(57)【要約】【課題】  層間膜の膜剥がれを防止する。【解決手段】  層間膜を備えた半導体チップと、前記半導体チップ内に設けられた配線より外側に形成され、前記層間膜と該層間膜の上層との界面、前記層間膜と該層間膜の下層との界面若しくは前記層間膜が除去された部分の表面を覆うように形成される絶縁膜とを有することを特徴とする半導体集積回路装置。【選択図】  図１
2005327875.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
層間膜を備えた半導体チップと、
前記半導体チップ内に設けられた配線より外側に形成され、前記層間膜と該層間膜の上層との界面、前記層間膜と該層間膜の下層との界面若しくは前記層間膜が除去された部分の表面を覆うように形成される絶縁膜と
を有することを特徴とする半導体集積回路装置。
【請求項２】
前記半導体チップ内に設けられた配線より外側に形成されたダミー配線パターンをさらに備え、
該ダミー配線パターンは、該ダミー配線パターンの内側の前記層間膜と、該ダミー配線パターンの外側の前記層間膜とが接触しないように形成されることを特徴とする請求項１に記載の半導体集積回路装置。
【請求項３】
前記半導体チップのコーナー部にコーナーガードが設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体集積回路装置。
【請求項４】
前記半導体チップ内に設けられた配線より外側に形成され、前記層間膜と該層間膜の上層との界面、前記層間膜と該層間膜の下層との界面若しくは前記層間膜が除去された部分の表面を覆うように形成される絶縁膜は、前記半導体チップの外周部に形成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の半導体集積回路装置。
【請求項５】
前記絶縁膜は、前記層間膜に比べて、吸湿性が低い絶縁膜であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の半導体集積回路装置。
【請求項６】
前記層間膜は低誘電率膜であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の半導体集積回路装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体集積回路装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＬＳＩでは、微細化の進展により、配線部分の遅延（配線抵抗による遅延）が、顕著に表れるようになった。このため、配線の材料として、従来のアルミニウム（Ａｌ）に換えて、より配線抵抗が低い銅（Ｃｕ）が使用されるようになった。
【０００３】
さらに、配線容量を低減するために、層間膜として誘電率kが低く、k≦３．０である低誘電率（low-k）膜をシリコン基板上に積層することにより、シリコン基板上に形成された配線間のクロストーク（電気的相互干渉）を低減することが可能になる。
【０００４】
このような層間膜にlow-k膜を用いたＬＳＩとして、例えば、特許文献１のようなものが知られている。
【０００５】
特許文献１によれば、少なくともＨ2Ｏ、ＯＨ、Ｃ、または炭化水素のいずれか一を含む第１の絶縁膜を形成し、前記第１の絶縁膜を熱処理することにより、該第１の絶縁膜の中から少なくともＨ2Ｏ、ＯＨ、Ｃ、または炭化水素のいずれか一を放出して、該第１の絶縁膜を多孔性を有する絶縁膜にし、前記多孔性を有する絶縁膜の上に第２の絶縁膜を形成し、low-k膜を形成するというものである。
【０００６】
上記従来の技術によれば、層間膜としてlow-k膜を採用することにより、配線間容量を低減させ、信号遅延時間を減少させることが可能となる。
【０００７】
しかし、low-k膜は下層若しくは上層に形成される膜（例えば、拡散防止膜）との密着強度が弱く、low-k膜とlow-k膜の下層若しくは上層の界面において膜剥がれが生じやすい。また、low-k膜自体の密度が低い等の特性によりlow-k膜内においても膜剥がれが生じやすい。この膜剥がれはlow-kでない層間膜、例えばＳｉＯ２を層間膜として用いたものにおいても発生するが、層間膜にlow-k膜を用いた場合にはより発生しやすくなる。
【０００８】
そのため、ＬＳＩがダメージを受けlow-k膜中若しくはそのlow-k膜の下層若しくは上層との界面に膜剥がれが生ずると、その膜剥がれに伴い、ＬＳＩの内部配線が断線するという問題が生じていた。特に、ＬＳＩのダイシング工程においては、ダイシングラインに面したＬＳＩの端部がダイシングによるダメージを受け、このダメージを起点として、層間膜等に剥がれが生じるという問題が生じていた。
【特許文献１】特開２０００−３３２０１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、ＬＳＩチップの層間膜剥がれを抑制し、層間膜剥がれによるＬＳＩの故障を防ぐことが可能な半導体集積回路装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様の半導体集積回路装置は、層間膜を備えた半導体チップと、前記半導体チップ内に設けられた配線より外側に形成され、前記層間膜と該層間膜の上層との界面、前記層間膜と該層間膜の下層との界面若しくは前記層間膜が除去された部分の表面を覆うように形成される絶縁膜とを有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、層間膜の膜剥がれによるＬＳＩ故障を防ぐことが可能な半導体集積回路装置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】
