KR20060112115A - Method for fabricating semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래 기술에 따른 웨이퍼에 반도체 칩 단위로 스크라이브 레인이 형성된 것을 도시한 평면도.1 is a plan view illustrating a scribe lane formed in a semiconductor chip unit on a wafer according to the related art.
도 2는 종래 기술에 따라 웨이퍼가 절단된 것을 도시한 평면도.2 is a plan view showing a wafer cut in accordance with the prior art;
도 3 및 도 4는 종래 기술에 따른 반도체 제조 방법을 도시한 단면도들.3 and 4 are cross-sectional views showing a semiconductor manufacturing method according to the prior art.
도 5는 종래 기술에 따른 필름 필링 현상을 나타낸 사진.Figure 5 is a photograph showing a film peeling phenomenon according to the prior art.
도 6은 본 발명에 따른 웨이퍼에 스크라이브 레인이 형성된 것을 도시한 평면도.Figure 6 is a plan view showing the scribe lane formed on the wafer according to the present invention.
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 반도체 제조 방법을 도시한 단면도들.7 and 8 are cross-sectional views showing a semiconductor manufacturing method according to the present invention.
본 발명은 반도체 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명은 다이 소잉(Die Sawing) 공정에서 발생할 수 있는 더미 다이 영역의 층간 물질들이 들떠서 일어나는 필름 필링 현상을 방지하기 위하여, 웨이퍼의 더미 다이 영역에도 메탈 콘택 및 스크라이브 레인을 형성함으로써, 더미 다이에 집중되는 스트레스를 분산시키고 후속의 공정에서 발생할 수 있는 필름 필링 현상을 방지하고 반도체 소자의 수율 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 반도체 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor, and the present invention relates to a metal contact and also to the dummy die region of the wafer in order to prevent the film peeling phenomenon caused by the interlayer materials of the dummy die region that may occur in the die sawing process. By forming a scribe lane, the present invention relates to a semiconductor manufacturing method capable of dispersing stress concentrated in a dummy die, preventing film peeling that may occur in subsequent processes, and improving yield and reliability of semiconductor devices.
고집적 반도체 제조 공정에 있어서, 전체적인 두께를 감소시키기 위하여 반도체 소자의 각 층간두께를 감소시켜야 하는 문제가 있다. 각 층간 두께가 얇아질 경우 반도체 제조 공정이 진행되면서 받을 수 있는 스트레스를 적절히 분산하지 않으면 이로 인하여 각 층간 물질들이 들떠서 떨어지는 필링(Peeling) 현상이 일어 날 수 있다. 이러한 필름 필링 현상은 특히 다이 소잉 공정에서 주로 발생한다. 다이 소잉 공정은 웨이퍼에 형성된 각 반도체 칩 단위로 절단하는 공정이다.In the highly integrated semiconductor manufacturing process, there is a problem in that the thickness of each layer of the semiconductor device must be reduced in order to reduce the overall thickness. When the thickness of each layer becomes thinner, if the stress that can be received during the semiconductor manufacturing process is not properly distributed, this may cause the peeling phenomenon of falling of each of the interlayer materials. This film peeling phenomenon occurs mainly in the die sawing process. The die sawing step is a step of cutting each semiconductor chip unit formed on the wafer.
도 1은 종래 기술에 따른 웨이퍼에 반도체 칩 단위로 스크라이브 레인이 형성된 것을 도시한 평면도이다.1 is a plan view illustrating a scribe lane formed in a semiconductor chip unit on a wafer according to the related art.
도 1을 참조하면, 웨이퍼(10) 상에 소정의 반도체 소자(미도시)들이 형성되어 반도체 칩을 이루는 넷 다이 영역(1000a)이 구비되어 있다. 그리고, 각 반도체 칩에 대한 경계면을 따라 스크라이브 레인(80)이 형성되어 있다. 여기서, 스크라이브 레인(80)은 더미 다이 영역(1000b)에는 형성되지 않는다.Referring to FIG. 1, a
도 2는 종래 기술에 따라 웨이퍼가 절단된 것을 도시한 평면도이다.2 is a plan view showing a wafer cut according to the prior art.
