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JP5580458B2 - Semiconductor device - Google Patents

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JP5580458B2
JP5580458B2 JP2013156299A JP2013156299A JP5580458B2 JP 5580458 B2 JP5580458 B2 JP 5580458B2 JP 2013156299 A JP2013156299 A JP 2013156299A JP 2013156299 A JP2013156299 A JP 2013156299A JP 5580458 B2 JP5580458 B2 JP 5580458B2
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Description

本発明は、半導体装置およびその製造方法に関し、特に、チップ領域を囲むシールリングを有する半導体装置およびその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a semiconductor device and a manufacturing method thereof, and more particularly to a semiconductor device having a seal ring surrounding a chip region and a manufacturing method thereof.

半導体装置には、電気回路が形成されたチップ領域に水が浸入することを防止するために、平面視においてチップ領域を取り囲むように設けられたシールリング領域を有するものがある。シールリング領域は、基板上において基板の厚み方向に延びるように形成されたシールリングを有している。このシールリングが水に対する防護壁として機能することにより、チップ領域に水が浸入することが抑制される。   Some semiconductor devices have a seal ring region provided so as to surround the chip region in plan view in order to prevent water from entering the chip region in which the electric circuit is formed. The seal ring region has a seal ring formed on the substrate so as to extend in the thickness direction of the substrate. Since this seal ring functions as a protective wall against water, water can be prevented from entering the tip region.

このシールリングが半導体装置の製造の際のダイシング工程において破壊されてしまうことがある。この破壊現象について順を追って説明する。まずダイシングに起因して基板の端部にチッピングが生じる。このチッピングを起点として、基板上に設けられた層間絶縁膜にクラックが進行していく。このクラックがシールリングに達するとシールリングの破壊が生じる。この破壊が生じると、チップ領域へ水が浸入しやすくなるので、半導体装置の信頼性が低下してしまうという問題が生じる。   This seal ring may be broken in a dicing process during manufacturing of the semiconductor device. This destruction phenomenon will be explained step by step. First, chipping occurs at the edge of the substrate due to dicing. Starting from this chipping, cracks progress in the interlayer insulating film provided on the substrate. When this crack reaches the seal ring, the seal ring is broken. When this breakdown occurs, water easily enters the chip region, which causes a problem that the reliability of the semiconductor device is lowered.

この問題は、low−k材料やULK(Ultra Low-k)材料などからなる低誘電率膜が寄生容量低減のために層間絶縁膜として用いられる場合、より発生しやすくなる。なぜならばlow−k材料やULK材料は機械的強度が小さいので、よりクラックが生じやすいからである。たとえば機械的強度の指標としてヤング率を用いると、一般的な層間絶縁膜(非low−k膜)の材料であるSiO(酸化シリコン)のヤング率が75GPa程度であるのに対して、low−k材料のひとつである有機シリカガラスのヤング率は、10GPa〜25GPa程度である。また、いっそうの低誘電率化のために多孔質化された材料であるULK材料は、さらに小さいヤング率を有している。このため、低誘電率膜を用いた半導体装置においては、クラックに起因するシールリングの破壊の問題がより生じやすくなる。   This problem is more likely to occur when a low dielectric constant film made of a low-k material or an ULK (Ultra Low-k) material is used as an interlayer insulating film to reduce parasitic capacitance. This is because the low-k material and the ULK material have a low mechanical strength and thus are more susceptible to cracking. For example, when Young's modulus is used as an index of mechanical strength, the Young's modulus of SiO (silicon oxide) which is a general material of an interlayer insulating film (non-low-k film) is about 75 GPa, whereas low− The Young's modulus of the organic silica glass which is one of the k materials is about 10 GPa to 25 GPa. In addition, the ULK material, which is a porous material for further lowering the dielectric constant, has a smaller Young's modulus. For this reason, in the semiconductor device using the low dielectric constant film, the problem of the seal ring destruction due to the crack is more likely to occur.

また、半導体装置において、低誘電率膜材料からなる一の層間絶縁膜の上に、より機械的強度が大きい他の層間絶縁膜が配された構成がしばしば用いられる。この場合、一の層間絶縁膜を伸展するクラックは、より大きな機械的強度を有する他の層間絶縁膜へは侵入しにくい。このためクラックは、半導体装置の上方に抜けにくく、半導体装置内を基板面内方向に沿って進行しやすくなる。この結果、クラックがシールリングに到達することでシールリングが破壊される可能性がより高くなる。   Further, in a semiconductor device, a configuration in which another interlayer insulating film having higher mechanical strength is arranged on one interlayer insulating film made of a low dielectric constant film material is often used. In this case, a crack extending from one interlayer insulating film is unlikely to enter another interlayer insulating film having a larger mechanical strength. For this reason, cracks are difficult to escape above the semiconductor device, and are likely to advance along the in-plane direction of the semiconductor device. As a result, the possibility that the seal ring is broken due to the crack reaching the seal ring becomes higher.

上記のように層間絶縁膜のクラックは半導体装置の信頼性に悪影響を与え得ることから、クラックの発生を抑制する技術が提案されている。たとえば特開2004−153015号公報(特許文献1)において、ガードリング(シールリング)の周りにダミーパターン形成領域を設けることが提案されている。このダミーパターン形成領域は、平面視における複数箇所の各々において複数のダミーパターンを有している。この複数のダミーパターンは、厚さ方向に沿って配列されており、かつ厚み方向に沿ったビア接続により一体化されている。この公報によれば、ビア接続によりダミーパターン近傍の層間絶縁膜を補強することができるので、層間絶縁膜にクラックが生じることが防止される、とされている。   As described above, since cracks in the interlayer insulating film can adversely affect the reliability of the semiconductor device, a technique for suppressing the occurrence of cracks has been proposed. For example, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2004-153015 (Patent Document 1) proposes providing a dummy pattern formation region around a guard ring (seal ring). This dummy pattern formation region has a plurality of dummy patterns at each of a plurality of locations in plan view. The plurality of dummy patterns are arranged along the thickness direction, and are integrated by via connection along the thickness direction. According to this publication, the interlayer insulating film in the vicinity of the dummy pattern can be reinforced by via connection, so that the generation of cracks in the interlayer insulating film is prevented.

特開2004−153015号公報(第1−3図)JP 2004-153015 (Fig. 1-3)

上記公報の技術は、層間絶縁膜にクラックが生じることを防止しようとする技術である。しかしながらダイシング工程においては大きな応力が発生する頻度が少なからずあるため、たとえ上記公報の技術が適用されても、層間絶縁膜にクラックが発生することを十分に防ぐことは困難である。   The technique of the above publication is a technique for preventing cracks from occurring in the interlayer insulating film. However, in the dicing process, a large stress frequently occurs, so even if the technique disclosed in the above publication is applied, it is difficult to sufficiently prevent the generation of cracks in the interlayer insulating film.

そして、いったんクラックが発生すると、このクラックは、層間絶縁膜のうち補強された部分を縫うように伸展し得る。すなわち、このクラックは、ビアで一体化されたダミーパターンを避けて伸展し、最終的にシールリングに到達し得る。この結果、シールリングが破壊されることがあるという課題がある。   And once a crack generate | occur | produces, this crack can be extended so that the reinforced part among the interlayer insulation films may be sewn. That is, this crack can be extended to avoid the dummy pattern integrated with the via, and finally reach the seal ring. As a result, there is a problem that the seal ring may be broken.

本発明は、上記の課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、層間絶縁膜のクラックに起因するシールリングの破壊が生じにくい半導体装置およびその製造方法を提供することである。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a semiconductor device in which a seal ring is not easily broken due to a crack in an interlayer insulating film, and a manufacturing method thereof.

一実施の形態によれば、半導体装置は、チップ領域と、平面視においてチップ領域を囲むシールリング領域と、平面視においてシールリング領域の外周を囲む外側領域とを備えている。上記外側領域は、半導体基板と、半導体基板の上に設けられた、第1の誘電率を有する第1の層間絶縁膜を含む第1の積層体と、第1の積層体の上に設けられた、第1の誘電率よりも大きな第2の誘電率を有する第2の層間絶縁膜を含む第2の積層体と、平面視において互いに重なり合うように第1の積層体内に設けられた複数の第1の金属層を含む複数の第1の金属領域と、平面視において互いに重なり合うように第2の積層体内に設けられた複数の第2の金属層を含む複数の第2の金属領域とを含む。上記複数の第2の金属領域は、平面視において、列および行の配列で配置されている。上記列および行の配列は、平面視においてシールリング領域の隣り合う部分に実質的に平行に延在する少なくとも4つの列を含んでいる。平面視において、少なくとも4つの列の第1の列はシールリング領域にもっとも近く、少なくとも4つの列の第4の列は、シールリング領域からもっとも遠く、少なくとも4つの列の第2および第3の列は第1および第4の列の間に存在しており、第2の列は第1の列により近く、第3の列は第4の列により近い。上記列および行の配列はさらに、第1〜第4の列から延在する複数の行を含んでおり、行はシールリング領域の隣り合う部分に垂直な線に対して傾斜している。平面視において、第2の金属領域の各々は、第1の金属領域の各々の一部と重なり合うよう第1の金属領域の各々からずれた位置に設けられており、シールリング領域から離れている。上記複数の第1の金属領域と複数の第2の金属領域とはビアによって接続されていない。
一実施の形態によれば、半導体装置は、チップ領域と、平面視においてチップ領域を囲むシールリング領域と、平面視においてシールリング領域の外周を囲む外側領域とを備えている。上記外側領域は、半導体基板と、半導体基板の上に設けられた、第1の誘電率を有する第1の層間絶縁膜を含む第1の積層体と、第1の積層体の上に設けられた、第1の誘電率よりも大きな第2の誘電率を有する第2の層間絶縁膜を含む第2の積層体と、平面視において互いに重なり合うように第1の積層体内に設けられた複数の第1の金属層を含む複数の第1の金属領域と、平面視において互いに重なり合うように第2の積層体内に設けられた複数の第2の金属層を含む複数の第2の金属領域とを含む。上記複数の第2の金属領域は、平面視において、列および行の配列で配置されている。上記列および行の配列は、平面視においてシールリング領域の隣り合う部分に実質的に平行に延在する少なくとも4つの列を含んでいる。平面視において、少なくとも4つの列の第1の列はシールリング領域にもっとも近く、少なくとも4つの列の第4の列は、シールリング領域からもっとも遠く、少なくとも4つの列の第2および第3の列は第1および第4の列の間に存在しており、第2の列は第1の列により近く、第3の列は第4の列により近い。上記列および行の配列はさらに、第1〜第4の列から延在する複数の行を含んでおり、行はシールリング領域の隣り合う部分に垂直な線に対して傾斜している。
According to one embodiment, the semiconductor device includes a chip region, a seal ring region surrounding the chip region in plan view, and an outer region surrounding the outer periphery of the seal ring region in plan view. The outer region is provided on a semiconductor substrate, a first stacked body including a first interlayer insulating film having a first dielectric constant provided on the semiconductor substrate, and the first stacked body. In addition, a second stacked body including a second interlayer insulating film having a second dielectric constant larger than the first dielectric constant and a plurality of layers provided in the first stacked body so as to overlap each other in plan view A plurality of first metal regions including a first metal layer and a plurality of second metal regions including a plurality of second metal layers provided in the second stacked body so as to overlap each other in plan view. Including. The plurality of second metal regions are arranged in an array of columns and rows in plan view. The column and row arrangement includes at least four columns that extend substantially parallel to adjacent portions of the seal ring region in plan view. In plan view, the first row of at least four rows is closest to the seal ring region, the fourth row of at least four rows is furthest from the seal ring region, and the second and third rows of at least four rows. A column exists between the first and fourth columns, the second column is closer to the first column, and the third column is closer to the fourth column. The column and row arrangement further includes a plurality of rows extending from the first to fourth columns, the rows being inclined with respect to a line perpendicular to the adjacent portion of the seal ring region. In plan view, each of the second metal regions is provided at a position shifted from each of the first metal regions so as to overlap a part of each of the first metal regions, and is separated from the seal ring region. . The plurality of first metal regions and the plurality of second metal regions are not connected by vias.
According to one embodiment, the semiconductor device includes a chip region, a seal ring region surrounding the chip region in plan view, and an outer region surrounding the outer periphery of the seal ring region in plan view. The outer region is provided on a semiconductor substrate, a first stacked body including a first interlayer insulating film having a first dielectric constant provided on the semiconductor substrate, and the first stacked body. In addition, a second stacked body including a second interlayer insulating film having a second dielectric constant larger than the first dielectric constant and a plurality of layers provided in the first stacked body so as to overlap each other in plan view A plurality of first metal regions including a first metal layer and a plurality of second metal regions including a plurality of second metal layers provided in the second stacked body so as to overlap each other in plan view. Including. The plurality of second metal regions are arranged in an array of columns and rows in plan view. The column and row arrangement includes at least four columns that extend substantially parallel to adjacent portions of the seal ring region in plan view. In plan view, the first row of at least four rows is closest to the seal ring region, the fourth row of at least four rows is furthest from the seal ring region, and the second and third rows of at least four rows. A column exists between the first and fourth columns, the second column is closer to the first column, and the third column is closer to the fourth column. The column and row arrangement further includes a plurality of rows extending from the first to fourth columns, the rows being inclined with respect to a line perpendicular to the adjacent portion of the seal ring region.

他の実施の形態によれば、半導体装置は、半導体基板と、半導体基板の上に形成されるチップ領域と、平面視において半導体基板の上に形成されるチップ領域を囲むシールリング領域と、平面視において半導体基板の上に形成されるシールリング領域の外周を囲む外側領域と、外側領域において半導体基板の上に設けられた、第1の誘電率を有する第1の層間絶縁膜を含む第1の絶縁層と、外側領域において第1の絶縁層の上に設けられた、第1の誘電率よりも大きな第2の誘電率を有する第2の層間絶縁膜を含む第2の絶縁層と、第1の絶縁層内に設けられる少なくとも1つの第1の金属層を含む複数の第1の金属領域と、第2の絶縁層内に設けられる少なくとも1つの第2の金属層を含む複数の第2の金属領域とを備えている。上記複数の第2の金属領域は、シールリング領域の隣り合う部分に実質的に平行に延在する複数の列に配置されており、直接隣り合う列における第2の金属領域同士は平面視において互いに対して千鳥状になっている。平面視において、第2の金属領域の各々は、第1の金属領域の各々の一部と重なり合うよう第1の金属領域の各々からずれた位置に設けられており、シールリング領域から離れている。上記複数の第1の金属領域と複数の第2の金属領域とはビアによって接続されていない。
他の実施の形態によれば、半導体装置は、半導体基板と、半導体基板の上に形成されるチップ領域と、平面視において半導体基板の上に形成されるチップ領域を囲むシールリング領域と、平面視において半導体基板の上に形成されるシールリング領域の外周を囲む外側領域と、外側領域において半導体基板の上に設けられた、第1の誘電率を有する第1の層間絶縁膜を含む第1の絶縁層と、外側領域において第1の絶縁層の上に設けられた、第1の誘電率よりも大きな第2の誘電率を有する第2の層間絶縁膜を含む第2の絶縁層と、第1の絶縁層内に設けられる少なくとも1つの第1の金属層を含む複数の第1の金属領域と、少なくとも1つの第2の金属層を含む複数の第2の金属領域とを備えている。上記複数の第2の金属領域は、シールリング領域の隣り合う部分に実質的に平行に延在する複数の列に配置されており、直接隣り合う列における第2の金属領域同士は平面視において互いに対して千鳥状になっている。
According to another embodiment, a semiconductor device includes a semiconductor substrate, a chip region formed on the semiconductor substrate, a seal ring region surrounding the chip region formed on the semiconductor substrate in plan view, and a planar surface. A first region including an outer region surrounding the outer periphery of the seal ring region formed on the semiconductor substrate in view, and a first interlayer insulating film having a first dielectric constant provided on the semiconductor substrate in the outer region. And a second insulating layer including a second interlayer insulating film having a second dielectric constant greater than the first dielectric constant provided on the first insulating layer in the outer region, A plurality of first metal regions including at least one first metal layer provided in the first insulating layer; and a plurality of first metal regions including at least one second metal layer provided in the second insulating layer. 2 metal regions. The plurality of second metal regions are arranged in a plurality of rows extending substantially parallel to adjacent portions of the seal ring region, and the second metal regions in the directly adjacent rows are in a plan view. They are staggered against each other. In plan view, each of the second metal regions is provided at a position shifted from each of the first metal regions so as to overlap a part of each of the first metal regions, and is separated from the seal ring region. . The plurality of first metal regions and the plurality of second metal regions are not connected by vias.
According to another embodiment, a semiconductor device includes a semiconductor substrate, a chip region formed on the semiconductor substrate, a seal ring region surrounding the chip region formed on the semiconductor substrate in plan view, and a planar surface. A first region including an outer region surrounding the outer periphery of the seal ring region formed on the semiconductor substrate in view, and a first interlayer insulating film having a first dielectric constant provided on the semiconductor substrate in the outer region. And a second insulating layer including a second interlayer insulating film having a second dielectric constant greater than the first dielectric constant provided on the first insulating layer in the outer region, A plurality of first metal regions including at least one first metal layer provided in the first insulating layer; and a plurality of second metal regions including at least one second metal layer. . The plurality of second metal regions are arranged in a plurality of rows extending substantially parallel to adjacent portions of the seal ring region, and the second metal regions in the directly adjacent rows are in a plan view. They are staggered against each other.