【００１２】
以下、本発明に係る実施例を、図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１３】
本発明の第１の実施例に係るＬＳＩ及びその製造方法を、図１を用いて説明する。図１は、本発明の第１の実施例に係るＬＳＩの構成例を示すものであり、図１（ａ）はＬＳＩの上面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ’方向断面図、図１（ｃ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ’方向断面図である。なお、ここでは層間膜に誘電率kがk≦３．０である低誘電率（low-k）膜を採用する、２層のＣｕダマシン配線を備えるＬＳＩに適用した場合について説明する。
【００１４】
図１（ａ）において、ＬＳＩ１０は、層間膜剥がれ４０の進行を止めるための抑制手段である補強パターン２０が、ＬＳＩ１０の外周部に沿ってリング状に配設されている。
【００１５】
この補強パターン２０は、図１（ｂ）に示すように、少なくとも第１の層間膜１２に達する深さを有する開口部２０ａと、この開口部２０ａ内に埋め込まれた絶縁膜（ＳｉＯ２）２０ｂとで形成された構造である。
【００１６】
図１（ｂ）を参照して、上記補強パターン２０を備えるＬＳＩ１０の製造工程について説明する。まず、シリコン（Ｓｉ）基板１１上に第１の層間膜１２を堆積させる。その第１の層間膜１２上に、所定のダマシン工程を経て、Ｃｕからなる第１の配線層２１aを形成する。その第１の配線層２１ａ及び第１の層間膜１２上に拡散防止膜（例えば、ＳｉＣＮ膜）１３を堆積させ、次いで、第２の層間膜としてのlow-k膜（例えば、誘電率kがk≦３．０の低誘電率であるＳｉＯＣ膜）１４を堆積させる。この後、第１の配線層２１aにつながるビアホールを形成する。そして、所定のダマシン配線工程を経て、ビア２１b、第２の配線層２１ｃを形成して、２層のＣｕダマシン配線２１を形成する。この後、拡散防止膜１５（例えば、ＳｉＣＮ膜）を堆積させる。続いて、拡散防止膜１５上にパッシベーション膜１６を堆積させる。
【００１７】
この後、ＬＳＩ１０の外周部にエッチングやレーザーなどによって、少なくとも第１の層間膜１２に達する深さを有する開口部２０ａを形成する。この開口部２０ａにより、拡散防止膜１３とlow-k膜１４との界面、拡散防止膜１５とlow-k膜１４との界面及びlow-k膜１４が部分的に除去され、開口部２０ａの表面から、low-k膜１４、拡散防止膜１３とlow-k膜１４との界面及び拡散防止膜１５とlow-k膜１４との界面が露出する。さらに、ＣＶＤ法などにより開口部２０ａ及び拡散防止膜１５の上面の全面にlow-k膜１４と材質の異なる絶縁膜、例えばＳｉＯ２層２０ｂを堆積させる。この際、少なくとも開口部２０ａの表面を覆うようにＳｉＯ２層２０ｂを堆積させ、開口部２０ａからlow-k膜１４及びその他の層が露出しないようにＳｉＯ２層２０ｂを堆積させる。ここでは、ＳｉＯ２層２０ｂは、開口部２０ａ内をほぼ完全に埋め込むように設ける。
【００１８】
また、ここでは、少なくとも第１の層間膜１２に達する深さを有する開口部２０ａを形成したが、この開口部２０ａは、拡散防止膜１３とlow-k膜１４の界面、拡散防止膜１５とlow-k膜１４との界面若しくはlow-k膜１４を部分的に除去するようにして形成されれば良い。
【００１９】
また、開口部２０ａの表面を覆う絶縁膜２０ｂとしてＳｉＯ２２０ｂを堆積させたが、ＳｉＯ２２０ｂに限らず、low-k膜１４に比べて吸湿性の低い絶縁膜であれば良く、例えばＳｉＮ、ポリイミドなどでもよい。また、この絶縁膜２０ｂは、開口部２０ａの表面との密着強度がlow-k膜１４に比べて強い絶縁膜であっても良い。
【００２０】
以上のように構成することにより、たとえＬＳＩ１０の端部（特に、コーナー部）から層間膜剥がれ４０が発生したとしても、図１（ｄ）に示すように、開口部２０ａによって層間膜剥がれ４０が開口部２０ａの内側に進行するのをくい止めることが可能となる。したがって、アセンブリ時のみでなく、組立工程以降においても、層間膜剥がれ４０の進行に伴って、ＬＳＩ１０の２層のＣｕダマシン配線２１が断線されるなどのＬＳＩ故障を、未然に防ぐことができるものである。
【００２１】
開口部２０ａが、拡散防止膜１３とlow-k膜１４の界面を除去するように形成されていれば、low-k膜１４と拡散防止膜１３の界面での膜剥がれを抑制することが可能であり、開口部２０ａが、拡散防止膜１５とlow-k膜１４との界面を部分的に除去するように形成されていれば、low-k膜１４と拡散防止膜１５との界面での膜剥がれを抑制することが可能であり、開口部２０ａが、low-k膜１４の一部を除去するようにして形成されていれば、low-k膜１４内での膜剥がれを抑制することが可能である。なお、図１（ｂ）に示す開口部２０ａは、拡散防止膜１３とlow-k膜１４の界面での膜剥がれ、low-k膜１４と拡散防止膜１５の界面での膜剥がれを抑制することが可能である。
