具有層間絕緣膜布線層疊構造部的半導體裝置及其制造方法

專利名稱：具有層間絕緣膜布線層疊構造部的半導體裝置及其制造方法
技術領域：
本發明涉及一種具有層間絕緣膜布線層疊構造部的半導體裝置及其制 造方法。
背景技術：
作為由便攜式電子設備等代表的小型的電子設備中搭載的半導體裝 置，已知具有與半導體基板大致相同的形狀和面積的CSP (芯片尺寸封裝:
Chip Size Package)。在CSP之中，以晶片狀態完成封裝、通過切割分離 為各個半導體裝置的封裝也被稱為WLP (晶片級封裝Wafer Level Package)。
在日本特開2004 — 349461號公報中，在設在半導體基板上的絕緣膜 的上表面設有布線，并在布線的連接焊盤部上表面設有柱狀電極，在包括 布線在內的絕緣膜的上表面，密封膜設置為其上表面與柱狀電極的上表面 成為同一面，在柱狀電極的上表面設有焊錫球。
另夕卜，在日本特開2004 — 349461號公報中，在半導體基板與絕緣膜 之間，設置包括層間絕緣膜和布線的層疊構造的層間絕緣膜布線層疊構造 部。這時，如果隨著精細化而層間絕緣膜布線層疊構造部的布線間的間隔 變小，則該布線間的電容變大，在該布線上傳輸的信號的延遲增大。
為了改善這一點，作為層間絕緣膜的材料，被稱為low—k (低k)材 料等的低介電常數材料受到關注，其介電常數比一般作為層間絕緣膜的材 料來使用的氧化硅的介電常數4.2 4.0更低。作為low—k材料，可以舉 出在氧化硅(Si02)中摻雜了碳(C)的SiOC或進一步包含H的SiOCH 等。另外，為了進一步降低介電常數，還對包含空氣的多孔(porous,多 孔性)型的低介電常數膜進行了研究。
另外，在具有包括作為層間絕緣膜的低介電常數膜和布線的層疊構造 的低介電常數膜布線層疊構造部的半導體裝置的制造方法中，在晶片狀態
6的半導體基板(以下稱為半導體晶片)上層疊形成低介電常數膜和布線， 在其上形成絕緣膜、上層布線、柱狀電極、密封膜及焊錫球，此后，通過 切割分離為各個半導體裝置。
但是，如果用切割刀來切斷低介電常數膜，則由于低介電常數膜較脆， 所以在低介電常數膜的切斷面產生多處切口、破損。因此，還對以下技術 進行了探討，即在比較早的階段通過激光束的照射，將半導體晶片上形 成的低介電常數膜之中與切割道對應的部分，與其上形成的包含氮化硅等 無機材料的鈍化膜一起除去。激光束使作為被照射物的低介電常數膜瞬間 高溫過熱并熔化，所以對于防止低介電常數膜的切口或破損產生了效果。
但是，在比較早的階段通過激光束的照射，將半導體晶片上形成的低 介電常數膜之中與切割道對應的部分，與其上形成的鈍化膜一起除去的半 導體裝置的制造方法中，在激光束的照射的除去面上低介電常數膜與鈍化 膜之間的粘合強度低，所以從該除去面產生脫落物。這樣的脫落物，有在 以后的工序中成為造成某些故障的原因的問題。
另一方面，在制造如上所述的半導體裝置時，在制造開發實驗用或少 量生產用的半導體裝置的情況下，有時在一片半導體晶片上形成電路結構、 尺寸、功能等不同的多種集成電路，而僅將需要的集成電路作為半導體裝 置取出。在這樣的情況下，半導體晶片具有尺寸不同的多個半導體裝置形 成區域，而且，多個半導體裝置形成區域包括必要半導體裝置形成區域和 不必要半導體裝置形成區域。
艮P，必要半導體裝置形成區域是形成了這次所需要的、要從半導體晶 片中取出的集成電路的區域，此外的不必要半導體裝置形成區域是形成了 這次不需要作為半導體裝置取出的集成電路的區域。這樣，如果沿著沿必 要半導體裝置形成區域的周邊的切割道來切斷半導體晶片，則得到具有必 要半導體裝置形成區域的半導體裝置。
另外，例如在本申請的圖3所示的情況下，沿著必要半導體裝置形成
區域22a的上邊及下邊的切割道23與第一、第二不必要半導體裝置形成 區域22b、 22c重合。結果，如果為了將必要半導體裝置形成區域22a作 為半導體裝置取出，而沿著沿必要半導體裝置形成區域22a的上邊及下邊 的切割道23來切斷，則切斷了第一、第二不必要半導體裝置形成區域22b、22c的中間。此時，如果僅僅是切斷第一、第二不必要半導體裝置形成區 域22b、 22c的中間，則并沒有問題。
但是，在第一、第二不必要半導體裝置形成區域22b、 22c上形成有 包括電解鍍銅的多個柱狀電極的情況下，如果將這些柱狀電極中形成在沿 著必要半導體裝置形成區域22a的上邊及下邊的切割道23上的柱狀電極 用切割刀切斷，則在切割刀上產生銅的篩眼堵塞，存在切割刀的壽命縮短 的問題。
如上所述，在比較早的階段通過激光束的照射，將半導體晶片上形成 的低介電常數膜之中與切割道對應的部分，與其上形成的鈍化膜一起除去 的半導體裝置的制造方法中，在激光束的照射的除去面上低介電常數膜與 鈍化膜之間的粘合強度低，所以從該除去面產生脫落物，則存在以后的工 序中成為造成某些故障的原因的問題。
另外，在從具有必要半導體裝置形成區域及不必要半導體裝置形成區 域的半導體晶片來得到具有必要半導體裝置形成區域的半導體裝置的半導 體裝置的制造方法中，在第一、第二不必要半導體裝置形成區域22b、 22c 上形成有包括電解鍍銅的多個柱狀電極的情況下，如果將這些柱狀電極中 形成在沿著必要半導體裝置形成區域22a的上邊及下邊的切割道23上的 柱狀電極用切割刀切斷，則在切割刀上產生銅的篩眼堵塞，存在切割刀的 壽命縮短的問題。

