JP3103912B2 - 半導体ウエハのストリート構造およびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウエハのストリ
ート構造およびその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】単結晶シリコンよりなる半導体ウエハに
搭載されている複数の半導体装置は、回路形成領域に形
成されているパッド電極上を除いて、通常オーバコート
膜によって被覆されている。このオーバコート膜は、各
半導体装置を区分するストリートで半導体ウエハに接触
している。したがって、半導体装置は、パッド電極上を
除いて、半導体ウエハとオーバコート膜とによって包含
されている。このようにして、半導体装置の耐湿性は保
たれている。

【０００３】上記構造の半導体装置で２層配線構造を形
成する場合を図３により説明する。図３の（１）に示す
ように、通常のプロセス技術によって、半導体ウエハ４
１に素子分離領域４２を設け、さらにこの素子分離領域
４２を境界にして、半導体装置４３と、当該半導体装置
４３を他の半導体装置（図示せず）と区分するストリー
ト４４とを形成する。

【０００４】次いで半導体装置４３の配線構造の製造方
法を簡単に説明する。まず、半導体装置４３の素子領域
を被覆する第１の層間絶縁膜４５を形成する。さらに第
１の層間絶縁膜４５上に１層目のアルミニウム配線４６
を形成する。同時に素子分離領域４４のストリート４３
側にアルミニウムパターン４７を形成する。このアルミ
ニウムパターン４７は、半導体ウエハ４１をダイシング
した際に生じるクラックの進展をとめる作用を有する。

【０００５】その後１層目のアルミニウム配線４６を覆
う状態に第２の層間絶縁膜４８を形成する。この第２の
層間絶縁膜４８は、大気中の水分が当該第２の層間絶縁
膜４８を通して半導体装置４３内に侵入しないようにす
るために、ストリート４４上を全て覆わない状態に形成
される。続いて２層目のアルミニウム配線を形成するア
ルミニウム膜４９の成膜する。２層目のアルミニウム配
線を形成するアルミニウム膜４９を成膜は、１層目のア
ルミニウム配線４６とのコンタクト性をよくするため
に、例えば高温スパッタ法によって行う。

【０００６】その後、図３の（２）に示す如く、通常の
ホトリソグラフィーとエッチングとによって２層目のア
ルミニウム配線を形成するアルミニウム膜（４９）で２
層目のアルミニウム配線５０を形成する。続いて半導体
装置４３を被覆する状態にオーバコート膜５１を成膜す
る。このオーバコート膜５１はストリート４４上で半導
体ウエハ４１に接続する。したがって、当該オーバコー
ト膜５１と半導体ウエハ４１とによって、半導体装置４
３を包含するので、半導体装置４３の耐湿性が確保され
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記方法
では、２層目のアルミニウム配線を形成するアルミニウ
ム膜を高温スパッタ法によって成膜したときに、アルミ
ニウムと半導体ウエハのシリコンとが反応して、半導体
ウエハのストリートの上層にアルミニウムとシリコンと
の反応領域を生成する。

【０００８】このような反応領域を生成しないようにす
るには、例えば図４に示す如く、ストリート４４におけ
る半導体ウエハ４１の上面に、第２の層間絶縁膜４８を
残す。その後、２層目のアルミニウム配線を形成するア
ルミニウム膜４９（以下アルミニウム膜４９と記す）を
成膜することにより、このアルミニウム膜４９と半導体
ウエハ４１とが接触しなくなる。したがって、ストリー
ト４４における半導体ウエハ４１の上層には、アルミニ
ウムとシリコンとの反応領域は形成されない。

【０００９】ところが上記のように第２の層間絶縁膜４
８を残した場合には、図５に示すように、２層目のアル
ミニウム配線５０を含む半導体装置４３の回路形成領域
５２（２点鎖線で囲む部分）を覆う状態にオーバコート
膜５１を形成しても、回路形成領域５２と半導体装置４
３の外部とが第２の層間絶縁膜４８によって隔離されな
くなる。すなわち、第２の層間絶縁膜４８は、ＢＰＳＧ
（ホウ素リンシリケートガラス），ＰＳＧ（リンシリケ
ートガラス），ＡｓＳＧ（ヒ素シリケートガラス）また
はＳＯＧ（スピンオンガラス）等で形成されるので、矢
印で示すように、水分が第２の層間絶縁膜４８を通して
回路形成領域５２に侵入する。この結果、半導体装置４
３の耐湿性が低下して、半導体装置４３の信頼性が低く
なる。