【００２２】
さらに、開口部２０ａの表面をＳｉＯ２層２０ｂで覆うことによって、開口部２０ａから露出したlow-k膜１４に水分が入り、２層のＣｕダマシン配線２１の腐食等による断線等の故障を防ぐことが可能となる。
【００２３】
また、ＬＳＩ１０の外周部に補強パターン２０として、開口部２０ａに例えばk≦３．０であるlow-k膜１４よりは、誘電率kは高いが、k＝４．２の絶縁物であるＳｉＯ２層２０ｂが埋め込まれていることによって、ＬＳＩの層間絶縁膜としての性能を失うものではない。
【００２４】
（実施例１の変形例）
上記第１の実施例の変形例に係るＬＳＩの製造方法を図２を用いて説明する。図２は、図１（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。
【００２５】
まず、第１の実施例と同様に、Ｓｉ基板１１上に第１の層間膜１２を堆積させ、所定のダマシン配線工程を経て、Ｃｕからなる第１の配線層２１aを形成し、第１の層間膜１２及び第１の配線層２１a上に拡散防止膜（例えば、ＳｉＣＮ膜）１３を堆積させる。
【００２６】
続いて、ＬＳＩ１０の外周部にエッチングやレーザーなどによって、第１の層間膜１２に達する深さを有する第１の開口部２０aaを形成し、この第１の開口部２０aa及び拡散防止膜１３上の全面にＣＶＤ法によりＳｉＯ２を堆積させる。この後、ＣＭＰ法で、拡散防止膜１３が露出するまで研磨し平坦化する。これにより、補強パターン２０の一部となる第１の開口部２０aa及び第１のＳｉＯ２層２０baを形成する。
【００２７】
さらに、上記第１の実施例と同様に、拡散防止膜１３及び第１のＳｉＯ２層２０ba上に第２の層間膜としてのlow-k膜１４を堆積させ、ビア２１b及び第２の配線層２１ｃを形成して２層のＣｕダマシン配線２１を完成させた後、拡散防止膜１５を堆積させる。
【００２８】
次に、第１のＳｉＯ２層２０baの上部に、第１のＳｉＯ２層２０baにつながる第２の開口部２０abを形成し、この第２の開口部２０ab及び拡散防止膜１５上の全面に少なくとも第２の開口部２０abの表面を覆うように、ＳｉＯ２を堆積させ、さらに、拡散防止膜１５が露出するまで、ＣＭＰ法で研磨し、第２のＳｉＯ２層２０bbを形成する。このようにして、第１の開口部２０aaと第１のＳｉＯ２層２０ba及び、第２の開口部２０abと第２のＳｉＯ２層２０bbからなる補強パターン２０を完成する。
【００２９】
この後、拡散防止膜１５及びＳｉＯ２層２０bbの全面にパッシベーション膜１６を形成する。
【００３０】
上記変形例の製造工程により作成されるＬＳＩ１０は、外周部の補強パターン２０によって、上述の実施例と同様の効果を期待できる。
【００３１】
しかも、上記変形例による製造方法では、補強パターン２０を配置することのできる面積が小さく、補強パターン２０の幅が小さいときにさらに有効である。
【００３２】
すなわち、補強パターン２０の幅が微細になったときには、前記第１の実施例に記載した方法で補強パターン２０を形成すると、アスペクト比の高い開口部２０ａから露出したlow-k膜１４等の少なくとも表面を覆うように、開口部２０ａにＳｉＯ２層２０ｂを堆積させるのが困難となってくる。これに対して変形例の方法では、層間膜ごとに開口部を形成し、その開口部にＳｉＯ２を堆積させるため、実施例の方法に比べて補強パターン２０の形成が容易である。
【実施例２】
【００３３】
以下、本発明の第２の実施例に係るＬＳＩを図３及び図４を用いて説明する。図３は、本発明の第２の実施例に係るＬＳＩの構成例を示すものであり、図３（ａ）はＬＳＩの上面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ’方向断面図、図３（ｃ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ’方向断面図、図３（ｄ）は層間膜剥がれがコーナー部から発生したときのＬＳＩの上面図である。なお、ここでは層間膜にlow-k膜を採用する、２層のＣｕダマシン配線を備えるＬＳＩに適用した場合について説明する。また、各図において、上記第１の実施例と同様の構成部分には同一の符号を付し、その部分の説明は省略する。
【００３４】
図３（ａ）において、ＬＳＩ１０は、その外周部に層間膜剥がれ４０の進行を止めるための、抑制手段としてのリング状構造のダミー配線パターン８０が配設されている。このダミー配線パターン８０は、ＬＳＩ１０の内部配線である２層のＣｕダマシン配線２１と同一のＣｕ等の金属からなるが、ＬＳＩ１０の内部配線である２層のＣｕダマシン配線２１とは電気的に接続されていない。
【００３５】
このダミー配線パターン８０は、図３（ｂ）に示すように、第１の層間膜１２に設けられた第１のダミー配線層８０aと、low-k膜１４に設けられた第２のダミー配線層８０ｃと、この第２のダミー配線層８０ｃから第１の拡散防止膜１３を貫通して第１のダミー配線層８０aに達するビア８０bからなる構造を有している。
【００３６】
