(57)【要約】【課題】  半導体ウェハの切断時に発生するクラックや微細な剥離が能動素子領域に伝播することを防止して、信頼性の高い半導体装置、半導体ウェハおよび半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】  半導体装置は、主表面１ａを有し、主表面１ａ上に、半導体素子が形成された能動素子領域１０１と、能動素子領域１０１の周りに延在する切断領域１０２とが規定されたシリコン基板１と、主表面１ａ上に形成された層間絶縁膜２とを備える。層間絶縁膜２には、切断領域１０２に位置して溝８が形成されている。半導体装置は、さらに、溝８を充填し、非金属材料を含む犠牲層３を備える。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主表面を有し、前記主表面上に、半導体素子が形成された能動素子領域と、前記能動素子領域の周りに延在する非能動素子領域とが規定された半導体基板と、
前記主表面上に形成された層間絶縁膜とを備え、
前記層間絶縁膜には、前記非能動素子領域に位置して第１の溝が形成されており、さらに、
前記第１の溝を充填し、非金属材料を含む第１の犠牲層を備える、半導体装置。
【請求項２】
前記層間絶縁膜は、頂面と、前記頂面に連なる側面とを有し、
前記第１の溝は、前記頂面側に開口し、前記主表面に平行に延在している、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記第１の溝は、前記主表面に対して角度をなす方向に延在する前記層間絶縁膜の内壁によって規定されている、請求項１または２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記非金属材料は、ＳｉＯ、ＳｉＯＣ、ＳｉＮ、ＳｉＣ、ＳｉＯ２およびＳｉＣＮからなる群より選ばれた少なくとも１つの材料である、請求項１から３のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記層間絶縁膜には、前記能動素子領域と前記非能動素子領域との境界に位置して延在する第２の溝がさらに形成されており、さらに、
前記第２の溝を充填する金属層を備える、請求項１から４のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記第１の溝は、前記側面に沿って延びる線上で連続して延在している、請求項２から５のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記第１の溝は、前記側面に沿って延びる線上で点線状に延在している、請求項２から５のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記第１の溝は、前記側面に沿って延びる複数の線上で延在している、請求項２から７のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記第１の溝は、前記頂面から前記主表面にまで達している、請求項２から８のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記第１の溝は、前記能動素子領域を取り囲むように形成されている、請求項１から９のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１１】
前記層間絶縁膜は、前記主表面上に順次積層された複数の層を含み、
前記第１の溝は、互いに隣り合う前記層の間でずれた位置に形成されている、請求項１から１０のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか１項に記載の半導体装置が複数、格子状に並んで設けられた半導体ウェハであって、
前記複数の半導体装置が互いに隣り合う位置には、前記第１の犠牲層が形成された前記非能動素子領域が位置している、半導体ウェハ。
【請求項１３】
前記層間絶縁膜には、前記非能動素子領域に位置し、互いに隣り合う前記半導体装置の間で延びるダイシングライン上に配置された第３の溝が形成されており、
前記第３の溝は、非金属材料を含む第２の犠牲層によって充填されている、請求項１２に記載の半導体ウェハ。
【請求項１４】
前記第３の溝は、ダイシングライン上に延在している、請求項１３に記載の半導体ウェハ。
【請求項１５】
複数の半導体装置が並んで設けられた半導体ウェハを形成する工程を備え、
前記複数の半導体装置の各々は、
主表面を有し、前記主表面上に、半導体素子が形成された能動素子領域と、前記能動素子領域の周りに延在する非能動素子領域とが規定された半導体基板と、
前記主表面上に形成された層間絶縁膜とを備え、
前記層間絶縁膜には、前記非能動素子領域に位置して第１の溝が形成されており、さらに、
前記第１の溝を充填し、非金属材料を含む第１の犠牲層を備え、
さらに、
前記非能動素子領域に位置し、互いに隣り合う前記半導体装置の間で延びるダイシングラインに沿って前記半導体ウェハを切断し、前記半導体ウェハから前記複数の半導体装置を切り出す工程を備える、半導体装置の製造方法。
【請求項１６】
前記層間絶縁膜には、前記ダイシングライン上に配置された第３の溝が形成されており、
前記第３の溝は、非金属材料を含む第２の犠牲層によって充填されている、請求項１５に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１７】