【００１０】上記課題を解決するには、２層目のアルミ
ニウム配線５０を形成した後、ストリート４４上に形成
さている第２の層間絶縁膜４８を除去すればよい。しか
し第２の層間絶縁膜４８を除去するには、ホトリソグラ
フィー工程とエッチング工程とレジスト処理工程とを新
たに行わなければならない。このため、工程数が大幅に
増加することになるので、スループットが低下する。

【００１１】本発明は、工程を追加することなく、耐湿
性に優れた半導体ウエハのストリート構造およびその製
造方法を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の半導体ウエハの
ストリート構造は、上記目的を達成するためになされた
ものである。すなわち、半導体ウエハに搭載された複数
の半導体装置を区分する半導体ウエハのストリート構造
において、前記各半導体装置の側周に沿って前記半導体
ウエハ面に接触するように形成された金属膜パターン
と、前記金属膜パターンを覆うように前記半導体ウエハ
上に形成された層間絶縁膜と、前記各半導体装置の側周
に沿って前記金属膜パターンに達するように前記層間絶
縁膜に形成された溝と、前記各半導体装置の側周に沿っ
て前記溝の内部を通じて前記金属膜パターンに接触しか
つ前記各半導体装置を覆うように形成されたオーバコー
ト膜とを備えたものである。

【００１３】本発明の半導体ウエハのストリート構造の
製造方法は、第１の工程で、ストリート上に、半導体装
置の側周に沿って金属膜パターンを形成する。次いで第
２の工程で、金属膜パターンと半導体装置とを覆う状態
に層間絶縁膜を形成した後、金属膜パターン上の層間絶
縁膜に、半導体装置の側周を囲む状態にかつ当該金属膜
パターンに接触する状態に溝を形成する。そして、金属
膜パターンに接触するように溝の内部を埋め込むととも
に、それに連続して半導体装置を覆うオーバコート膜を
形成する。

【００１４】

【作用】上記半導体ウエハのストリート構造では、各半
導体装置の側周に沿って半導体ウエハ面に接触するよう
に金属膜パターンが形成されていて、各半導体装置の側
周に沿ってその金属膜パターンに接触し、かつ各半導体
装置を覆うようにオーバコート膜が形成されているの
で、各半導体装置は半導体ウエハとオーバコート膜と金
属膜パターンとで包含された状態となっている。そのた
め、大気中の水分は、半導体ウエハ、金属膜パターンお
よびオーバコート膜によって侵入を阻止され、半導体装
置の内部に侵入しない。

【００１５】上記半導体ウエハのストリート構造の製造
方法では、半導体装置が半導体ウエハと金属膜パターン
とオーバコート膜とで包含される。しかも、半導体装置
に用いる配線を形成する金属膜で金属膜パターンを形成
し、層間絶縁膜に形成した溝を、半導体装置に用いた層
間絶縁膜に形成するコンタクトホールと同時に形成する
ことにより、工程数を増加することなく、半導体装置が
半導体ウエハと金属膜パターンとオーバコート膜とで包
含される。

【００１６】

【実施例】本発明の半導体ウエハのストリート構造に係
る実施例を、図１の概略構成断面図により説明する。

【００１７】図１に示すように、半導体ウエハ１１に
は、例えばマトリクス状に複数の半導体装置１２が形成
されている。各半導体装置１２は、当該半導体ウエハ１
１に形成さたストリート１３によって区分されている。

【００１８】上記各半導体装置１２と上記ストリート１
３とは、半導体ウエハ１１の上層に形成した素子分離領
域１４によって区分されている。素子分離領域１４の上
面には、各半導体装置１２に形成した第１の層間絶縁膜
１５が形成されている。