なお、図３（ｃ）には、図３（ａ）のＢ−Ｂ’方向断面図を示している。図３（ｃ）に示すように、ダミー配線パターン８０は、ダミー配線パターン８０に沿ってダミー配線パターン８０上で切断したときの断面において、low-k膜１４がダミー配線パターン８０に覆われるような形状になるように形成される。
【００３７】
このようなダミー配線パターン８０がＬＳＩ１０の４辺に形成されることによって、ダミー配線パターン８０によって、ダミー配線パターン８０よりも内側に形成されるlow-k膜４は、ダミー配線パターン８０によって囲い込まれる形状となる。
【００３８】
これにより、ダミー配線パターン８０の内側のlow-k膜１４と、ダミー配線パターン８０の外側のlow-k膜１４が接触しないようにダミー配線パターンを形成されるので、ダミー配線パターン８０の内側に形成されるlow-k膜１４に水分が入り、ＬＳＩ１０の配線に腐食、断線する等の問題を防ぐことが可能となる。
【００３９】
図４は、ダミー配線パターン８０の一例を示す図である。図４（ａ）〜（ｄ）は、図３（ａ）において破線の丸印で囲んだＬＳＩ１０の外周部の一部のダミー配線パターン８０を複数種類拡大して示したものである。図４（ａ）に示すダミー配線パターン８０は、ＬＳＩ１０の外周部において、外側に矩形状に蛇行した配線パターンを配し、その内側に直線状の配線パターンを配したものである。図４（ｂ）に示すダミー配線パターン８０は、三角状に蛇行した配線パターンを複数本並列に配したものである。図４（ｃ）に示すダミー配線パターン８０は、矩形状に蛇行した配線パターンを複数本並列に配したものである。図４（ｄ）に示すダミー配線パターン８０は、直線状の配線パターンを複数本並列に配したものである。
【００４０】
これらの図４（ａ）〜（ｃ）の蛇行した配線パターンを有するダミー配線パターン８０は、図４（ｄ）に示すような直線状のダミー配線パターン８０と比べて、ダミー配線パターン８０とダイシング時のダメージ３０との接触する部分の面積を増大させるようにしたものである。
【００４１】
ここで、図３（ｂ）を参照して、上記ダミー配線パターン８０を備えるＬＳＩ１０の製造工程について説明する。
【００４２】
まず、Ｓｉ基板１１上に第１の層間膜１２を堆積させる。その上に、所定のダマシン配線工程を経て、Ｃｕからなる第１の配線層２１a及び第１のダミー配線層８０aを形成する。その上に、拡散防止膜１３を堆積させ、次いで、第２の層間膜としてのlow-k膜１４を堆積させる。この後、第１の配線層２１aにつながるコンタクト用のビアホール及び、第１のダミー配線層８０aにつながるコンタクト用のビアホールをそれぞれ形成する。そして、所定のダマシン配線工程を経て、ビア２１b、第２の配線層２１ｃ、ビア８０b及び第２のダミー配線層８０ｃを形成する。これにより、２層のＣｕダマシン配線２１及び、２層のＣｕダマシン配線２１とほぼ同一のパターンであるダミー配線パターン８０を同時に完成させる。
【００４３】
その後、拡散防止膜１５、パッシベーション膜１６を順に堆積させる。このようにして、本実施例に係るＬＳＩを形成することができる。
【００４４】
上述した製造工程により作成されるＬＳＩ１０は、外周部のリング状構造のダミー配線パターン８０が、low-k膜１４と拡散防止膜１３との界面を覆うように形成され、low-k膜１４の密度が低いことによる拡散防止膜１３との密着強度の弱さやダイシングにより与えられるダメージ３０に起因する層間膜剥がれ４０に対し、非常に強固となる。
【００４５】
これにより、たとえＬＳＩ１０の端部（特にコーナー部）から層間膜剥がれ４０が発生したとしても、図３（ｄ）に示すように、複数本のダミー配線パターン８０によって層間膜剥がれ４０が進行するのをくい止めることが可能となる。したがって、アセンブリ時のみでなく、組立工程以降おいても、層間膜剥がれ４０の進行に伴って、ＬＳＩ１０の内部の２層のＣｕダマシン配線２１が断線されるなどのＬＳＩ故障を未然に防止することが可能となる。
【００４６】
さらに、図４（ａ）〜（ｃ）に示すような蛇行した配線パターンを有するダミー配線パターン８０を用いることによって、ダイシング時のダメージ３０との接触する部分の面積が大きくなり、図４（ｄ）に示すようなダミー配線パターン８０に比べ、より強固に層間膜剥がれ４０を抑制することができる。
【００４７】
また、ダミー配線パターン８０はＬＳＩ１０の外周に沿って、ダミー配線パターン８０よりも内側のlow-k膜１４をリング状に覆うように配設することによって、吸湿性の高いlow-k膜１４に水分等が吸収されるのを防ぐことができる。そのため、２層のＣｕダマシン配線２１等の金属の腐食反応による配線のショートや断線等の故障を防止することができる。
【実施例３】
【００４８】
以下、本発明の第３の実施例に係るＬＳＩを図５を用いて説明する。図５は、本発明の第３の実施例に係るＬＳＩの構成例を示すものであり、図５（ａ）はＬＳＩ１０の上面図、図５（ｂ）〜（ｅ）は、コーナー部周辺のコーナーガード１００と、コーナー部周辺のダミー配線パターン８０との組み合わせの一例を複数種類示したコーナー部拡大図、図５（ｆ）は、コーナーガード１００の形状を示すコーナー部拡大図、図５（ｇ）は図５（ａ）のＡ−Ａ’方向断面図である。なお、ここでは層間膜にlow-k膜を採用する、２層のＣｕダマシン配線を備えるＬＳＩに適用した場合について説明する。本実施例は、第２の実施例に示したＬＳＩのコーナー部にコーナーガード１００を設けたものである。各図において、上記第１及び第２の実施例と同様の構成部分には同一の符号を付し、その部分の説明は省略する。
