半導体装置およびその製造方法
【課題】シールリングの構造を最適化して、ダイシング部の切断面からの水分の侵入やクラックの伸展に対する障壁としての機能を確保したシールリングを備えた半導体装置およびその製造方法を提供する。
【解決手段】半導体基板１上の回路形成領域とダイシング領域との間にシールリング１００が配設されている。シールリング１００は、断面形状がＴ字型をなすシール層が積層された部分と、断面形状が矩形をなすシール層が積層された部分とを有している。
【解決手段】半導体基板１上の回路形成領域とダイシング領域との間にシールリング１００が配設されている。シールリング１００は、断面形状がＴ字型をなすシール層が積層された部分と、断面形状が矩形をなすシール層が積層された部分とを有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体装置およびその製造方法に関し、特に、半導体集積回路の周囲を取り囲むように配設されたシールリングを備えた半導体装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造プロセスでは半導体基板上に複数の半導体素子を形成した後に、半導体基板をダイシングライン部に沿って切断することで個々のＬＳＩチップに分離する。このとき、ダイシングライン部の切断面には、半導体素子の形成過程で積層された多層の層間絶縁膜が露出することになる。
【０００３】
この層間絶縁膜および層間絶縁膜界面は水分の侵入経路となり、半導体装置の誤動作の原因となるなど信頼性の点で問題となる可能性がある。
【０００４】
また、ダイシング時の応力や、ＬＳＩチップをパッケージングする際に使用する封止樹脂との熱膨張係数差に起因する応力等により、層間絶縁膜にクラックが発生し、このクラックが水分の侵入経路となることもある。
【０００５】
これらの対策として、シールリングあるいはガードリングと呼称されるループ状構造体を、半導体集積回路の形成領域の周囲を取り囲むように配設する構成を採っている。
【０００６】
シールリングは、半導体集積回路形成領域に形成される配線層やコンタクト部の形成工程を利用して形成され、配線層やコンタクト部と同じ材料が使用される。
【０００７】
図１７は、この発明の背景技術のシールリングの構成を示す断面図である。
図１７に示すようにシールリング９０は、半導体基板１上の回路形成領域とダイシング領域との間に配設されている。
【０００８】
図１７においては、シリコン基板等の半導体基板１上に配設される半導体素子の一例として、素子分離絶縁膜２で規定される活性領域にＭＯＳトランジスタＱ１が配設された構成を示している。
【０００９】
ＭＯＳトランジスタＱ１は、半導体基板１上にゲート絶縁膜３１を介して配設されたゲート電極３２と、ゲート電極３２の側面に配設されたサイドウォール絶縁膜３３と、ゲート電極３２のゲート長方向の両側面外方の半導体基板１の表面内にそれぞれ配設されたソース・ドレイン層３４とを有して構成されている。
【００１０】
そして、ＭＯＳトランジスタＱ１を覆うように半導体基板１上に層間絶縁膜４が配設され、その上には、層間絶縁膜５、６、７、８、９、１０および１１が順に配設されて多層構造をなしている。なお、各層間絶縁膜間にはエッチングストッパ膜ＥＳが配設されている。
【００１１】
そして、これらの層間絶縁膜４〜１１には、回路形成領域においては、ＭＯＳトランジスタＱ１に電気的に接続される配線層や、コンタクト部が設けられて多層配線層を構成している。
【００１２】
すなわち、層間絶縁膜４を貫通してソース・ドレイン層３４に達するように２つのコンタクト部４ａが設けられている。
【００１３】