發明內容
因此，本發明的目的在于，提供一種半導體裝置的制造方法，能夠使 從低介電常數膜的激光束的照射的除去面不容易產生脫落物，而且，能夠 抑制由銅的篩眼堵塞引起的切割刀的壽命縮短。
在不必要半導體裝置形成區域中，僅在除了與切割道及其兩側對應的 區域以外的區域形成包含銅的柱狀電極，在與該切割道及其兩側對應的區 域不形成柱狀電極。由此，能夠在切割刀上不產生銅的篩眼阻塞。此時， 在半導體晶片上交替層疊形成多層低介電常數膜和同樣數量層的布線，并 在其上隔著絕緣膜形成的上層布線的連接焊盤部上形成柱狀電極。
根據本發明的第一方式，提供一種半導體裝置的制造方法，具有半導體晶片準備步驟，準備以下半導體晶片，即形成具有多個半導體裝置 形成區域的半導體晶片，而且在半導體晶片上形成有層疊了低介電常數膜 和布線的低介電常數膜布線層疊構造部；以及激光束照射步驟，通過激光
束的照射將上述低介電常數膜布線層疊構造部的與半導體裝置形成區域的 切割道對應的區域除去并形成槽。
根據本發明，通過激光束的照射將低介電常數膜布線層疊構造部的與 必要半導體裝置形成區域的切割道對應的區域除去并形成槽，在包括槽內 的低介電常數膜布線層疊構造部上形成保護膜，所以通過保護膜覆蓋低介 電常數膜的激光束的照射的除去面，由此能夠使從該除去面不容易產生脫 落物。另外，在必要半導體裝置形成區域內的上述上層布線的連接焊盤部 上，形成柱狀電極，而且，在不必要半導體裝置形成區域內的除了包括與 必要半導體裝置形成區域的切割道對應的區域在內的非形成區域以外的區 域的上層布線的連接焊盤部上，形成柱狀電極，所以在不必要半導體裝置 形成區域上，沒有通過切割刀來切斷柱狀電極的情況，在切割刀上不產生 銅的篩眼阻塞，由此能夠抑制由銅的篩眼阻塞引起的切割刀的壽命縮短。


圖1A是由作為本發明的第一實施方式的制造方法制造的半導體裝置 的一個例子的俯視圖；圖1B是沿其B-B線的剖面圖。
圖2是為了說明開發實驗用或少量生產用的半導體晶片的部分的俯視
狀態而表示的俯視圖。
圖3是為了說明對于圖2所示的半導體晶片的切割道而表示的俯視圖。 圖4表示在制造圖1所示的半導體裝置時最初準備的對象的剖面圖。 圖4A是沿著圖3的IVA—IVA線的部分的必要半導體裝置形成區域
的部分的剖面圖。
圖4B是沿著圖3的IVB—IVB線的部分的不必要半導體裝置形成區域 的部分的剖面圖。
圖5是圖4之后的工序的剖面圖。 圖6是圖5之后的工序的剖面圖。 圖7是圖6之后的工序的剖面圖。圖8是圖7之后的工序的剖面圖。 圖9是圖8之后的工序的剖面圖。 圖10是圖9之后的工序的剖面圖。 圖11是圖IO所示的狀態的俯視圖。 圖12是圖IO之后的工序的剖面圖。 圖13是圖12之后的工序的剖面圖。 圖14是圖13之后的工序的剖面圖。 圖15是圖14之后的工序的剖面圖。 圖16是圖15之后的工序的剖面圖。
圖17是由作為本發明的第二實施方式的制造方法制造的半導體裝置 的一個例子的剖面圖。
圖18是在制造圖17所示的半導體裝置時、規定工序的與圖4相同的 剖面圖。
圖19是圖18之后的工序的剖面圖。 圖20是圖19之后的工序的剖面圖。 圖21是圖20之后的工序的剖面圖。
圖22是由作為本發明的第三實施方式的制造方法制造的半導體裝置 的一個例子的剖面圖。
圖23是在作為本發明的第四實施方式的制造方式中與圖11相同的工 序的俯視圖。
圖24是在作為本發明的第五實施方式的制造方式中與圖11相同的工 序的俯視圖。
圖25是在第一實施方式的制造方法中使用的曝光掩膜的一個例子的 俯視圖。
圖26是在其他制造方法中使用的曝光掩膜的一個例子的俯視圖。
圖27也是在其他制造方法中使用的其他曝光掩膜的一個例子的俯視圖。
圖28是圖26所示的曝光掩膜的其他例子的俯視圖。
具體實施方式
(第一實施方式)
圖1A是由作為本發明的第一實施方式的制造方法制造的半導體裝置 的一個例子的俯視圖。另外，圖1B表示沿著其B—B線的剖面圖。該半導 體裝置具備硅基板(半導體基板)1。在硅基板1的上表面形成了構成集成 電路部的元件，例如晶體管、二極管、電阻、電容器等(未圖示)，在其上 表面，設置了用于連接上述各元件的包含鋁類金屬等的連接焊盤2。連接焊 盤2僅圖示了 2個，但實際在硅基板1上排列多個。
另外，在硅基板1的上表面，形成了構成集成電路部的低介電常數膜 布線層疊構造部3。低介電常數膜布線層疊構造部3為由多層例如4層的 低介電常數膜4與相同層的包括鋁類金屬等的布線5交替層疊的構造。此 時，各層布線5在層間相互連接。最下層的布線5的一端部經由設在最下 層的低介電常數膜4的開口部6，與連接焊盤2連接。最上層的布線5的 連接焊盤部5a配置在最上層的低介電常數膜4的上表面周邊部。
作為低介電常數膜4的材料，可舉出具有Si-0結合和Si-H結合的聚硅 氧垸類材料(HSQ:含氫硅酸鹽類，Hydrogen silsesquioxane，電容率3.0)、 具有Si-0結合和Si-CH3結合的聚硅氧垸類材料(MSQ:甲基硅酸鹽類， Methyl silsesquioxane,電容率2.7 2.9)、碳摻雜氧化硅(SiOC: Carbon doped silicon oxide，電容率2.7 2.9)及有機聚合物類的low-k材料等，并且可以 使用電容率小于等于3.0且玻璃化轉變溫度大于等于40(TC的材料。