【００４９】
図５（ａ）において、ＬＳＩ１０は、その外周部に層間膜剥がれ４０の進行を止めるための、抑制手段としてのリング状構造のダミー配線パターン８０が配設され、ＬＳＩ１０の各コーナー部にはコーナーガード１００が配設されている。
【００５０】
このダミー配線パターン８０は、図５（ｇ）に示すように、第１の層間膜１２に設けられた第１のダミー配線層８０aと、low-k膜１４に設けられた第２のダミー配線層８０ｃと、この第２のダミー配線層８０ｃから第１の拡散防止膜１３を貫通して第１のダミー配線層８０aに達するビア８０bからなる２層のダマシン配線８０を有している。
【００５１】
コーナーガード１００は、図５（ｆ）に示すように、ＬＳＩ１０のコーナー部に配線を集中的に配したもの、つまり、ＬＳＩ１０のコーナー部にダミー配線パターン８０を多く敷き詰めた形状のものを用いる。図５（ｂ）〜（ｅ）に示すように、コーナーガード１００とコーナー部周辺のダミー配線パターン８０を配置することが可能である。
【００５２】
なお、図４（ａ）〜（ｄ）に示したダミー配線パターン８０と図５（ｂ）〜（ｅ）に示したコーナーガード１００とを組み合わせてもよい。つまり、ダミー配線パターン８０として、図４（ｃ）に示したようなダミー配線パターン８０を配置し、コーナーガード１００として、図５（ｄ）に示したようなコーナーガード１００を配置し、ＬＳＩ１０を形成してもよい。
【００５３】
ここで、図５（ｇ）を参照して、上記ダミー配線パターン８０及びコーナーガード１００を備えるＬＳＩ１０の製造工程について説明する。
【００５４】
まず、Ｓｉ基板１１上に第１の層間膜１２を堆積させる。その上に、所定のダマシン配線工程を経て、Ｃｕからなる第１の配線層２１a、第１のダミー配線層８０a及び第１のコーナーガード層１００ａを形成する。その上に、拡散防止膜（例えば、ＳｉＣＮ膜）１３を堆積させ、次いで、第２の層間膜としてのlow-k膜（例えば、誘電率kがk≦３．０の低誘電率であるＳｉＯＣ膜）１４を堆積させる。この後、第１の配線層２１aにつながるコンタクト用のビアホール、第１のダミー配線層８０aにつながるコンタクト用のビアホール及び第１のコーナーガード層１００ａにつながるコンタクト用のビアホールを、それぞれ形成する。そして、所定のダマシン配線工程を経て、ビア２１b、第２の配線層２１ｃ、ビア８０b、第２のダミー配線層８０ｃ、ビア１００ｂ及び第２のコーナーガード層１００ｃを形成する。これにより、２層のＣｕダマシン配線２１及び、２層のＣｕダマシン配線２１とほぼ同一のパターンであるダミー配線パターン８０及びコーナーガード１００を同時に完成させる。
【００５５】
その後、拡散防止膜１５（例えば、ＳｉＣＮ膜）、パッシベーション膜１６を順に堆積させる。このようにして、本実施例に係るＬＳＩを形成することができる。
【００５６】
上述した製造工程により作成されるＬＳＩ１０は、外周部のリング状構造のダミー配線パターン８０が、low-k膜１４と拡散防止膜１３との界面を覆うように形成され、low-k膜１４の密度が低いことによる拡散防止膜１３との密着強度の弱さやダイシングにより与えられるダメージ３０に起因する層間膜剥がれ４０に対し、非常に強固となる。
【００５７】
これにより、たとえＬＳＩ１０の端部（特にコーナー部）から層間膜剥がれ４０が発生したとしても、ダミー配線パターン８０によって層間膜剥がれ４０が進行するのをくい止めることが可能となる。したがって、アセンブリ時のみでなく、組立工程以降おいても、層間膜剥がれ４０の進行に伴って、ＬＳＩ１０内部の２層のＣｕダマシン配線２１が断線されるなどのＬＳＩ故障を未然に防止することが可能となる。
【００５８】
さらに、ダイシングにより与えられるダメージ３０を受けやすく、層間膜剥がれ４０が発生しやすいＬＳＩ１０のコーナー部には、ダミー配線パターン８０を複数本配したコーナーガード１００を配置している。これによりコーナー部から発生する層間膜剥がれ４０の発生をさらに抑えることが可能となる。
【００５９】
また、ダミー配線パターン８０はＬＳＩ１０の外周に沿ってリング状にlow-k膜１４を囲うように配設することによって、吸湿性の高いlow-k膜１４に水分等が吸収されるのを防ぐことができる。そのため、２層のＣｕダマシン配線２１等の金属の腐食反応による配線のショートや断線等の故障を防止することができる。
【００６０】
なお、本実施例においては、コーナーガード１００として、ダミー配線パターン８０としてＬＳＩ１０のコーナー部にダミー配線パターン８０を多く敷き詰めた形状のものを用いたが、これに限られるものではなく、ＬＳＩ１０のコーナー部において、low-k膜１４の膜剥がれを抑制することのできるものや、コーナーガード１００の内側に水分が入り込まないようにすることができるものであればよい。例えば、ＬＳＩ１０のコーナー部に、実施例１に示したような開口部２０a若しくは補強パターン２０を設けてコーナーガードとしてもよい。
【実施例４】
【００６１】