さらに他の実施の形態によれば、半導体装置は、半導体基板と、半導体基板の上に形成されるチップ領域と、平面視において半導体基板の上に形成されるチップ領域を囲むシールリング領域と、平面視において半導体基板の上に形成されるシールリング領域の外周を囲む外側領域と、外側領域において半導体基板の上に設けられた、第1の誘電率を有する第1の層間絶縁膜を含む第1の絶縁層と、外側領域において第1の絶縁層の上に設けられた、第1の誘電率よりも大きな第2の誘電率を有する第2の層間絶縁膜を含む第2の絶縁層と、第1の絶縁層内に設けられる少なくとも1つの第1の金属層を含む複数の第1の金属領域と、第2の絶縁層内に設けられる少なくとも1つの第2の金属層を含む複数の第2の金属領域とを備えた半導体装置である。上記複数の第2の金属領域は、平面視において、列および行の配列で配置されている。上記列および行の配列は、平面視においてシールリング領域の隣り合う部分に実質的に平行に延在する少なくとも4つの列を含んでいる。平面視において、少なくとも4つの列の第1の列はシールリング領域にもっとも近く、少なくとも4つの列の第4の列は、シールリング領域からもっとも遠く、少なくとも4つの列の第2および第3の列は第1および第4の列の間に存在しており、第2の列は第1の列により近く、第3の列は第4の列により近い。上記列および行の配列はさらに、第1〜第4の列から延在する複数の行を含んでおり、行はシールリング領域の隣り合う部分に垂直な線に対して傾斜している。平面視において、第2の金属領域の各々は、第1の金属領域の各々の一部と重なり合うよう第1の金属領域の各々からずれた位置に設けられており、シールリング領域から離れている。上記複数の第1の金属領域と複数の第2の金属領域とはビアによって接続されていない。
さらに他の実施の形態によれば、半導体装置は、半導体基板と、半導体基板の上に形成されるチップ領域と、平面視において半導体基板の上に形成されるチップ領域を囲むシールリング領域と、平面視において半導体基板の上に形成されるシールリング領域の外周を囲む外側領域と、外側領域において半導体基板の上に設けられた、第1の誘電率を有する第1の層間絶縁膜を含む第1の絶縁層と、外側領域において第1の絶縁層の上に設けられた、第1の誘電率よりも大きな第2の誘電率を有する第2の層間絶縁膜を含む第2の絶縁層と、第1の絶縁層内に設けられる少なくとも1つの第1の金属層を含む複数の第1の金属領域と、少なくとも1つの第2の金属層を含む複数の第2の金属領域とを備えた半導体装置である。上記複数の第2の金属領域は、平面視において、列および行の配列で配置されている。上記列および行の配列は、平面視においてシールリング領域の隣り合う部分に実質的に平行に延在する少なくとも4つの列を含んでいる。平面視において、少なくとも4つの列の第1の列はシールリング領域にもっとも近く、少なくとも4つの列の第4の列は、シールリング領域からもっとも遠く、少なくとも4つの列の第2および第3の列は第1および第4の列の間に存在しており、第2の列は第1の列により近く、第3の列は第4の列により近い。上記列および行の配列はさらに、第1〜第4の列から延在する複数の行を含んでおり、行はシールリング領域の隣り合う部分に垂直な線に対して傾斜している。
According to still another embodiment, a semiconductor device includes a semiconductor substrate, a chip region formed on the semiconductor substrate, a seal ring region surrounding the chip region formed on the semiconductor substrate in plan view, An outer region surrounding the outer periphery of the seal ring region formed on the semiconductor substrate in plan view, and a first interlayer insulating film having a first dielectric constant and provided on the semiconductor substrate in the outer region. A first insulating layer, and a second insulating layer including a second interlayer insulating film having a second dielectric constant larger than the first dielectric constant, which is provided on the first insulating layer in the outer region. A plurality of first metal regions including at least one first metal layer provided in the first insulating layer and a plurality including at least one second metal layer provided in the second insulating layer. Semiconductor device comprising a second metal region It is. The plurality of second metal regions are arranged in an array of columns and rows in plan view. The column and row arrangement includes at least four columns that extend substantially parallel to adjacent portions of the seal ring region in plan view. In plan view, the first row of at least four rows is closest to the seal ring region, the fourth row of at least four rows is furthest from the seal ring region, and the second and third rows of at least four rows. A column exists between the first and fourth columns, the second column is closer to the first column, and the third column is closer to the fourth column. The column and row arrangement further includes a plurality of rows extending from the first to fourth columns, the rows being inclined with respect to a line perpendicular to the adjacent portion of the seal ring region. In plan view, each of the second metal regions is provided at a position shifted from each of the first metal regions so as to overlap a part of each of the first metal regions, and is separated from the seal ring region. . The plurality of first metal regions and the plurality of second metal regions are not connected by vias.
According to still another embodiment, a semiconductor device includes a semiconductor substrate, a chip region formed on the semiconductor substrate, a seal ring region surrounding the chip region formed on the semiconductor substrate in plan view, An outer region surrounding the outer periphery of the seal ring region formed on the semiconductor substrate in plan view, and a first interlayer insulating film having a first dielectric constant and provided on the semiconductor substrate in the outer region. A first insulating layer, and a second insulating layer including a second interlayer insulating film having a second dielectric constant larger than the first dielectric constant, which is provided on the first insulating layer in the outer region. A plurality of first metal regions including at least one first metal layer provided in the first insulating layer, and a plurality of second metal regions including at least one second metal layer. It is a semiconductor device. The plurality of second metal regions are arranged in an array of columns and rows in plan view. The column and row arrangement includes at least four columns that extend substantially parallel to adjacent portions of the seal ring region in plan view. In plan view, the first row of at least four rows is closest to the seal ring region, the fourth row of at least four rows is furthest from the seal ring region, and the second and third rows of at least four rows. A column exists between the first and fourth columns, the second column is closer to the first column, and the third column is closer to the fourth column. The column and row arrangement further includes a plurality of rows extending from the first to fourth columns, the rows being inclined with respect to a line perpendicular to the adjacent portion of the seal ring region.

本実施の形態の一の局面にしたがう半導体装置は、チップ領域と、平面視においてチップ領域を囲むシールリング領域と、平面視においてシールリング領域の外周を囲むダミー領域とを有する半導体装置である。ダミー領域は、半導体基板と、第1および第2の積層体と、少なくとも1つの第1の領域と、少なくとも1つの第2の領域とを含んでいる。第1の積層体は、半導体基板の上に設けられており、第1の機械的強度を有する第1の層間絶縁膜を含む。第2の積層体は、第1の積層体の上に設けられており、第1の機械的強度よりも大きな機械的強度を有する第2の層間絶縁膜を含む。第1の領域は、平面視において互いに重なり合うように第1の積層体内に設けられた複数の第1の金属層と、複数の第1の金属層を互いに接続するビアとを有している。第2の領域は、平面視において互いに重なり合うように第2の積層体内に設けられた複数の第2の金属層と、複数の第2の金属層を互いに接続するビアとを有している。第2の領域は、平面視において第1の領域の少なくとも一部と重なり合い、かつ第1の領域とビアによって接続されておらず、かつ第1の領域との間に第2の層間絶縁膜を挟んでいる。   A semiconductor device according to one aspect of the present embodiment is a semiconductor device having a chip region, a seal ring region surrounding the chip region in plan view, and a dummy region surrounding the outer periphery of the seal ring region in plan view. The dummy region includes a semiconductor substrate, first and second stacked bodies, at least one first region, and at least one second region. The first stacked body is provided on the semiconductor substrate and includes a first interlayer insulating film having a first mechanical strength. The second stacked body is provided on the first stacked body, and includes a second interlayer insulating film having a mechanical strength larger than the first mechanical strength. The first region has a plurality of first metal layers provided in the first stacked body so as to overlap each other in a plan view, and vias connecting the plurality of first metal layers to each other. The second region has a plurality of second metal layers provided in the second stacked body so as to overlap each other in a plan view, and vias connecting the plurality of second metal layers to each other. The second region overlaps at least a part of the first region in plan view, is not connected to the first region by a via, and has a second interlayer insulating film between the first region and the second region. It is sandwiched.

本実施の形態の他の局面にしたがう半導体装置は、チップ領域と、平面視においてチップ領域を囲むシールリング領域と、平面視においてシールリング領域の外周を囲むダミー領域とを有する半導体装置である。ダミー領域は、半導体基板と、第1および第2の積層体と、少なくとも1つの第1の領域と、少なくとも1つの第2の領域とを含んでいる。第1の積層体は、半導体基板の上に設けられており、第1の機械的強度を有する第1の層間絶縁膜を含む。第2の積層体は、第1の積層体の上に設けられており、第1の機械的強度よりも大きな機械的強度を有する第2の層間絶縁膜を含む。第1の領域は、平面視において互いに重なり合うように第1の積層体内に設けられた複数の第1の金属層を有している。第2の領域は、平面視において互いに重なり合うように第2の積層体内に設けられた複数の第2の金属層を有している。第2の領域は平面視において、第1の領域の一部と重なり合い、かつシールリング領域から離れるように第1の領域の位置からずれた位置に設けられている。   A semiconductor device according to another aspect of the present embodiment is a semiconductor device having a chip region, a seal ring region surrounding the chip region in plan view, and a dummy region surrounding the outer periphery of the seal ring region in plan view. The dummy region includes a semiconductor substrate, first and second stacked bodies, at least one first region, and at least one second region. The first stacked body is provided on the semiconductor substrate and includes a first interlayer insulating film having a first mechanical strength. The second stacked body is provided on the first stacked body, and includes a second interlayer insulating film having a mechanical strength larger than the first mechanical strength. The first region has a plurality of first metal layers provided in the first stacked body so as to overlap each other in plan view. The second region has a plurality of second metal layers provided in the second stacked body so as to overlap each other in plan view. The second region overlaps with a part of the first region in plan view and is provided at a position shifted from the position of the first region so as to be separated from the seal ring region.

本実施の形態の一の局面にしたがう半導体装置の製造方法は、以下の工程を有している。   A method for manufacturing a semiconductor device according to one aspect of the present embodiment includes the following steps.

チップ領域と、平面視においてチップ領域を囲むシールリング領域と、平面視においてシールリング領域の外周を囲むダミー領域とを含むウエハが形成される。ダミー領域の外周に沿ってウエハが切断される。このダミー領域は、半導体基板と、第1および第2の積層体と、第1および第2の領域とを含む。第1の積層体は、半導体基板の上に設けられており、第1の機械的強度を有する第1の層間絶縁膜を含む。第2の積層体は、第1の積層体の上に設けられており、第1の機械的強度よりも大きな機械的強度を有する第2の層間絶縁膜を含む。第1の領域は、平面視において互いに重なり合うように第1の積層体内に設けられた複数の第1の金属層と、複数の第1の金属層を互いに接続するビアとを有している。第2の領域は、平面視において互いに重なり合うように第2の積層体内に設けられた複数の第2の金属層と、複数の第2の金属層を互いに接続するビアとを有している。第2の領域は、平面視において第1の領域の少なくとも一部と重なり合い、かつ第1の領域とビアによって接続されておらず、かつ第1の領域との間に第2の層間絶縁膜を挟んでいる。   A wafer including a chip region, a seal ring region surrounding the chip region in plan view, and a dummy region surrounding the outer periphery of the seal ring region in plan view is formed. The wafer is cut along the outer periphery of the dummy area. The dummy region includes a semiconductor substrate, first and second stacked bodies, and first and second regions. The first stacked body is provided on the semiconductor substrate and includes a first interlayer insulating film having a first mechanical strength. The second stacked body is provided on the first stacked body, and includes a second interlayer insulating film having a mechanical strength larger than the first mechanical strength. The first region has a plurality of first metal layers provided in the first stacked body so as to overlap each other in a plan view, and vias connecting the plurality of first metal layers to each other. The second region has a plurality of second metal layers provided in the second stacked body so as to overlap each other in a plan view, and vias connecting the plurality of second metal layers to each other. The second region overlaps at least a part of the first region in plan view, is not connected to the first region by a via, and has a second interlayer insulating film between the first region and the second region. It is sandwiched.

本実施の形態の他の局面にしたがう半導体装置の製造方法は、以下の工程を有している。   A method for manufacturing a semiconductor device according to another aspect of the present embodiment includes the following steps.

チップ領域と、チップ領域を囲むシールリング領域と、シールリング領域の外周を囲むダミー領域とを含むウエハが形成される。ダミー領域の外周に沿ってウエハが切断される。このダミー領域は、半導体基板と、第1および第2の積層体と、第1および第2の領域とを含む。第1の積層体は、半導体基板の上に設けられており、第1の機械的強度を有する第1の層間絶縁膜を含む。第2の積層体は、第1の積層体の上に設けられており、第1の機械的強度よりも大きな機械的強度を有する第2の層間絶縁膜を含む。第1の領域は、平面視において互いに重なり合うように第1の積層体内に設けられた複数の第1の金属層を有している。第2の領域は、平面視において互いに重なり合うように第2の積層体内に設けられた複数の第2の金属層を有している。第2の領域は平面視において、第1の領域の一部と重なり合い、かつシールリング領域から離れるように第1の領域の位置からずれた位置に設けられている。   A wafer including a chip region, a seal ring region surrounding the chip region, and a dummy region surrounding the outer periphery of the seal ring region is formed. The wafer is cut along the outer periphery of the dummy area. The dummy region includes a semiconductor substrate, first and second stacked bodies, and first and second regions. The first stacked body is provided on the semiconductor substrate and includes a first interlayer insulating film having a first mechanical strength. The second stacked body is provided on the first stacked body, and includes a second interlayer insulating film having a mechanical strength larger than the first mechanical strength. The first region has a plurality of first metal layers provided in the first stacked body so as to overlap each other in plan view. The second region has a plurality of second metal layers provided in the second stacked body so as to overlap each other in plan view. The second region overlaps with a part of the first region in plan view and is provided at a position shifted from the position of the first region so as to be separated from the seal ring region.

本実施の形態の一の局面にしたがう半導体装置によれば、第2の積層体の一部において、第1および第2の領域の間に第2の層間絶縁膜を含む絶縁膜が挟まれている部分が形成される。この部分は、第1および第2の領域の間に挟まれているために小さな膜厚を有しており、かつビア接続による補強がなされていない。したがってこの部分は、第2の積層体において局所的にクラックが入りやすい部分となる。このクラックが入りやすい部分の存在により、機械的強度の小さい第1の層間絶縁膜を有する第1の積層体から、機械的強度の大きい第2の層間絶縁膜を有する第2の積層体へと、クラックが伸展やすくなる。すなわちクラックが上方に向かって伸展しやすくなるので、クラックがシールリングに達する前に半導体装置の上方に抜けやすくなる。よってクラックによるシールリング破壊の発生が抑制されるので、信頼性の高い半導体装置が得られる。   According to the semiconductor device according to one aspect of the present embodiment, an insulating film including the second interlayer insulating film is sandwiched between the first and second regions in a part of the second stacked body. A part is formed. Since this portion is sandwiched between the first and second regions, it has a small film thickness and is not reinforced by via connection. Therefore, this portion is a portion where cracks are likely to occur locally in the second laminate. Due to the presence of the crack-prone portion, the first laminated body having the first interlayer insulating film having low mechanical strength is changed to the second laminated body having the second interlayer insulating film having high mechanical strength. , Cracks are easier to extend. That is, since the cracks are easily extended upward, the cracks are easily removed upward from the semiconductor device before reaching the seal ring. Therefore, occurrence of seal ring breakage due to cracks is suppressed, so that a highly reliable semiconductor device can be obtained.

本実施の形態の他の局面にしたがう半導体装置によれば、平面視において、第1および第2の領域の間に挟まれた部分の上側を閉塞する第2の領域が、シールリングから離れるように第1の領域の位置からずれた位置に設けられている。このため、この挟まれた部分を伸展したクラックは、よりシールリング領域から離れた位置において、第2の領域により遮られることなく上方に向かうことができる。これによりクラックがシールリングに達する前に半導体装置の上方に抜けやすくなる。よってクラックによるシールリング破壊の発生が抑制されるので、信頼性の高い半導体装置が得られる。   According to the semiconductor device according to another aspect of the present embodiment, the second region that closes the upper side of the portion sandwiched between the first and second regions is separated from the seal ring in plan view. Are provided at positions shifted from the position of the first region. For this reason, the crack which extended this pinched | interposed part can go upwards in the position further distant from the seal ring area, without being interrupted by the second area. This makes it easier for cracks to escape above the semiconductor device before reaching the seal ring. Therefore, occurrence of seal ring breakage due to cracks is suppressed, so that a highly reliable semiconductor device can be obtained.