【００１９】上記ストリート１３の上面には、半導体ウ
エハ１１に接触する状態で、各半導体装置１２の側周に
沿って金属膜パターン１６が形成されている。各金属膜
パターン１６は、例えばアルミニウムまたはアルミニウ
ム合金等の金属で形成される。上記各金属膜パターン１
６上には、各半導体装置１２に形成した第２の層間絶縁
膜（請求項でいう層間絶縁膜に相当）１７が形成されて
いる。この第２の層間絶縁膜１７は、例えばＢＰＳＧ
（ホウ素リンシリケートガラス），ＰＳＧ（リンシリケ
ートガラス），ＡｓＳＧ（ヒ素シリケートガラス）また
はＳＯＧ（スピンオンガラス）等で形成される。

【００２０】各金属膜パターン１６上における第２の層
間絶縁膜１７には、当該半導体装置１２の側周を囲むよ
うにかつ当該第１の金属膜パターン１６に達するように
溝１８が形成されている。さらに各半導体装置１２を覆
うとともに上記溝１８の内部を通じて金属膜パターン１
６に接触するようにオーバコート膜２０が形成されてい
る。上記の如くに、半導体ウエハ１１のストリート１３
が構成されている。

【００２１】上記半導体ウエハ１１のストリート１３の
構造では、各半導体装置１２を半導体ウエハ１１、オー
バコート膜２０、および金属膜パターン１６で囲んだの
で、各半導体装置１２の内部に大気中の水分が入り込ま
なくなる。したがって、各半導体装置１２の耐湿性は向
上する。

【００２２】また、上記金属膜パターン１６は以下のよ
うに形成されていてもよい。すなわち、前記図１によっ
て説明した実施例において、第１の層間絶縁膜１５はス
トリート１３上にも形成されていて、かつストリート１
３における第１の層間絶縁膜１５に、半導体装置１２の
側周を囲む状態にかつ半導体ウエハ１１の表面に達する
状態に溝（図示せず）が形成されている。そのような溝
の内部より半導体ウエハ１１の表面に接触する状態に、
上記金属膜パターン１６が形成されていてもよい。この
金属膜パターン１６は、第１の層間絶縁膜１５上にその
一部が形成されていてもよく、または溝の内部のみに形
成されたものであってもよい。また金属膜パターン１６
は、溝１８の内部に形成される第１の金属埋め込み部
と、第１の層間絶縁膜１５上に形成される第１の金属パ
ターン部とからなるものであって、第１の金属埋め込み
部と第１の金属パターン部とが同一材料の金属で形成さ
れていても、別材料の金属で形成されていてもよい。

【００２３】上記実施例では、２層配線構造の半導体装
置について説明したが、例えば３層構造以上に配線を積
層した構造の半導体装置についても、第２の層間絶縁膜
より上層に形成される層間絶縁膜に対して、上記第２の
層間絶縁膜に形成した溝と同様の溝を形成し、その溝内
にオーバコート膜を上記同様に形成することにより、半
導体装置の耐湿性の向上が図れる。

【００２４】次に上記第２の実施例で説明したストリー
ト１３の構造の製造方法を、図２の製造工程図により製
造する。

【００２５】図２の（１）に示すように、半導体ウエハ
１１には、半導体装置１２が配設されていて、半導体装
置１２の周囲の半導体ウエハ１１には素子分離領域１４
で区分されるストリート１３が形成されている。

【００２６】まず第１の工程を行う。この工程では、半
導体装置１２とストリート１３とを覆う状態に第１の配
線を形成する金属膜２１を成膜する。次いで通常のホト
リソグラフィーとエッチングとによって、金属膜２１を
パターニングして半導体装置１２の側周に沿ったストリ
ート１３上に、金属膜パターン１６を形成する。同時に
半導体装置１２の第１の配線２２も金属膜２１で形成す
る。したがって、従来の第１の配線２２を形成するプロ
セスで金属膜パターン１６を形成することができる。

【００２７】続いて、第２の工程として、例えば通常の
化学的気相成長法によって、金属膜パターン１６と半導
体装置１２とを覆う状態に第２の層間絶縁膜（請求項で
いう層間絶縁膜に相当）１７を形成する。その後通常の
ホトリソグラフィーとエッチングとによって、半導体装
置１２の側周を囲む状態に、金属膜パターン１６上の第
２の層間絶縁膜１７に溝１８を形成する。この溝１８
は、金属膜パターン１６に達する状態に形成される。上
記ホトリソグラフィーとエッチングとによって、第２の
層間絶縁膜１７に上記溝１８と同時にコンタクトホール
２３を形成する。したがって、従来のコンタクトホール
２３を形成するホトリソグラフィーとエッチングとによ
って、溝１８を形成することが可能になる。