以下、本発明の第４の実施例に係るＬＳＩを図６を用いて説明する。図６は、本発明の第４の実施例に係るＬＳＩの一例を示す構成図であり、図６（ａ）はＬＳＩの上面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。本実施例は、第２の実施例に示したＬＳＩに、第１の実施例に示したような補強パターン２０を、半導体チップの外周部に沿ってリング状に配設したものである。各図において、上記第１、第２及び第３の実施例と同一構成部分には同一符号を付してその部分の説明は省略する。
【００６２】
本実施例では、図６（ａ）に示すように、ＬＳＩ１０の外周に沿ってlow-k膜１４を覆うように形成されたリング状構造のダミー配線パターン８０をＬＳＩ１０の外周部に配設する。さらに、ダミー配線パターン８０の外側で、ＬＳＩ１０の外周部にリング状に補強パターン２０を配設したものである。
【００６３】
ここで、図６（ｂ）を参照して、上記補強パターン２０及びダミー配線パターン８０を備えるＬＳＩ１０の製造工程について説明する。
【００６４】
まず、上記第２の実施例に示した製造方法により、ＬＳＩ１０の外側にダミー配線パターン８０を備えるＬＳＩ１０を形成する。
【００６５】
この後、ＬＳＩ１０の外周部であって、ダミー配線パターン８０よりも外周部にエッチングやレーザー等により、実施例１に示したように開口部２０ａを形成し、その開口部２０ａにＳｉＯ２層２０ｂを堆積させ補強パターン２０を形成する。以上により、本実施例に係るＬＳＩを製造することができる。
【００６６】
勿論、ダミー配線パターン８０としては、図４（ａ）〜（ｄ）に示したように配設することが可能である。
【００６７】
上記第４の実施例によれば、たとえＬＳＩ１０の端部（特に、コーナー部）から層間膜剥がれ４０が発生したとしても、開口部２０ａによって層間膜剥がれ４０が開口部２０ａの内側に進行するのをくい止めることが可能となる。したがって、アセンブリ時のみでなく、組立工程以降においても、層間膜剥がれ４０の進行に伴って、ＬＳＩ１０の２層のＣｕダマシン配線２１が断線されるなどのＬＳＩ故障を、未然に防ぐことができるものである。
【００６８】
さらに、開口部２０ａの表面をＳｉＯ２層２０ｂで覆うことによって、開口部２０ａから露出したlow-k膜１４に水分が入り、２層のＣｕダマシン配線２１の腐食による断線等の故障を防ぐことが可能となる。
【００６９】
また、外周部のリング状構造の複数本のダミー配線パターン８０が、low-k膜１４及び拡散防止膜１３の界面を覆うように形成され、low-k膜１４の密度が低いことによる拡散防止膜１３との密着強度の弱さやダイシングにより与えられるダメージ３０に起因する層間膜剥がれ４０に対し、非常に強固となる。
【００７０】
また、ダミー配線パターン８０はＬＳＩ１０の外周に沿ってリング状にlow-k膜１４を覆うように配設することによって、外部から吸湿性の高いlow-k膜１４に水分等が吸収されるのを防ぐことができる。そのため、２層のＣｕダマシン配線２１等の金属の腐食反応による配線のショートや断線等の故障を防止することができる。
【００７１】
したがって、本実施例により、補強パターン２０及びダミー配線パターン８０をともに用いることにより、層間膜剥がれ４０の進行を抑制する抑制手段となる。
【００７２】
（実施例４の変形例）
上記第４の実施例の変形例に係るＬＳＩの製造方法を図７を用いて説明する。図７は、のＡ−Ａ’断面図である。
【００７３】
まず、第２の実施例と同様に、Ｓｉ基板１１上に第１の層間膜１２を堆積させ、所定のダマシン配線工程を経て、Ｃｕからなる第１の配線層２１a及び第１のダミー配線層８０a、を形成し、第１の層間膜１２及び第１の配線層２１a上に拡散防止膜（例えば、ＳｉＣＮ膜）１３を堆積させる。
【００７４】
続いて、ＬＳＩ１０の外周部にエッチングやレーザーなどによって、第１の層間膜１２に達する深さを有する第１の開口部２０aaを形成し、この第１の開口部２０aa及び拡散防止膜１３上の全面にＣＶＤ法によりＳｉＯ２を堆積させる。この後、ＣＭＰ法で、拡散防止膜１３が露出するまで研磨し平坦化する。これにより、補強パターン２０の一部となる第１の開口部２０aa及び第１のＳｉＯ２層２０baを形成する。
【００７５】
さらに、上記第２の実施例と同様に、拡散防止膜１３及び第１のＳｉＯ２層２０ba上に第２の層間膜としてのlow-k膜１４を堆積させ、第１の配線層２１aにつながるコンタクト用のビア２１b、第２の配線層２１ｃ、第１のダミー配線層８０aにつながるコンタクト用のビア８０b及び第２のダミー配線層８０ｃを形成して２層のＣｕダマシン配線２１及びこの２層のＣｕダマシン配線２１とほぼ同一のダミー配線８０を同時に完成させた後、拡散防止膜１５を堆積させる。
【００７６】
次に、第１のＳｉＯ２層２０baの上部に、第１のＳｉＯ２層２０baにつながる第２の開口部２０abを形成し、この第２の開口部２０ab及び拡散防止膜１５上の全面に少なくとも第２の開口部２０abの表面を覆うように、ＳｉＯ２を堆積させ、さらに、拡散防止膜１５が露出するまで、ＣＭＰ法で研磨し、第２のＳｉＯ２層２０bbを形成する。このようにして、第１の開口部２０aaと第１のＳｉＯ２層２０ba及び、第２の開口部２０abと第２のＳｉＯ２層２０bbからなる補強パターン２０を完成する。
【００７７】
この後、拡散防止膜１５及びＳｉＯ２層２０bの全面にパッシベーション膜１６を形成する。
【００７８】
