JPH05299415A - 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

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、半導体ウエハのストリート構造を
変えることにより、工程を追加することなく、外部より
水分の侵入を防ぐのに優れたストリート構造とすること
で、半導体装置の信頼性の向上を図る。 【構成】 半導体ウエハ１１には複数の半導体装置１２
を区分するストリート１３を設け、半導体装置１２の側
周に沿ったストリート１３上には第１の金属膜パターン
１６を形成し、この第１の金属膜パターン１６と半導体
装置１２とを覆う状態に第２の層間絶縁膜１７を形成す
る。第１の金属膜パターン１６上の第２の層間絶縁膜１
７には半導体装置１２の側周を囲む状態に溝１８を形成
し、少なくとも溝１８の内部には第２の金属膜パターン
１９を形成する。この第２の金属膜パターン１９と半導
体装置１２とを連続的に覆う状態にオーバコート膜２０
を形成したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウエハのストリ
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６により説明する。図６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。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。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４
８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を成膜する。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の成膜は、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。

【０００４】その後、図６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。

【０００５】

【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。

【０００６】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７に示す如く、ストリート４４の半導
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
の半導体ウエハ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。

【０００７】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８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。

【０００８】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。

【０００９】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を提供するこ
とを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、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
エハに形成された複数の半導体装置を区分するストリー
トの半導体ウエハ面に接触する状態にして、半導体装置
の側周に沿って第１の金属膜パターンが形成されてい
る。この第１の金属膜パターンと半導体装置とを覆う状
態に層間絶縁膜が形成されている。第１の金属膜パター
ン上の層間絶縁膜には半導体装置の側周を囲む状態に溝
が形成されている。この溝の内部には、第１の金属膜パ
ターンに接触する状態に第２の金属膜パターンが形成さ
れている。この第２の金属膜パターンと半導体装置とを
連続的に覆う状態にオーバコート膜が形成されているも
のである。あるいは、上記溝の内部に第２の金属膜パタ
ーンを形成しないで、当該溝の内部に上記オーバコート
膜を形成したものである。

【００１１】上記半導体ウエハのストリート構造の製造
方法としては、まず第１の工程で、ストリートの半導体
ウエハ面に接触する状態に、半導体装置の側周に沿って
第１の金属膜パターンを形成する。次いで第２の工程
で、第１の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、半導体装置の側周を囲む状態
に、第１の金属膜上の層間絶縁膜を形成する。続いて第
３の工程で、溝の内部に第１の金属膜パターンに接触す
る状態に第２の金属膜パターンを形成する。その後第４
の工程で、第２の金属膜パターンと半導体装置とを連続
的に覆う状態にオーバコート膜を形成する。あるいは、
上記第３の工程を行わないで、上記第４の工程で、オー
バコート膜を溝の内部と半導体装置とを連続的に覆う状
態に形成する。

【００１２】

【作用】上記半導体ウエハのストリート構造では、半導
体装置を半導体ウエハとオーバコート膜と第１の金属膜
パターンと第２の金属膜パターンとで包含したので、大
気中の水分が半導体装置の内部に侵入しない。あるいは
半導体装置を半導体ウエハとオーバコート膜と金属膜パ
ターンとで包含したので、上記同様に、大気中の水分が
半導体装置の内部に侵入しない。

【００１３】上記製造方法では、半導体装置の第１の配
線を形成する金属膜で第１の金属膜パターンを形成し、
半導体装置の第２の配線を形成する金属膜で第２の金属
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
ることが可能になる。このため、工程を増加することな
く、半導体装置が半導体ウエハとオーバコート膜と第１
の金属膜パターンと第２の金属膜パターンとで包含され
る。あるいは、半導体装置の第１の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、当該層間絶縁膜に形成するコンタクトホールと同時
に形成することが可能になる。このため上記同様に、工
程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。

【００１４】

【実施例】本発明の第１の実施例を図１の概略構成断面
図および図２のレイアウト図により説明する。なおレイ
アウト図では、各第１，第２の層間絶縁膜とオーバコー
ト膜の図示は省略する。図に示すように、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１１に形成さたストリート１３によって区分されて
いる。上記各半導体装置１２と上記ストリート１３と
は、半導体ウエハ１１の上層に形成した素子分離領域１
４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。