本発明の実施の形態1における半導体装置の平面レイアウトを概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the planar layout of the semiconductor device in Embodiment 1 of this invention. 図1のII−II線に沿った概略的な断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along line II-II in FIG. 1. 図2においてクラックが発生した場合の様子を概略的に示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a state when a crack occurs in FIG. 2. 図2のIV−IV線に沿った概略的な断面図である。FIG. 4 is a schematic sectional view taken along line IV-IV in FIG. 2. 図4のV−V線に沿った概略的な断面図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view taken along line VV in FIG. 4. 図4のVI−VI線に沿った概略的な断面図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view taken along line VI-VI in FIG. 4. 図4のVII−VII線に沿った概略的な断面図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view taken along line VII-VII in FIG. 4. 本発明の実施の形態1における半導体装置の層間絶縁膜内に設けられた金属層の平面レイアウトを示す概略図である。It is the schematic which shows the planar layout of the metal layer provided in the interlayer insulation film of the semiconductor device in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における半導体装置の第1の積層体内に設けられた第1の領域の平面レイアウトを示す概略図である。It is the schematic which shows the planar layout of the 1st area | region provided in the 1st laminated body of the semiconductor device in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における半導体装置の第2の積層体内に設けられた第2の領域の平面レイアウトを示す概略図である。It is the schematic which shows the planar layout of the 2nd area | region provided in the 2nd laminated body of the semiconductor device in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における半導体装置の第3の積層体内に設けられた第3の領域の平面レイアウトを示す概略図である。It is the schematic which shows the planar layout of the 3rd area | region provided in the 3rd laminated body of the semiconductor device in Embodiment 1 of this invention. 図5の第2の領域の周辺の拡大図である。FIG. 6 is an enlarged view of the periphery of the second region in FIG. 5. 本発明の実施の形態1における半導体装置の製造方法に用いられるウエハの平面レイアウトを示す概略図である。It is the schematic which shows the planar layout of the wafer used for the manufacturing method of the semiconductor device in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における半導体装置の製造方法のダイシング工程の様子を概略的示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows roughly the mode of the dicing process of the manufacturing method of the semiconductor device in Embodiment 1 of this invention. 一般的な半導体装置におけるクラックの伸展経路を説明するための概略的な部分断面図である。It is a schematic fragmentary sectional view for demonstrating the extension path | route of the crack in a common semiconductor device. 本発明の実施の形態1における半導体装置におけるクラックの伸展経路の一例を概略的に示す部分断面図である。FIG. 3 is a partial cross sectional view schematically showing an example of a crack extension path in the semiconductor device in the first embodiment of the present invention. 比較例における半導体装置の構成を概略的に示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows roughly the structure of the semiconductor device in a comparative example. 図17のXVIII−XVIII線に沿った概略的な断面図と、平面視におけるクラックの伸展経路とが重ね合わされた図である。It is the figure on which the schematic sectional drawing in alignment with the XVIII-XVIII line | wire of FIG. 17 and the extension path | route of the crack in planar view were overlaid. 本発明の実施の形態2における半導体装置の構成を概略的に示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows schematically the structure of the semiconductor device in Embodiment 2 of this invention. 図19のXX−XX線に沿った概略的な断面図である。FIG. 20 is a schematic cross-sectional view taken along line XX-XX in FIG. 19. 図20のXXI−XXI線に沿った概略的な断面図である。FIG. 21 is a schematic cross-sectional view taken along line XXI-XXI in FIG. 20. 図20のXXII−XXII線に沿った概略的な断面図である。FIG. 21 is a schematic cross-sectional view taken along line XXII-XXII in FIG. 20. 図20のXXIII−XXIII線に沿った概略的な断面図である。FIG. 21 is a schematic cross-sectional view taken along line XXIII-XXIII in FIG. 20. 本発明の実施の形態2における半導体装置におけるクラックの伸展経路の一例を概略的に示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows roughly an example of the extension path | route of the crack in the semiconductor device in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3における半導体装置の構成を概略的に示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows schematically the structure of the semiconductor device in Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態3における半導体装置の構成を概略的に示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows schematically the structure of the semiconductor device in Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態3における半導体装置の構成を概略的に示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows schematically the structure of the semiconductor device in Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態3における半導体装置におけるクラックの伸展経路の一例を概略的に示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows roughly an example of the extension path | route of the crack in the semiconductor device in Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態4における半導体装置の構成を概略的に示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows schematically the structure of the semiconductor device in Embodiment 4 of this invention. 図29のXXX−XXX線に沿った概略的な断面図である。FIG. 30 is a schematic cross-sectional view along the line XXX-XXX in FIG. 29. 図29のXXXI−XXXI線に沿った概略的な断面図である。FIG. 30 is a schematic cross-sectional view along the line XXXI-XXXI in FIG. 29. 図29のXXXII−XXXII線に沿った概略的な断面図である。FIG. 30 is a schematic cross-sectional view taken along line XXXII-XXXII in FIG. 29. 本発明の実施の形態4における半導体装置におけるクラックの伸展経路の一例を概略的に示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows roughly an example of the extension path | route of the crack in the semiconductor device in Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態5における半導体装置の構成を概略的に示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows schematically the structure of the semiconductor device in Embodiment 5 of this invention. 図34のXXXV−XXXV線に沿った概略的な断面図である。FIG. 35 is a schematic sectional view taken along line XXXV-XXXV in FIG. 34. 図34のXXXVI−XXXVI線に沿った概略的な断面図である。FIG. 35 is a schematic sectional view taken along line XXXVI-XXXVI in FIG. 34. 図34のXXXVII−XXXVII線に沿った概略的な断面図である。FIG. 35 is a schematic cross-sectional view along the line XXXVII-XXXVII in FIG. 34. 本発明の実施の形態6における半導体装置の構成を概略的に示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows schematically the structure of the semiconductor device in Embodiment 6 of this invention. 本発明の実施の形態6における半導体装置の構成を概略的に示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows schematically the structure of the semiconductor device in Embodiment 6 of this invention. 本発明の実施の形態6における半導体装置の構成を概略的に示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows schematically the structure of the semiconductor device in Embodiment 6 of this invention. 本発明の実施の形態7における半導体装置の構成を概略的に示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows schematically the structure of the semiconductor device in Embodiment 7 of this invention. 図41のXLII−XLII線に沿った概略的な断面図である。FIG. 42 is a schematic sectional view taken along line XLII-XLII in FIG. 41. 図41のXLIII−XLIII線に沿った概略的な断面図である。FIG. 42 is a schematic sectional view taken along line XLIII-XLIII in FIG. 41. 図41のXLIV−XLIV線に沿った概略的な断面図である。FIG. 42 is a schematic cross-sectional view taken along line XLIV-XLIV in FIG. 41. 本発明の実施の形態8における半導体装置の構成を概略的に示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows schematically the structure of the semiconductor device in Embodiment 8 of this invention. 図45のXLVI−XLVI線に沿った概略的な断面図である。FIG. 46 is a schematic sectional view taken along line XLVI-XLVI in FIG. 45. 図45のXLVII−XLVII線に沿った概略的な断面図である。FIG. 46 is a schematic cross-sectional view taken along line XLVII-XLVII in FIG. 45. 図45のXLVIII−XLVIII線に沿った概略的な断面図である。FIG. 46 is a schematic cross-sectional view taken along line XLVIII-XLVIII in FIG. 45. 本発明の実施の形態9における半導体装置の構成を概略的に示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows roughly the structure of the semiconductor device in Embodiment 9 of this invention. 図49のL−L線に沿った概略的な断面図である。FIG. 50 is a schematic cross-sectional view taken along line LL in FIG. 49. 図49のLI−LI線に沿った概略的な断面図である。FIG. 50 is a schematic cross-sectional view taken along line LI-LI in FIG. 49. 図49のLII−LII線に沿った概略的な断面図である。FIG. 50 is a schematic cross-sectional view taken along line LII-LII in FIG. 49.

以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
(実施の形態1)
はじめに本実施の形態の半導体装置の概略的な構成について、図1〜図3を参照して説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
First, a schematic configuration of the semiconductor device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.

図1は、本発明の実施の形態1における半導体装置の平面レイアウトを概略的に示す図である。図1を参照して、本実施の形態の半導体装置SD1は平面レイアウトとして、チップ領域CRと、シールリング領域SRと、ダミー領域DRとを有している。シールリング領域SRは平面視においてチップ領域CRを囲んでいる。ダミー領域DRは平面視においてシールリング領域SRの外周を囲んでいる。ダミー領域DRの外周側面は、ダイシング工程における切断面であるダイシング面DSである。   FIG. 1 schematically shows a planar layout of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the semiconductor device SD1 of the present embodiment has a chip region CR, a seal ring region SR, and a dummy region DR as a planar layout. The seal ring region SR surrounds the chip region CR in plan view. The dummy area DR surrounds the outer periphery of the seal ring area SR in plan view. The outer peripheral side surface of the dummy region DR is a dicing surface DS that is a cut surface in the dicing process.

図2は、図1のII−II線に沿った概略的な断面図である。図2を参照して、半導体装置SD1は、半導体基板SBと、半導体素子71と、素子分離絶縁膜72と、絶縁膜73,75,76と、コンタクト74と、配線77と、保護膜78と、層M1〜M9とを有している。チップ領域CRにおいて、半導体基板SB上に、ソース/ドレイン領域70を有する半導体素子71が形成されている。なお保護膜78はシリコンナイトライドで形成されている。コンタクト74は、絶縁膜73を貫通するように形成されている。絶縁膜73およびコンタクト74の上に、層M1〜M9が順に設けられている。層M1〜M9の各々は、金属部と絶縁体部とを有している。層M1〜M9により、チップ領域CRにおいて半導体素子71を含む電気回路が構成され、シールリング領域SRにおいてシールリングSLが構成されている。さらにシールリングSLと平行して延在し、シールリングSLを取り囲むような形態で、絶縁膜76を露出するように保護膜78に設けられた開口部OPが設けられている。この開口部OPは、半導体装置SD1がパッケージに封止される際に、レジンなどの封止材料の応力が硬い保護膜78を伝わってシールリングSLや配線77に達することにより破壊が生じるのを防止するものである。さらにこの開口部OPは、製造時のダイシング工程において保護膜78が切断される際に、ダイシングに関する応力が硬い保護膜78を伝わってシールリングSLや配線77に達することにより破壊が生じるのを防止するものでもある。   FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along line II-II in FIG. Referring to FIG. 2, the semiconductor device SD1 includes a semiconductor substrate SB, a semiconductor element 71, an element isolation insulating film 72, insulating films 73, 75, and 76, contacts 74, wirings 77, and a protective film 78. And layers M1 to M9. In the chip region CR, a semiconductor element 71 having a source / drain region 70 is formed on the semiconductor substrate SB. The protective film 78 is made of silicon nitride. The contact 74 is formed so as to penetrate the insulating film 73. On the insulating film 73 and the contact 74, layers M1 to M9 are sequentially provided. Each of the layers M1 to M9 has a metal part and an insulator part. The layers M1 to M9 constitute an electric circuit including the semiconductor element 71 in the chip region CR, and a seal ring SL in the seal ring region SR. Further, an opening OP provided in the protective film 78 is provided so as to expose the insulating film 76 in a form extending in parallel with the seal ring SL and surrounding the seal ring SL. When the semiconductor device SD1 is sealed in the package, the opening OP is broken due to the stress of the sealing material such as resin being transmitted through the hard protective film 78 and reaching the seal ring SL and the wiring 77. It is to prevent. Further, the opening OP is prevented from being broken when the protective film 78 is cut in the dicing process at the time of manufacturing and the stress related to dicing is transmitted through the hard protective film 78 and reaches the seal ring SL and the wiring 77. It is also what you do.

図3は、図2においてクラックが発生した場合の様子を概略的に示す断面図である。図3を参照して、半導体装置SD1は、製造時のダイシング工程に起因して、チッピングTPおよびクラックCKを有している場合がある。チッピングTPは半導体基板SBの側面における欠けである。クラックCKは、チッピングTPを起点としてダミー領域DR内において半導体装置SD1の上方側(保護膜78側)に抜けている。すなわちクラックCKは、ダミー領域DR内にのみ発生しており、シールリング領域SR内に設けられたシールリングSLには到達していない。このためシールリングSLは、クラックCKによる損傷を受けておらず、チップ領域CRへの水の浸入を防止する機能を維持している。これにより半導体装置SD1は高い信頼性を有している。   FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a state where a crack occurs in FIG. Referring to FIG. 3, semiconductor device SD1 may have chipping TP and crack CK due to a dicing process during manufacturing. The chipping TP is a chip on the side surface of the semiconductor substrate SB. The crack CK is missing from the chipping TP to the upper side (the protective film 78 side) of the semiconductor device SD1 in the dummy region DR. That is, the crack CK occurs only in the dummy region DR and does not reach the seal ring SL provided in the seal ring region SR. For this reason, the seal ring SL is not damaged by the crack CK, and maintains the function of preventing water from entering the chip region CR. Thereby, the semiconductor device SD1 has high reliability.

次に半導体装置SD1の構成について、より詳しく説明する。
主に図2および図5を参照して、半導体装置SD1の配線構造の設計において、多層配線構造をなす層M1〜M9は、層M1からなる部分と、層M2〜M5からなる部分と、層M6、M7からなる部分と、層M8、M9からなる部分とに区分されて取り扱われている。そして各部分ごとに層間絶縁膜の材料や寸法ルールが選択されている。
Next, the configuration of the semiconductor device SD1 will be described in more detail.
Referring mainly to FIGS. 2 and 5, in the design of the wiring structure of semiconductor device SD1, layers M1 to M9 forming a multilayer wiring structure are composed of a layer M1, a layer M2 to M5, and a layer It is handled by being divided into a part composed of M6 and M7 and a part composed of layers M8 and M9. The material and dimension rule of the interlayer insulating film are selected for each part.

層M1における絶縁体部である層間絶縁膜ID0は、SiOなどの非lowk材料、またはSiOCなどのlow−k材料から形成されている。層M1はチップ領域CRにおいて、半導体素子71を含む基本的な回路を構成するためのローカル配線としての機能を有している。また層M1はシールリング領域SRにおいて、シールリングSLの一部をなす金属部を有している。また層M1はダミー領域DRにおいて金属層L0を有している。金属層L0は層間絶縁膜ID0内にシングルダマシン法により形成されている。金属層L0の平面レイアウトは、図8に示すように、1辺が長さLW0の正方形状である。長さLW0は、たとえば1.5μmである。   The interlayer insulating film ID0 which is an insulator portion in the layer M1 is formed of a non-low material such as SiO or a low-k material such as SiOC. The layer M1 has a function as a local wiring for constituting a basic circuit including the semiconductor element 71 in the chip region CR. Further, the layer M1 has a metal portion forming a part of the seal ring SL in the seal ring region SR. The layer M1 has a metal layer L0 in the dummy region DR. The metal layer L0 is formed in the interlayer insulating film ID0 by a single damascene method. As shown in FIG. 8, the planar layout of the metal layer L0 has a square shape with one side having a length LW0. The length LW0 is, for example, 1.5 μm.

層M2〜M5は、第1の積層体LB1を絶縁体部として有している。第1の積層体LB1は、エッチングストッパ膜ES1aと、第1の層間絶縁膜ID1aと、キャップ膜CP1aと、エッチングストッパ膜ES1bと、第1の層間絶縁膜ID1bと、キャップ膜CP1bと、エッチングストッパ膜ES1cと、第1の層間絶縁膜ID1cと、キャップ膜CP1cと、エッチングストッパ膜ES1dと、第1の層間絶縁膜ID1dと、キャップ膜CP1dとが順に積層された積層体である。第1の層間絶縁膜ID1a〜ID1dの材料は、層間絶縁膜ID0の材料に比して、より小さい比誘電率と、より小さい機械的強度とを有するULK材料である。エッチングストッパ膜ES1a〜ES1dは、SiCO/SiCN積層材料からなる。キャップ膜CP1a〜CP1dの材料はSiOCである。   The layers M2 to M5 have the first stacked body LB1 as an insulator part. The first stacked body LB1 includes an etching stopper film ES1a, a first interlayer insulating film ID1a, a cap film CP1a, an etching stopper film ES1b, a first interlayer insulating film ID1b, a cap film CP1b, and an etching stopper. This is a stacked body in which a film ES1c, a first interlayer insulating film ID1c, a cap film CP1c, an etching stopper film ES1d, a first interlayer insulating film ID1d, and a cap film CP1d are sequentially stacked. The material of the first interlayer insulating films ID1a to ID1d is a ULK material having a smaller relative dielectric constant and smaller mechanical strength than the material of the interlayer insulating film ID0. The etching stopper films ES1a to ES1d are made of a SiCO / SiCN laminated material. The material of the cap films CP1a to CP1d is SiOC.

また層M2〜M5は、デュアルダマシン法により形成された金属部を有している。この金属部は、チップ領域CRにおいて、ローカル配線上の中間配線としての機能を有している。またこの金属部は、シールリング領域SRにおいて、シールリングSLの一部をなしている。またこの金属部は、ダミー領域DRにおいて、第1の積層体LB1内に設けられた第1の領域Ra1をなしている。   Further, the layers M2 to M5 have a metal portion formed by a dual damascene method. This metal part has a function as an intermediate wiring on the local wiring in the chip region CR. Further, this metal portion forms part of the seal ring SL in the seal ring region SR. In addition, this metal part forms a first region Ra1 provided in the first stacked body LB1 in the dummy region DR.