前記第３の溝は、前記ダイシングライン上に延在している、請求項１６に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１８】
前記非金属材料は、ＳｉＯ、ＳｉＯＣ、ＳｉＮ、ＳｉＣ、ＳｉＯ２およびＳｉＣＮからなる群より選ばれた少なくとも１つの材料である、請求項１５から１７のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、一般的には、半導体装置、半導体ウェハおよび半導体装置の製造方法に関し、より特定的には、ダイシングブレードを用いた切断加工により半導体ウェハから切り出される半導体装置、半導体ウェハおよび半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体装置の配線幅や配線間距離を小さくすることを目的として、配線抵抗および配線間の相互インダクタンスを低減させることが求められている。この要求に応えるため、一般的には、配線抵抗を低減させる配線として銅が用いられ、配線間の相互インダクタンスを低減させる層間絶縁膜として低誘電率を有する材料が用いられている。
【０００３】
また、半導体ウェハを切断する工程時に発生する微細な剥離やクラックが、半導体装置の能動素子領域に進行することを防止し、さらに、水分が半導体装置の能動素子領域に浸入することを防止するために、ダイシングブレードによって切断される切断領域と能動素子領域との間に、配線材料を用いた壁構造が設けられている。
【０００４】
このような半導体装置として、たとえば、特開昭６０−２１６５６５号公報には、チッピング等の機械的歪みの影響が内部素子領域に達することを防止するため、切断領域にアルミニウムからなるガードリング層を形成するウェハのダイシング方法が開示されている（特許文献１）。また、特開平８−３３９９７６号公報には、ダイシングの際の集積回路への切り込みを防止することを目的として、スクライブライン上に壁部が設けられた半導体装置が開示されている（特許文献２）。壁部は、集積回路と距離を隔てた位置で、集積回路を取り囲むように設けられている。
【０００５】
さらに、特開平５−１２９４３０号公報には、半導体チップ上に形成される保護膜の剥がれを防止するため、保護膜とスクライブラインとの境界上にチタンおよび金の２層からなる金属膜が形成された半導体装置が開示されている（特許文献３）。さらに、特開２００２−４３３５６号公報には、半導体ウェハの切断時において半導体チップの裏面のチッピングを抑制することを目的とした半導体ウェハが開示されている（特許文献４）。特許文献４に開示された半導体ウェハでは、半導体素子領域を被覆するように樹脂膜が設けられている。その樹脂膜は、ボンディングパッドに設けられた開口と、チップ分離用に設けられた境界領域とを除いて形成されている。
【特許文献１】特開昭６０−２１６５６５号公報
【特許文献２】特開平８−３３９９７６号公報
【特許文献３】特開平５−１２９４３０号公報
【特許文献４】特開２００２−４３３５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このように従来の半導体装置では、配線を銅から形成したり、層間絶縁膜を低誘電率を有する材料から形成することが行なわれている。しかし、銅の腐食性は、配線材料として用いられてきたアルミニウムなどと比較して非常に高い。このため、ダイシングブレードを用いて半導体ウェハを切断する際に銅が切断面に露出すると、その露出した部分から腐食が容易に進行するという問題が発生する。また、銅を配線材料として用いた場合、上述の壁構造も銅から形成されることとなる。このため、この壁構造自身が腐食し、膨張するため、半導体装置の耐湿性が逆に劣化するという問題が発生する。
【０００７】
また、層間絶縁膜に用いられる低誘電率を有する材料は、空気を取り込んだポーラス構造に形成されていたり、分子構造を疎とする手法によって形成されている。表１に、一般的な層間絶縁膜とその物理的特性とを示す。表１を参照して分かるように、従来、層間絶縁膜に用いられてきた材料と比較して、低誘電率を有する材料は、弾性率および硬度とも１／５から１／８にも低下する。このため、これらの材料は、半導体ウェハの切断時に発生する微細な剥離やクラックに対して耐性が低下しており、配線や壁構造に用いられた銅が露出するおそれが増大している。
【０００８】
【表１】
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【０００９】
また、このような問題を解決するために、半導体装置の切断領域から壁構造までの距離を大きく設定したり、耐湿性を犠牲にして壁構造を設けないといった手法が検討されている。しかし、前者の手法を採った場合、切断領域を広く設定することによって半導体装置の見かけ上の大きさが大きくなってしまい、半導体装置の生産性が低下するという問題が発生する。また、後者の手法を採った場合、防湿に対する信頼性の低下が避けられない。
【００１０】
また、クラックを発生させないためにレーザー加工などを用いて層間絶縁膜を一旦、溶断し除去した後、ダイシングブレードによって半導体装置を切り出すという手法も考えられる。しかしこの場合、工程の追加による生産性の低下や加工時に発生するガスの処理といった新たな問題が発生する。また、切断領域をレーザー加工が可能な構成としなければならないなど新たな技術的問題も発生する。