また、層間絶縁膜５および層間絶縁膜４上のエッチングストッパ膜ＥＳを貫通するように複数の配線層５ａが設けられている。複数の配線層５ａのうち２つは、層間絶縁膜４中に設けられた２つのコンタクト部４ａに接続されるように形成されている。
【００１４】
また、層間絶縁膜６および層間絶縁膜５上のエッチングストッパ膜ＥＳを貫通するように複数のコンタクト部６ａが設けられており、複数のコンタクト部６ａのうち２つは、ＭＯＳトランジスタＱ１のソース・ドレイン層３４に電気的に接続される配線層５ａに接続されるように形成されている。
【００１５】
そして、複数のコンタクト部６ａのうち、ＭＯＳトランジスタＱ１の一方のソース・ドレイン層３４に電気的に接続される１つは、層間絶縁膜６中に配設される配線層７ａに接続されている。配線層７ａはコンタクト部６ａの上部に配設され、配線層７ａおよびコンタクト部６ａはデュアルダマシン法により形成されている。
【００１６】
また、層間絶縁膜７および層間絶縁膜６上のエッチングストッパ膜ＥＳを貫通するように２つのコンタクト部８ａが設けられており、一方のコンタクト部８ａは、ＭＯＳトランジスタＱ１のソース・ドレイン層３４に電気的に接続されるコンタクト部６ａに接続されるように形成されている。
【００１７】
そして、２つのコンタクト部８ａは、層間絶縁膜７中に配設される配線層９ａに接続されている。配線層９ａはコンタクト部８ａの上部に配設され、配線層９ａおよびコンタクト部８ａはデュアルダマシン法により形成されている。
【００１８】
また、層間絶縁膜８および層間絶縁膜７上のエッチングストッパ膜ＥＳを貫通するようにコンタクト部１０ａが設けられており、当該コンタクト部１０ａは、ＭＯＳトランジスタＱ１のソース・ドレイン層３４に電気的に接続される配線層９ａに接続されるように形成されている。
【００１９】
そして、コンタクト部１０ａは、層間絶縁膜８中に配設される配線層１１ａに接続されている。配線層１１ａはコンタクト部１０ａの上部に配設され、配線層１１ａおよびコンタクト部１０ａはデュアルダマシン法により形成されている。
【００２０】
また、層間絶縁膜９および層間絶縁膜８上のエッチングストッパ膜ＥＳを貫通するようにコンタクト部１２ａが設けられており、当該コンタクト部１２ａは、ＭＯＳトランジスタＱ１のソース・ドレイン層３４に電気的に接続される配線層１１ａに接続されるように形成されている。
【００２１】
そして、コンタクト部１２ａは、層間絶縁膜９中に配設される配線層１３ａに接続されている。配線層１３ａはコンタクト部１２ａの上部に配設され、配線層１３ａおよびコンタクト部１２ａはデュアルダマシン法により形成されている。
【００２２】
また、層間絶縁膜１０および層間絶縁膜９上のエッチングストッパ膜ＥＳを貫通するようにコンタクト部１４ａが設けられており、当該コンタクト部１４ａは、ＭＯＳトランジスタＱ１のソース・ドレイン層３４に電気的に接続される配線層１３ａに接続されるように形成されている。
【００２３】
そして、コンタクト部１４ａは、層間絶縁膜１０中に配設される配線層１５ａに接続されている。配線層１５ａはコンタクト部１４ａの上部に配設され、配線層１５ａおよびコンタクト部１４ａはデュアルダマシン法により形成されている。
【００２４】
なお、以上説明したコンタクト部および配線層においては、層間絶縁膜との間にバリアメタル層ＢＭ１を有しており、コンタクト部および配線層を構成する材料が直接に層間絶縁膜と接触しない構成となっている。
【００２５】
また、層間絶縁膜１１上にはパッシベーション膜１９が配設され、パッシベーション膜１９上にはポリイミド膜２０が配設されている。
【００２６】
シールリング９０は、上述した各層間絶縁膜に形成されるコンタクト部および配線層の形成工程を利用して形成される。
【００２７】