作為有機聚合物類的low-k材料，可舉出陶氏化學(DowChemical)公 司制造的"SiLK (電容率2.6)"及霍尼韋爾電子材料(Honeywell Electronic Materials)公司制造的"FLARE (電容率2.8)"等。這里，玻璃化轉變溫度 大于等于40(TC是為了能充分耐受下述制造工序中的溫度。還有，也可以使 用上述各材料的多孔型。
另外，作為低介電常數膜4的材料除了上面之外，還可以使用通常狀 態下的電容率比3.0更大、但通過制為多孔型而電容率小于等于3.0且玻璃 化轉變溫度大于等于400'C的材料。例如，氟摻雜氧化硅(FSG:氟化硅玻 璃，Fluorinated Silicate Glass,電容率3.5 3.7)、硼摻雜氧化硅(BSG:硼 摻雜硅玻璃，Boron-doped Silicate Glass,電容率3.5)及氧化硅(電容率4.0 4.2)。在包括最上層的布線5在內的最上層的低介電常數膜4的上表面，設 有包含氧化硅等無機材料的鈍化膜7。在與最上層的布線5的連接焊盤部 5a對應的部分的鈍化膜7，設有開口部8。在鈍化膜7的上表面，設有包 含聚酰亞胺類樹脂等有機材料的保護膜9。在與鈍化膜7的開口部8對應 的部分的保護膜9，設有開口部IO。
在保護膜9的上表面，設有上層布線11。上層布線11為基底金屬層 12和上部金屬層13的2層構造，該基底金屬層12包含設置在保護膜9 的上表面的銅等，該上部金屬層13包含設置在基底金屬層12的上表面的 銅等。上層布線11的一端部經由鈍化膜7及保護膜9的開口部8、 10， 連接至最上層的布線5的連接焊盤部5a。
在上層布線11的連接焊盤部上表面，設有包含銅的柱狀電極14。在 包括上層布線11在內的保護膜9的上表面，包含環氧類樹脂等有機材料的 密封膜15設置為其上表面與柱狀電極14的上表面成為同一面。在柱狀電 極14的上表面，設有焊錫球16。此時，多個焊錫球16即柱狀電極14配 置為矩陣狀。
接下來，說明該半導體裝置的制造方法的一個例子。此時，如圖2所 示，晶片狀態的硅基板(以下成為半導體晶片21)的部分的長方形狀的區 域22內，成為平面形狀(正方形狀或長方形狀)及尺寸不同的必要半導體 裝置形成區域22a，第一、第二不必要半導體裝置形成區域22b、 22c，以 及此外的剩余區域22d。
此時，必要半導體裝置形成區域22a包括區域22內的左右方向中央 部在上下方向連續配置的同一形狀及同一尺寸的8個區域。第一不必要半 導體裝置形成區域22b包括區域22內的左側在上下方向連續配置的同一 形狀及同一尺寸的3個區域。第二不必要半導體裝置形成區域22c包括區 域22內的右側在上下方向連續配置的同一形狀及同一尺寸的5個區域。
然后，在半導體晶片21的上表面，在各半導體裝置形成區域22a、22b、 22c形成了多種集成電路(未圖示)。如果對此進行說明，則該半導體晶片 21為了制造開發實驗用或少量生產用的半導體裝置，在一片半導體晶片21 上形成電路結構、尺寸、功能等不同的多種集成電路，而僅將需要的集成電路作為半導體裝置取出。
在此，設由符號22a所示的8個必要半導體裝置形成區域是形成了這 次所需要的、要從該半導體晶片21取出的集成電路的區域，此外的由符號 22b、 22c所示的第一、第二不必要半導體裝置形成區域是形成了這次不需 要作為集成電路裝置取出的集成電路的區域。
另外，在本實施方式中，22a作為必要半導體裝置形成區域，22b、 22c作為不必要半導體裝置形成區域，但需要注意的是，各區域22a 22c 都即可以成為必要半導體裝置形成區域，也可以成為不必要半導體裝置形 成區域，此時僅僅是將需要從半導體晶片21取出的半導體裝置形成區域稱 為必要半導體裝置形成區域。另外，各半導體形成區域，即必要半導體裝 置形成區域22a、不必要半導體裝置形成區域22b、 22c都以形成有低介 電常數布線層疊構造部3的狀態，構成用于達到規定的功能的集成電路。
在這樣的條件下，最終將用符號22a表示的8個必要半導體裝置形成 區域分離為各個片，將此外的用符號22b、 22c表示的第一、第二不必要 半導體裝置形成區域及剩余區域22d全部作為不需要部分而廢棄。因此， 如圖3中二點劃線所示，直線狀的切割道23設為沿著8個必要半導體裝 置形成區域22a的各4邊的區域，即使設定在第一、第二不必要半導體裝 置形成區域22b、 22c的形成了集成電路的區域上也沒有問題。像這樣， 在圖3中，沿必要半導體裝置形成區域22a的上邊及下邊的切割道23，通 過第一、第二不必要半導體裝置形成區域22b、 22c的各區域內。
這樣，在從半導體晶片21的必要半導體裝置形成區域22a制造圖1A、 圖1B所示的半導體裝置的情況下，首先，準備圖4A、圖4B所示的對象。 此時，圖4A是沿圖3的IVA—IVA線的部分的必要半導體裝置形成區域 22a的部分的剖面圖，圖4B是沿圖3的IVB—IVB線的部分的不必要半導 體裝置形成區域22b、 22c的部分的剖面圖
在該準備的對象中，在必要半導體裝置形成區域22a的部分及不必要 半導體裝置形成區域22b、22c的部分的任一部分中，在半導體晶片21上， 都形成有連接焊盤2、各4層低介電常數膜4及布線5、和鈍化膜7，最上 層的布線5的連接焊盤部5a的中央部經由形成于鈍化膜7的開口部8而 露出。其中，為了使第一、第二不必要半導體裝置形成區域22b、 22c容