【００１１】
そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、半導体ウェハの切断時に発生するクラックや微細な剥離が能動素子領域に伝播することを防止して、信頼性の高い半導体装置、半導体ウェハおよび半導体装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明に従った半導体装置は、主表面を有し、主表面上に、半導体素子が形成された能動素子領域と、能動素子領域の周りに延在する非能動素子領域とが規定された半導体基板と、主表面上に形成された層間絶縁膜とを備える。層間絶縁膜には、非能動素子領域に位置して第１の溝が形成されている。半導体装置は、さらに、第１の溝を充填し、非金属材料を含む第１の犠牲層を備える。
【発明の効果】
【００１３】
この発明に従えば、半導体ウェハの切断時に発生するクラックや微細な剥離が能動素子領域に伝播することを防止して、信頼性の高い半導体装置、半導体ウェハおよび半導体装置の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１５】
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１における半導体装置を示す平面図である。図１中に示す半導体装置は、一部の構造物が省略して描かれている。図２は、図１中のＩＩ−ＩＩ線上に沿った半導体装置の断面図である。
【００１６】
図１および図２を参照して、半導体装置１０は、主表面１ａを有するシリコン基板１と、主表面１ａ上に堆積された層間絶縁膜２と、層間絶縁膜２に形成された犠牲層３、壁構造５および能動配線７と、層間絶縁膜２の頂面２ａ上に形成された保護膜９とを備える。
【００１７】
主表面１ａ上には、半導体素子が形成されており、半導体装置１０中で動作領域となる能動素子領域１０１と、半導体素子が形成されておらず、後に説明する半導体ウェハの切断工程において半導体装置１０を半導体ウェハから切り出すために確保された非能動素子領域１０２とが規定されている。半導体装置１０は、主表面１ａを正面側から見て略矩形形状を有する。非能動素子領域１０２は、その略矩形形状の周縁に沿って帯状に延在している。能動素子領域１０１は、非能動素子領域１０２に囲まれた位置、つまり略矩形形状の中心部分に位置している。
【００１８】
主表面１ａ上には、層間絶縁膜２が形成されている。層間絶縁膜２は、主表面１ａ上に順に積層された層間絶縁膜２ｐ、２ｑ、２ｒおよび２ｓから構成されている。層間絶縁膜２は、たとえば、ＳｉＯ、ＳｉＯＣ、ＳｉＮ、ＳｉＣ、ＳｉＯ２またはＳｉＣＮなどから形成されている。層間絶縁膜２ｐ、２ｑ、２ｒおよび２ｓは、それぞれ同一の材料から形成されていても良いし、異なる材料から形成されていても良い。層間絶縁膜２は、主表面１ａから距離を隔てた位置で主表面１ａに対して平行に延在する頂面２ａと、頂面２ａから主表面１ａに連なる側面２ｂとを有する。
【００１９】
頂面２ａ上には、能動素子領域１０１に位置して保護膜９が形成されている。保護膜９は、頂面２ａ上で露出する壁構造５の一部を覆うように形成されている。保護膜９は、たとえば、ＳｉＯ２やポリイミド（polyimide）から形成されている。
【００２０】
層間絶縁膜２には、非能動素子領域１０２に位置して溝８が形成されている。溝８は、層間絶縁膜２の頂面２ａ側に開口し、頂面２ａから主表面１ａにまで達している。溝８は、能動素子領域１０１の周りを取り囲むように帯状に延在している。溝８は、層間絶縁膜２の側面２ｂに沿った線上で、途切れることなく連続して延びている。溝８の底面は、主表面１ａによって形成されており、溝８の両側面は、主表面１ａに対して角度をなす方向に延在する層間絶縁膜２の内壁によって形成されている。なお、本実施の形態では、溝８が層間絶縁膜２の頂面２ａから主表面１ａまで達する構成としたが、本発明はこれに限定されず、溝８の底面が層間絶縁膜２に形成される構成であっても良い。
【００２１】
溝８は、犠牲層３によって充填されている。犠牲層３は、たとえば、ＳｉＯ、ＳｉＯＣ、ＳｉＮ、ＳｉＣ、ＳｉＯ２およびＳｉＣＮ（これらの元素が添加されたものを含む）などに挙げられる非金属材料や層間または配線間絶縁用材料から形成されている。ここで言う非金属材料は、アルミニウム（Ａｌ）や銅（Ｃｕ）、タングステン（Ｗ）のような配線として利用される金属材料を含まない。犠牲層３は、層間絶縁膜２と同一の材料から形成されていても良いし、層間絶縁膜２と異なる材料から形成されていても良い。
【００２２】
層間絶縁膜２には、能動素子領域１０１と非能動素子領域１０２との境界に位置して、溝１３が形成されている。溝１３は、層間絶縁膜２の頂面２ａから主表面１ａにまで達している。溝１３は、溝８の内側で能動素子領域１０１と非能動素子領域１０２との境界線上を周回している。溝１３は、アルミニウム、銅またはタングステンなどの金属層によって充填されており、この金属層によって壁構造５が構成されている。このような構成により、能動素子領域１０１と非能動素子領域１０２との間には、壁構造５が介在している。
【００２３】
