JPH08172062A - 半導体ウエハ及び半導体ウエハの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 保護膜と機能配線との密着性を確保できる半
導体ウエハ及びその製造方法を提供する。 【構成】 機能配線５０が形成された複数の半導体装置
領域２０が同一の基板３０上に配置され、機能配線５０
を覆う状態で基板３０上に成膜された保護膜４０を除去
してなるスクライブライン１０を各半導体装置領域２０
間に配置してなる半導体ウエハ１において、スクライブ
ライン１０と機能配線５０との間にスクライブライン１
０に沿って周縁パターン６０を配置する。周縁パターン
６０は、機能配線５０と同一プロセスで形成されたもの
である。保護膜４０は第１〜第３保護膜４１〜４３の３
層からなり、周縁パターン６０は基板３０から最上層の
第３保護膜４３の内部にまで達する。これによって、各
保護膜４０の端部に掛かる力が周縁パターン６０で分断
され、保護膜４０の剥がれや割れが防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の半導体装置が形
成される半導体ウエハの構造及び半導体ウエハの製造方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】基板上に複数の半導体装置が配列される
半導体ウエハには、基板上を覆う保護膜を除去してなる
スクライブラインやダイシングライン（以下、スクライ
ブラインと記す）が設けられる。このスクライブンライ
ンは、各半導体装置が配置されている領域を区切る位置
に配置され、半導体ウエハを各半導体装置毎のチップ状
に分割する際には、このスクライブラインに沿って半導
体ウエハを切断する。

【０００３】そして、例えば特開平４−２５１９６０号
公報に示される半導体ウエハでは、このスクライブライ
ンが配置される基板部分に多結晶半導体が充填された溝
が形成されている。上記構成の半導体ウエハでは、例え
ばダイシング・ソーで当該半導体ウエハを切断する際に
基板に加わる衝撃が上記溝内の多結晶半導体で吸収さ
れ、この衝撃によって単結晶からなる基板部分にダメー
ジが加わることが防止される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の半導体
ウエハには、以下のような課題があった。すなわち、上
記半導体ウエハをダイシング・ソーで切断する際には、
上記スクライブラインの内壁を構成する保護膜の断面に
ダイシング・ソーの側壁が接触する場合がある。このよ
うな場合に、上記保護膜が有機系材料からなるもので
は、保護膜がカッタ−に粘着してその端部が捲くれ上が
る。また、保護膜が酸化シリコンまたは窒化シリコン等
の硬脆材料からかるものでは、ダイシング・ソーから伝
わる振動で保護膜にクラックが発生する。

【０００５】上記構造の半導体ウエハでは、これらの保
護膜がスクライブラインから半導体装置を構成する機能
配線の配置部にまで一様に繋がっている。このため、上
記保護膜の剥がれやクラックが上記機能配線の配置部分
にまで達し易く、保護膜と機能配線及び当該機能配線の
配置部分での異なる材質の保護膜間の密着性が劣化する
と言う問題がある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の半導体ウエハは、基板上の保護膜を除去して
なるスクライブラインが配置された半導体ウエハにおい
て、このスクライブラインと半導体装置を構成する機能
配線との間に周縁パターンを配置する。この周縁パター
ンは、保護膜に埋め込まれる状態で上記基板にまで達す
るものであり、上記スクライブラインに沿って配置され
る。

【０００７】また、上記半導体ウエハの製造方法は、上
記機能配線を形成する際に当該機能配線と同一の工程で
上記周縁パターンを形成する。

【０００８】

【作用】上記半導体ウエハには、機能配線とスクライブ
ラインとの間に保護膜に埋め込まれる状態で基板にまで
達する周縁パターンが配置されていることから、当該保
護膜は周縁パターンの配置部分で分断された状態にな
る。このため、スクライブライン近傍の保護膜にかかる
力は、周縁パターンより内側の保護膜部分に伝わり難
い。

【０００９】そして、上記半導体ウエハの製造方法で
は、半導体装置を構成する機能配線と同一工程で上記周
縁パターンを形成することによって、周縁パターンを形
成する工程を特別に設ける必要なく上記半導体ウエハが
形成される。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１の構成図に基づ
いて説明する。ここで、図１（１）は、実施例の半導体
ウエハ１とその要部を拡大した平面図であり、図１
（２）は上記平面図のＡ−Ａ’部分の断面図である。半
導体ウエハ１には、スクライブラインやダイシングライ
ン（以下、スクライブラインと記す）１０で仕切られた
複数の半導体装置領域２０が配列されている。また、上
記半導体領域２０の基板３０上には機能配線５０が配置
され、この機能配線５０とスクライブライン１０との間
の半導体装置領域２０にはスクライブライン１０に沿っ
て周縁パターン６０が配置される。

【００１１】上記スクライブライン１０は、基板３０上
を覆う保護膜４０に形成されたスペース部分で構成され
る線である。上記保護膜４０は、上記機能配線５０と周
縁パターン６０とを覆う状態で基板３０上に形成された
絶縁性の膜であり、例えば下層から第１保護膜４１，第
２保護膜４２，第３保護膜４３の順に当該基板３０上に
成膜されている。例えばここでは、第１保護膜４１は窒
化シリコンからなり、第２保護膜４２及び第３保護膜４
３はポリイミドからなるものとする。