13易理解，作為同樣的對象進行說明。
在此，在圖4A中，以符號23表示的區域是與沿著沿圖3的IVA—IVA 線的部分的必要半導體裝置形成區域22a的左邊及右邊的切割道對應的區 域，而在圖4B中，以符號24表示的區域是與沿著沿圖3的IVB—IVB線 的部分的第一不必要半導體裝置形成區域22b的上邊及下邊的虛擬的切割 道對應的區域。作為其他表現，在不必要半導體裝置形成區域22b、 22c 中，與符號23對應的區域是與集成電路部的中間區域對應的區域，不是與 集成電路部的端部對應的區域即本來應該切割的區域。
此時，如圖4B所示，在不必要半導體裝置形成區域22b、 22c的部分， 與沿圖3的IVB—IVB線的部分的不必要半導體裝置形成區域22b、 22c 的右側的必要半導體裝置形成區域22a的上邊及下邊的切割道23重合。
另外，如圖4A所示，在必要半導體裝置形成區域22a的部分，連接 焊盤2及布線5配置在切割道23的內側。即，在與必要半導體裝置形成 區域22a的周圍的切割道23對應的區域，形成有低介電常數膜4，而沒有 形成布線5。另一方面，如圖4B所示，在不必要半導體裝置形成區域22b、 22c的部分，在與切割道23重合的區域的一部分，形成有低介電常數膜4 及布線5。
這樣，如果準備了圖4A、圖4B所示的對象，則接下來如圖5A所示， 在與必要半導體裝置形成區域22a的周圍的切割道23對應的區域的鈍化 膜7，通過光刻法，形成第一槽25。此時，如圖5B所示，在不必要半導 體裝置形成區域22b、 22c，在鈍化膜7上不形成那樣的槽。
接著，如圖6A所示，在必要半導體裝置形成區域22a的部分，通過 照射激光束的激光加工，在與鈍化膜7的第一槽25 (即切割道23)對應 的區域的4層低介電常數膜4上形成第二槽26。在該狀態下，切割道23 上的半導體晶片21的上表面經由第一、第二槽25、 26露出。另外，在半 導體晶片21上層疊的4層低介電常數膜4及鈍化膜7通過第一、第二槽 25、 26分離，從而形成了圖l所示的低介電常數膜布線層疊構造部3。
另外，如圖6B所示，在不必要半導體裝置形成區域22b、 22c的部分， 通過照射激光束的激光加工，在切割道23上的鈍化膜7及4層的低介電 常數膜4上形成第三槽27。此時，在不必要半導體裝置形成區域22b、 22c上，布線5的一部分與切割道23重合，所以該重合部分的布線5被除去。 另外，在該狀態下，切割道23上的半導體晶片21的上表面經由第三槽27 露出。
另外，在不必要半導體裝置形成區域22b、 22c的部分，在切割道23 上的一部分，通過激光束的照射除去鈍化膜7、低介電常數膜4及布線5， 來形成第三槽27，所以這些的除去面露出。此時，低介電常數膜4與鈍化 膜7及布線5之間的粘合強度低，存在從該除去面產生脫落物的情況。
另一方面，在必要半導體裝置形成區域22a的部分，在沿其4邊的切 割道23，在鈍化膜7上通過光刻法形成了第一槽25之后，通過激光束的 照射僅除去4層低介電常數膜4來形成第二槽26，所以4層低介電常數膜 4的除去面相互之間的粘合強度比上述不同種材料間的粘合強度高，從該除 去面比較不容易產生脫落物。
因此，接下來，如圖7A、圖7B所示，在必要半導體裝置形成區域22a 的部分及不必要半導體裝置形成區域22b、 22c的部分，通過網板印刷法、 旋敷法等，在包括經由鈍化膜7的開口部8而露出的最上層的布線5的連 接焊盤部5a的上表面，經由第一、第二槽25、 26而露出的半導體晶片 21的上表面，以及經由第三槽27而露出的半導體晶片21的上表面在內 的鈍化膜7的上表面，形成包含聚酰亞胺類樹脂等有機材料的保護膜9。
由此，在該狀態下，如圖7A所示，在必要半導體裝置形成區域22a 的部分，低介電常數膜4的激光束的照射的除去面由保護膜9覆蓋，所以 能夠在盡可能早的階段，可靠地防止從該除去面產生脫落物。另外，如圖 7B所示，在不必要半導體裝置形成區域22b、 22c的部分，鈍化膜7、低 介電常數膜4及布線5的激光束的照射的除去面由保護膜9覆蓋，所以能 夠在盡可能早的階段，可靠地防止從該除去面產生脫落物。
接下來，如圖8A、圖8B所示，在保護膜9上覆蓋光致抗蝕劑(未圖 示)，通過光刻法，在必要半導體裝置形成區域22a的部分及不必要半導體 裝置形成區域22b、 22c的部分，在與最上層的布線5的連接焊盤部5a 對應的部分的保護膜9及鈍化膜7上形成開口部10、 8。
接下來，如圖9A、圖9B所示，在包括經由鈍化膜7及保護膜9的開 口部8、 10而露出的最上層的布線5的連接焊盤部5a的上表面在內的保護膜9的整個上表面形成基底金屬層12。此時，基底金屬層12可以僅是 通過無電解電鍍來形成的銅層，或者也可以僅是通過濺射形成的銅層，進 而還可以在通過濺射形成的鈦等的薄膜層上通過濺射形成銅層。
接下來，在基底金屬層12的上表面對于電鍍保護膜31進行構圖。此 時，在必要半導體裝置形成區域22a的部分及不必要半導體裝置形成區域 22b、 22c的部分，在全部的與上部金屬層13形成區域對應的部分的電鍍 保護膜31上形成開口部32。接下來，進行以基底金屬層12作為電鍍電 流路的銅的電解電鍍，從而在電鍍保護膜31的開口部32內的基底金屬層 12的上表面形成上部金屬層13。接下來，剝離電鍍保護膜31。