【００１５】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
沿って第１の金属膜パターン１６が形成されている。各
第１の金属膜パターン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。上記各第１
の金属膜パターン１６上には、各半導体装置１２に形成
した第２の層間絶縁膜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），Ａ
ｓＳＧ（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。

【００１６】各第１の金属膜パターン１６上の第２の層
間絶縁膜１７には、当該半導体装置１２の側周を囲む状
態にかつ当該第１の金属膜パターンに達する状態に溝１
８が形成されている。各溝１８の内部には、第１の金属
膜パターン１６に接触する状態に第２の金属膜パターン
１９が形成されている。この第２の金属膜パターン１９
は、例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金等の金
属で形成されている。さらに各第２の金属膜パターン１
９と各半導体装置１２とを連続的に覆う状態にオーバコ
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。

【００１７】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とオー
バコート膜２０と第１の金属膜パターン１６と第２の金
属膜パターン１９とで包含したので、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。

【００１８】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
に金属膜パターンを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。

【００１９】次に上記第１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３の製造工程図により製
造する。図３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１
２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。

【００２０】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、第１の配線を
形成する金属膜２１の２点鎖線で示す部分を除去して、
半導体装置１２の側周に沿ったストリート１３上に、第
１の金属膜パターン１６を形成する。また第１の金属膜
パターン１６を形成すると同時に半導体装置１２の第１
の配線２２を形成する。したがって、従来の第１の配線
２２を形成するプロセスで第１の金属膜パターン１６を
形成することができる。

【００２１】次いで図３の（２）に示す第２の工程を行
う。この工程では、例えば通常の化学的気相成長法によ
って、第１の金属膜パターン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、上記第１の金属膜パタ
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、第１の金属膜パターン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。

【００２２】続いて図３の（３）に示す第３の工程を行
う。この工程では、例えば通常の高温スパッタ法によっ
て、溝１８の内部とコンタクトホール２３の内部と第２
の層間絶縁膜１７の上面とに第２の配線を形成する金属
膜２４を成膜する。

【００２３】その後図３の（４）に示す第４の工程を行
う。この工程では、通常のホトリソグラフィーとエッチ
ングとによって、少なくとも溝１８の内部に第２の金属
膜パターン１９を形成する。この第２の金属膜パターン
１９は、第２の配線を形成する金属膜（２４）で形成す
ることが可能である。したがって、半導体装置１２の２
層目の配線２５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、当該第２の金属膜パターン１９を形成
することが可能になる。次いで通常の化学的気相成長法
によって、各第２の金属膜パターン１９と半導体装置１
２とを連続的に覆う状態に、例えばプラズマ窒化シリコ
ン（Ｐ−ＳｉＮ）膜よりなるオーバコート膜２０を成膜
する。

【００２４】上記製造方法では、半導体装置１２の第１
の配線を形成する金属膜２１で第１の金属膜パターン１
６を形成し、半導体装置１２の第２の配線を形成する第
２の金属膜２４で第２の金属膜パターン１９を形成し、
第２の層間絶縁膜１７に形成した溝１８を半導体装置１
２の第２の層間絶縁膜１７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との間に第
１の金属膜パターン１６と第２の金属膜パターン１９と
を形成することが可能になる。

【００２５】次に第２の実施例を図４の概略構成断面図
により説明する。図に示すストリート構造は、前記図１
で説明したストリート構造において、溝１８の内部に第
２の金属膜パターン（１９）を形成しないで、この溝１
８の内部に、第１の金属膜パターン１６に接触するオー
バコート膜２０を形成したものである。すなわち、オー
バコート膜２０は、溝１８の内部より半導体装置１２を
連続的に覆う状態に形成されている。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。

【００２６】上記第２の実施例で説明した半導体ウエハ
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とオーバコート膜２０と第１の金属膜
パターン１６とで囲んだので、各半導体装置１２に水分
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。

【００２７】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。

【００２８】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５の製造工程図により製
造する。図５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１
２の周囲の半導体ウエハ１１にはストリート１３が形成
されている。