도 2를 참조하면, 스크라이브 레인(80)을 따라 웨이퍼를 절단한 것으로, 더미 다이 영역(1000b)도 스크라이브 레인(80)이 형성된 것을 볼 수 있다.Referring to FIG. 2, the wafer is cut along the
도 3 및 도 4는 종래 기술에 따른 반도체 제조 방법을 도시한 단면도들이다.3 and 4 are cross-sectional views illustrating a semiconductor manufacturing method according to the prior art.
도 3을 참조하면, 웨이퍼(10) 상부에 소정의 하부 구조물(20)들이 구비되고, 그 상부에 제 1 층간절연막(30), 제 1 금속 배선(40), 제 2 층간절연막(50) 및 제 2 금속 배선(60)이 순차적으로 형성된다. 특히, 직접적인 회로를 구성하는 넷 다이 영역(1000a)의 제 1 및 제 2 층간절연막(30, 50)에는 각각 제 1 콘택 플러그 및 제 2 콘택 플러그(35, 55)이 형성되어 반도체 하부 구조물(20)과 금속 배선들을 전기적으로 연결시킨다.Referring to FIG. 3, predetermined
이와 같이 소정의 반도체 칩을 완성하고 후속의 패키지 공정을 수행하기 전에 반도체 기판을 보호하기 위한 패시베이션 및 패드오픈용 감광막(70)을 형성한다. 또한, 넷 다이 영역(1000a) 및 더미 다이 영역(1000b)의 경계영역의 감광막을 노출 시키고, 소정의 하부 층을 식각하여 스크라이브 레인(80)을 형성한다.In this way, the passivation and pad-opening
도 4를 참조하면, 스크라이브 레인(80)을 가이드 라인으로 사용하여 웨이퍼(10)를 절단하는 다이 소잉 공정을 수행한다. 이때, 각 층간 물질들의 두께가 얇기 때문에 공정을 진행하면서 받을 수 있는 스트레스를 견디지 못하고 떨어져 일어날 수 있다. 특히, 더미 다이 영역(1000b)은 넷 다이 영역(1000a) 보다 상대적으로 넓은 영역에 단일 층간 물질로 형성되므로 각 층간물질들이 한 번에 모두 떨어져 나오면서 결함으로 작용할 위험이 높다.Referring to FIG. 4, the die sawing process of cutting the
도 5는 종래 기술에 따른 필름 필링 현상을 나타낸 사진이다.5 is a photograph showing a film peeling phenomenon according to the prior art.
도 5에서 보는 바와 같이 필름 필링 현상이 더미 다이 영역의 전 영역에 걸쳐 넓은 면적을 차지하면서 발생하기 때문에 후속의 반도체 제조 공정을 진행하면서 큰 결함으로 작용하게 된다. 따라서, 반도체 소자의 수율을 감소시키고, 신뢰성을 크게 저하시키는 문제가 발생한다.As shown in FIG. 5, the film peeling phenomenon occurs while occupying a large area over the entire area of the dummy die region, thereby acting as a large defect during the subsequent semiconductor manufacturing process. Therefore, there arises a problem of decreasing the yield of the semiconductor element and greatly reducing the reliability.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 웨이퍼의 더미 다이 영역 에도 메탈 콘택을 형성하고, 스크라이브 레인을 형성하여 더미 다이 영역을 부분적으로 절단함으로써, 다이 소잉 공정에서 발생할 수 있는 더미 다이 영역의 층간 물질 들뜨는 필름 필링 현상을 방지할 수 있는 반도체 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.In order to solve the above problems, the present invention forms a metal contact also in the dummy die region of the wafer, and by forming a scribe lane to partially cut the dummy die region, the interlayer of the dummy die region that may occur in the die sawing process It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a semiconductor capable of preventing a film lifting phenomenon from lifting.