接下來，如圖10A、圖10B所示，在包括上部金屬層13在內的基底 金屬層12的上表面覆蓋光致抗蝕劑，通過光刻法對電鍍保護膜33進行構 圖。此時，在必要半導體裝置形成區域22a的部分，在全部的與上部金屬 層13的平面圓形狀的連接焊盤部(柱狀電極14形成區域)對應的部分的 電鍍保護膜33上，形成平面圓形狀的開口部34。
另一方面，在不必要半導體裝置形成區域22b、 22c的部分，為了在 與切割道23 (根據需要及其兩側)對應的區域的上部金屬層13的連接焊 盤部上表面不形成柱狀電極14，在與此外的區域的上部金屬層13的連接 焊盤部對應的部分的電鍍保護膜33上，形成平面圓形狀的開口部34。
接下來，通過進行以基底金屬層12為電鍍電流路的銅的電解電鍍，從 而在電鍍保護層33的開口部34內的上部金屬層13的連接焊盤部上表面 形成平面圓形狀的柱狀電極14。在該狀態下，在不必要半導體裝置形成區 域22b、 22c的部分，在與切割道23 (根據需要及其兩側)對應的區域的 上部金屬層13的連接焊盤部上表面不形成柱狀電極14。
在此，該狀態的俯視圖如圖ll所示。如圖11所示，在必要半導體裝 置形成區域22a，柱狀電極14按照期望形成。在不必要半導體裝置形成區 域22b、 22c，僅在除了與沿必要半導體裝置形成區域22a上邊及下邊的 切割道23及其兩側對應的區域之外的區域，按照期望形成柱狀電極14， 在與該切割道23及其兩側對應的區域沒有形成柱狀電極14。
返回圖10繼續說明，接下來，剝離電鍍保護膜33，接著，以上部金 屬層13作為掩膜來蝕刻并除去基底金屬層12的不需要的部分，則如圖12A、圖12B所示，僅在上部金屬層13下殘留基底金屬層12。在該狀態 下，通過上部金屬層13及其下殘留的基底金屬層12，形成2層構造的上 層布線ll。另夕卜，上層布線11的一端部經由鈍化膜7及保護膜9的開口 部8、 10，連接至最上層的布線5的連接焊盤部5a。
接下來，如圖13A、圖13B所示，通過網板印刷法、旋敷法等，在包 括上層布線11及柱狀電極14在內的保護膜9的上表面，將包含環氧類樹 脂等的密封膜15形成為其厚度比柱狀電極14的高度厚。由此，在該狀態 下，柱狀電極14的上表面由密封膜15覆蓋。
接下來，適當地研磨密封膜15的上表面側，如圖14A、圖14B所示， 使柱狀電極14的上表面露出，并且，使包括該露出的柱狀電極14的上表 面在內的密封膜15的上表面平坦。接下來，如圖15A、圖15B所示，在 必要半導體裝置形成區域22a，在柱狀電極14的上表面形成焊錫球16， 而在不必要半導體裝置形成區域22b、 22c，在柱狀電極14的上表面不形 成焊錫球16。這是為了使焊錫球16的使用量成為最小限度，來謀求節省 該部分的成本。
接下來，如圖16A、圖16B所示，沿著切割道23切斷密封膜15、保 護膜9及半導體晶片21。這樣，從必要半導體裝置形成區域22a的部分得 到如圖1A、圖1B所示的半導體裝置，而從不必要半導體裝置形成區域 22b、 22c的部分得到不需要的半導體裝置。
在此，在沿著切割道23切斷密封膜15、保護膜9及半導體晶片21 的情況下，參照圖11進行說明。在不必要半導體裝置形成區域22b、 22c， 在與沿必要半導體裝置形成區域22a的上邊及下邊的切割道23及其兩側 對應的區域，不形成柱狀電極14，所以在不必要半導體裝置形成區域22b、 22c，沒有用切割刀(未圖示)切斷柱狀電極14的情況。
像這樣，在上述制造方法中，沿著切割道23用切割刀進行切斷時，在 不必要半導體裝置形成區域22b、 22c，不切斷柱狀電極14，所以在切割 刀上不容易產生銅的篩眼阻塞，能夠抑制由該銅的篩眼阻塞引起的切割刀 的壽命縮短。
另外，為了抑制切割刀的篩眼阻塞，也可以考慮在整個不必要半導體 裝置形成區域22b、 22c上，1根柱狀電極14也不形成。但是，在這樣的情況下，由于在整個不必要半導體裝置形成區域22b、 22c上1根柱狀電 極也不形成，所以在進行用于僅在必要半導體裝置形成區域22a上形成柱 狀電極14的電解電鍍時，電鍍電流在必要半導體裝置形成區域22a集中 并增大，有損柱狀電極14的高度及形狀的均勻性，因此不優選。
與此相對，如圖ll所示，若在不必要半導體裝置形成區域22b、 22c， 僅在除了與沿必要半導體裝置形成區域22a上邊及下邊的切割道23及其 兩側對應的區域以外的區域，按照期望形成柱狀電極14，在與該切割道23 及其兩側對應的區域，不形成柱狀電極14，則能夠提高電鍍的均勻性。
另外，在上述中也可以是在不必要半導體裝置形成區域22b、 22c 中不形成柱狀電極14的范圍，不僅是與沿必要半導體裝置形成區域22a 的周邊的切割道23的正上方對應的區域，以維持通過電解電鍍形成的柱狀 電極14的高度、形狀等的均勻性為前提，不形成為從與沿必要半導體裝置 形成區域22a的周邊的切割道23的正上方對應的區域跨規定的范圍。艮P， 在不必要半導體裝置形成區域22b、 22c中的、除了包括與沿必要半導體 裝置形成區域22a的周邊的切割道23的正上方對應的區域在內的非形成 區域之外的區域，形成柱狀電極14即可。
(第二實施方式)