すなわち、層間絶縁膜４中においては、コンタクト部４ａの形成工程でシール層４ｂを形成し、層間絶縁膜５中においては、配線層５ａの形成工程でシール層５ｂを形成し、層間絶縁膜６中においては、コンタクト部６ａおよび配線層７ａのデュアルダマシン工程で、それぞれシール層６ｂおよび７ｂを形成し、層間絶縁膜７中においては、コンタクト部８ａおよび配線層９ａのデュアルダマシン工程で、それぞれシール層８ｂおよび９ｂを形成し、層間絶縁膜８中においては、コンタクト部１０ａおよび配線層１１ａのデュアルダマシン工程で、それぞれシール層１０ｂおよび１１ｂを形成し、層間絶縁膜９中においては、コンタクト部１２ａおよび配線層１３ａのデュアルダマシン工程で、それぞれシール層１２ｂおよび１３ｂを形成し、層間絶縁膜１０中においては、コンタクト部１４ａおよび配線層１５ａのデュアルダマシン工程で、それぞれシール層１４ｂおよび１５ｂを形成する。
【００２８】
ここで、シール層４ｂ、６ｂ、８ｂ、１０ｂ、１２ｂおよび１４ｂの幅は、それぞれの上部に形成されるシール層５ｂ、７ｂ、９ｂ、１１ｂ、１３ｂおよび１５ｂの幅よりも狭く形成されるので、シール層４ｂと５ｂ、シール層６ｂと７ｂ、シール層８ｂと９ｂおよびシール層１０ｂと１１ｂ、シール層１２ｂと１３ｂ、シール層１４ｂと１５ｂのそれぞれの組み合わせの断面形状はＴ字型をなしている。
【００２９】
また、層間絶縁膜１１および層間絶縁膜１０上のエッチングストッパ膜ＥＳを貫通してシール層１５ｂに達するシール層１６ｂが配設され、層間絶縁膜１１上には、シール層１６ｂの上部を覆うようにシール層１７ｂが配設されている。
【００３０】
シール層１７ｂは、回路形成領域における最上層の配線層（図示せず）の形成工程で形成され、例えばアルミニウム（Ａｌ）で構成されている。
【００３１】
また、シール層１６ｂは、回路形成領域における最上層の配線層と、配線層１５ａとを電気的に接続するコンタクト部（図示せず）の形成工程で形成され、シール層１６ｂと層間絶縁膜との間にはバリアメタル層ＢＭ２を有している。
【００３２】
なお、シール層４ｂ〜１７ｂは連続して積層されるように配設され、シールリング９０はダイシングによって露出した層間絶縁膜４〜１１の切断面から侵入した水分や、応力によって生じたクラックの伸展に対する障壁として機能する。
【００３３】
また、上述したシールリング９０以外の構成として、例えば特許文献１には、シールリングを２重構造とし、ダイシング部に近い外側のシールリングは、最上層から最下層まで、同じ幅の導体層が積層された構成を採り、内側のシールリングは、配線層およびコンタクト部の形成工程を利用して形成された構成が開示されている。
【００３４】
また、特許文献２においては、ダイシング部の近傍に最上層から最下層まで、同じ幅の導体層が積層されたシールリングが開示されている。
【００３５】
【特許文献１】特開2000-277465号公報（図５）
【特許文献２】特開2004-296904号公報（図３、図１３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３６】
近年では、半導体装置の構造の微細化および高集積化、動作の高速化が進み、それに伴って配線の低抵抗化の重要性が高まり、配線材料として比較的抵抗の小さい銅（Ｃｕ）が用いられつつある。
【００３７】
配線材料としてＣｕを用いる場合、デュアルダマシン法を用いて配線層およびコンタクト部を形成することが一般的であり、図１７を用いて説明したように、シールリング９０を構成するシール層４ｂ〜１５ｂのうち、シール層６ｂ〜１５ｂはデュアルダマシン法を用いて形成されることになる。
【００３８】