層間絶縁膜２には、能動素子領域１０１に位置して能動配線７が形成されている。能動配線７は、たとえば、アルミニウム、銅またはタングステンなどから形成されている。能動配線７は、能動素子領域１０１に形成された半導体素子に電気的に接続されており、これらの半導体素子の配線層として実際に機能する。
【００２４】
このように能動配線７とは別に壁構造５を設けることによって、半導体装置１０が高温、多湿の環境下で使用された場合などに、層間絶縁膜２の側面２ｂ側から吸収された水分が、能動素子領域１０１内に浸入することを防止できる。これにより、半導体装置１０の耐湿性を向上させることができるため、能動素子領域１０１に形成された半導体素子を適切に機能させることができる。また、壁構造５を能動配線７と同一の金属材料で形成した場合には、壁構造５と能動配線７とを同一の工程で形成することができる。これにより、製造工程を増やすことなく、壁構造による上述の効果を得ることができる。
【００２５】
この発明の実施の形態１における半導体装置１０は、主表面１ａを有し、主表面１ａ上に、半導体素子が形成された能動素子領域１０１と、能動素子領域１０１の周りに延在する非能動素子領域１０２とが規定された半導体基板としてのシリコン基板１と、主表面１ａ上に形成された層間絶縁膜２とを備える。層間絶縁膜２には、非能動素子領域１０２に位置して、第１の溝としての溝８が形成されている。半導体装置１０は、さらに、溝８を充填し、非金属材料を含む第１の犠牲層としての犠牲層３を備える。
【００２６】
層間絶縁膜２は、頂面２ａと、頂面２ａに連なる側面２ｂとを有する。溝８は、頂面２ａ側に開口し、主表面１ａに平行に延在している。溝８は、主表面１ａに対して角度をなす方向に延在する層間絶縁膜２の内壁によって規定されている。層間絶縁膜２には、能動素子領域１０１と非能動素子領域１０２との境界に位置して延在する第２の溝としての溝１３がさらに形成されている。半導体装置１０は、さらに、溝１３を充填する金属層としての壁構造５を備える。溝８は、側面２ｂに沿って延びる線上で連続して延在している。溝８は、頂面２ａから主表面１ａにまで達している。溝８は、能動素子領域１０１を取り囲むように形成されている。
【００２７】
続いて、図１中に示す半導体装置１０の製造方法について説明を行なう。図３は、図１中に示す半導体装置の製造方法の工程を示す斜視図である。図３を参照して、まず、ウェハ状のシリコン基板に、成膜工程やフォトリソグラフィ工程などの所定の半導体製造工程を実施し、図１中に示す半導体装置１０が複数形成された半導体ウェハ１１を作製する。半導体ウェハ１１には、格子状に配列された複数の半導体装置１０が形成されており、隣り合う半導体装置１０の間には、犠牲層３が形成された非能動素子領域１０２が位置している。隣り合う半導体装置１０の間には、非能動素子領域１０２が位置してダイシングライン１２が延びている。
【００２８】
次に、ダイシングブレード１４を用いて、半導体ウェハ１１をダイシングライン１２に沿って切断する。この切断工程によって、半導体ウェハ１１から複数の半導体装置１０が切り出される。ダイシングブレード１４によって形成された切断面が、半導体装置１０の外形をなす層間絶縁膜２の側面２ｂとなる。
【００２９】
この発明の実施の形態１における半導体装置１０の製造方法は、複数の半導体装置１０が並んで設けられた半導体ウェハ１１を形成する工程を備える。複数の半導体装置１０の各々は、主表面１ａを有し、その主表面１ａ上に、半導体素子が形成された能動素子領域１０１と、能動素子領域１０１の周りに延在する非能動素子領域１０２とが規定されたシリコン基板１と、主表面１ａ上に形成された層間絶縁膜２とを備える。層間絶縁膜２には、非能動素子領域１０２に位置して溝８が形成されている。複数の半導体装置１０の各々は、さらに、溝８を充填し、非金属材料を含む犠牲層３を備える。半導体装置１０の製造方法は、さらに、非能動素子領域１０２に位置し、互いに隣り合う半導体装置１０の間で延びるダイシングライン１２に沿って半導体ウェハ１１を切断し、半導体ウェハ１１から複数の半導体装置１０を切り出す工程を備える。
【００３０】
この発明に従った半導体ウェハ１１は、半導体装置１０が複数、格子状に並んで設けられた半導体ウェハである。複数の半導体装置１０が互いに隣り合う位置には、犠牲層３が形成された非能動素子領域１０２が位置している。
【００３１】
図４から図１５は、犠牲層の製造方法の工程を示す断面図である。図２中に示す半導体装置１０が備える犠牲層３は、図４から図１５を用いて以下に説明する製造方法を用いて形成することができる。なお、図４から図１５中には、図２中に示す断面に相当する位置が示されている。
【００３２】
図４を参照して、下層膜３１の頂面３１ａ上に層間絶縁膜３２ｐを形成する。層間絶縁膜３２ｐに所定のフォトリソグラフィ工程およびエッチング工程を実施し、層間絶縁膜３２ｐの頂面から頂面３１ａに達する複数の溝３４を形成する。次に、スパッタリング工程を実施し、溝３４を中程まで充填する銅膜３３ｍを形成する。図５を参照して、銅めっき工程を実施し、銅膜３３ｍ上に銅膜３３ｎを形成する。これにより、銅膜３３ｍは厚みを増し、溝３４は、銅膜３３によって充填される。
【００３３】
図６を参照して、化学的機械研磨法（ＣＭＰ；Chemical Mechanical Polishing）を用いて、層間絶縁膜３２ｐの頂面上をグライディングツール３５によって研磨する。図７を参照して、これまでの工程により、層間絶縁膜３２ｐに能動配線および壁構造となる銅膜３３が形成される。
【００３４】