圖17表示作為本發明的第二實施方式的制造方法制造的半導體裝置 的一個例子的剖面圖。在該半導體裝置中，與圖1B所示的半導體裝置的不 同點在于在硅基板1的上表面除了連接焊盤2的外側的周邊部以外的區 域，設置低介電常數膜布線層疊構造部3，在低介電常數膜布線層疊構造部 3的外側的硅基板1的周邊部上表面，設置密封膜15。
接下來，說明該半導體裝置的制造方法的一個例子。此時，在準備了 圖4A、圖4B所示的對象之后，如圖18A所示，在沿必要半導體裝置形成 區域22a的4邊的切割道23上及其兩側的區域的鈍化膜7，通過光刻法， 形成第一槽41。此時，如圖18B所示，在不必要半導體裝置形成區域22b、 22c，在鈍化膜7上也不形成那樣的槽。
接著，如圖19A所示，在必要半導體裝置形成區域22a的部分，通過 照射激光束的激光加工，在與鈍化膜7的第一槽41 (即切割道23上及其兩側的區域)對應的區域的4層低介電常數膜4上形成第二槽42。在該狀態下，切割道23上及其兩側的區域的半導體晶片21的上表面經由第一、第二槽41、 42露出。
另外，如圖19B所示，在不必要半導體裝置形成區域22b、 22c的部分，通過照射激光束的激光加工，在切割道23及其兩側的區域的鈍化膜7及4層的低介電常數膜4上形成第三槽43。此時，在不必要半導體裝置形成區域22b、 22c上，布線5的一部分也與切割道23重合，所以該重合部分的布線5被除去。另外，在該狀態下，切割道23上及其兩側的區域的半導體晶片21的上表面經由第三槽43露出。
接下來，如圖20A、圖20B所示，通過網板印刷法、旋敷法等，在包括經由必要半導體裝置形成區域22a的鈍化膜7的開口部8而露出的最上層的布線5的連接焊盤部5a的上表面，經由第一、第二槽41、 42而露出的半導體晶片21的上表面，以及經由第三槽43而露出的半導體晶片21的上表面在內的鈍化膜7的上表面，形成包含聚酰亞胺類樹脂等有機材料的保護膜9。
接下來，如圖21A、圖21B所示，通過光刻法，在必要半導體裝置形成區域22a的部分及不必要半導體裝置形成區域22b、 22c的部分，在與最上層的布線5的連接焊盤部5a對應的部分的保護膜9及鈍化膜7上形成開口部IO、 8，而且，在切割道23上及其兩側的區域的保護膜9、鈍化膜7以及4層低介電常數膜4上形成槽44。以下，經過與上述第一實施方式時相同的工序，則從必要半導體裝置形成區域22a的部分得到圖17所示的半導體裝置，從不必要半導體裝置形成區域22b、 22c的部分得到不需要的半導體裝置。
另外，在從必要半導體裝置形成區域22a的部分得到的圖17所示的半導體裝置中，在完成的狀態下，在硅基板1上的除了周邊部以外的區域設置有低介電常數膜布線層疊構造部3，通過密封膜15覆蓋低介電常數膜布線層疊構造部3、鈍化膜7及保護膜9的側面，所以能夠做成低介電常數膜布線層疊構造部3不容易從硅基板1剝離的構造。
(第三實施方式)圖22表示作為本發明的第三實施方式的制造方法制造的半導體裝置的一個例子的剖面圖。在該半導體裝置中，與圖1B所示的半導體裝置的不同點在于在硅基板1的上表面除了連接焊盤2的外側的周邊部以外的區域，設置低介電常數膜布線層疊構造部3，在低介電常數膜布線層疊構造部3的外側的硅基板1的周邊部上表面，設置保護膜9。
接下來，說明該半導體裝置的制造方法的一個例子。此時，在圖21所示的工序中，僅形成開口部8、 10，不形成槽44。以下，經過與上述第一實施方式時相同的工序，則從必要半導體裝置形成區域22a的部分得到圖22所示的半導體裝置，從不必要半導體裝置形成區域22b、 22c的部分得到不需要的半導體裝置。
另外，在從必要半導體裝置形成區域22a的部分得到的圖22所示的半導體裝置中，在完成的狀態下，在硅基板1上的除了周邊部以外的區域設置有低介電常數膜布線層疊構造部3，通過保護膜9覆蓋低介電常數膜布線層疊構造部3及鈍化膜7的側面，所以能夠做成低介電常數膜布線層疊構造部3不容易從硅基板1剝離的構造。
(第四實施方式)
在圖3中，將符號22b所示的區域作為必要半導體裝置形成區域，將符號22a及符號22c所示的區域作為不必要半導體裝置形成區域的情況下，如作為與圖11相同的工序的俯視圖的圖23所示，沿由符號22b所示的必要半導體裝置形成區域的上邊及下邊的區域成為切割道23。
這樣，在該情況下，在由符號22b表示的必要半導體裝置形成區域中，按照期望形成柱狀電極14。在由符號22a、 22c所示的不必要半導體裝置形成區域中，僅在除了與沿著由符號22b所示的必要半導體裝置形成區域的上邊及下邊的切割道23及其兩側對應的區域以外的區域，按照期望形成柱狀電極14，在與該切割道23及其兩側對應的區域，沒有形成柱狀電極14。
(第五實施方式)
在圖3中，將符號22c所示的區域作為必要半導體裝置形成區域，將符號22a及符號22b所示的區域作為不必要半導體裝置形成區域的情況下，如作為與圖11相同的工序的俯視圖的圖24所示，沿由符號22c所示的必要半導體裝置形成區域的上邊及下邊的區域成為切割道23。
這樣，在該情況下，在由符號22c表示的必要半導體裝置形成區域中，按照期望形成柱狀電極14。在由符號22a、 22b所示的不必要半導體裝置形成區域中，僅在除了與沿著由符號22c所示的必要半導體裝置形成區域的上邊及下邊的切割道23及其兩側對應的區域以外的區域，按照期望形成柱狀電極14，在與該切割道23及其兩側對應的區域，不形成柱狀電極14。
(其他實施方式之一)