【００２９】そしてストリート１３上に、半導体装置１
２の側周に沿って第１の金属膜パターン１６を形成する
第１の工程を行う。上記第１の工程では、第１の配線２
２も同時に形成する。続いて、第１の金属膜パターン１
６と半導体装置１２とを覆う状態に第２の層間絶縁膜１
７を形成した後、半導体装置１２の側周を囲む状態に、
第１の金属膜パターン１６上の第２の層間絶縁膜１７に
溝１８を形成する第２の工程を行う。上記第２の工程で
は、第２の層間絶縁膜１７にコンタクトホール２３も同
時に形成する。上記第１の工程および第２の工程は、上
記第１の実施例で説明した第１の工程と第２の工程と同
様なので、ここでの詳細な説明は省略する。

【００３０】次いで図５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
第１の金属膜パターン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−Ｓ
ｉＮ）膜よりなる。

【００３１】上記製造方法では、第１の配線を形成する
金属膜２１で第１の金属膜パターン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
１７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と第１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。

【００３２】

【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、半導体装置を半導体ウ
エハとオーバコート膜と第１の金属膜と第２の金属膜と
で包含したので、あるいは半導体装置を半導体ウエハと
オーバコート膜と金属膜とで包含したので、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。

【００３３】本発明の製造方法では、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第１の金属膜
パターンを形成することができる。また、半導体装置の
２層目の配線を形成する金属膜で第２の金属膜パターン
を形成することができ、しかも、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
に形成することが可能になる。このため、工程を増加す
ることなく半導体ウエハとオーバコート膜との間に第１
の金属膜パターンと第２の金属膜パターンとを形成する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例の概略構成断面図である。

【図２】第１の実施例のレイアウト図である。

【図３】第１の実施例の製造工程図である。

【図４】第２の実施例の概略構成断面図である。

【図５】第２の実施例の製造工程図である。

【図６】従来例の製造工程図である。

【図７】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８】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 第１の金属膜パターン １７ 第２の層間絶縁膜 １８ 溝 １９ 第２の金属膜パターン ２０ オーバコート膜

Claims (4)

【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であっ
   て、 前記半導体装置の側周に沿って設けたストリートの半導
   体ウエハ面に少なくとも接触する状態に形成した第１の
   金属膜パターンと、 前記第１の金属膜パターンと前記半導体装置とを覆う状
   態に形成した層間絶縁膜と、 前記半導体装置の側周を囲む状態に、前記第１の金属膜
   パターン上の前記層間絶縁膜に形成した溝と、 前記溝の内部に前記第１の金属膜パターンに接触する状
   態に形成した第２の金属膜パターンと、 前記第２の金属膜パターンと前記半導体装置とを連続的
   に覆う状態に形成したオーバコート膜とよりなることを
   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、 前記ストリートの半導体ウエハ上に、前記半導体装置の
   側周に沿って第１の金属膜パターンを形成する第１の工
   程と、 前記第１の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、前記第１の金属膜パター
   ン上の前記層間絶縁膜に、前記半導体装置の側周を囲む
   状態に溝を形成する第２の工程と、 前記溝の内部に、前記第１の金属膜パターンに接触する
   状態に第２の金属膜パターンを形成する第３の工程と、 前記第２の金属膜パターンと前記半導体装置とを連続的
   に覆う状態に、オーバコート膜を形成する第４の工程と
   よりなる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。
3. 【請求項３】 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であっ
   て、 前記半導体装置の側周に沿って前記ストリートの半導体
   ウエハ面に接続する状態に形成した金属膜パターンと、 前記金属膜パターンと前記半導体装置とを覆う状態に形
   成した層間絶縁膜と、 前記金属膜パターン上の前記層間絶縁膜に、前記半導体
   装置の側周を囲む状態にかつ当該金属膜パターンに達す
   る状態に形成した溝と、 前記溝の内部と前記半導体装置とを連続的に覆う状態に
   形成したオーバコート膜とよりなることを特徴とする半
   導体ウエハのストリート構造。
4. 【請求項４】 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、前記金属膜上の前記層間絶縁膜
   に、前記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第２の工程と、 前記溝の内部と前記半導体装置とを連続的に覆う状態
   に、オーバコート膜を形成する第３の工程とよりなるこ
   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。