図８を参照して、層間絶縁膜３２ｐ上に開口３９を有するレジスト膜３８を形成する。図９を参照して、レジスト膜３８をマスクとして層間絶縁膜３２ｐをエッチングし、頂面３１ａに達する溝４０を形成する。図１０を参照して、レジスト膜３８を除去する。なお、図８から図１０に示す製造工程が、犠牲層を設けるため、能動配線および壁構造のみを備える半導体装置の製造方法に対して追加された工程である。
【００３５】
図１１を参照して、溝４０を充填し、さらに層間絶縁膜３２ｐ上を覆うように、層間絶縁膜３２ｑを形成する。この時点で、層間絶縁膜３２ｐには、溝４０を充填する層間絶縁膜３２ｑによって擬似的なプラグ構造が形成される。図１２を参照して、層間絶縁膜３２ｑ上に開口４４を有するレジスト膜４３を形成する。図１３を参照して、レジスト膜４３をマスクとして層間絶縁膜３２ｑをエッチングし、銅膜３３および層間絶縁膜３２ｐの頂面に達する溝４５を形成する。
【００３６】
図１４を参照して、スパッタリング工程を実施し、溝４５を中程まで充填する銅膜３３ｍを形成する。続いて、図５および図６を用いて説明した工程と同様の工程を実施し、層間絶縁膜３２ｑに能動配線および壁構造となる銅膜３３を再び形成する。
【００３７】
図１５を参照して、以上説明した製造工程を繰り返すことによって、下層膜３１の頂面３１ａ上には、層間絶縁膜３２ｐ、３２ｑ、３２ｒおよび３２ｓが積層されてなる層間絶縁膜３２が形成される。層間絶縁膜３２には、銅膜からなる能動配線４８および壁構造４７が形成される。層間絶縁膜３２ｐ、３２ｑ、３２ｒおよび３２ｓの各層には、それぞれ層間絶縁膜３２ｑ、３２ｒ、３２ｓおよび３２ｔによって構成された犠牲層が形成され、これら犠牲層の全体によって、層間絶縁膜３２の頂面から下層膜３１の頂面３１ａにまで達する犠牲層４６が形成される。
【００３８】
図１６から図１９は、犠牲層の別の製造方法の工程を示す断面図である。以下に説明する製造方法によっても犠牲層を形成することができる。図１６を参照して、層間絶縁膜３２ｐ、３２ｑおよび３２ｒが積層されてなり、銅膜からなる能動配線４８および壁構造４７を備える層間絶縁膜３２を形成する。その後、層間絶縁膜３２上に開口５２を有するレジスト膜５１を形成する。
【００３９】
図１７を参照して、レジスト膜５１をマスクとして層間絶縁膜３２ｒ、３２ｑおよび３２ｐを順次エッチングし、頂面３１ａに達する溝５３を形成する。この際、エッチング深さが深くなる頂面３１ａに近い位置では、開口幅が小さくなるため、レジスト膜５１の開口５２の幅を十分大きくとっておく必要がある。これにより、頂面３１ａに確実に達した状態に溝５３を形成することができる。
【００４０】
図１８を参照して、レジスト膜５１を除去した後、溝５３を充填し、層間絶縁膜３２ｒの頂面を覆う層間絶縁膜５４を形成する。図１９を参照して、層間絶縁膜５４にエッチング工程や成膜工程など所定の半導体製造工程を実施する。これにより、層間絶縁膜３２ｐ、３２ｑ、３２ｒおよび５４が積層されてなり、銅膜からなる能動配線４８および壁構造４７を備える層間絶縁膜３２が形成される。層間絶縁膜３２ｐ、３２ｑおよび３２ｒには、溝５３を充填する層間絶縁膜５４によって構成される犠牲層５５が形成される。
【００４１】
図２０は、図１中に示す半導体装置およびその製造方法によって得られる効果を説明するための断面図である。図２０中には、図３を用いて説明した半導体装置１０の切断工程において、ダイシングブレード１４を用いて切り出されている半導体装置１０の断面が示されている。
【００４２】
図２０を参照して、切断工程時に生じるダイシングブレード１４からの振動や応力などによって、層間絶縁膜２の側面２ｂにはクラック１６が発生する。クラック１６は、層間絶縁膜２ｐ、２ｑ、２ｒおよび２ｓの層内よりも、互いに隣り合うこれらの層の境界が延びる方向（矢印１８に示す方向）に伝播しようとする。このため、クラック１６は、非能動素子領域１０２から能動素子領域１０１に向けて進行しようとする。
【００４３】
しかし、本実施の形態では、非能動素子領域１０２に位置して犠牲層３が形成されている。この犠牲層３は、層間絶縁膜２との間で主表面１ａに対して直角方向（矢印１９に示す方向）に延びる境界を形成している。このため、犠牲層３に達したクラック１６は、主表面１ａに対して直角方向に進行方向を変化させながら伝播する。
【００４４】
また、非金属材料から形成された犠牲層３は、アルミニウムや銅などの金属材料と比較して、一般的に脆性破壊されやすい性質を備える。このため、犠牲層３は、自ら大きく破壊されることによってクラック１６が伝播するエネルギーを吸収し、クラック１６を減衰させる。また場合によっては、クラック１６の伝播により、犠牲層３の内部に亀裂が生じ、能動素子領域１０１がクラック１６の生じた層と完全に分断される。
【００４５】
以上に説明した理由から、本実施の形態における半導体装置１０およびその製造方法ならびに半導体ウェハ１１によれば、半導体ウェハ１１の切断工程時に発生するクラック１６が、能動素子領域１０１に伝播することを確実に防止することができる。これは、ひとつに、主表面１ａに平行な境界を形成していた層間絶縁膜２に、その境界に対して異方性を有する境界を形成する犠牲層３を設けたことによる。また別に、犠牲層３を金属材料ではなく、自ら積極的に破壊される非金属材料から形成したことによる。また、クラック１６の進行を犠牲層３で食い止めることによって、クラック１６が壁構造５まで進行するということがない。これにより、壁構造５を構成する銅などが露出して、その露出した部分から腐食が進むという事態を回避することができる。