第1の領域Ra1は、平面視において互いに重なり合うように第1の積層体LB1内に設けられた複数の第1の金属層L1と、複数の第1の金属層L1を互いに接続するビアV1とを有している。第1の領域Ra1の平面レイアウトは、図9に示すように、第1の金属層L1に対応する1辺の長さLW1の正方形状と、ビアV1に対応する1辺の長さLV1の正方形状とからなる。ビアV1に対応する正方形状は、第1の金属層L1に対応する正方形状の外周部に沿って複数配列されている。長さLW1は、長さLW0(図8)と等しく、たとえば1.5μmである。また、たとえば図中、長さSV1=0.12μm、長さSW1=0.05μmである。平面視においてビアV1は第1の金属層L1の4つの辺に沿って第1の金属層L1周辺に配置されている(以下、この配置をビアV1周辺配置と呼ぶ)。   The first region Ra1 includes a plurality of first metal layers L1 provided in the first stacked body LB1 so as to overlap each other in plan view, and a via V1 that connects the plurality of first metal layers L1 to each other. have. As shown in FIG. 9, the planar layout of the first region Ra1 includes a square shape having a side length LW1 corresponding to the first metal layer L1, and a square having a side length LV1 corresponding to the via V1. It consists of a shape. A plurality of square shapes corresponding to the vias V1 are arranged along a square outer peripheral portion corresponding to the first metal layer L1. The length LW1 is equal to the length LW0 (FIG. 8), for example, 1.5 μm. For example, in the figure, length SV1 = 0.12 μm and length SW1 = 0.05 μm. In plan view, the via V1 is arranged around the first metal layer L1 along the four sides of the first metal layer L1 (hereinafter, this arrangement is referred to as a via V1 peripheral arrangement).

層M6、M7は、第2の積層体LB2を絶縁体部として有している。第2の積層体LB2は、エッチングストッパ膜ES2aと、第2の層間絶縁膜ID2aと、エッチングストッパ膜ES2bと、第2の層間絶縁膜ID2bとが順に積層された積層体である。第2の層間絶縁膜ID2a、ID2bの材料は、第1の層間絶縁膜ID1a〜ID1dをなすULK材料に比して、より大きい比誘電率と、より大きい機械的強度とを有するlow−k材料であり、たとえばSiOCである。エッチングストッパ膜ES2a、ES2bは、SiCO/SiCN積層材料からなる。   The layers M6 and M7 have the second stacked body LB2 as an insulator part. The second stacked body LB2 is a stacked body in which an etching stopper film ES2a, a second interlayer insulating film ID2a, an etching stopper film ES2b, and a second interlayer insulating film ID2b are sequentially stacked. The material of the second interlayer insulating films ID2a and ID2b is a low-k material having a higher relative dielectric constant and higher mechanical strength than the ULK material forming the first interlayer insulating films ID1a to ID1d. For example, SiOC. The etching stopper films ES2a and ES2b are made of a SiCO / SiCN laminated material.

また層M6、M7は、デュアルダマシン法により形成された金属部を有している。この金属部は、チップ領域CRにおいて、中間配線上の第1セミグローバル配線としての機能を有している。またこの金属部は、シールリング領域SRにおいて、シールリングSLの一部をなしている。またこの金属部は、ダミー領域DRにおいて、第2の積層体LB2内に設けられた第2の領域Ra2をなしている。   The layers M6 and M7 have metal parts formed by a dual damascene method. This metal part has a function as a first semi-global wiring on the intermediate wiring in the chip region CR. Further, this metal portion forms part of the seal ring SL in the seal ring region SR. In addition, the metal portion forms a second region Ra2 provided in the second stacked body LB2 in the dummy region DR.

第2の領域Ra2は、平面視において互いに重なり合うように第2の積層体LB2内に設けられた複数の第2の金属層L2と、複数の第2の金属層L2を互いに接続するビアV2とを有している。第2の領域Ra2の平面レイアウトは、図10に示すように、第2の金属層L2に対応する1辺の長さLW2の正方形状と、ビアV2に対応する1辺の長さLV2の正方形状とからなる。ビアV2に対応する正方形状は、第2の金属層L2に対応する正方形状の外周部に沿って複数配列されている。長さLW2は、長さLW0(図8)およびLW1(図9)の各々と等しく、たとえば1.5μmである。また、たとえば図中、長さSV2=0.18μm、長さSW2=0.065μmである。平面視においてビアV2は第2の金属層L2の4つの辺に沿って第2の金属層L2周辺に配置されている(以下、この配置をビアV2周辺配置と呼ぶ)。   The second region Ra2 includes a plurality of second metal layers L2 provided in the second stacked body LB2 so as to overlap each other in plan view, and vias V2 that connect the plurality of second metal layers L2 to each other. have. As shown in FIG. 10, the planar layout of the second region Ra2 includes a square shape having a side length LW2 corresponding to the second metal layer L2, and a square having a side length LV2 corresponding to the via V2. It consists of a shape. A plurality of square shapes corresponding to the vias V2 are arranged along the outer periphery of the square shape corresponding to the second metal layer L2. Length LW2 is equal to each of lengths LW0 (FIG. 8) and LW1 (FIG. 9), and is, for example, 1.5 μm. For example, in the figure, length SV2 = 0.18 μm and length SW2 = 0.065 μm. In plan view, the via V2 is arranged around the second metal layer L2 along the four sides of the second metal layer L2 (hereinafter, this arrangement is referred to as a via V2 peripheral arrangement).

また第2の領域Ra2は、平面視において第1の領域Ra1と重なり合っている。また第2の領域Ra2は、第1の領域Ra1とビアによって接続されておらず、かつ第1の領域Ra1との間に第2の層間絶縁膜ID2aを挟んでいる。   The second region Ra2 overlaps the first region Ra1 in plan view. Further, the second region Ra2 is not connected to the first region Ra1 by a via, and the second interlayer insulating film ID2a is sandwiched between the first region Ra1.

層M8、M9は、第3の積層体LB3を絶縁体部として有している。第3の積層体LB3は、エッチングストッパ膜ES3aと、第3の層間絶縁膜ID3aと、エッチングストッパ膜ES3bと、第3の層間絶縁膜ID3bと、エッチングストッパ膜ES3cと、第3の層間絶縁膜ID3cと、エッチングストッパ膜ES3dと、第3の層間絶縁膜ID3dとが順に積層された積層体である。第3の層間絶縁膜ID3a〜ID3dの材料は、第2の層間絶縁膜ID2a、ID2bをなすlow−k材料に比して、より大きい比誘電率と、より大きい機械的強度とを有する非low−k材料であり、たとえばSiOである。エッチングストッパ膜ES3a〜ES3dは、SiCO/SiCN積層材料ないしはSiCN単層材料からなる。   The layers M8 and M9 have the third stacked body LB3 as an insulator portion. The third stacked body LB3 includes an etching stopper film ES3a, a third interlayer insulating film ID3a, an etching stopper film ES3b, a third interlayer insulating film ID3b, an etching stopper film ES3c, and a third interlayer insulating film. This is a stacked body in which ID3c, etching stopper film ES3d, and third interlayer insulating film ID3d are stacked in this order. The material of the third interlayer insulating films ID3a to ID3d is a non-low material having a higher relative dielectric constant and higher mechanical strength than the low-k material forming the second interlayer insulating films ID2a and ID2b. -K material, for example SiO. The etching stopper films ES3a to ES3d are made of a SiCO / SiCN laminated material or a SiCN single layer material.

また層M8、M9は、デュアルダマシン法により形成された金属部を有している。この金属部は、チップ領域CRにおいて、第1セミグローバル配線上の第2セミグローバル配線としての機能を有している。またこの金属部は、シールリング領域SRにおいて、シールリングSLの一部をなしている。またこの金属部は、ダミー領域DRにおいて、第3の積層体LB3内に設けられた第3の領域Ra3をなしている。   The layers M8 and M9 have metal parts formed by a dual damascene method. This metal part has a function as a second semi-global wiring on the first semi-global wiring in the chip region CR. Further, this metal portion forms part of the seal ring SL in the seal ring region SR. In addition, this metal part forms a third region Ra3 provided in the third stacked body LB3 in the dummy region DR.

第3の領域Ra3は、平面視において互いに重なり合うように第3の積層体LB3内に設けられた複数の第3の金属層L3と、複数の第3の金属層L3を互いに接続するビアV3とを有している。第3の領域Ra3の平面レイアウトは、図11に示すように、第3の金属層L3に対応する1辺の長さLW3の正方形状と、ビアV3に対応する1辺の長さLV3の正方形状とからなる。ビアV3に対応する正方形状は、第3の金属層L3に対応する正方形状の外周部に沿って複数配列されている。長さLW3は、長さLW0〜LW2(図8〜図10)の各々と等しく、たとえば1.5μmである。また、たとえば図中、長さSV3=0.68μm、長さSW3=0.5μmである。平面視においてビアV3は第3の金属層L3の4つの辺に沿って第3の金属層L3周辺に配置されている(以下、この配置をビアV3周辺配置と呼ぶ)。   The third region Ra3 includes a plurality of third metal layers L3 provided in the third stacked body LB3 so as to overlap each other in plan view, and a via V3 that connects the plurality of third metal layers L3 to each other. have. As shown in FIG. 11, the planar layout of the third region Ra3 includes a square shape having a side length LW3 corresponding to the third metal layer L3 and a square having a side length LV3 corresponding to the via V3. It consists of a shape. A plurality of square shapes corresponding to the vias V3 are arranged along a square outer peripheral portion corresponding to the third metal layer L3. The length LW3 is equal to each of the lengths LW0 to LW2 (FIGS. 8 to 10), for example, 1.5 μm. For example, in the figure, length SV3 = 0.68 μm and length SW3 = 0.5 μm. In plan view, the via V3 is arranged around the third metal layer L3 along the four sides of the third metal layer L3 (hereinafter, this arrangement is referred to as a via V3 peripheral arrangement).

また第3の領域Ra3は、平面視において第2の領域Ra2と重なり合っている。また第3の領域Ra3は、第2の領域Ra2とビアによって接続されておらず、かつ第2の領域Ra2との間に第3の層間絶縁膜ID3aを挟んでいる。   The third region Ra3 overlaps with the second region Ra2 in plan view. Further, the third region Ra3 is not connected to the second region Ra2 by a via, and the third interlayer insulating film ID3a is sandwiched between the second region Ra2.

主に図4を参照して、第3の領域Ra3は平面視において、ダミー領域DRにおいて30%以上50%以下の占有面積を有し、かつ1平方μm以上4平方μm以下の面積のパターンを有している。第1の領域Ra1および第2の領域Ra2の各々も、同様の占有面積と、同様の面積のパターンとを有している。   Referring mainly to FIG. 4, the third region Ra3 has an occupation area of 30% to 50% in the dummy region DR and a pattern having an area of 1 square μm to 4 square μm in plan view. Have. Each of the first region Ra1 and the second region Ra2 also has a similar occupied area and a pattern having the same area.

また第3の領域Ra3は平面視において、規則的に配列されている。シールリングSLの延在方向に沿った方向に関しては、第3の領域Ra3は同一間隔で直線状に配列されている。またシールリングSLの延在方向に直交する方向(図4の横方向)に関しては、第3の領域Ra3は同一間隔で千鳥状に配列されている。言い換えると、隣り合う列に形成された第3の領域Ra3は互いに所定のピッチずれて形成されている、更に言い換えると第3の領域Ra3は平面視で複数の列に沿って配置されており、隣り合う列に配置された第3の領域Ra3は交互に配置されることにより千鳥配置となっている。これによりシールリングSLの延在方向に直交する方向に沿ってシールリングSLとダイシング面DSとが層間絶縁膜により直線的に繋がってしまうことが避けられている。第1の領域Ra1および第2の領域Ra2の各々も、同様に配列されている。   The third regions Ra3 are regularly arranged in plan view. Regarding the direction along the extending direction of the seal ring SL, the third regions Ra3 are linearly arranged at the same interval. Further, with respect to the direction orthogonal to the extending direction of the seal ring SL (lateral direction in FIG. 4), the third regions Ra3 are arranged in a staggered manner at the same interval. In other words, the third regions Ra3 formed in adjacent rows are formed with a predetermined pitch shift from each other, and in other words, the third regions Ra3 are arranged along a plurality of rows in plan view. The third regions Ra3 arranged in adjacent rows are arranged in a staggered manner by being alternately arranged. Thus, it is avoided that the seal ring SL and the dicing surface DS are linearly connected by the interlayer insulating film along a direction orthogonal to the extending direction of the seal ring SL. Each of the first region Ra1 and the second region Ra2 is similarly arranged.

なお層M1〜M9の各々が有する金属部は、底面部および側面部に位置するバリアメタル部と、このバリアメタル部に覆われたCu(銅)部とを有している。たとえば第2の領域Ra2は、図12に示すように、バリアメタル部BMa、BMbと、Cu部CLa、CLbとを有している。   Each of the layers M1 to M9 has a metal part including a barrier metal part located on the bottom part and the side part, and a Cu (copper) part covered with the barrier metal part. For example, as shown in FIG. 12, the second region Ra2 has barrier metal portions BMa and BMb and Cu portions CLa and CLb.

また、開口部OPの直下の第1の領域Ra1、第2の領域Ra2および第3の領域Ra3は形成されなくてもよい。それにより、後に説明するチッピングTPに起因する層間絶縁膜の剥がれの状態を自動外観検査装置で観察することが容易となる。すなわち不良の解析が容易になるという効果がある。   Further, the first region Ra1, the second region Ra2, and the third region Ra3 directly under the opening OP may not be formed. Thereby, it becomes easy to observe the peeling state of the interlayer insulating film caused by the chipping TP described later with an automatic visual inspection apparatus. That is, there is an effect that the analysis of defects becomes easy.

次に半導体装置SD1の製造方法について説明する。
図13は、本発明の実施の形態1における半導体装置の製造方法に用いられるウエハの平面レイアウトを概略的に示す図である。図13を参照して、まず通常のウエハプロセス工程によってウエハWFが形成される。ウエハWFは、平面レイアウトにおいて、複数の半導体装置SD1と、切断領域RRとを有している。各半導体装置SD1は、平面レイアウトにおいて、チップ領域CRと、チップ領域CRを囲むシールリング領域SRと、シールリング領域SRの外周を囲むダミー領域DRとを有している。
Next, a method for manufacturing the semiconductor device SD1 will be described.
FIG. 13 schematically shows a planar layout of a wafer used in the method for manufacturing a semiconductor device in the first embodiment of the present invention. Referring to FIG. 13, first, a wafer WF is formed by a normal wafer process. Wafer WF has a plurality of semiconductor devices SD1 and a cutting region RR in a planar layout. Each semiconductor device SD1 has a chip region CR, a seal ring region SR surrounding the chip region CR, and a dummy region DR surrounding the outer periphery of the seal ring region SR in a planar layout.

図14は、本発明の実施の形態1における半導体装置の製造方法のダイシング工程の様子を概略的示す部分断面図である。図14を参照して、ダイシングブレードDBが切断領域RRに押し当てられることにより、ダミー領域DRの外周に沿ってウエハWFが切断される。このダイシング工程により、ウエハWFから切り出された半導体装置SD1が得られる。   FIG. 14 is a partial cross sectional view schematically showing a dicing step in the method for manufacturing a semiconductor device in the first embodiment of the present invention. Referring to FIG. 14, the wafer WF is cut along the outer periphery of the dummy region DR by pressing the dicing blade DB against the cutting region RR. By this dicing process, the semiconductor device SD1 cut out from the wafer WF is obtained.

次にダイシング工程において生じ得るクラックの伸展経路について詳しく説明する。
はじめにクラックの伸展経路の一般論について説明する。図15は、一般的な半導体装置におけるクラックの伸展経路を説明するための概略的な部分断面図である。
Next, a crack extension path that may occur in the dicing process will be described in detail.
First, the general theory of the crack extension path will be explained. FIG. 15 is a schematic partial cross-sectional view for explaining a crack extension path in a general semiconductor device.

図15を参照して、一般的な半導体装置SDOは、半導体基板SBと、半導体基板SB上に形成された絶縁膜FLと、絶縁膜FL内に形成されたシールリングSLとを有している。この半導体装置SDOの製造方法のダイシング工程において、半導体基板SBのダイシング面DS側にチッピングTPが生じることがある。すると、このチッピングTPを起点として、上方に向かってクラックが伸展するような応力が絶縁膜FLに加わる。この応力により生じる絶縁膜FLのクラックは、クラックの初期段階においては、クラックCK1、クラックCK2、およびクラックCK3の3種類に区分される。   Referring to FIG. 15, a general semiconductor device SDO includes a semiconductor substrate SB, an insulating film FL formed on the semiconductor substrate SB, and a seal ring SL formed in the insulating film FL. . In the dicing process of the manufacturing method of the semiconductor device SDO, chipping TP may occur on the dicing surface DS side of the semiconductor substrate SB. Then, starting from this chipping TP, a stress that causes the crack to extend upward is applied to the insulating film FL. The cracks in the insulating film FL caused by this stress are classified into three types of cracks CK1, cracks CK2, and cracks CK3 in the initial stage of the cracks.

