacturing an electronic device, comprising:
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