【００４６】
加えて、本実施の形態では、溝８が頂面２ａから主表面１ａにまで達しているため、その溝８を充填する犠牲層３も、頂面２ａと主表面１ａとの間に渡って形成されている。また、溝８は、側面２ｂに沿って延びる線上で連続して延在しており、さらに、能動素子領域１０１を取り囲むように形成されている。このため、犠牲層３も、層間絶縁膜２の側面２ｂに沿った線上に連続して延在し、能動素子領域１０１を取り囲むように形成されている。犠牲層３をこのように形成することによって、側面２ｂで発生したクラック１６が、犠牲層３を介さず能動素子領域１０１に達することを防止できる。これにより、クラック１６が生じた場合に犠牲層３を確実に機能させ、クラック１６が能動素子領域１０１に達することを防止できる。
【００４７】
なお、本実施の形態では、能動素子領域１０１と非能動素子領域１０２との境界に位置して壁構造５を設けたが、本発明において壁構造５は必須ではない。壁構造５が存在しない場合であっても、上に説明した本実施の形態による効果を同様に得ることができる。また、溝８の形状は、溝の側面が主表面１ａに直角に延びている場合のみならず、主表面１ａに対して傾きをもったなだらかな斜面によって形成されている場合であっても良い。
【００４８】
（実施の形態２）
図２１は、この発明の実施の形態２における半導体装置を示す平面図である。図２１中に示す半導体装置は、一部の構造物が省略して描かれている。図２２は、図２１中のＸＸＩＩ−ＸＸＩＩ線上に沿った半導体装置の断面図である。この発明の実施の形態２における半導体装置は、実施の形態１における半導体装置１０と比較して、基本的には同様の構造を備える。以下、重複する構造については説明を繰り返さない。
【００４９】
図２１および図２２を参照して、本実施の形態では、シリコン基板１の主表面１ａ上には、層間絶縁膜２が形成されている。層間絶縁膜２は、主表面１ａ上に順に積層された層間絶縁膜２ｐ、２ｑ、２ｒおよび２ｓから構成されている。層間絶縁膜２には、非能動素子領域１０２に位置して、頂面２ａから主表面１ａにまで達する溝６３および６４が形成されている。溝６３および６４は、互いに間隔を隔てた位置で２列になって帯状に延在している。溝６３および６４は、層間絶縁膜２の側面２ｂに沿った線上で、途切れることなく連続して延びている。溝６３および６４は、犠牲層６１および６２によってそれぞれ充填されている。
【００５０】
この発明の実施の形態２における半導体装置では、第１の溝としての溝６３および６４は、側面２ｂに沿って延びる複数の線上で延在している。
【００５１】
このように構成された半導体装置によれば、実施の形態１に記載の効果と同様の効果を奏することができる。加えて、本実施の形態では、層間絶縁膜２の側面２ｂと能動素子領域１０１との間に必ず２つの犠牲層６１および６２が存在する。このため、外側に配置された犠牲層６２で完全に減衰させることができなかったクラックについても、その伝播するエネルギーは小さくなっているため、内側に配置された犠牲層６１によってクラックの進行を止めることができる。
【００５２】
（実施の形態３）
図２３は、この発明の実施の形態３における半導体装置を示す平面図である。図２３中に示す半導体装置は、一部の構造物が省略して描かれている。図２４は、図２３中のＸＸＩＶ−ＸＸＩＶ線上に沿った半導体装置の断面図である。この発明の実施の形態３における半導体装置は、実施の形態１における半導体装置１０と比較して、基本的には同様の構造を備える。以下、重複する構造については説明を繰り返さない。
【００５３】
図２３および図２４を参照して、本実施の形態では、層間絶縁膜２に、非能動素子領域１０２に位置して、頂面２ａから主表面１ａにまで達する溝７２が形成されている。溝７２は、層間絶縁膜２の側面２ｂに沿った線上で点線状に延びている。溝７２は、犠牲層７１によって充填されている。
【００５４】
この発明の実施の形態３における半導体装置では、第１の溝としての溝７２は、側面２ｂに沿って延びる線上で点線状に延在している。
【００５５】
このように構成された半導体装置によれば、実施の形態１に記載の効果と同様の効果を奏することができる。加えて、実施の形態１に記載の犠牲層３と比較して、犠牲層７１は、異方性を有する境界部分を層間絶縁膜２により多く形成している。このため、層間絶縁膜２の側面２ｂに発生したクラックが減衰するまでの距離を大きくとることができる。これにより、クラックが犠牲層を伝播する際に消費するエネルギーを増大させることができるため、クラックの進行をより確実に止めることができる。また、層間絶縁膜２や犠牲層７１に用いる材料の性質等から生じる製造工程上の制約（主に、エッチング工程で、エッチングが困難なパタ−ン形状であることを理由に受ける制約）を回避することができる。
【００５６】
（実施の形態４）
図２５は、この発明の実施の形態４における半導体装置を示す平面図である。図２５中に示す半導体装置は、一部の構造物が省略して描かれている。図２６は、図２５中のＸＸＶＩ−ＸＸＶＩ線上に沿った半導体装置の断面図である。この発明の実施の形態４における半導体装置は、実施の形態１における半導体装置１０と比較して、基本的には同様の構造を備える。以下、重複する構造については説明を繰り返さない。