【００１２】上記機能配線５０は、半導体装置を構成す
る配線であり、ボンディングパッド５０ａやその他の回
路５０ｂからなる。また、上記周縁パターン６０は、基
板３０から第３保護膜４３の内部にまで達するものであ
り、例えば機能配線５０と同一のプロセスで形成された
ダミー配線からなる。この周縁パターン６０の平面形状
は、例えば矩形状であり、スクライブライン１０に沿っ
て半導体装置領域２０に配置される機能配線５０を囲む
ようにその長手方向に一定間隔で配置されている。

【００１３】上記の他にも、周縁パターン６０は、例え
ばその平面形状がライン状や一連のリング状でも良く、
また配置状態も一列に限定されず２列以上の複数列でも
よい。

【００１４】上記構成の半導体ウエハ１では、スクライ
ブライン１０で囲まれた半導体装置領域２０に配置され
た周縁パターン６０によって保護膜４０がスクライブラ
イン１０に沿った周縁部分とその内側の部分とに分断さ
れた状態になる。このため、例えば図２に示すように、
半導体ウエハ１を各半導体装置領域２０毎にダイシング
・ソー７で切断してチップ状にする場合にダイシング・
ソー７の側面がスクライブライン１０の内壁を構成する
保護膜４０に接触して保護膜４０の端部が捲れ上がって
も、保護膜４０の端部に加わった力が周縁パターン６０
より内側に伝わることが防止される。

【００１５】このため、図３に示すように機能配線５０
に接触する保護膜４０部分では、窒化シリコン膜からな
る第１保護膜４１にクラックが入ることが防止され、ポ
リイミドからなる第２及び第３保護膜４２，４３が第１
保護膜４１及び機能配線５０から剥がれることが防止さ
れる。したがって、保護膜４０と機能配線５０との密着
性が保たれる。そして、例えば、第３保護膜４３の端部
を上方向に引っ張る力が働いても、第２及び第３保護膜
４２，４３が剥がれたり、第２保護膜４２に接着した状
態の第１保護膜４１が割れることが防止される。

【００１６】以下に、上記半導体ウエハ１の製造方法の
一例を図４，図５に基づいて説明する。ここでは、上記
周縁パターン６０が、矩形状である場合を例に取って説
明を行う。先ず図４（１）に示すように、ｎ型の拡散層
３１とゲート電極３２とが形成された基板３０上に、リ
フトオフ法によって上記機能配線（５０）の一部となる
オーミック電極５１と周縁パターン（６０）の一部とな
るダミー電極６１とを同一のマスクを用いて形成する。

【００１７】上記基板３０はガリウムヒ素（ＧａＡｓ）
からなり、上記ｎ型の拡散層３１には不純物としてシリ
コンイオンが注入されている。このシリコンイオンは、
熱処理によって活性化されている。また、上記ゲート電
極３２は、タングステンナイトライド（ＷＮ），タング
ステンシリサイド（ＷＳｉ）またはタングステンアルミ
ニウム（ＷＡｌ）等の高融点金属やその化合物からな
る。そして、上記オーミック電極５１及びダミー電極６
１は、上層から金（Ａｕ）／ニッケル（Ｎｉ）／金−ゲ
ルマニウム（Ａｕ−Ｇｅ）の３層構造で構成される。

【００１８】次に、図４（２）に示すように、上記各電
極を覆う状態で基板３０上に第１保護膜４１として窒化
シリコン膜を成膜する。そして、同一のレジストパター
ンをマスクにしたＲＩＥによって、オーミック電極５１
とダミー電極６１に達する各コンタクトホール４１ａを
第１保護膜４１に形成する。

【００１９】その後、図４（３）に示すように、リフト
オフ法によって、オーミック電極５１に接続し上記機能
配線（５０）を構成する第１層配線５２と、ダミー電極
６１に接続し上記周縁パターン（６０）の一部となる第
１層ダミー配線６２とを形成する。上記第１層配線５２
及び第１層ダミー配線６２は、上層から金（Ａｕ）／プ
ラチナ（Ｐｔ）／チタン（Ｔｉ）の３層構造で構成され
る。

【００２０】次に、図４（４）に示すように、第１層配
線５２，第１層ダミー配線６２及び第１保護膜４１を覆
う状態で、第２保護膜４２となるポリイミド膜を形成す
る。そして、同一のレジストパターンをマスクにしたＲ
ＩＥによって、第１層配線５２と第１層ダミー配線６２
とに達する各コンタクトホール４２ａをそれぞれ第２保
護膜４２に形成する。

【００２１】次いで、図５（５）に示すように、リフト
オフ法によって、第１層配線５２に接続し上記機能配線
（５０）を構成する第２層配線５３と、第１層ダミー配
線６２に接続し上記周縁パターン（６０）の一部となる
第２層ダミー配線６３とを形成する。上記第２層配線５
３及び第２層ダミー配線６３は、上記第１層配線５２及
び第１層ダミー配線６２と同様にＡｕ／Ｐｔ／Ｔｉの３
層構造で構成する。