ここで、デュアルダマシン法では、後にコンタクト部となるホールを層間絶縁膜を貫通するように形成した後、一旦、当該ホールに樹脂材を充填し、その状態で配線層となる溝をエッチングにより形成する。これは、既に形成された下層の配線層がエッチングされることを防ぐためである。
【００３９】
しかし、シールリング９０を構成するシール層６ｂ〜１５ｂの容積は、対応するコンタクト部や配線層の容積に比べて大きい。これは、シール層６ｂ〜１５ｂが回路形成領域を囲むように形成されているためである。
【００４０】
特に、コンタクト部と同じ工程で形成されるシール層の容積は、コンタクト部に比べて極めて大きいため、当該シール層を形成するための溝を樹脂材で満たすことは技術的に困難である。樹脂材の充填が不十分な状態で配線層となる溝を形成するためのエッチングを行うと、既に形成された下層のシール層が部分的にエッチングで除去される可能性があり、その場合には、上層のシール層と下層のシール層との間にボイドが生じ、両者の接続部分が脆弱となり、シールリングとしての機能が低下する可能性がある。
【００４１】
また、層間絶縁膜の比誘電率を低くする傾向にある昨今では、比誘電率の低下に伴って層間絶縁膜どうしの密着性も低下する傾向にある。ここで、シールリング９０のような断面形状がＴ字型のシール層を積層した構成は、層間絶縁膜どうしが剥離することを防止する効果も有しているが、特許文献２に開示されるように、最上層から最下層まで、同じ幅の導体層を積層した構造のシールリングを採用すると、このような効果が低下する可能性がある。
【００４２】
本発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、シールリングの構造を最適化して、ダイシング部の切断面からの水分の侵入やクラックの伸展に対する障壁としての機能を確保したシールリングを備えた半導体装置およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００４３】
本発明に係る請求項１記載の半導体装置は、半導体基板上に設けられた半導体集積回路と、その上方に設けられた多層配線層と、前記半導体集積回路および前記多層配線層の周囲を囲むように配設されたシールリングとを備えた半導体装置であって、前記シールリングは、前記多層配線層を構成する複数の層間絶縁膜中にそれぞれ配設された導電性のシール層の積層体で構成され、前記シール層の積層体は、その断面形状がＴ字型の第１のシール層を複数連続して積層した部分と、その断面形状が矩形の第２のシール層を複数連続して積層した部分とを有している。
【００４４】
本発明に係る請求項６記載の半導体装置の製造方法は、半導体基板上に形成された半導体集積回路の上方に配設された第１の層間絶縁膜上に、エッチングストッパ膜および第２の層間絶縁膜を順に形成する工程(ａ)と、前記第２の層間絶縁膜の前記半導体集積回路の上方に対応する領域に、前記第２の層間絶縁膜を貫通して前記エッチングストッパ膜に達するホールを形成するとともに、前記第２の層間絶縁膜の前記半導体集積回路の上方に対応する領域の周囲を囲み、前記第２の層間絶縁膜を貫通して前記エッチングストッパ膜に達する溝を形成する工程(ｂ)と、前記ホールおよび前記溝内に樹脂層を形成する工程(ｃ)と、前記工程(ｃ)の後に、前記ホール上が開口部となった配線パターンを有するとともに、前記溝上を覆うレジストマスクを形成する工程(ｄ)と、前記レジストマスクをマスクとして、前記第２の層間絶縁膜を所定深さまでエッチングにより除去して、配線溝を形成する工程(ｅ)と、前記レジストマスクおよび前記ホールおよび前記溝内の前記樹脂層を除去した後、前記ホール底部および前記溝底部の前記エッチングストッパ膜を除去する工程(ｆ)と、前記工程(ｆ)の後に、連通した前記配線溝および前記ホール内と、前記溝内に導体層を充填する工程(ｇ)とを備えている。