【００５７】
図２５および図２６を参照して、本実施の形態では、層間絶縁膜２に、非能動素子領域１０２に位置して、頂面２ａから主表面１ａにまで達する溝７２および７４が形成されている。溝７２および７４は、互いに間隔を隔てた位置で２列になって帯状に延在している。溝７２および７４は、層間絶縁膜２の側面２ｂに沿った線上で点線状に延びている。溝７２および７４は、犠牲層７１および７３によってそれぞれ充填されている。
【００５８】
このように構成された半導体装置によれば、実施の形態１から３に記載の効果と同様の効果を奏することができる。
【００５９】
（実施の形態５）
図２７は、この発明の実施の形態５における半導体装置を示す平面図である。図２７中に示す半導体装置は、一部の構造物が省略して描かれている。図２８は、図２７中のＸＸＶＩＩＩ−ＸＸＶＩＩＩ線上に沿った半導体装置の断面図である。この発明の実施の形態５における半導体装置は、実施の形態１における半導体装置１０と比較して、基本的には同様の構造を備える。以下、重複する構造については説明を繰り返さない。
【００６０】
図２７および図２８を参照して、本実施の形態では、層間絶縁膜２ｐ、２ｑ、２ｒおよび２ｓに、溝７９ｐ、７９ｑ、７９ｒおよび７９ｓがそれぞれ形成されている。溝７９ｐおよび７９ｒは、主表面１ａ上に重なって投影されるように配置されており、溝７９ｑおよび７９ｓは、溝７９ｐおよび７９ｒが投影される位置とは異なる位置で主表面１ａ上に重なって投影されるように配置されている。溝７９ｐ、７９ｑ、７９ｒおよび７９ｓは、層間絶縁膜２の側面２ｂに沿った線上で、途切れることなく連続して延びている。溝７９ｐ、７９ｑ、７９ｒおよび７９ｓは、犠牲層７８ｐ、７８ｑ、７８ｒおよび７８ｓによってそれぞれ充填されている。
【００６１】
この発明の実施の形態５における半導体装置では、層間絶縁膜２は、主表面１ａ上に順次積層された複数の層としての層間絶縁膜２ｐ、２ｑ、２ｒおよび２ｓを含む。第１の溝としての溝７９ｐ、７９ｑ、７９ｒおよび７９ｓは、互いに隣り合う層間絶縁膜２ｐ、２ｑ、２ｒおよび２ｓの間でずれた位置に形成されている。
【００６２】
このように構成された半導体装置によれば、実施の形態１に記載の効果に加えて実施の形態３に記載の効果と同様の効果を奏することができる。
【００６３】
（実施の形態６）
図２９は、この発明の実施の形態６における半導体装置を示す平面図である。図２９中に示す半導体装置は、一部の構造物が省略して描かれている。図３０は、図２９中のＸＸＸ−ＸＸＸ線上に沿った半導体装置を示す断面図である。この発明の実施の形態６における半導体装置は、実施の形態５における半導体装置と比較して、基本的には同様の構造を備える。以下、重複する構造については説明を繰り返さない。
【００６４】
図２９および図３０を参照して、本実施の形態では、実施の形態５における溝７９ｐ、７９ｑ、７９ｒおよび７９ｓと同様に配置された溝９２ｐ、９２ｑ、９２ｒおよび９２ｓが形成されている。但し、溝９２ｐ、９２ｑ、９２ｒおよび９２ｓは、層間絶縁膜２の側面２ｂに沿った線上で点線状に延在している。溝９２ｐ、９２ｑ、９２ｒおよび９２ｓは、犠牲層９１ｐ、９１ｑ、９１ｒおよび９１ｓによってそれぞれ充填されている。
【００６５】
このように構成された半導体装置によれば、実施の形態５に記載の効果と同様の効果を奏することができる。
【００６６】
なお、実施の形態２から６に記載の半導体装置を、実施の形態１に記載の半導体装置の製造方法に従って製造しても良い。
【００６７】
（実施の形態７）
図３１は、この発明の実施の形態７における半導体装置の製造方法の工程を示す平面図である。図３２は、図３１中のＸＸＸＩＩ−ＸＸＸＩＩ線上に沿った半導体装置の断面図である。この発明に実施の形態７における半導体装置の製造方法は、実施の形態１における半導体装置の製造方法と比較して、基本的には同様の工程を備える。以下、重複する工程については説明を繰り返さない。
【００６８】
図３１および図３２を参照して、本実施の形態では、半導体装置１０が複数形成された半導体ウェハ１１を作製する工程時、層間絶縁膜２に犠牲層９５を形成すると同時に、図３中のダイシングライン１２に沿って延びる溝９７を形成する。そして、その溝９７を犠牲層９６によって充填する。次に、ダイシングブレード１４を用いた切断工程時、ダイシングブレード１４を犠牲層９６に接触させながらダイシングブレード１４を移動させ、半導体ウェハ１１を切断する。
【００６９】
この発明の実施の形態７における半導体装置の製造方法では、層間絶縁膜２には、ダイシングライン１２上に配置された第３の溝としての溝９７が形成されている。溝９７は、非金属材料を含む第２の犠牲層としての犠牲層９６によって充填されている。溝９７は、ダイシングライン１２上に延在している。
【００７０】
この発明の実施の形態７における半導体ウェハ１１では、層間絶縁膜２には、非能動素子領域１０２に位置し、互いに隣り合う半導体装置１０の間で延びるダイシングライン１２上に配置された溝９７が形成されている。溝９７は、非金属材料を含む犠牲層９６によって充填されている。溝９７は、ダイシングライン１２上に延在している。
【００７１】