이상의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 반도체 제조 방법은,In order to achieve the above object, a semiconductor manufacturing method according to the present invention,
넷 다이 영역 및 더미 다이 영역이 구비된 하부 구조물을 포함하는 웨이퍼 전면에 제 1 층간절연막을 형성하는 단계와,Forming a first interlayer dielectric film on a front surface of the wafer including a lower structure having a net die region and a dummy die region;
상기 제 1 층간절연막을 통하여 상기 넷 다이 영역 및 더미 다이 영역의 상기 하부 구조물과 접속되는 제 1 콘택 플러그를 각각 형성하는 단계와,Forming first contact plugs respectively connected to the substructures of the net die region and the dummy die region through the first interlayer insulating film;
상기 넷 다이 영역 및 더미 다이 영역의 제 1 콘택 플러그와 각각 접속되는 제 1 금속 배선 및 제 1 금속층을 형성하는 단계와,Forming a first metal wiring and a first metal layer connected to first contact plugs of the net die region and the dummy die region, respectively;
전체 표면 상부에 제 2 층간절연막을 형성하는 단계와,Forming a second interlayer insulating film over the entire surface;
상기 제 2 층간절연막을 통하여 상기 제 1 금속 배선 및 제 1 금속층에 각각 접속되는 제 2 콘택 플러그를 형성하는 단계와,Forming a second contact plug respectively connected to the first metal wiring and the first metal layer through the second interlayer insulating film;
상기 제 2 콘택 플러그와 접속되는 제 2 금속 배선 및 제 2 금속층을 상기 넷 다이 영역 및 더미 다이 영역에 각각 형성하는 단계와,Forming a second metal wire and a second metal layer connected to the second contact plug in the net die region and the dummy die region, respectively;
상기 넷 다이 영역과 더미 다이 영역의 경계부 및 상기 더미 다이의 소정 영역에 스크라이브 레인을 정의하는 단계 및Defining a scribe lane at a boundary between the net die area and the dummy die area and a predetermined area of the dummy die; and
상기 스크라이브 레인을 따라 상기 웨이퍼를 절단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.And cutting the wafer along the scribe lanes.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 반도체 소자의 형성 방법에 관하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of forming a semiconductor device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 6은 본 발명에 따른 웨이퍼에 스크라이브 레인이 형성된 것을 도시한 평면도이다.6 is a plan view illustrating a scribe lane formed on a wafer according to the present invention.
도 6을 참조하면, 소정의 반도체 소자(미도시)들이 형성된 웨이퍼(100)의 넷 다이 영역(2000a)에 대한 경계를 따라 스크라이브 레인(180)이 형성되어 있다. 본 발명에서는 스크라이브 레인(180)이 더미 다이 영역(2000b)에도 형성되며, 더미 다이 영역(2000b)의 스크라이브 레인(180)은 넷 다이 영역(2000a)과 동일한 간격 및 폭으로 형성되는 것이 바람직하다.Referring to FIG. 6, a
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 반도체 제조 방법을 도시한 단면도들이다.7 and 8 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor according to the present invention.
도 7을 참조하면, 웨이퍼(100) 상부의 중심영역에는 실제적으로 구동가능한 반도체 소자들이 형성되는 넷 다이 영역(2000a)이 구비되고, 웨이퍼(100)의 주변 영역에는 더미 다이 영역(2000b)이 구비된다.Referring to FIG. 7, a
먼저 웨이퍼(100) 표면에 구비되는 반도체 소자 하부 구조물(120)로 게이트(미도시), 비트라인(미도시) 및 캐패시터(미도시)등이 있으며, 상기와 같은 하부 구조들이 넷 다이 영역(2000a)에 형성되는 것이다.First, the semiconductor device
다음에는, 하부 구조물(120)을 포함하는 웨이퍼(100) 전면에 제 1 층간절연막(130)을 형성하고, 제 1 층간절연막(130)을 통하여 넷 다이 영역(2000a) 및 더미 다이 영역(2000b)의 하부 구조물(120)과 접속되는 제 1 콘택 플러그(135)를 각각 형성한다. Next, a first interlayer