上記変形例の製造工程により作成されるＬＳＩ１０は、外周部の補強パターン２０によって、上述の実施例と同様の効果を期待できる。
【００７９】
上記変形例による製造方法では、補強パターン２０を配置することのできる面積が小さく、補強パターン２０の幅が小さいときにさらに有効である。すなわち、補強パターン２０の幅が微細になったときには、前記第４の実施例に記載した方法で補強パターン２０を形成すると、アスペクト比の高い開口部２０ａから露出したlow-k膜１４等の少なくとも表面を覆うように、開口部２０ａにＳｉＯ２層２０ｂを堆積させるのが困難となってくる。これに対して変形例の方法では、層間膜ごとに開口部を形成し、その開口部にＳｉＯ２を堆積させるため、実施例の方法に比べて補強パターン２０の形成が容易である。
【実施例５】
【００８０】
以下、本発明の第５の実施例に係るＬＳＩを図８を用いて説明する。図８は、本発明の第５の実施例に係るＬＳＩの一例を示す構成図であり、図８（ａ）は、ＬＳＩの上面図、図８（ｂ）は図８（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。本実施例は、第３の実施例に示したＬＳＩに、第１の実施例に示したような補強パターン２０を、半導体チップの外周部に沿ってリング状に配設したものである。各図において、上記第１乃至第４の実施例と同一構成部分には同一符号を付してその部分の説明は省略する。
【００８１】
本実施例では、図８（ａ）に示すように、ＬＳＩ１０の外周部にダミー配線パターン８０を配設し、ＬＳＩ１０のコーナー部には、コーナーガード１００を形成する。さらに、ダミー配線パターン８０及びコーナーガード１００の外側で、ＬＳＩ１０の外周部にリング状に補強パターン２０を配設したものである。
【００８２】
ここで、図８（ｂ）を参照して、上記補強パターン２０、ダミー配線パターン８０及び、コーナーガード１００を備えるＬＳＩ１０の製造工程について説明する。
【００８３】
まず、上記第３の実施例に示した製造方法により、ＬＳＩ１０の外周部にダミー配線パターン８０を備え、ＬＳＩ１０のコーナー部にコーナーガード１００を備える半導体集積回路装置を形成する。
【００８４】
この後、ＬＳＩ１０の外周部であって、ダミー配線パターン８０及びコーナーガード１００よりも外周部にエッチングやレーザー等により、第１の実施例に示したように開口部２０ａを形成し、その開口部２０ａにＳｉＯ２層２０ｂを堆積させる。以上により、本実施例に係るＬＳＩを製造することができる。
【００８５】
勿論、ダミー配線パターン８０としては、図４（ａ）〜（ｄ）に示したように配設することが可能であるし、コーナーガード１００としては、図５（ｂ）〜（ｅ）に示したように配設することが可能である。
【００８６】
上記第５の実施例によれば、たとえＬＳＩ１０の端部（特に、コーナー部）から層間膜剥がれ４０が発生したとしても、開口部２０ａによって層間膜剥がれ４０が開口部２０ａの内側に進行するのをくい止めることが可能となる。したがって、アセンブリ時のみでなく、組立工程以降においても、層間膜剥がれ４０の進行に伴って、ＬＳＩ１０の２層のＣｕダマシン配線２１が断線されるなどのＬＳＩ故障を、未然に防ぐことができるものである。
【００８７】
さらに、開口部２０ａの表面をＳｉＯ２層２０ｂで覆うことによって、開口部２０ａから露出したlow-k膜１４に水分が入り、２層のＣｕダマシン配線２１の腐食による断線等の故障を防ぐことが可能となる。
【００８８】
また、外周部のリング状構造のダミー配線パターン８０が、low-k膜１４と拡散防止膜１３との界面を覆うように形成され、low-k膜１４の密度が低いことによる拡散防止膜１３との密着強度の弱さやダイシングにより与えられるダメージ３０に起因する層間膜剥がれ４０に対し、非常に強固となる。
【００８９】
また、ダミー配線パターン８０はＬＳＩ１０の外周に沿ってリング状にlow-k膜１４を覆うように配設することによって、吸湿性の高いlow-k膜１４に水分等が吸収されるのを防ぐことができる。そのため、２層のＣｕダマシン配線２１等の金属の腐食反応による配線のショートや断線等の故障を防止することができる。
【００９０】
さらに、ダイシングにより与えられるダメージ３０を受けやすく、層間膜剥がれ４０が発生しやすいＬＳＩ１０のコーナー部には、ダミー配線パターン８０を複数本配したコーナーガード１００を配置している。これによりコーナー部から発生する層間膜剥がれ４０の発生をさらに抑えることが可能となる。
【００９１】
したがって、本実施例により、補強パターン２０、ダミー配線パターン８０及びコーナーガード１００をともに用いることにより、ダイシング時のダメージによる層間膜剥がれ４０を抑えることができる。
【００９２】
（実施例５の変形例）
本発明の第５の実施例の変形例に係るＬＳＩの製造方法を図９を用いて説明する。図９は図８（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。補強パターン２０、ダミー配線パターン８０及びコーナーガード１００を備えたＬＳＩ１０は以下のようにしても形成することもできる。
【００９３】
図９を参照して、上記補強パターン２０、ダミー配線パターン８０及びコーナーガード１００を備えるＬＳＩ１０の製造工程について説明する。
【００９４】