このように構成された半導体ウェハおよび半導体装置の製造方法によれば、実施の形態１に記載の効果と同様の効果を奏することができる。加えて、ダイシングブレード１４を犠牲層９６に接触させながら切断工程を実施することによって、切断時の振動や応力によるエネルギーをより積極的に犠牲層に吸収させることができる。これにより、切断時に生じたクラックが能動素子領域１０１に伝播することをさらに確実に防止することができる。また、このような効果は、ダイシングライン１２上に延在する溝９７を形成することによって、ダイシングブレード１４と犠牲層９６とが切断時に常に接触するため、より効果的に得ることができる。
【００７２】
なお、本実施の形態における半導体装置の製造方法において、犠牲層９５は、実施の形態１から６に記載のいずれの犠牲層の形状を有していても良い。また、溝９７は、必ずしもダイシングライン１２上に延在している必要はなく、ダイシングライン１２上において、マスクを重ねる際のマーク類や目視により位置ずれを確認するためのバーニア等の構造物によって分断されていても良い。
【００７３】
また、実施の形態１から７において、犠牲層の占める幅は、ダイシングを行なった際に伝播する剥がれ、ひび等の寸法を考慮して、４０μｍ程度以下が一例として推測される。但し、非能動素子領域として確保する幅が大きくなれば製造工程上の制約となることから、５μｍ以上１５μｍ以下程度であることが好ましい。
【００７４】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】この発明の実施の形態１における半導体装置を示す平面図である。
【図２】図１中のＩＩ−ＩＩ線上に沿った半導体装置の断面図である。
【図３】図１中に示す半導体装置の製造方法の工程を示す斜視図である。
【図４】犠牲層の製造方法の第１工程を示す断面図である。
【図５】犠牲層の製造方法の第２工程を示す断面図である。
【図６】犠牲層の製造方法の第３工程を示す断面図である。
【図７】犠牲層の製造方法の第４工程を示す断面図である。
【図８】犠牲層の製造方法の第５工程を示す断面図である。
【図９】犠牲層の製造方法の第６工程を示す断面図である。
【図１０】犠牲層の製造方法の第７工程を示す断面図である。
【図１１】犠牲層の製造方法の第８工程を示す断面図である。
【図１２】犠牲層の製造方法の第９工程を示す断面図である。
【図１３】犠牲層の製造方法の第１０工程を示す断面図である。
【図１４】犠牲層の製造方法の第１１工程を示す断面図である。
【図１５】犠牲層の製造方法の第１２工程を示す断面図である。
【図１６】犠牲層の別の製造方法の第１工程を示す断面図である。
【図１７】犠牲層の別の製造方法の第２工程を示す断面図である。
【図１８】犠牲層の別の製造方法の第３工程を示す断面図である。
【図１９】犠牲層の別の製造方法の第４工程を示す断面図である。
【図２０】図１中に示す半導体装置およびその製造方法によって得られる効果を説明するための断面図である。
【図２１】この発明の実施の形態２における半導体装置を示す平面図である。
【図２２】図２１中のＸＸＩＩ−ＸＸＩＩ線上に沿った半導体装置の断面図である。
【図２３】この発明の実施の形態３における半導体装置を示す平面図である。
【図２４】図２３中のＸＸＩＶ−ＸＸＩＶ線上に沿った半導体装置の断面図である。
【図２５】この発明の実施の形態４における半導体装置を示す平面図である。
【図２６】図２５中のＸＸＶＩ−ＸＸＶＩ線上に沿った半導体装置の断面図である。
【図２７】この発明の実施の形態５における半導体装置を示す平面図である。
【図２８】図２７中のＸＸＶＩＩＩ−ＸＸＶＩＩＩ線上に沿った半導体装置の断面図である。
【図２９】この発明の実施の形態６における半導体装置を示す平面図である。
【図３０】図２９中のＸＸＸ−ＸＸＸ線上に沿った半導体装置を示す断面図である。
【図３１】この発明の実施の形態７における半導体装置の製造方法の工程を示す平面図である。
【図３２】図３１中のＸＸＸＩＩ−ＸＸＸＩＩ線上に沿った半導体装置の断面図である。
【符号の説明】
【００７６】
１  シリコン基板、１ａ  主表面、２，２ｐ，２ｑ，２ｒ，２ｓ  層間絶縁膜、２ａ  頂面、２ｂ  側面、３，６１，６２，７１，７３，７８ｐ，７８ｑ，７８ｒ，７８ｓ，９１ｐ，９１ｑ，９１ｒ，９１ｓ，９５，９６  犠牲層、５  壁構造、８，１３，６３，６４，７２，７４，７９ｐ，７９ｑ，７９ｒ，７９ｓ，９２ｐ，９２ｑ，９２ｒ，９２ｓ，９７  溝、  １０  半導体装置、１１  半導体ウェハ、１２  ダイシングライン、１０１  能動素子領域、１０２  非能動素子領域。
【図１】
2005260059.tif 000004
【図２】
2005260059.tif 000005
【図３】
2005260059.tif 000006
【図４】
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【図５】
2005260059.tif 000008
【図６】
2005260059.tif 000009
【図７】
2005260059.tif 000010
【図８】
2005260059.tif 000011
【図９】
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【図１０】
2005260059.tif 000013
【図１１】
2005260059.tif 000014
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
2005260059.tif 000035