クラックCK1は、半導体基板SBのほぼ真上に伸展しようとするクラックである。クラックCK1はシールリング領域SRに近づくことなく伸展するので、シールリングSLが破壊される原因とはならない。一方、クラックCK3は、ダミー領域DRを斜め上方に通過してシールリング領域SRに向かおうとするクラックである。クラックCK3はシールリングSLに達してこれを破壊する可能性がある。   The crack CK1 is a crack that tends to extend almost directly above the semiconductor substrate SB. Since the crack CK1 extends without approaching the seal ring region SR, it does not cause the seal ring SL to be broken. On the other hand, the crack CK3 is a crack that passes through the dummy region DR obliquely upward and heads toward the seal ring region SR. The crack CK3 may reach the seal ring SL and break it.

またクラックCK2は、ダミー領域DRのみを斜め上方に通過して半導体装置SDOから抜けようとするクラックである。このようなクラックは、絶縁膜FLがおおよそ均一な機械的強度を有している場合は、初期段階の針路を維持し、ダミー領域DRのみを斜め上方に通過して半導体装置SDOから抜ける。しかし絶縁膜FLが上方ほど機械的強度が大きくなるような積層構造を有している場合、クラックが上方に向かうことが途中で妨げられて、シールリングSLに向かう針路を有するクラックCK2V(図中破線矢印)に変化することがある。このような積層構造としては、たとえばULK材料からなる膜の上にlow−k材料からなる膜が積層された構造や、low−k材料からなる膜上に非low−k材料からなる膜が積層された構造などがある。このような積層構造を有する半導体装置においては、クラックCK2VによりシールリングSLが破壊される可能性がある。   The crack CK2 is a crack that passes through only the dummy region DR obliquely upward and tries to escape from the semiconductor device SDO. When the insulating film FL has a substantially uniform mechanical strength, such a crack maintains the initial course, passes only through the dummy region DR obliquely upward, and escapes from the semiconductor device SDO. However, in the case where the insulating film FL has a laminated structure in which the mechanical strength increases toward the upper side, the crack CK2V having a course toward the seal ring SL is prevented in the middle while the crack is prevented from going upward. May change to a dashed arrow). As such a laminated structure, for example, a structure in which a film made of a low-k material is laminated on a film made of a ULK material, or a film made of a non-low-k material is laminated on a film made of a low-k material. There is a structured etc. In the semiconductor device having such a laminated structure, the seal ring SL may be broken by the crack CK2V.

次に半導体装置SD1に対してクラックCK2(図15)を発生させようとする応力が加わった場合における、実際のクラックの伸展経路の一例について説明する。仮に第1の領域Ra1〜第3の領域Ra3が設けられていないと仮定すると、第1の積層体LB1と第2の積層体LB2との間、あるいは第2の積層体LB2と第3の積層体LB3との間において、クラックCKがクラックCK2V(図15)のように変化し、このクラックCK2VがシールリングSLに達する可能性がある。しかしながら本実施の形態においては、クラックは、シールリングSLに達する前に半導体装置SD1の上方へと抜けるように誘導される。以下にこのクラックの伸展経路について詳しく説明する。   Next, an example of an actual crack extension path when a stress for generating the crack CK2 (FIG. 15) is applied to the semiconductor device SD1 will be described. Assuming that the first region Ra1 to the third region Ra3 are not provided, it is between the first stacked body LB1 and the second stacked body LB2 or between the second stacked body LB2 and the third stacked body. There is a possibility that the crack CK changes like a crack CK2V (FIG. 15) between the body LB3 and the crack CK2V reaches the seal ring SL. However, in the present embodiment, the crack is induced to escape above the semiconductor device SD1 before reaching the seal ring SL. The crack extension path will be described in detail below.

図16を参照して、矢印aにて、初期段階としてクラックは、層間絶縁膜ID0、エッチングストッパ膜ES1a、および第1の層間絶縁膜ID1aを通過して第1の領域Ra1の底面に達する。   Referring to FIG. 16, at arrow a, as an initial stage, the crack passes through interlayer insulating film ID0, etching stopper film ES1a, and first interlayer insulating film ID1a, and reaches the bottom surface of first region Ra1.

矢印bにて、クラックの進路は、第1の領域Ra1の底面に沿った横方向の向きに変化する。なぜならばクラックは、金属からなるために大きな機械的強度を有する第1の領域Ra1中へ伸展することができず、第1の領域Ra1と第1の層間絶縁膜ID1aとの界面を伸展するためである。またこの界面は金属と絶縁体との界面であるため密着強度が小さい。この密着強度の小ささのために、クラックは、よりいっそうこの界面を伸展しようとする。   At the arrow b, the path of the crack changes in the horizontal direction along the bottom surface of the first region Ra1. This is because the crack cannot be extended into the first region Ra1 having a large mechanical strength because it is made of metal, and extends the interface between the first region Ra1 and the first interlayer insulating film ID1a. It is. Moreover, since this interface is an interface between a metal and an insulator, the adhesion strength is small. Because of this low adhesion strength, the cracks try to extend this interface even more.

矢印cにて、第1の領域Ra1の底面を通過し終えたクラックの針路は、応力状態の上で本来の針路である斜め上方向(図15のクラックCK2の方向)に戻る。そしてキャップ膜CP1a、エッチングストッパ膜ES1b、第1の層間絶縁膜ID1b、キャップ膜CP1b、エッチングストッパ膜ES1c、第1の層間絶縁膜ID1c、キャップ膜CP1c、エッチングストッパ膜ES1d、第1の層間絶縁膜ID1d、およびキャップ膜CP1dを通過して、第2の積層体LB2の底面に達する。ここで、矢印cのすぐシールリングSL側(図中の左側)に位置する第1の領域Ra1が有する複数の第1の金属層L1の間をクラックが通過する可能性は小さくされている。なぜならば、互いに対向する1対の第1の金属層L1の間の領域は、ビアV1により補強されているのでクラックが生じにくいためである。   At the arrow c, the crack course that has passed through the bottom surface of the first region Ra1 returns to the diagonally upward direction (the direction of the crack CK2 in FIG. 15), which is the original course, in the stress state. The cap film CP1a, the etching stopper film ES1b, the first interlayer insulating film ID1b, the cap film CP1b, the etching stopper film ES1c, the first interlayer insulating film ID1c, the cap film CP1c, the etching stopper film ES1d, and the first interlayer insulating film It passes through ID1d and the cap film CP1d and reaches the bottom surface of the second stacked body LB2. Here, the possibility that cracks pass between the plurality of first metal layers L1 included in the first region Ra1 located immediately on the seal ring SL side (left side in the drawing) of the arrow c is reduced. This is because the region between the pair of first metal layers L1 facing each other is reinforced by the via V1, and thus cracks are unlikely to occur.

矢印dにて、クラックの進路は、第1の積層体LB1と第2の積層体LB2との界面に沿った横方向の向きに変化する。すなわちクラックは図中の上方向に伸展しにくい。この理由は、矢印dの上方の領域は、絶縁膜の厚みが厚く、かつ材料特性上の機械的強度が大きいためである。また上記界面は第1の領域Ra1を形成するためのデュアルダマシン法におけるCMP(Chemical Mechanical Polishing)面であることから、界面強度が比較的
小さい。このためクラックは、よりいっそうこの界面を伸展しようとする。
At the arrow d, the path of the crack changes in the horizontal direction along the interface between the first stacked body LB1 and the second stacked body LB2. That is, the crack is difficult to extend upward in the figure. This is because the region above the arrow d has a thick insulating film and a high mechanical strength in terms of material characteristics. Further, since the interface is a CMP (Chemical Mechanical Polishing) surface in the dual damascene method for forming the first region Ra1, the interface strength is relatively small. For this reason, cracks try to extend this interface even more.

矢印eにて、第1の領域Ra1と第2の領域Ra2とにより挟まれた領域において、クラックは第2の積層体LB2内へと伸展する。これは、第1の領域Ra1と第2の領域Ra2とにより挟まれた領域において絶縁膜の厚みが小さくなっているので、クラックが生じやすくなっているからである。第2の積層体LB2内へ侵入したクラックの針路は、応力状態の上で本来の針路である斜め上方向(図15のクラックCK2の方向)に戻る。そしてクラックは、エッチングストッパ膜ES2aと第2の層間絶縁膜ID2aとを通過して、第2の領域Ra2の底面に達する。   In the region sandwiched between the first region Ra1 and the second region Ra2 by the arrow e, the crack extends into the second stacked body LB2. This is because the thickness of the insulating film is small in the region sandwiched between the first region Ra1 and the second region Ra2, and cracks are likely to occur. The course of the crack that has entered the second laminate LB2 returns to the diagonally upward direction (the direction of the crack CK2 in FIG. 15), which is the original course, in a stress state. The crack passes through the etching stopper film ES2a and the second interlayer insulating film ID2a and reaches the bottom surface of the second region Ra2.

矢印f〜iにて、上記の矢印b〜eと同様に、クラックが伸展する。
矢印j、kにて、上記の矢印b、cと同様に、クラックが伸展する。すなわち、クラックはシールリング領域SRに到達することなくダミー領域DRにおいて半導体装置SD1の上方へと抜ける。この結果、半導体装置SD1にクラックCK(図3)が形成される。
At the arrows f to i, cracks extend as with the arrows b to e.
At the arrows j and k, the crack extends like the arrows b and c described above. That is, the crack passes through the upper portion of the semiconductor device SD1 in the dummy region DR without reaching the seal ring region SR. As a result, a crack CK (FIG. 3) is formed in the semiconductor device SD1.

以上のように本実施の形態の半導体装置SD1に対してクラックCK2(図15)を発生させようとする応力が加わった場合、シールリングSLに到達するクラックCK2V(図15)の発生は防止され、代わりにダミー領域DR内において半導体装置SD1の上方に抜けるようなクラックCK(図3)が発生する。またビアV1周辺配置、ビアV2周辺配置およびビアV3周辺配置により、第1〜第3の領域Ra1〜Ra3の内部にクラックが伸展しにくくなるために、より効果的に上部にクラックを逃がすことができる。   As described above, when the stress for generating the crack CK2 (FIG. 15) is applied to the semiconductor device SD1 of the present embodiment, the generation of the crack CK2V (FIG. 15) reaching the seal ring SL is prevented. Instead, a crack CK (FIG. 3) is generated in the dummy region DR so as to escape above the semiconductor device SD1. Further, the peripheral arrangement of the via V1, the peripheral arrangement of the via V2, and the peripheral arrangement of the via V3 make it difficult for the cracks to extend inside the first to third regions Ra1 to Ra3. it can.

なお、半導体装置SD1に対してクラックCK3(図15)を発生させようとするような応力が加わった場合についても上記と同様である。   The same applies to the case where a stress is applied to the semiconductor device SD1 so as to generate the crack CK3 (FIG. 15).

次に本実施の形態に対する比較例について説明する。
図17は、比較例における半導体装置の構成を概略的に示す部分断面図である。図17を参照して、比較例の半導体装置SDCは、金属部である領域RaCを有している。領域RaCは、第1の金属層L10と、第1の領域Ra1と、第2の領域Ra2と、第3の領域Ra3と、ビアV1C、V2C、V3Cとを有している。ビアV1C、V2C、V3Cにより、金属層L0と、第1の領域Ra1と、第2の領域Ra2と、第3の領域Ra3とは一体化されている。このため領域RaCは、クラックが入りにくい、ひとかたまりの領域となっている。
Next, a comparative example for the present embodiment will be described.
FIG. 17 is a partial cross-sectional view schematically showing a configuration of a semiconductor device in a comparative example. Referring to FIG. 17, the semiconductor device SDC of the comparative example has a region RaC that is a metal part. The region RaC includes a first metal layer L10, a first region Ra1, a second region Ra2, a third region Ra3, and vias V1C, V2C, and V3C. The metal layer L0, the first region Ra1, the second region Ra2, and the third region Ra3 are integrated by the vias V1C, V2C, and V3C. For this reason, the region RaC is a group of regions that are difficult to crack.

図18は、図17のXVIII−XVIII線に沿った概略的な断面図と、平面視におけるクラックの伸展経路とが重ね合わされた図である。主に図18を参照して、領域RaCは、上記のようにクラックが入りにくい領域であり、かつ層間絶縁膜ID0および第1の積層体LB1〜第3の積層体LB3(図17)を含む積層体LBを厚み方向に貫くように形成されている。このため図中矢印で示すクラックは領域RaCに侵入することができない。この結果、クラックは、領域RaCを縫うようにして、領域RaCよりもクラックが入りやすい積層体LB中を伸展することがある。そしてクラックはシールリングSLに達し、これを破壊することがある。   FIG. 18 is a diagram in which a schematic cross-sectional view taken along line XVIII-XVIII in FIG. 17 and a crack extension path in plan view are superimposed. Referring mainly to FIG. 18, region RaC is a region in which cracks are difficult to occur as described above, and includes interlayer insulating film ID0 and first stacked body LB1 to third stacked body LB3 (FIG. 17). It is formed so as to penetrate the laminated body LB in the thickness direction. For this reason, the crack shown with the arrow in a figure cannot penetrate | invade area | region RaC. As a result, the crack may extend in the laminated body LB where the crack is more likely to enter than the region RaC, as the region RaC is sewn. Then, the crack reaches the seal ring SL and may break it.

本実施の形態の半導体装置SD1によれば、図16に示すように、第2の積層体LB2の一部において、第1の領域Ra1および第2の領域Ra2の間に、第2の層間絶縁膜ID2aを含む絶縁膜が挟まれている部分(たとえば矢印eの周辺部分)が形成される。この部分は、第1の領域Ra1および第2の領域Ra2の間に挟まれているために、小さな膜厚を有している。またこの部分は、ビア接続による補強がなされていない。したがってこの部分は、第2の積層体LB2において局所的にクラックが入りやすい部分となる。このクラックが入りやすい部分の存在により、矢印eに示すように、機械的強度の小さい第1の層間絶縁膜ID1a〜ID1dを有する第1の積層体LB1から、機械的強度の大きい第2の層間絶縁膜ID2a、ID2bを有する第2の積層体LB2へと、クラックが伸展やすくなる。すなわちクラックが図中の上方に向かって伸展しやすくなるので、クラックがシールリングSLに達する前に半導体装置SD1の上方に抜けやすくなる。よってクラックによるシールリングSLの破壊が抑制されるので、信頼性の高い半導体装置SD1が得られる。   According to the semiconductor device SD1 of the present embodiment, as shown in FIG. 16, in a part of the second stacked body LB2, the second interlayer insulation is provided between the first region Ra1 and the second region Ra2. A portion where the insulating film including the film ID2a is sandwiched (for example, the peripheral portion of the arrow e) is formed. Since this portion is sandwiched between the first region Ra1 and the second region Ra2, it has a small film thickness. Further, this portion is not reinforced by via connection. Therefore, this portion is a portion where local cracks easily occur in the second stacked body LB2. Due to the presence of the crack-prone portion, as indicated by an arrow e, the second laminate layer LB1 having the high mechanical strength is provided from the first stacked body LB1 having the first interlayer insulating films ID1a to ID1d having the low mechanical strength. A crack becomes easy to extend to the 2nd layered product LB2 which has insulating films ID2a and ID2b. That is, since the cracks easily extend upward in the drawing, the cracks easily escape above the semiconductor device SD1 before reaching the seal ring SL. Therefore, destruction of the seal ring SL due to cracks is suppressed, and thus a highly reliable semiconductor device SD1 can be obtained.

また、図4に示す第3の領域Ra3と同様に、第1の領域Ra1および第2の領域Ra2の各々は平面視において、30%以上50%以下の面積を占めている。これにより、矢印cおよび矢印e(図16)の各々で示されるクラックが生じる領域がバランスよく確保されるので、図16に示すようにクラックを半導体装置SD1の上方に導くことができる。   Similarly to the third region Ra3 shown in FIG. 4, each of the first region Ra1 and the second region Ra2 occupies an area of 30% to 50% in plan view. Thereby, since the region where the crack indicated by each of the arrow c and the arrow e (FIG. 16) is generated is ensured in a well-balanced manner, the crack can be guided above the semiconductor device SD1 as shown in FIG.

また、金属層L0、第1の領域Ra1、第2の領域Ra2、および第3の領域Ra3(図8〜図11)の各々は平面視において、1平方μm以上4平方μm以下の面積のパターンを有している。   Each of the metal layer L0, the first region Ra1, the second region Ra2, and the third region Ra3 (FIGS. 8 to 11) has a pattern with an area of 1 square μm or more and 4 square μm or less in plan view. have.

ダイシング工程においてダイシングブレードDB(図14)での切断の際に、金属層L0、第1の領域Ra1、第2の領域Ra2、および第3の領域Ra3が飛散された場合に上記面積が4平方μm以下である場合、この金属片の面積は、ダイシング工程において多量に用いられる砥粒の断面積と同程度であるため、この金属片にともなう実質的な悪影響はほとんど生じない。また上記面積が1平方μm未満であると、平面視において、矢印e(図16)のクラックを発生させるための領域の面積が不十分となり、クラックを上方に導く作用が小さくなってしまう。   When the metal layer L0, the first region Ra1, the second region Ra2, and the third region Ra3 are scattered at the time of cutting with the dicing blade DB (FIG. 14) in the dicing process, the area is 4 square. When the thickness is not more than μm, the area of the metal piece is almost the same as the cross-sectional area of the abrasive grains used in a large amount in the dicing process, so that a substantial adverse effect due to the metal piece hardly occurs. If the area is less than 1 square μm, the area of the region for generating the crack indicated by the arrow e (FIG. 16) is insufficient in plan view, and the effect of guiding the crack upward is reduced.