【発明の効果】
【００４５】
本発明に係る請求項１記載の半導体装置によれば、シールリングが、多層配線層を構成する複数の層間絶縁膜中にそれぞれ配設された導電性のシール層の積層体で構成され、シール層の積層体は、断面形状がＴ字型の第１のシール層を複数連続して積層した部分と、断面形状が矩形の第２のシール層を複数連続して積層した部分とを有しているので、多層配線層の下層側に第１のシール層を複数連続して積層し、上層側に第２のシール層を複数連続して積層した構成とすることで、シールリングの構造が最適化され、機械的な強度が向上して、ダイシング部の切断面からの水分の侵入やクラックの伸展に対する障壁としての機能を確保することができる。
【００４６】
本発明に係る請求項６記載の半導体装置の製造方法によれば、半導体集積回路の上方に配設された第２の層間絶縁膜中にデュアルダマシン法により配線層およびコンタクト部を形成する工程の一部を利用して、第２の層間絶縁膜の半導体集積回路の上方に対応する領域の周囲を囲むように、断面形状が矩形状のシールリングを形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
＜実施の形態＞
＜装置構成＞
図１に、本発明に係る実施の形態の半導体装置の断面図を示す。
図１においては、シリコン基板等の半導体基板１上に配設される半導体集積回路を構成する半導体素子の一例として、素子分離絶縁膜２で規定される活性領域にＭＯＳトランジスタＱ１が配設された構成を示している。そして、半導体基板１上の回路形成領域とダイシング領域との間にシールリング１００が配設されている。
【００４８】
ＭＯＳトランジスタＱ１は、半導体基板１上にゲート絶縁膜３１を介して配設されたゲート電極３２と、ゲート電極３２の側面に配設されたサイドウォール絶縁膜３３と、ゲート電極３２のゲート長方向の両側面外方の半導体基板１の表面内にそれぞれ配設されたソース・ドレイン層３４とを有して構成されている。
【００４９】
そして、ＭＯＳトランジスタＱ１を覆うように半導体基板１上に層間絶縁膜４が配設され、その上には、層間絶縁膜５、６、７、８、９、１０および１１が順に配設されて多層構造をなしている。
【００５０】
ここで、層間絶縁膜４はＴＥＯＳ（tetra ethyl orthosilicate）を用いて形成されたシリコン酸化膜（ＴＥＯＳ酸化膜）で形成され、層間絶縁膜９〜１１は、例えばＣＶＤ法で形成された比誘電率３．５程度のＦＳＧ（Fluorinated Silica Glass）膜で構成され、層間絶縁膜５および６〜８は例えばプラズマＣＶＤ法で形成された比誘電率３．０以下のＳｉＯＣ（カーボン含有ＳｉＯ2）膜で構成されている。なお、各層間絶縁膜間には比誘電率９．０程度のシリコン窒化膜で構成されたエッチングストッパ膜ＥＳが配設されている。
【００５１】
そして、これらの層間絶縁膜４〜１１には、回路形成領域においては、ＭＯＳトランジスタＱ１に電気的に接続される配線層やコンタクト部が設けられている。
【００５２】
まず、層間絶縁膜４においては、層間絶縁膜４を貫通してソース・ドレイン層３４に達するように２つのコンタクト部４ａが設けられている。
【００５３】
そして、層間絶縁膜５および層間絶縁膜４上のエッチングストッパ膜ＥＳを貫通するように複数の配線層５ａ（第１層配線）が設けられ、複数の配線層５ａのうち２つは、層間絶縁膜４中に設けられた２つのコンタクト部４ａに接続されるように形成されている。
【００５４】
また、層間絶縁膜６および層間絶縁膜５上のエッチングストッパ膜ＥＳを貫通するように複数のコンタクト部６ａが設けられており、複数のコンタクト部６ａのうち２つは、ＭＯＳトランジスタＱ１のソース・ドレイン層３４に電気的に接続される配線層５ａに接続されるように形成されている。