まず、Ｓｉ基板１１上に第１の層間膜１２を堆積させる。その上に、所定のダマシン配線工程を経て、Ｃｕからなる第１の配線層２１a、第１のダミー配線層８０a及び第１のコーナーガード層１００ａを形成する。この後、第１の配線層２１a、第１のダミー配線層８０a及び第１のコーナーガード層１００ａ上の全面に拡散防止膜（例えば、ＳｉＣＮ膜）１３を堆積させる。
【００９５】
その後、ＬＳＩ１０の外周部にエッチングやレーザーなどによって、少なくとも拡散防止膜１３とlow-k膜１４との界面を部分的になくすようにして形成された第１の開口部２０aaを形成し、この第１の開口部２０aa及び拡散防止膜１３上の全面にＣＶＤ法によりＳｉＯ２を堆積させる。この後、ＣＭＰ法で、拡散防止膜１３が露出するまで研磨し平坦化する。これにより、これにより、補強パターン２０の一部となる第１の開口部２０aa及び第１のＳｉＯ２層２０baを形成する。
【００９６】
続いて、第２の層間膜としてのlow-k膜（例えば、誘電率kがk≦３．０の低誘電率であるＳｉＯＣ膜）１４を堆積させる。この後、第１の配線層２１aにつながるコンタクト用のビアホール、第１のダミー配線層８０aにつながるコンタクト用のビアホール及び第１のコーナーガード層１００ａにつながるコンタクト用のビアホールを形成する。そして、所定のダマシン配線工程を経て、ビア２１b、第２の配線層２１ｃ、ビア８０b、第２のダミー配線層８０ｃ、ビア１００ｂ及び第２のコーナーガード層１００ｃを形成する。これにより、２層のＣｕダマシン配線（２層のＣｕダマシン配線）２１及び２層のＣｕダマシン配線２１とほぼ同一のパターンであるダミー配線パターン８０及びコーナーガード１００を同時に完成させる。この後、拡散防止膜１５を堆積させる。
【００９７】
さらに、第１のＳｉＯ２層２０baの上部に、第１のＳｉＯ２層２０baにつながる第２の開口部２０abを形成し、この第２の開口部２０ab及び拡散防止膜１５の全面に、少なくとも第２の開口部２０abの表面をＳｉＯ２が覆うように、ＳｉＯ２を堆積させ、さらに、拡散防止膜１５が露出するまで、ＣＭＰ法で研磨し、第２のＳｉＯ２層２０bbを形成する。このようにして、第１の開口部２０aaと第１のＳｉＯ２層２０ba及び、第２の開口部２０abと第２のＳｉＯ２層２０bbからなる補強パターン２０を完成する。その後、パッシベーション膜１６を堆積させる。
【００９８】
このようにして、補強パターン２０、ダミー配線パターン８０及びコーナーガード１００を有するＬＳＩを形成することができる。
【００９９】
上記第５の実施例の変形例に係るＬＳＩの製造方法は、補強パターン２０を配置することのできる面積が小さく、補強パターン２０の幅が小さいときに有効となる。すなわち、補強パターン２０の幅が微細になったときには、第５の実施例に記載した方法で補強パターン２０を形成すると、アスペクト比の高い開口部２０ａにＣＶＤ法で、ＳｉＯ２２０ｂを堆積させるのが困難となってくる。このときに、層間膜ごとに開口部を形成し、その開口部にＳｉＯ２を堆積させるため、実施例の方法に比べて補強パターン２０形成が容易である。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明の第１の実施例に係るＬＳＩの一例を示す構成図。
【図２】本発明の第１の実施例の変形例に係るＬＳＩの一例を示す構成図。
【図３】本発明の第２の実施例に係るＬＳＩの一例を示す構成図。
【図４】本発明の第２の実施例に係るダミー配線パターンの配置の一例を示す図。
【図５】本発明の第３の実施例に係るコーナーガードの配置の一例を示す図。
【図６】本発明の第４の実施例に係るＬＳＩの一例を示す構成図。
【図７】本発明の第４の実施例の変形例に係るＬＳＩの一例を示す構成図。
【図８】本発明の第５の実施例に係るＬＳＩの一例を示す構成図。
【図９】本発明の第５の実施例の変形例に係るＬＳＩの一例を示す構成図。
【符号の説明】
【０１０１】
１０  ＬＳＩ
１１  Ｓｉ基板
１２  第１の層間膜
１３、１５  拡散防止膜
１４  low-k膜（第２の層間膜）
１６  パッシベーション膜
２０  補強パターン
２０a  開口部
２０ｂ  ＳｉＯ２層（絶縁膜）
２０aa  第１の開口部
２０ab  第２の開口部
２０ba  第１のＳｉＯ２層
２０bb  第２のＳｉＯ２層
２１  ２層のＣｕダマシン配線
２１ａ  第１の配線層
２１b  ビア
２１ｃ  第２の配線層
３０  ダメージ
４０  層間膜剥がれ
８０  ダミー配線パターン
８０a  第１のダミー配線層
８０b  ビア
８０ｃ  第２のダミー配線層
１００  コーナーガード
１００ａ  第１のコーナーガード層
１００ｂ  ビア
１００ｃ  第２のコーナーガード層
【図１】
2005327875.tif 000003
【図２】
2005327875.tif 000004
【図３】
2005327875.tif 000005
【図４】
2005327875.tif 000006
【図５】
2005327875.tif 000007
【図６】
2005327875.tif 000008
【図７】
2005327875.tif 000009
【図８】
2005327875.tif 000010
【図９】
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