例如，在上述第一實施方式中，在通過光刻法，在保護膜9及鈍化膜7上形成開口部10、 8，另外在上部金屬層形成用的電鍍保護膜31上形成開口部32 (圖9)，進而在柱狀電極形成用的電鍍保護膜33上形成開口部34 (圖IO)的情況下，使用各自專用的曝光掩膜。
此時，如圖25所示，作為曝光掩膜(一般稱為中間掩膜)51，在1片玻璃板52的上表面，使用用于在保護膜9及鈍化膜7上形成開口部10、8的第一曝光掩膜部(一般稱為范圍(field),以下相同)53 (其中，省略與開口部10 (或8)對應的區域的遮光部的圖示)，用于在上部金屬層形成用的電鍍保護膜31上形成開口部32的第二曝光掩膜部54 (其中，省略與開口部32對應的區域的遮光部的圖示)、以及用于在柱狀電極形成用的電鍍保護膜33上形成開口部34的第三曝光掩膜部55，則曝光掩膜為1片即可。其中，該曝光掩膜51中，柱狀電極形成用的第三曝光掩膜部55使半導體形成區域22a成為需要半導體形成區域，半導體形成區域22b、22c成為作為不需要半導體形成區域而被廢棄的掩膜圖形。
如上所述，在將半導體形成區域22a作為需要半導體形成區域的情況下，需要1片曝光掩膜，所以，同樣的，必須形成將半導體形成區域22b及22c分別作為需要半導體形成區域的曝光掩膜，如圖25所示的、制作將各自的半導體形成區域作為需要半導體形成區域的曝光掩膜的方法中，需要總計3片曝光掩膜。因此，接下來，說明這樣的情況下可以減少曝光掩膜的曝光掩膜的制作方法。
21首先，如圖26中圖示的那樣，在玻璃基板62上的左側及右側，制作 具有用于在保護膜9及鈍化膜7上形成開口部10、 8的曝光掩膜部63 (其 中，省略與開口部IO (或8)對應的區域的遮光部的圖示)以及用于在上 部金屬層形成用的電鍍保護膜31上形成開口部32的曝光掩膜部64 (其 中，省略與開口部32對應的區域的遮光部的圖示)的第一曝光掩膜61。
另外，如圖27中圖示的那樣，在玻璃基板72上，制作具有將各半導 體形成區域22a、 22b、 22c之一作為需要半導體形成區域、將其他二個作 為不需要半導體形成區域的3個曝光掩膜部73 75的第二曝光掩膜71。 在圖27的情況下，左側的曝光掩膜部73將半導體形成區域22a作為需要 半導體形成區域、將半導體形成區域22b、 22c作為不需要半導體形成區 域，中央部的曝光掩膜部74將半導體形成區域22b作為需要半導體形成 區域、將半導體形成區域22a、 22c作為不需要半導體形成區域，右側的 曝光掩膜部75將半導體形成區域22c作為需要半導體形成區域、將半導 體形成區域22a、 22b作為不需要半導體形成區域。
艮口，將用于在保護膜9及鈍化膜7上形成開口部10、 8的曝光掩膜部 63以及用于在上部金屬層形成用的電鍍保護膜31上形成開口部32的曝 光掩膜部64形成為1片第一曝光掩膜61，對于用于在柱狀電極形成用的 電鍍保護膜33上形成開口部34的曝光掩膜部，分別將以1個半導體形成 區域作為需要半導體形成區域的3個曝光掩膜部73 75形成為1片第二 曝光掩膜71，由此曝光掩膜為2片即可。
另外，在曝光掩膜的左右方向有富余的情況下，也可以替代如圖26所 示的曝光掩膜61，如圖28所示，使用以下曝光掩膜，即在l片玻璃板 62的上表面左側，用于在保護膜9及鈍化膜7上形成開口部10、 8的曝 光掩膜部63形成為在左右方向排列2個，在玻璃板62的上表面左側，用 于在上部金屬層形成用的電鍍保護膜31上形成開口部32的曝光掩膜部64 形成為在左右方向排列2個。
在使用像這樣的曝光掩膜61的情況下，例如對于在圖11所示的區域 22的左右方向相鄰的2個，通過2個曝光掩膜部63或2個曝光掩膜部64， 能夠一次進行曝光，所以對于1片半導體晶片21的曝光次數下降，能夠縮 短曝光時間。(其他實施方式之二)
在上述第一實施方式中，如圖9A、圖9B所示，在必要半導體裝置形 成區域22a的部分及第一不必要半導體裝置形成區域22b的部分，在全部 的與上部金屬層13形成區域對應的部分的電鍍保護膜31上形成開口部 32。
與此相對，在第一不必要半導體裝置形成區域22b的部分，為了在與 切割道23 (根據需要及其兩側)對應的區域至少不形成上部金屬層13的 連接焊盤部，也可以在此外的區域的與上部金屬層13形成區域對應的部分 的電鍍保護膜31上形成開口部32。
在這樣的情況下，在第一不必要半導體裝置形成區域22b的部分，為 了在與切割道23 (根據需要及其兩側)對應的區域至少不形成上部金屬層 13的連接焊盤部，若參照圖11進行說明，則在沿切割道23用切割刀進 行切斷時，在第一、第二不必要半導體裝置形成區域22b、 22c,不只是柱 狀電極14，也不切斷作為其基座的上層布線11的連接焊盤部，所以在切 割刀上更加不容易產生銅的篩眼阻塞，能夠進一步抑制由該銅的篩眼阻塞 引起的切割刀的壽命縮短。
另外，在本實施方式中，說明了連接集成電路部的各元件的電路布線 是低介電常數膜的情況，但本發明也可以適用于通過具有通常的介電常數 的絕緣膜和布線來連接集成電路部的各元件的構造的情況，在該情況下， 僅在切斷硅基板來得到各個半導體裝置時切斷絕緣膜即可。
權利要求