一方で、この面積が4平方μmを超えると、ダイシング工程においてダイシングブレードDB(図14)での切断の際に、ダイシング工程において多量に用いられる砥粒の断面積より大きいため、切断時に砥粒により実際に加工される面積が大きくなり、切断ばりの発生による半導体装置信頼性低下や、切断くずがブレードへ付着することによる切断不良を引き起こす要因となる。   On the other hand, if this area exceeds 4 square μm, when cutting with the dicing blade DB (FIG. 14) in the dicing process, it is larger than the cross-sectional area of the abrasive grains used in large quantities in the dicing process. As a result, the area that is actually processed becomes large, which causes a reduction in reliability of the semiconductor device due to the occurrence of a cutting burr and a defective cutting due to the adhering of cutting waste to the blade.

また半導体装置SD1は、第1の層間絶縁膜ID1a〜ID1d(図5)の機械的強度よりも大きな機械的強度を有する層間絶縁膜ID0(図5)を有している。これにより、層M1(図2)において、層M2〜M5(図2)よりも機械的強度の大きな層間絶縁膜材料が用いられる。これにより半導体装置SD1の設計上の理由で通常選択されるような層間絶縁膜材料の組み合わせを適用することができる。たとえば、層間絶縁膜ID0をlow−k材料により形成し、かつ第1の層間絶縁膜ID1a〜ID1dをULK材料により形成することができる。または、たとえば、層間絶縁膜ID0を非low−k材料により形成し、かつ第1の層間絶縁膜ID1a〜ID1dをlow−k材料により形成することができる。   Further, the semiconductor device SD1 has an interlayer insulating film ID0 (FIG. 5) having a mechanical strength larger than that of the first interlayer insulating films ID1a to ID1d (FIG. 5). Thereby, in the layer M1 (FIG. 2), an interlayer insulating film material having higher mechanical strength than the layers M2 to M5 (FIG. 2) is used. As a result, a combination of interlayer insulating film materials that are usually selected for the reason of design of the semiconductor device SD1 can be applied. For example, the interlayer insulating film ID0 can be formed of a low-k material, and the first interlayer insulating films ID1a to ID1d can be formed of a ULK material. Alternatively, for example, the interlayer insulating film ID0 can be formed of a non-low-k material, and the first interlayer insulating films ID1a to ID1d can be formed of a low-k material.

また本実施の形態の半導体装置SD1(図5)は、比較例の半導体装置SDC(図17)と異なり、ビアV1C、V2C、V3Cを有していない。よってビアV1C、V2C、V3Cに相当する分だけ半導体装置の設計作業が簡素化される。   Also, the semiconductor device SD1 (FIG. 5) of the present embodiment does not have vias V1C, V2C, and V3C, unlike the semiconductor device SDC (FIG. 17) of the comparative example. Therefore, the design work of the semiconductor device is simplified by an amount corresponding to the vias V1C, V2C, and V3C.

また図4に示すように、シールリングSLの延在方向に直交する方向(図4の横方向)に関して、第3の領域Ra3は千鳥状に配列されている。これにより、シールリングSLとダイシング面DSとの間に、シールリングSLの延在方向に直交する方向(図中横方向)に沿って直線的であり、かつ第3の領域Ra3の作用を受けないようなクラックが生じることが抑制される。第1の領域Ra1および第2の領域Ra2についても同様である。   Further, as shown in FIG. 4, the third regions Ra3 are arranged in a staggered manner with respect to the direction orthogonal to the extending direction of the seal ring SL (the horizontal direction in FIG. 4). Thereby, the seal ring SL and the dicing surface DS are linear along the direction orthogonal to the extending direction of the seal ring SL (lateral direction in the figure) and receive the action of the third region Ra3. The occurrence of such cracks is suppressed. The same applies to the first region Ra1 and the second region Ra2.

(実施の形態2)
図19は、本発明の実施の形態2における半導体装置の構成を概略的に示す部分断面図である。図20は、図19のXX−XX線に沿った概略的な断面図である。図21〜図23のそれぞれは、図20のXXI−XXI線、XXII−XXII線、およびXXIII−XXIII線に沿った概略的な断面図である。なお図20〜23のそれぞれの断面位置は、実施の形態1の図4〜図7に対応している。
(Embodiment 2)
FIG. 19 is a partial cross sectional view schematically showing a configuration of the semiconductor device in the second embodiment of the present invention. 20 is a schematic cross-sectional view taken along line XX-XX in FIG. 21 to 23 are schematic cross-sectional views taken along lines XXI-XXI, XXII-XXII, and XXIII-XXIII in FIG. Each of the cross-sectional positions in FIGS. 20 to 23 corresponds to FIGS. 4 to 7 in the first embodiment.

主に図20〜図23を参照して、本実施の形態の半導体装置SD2は、半導体装置SD1(図5)の第1の領域Ra1、第2の領域Ra2、および第3の領域Ra3のそれぞれの代わりに、第1の領域Rb1、第2の領域Rb2、および第3の領域Rb3を有している。第1の領域Rb1、第2の領域Rb2、および第3の領域Rb3の各々は、ビアを有していない。   Referring mainly to FIGS. 20 to 23, semiconductor device SD2 of the present embodiment includes each of first region Ra1, second region Ra2, and third region Ra3 of semiconductor device SD1 (FIG. 5). Instead, the first region Rb1, the second region Rb2, and the third region Rb3 are provided. Each of first region Rb1, second region Rb2, and third region Rb3 has no via.

第2の領域Rb2は平面視において、第1の領域Rb1の一部と重なり合い、かつシールリング領域SRから離れるように第1の領域Rb1の位置からずれた位置に設けられている。また第3の領域Rb3は平面視において、第2の領域Rb2の一部と重なり合い、かつシールリング領域SRから離れるように第2の領域Rb2の位置からずれた位置に設けられている。   The second region Rb2 is provided at a position shifted from the position of the first region Rb1 so as to overlap a part of the first region Rb1 and to be separated from the seal ring region SR in plan view. The third region Rb3 overlaps with a part of the second region Rb2 in plan view and is provided at a position shifted from the position of the second region Rb2 so as to be separated from the seal ring region SR.

なお、上記以外の構成については、上述した実施の形態1の構成とほぼ同じであるため、同一または対応する要素について同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。   Since the configuration other than the above is substantially the same as the configuration of the first embodiment described above, the same or corresponding elements are denoted by the same reference numerals, and description thereof is not repeated.

図24は、本発明の実施の形態2における半導体装置におけるクラックの伸展経路の一例を概略的に示す部分断面図である。なお図24は、実施の形態1における図16に相当する図である。   FIG. 24 is a partial cross-sectional view schematically showing an example of a crack extension path in the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention. FIG. 24 corresponds to FIG. 16 in the first embodiment.

図24を参照して、平面視において、第1の領域Rb1および第2の領域Rb2の間に挟まれた部分の上側を閉塞する第2の領域Rb2が、シールリングSLから離れるように第1の領域Rb1の位置からずれた位置に設けられている。このため、この挟まれた部分を伸展した矢印fのクラックは、よりシールリング領域SRから離れた位置(図中右方の位置)において、第2の領域Rb2により遮られることなく上方に向かうことができる(矢印g参照)。   Referring to FIG. 24, in plan view, the first region Rb2 that closes the upper side of the portion sandwiched between the first region Rb1 and the second region Rb2 is separated from the seal ring SL. Is provided at a position shifted from the position of the region Rb1. For this reason, the crack indicated by the arrow f extending the sandwiched portion is directed upward without being blocked by the second region Rb2 at a position further away from the seal ring region SR (right side in the drawing). (See arrow g).

同様に、平面視において、第2の領域Rb2および第3の領域Rb3の間に挟まれた部分の上側を閉塞する第3の領域Rb3が、シールリングSLから離れるように第2の領域Rb2の位置からずれた位置に設けられている。このため、この部分を伸展する矢印jのクラックは、よりシールリング領域SRから離れた位置(図中右方の位置)において、第3の領域Rb3により遮られることなく上方に向かうことができる(矢印k参照)。   Similarly, in plan view, the third region Rb3 that closes the upper side of the portion sandwiched between the second region Rb2 and the third region Rb3 is separated from the seal ring SL in the second region Rb2. It is provided at a position shifted from the position. For this reason, the crack of the arrow j extending this part can go upward without being blocked by the third region Rb3 at a position further away from the seal ring region SR (a position on the right side in the figure) ( (See arrow k).

したがって、平面視における第2の領域Rb2および第3の領域Rb3の各々の位置のずれがない場合に比して、クラックがシールリングSLに達する前に半導体装置SD2の上方に抜けやすくなる。よってクラックによるシールリングSL破壊の発生が抑制されるので、信頼性の高い半導体装置SD2が得られる。   Therefore, as compared with the case where there is no shift in the position of each of the second region Rb2 and the third region Rb3 in plan view, the crack is likely to escape above the semiconductor device SD2 before reaching the seal ring SL. Therefore, since the occurrence of the seal ring SL breakage due to the crack is suppressed, a highly reliable semiconductor device SD2 can be obtained.

(実施の形態3)
図25〜図27の各々は、本発明の実施の形態3における半導体装置の構成を概略的に示す部分断面図である。なお図25〜図27のそれぞれの断面位置は、実施の形態2の図21〜23の断面位置に対応している。
(Embodiment 3)
Each of FIGS. 25 to 27 is a partial cross sectional view schematically showing a configuration of the semiconductor device in the third embodiment of the present invention. The cross-sectional positions in FIGS. 25 to 27 correspond to the cross-sectional positions in FIGS. 21 to 23 of the second embodiment.

主に図25〜図27を参照して、本実施の形態の半導体装置SD3は、実施の形態2における半導体装置SD2(図21)の第1の領域Rb1、第2の領域Rb2、および第3の領域Rb3のそれぞれの代わりに、第1の領域Ra1、第2の領域Ra2、および第3の領域Ra3を有している。   Referring mainly to FIGS. 25 to 27, semiconductor device SD3 of the present embodiment includes first region Rb1, second region Rb2, and third region of semiconductor device SD2 (FIG. 21) in the second embodiment. Instead of each region Rb3, a first region Ra1, a second region Ra2, and a third region Ra3 are provided.

なお、上記以外の構成については、上述した実施の形態2の構成とほぼ同じであるため、同一または対応する要素について同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。   Since the configuration other than the above is substantially the same as the configuration of the second embodiment described above, the same or corresponding elements are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.

図28は、本発明の実施の形態3における半導体装置におけるクラックの伸展経路の一例を概略的に示す部分断面図である。なお図28は、実施の形態2における図24に相当する図である。   FIG. 28 is a partial cross sectional view schematically showing an example of a crack extension path in the semiconductor device according to the third embodiment of the present invention. FIG. 28 is a diagram corresponding to FIG. 24 in the second embodiment.

図28を参照して、第1の領域Ra1および第2の領域Ra2の間に挟まれた部分の上側を閉塞する第2の領域Ra2は、シールリングSLから離れるように第1の領域Ra1の位置からずれた位置に設けられている。このため、この部分を伸展する矢印fのクラックは、よりシールリング領域SRから離れた位置(図中右方の位置)において、第2の領域Ra2により遮られることなく上方に向かうことができる(矢印g参照)。   Referring to FIG. 28, the second region Ra2 that closes the upper side of the portion sandwiched between the first region Ra1 and the second region Ra2 is separated from the seal ring SL by the first region Ra1. It is provided at a position shifted from the position. For this reason, the crack of the arrow f extending this part can go upward without being blocked by the second region Ra2 at a position further away from the seal ring region SR (right position in the figure) ( (See arrow g).

同様に第2の領域Ra2および第3の領域Ra3の間に挟まれた部分の上側を閉塞する第3の領域Ra3は、シールリングSLから離れるように第2の領域Ra2の位置からずれた位置に設けられている。このため、この部分を伸展する矢印jのクラックは、よりシールリング領域SRから離れた位置(図中右方の位置)において、第3の領域Ra3により遮られることなく上方に向かうことができる(矢印k参照)。   Similarly, the third region Ra3 that closes the upper side of the portion sandwiched between the second region Ra2 and the third region Ra3 is shifted from the position of the second region Ra2 so as to be separated from the seal ring SL. Is provided. For this reason, the crack of the arrow j extending this part can go upward without being blocked by the third region Ra3 at a position further away from the seal ring region SR (a position on the right side in the figure) ( (See arrow k).

したがって第2の領域Ra2および第3の領域Ra3の各々の位置のずれがない場合に比して、クラックがシールリングSLに達する前に半導体装置SD3の上方に抜けやすくなる。よってクラックによるシールリングSL破壊の発生が抑制されるので、信頼性の高い半導体装置SD3が得られる。   Therefore, as compared with the case where there is no displacement of the positions of the second region Ra2 and the third region Ra3, it becomes easier for the crack to escape above the semiconductor device SD3 before reaching the seal ring SL. Therefore, since the occurrence of the seal ring SL breakage due to the crack is suppressed, a highly reliable semiconductor device SD3 can be obtained.

また各第1の領域Ra1が有する複数の第1の金属層L1はビアV1により互いに接続されている。これにより互いに対向する1対の第1の金属層L1の間の領域は、ビアV1による補強によりクラックが生じにくくなる。よって矢印cのすぐシールリングSL側(図中の左側)に位置する第1の領域Ra1が有する複数の第1の金属層L1の間をクラックが通過してしまう可能性が小さくなる。すなわち、矢印cで示すように、より確実にクラックを第1の積層体LB1の上端まで導くことができる。これにより、よりシールリング領域SRから離れた位置(図中右方の位置)において、矢印eに示すように、第1の積層体LB1上の第2の積層体LB2内に伸展するクラックを発生させることができる。   The plurality of first metal layers L1 included in each first region Ra1 are connected to each other by a via V1. As a result, the region between the pair of first metal layers L1 facing each other is less likely to crack due to reinforcement by the via V1. Therefore, the possibility that cracks pass between the plurality of first metal layers L1 included in the first region Ra1 located immediately on the seal ring SL side (left side in the drawing) of the arrow c is reduced. That is, as shown by the arrow c, the crack can be more reliably guided to the upper end of the first stacked body LB1. As a result, a crack extending in the second stacked body LB2 on the first stacked body LB1 is generated at a position further away from the seal ring region SR (a position on the right side in the figure) as indicated by an arrow e. Can be made.

また各第2の領域Ra2が有する複数の第2の金属層L2はビアV2により互いに接続されている。これにより互いに対向する1対の第2の金属層L2の間の領域は、ビアV2による補強によりクラックが生じにくくなる。よって矢印gのすぐシールリングSL側(図中の左側)に位置する第2の領域Ra2が有する複数の第2の金属層L2の間をクラックが通過してしまう可能性が小さくなる。すなわち、矢印gで示すように、より確実にクラックを第2の積層体LB2の上端まで導くことができる。これにより、よりシールリング領域SRから離れた位置(図中右方の位置)において、矢印iに示すように、第2の積層体LB2上の第3の積層体LB3内に伸展するクラックを発生させることができる。   The plurality of second metal layers L2 included in each second region Ra2 are connected to each other by a via V2. As a result, the region between the pair of second metal layers L2 facing each other is less likely to crack due to reinforcement by the via V2. Therefore, the possibility that cracks pass between the plurality of second metal layers L2 included in the second region Ra2 located immediately on the seal ring SL side (left side in the drawing) of the arrow g is reduced. That is, as indicated by the arrow g, the crack can be more reliably guided to the upper end of the second stacked body LB2. As a result, a crack extending into the third laminated body LB3 on the second laminated body LB2 is generated at a position further away from the seal ring region SR (right position in the figure) as indicated by an arrow i. Can be made.

また各第3の領域Ra3が有する複数の第3の金属層L3はビアV3により互いに接続されている。これにより互いに対向する1対の第3の金属層L3の間の領域は、ビアV3による補強によりクラックが生じにくくなる。よって矢印kのすぐシールリングSL側(図中の左側)に位置する第3の領域Ra3が有する複数の第3の金属層L3の間をクラックが通過してしまう可能性が小さくなる。すなわち、矢印kで示すように、より確実にクラックを第3の積層体LB3の上端まで導くことができる。これにより、よりシールリング領域SRから離れた位置(図中右方の位置)において、クラックを半導体装置SD3の上方に抜けさせることができる。   The plurality of third metal layers L3 included in each third region Ra3 are connected to each other by a via V3. As a result, the region between the pair of third metal layers L3 facing each other is less likely to crack due to reinforcement by the via V3. Therefore, the possibility that a crack passes between the plurality of third metal layers L3 included in the third region Ra3 located immediately on the seal ring SL side (left side in the drawing) of the arrow k is reduced. That is, as indicated by the arrow k, the crack can be more reliably guided to the upper end of the third stacked body LB3. As a result, the crack can be removed above the semiconductor device SD3 at a position further away from the seal ring region SR (a position on the right side in the figure).