【００５５】
そして、複数のコンタクト部６ａのうち、ＭＯＳトランジスタＱ１の一方のソース・ドレイン層３４に電気的に接続される１つは、層間絶縁膜６中に配設される配線層７ａ（第２層配線）に接続されている。配線層７ａはコンタクト部６ａの上部に配設され、配線層７ａおよびコンタクト部６ａはデュアルダマシン法により形成されている。
【００５６】
また、層間絶縁膜７および層間絶縁膜６上のエッチングストッパ膜ＥＳを貫通するように２つのコンタクト部８ａが設けられており、一方のコンタクト部８ａは、ＭＯＳトランジスタＱ１のソース・ドレイン層３４に電気的に接続されるコンタクト部６ａに接続されるように形成されている。
【００５７】
そして、２つのコンタクト部８ａは、層間絶縁膜７中に配設される配線層９ａ（第３層配線）に接続されている。配線層９ａはコンタクト部８ａの上部に配設され、配線層９ａおよびコンタクト部８ａはデュアルダマシン法により形成されている。
【００５８】
また、層間絶縁膜８および層間絶縁膜７上のエッチングストッパ膜ＥＳを貫通するようにコンタクト部１０ａが設けられており、当該コンタクト部１０ａは、ＭＯＳトランジスタＱ１のソース・ドレイン層３４に電気的に接続される配線層９ａに接続されるように形成されている。
【００５９】
そして、コンタクト部１０ａは、層間絶縁膜８中に配設される配線層１１ａ（第４層配線）に接続されている。配線層１１ａはコンタクト部１０ａの上部に配設され、配線層１１ａおよびコンタクト部１０ａはデュアルダマシン法により形成されている。
【００６０】
また、層間絶縁膜９および層間絶縁膜８上のエッチングストッパ膜ＥＳを貫通するようにコンタクト部１２ａが設けられており、当該コンタクト部１２ａは、ＭＯＳトランジスタＱ１のソース・ドレイン層３４に電気的に接続される配線層１１ａに接続されるように形成されている。
【００６１】
そして、コンタクト部１２ａは、層間絶縁膜９中に配設される配線層１３ａ（第５層配線）に接続されている。配線層１３ａはコンタクト部１２ａの上部に配設され、配線層１３ａおよびコンタクト部１２ａはデュアルダマシン法により形成されている。
【００６２】
また、層間絶縁膜１０および層間絶縁膜９上のエッチングストッパ膜ＥＳを貫通するようにコンタクト部１４ａが設けられており、当該コンタクト部１４ａは、ＭＯＳトランジスタＱ１のソース・ドレイン層３４に電気的に接続される配線層１３ａに接続されるように形成されている。
【００６３】
そして、コンタクト部１４ａは、層間絶縁膜１０中に配設される配線層１５ａ（第６層配線）に接続されている。配線層１５ａはコンタクト部１４ａの上部に配設され、配線層１５ａおよびコンタクト部１４ａはデュアルダマシン法により形成されている。
【００６４】
なお、以上説明したコンタクト部および配線層は銅（Ｃｕ）で構成され、コンタクト部および配線層と層間絶縁膜との間には、例えばＴａＮで構成されるバリアメタル層ＢＭ１を有しており、コンタクト部および配線層を構成する材料が直接に層間絶縁膜と接触しない構成となっている。
【００６５】
また、層間絶縁膜１１上にはプラズマ窒化により形成したシリコン窒化膜で構成されるパッシベーション膜１９が配設され、パッシベーション膜１９上にはポリイミド膜２０が配設されている。
【００６６】
一方、シールリング部においては、層間絶縁膜４〜１１およびパッシベーション膜１９中にシールリング１００が配設されている。
【００６７】
シールリング１００は、上述した各層間絶縁膜に形成されるコンタクト部および配線層の形成工程を利用して形成される。
【００６８】