1、一種半導體裝置的制造方法，具有半導體晶片準備步驟，準備以下半導體晶片，即形成具有多個半導體裝置形成區域的半導體晶片，而且在上述半導體晶片上形成有層疊了低介電常數膜和布線的低介電常數膜布線層疊構造部；激光束照射步驟，通過激光束的照射將上述低介電常數膜布線層疊構造部的與半導體裝置形成區域的切割道對應的區域除去并形成槽；以及保護膜形成步驟，在包括上述槽內的上述低介電常數膜布線層疊構造部上形成保護膜。
2、 如權利要求1記載的半導體裝置的制造方法，具有 半導體晶片準備步驟，準備以下半導體晶片，即具有尺寸不同的多個半導體裝置形成區域、而且形成多個上述半導體裝置形成區域包括必要 半導體裝置形成區域和不必要半導體裝置形成區域的半導體晶片；上層布線形成步驟，在上述保護膜上使上層布線與上述布線相連接地 形成；柱狀電極形成步驟，在上述必要半導體裝置形成區域內的上述上層布 線的連接焊盤部上，形成柱狀電極，而且，在上述不必要半導體裝置形成區域內的除了包括與上述切割道對應的區域在內的非形成區域以外的區域的上述上層布線的連接焊盤部上，形成柱狀電極；以及切割步驟，通過沿著上述切割道來切斷上述保護膜及上述半導體晶片， 來得到具有上述必要半導體裝置形成區域的半導體裝置。
3、 如權利要求2記載的半導體裝置的制造方法，其中， 在上述半導體晶片準備步驟中，上述不必要半導體裝置形成區域具有與上述切割道對應的區域。
4、 如權利要求3記載的半導體裝置的制造方法，其中， 在上述不必要半導體裝置形成區域內的與上述切割道對應的區域的一部分上，形成有上述低介電常數膜布線層疊構造部的低介電常數膜及布線。
5、 如權利要求4記載的半導體裝置的制造方法，其中，在上述必要半導體裝置形成區域的周圍的與上述切割道對應的區域上，形成有上述低介電常數膜，但沒有形成上述布線。
6、 如權利要求1記載的半導體裝置的制造方法，其中，上述半導體晶片準備步驟包括以下步驟準備在上述低介電常數膜布線層疊構造部上形成了鈍化膜的半導體晶片；以及通過光刻法，將與上述切割道對應的區域的上述鈍化膜除去并形成第-*古苗 T曰S上述激光束照射步驟包括以下步驟通過激光束的照射，將經由上述第一槽而露出的上述低介電常數膜除去并形成第二槽，而且，通過激光束的照射，將此外的與上述切割道對應的區域的上述鈍化膜及上述低介電常數膜布線層疊構造部除去并形成第三槽。
7、 如權利要求1記載的半導體裝置的制造方法，其中，上述半導體晶片準備步驟包括以下步驟準備在上述低介電常數膜布線層疊構造部上形成了鈍化膜的半導體晶片；以及通過光刻法，將上述切割道上及其兩側的區域的上述鈍化膜除去并形成第一槽；上述激光束照射步驟包括以下步驟-通過激光束的照射，將經由上述第一槽而露出的上述低介電常數膜除去并形成第二槽，而且，通過激光束的照射，將此外的上述切割道上及其兩側的區域的上述鈍化膜及上述低介電常數膜布線層疊構造部除去并形成第三槽。
8、 如權利要求6記載的半導體裝置的制造方法，其中，具有在上述柱狀電極的周圍形成密封膜的步驟，通過沿上述切割道切斷上述密封膜、上述保護膜及上述半導體晶片，來得到具有上述必要半導體裝置形成區域的半導體裝置。
9、 如權利要求7記載的半導體裝置的制造方法，其中，具有在上述柱狀電極的周圍形成密封膜的步驟，通過沿上述切割道切斷上述密封膜、上述保護膜及上述半導體晶片，來得到具有上述必要半導體裝置形成區域的半導體裝置。
10、 如權利要求7記載的半導體裝置的制造方法，其中，具有在與上述切割道對應的區域的上述保護膜上形成槽的步驟、以及在包括該槽內的上述柱狀電極的周圍形成密封膜的步驟，通過沿上述切割道切斷上述密封膜、上述保護膜及上述半導體晶片，來得到具有上述必要半導體裝置形成區域的半導體裝置。
11、 如權利要求1記載的半導體裝置的制造方法，其中，上述半導體晶片準備步驟包括準備在上述保護膜下形成了鈍化膜的半導體晶片的步驟；上述保護膜形成步驟及上述上層布線形成步驟包括在上述保護膜上覆蓋光致抗蝕劑，使用具有用于在與上述布線的連接焊盤部對應的部分的上述保護膜及上述鈍化膜上形成開口部的曝光掩膜部、以及用于形成上述上層布線的曝光掩膜部的1片曝光掩膜，將上述光致抗蝕劑曝光的步驟。
12、 如權利要求ll記載的半導體裝置的制造方法，其中，上述柱狀電極形成步驟包括在上述上層布線的連接焊盤部上配置光致抗蝕劑，使用曝光掩膜將該光致抗蝕劑曝光的步驟；并包括以下步驟使用具有以半導體形成區域之一作為必要半導體形成區域、以其他半導體形成區域作為不必要半導體形成區域、而且作為必要半導體形成區域及不必要半導體形成區域平面尺寸相互不同的半導體形成區域的多個曝光掩膜部的1片曝光掩膜，將上述光致抗蝕劑曝光。
13、 一種由權利要求1記載的半導體裝置的制造方法制造的半導體裝
全文摘要
本發明提供一種具有層間絕緣膜布線層疊構造部的半導體裝置及其制造方法，在不必要半導體裝置形成區域(22b、22c)中，僅在除了與切割道(23)及其兩側對應的區域以外的區域形成包含銅的柱狀電極(14)，在與該切割道(23)及其兩側對應的區域不形成柱狀電極(14)。由此，能夠在切割刀上不產生銅的篩眼阻塞。此時，在半導體晶片上交替層疊形成多層低介電常數膜和同樣數量層的布線，并在其上隔著絕緣膜形成的上層布線的連接焊盤部上形成柱狀電極(14)。
文檔編號H01L21/78GK101673708SQ200910170740
公開日2010年3月17日 申請日期2009年9月9日 優先權日2008年9月9日
發明者肋坂伸治 申請人:卡西歐計算機株式會社