(実施の形態4)
図29は、本発明の実施の形態4における半導体装置の構成を概略的に示す部分断面図である。図30〜図32のそれぞれは、図29のXXX−XXX線、XXXI−XXXI線、およびXXXII−XXXII線に沿った概略的な断面図である。なお図29〜32のそれぞれの断面位置は、実施の形態1の図4〜図7に対応している。
(Embodiment 4)
FIG. 29 is a partial cross sectional view schematically showing a configuration of the semiconductor device in the fourth embodiment of the present invention. Each of FIG. 30 to FIG. 32 is a schematic cross-sectional view along the line XXX-XXX, XXXI-XXXI, and XXXII-XXXII in FIG. Each of the cross-sectional positions in FIGS. 29 to 32 corresponds to FIGS. 4 to 7 in the first embodiment.

主に図29を参照して、本実施の形態の半導体装置SD4においては、シールリングSLの延在方向に直交する方向(図29の横方向)に関して、第3の領域Ra3の平面レイアウトは、原則、同一間隔で千鳥状に配列された個別パターンからなる。ただし破線DCで区分された領域においては、図中二点鎖線で示すように、配列の中途で一部のパターンが欠落されており、この部分には第3の領域Ra3は形成されていない。   Referring mainly to FIG. 29, in the semiconductor device SD4 of the present embodiment, the planar layout of the third region Ra3 is related to the direction orthogonal to the extending direction of the seal ring SL (lateral direction of FIG. 29). In principle, it consists of individual patterns arranged in a staggered pattern at the same interval. However, in the region divided by the broken line DC, as shown by the two-dot chain line in the drawing, a part of the pattern is missing in the middle of the arrangement, and the third region Ra3 is not formed in this part.

また第1の領域Ra1および第2の領域Ra2の各々の平面レイアウトについても、上記の第3の領域Ra3の平面レイアウトと同様である。   The planar layout of each of the first region Ra1 and the second region Ra2 is the same as the planar layout of the third region Ra3.

なお、上記以外の構成については、上述した実施の形態1の構成とほぼ同じであるため、同一または対応する要素について同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。   Since the configuration other than the above is substantially the same as the configuration of the first embodiment described above, the same or corresponding elements are denoted by the same reference numerals, and description thereof is not repeated.

図33は、本発明の実施の形態4における半導体装置におけるクラックの伸展経路の一例を概略的に示す部分断面図である。なお図33は、実施の形態1における図16に相当する図である。   FIG. 33 is a partial cross sectional view schematically showing an example of a crack extension path in the semiconductor device in the fourth embodiment of the present invention. FIG. 33 corresponds to FIG. 16 in the first embodiment.

主に図33を参照して、本実施の形態においては、実施の形態1(図16)に比して、矢印b上の第1の領域Ra1と、これに対してすぐシールリングSL側(図中の左側)の第1の領域Ra1との間隔が大きく離されている。すなわち、矢印bのクラックと、このクラックに対してシールリングSL方向(図中の左方向)に離れて位置する第1の領域Ra1の下面、すなわちクラックが生じやすい面との距離が十分に確保されている。これにより、矢印bのクラックがすぐシールリングSL側(図中の左側)の第1の領域Ra1の下面に伸展してしまうこと、すなわちクラックが矢印cの方向に代わって横方向に伸展してしまうことが抑制される。つまり矢印cで示すように、より確実にクラックを第1の積層体LB1の上端まで導くことができる。これにより、より確実にクラックを半導体装置SD4の上方に抜けさせることができる。   Referring mainly to FIG. 33, in the present embodiment, as compared with the first embodiment (FIG. 16), the first region Ra1 on the arrow b and the seal ring SL side immediately (with respect to this) The distance from the first region Ra1 on the left side in the drawing is greatly separated. That is, a sufficient distance is secured between the crack indicated by the arrow b and the lower surface of the first region Ra1, which is located away from the crack in the seal ring SL direction (left direction in the drawing), that is, the surface where the crack is likely to occur. Has been. As a result, the crack indicated by the arrow b immediately extends to the lower surface of the first region Ra1 on the seal ring SL side (left side in the drawing), that is, the crack extends laterally instead of the direction indicated by the arrow c. Is suppressed. That is, as shown by the arrow c, the crack can be more reliably guided to the upper end of the first stacked body LB1. Thereby, a crack can be more reliably pulled out above the semiconductor device SD4.

(実施の形態5)
図34は、本発明の実施の形態5における半導体装置の構成を概略的に示す部分断面図である。図35〜図37のそれぞれは、図34のXXXV−XXXV線、XXXVI−XXXVI線、およびXXXVII−XXXVII線に沿った概略的な断面図である。なお図34〜37のそれぞれの断面位置は、実施の形態2の図20〜図23に対応している。
(Embodiment 5)
FIG. 34 is a partial cross sectional view schematically showing a configuration of the semiconductor device in the fifth embodiment of the present invention. Each of FIGS. 35 to 37 is a schematic cross-sectional view taken along the line XXXV-XXXV, XXXVI-XXXVI, and XXXVII-XXXVII in FIG. 34. Each of the cross-sectional positions in FIGS. 34 to 37 corresponds to FIGS. 20 to 23 in the second embodiment.

主に図34を参照して、シールリングSLの延在方向に直交する方向(図34の横方向)に関して、第3の領域Rb3の平面レイアウトは、原則、同一間隔で千鳥状に配列された個別パターンからなる。ただし破線DCで区画された領域で示すように、配列の中途で一部のパターンが欠落されており、この部分には第3の領域Rb3は形成されていない。   Referring mainly to FIG. 34, the planar layout of third region Rb3 is, in principle, arranged in a staggered manner at the same interval with respect to the direction orthogonal to the extending direction of seal ring SL (lateral direction in FIG. 34). Consists of individual patterns. However, as shown by the area partitioned by the broken line DC, a part of the pattern is missing in the middle of the arrangement, and the third area Rb3 is not formed in this part.

また第1の領域Rb1および第2の領域Rb2の各々の平面レイアウトについても、上記の第3の領域Rb3の平面レイアウトと同様に、配列の中途で一部のパターンが欠落されている。   In addition, as for the planar layout of each of the first region Rb1 and the second region Rb2, a part of the pattern is missing in the middle of the arrangement as in the planar layout of the third region Rb3.

なお、上記以外の構成については、上述した実施の形態2の構成とほぼ同じであるため、同一または対応する要素について同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。   Since the configuration other than the above is substantially the same as the configuration of the second embodiment described above, the same or corresponding elements are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.

本実施の形態によれば、実施の形態4と同様に、破線DC(図34)で区画された領域において、より確実にクラックを上方に導くことができる。これにより、より確実にクラックを半導体装置SD5の上方に抜けさせることができる。   According to the present embodiment, as in the fourth embodiment, the crack can be more reliably guided upward in the region partitioned by the broken line DC (FIG. 34). Thereby, a crack can be more reliably pulled out above the semiconductor device SD5.

(実施の形態6)
図38〜図40の各々は、本発明の実施の形態6における半導体装置の構成を概略的に示す部分断面図である。なお図38〜40のそれぞれの断面位置は、実施の形態5の図35〜図37に対応している。
(Embodiment 6)
38 to 40 are partial cross sectional views schematically showing a configuration of the semiconductor device according to the sixth embodiment of the present invention. Each of the cross-sectional positions in FIGS. 38 to 40 corresponds to FIGS. 35 to 37 in the fifth embodiment.

主に図38〜図40を参照して、本実施の形態の半導体装置SD6は、実施の形態5における半導体装置SD5(図35〜図37)の第1の領域Rb1、第2の領域Rb2、および第3の領域Rb3のそれぞれの代わりに、第1の領域Ra1、第2の領域Ra2、および第3の領域Ra3を有している。   Referring mainly to FIGS. 38 to 40, semiconductor device SD6 of the present embodiment includes first region Rb1, second region Rb2, and semiconductor device SD5 (FIGS. 35 to 37) of the fifth embodiment. Instead of each of the third region Rb3, the first region Ra1, the second region Ra2, and the third region Ra3 are provided.

なお、上記以外の構成については、上述した実施の形態5の構成とほぼ同じであるため、同一または対応する要素について同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。   Since the configuration other than the above is substantially the same as the configuration of the fifth embodiment described above, the same or corresponding elements are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.

本実施の形態によれば、実施の形態5と同様の効果が得られる。
また各第1の領域Ra1が有する複数の第1の金属層L1はビアV1により互いに接続されている。これにより互いに対向する1対の第1の金属層L1の間の領域は、ビアV1による補強によりクラックが生じにくくなる。よって第1の領域Ra1が有する複数の第1の金属層L1の間をクラックが通過してしまう可能性が小さくなる。よって、より確実にクラックを第1の積層体LB1の上端まで導くことができる。
According to the present embodiment, the same effect as in the fifth embodiment can be obtained.
The plurality of first metal layers L1 included in each first region Ra1 are connected to each other by a via V1. As a result, the region between the pair of first metal layers L1 facing each other is less likely to crack due to reinforcement by the via V1. Therefore, the possibility that cracks pass between the plurality of first metal layers L1 included in the first region Ra1 is reduced. Therefore, a crack can be more reliably guided to the upper end of the first stacked body LB1.

また各第2の領域Ra2が有する複数の第2の金属層L2はビアV2により互いに接続されている。これにより互いに対向する1対の第2の金属層L2の間の領域は、ビアV2による補強によりクラックが生じにくくなる。よって第2の領域Ra2が有する複数の第2の金属層L2の間をクラックが通過してしまう可能性が小さくなる。よって、より確実にクラックを第2の積層体LB2の上端まで導くことができる。   The plurality of second metal layers L2 included in each second region Ra2 are connected to each other by a via V2. As a result, the region between the pair of second metal layers L2 facing each other is less likely to crack due to reinforcement by the via V2. Therefore, the possibility that cracks pass between the plurality of second metal layers L2 included in the second region Ra2 is reduced. Therefore, a crack can be more reliably guided to the upper end of the second stacked body LB2.

また各第3の領域Ra3が有する複数の第3の金属層L3はビアV3により互いに接続されている。これにより互いに対向する1対の第3の金属層L3の間の領域は、ビアV3による補強によりクラックが生じにくくなる。よって第3の領域Ra3が有する複数の第3の金属層L3の間をクラックが通過してしまう可能性が小さくなる。よって、より確実にクラックを第3の積層体LB3の上端まで導くことができる。これにより、よりシールリング領域SRから離れた位置(図中右方の位置)において、クラックを半導体装置SD6の上方に抜けさせることができる。   The plurality of third metal layers L3 included in each third region Ra3 are connected to each other by a via V3. As a result, the region between the pair of third metal layers L3 facing each other is less likely to crack due to reinforcement by the via V3. Therefore, the possibility that cracks pass between the plurality of third metal layers L3 included in the third region Ra3 is reduced. Therefore, a crack can be more reliably guided to the upper end of the third stacked body LB3. As a result, the crack can be removed above the semiconductor device SD6 at a position further away from the seal ring region SR (right position in the figure).

(実施の形態7)
図41は、本発明の実施の形態7における半導体装置の構成を概略的に示す部分断面図である。図42〜図45のそれぞれは、図41のXLII−XLII線、XLIII−XLIII線、およびXLIV−XLIV線に沿った断面図である。なお図41〜45のそれぞれの断面位置は、実施の形態1の図4〜図7に対応している。
(Embodiment 7)
FIG. 41 is a partial cross sectional view schematically showing a configuration of the semiconductor device in the seventh embodiment of the present invention. Each of FIG. 42 to FIG. 45 is a cross-sectional view along the XLII-XLII line, XLIII-XLIII line, and XLIV-XLIV line of FIG. Each cross-sectional position in FIGS. 41 to 45 corresponds to FIGS. 4 to 7 in the first embodiment.

主に図41を参照して、本実施の形態の半導体装置SD7においては、シールリングSLの延在方向に直交する方向(図41の横方向)に関して、第3の領域Ra3は2つごとの千鳥状に配列されている。   Referring mainly to FIG. 41, in the semiconductor device SD7 of the present embodiment, the third region Ra3 is provided for every second region in the direction orthogonal to the extending direction of the seal ring SL (lateral direction in FIG. 41). Arranged in a staggered pattern.

なお、上記以外の構成については、上述した実施の形態1の構成とほぼ同じであるため、同一または対応する要素について同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。   Since the configuration other than the above is substantially the same as the configuration of the first embodiment described above, the same or corresponding elements are denoted by the same reference numerals, and description thereof is not repeated.

本実施の形態によれば、実施の形態1と同様に、シールリングSLとダイシング面DSとの間に、シールリングSLの延在方向に直交する方向(図中横方向)に沿って直線的であり、かつ第3の領域Ra3の作用を受けないようなクラックが生じることが抑制される。第1の領域Ra1および第2の領域Ra2についても同様である。   According to the present embodiment, as in the first embodiment, a straight line is formed between the seal ring SL and the dicing surface DS along a direction (lateral direction in the figure) perpendicular to the extending direction of the seal ring SL. And cracks that do not receive the action of the third region Ra3 are suppressed. The same applies to the first region Ra1 and the second region Ra2.

(実施の形態8)
図45は、本発明の実施の形態8における半導体装置の構成を概略的に示す部分断面図である。図46〜図48のそれぞれは、図45のXLVI−XLVI線、XLVII−XLVII線、およびXLVIII−XLVIII線に沿った概略的な断面図である。なお図45〜48のそれぞれの断面位置は、実施の形態7の図41〜図44に対応している。
(Embodiment 8)
FIG. 45 is a partial cross sectional view schematically showing a configuration of the semiconductor device in the eighth embodiment of the present invention. Each of FIG. 46 to FIG. 48 is a schematic cross-sectional view along the XLVI-XLVI line, XLVII-XLVII line, and XLVIII-XLVIII line of FIG. The cross-sectional positions in FIGS. 45 to 48 correspond to FIGS. 41 to 44 in the seventh embodiment.

主に図45を参照して、本実施の形態の半導体装置SD8においては、シールリングSLの延在方向に直交する方向(図45の横方向)に関して、第3の領域Ra3の平面レイアウトは、原則、2つごとの千鳥状に配列された個別パターンからなる。ただし破線DCで区画された領域においては、図中二点鎖線で示すように、配列の中途で一部のパターンが欠落されており、この部分には第3の領域Ra3は形成されていない。また第1の領域Ra1および第2の領域Ra2の各々の平面レイアウトについても、上記の第3の領域Ra3の平面レイアウトと同様に、配列の中途で一部のパターンが欠落されている。   Referring mainly to FIG. 45, in the semiconductor device SD8 of the present embodiment, the planar layout of the third region Ra3 is related to the direction orthogonal to the extending direction of the seal ring SL (lateral direction of FIG. 45). In principle, it consists of two individual patterns arranged in a staggered pattern. However, in the region partitioned by the broken line DC, as shown by the two-dot chain line in the drawing, a part of the pattern is missing in the middle of the arrangement, and the third region Ra3 is not formed in this part. In addition, in the planar layout of each of the first region Ra1 and the second region Ra2, a part of the pattern is missing in the middle of the arrangement, like the planar layout of the third region Ra3.

なお、上記以外の構成については、上述した実施の形態7の構成とほぼ同じであるため、同一または対応する要素について同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。   Since the configuration other than the above is substantially the same as the configuration of the seventh embodiment described above, the same or corresponding elements are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.

本実施の形態よれば、実施の形態7と同様の効果が得られる。また実施の形態4と同様に、破線DC(図45)で区画された領域において、より確実にクラックを上方に導くことができる。これにより、より確実にクラックを半導体装置SD8の上方に抜けさせることができる。   According to the present embodiment, the same effect as in the seventh embodiment can be obtained. Similarly to the fourth embodiment, the crack can be more reliably guided upward in the region partitioned by the broken line DC (FIG. 45). Thereby, a crack can be more reliably pulled out above the semiconductor device SD8.

(実施の形態9)
図49は、本発明の実施の形態9における半導体装置の構成を概略的に示す部分断面図である。図50〜図52のそれぞれは、図49のL−L線、LI−LI線、およびLII−LII線に沿った概略的な断面図である。なお図49〜52のそれぞれの断面位置は、実施の形態1の図4〜図7に対応している。
(Embodiment 9)
FIG. 49 is a partial cross sectional view schematically showing a configuration of a semiconductor device in the ninth embodiment of the present invention. Each of FIG. 50 to FIG. 52 is a schematic cross-sectional view along the line LL, LI-LI, and LII-LII in FIG. 49 to 52 correspond to those in FIGS. 4 to 7 in the first embodiment.

主に図49を参照して、本実施の形態の半導体装置SD9において、第3の領域Ra3は、平面視において、シールリングSLの延在方向に交差する方向ALに沿った配列と、方向ALと角度THをなす方向に沿った配列とを有している。第1の領域Ra1および第2の領域Ra2の各々も、平面視において同様の配列を有している。   Referring mainly to FIG. 49, in semiconductor device SD9 of the present embodiment, third region Ra3 has an arrangement along direction AL intersecting with the extending direction of seal ring SL and direction AL in plan view. And an arrangement along the direction forming the angle TH. Each of the first region Ra1 and the second region Ra2 has the same arrangement in plan view.

なお、上記以外の構成については、上述した実施の形態1の構成とほぼ同じであるため、同一または対応する要素について同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。   Since the configuration other than the above is substantially the same as the configuration of the first embodiment described above, the same or corresponding elements are denoted by the same reference numerals, and description thereof is not repeated.