すなわち、層間絶縁膜４中においては、コンタクト部４ａの形成工程でシール層４ｂを形成し、層間絶縁膜５中においては、配線層５ａの形成工程でシール層５ｂを形成し、層間絶縁膜６中においては、コンタクト部６ａおよび配線層７ａのデュアルダマシン工程で、それぞれシール層６ｂおよび７ｂを形成し、層間絶縁膜７中においては、コンタクト部８ａおよび配線層９ａのデュアルダマシン工程で、それぞれシール層８ｂおよび９ｂを形成し、層間絶縁膜８中においては、コンタクト部１０ａおよび配線層１１ａのデュアルダマシン工程で、それぞれシール層１０ｂおよび１１ｂを形成する。
【００６９】
そして、シール層４ｂ、６ｂ、８ｂおよび１０ｂの幅は、それぞれの上部に形成されるシール層５ｂ、７ｂ、９ｂおよび１１ｂの幅よりも狭く形成されるので、シール層４ｂと５ｂ、シール層６ｂと７ｂ、シール層８ｂと９ｂおよびシール層１０ｂと１１ｂのそれぞれの組み合わせの断面形状はＴ字型をなしている。なお、シール層６ｂと７ｂ、シール層８ｂと９ｂおよびシール層１０ｂと１１ｂのように、デュアルダマシン工程で同時に形成されて一体となっているものを、１つのシール層として扱う場合もある。
【００７０】
ここで、シール層４ｂ、６ｂ、８ｂおよび１０ｂの幅は０．３μｍ以下に設定されるが、これはコンタクト部４ａ、６ａ、８ａおよび１０ａと同じ工程で形成するためであり、コンタクト部の幅は配線ルールによって規定されている。
【００７１】
このようにＴ字型のシール層の脚部に相当する部分の幅を、コンタクト部の幅と同じにすることで、製造が容易となるという利点がある。
【００７２】
なお、シール層５ｂ、７ｂ、９ｂおよび１１ｂの幅は、シール層４ｂ、６ｂ、８ｂおよび１０ｂの幅の２倍以上に設定することが望ましい。
【００７３】
また、層間絶縁膜９中においては、コンタクト部１２ａおよび配線層１３ａをデュアルダマシン法で形成する工程の一部を利用してシール層２１を形成し、層間絶縁膜１０中においては、コンタクト部１４ａおよび配線層１５ａをデュアルダマシン法で形成する工程の一部を利用してシール層２２を形成する。
【００７４】
ここで、シール層２１および２２の断面形状は矩形をなし、その幅は０．３μｍ程度に設定されるが、これはコンタクト部１２ａおよび１４ａと同じ工程で形成するためであり、コンタクト部の幅は配線ルールによって規定されている。
【００７５】
なお、以上説明したシール層は銅（Ｃｕ）で構成され、シール層と層間絶縁膜との間には、例えばＴａＮで構成されるバリアメタル層ＢＭ１を有しており、コンタクト部および配線層を構成する材料が直接に層間絶縁膜と接触しない構成となっている。
【００７６】
また、層間絶縁膜１１および層間絶縁膜１０上のエッチングストッパ膜ＥＳを貫通してシール層１５ｂに達するシール層１６ｂが配設され、層間絶縁膜１１上には、シール層１６ｂの上部を覆うようにシール層１７ｂが配設されている。
【００７７】
シール層１７ｂは、回路形成領域における最上層の配線層（図示せず）の形成工程で形成され、例えばアルミニウム（Ａｌ）で構成されている。
【００７８】
また、シール層１６ｂは、回路形成領域における最上層の配線層と、配線層１５ａとを電気的に接続するコンタクト部（図示せず）の形成工程で形成され、タングステン（Ｗ）で構成され、シール層１６ｂと層間絶縁膜との間には、例えばＴｉＮで構成されるバリアメタル層ＢＭ２を有している。
【００７９】
なお、シール層４ｂ〜１１ｂ、２１、２２、１６ｂおよび１７ｂは連続して積層されるように配設され、シールリング１００はダイシングによって露出した層間絶縁膜４〜１１の切断面から侵入した水分や、応力によって生じたクラックの伸展に対する障壁として機能する。
【００８０】
＜製造方法＞
次に、図１に示した半導体装置の製造方法について、製造工程を順に示す図２〜図１４を用いて説明する。