【００２８】次いで図２の（２）に示す第３の工程を行
う。この工程では、例えば通常配線形成工程によって、
半導体装置１２の２層目の配線２５を形成する。その
後、通常の化学的気相成長法によって、溝１８の内部で
金属膜パターン１６に接続しかつ半導体装置１２におけ
る第２の配線２５と第２の層間絶縁膜１７とを連続的に
覆うオーバコート膜２０を形成する。このオーバコート
膜２０は、例えばプラズマ窒化シリコン（Ｐ−ＳｉＮ）
膜よりなる。

【００２９】上記製造方法では、第１の配線２２を形成
する金属膜２１で金属膜パターン１６を形成し、第２の
層間絶縁膜１７に形成した溝１８を第２の層間絶縁膜１
７に形成するコンタクトホール２３と同時に形成する。
このため、工程を増加することなく、半導体ウエハ１１
とオーバコート膜２０と１層の金属膜パターン１６とに
よって半導体装置１２を包含することが可能になる。

【００３０】

【発明の効果】以上、説明したように本発明の半導体ウ
エハのストリート構造によれば、半導体装置が半導体ウ
エハとオーバコート膜と１層の金属膜パターンとで包含
されているので、半導体装置の内部に大気中の水分が侵
入するのを防ぐことができる。よって、半導体装置の耐
湿性の向上が図れる。

【００３１】本発明の製造方法によれば、半導体ウエハ
とオーバコート膜との間に金属膜パターンを形成するこ
とができるので、半導体装置を半導体ウエハとオーバコ
ート膜と１層の金属膜パターンとで包含することができ
る。よって、半導体装置の耐湿性を確保した半導体ウエ
ハを製造することができる。しかも、半導体装置の第１
の配線を形成する第１の金属配線形成膜で金属膜パター
ンを形成し、層間絶縁膜に形成した溝を当該層間絶縁膜
に形成するコンタクトホールと同時に形成することによ
り、工程数を増加することなく上記構成を形成すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例を示す概略構成断面図である。

【図２】実施例を示す製造工程図である。

【図３】従来例の製造工程図である。

【図４】アルミニウムとシリコンとの反応を防止する方
法の説明図である。

【図５】課題の説明図である。

【符号の説明】

１１…半導体ウエハ、１２…半導体装置、１３…ストリ
ート、１６…金属膜パターン、１７…第２の層間絶縁
膜、１８…溝、２０…オーバコート膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/316 H01L 21/318

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体ウエハに搭載された複数の半導体
   装置を区分する半導体ウエハのストリート構造におい
   て、 前記各半導体装置の側周に沿って前記半導体ウエハ面に
   接触するように形成された金属膜パターンと、 前記金属膜パターンを覆うように前記半導体ウエハ上に
   形成された層間絶縁膜と、 前記各半導体装置の側周に沿って前記金属膜パターンに
   達するように前記層間絶縁膜に形成された溝と、 前記各半導体装置の側周に沿って前記溝の内部を通じて
   前記金属膜パターンに接触しかつ前記各半導体装置を覆
   うように形成されたオーバコート膜とを備えたことを特
   徴とする半導体ウエハのストリート構造。
2. 【請求項２】 半導体ウエハに搭載された複数の半導体
   装置を区分する半導体ウエハのストリート構造の製造方
   法であって、 前記ストリート上に、前記半導体装置の側周に沿って金
   属膜パターンを形成する第１の工程と、 前記金属膜パターンと前記半導体装置とを覆う状態に層
   間絶縁膜を形成した後、前記層間絶縁膜に前記半導体装
   置の側周にわたって前記金属膜パターンに達する溝を形
   成する第２の工程と、 前記金属膜パターンに接触するように前記溝の内部を埋
   め込むとともに、連続して前記半導体装置を覆うオーバ
   コート膜を形成する第３の工程とを備えたことを特徴と
   する半導体ウエハのストリート構造の製造方法。