本実施の形態によれば、第1の領域Ra1、第2の領域Ra2、および第3の領域Ra3の各々の配列は、方向ALに対して角度THをなす方向に沿った配列を含んでいる。これにより、方向ALに沿って伸展するクラックがダイシング面DSから層間絶縁膜のみを経由して直線的にシールリングSLに達してしまうことが防止される。   According to the present embodiment, each of the first region Ra1, the second region Ra2, and the third region Ra3 includes an array along a direction that forms an angle TH with respect to the direction AL. . This prevents cracks extending along the direction AL from reaching the seal ring SL linearly from the dicing surface DS via only the interlayer insulating film.

上記の実施の形態3〜9における半導体装置SD3〜9は、実施の形態1、2における半導体装置SD1、SD2と同様に、絶縁膜75、76、配線77、保護膜78、開口部OP、層M1、および層M1よりも下側(半導体基板SB側)の構造を有している(実施の形態3〜9において図示せず)。   In the semiconductor devices SD3 to 9 in the above third to ninth embodiments, the insulating films 75 and 76, the wiring 77, the protective film 78, the opening OP, and the layers are the same as the semiconductor devices SD1 and SD2 in the first and second embodiments. It has a structure below M1 and layer M1 (semiconductor substrate SB side) (not shown in the third to ninth embodiments).

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。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

本発明は、チップ領域を囲むシールリングを有する半導体装置およびその製造方法に特に有利に適用され得る。   The present invention can be applied particularly advantageously to a semiconductor device having a seal ring surrounding a chip region and a manufacturing method thereof.

BMa,BMb バリアメタル部、CK,CK1〜CK3,CK2V クラック、CLa,CLb Cu部、CP1a〜CP1d キャップ膜、CR チップ領域、DB ダイシングブレード、DR ダミー領域、DS ダイシング面、ES1a〜ES1d,ES2a,ES2b,ES3a〜ES3d エッチングストッパ膜、ID0 層間絶縁膜、ID1a〜ID1d 第1の層間絶縁膜、ID2a,ID2b 第2の層間絶縁膜、ID3a〜ID3d 第3の層間絶縁膜、L0 金属層、L1 第1の金属層、L2 第2の金属層、L3 第3の金属層、LB1 第1の積層体、LB2 第2の積層体、LB3 第3の積層体、M1〜M9 層、Ra1,Rb1 第1の領域、Ra2,Rb2 第2の領域、Ra3,Rb3 第3の領域、RR 切断領域、SB 半導体基板、SDC,SDO,SD1〜SD9 半導体装置、SL シールリング、SR シールリング領域、TP チッピング、V1〜V3 ビア、WF ウエハ、71 半導体素子、72 素子分離絶縁膜、73,75,76,78 絶縁膜、74 コンタクト、77 配線、78 保護膜。   BMa, BMb Barrier metal part, CK, CK1-CK3, CK2V crack, CLa, CLb Cu part, CP1a-CP1d cap film, CR chip region, DB dicing blade, DR dummy region, DS dicing surface, ES1a-ES1d, ES2a, ES2b, ES3a to ES3d Etching stopper film, ID0 interlayer insulating film, ID1a to ID1d First interlayer insulating film, ID2a, ID2b Second interlayer insulating film, ID3a to ID3d Third interlayer insulating film, L0 metal layer, L1 first 1 metal layer, L2 second metal layer, L3 third metal layer, LB1 first laminate, LB2 second laminate, LB3 third laminate, M1-M9 layers, Ra1, Rb1 first Region, Ra2, Rb2 second region, Ra3, Rb3 third region, RR cut region SB semiconductor substrate, SDC, SDO, SD1 to SD9 semiconductor device, SL seal ring, SR seal ring region, TP chipping, V1 to V3 via, WF wafer, 71 semiconductor element, 72 element isolation insulating film, 73, 75, 76, 78 insulating film, 74 contacts, 77 wiring, 78 protective film.

Claims (17)

チップ領域と、
平面視において前記チップ領域を囲むシールリング領域と、
平面視において前記シールリング領域の外周を囲む外側領域とを備えた半導体装置であって、
前記外側領域は、
半導体基板と、
前記半導体基板の上に設けられた、第1の誘電率を有する第1の層間絶縁膜を含む第1の積層体と、
前記第1の積層体の上に設けられた、前記第1の誘電率よりも大きな第2の誘電率を有する第2の層間絶縁膜を含む第2の積層体と、
平面視において互いに重なり合うように前記第1の積層体内に設けられた複数の第1の金属層を含む複数の第1の金属領域と、
平面視において互いに重なり合うように前記第2の積層体内に設けられた複数の第2の金属層を含む複数の第2の金属領域とを含み、
前記複数の第2の金属領域は、平面視において、列および行の配列で配置されており、
前記列および行の配列は、平面視において前記シールリング領域の隣り合う部分に実質的に平行に延在する少なくとも4つの列を含んでおり、平面視において、前記少なくとも4つの列の第1の列は前記シールリング領域にもっとも近く、前記少なくとも4つの列の第4の列は、前記シールリング領域からもっとも遠く、前記少なくとも4つの列の第2および第3の列は前記第1および第4の列の間に存在しており、前記第2の列は前記第1の列により近く、前記第3の列は前記第4の列により近く、
前記列および行の配列はさらに、前記第1〜第4の列から延在する複数の行を含んでおり、前記行は前記シールリング領域の前記隣り合う部分に垂直な線に対して傾斜しており、
平面視において、前記第2の金属領域の各々は、前記第1の金属領域の各々の一部と重なり合うよう前記第1の金属領域の各々からずれた位置に設けられており、前記シールリング領域から離れており、
前記複数の第1の金属領域と前記複数の第2の金属領域とはビアによって接続されていない、半導体装置。
Chip area,
A seal ring region surrounding the chip region in plan view;
A semiconductor device comprising an outer region surrounding the outer periphery of the seal ring region in plan view,
The outer region is
A semiconductor substrate;
A first stacked body including a first interlayer insulating film having a first dielectric constant provided on the semiconductor substrate;
A second laminate including a second interlayer insulating film provided on the first laminate and having a second dielectric constant greater than the first dielectric constant;
A plurality of first metal regions including a plurality of first metal layers provided in the first stacked body so as to overlap each other in plan view;
A plurality of second metal regions including a plurality of second metal layers provided in the second stacked body so as to overlap each other in plan view,
The plurality of second metal regions are arranged in an array of columns and rows in plan view,
The array of columns and rows includes at least four columns extending substantially parallel to adjacent portions of the seal ring region in plan view, and the first of the at least four columns in plan view. The row is closest to the seal ring region, the fourth row of the at least four rows is furthest from the seal ring region, and the second and third rows of the at least four rows are the first and fourth rows. The second column is closer to the first column, the third column is closer to the fourth column,
The column and row arrangement further includes a plurality of rows extending from the first to fourth columns, the rows being inclined with respect to a line perpendicular to the adjacent portion of the seal ring region. and,
In plan view, each of the second metal regions is provided at a position shifted from each of the first metal regions so as to overlap a part of each of the first metal regions, and the seal ring region Away from
The semiconductor device, wherein the plurality of first metal regions and the plurality of second metal regions are not connected by vias .
前記第2の層間絶縁膜の一部は、前記第2の金属領域と前記第1の金属領域との間に挟まれる、請求項1に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, wherein a part of the second interlayer insulating film is sandwiched between the second metal region and the first metal region. 前記第1の金属層は、平面視において互いに同一の形状となりつつ完全に重なり合うように配置され、前記第2の金属層も、平面視において互いに同一の形状となりつつ完全に重なり合うように配置されている、請求項1に記載の半導体装置。   The first metal layers are arranged so as to completely overlap with each other in the plan view, and the second metal layers are arranged so as to completely overlap with each other in the plan view. The semiconductor device according to claim 1. 前記第1および第2の金属層の各々は、平面視において4つの辺を有する、請求項1に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, wherein each of the first and second metal layers has four sides in a plan view. 前記第1および第2の金属領域の各々は平面視において、1平方μm以上4平方μm以下の面積のパターンを有する、請求項1に記載の半導体装置。   2. The semiconductor device according to claim 1, wherein each of the first and second metal regions has a pattern having an area of 1 square μm or more and 4 square μm or less in plan view. 半導体基板と、
前記半導体基板の上に形成されるチップ領域と、
平面視において前記半導体基板の上に形成される前記チップ領域を囲むシールリング領域と、
平面視において前記半導体基板の上に形成される前記シールリング領域の外周を囲む外側領域と、
前記外側領域において前記半導体基板の上に設けられた、第1の誘電率を有する第1の層間絶縁膜を含む第1の絶縁層と、
前記外側領域において前記第1の絶縁層の上に設けられた、前記第1の誘電率よりも大きな第2の誘電率を有する第2の層間絶縁膜を含む第2の絶縁層と、
前記第1の絶縁層内に設けられる少なくとも1つの第1の金属層を含む複数の第1の金属領域と、
前記第2の絶縁層内に設けられる少なくとも1つの第2の金属層を含む複数の第2の金属領域とを備えた半導体装置であって、
前記複数の第2の金属領域は、前記シールリング領域の隣り合う部分に実質的に平行に延在する複数の列に配置されており、直接隣り合う列における前記第2の金属領域同士は平面視において互いに対して千鳥状になっており、
平面視において、前記第2の金属領域の各々は、前記第1の金属領域の各々の一部と重なり合うよう前記第1の金属領域の各々からずれた位置に設けられており、前記シールリング領域から離れており、
前記複数の第1の金属領域と前記複数の第2の金属領域とはビアによって接続されていない、半導体装置。
A semiconductor substrate;
A chip region formed on the semiconductor substrate;
A seal ring region surrounding the chip region formed on the semiconductor substrate in plan view;
An outer region surrounding an outer periphery of the seal ring region formed on the semiconductor substrate in a plan view;
A first insulating layer including a first interlayer insulating film having a first dielectric constant provided on the semiconductor substrate in the outer region;
A second insulating layer including a second interlayer insulating film having a second dielectric constant greater than the first dielectric constant provided on the first insulating layer in the outer region;
A plurality of first metal regions including at least one first metal layer provided in the first insulating layer;
A plurality of second metal regions including at least one second metal layer provided in the second insulating layer ,
The plurality of second metal regions are arranged in a plurality of rows extending substantially parallel to adjacent portions of the seal ring region, and the second metal regions in the directly adjacent rows are planar. In a staggered manner with respect to each other ,
In plan view, each of the second metal regions is provided at a position shifted from each of the first metal regions so as to overlap a part of each of the first metal regions, and the seal ring region Away from
The semiconductor device, wherein the plurality of first metal regions and the plurality of second metal regions are not connected by vias .
前記第2の層間絶縁膜の一部は、前記第2の金属領域と前記第1の金属領域との間に挟まれる、請求項に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 6 , wherein a part of the second interlayer insulating film is sandwiched between the second metal region and the first metal region. 前記第1の絶縁層は複数の第1の金属層を含み、前記複数の第1の金属層は、平面視において互いに同一の形状となりつつ完全に重なり合うように配置され、
前記第2の絶縁層は複数の第2の金属層を含み、前記複数の第2の金属層も、平面視において互いに同一の形状となりつつ完全に重なり合うように配置されている、請求項に記載の半導体装置。
The first insulating layer includes a plurality of first metal layers, and the plurality of first metal layers are arranged so as to completely overlap with each other in a plan view,
Wherein said second insulating layer is a plurality of second metal layers, said plurality of second metal layers are also arranged so as to completely overlap becoming the same shape as each other in a plan view, in claim 6 The semiconductor device described.
前記第1および第2の金属層の各々は、平面視において4つの辺を有する、請求項に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 6 , wherein each of the first and second metal layers has four sides in a plan view. 前記第1および第2の金属領域の各々は平面視において、1平方μm以上4平方μm以下の面積のパターンを有する、請求項に記載の半導体装置。 Each of the said 1st and 2nd metal area | region is a semiconductor device of Claim 6 which has a pattern of the area of 1 square micrometer or more and 4 square micrometers or less in planar view. 前記列は平面視において、千鳥状に配置されるように互いに同じピッチずれている、請求項に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 6 , wherein the columns are shifted from each other by the same pitch so as to be arranged in a staggered pattern in a plan view. 半導体基板と、
前記半導体基板の上に形成されるチップ領域と、
平面視において前記半導体基板の上に形成される前記チップ領域を囲むシールリング領域と、
平面視において前記半導体基板の上に形成される前記シールリング領域の外周を囲む外側領域と、
前記外側領域において前記半導体基板の上に設けられた、第1の誘電率を有する第1の層間絶縁膜を含む第1の絶縁層と、
前記外側領域において前記第1の絶縁層の上に設けられた、前記第1の誘電率よりも大きな第2の誘電率を有する第2の層間絶縁膜を含む第2の絶縁層と、
前記第1の絶縁層内に設けられる少なくとも1つの第1の金属層を含む複数の第1の金属領域と、
前記第2の絶縁層内に設けられる少なくとも1つの第2の金属層を含む複数の第2の金属領域とを備えた半導体装置であって、
前記複数の第2の金属領域は、平面視において、列および行の配列で配置されており、
前記列および行の配列は、平面視において前記シールリング領域の隣り合う部分に実質的に平行に延在する少なくとも4つの列を含んでおり、平面視において、前記少なくとも4つの列の第1の列は前記シールリング領域にもっとも近く、前記少なくとも4つの列の第4の列は、前記シールリング領域からもっとも遠く、前記少なくとも4つの列の第2および第3の列は前記第1および第4の列の間に存在しており、前記第2の列は前記第1の列により近く、前記第3の列は前記第4の列により近く、
前記列および行の配列はさらに、前記第1〜第4の列から延在する複数の行を含んでおり、前記行は前記シールリング領域の前記隣り合う部分に垂直な線に対して傾斜しており、
平面視において、前記第2の金属領域の各々は、前記第1の金属領域の各々の一部と重なり合うよう前記第1の金属領域の各々からずれた位置に設けられており、前記シールリング領域から離れており、
前記複数の第1の金属領域と前記複数の第2の金属領域とはビアによって接続されていない、半導体装置。
A semiconductor substrate;
A chip region formed on the semiconductor substrate;
A seal ring region surrounding the chip region formed on the semiconductor substrate in plan view;
An outer region surrounding an outer periphery of the seal ring region formed on the semiconductor substrate in a plan view;
A first insulating layer including a first interlayer insulating film having a first dielectric constant provided on the semiconductor substrate in the outer region;
A second insulating layer including a second interlayer insulating film having a second dielectric constant greater than the first dielectric constant provided on the first insulating layer in the outer region;
A plurality of first metal regions including at least one first metal layer provided in the first insulating layer;
A plurality of second metal regions including at least one second metal layer provided in the second insulating layer ,
The plurality of second metal regions are arranged in an array of columns and rows in plan view,
The array of columns and rows includes at least four columns extending substantially parallel to adjacent portions of the seal ring region in plan view, and the first of the at least four columns in plan view. The row is closest to the seal ring region, the fourth row of the at least four rows is furthest from the seal ring region, and the second and third rows of the at least four rows are the first and fourth rows. The second column is closer to the first column, the third column is closer to the fourth column,
The column and row arrangement further includes a plurality of rows extending from the first to fourth columns, the rows being inclined with respect to a line perpendicular to the adjacent portion of the seal ring region. and,
In plan view, each of the second metal regions is provided at a position shifted from each of the first metal regions so as to overlap a part of each of the first metal regions, and the seal ring region Away from
The semiconductor device, wherein the plurality of first metal regions and the plurality of second metal regions are not connected by vias .
前記第2の層間絶縁膜の一部は、前記第2の金属領域と前記第1の金属領域との間に挟まれる、請求項12に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 12 , wherein a part of the second interlayer insulating film is sandwiched between the second metal region and the first metal region. 前記第1の絶縁層は複数の第1の金属層を含み、前記複数の第1の金属層は、平面視において互いに同一の形状となりつつ完全に重なり合うように配置され、
前記第2の絶縁層は複数の第2の金属層を含み、前記複数の第2の金属層も、平面視において互いに同一の形状となりつつ完全に重なり合うように配置されている、請求項12に記載の半導体装置。
The first insulating layer includes a plurality of first metal layers, and the plurality of first metal layers are arranged so as to completely overlap with each other in a plan view,
Wherein said second insulating layer is a plurality of second metal layers, said plurality of second metal layers are also arranged so as to completely overlap becoming the same shape as each other in a plan view, to claim 12 The semiconductor device described.
前記第1および第2の金属層の各々は、平面視において4つの辺を有する、請求項12に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 12 , wherein each of the first and second metal layers has four sides in a plan view. 前記第1および第2の金属領域の各々は平面視において、1平方μm以上4平方μm以下の面積のパターンを有する、請求項12に記載の半導体装置。 13. The semiconductor device according to claim 12 , wherein each of the first and second metal regions has a pattern having an area of 1 square μm or more and 4 square μm or less in plan view. 前記列は平面視において、千鳥状に配置されるように互いに同じピッチずれている、請求項12に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 12 , wherein the rows are shifted from each other by the same pitch so as to be arranged in a staggered manner in a plan view.
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