그 다음에는, 넷 다이 영역(2000a) 및 더미 다이 영역(2000b)의 제 1 콘택 플러그(135)와 각각 접속되는 제 1 금속 배선(140) 및 제 1 금속층(145)을 형성한다. 이때, 넷 다이 영역(2000a)의 제 1 금속 배선(140)은 회로를 구성하므로 여러 개의 선들로 나누어지지만, 더미 다이 영역(2000b)의 제 1 금속층(145)은 회로 구성과는 관련이 없으므로 더미 다이 영역(2000b) 전면에 형성된다.Next, the
그 다음에는, 웨이퍼(100) 전면에 제 2 층간절연막(150)을 형성하고, 제 2 층간절연막(150)을 통하여 상기 제 1 금속 배선(140) 및 제 1 금속층(145)에 각각 접속되는 제 2 콘택 플러그(155)를 형성한다.Next, a second
그 다음에는, 제 2 콘택 플러그(155)와 접속되는 제 2 금속 배선(160) 및 제 2 금속층(165)을 넷 다이 영역(2000a) 및 더미 다이 영역(2000b)에 각각 형성한다.Next, the
그 다음에는, 웨이퍼(100) 전면에 페시베이션 및 패드 오픈 용 감광막(미도시)을 형성한 후 넷 다이 영역(2000a)과 더미 다이 영역(2000b)의 경계 및 소정 영역의 더미 다이 영역(2000b)을 식각하여 스크라이브 레인 예정 영역을 노출 시키는 감광막 패턴(170)을 형성한다. 이때, 페시베이션용 감광막은 포지티브 감광막인 것이 바람직하다. 또한, 패드 오픈 마스크를 사용한 사진 식각 공정으로 스크라이브 레인 예정 영역을 노출 시키되, 더미 다이 영역(2000b)에 형성될 스크라이브 레인이 넷 다이 영역(2000a)의 스크라이브 레인과 동일한 간격을 갖도록 하는 것이 바람직하다.Next, after forming a passivation and pad opening photosensitive film (not shown) on the entire surface of the
마지막으로, 상기 감광막 패턴(170)을 식각 마스크로 하고 노출된 영역 하부 의 제 2 층간절연막(150), 제 2 금속 배선(160) 및 제 1 금속배선(140)을 식각하여 스크라이브 레인(180)을 형성한다. 스크라이브 레인(180)은 후속의 웨이퍼(100) 절단 시 가이드라인이 된다.Lastly, the
도 8을 참조하면, 스크라이브 레인(180)을 따라 웨이퍼(100)를 절단하는 다이 소잉 공정을 수행한다. 이때, 감광막 패턴(170)은 더미 다이 영역(2000b)에 형성되는 제 1 콘택 플러그(135) 및 제 2 콘택 플러그(155)에 의해서 고정된다. 따라서, 각 층간 물질에 작용하는 스트레스를 분산 시킬 수 있고, 필링 현상을 방지할 수 있다. 또한, 더미 다이 영역(2000b)의 중간 부분도 절단해 줌으로써, 더미 다이 영역(2000b)의 전면에 가해지는 스트레스를 분산시킬 수 있다.Referring to FIG. 8, a die sawing process of cutting the
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 웨이퍼의 더미 다이 영역에도 메탈 콘택을 형성하고, 스크라이브 레인을 형성하여 더미 다이 영역을 부분적으로 절단함으로써, 다이 소잉 공정에서 발생할 수 있는 더미 다이 영역의 층간 물질 들뜨는 필름 필링 현상을 방지할 수 있다. 따라서, 후속의 공정에서 필름 필링에 의해서 반도체 소자의 불량이 발생할 위험이 떨어져 수율이 향상되고, 반도체 소자의 신뢰성을 높일 수 있는 효과를 제공한다.As described above, the present invention forms a metal contact also in the dummy die region of the wafer, forms a scribe lane to partially cut the dummy die region, thereby lifting the interlayer material of the dummy die region that may occur in the die sawing process. Peeling phenomenon can be prevented. Accordingly, in the subsequent process, the film peeling reduces the risk of defects in the semiconductor device, thereby improving the yield and providing an effect of increasing the reliability of the semiconductor device.
아울러 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위한 것으로, 당업자라면 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상과 범위를 통해 다양한 수정, 변경, 대체 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.In addition, a preferred embodiment of the present invention is for the purpose of illustration, those skilled in the art will be able to various modifications, changes, substitutions and additions through the spirit and scope of the appended claims, such modifications and changes are the following claims It should be seen as belonging to a range.
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