【００２２】その後、図５（６）に示すように、上記各
配線及び第２保護膜４２上にポリイミド膜の前駆体を塗
布し、この前駆体に対して３５０℃で３０分間の熱処理
を行う。これによって、第２保護膜４２上にポリイミド
膜からなる第３保護膜４３を形成する。そして、基板３
０上に形成した機能配線５０と周縁パターン６０とが保
護膜４０で覆われた半導体ウエハ１ａを形成する。

【００２３】次に、図５（７）に示すように、同一のレ
ジストパターンをマスクにしたＲＩＥによって上記機能
配線５０を構成するボンディングパッド（図示せず）上
の保護膜４０を除去してボンディングパッドを露出させ
る。これと同じ工程で、隣合う半導体装置領域（２０）
の周縁パターン６０間の保護膜４０を除去してスクライ
ブライン１０を形成する。これによって、半導体ウエハ
１が形成される。

【００２４】上記手順のように、半導体装置を構成する
機能配線５０と同一のマスクを用いた同一プロセスで周
縁パターン６０を形成することによって、製造プロセス
を増加することなく上記周縁パターン６０を有する半導
体ウエハ１が形成される。

【００２５】上記実施例では、周縁パターン６０の平面
形状が矩形状である場合の製造方法を説明した。しか
し、周縁パターン６０が上記機能配線５０を囲む一連の
リング状パターンである場合には、レジストパターンを
マスクにして配線形成材料層をエッチング加工すること
によって機能配線５０及び周縁パターン６０を形成す
る。

【００２６】また、上記実施例において、第２層配線５
３上にさらに第３層配線を形成して機能配線５０を形成
しこの第３層配線を覆う状態で第３保護膜４３上に第４
保護膜を形成する場合には、第２層ダミー配線６３上に
上記第３層配線と同一工程で第３層ダミー配線を形成す
る。尚、上記第４保護膜を、上記第３保護膜４３と同様
のポリイミドで形成する場合には、第３保護膜４３と上
記第４保護膜とが同一化するため、上記第３層ダミー配
線を形成する必要はない。

【００２７】さらに、上記実施例で示した半導体ウエハ
及びその製造手順はあくまでも一例であり、上記に限定
されるものではない。例えば、保護膜としては、上記窒
化シリコンやポリイミドの他に、酸化シリコン，窒化酸
化シリコン及びポリイミド以外の有機絶縁膜等を用いて
も良い。また、配線構造も、２層及び３層以上の多層構
造や単層構造にも適用可能である。

【００２８】また、上記周縁パターン６０は、上記機能
配線５０と同一工程で形成したものに限定されるもので
はなく、周縁パターン６０を機能配線５０と別の工程で
形成しても良い。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように本発明の半導体ウエ
ハによれば、機能配線とスクライブラインとの間に保護
膜に埋め込まれる状態で基板にまで達する周縁パターン
を配置することによって、スクライブラインで分断され
た保護膜の端部に加わる力が上記周縁パターンより内側
の保護膜部分に伝わることを防止できる。これによっ
て、保護膜の割れや剥がれが上記機能配線にまで達する
ことが防止され、保護膜と機能配線及び異なる材質の保
護膜間の密着性を保つことが可能になる。また、本発明
の半導体ウエハの製造方法によれば、半導体装置を構成
する機能配線と同一工程で上記周縁パターンを形成する
ことによって、製造工程を増加させることなく上記半導
体ウエハを製造することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の半導体ウエハの構成図である。

【図２】半導体ウエハの切断を説明する第１図である。

【図３】半導体ウエハの切断を説明する第２図である。

【図４】半導体ウエハの製造方法を示す第１図である。

【図５】半導体ウエハの製造方法を示す第２図である。

【符号の説明】

１ 半導体ウエハ １０ スクライブライン ２０ 半導体装置領域 ３０ 基板 ４０ 保護膜 ５０ 機能配線 ６０ 周縁パターン

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機能配線が形成された複数の半導体装置
   領域が同一基板上に配置され、前記機能配線を覆う状態
   で前記基板上に成膜された保護膜を除去してなるスクラ
   イブラインを当該各半導体装置領域を囲む状態で配置し
   てなる半導体ウエハにおいて、 前記スクライブラインと前記機能配線との間には、前記
   保護膜に埋め込まれる状態で前記基板にまで達する周縁
   パターンが当該スクライブラインに沿って配置されるこ
   とを特徴とする半導体ウエハ。
2. 【請求項２】 請求項１記載の半導体ウエハにおいて、 前記保護膜は、異なる材質の複数の層からなるものであ
   り、 前記周縁パターンは、最上層の前記保護膜の内部にまで
   達するものであることを特徴とする半導体ウエハ。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の半導体ウエハの
   製造方法であって、 前記基板上に前記機能配線を形成する際に、当該機能配
   線と同一の工程で前記周縁パターンを形成することを特
   徴とする半導体ウエハ。