【００８１】
まず、図２に示す工程において、半導体基板１の主面内に層間絶縁膜２を設けて活性領域を規定し、ＭＯＳトランジスタＱ１等の半導体集積回路を構成する半導体素子を形成する。なお、ＭＯＳトランジスタＱ１等の半導体素子は周知の技術により形成するので、製造方法の説明は省略する。
【００８２】
次に、半導体基板１上に、例えばＣＶＤ法により比誘電率３．５程度のＴＥＯＳ酸化膜を形成して層間絶縁膜４を設ける。
【００８３】
そして、回路形成領域においては層間絶縁膜４を貫通してＭＯＳトランジスタＱ１のソース・ドレイン層３４に達するホール４ｃを設け、また、シールリング部においては層間絶縁膜４を貫通して半導体基板１に達する溝４ｄを設ける。ここで、溝４ｄは回路形成領域を囲むように配設される。
【００８４】
その後、スパッタリング法によりホール４ｃおよび溝４ｄの内面を覆うようにＴａＮを形成してバリアメタル層ＢＭ１を設け、続いて、ホール４ｃおよび溝４ｄ内にＣＶＤ法あるいはメッキ法によりタングステン（Ｗ）を充填して、それぞれコンタクト部４ａおよびシール層４ｂを形成する。
【００８５】
次に、例えばＣＶＤ法により層間絶縁膜４の主面全面を覆うようにＳｉＮ膜を形成してエッチングストッパ膜ＥＳを設ける。
【００８６】
その後、エッチングストッパ膜ＥＳ上に、例えばプラズマＣＶＤ法によりＳｉＯＣ膜を形成して層間絶縁膜５を設ける。
【００８７】
そして、回路形成領域においては層間絶縁膜５および層間絶縁膜４上のエッチングストッパＥＳを貫通する複数の溝５ｃを設け、また、シールリング部においては層間絶縁膜５および層間絶縁膜４上のエッチングストッパＥＳを貫通してシール層４ｂに達する溝５ｄを設ける。ここで、溝５ｄはシール層４ｂと同様に回路形成領域を囲むように配設される。なお、複数の溝５ｃの幾つか（図では２つ）は、コンタクト部４ａに達するように設けられる。
【００８８】
その後、スパッタリング法により溝５ｃおよび溝５ｄの内面を覆うようにＴａＮを形成してバリアメタル層ＢＭ１とし、続いて溝５ｃおよび溝５ｄ内にＣＶＤ法あるいはメッキ法によりＣｕを充填して、それぞれ配線層５ａおよびシール層５ｂを形成する。
【００８９】
次に、図３に示す工程において、例えばＣＶＤ法により層間絶縁膜５の主面全面を覆うようにＳｉＮ膜を形成してエッチングストッパ膜ＥＳを設ける。
【００９０】
その後、エッチングストッパ膜ＥＳ上に、例えばプラズマＣＶＤ法によりＳｉＯＣ膜を形成して層間絶縁膜６を設ける。
【００９１】
そして、層間絶縁膜６上に写真製版工程を経てレジストマスク（図示せず）をパターニングし、当該レジストマスクを用いてＳｉＯＣ膜をエッチングし、回路形成領域においては層間絶縁膜６を貫通する複数のホール６ｃを設け、また、シールリング部においては層間絶縁膜６を貫通する溝５ｄを設ける。ここで、溝５ｄはシール層４ｂと同様に回路形成領域を囲むように配設される。なお、複数の溝５ｃの幾つか（図では２つ）は、配線層５ａの上方に設けられ、溝５ｄはシール層４ｂの上方に設けられる。
【００９２】
次に、図４に示す工程において、層間絶縁膜６上に写真製版工程を経てレジストマスク（図示せず）をパターニングし、当該レジストマスクを用いて、ＳｉＯＣ膜をエッチングし、回路形成領域においては複数のホール６ｃのうち、所定のホール６ｃに連通する溝７ｃを形成し、シールリング部においては溝６ｄに連通する溝７ｄを形成する。ここで、溝７ｃは所定の配線パターンに合致する配線溝であり、溝７ｄはシール層４ｂと同様に回路形成領域を囲むように配設される。
【００９３】
ここで、ホール６ｃ、溝７ｃ、６ｄおよび７ｄが形成された状態の層間絶縁膜６を、上方から見た場合の平面図を図１５に示す。なお、図１５におけるＡ−Ａ線での断面図が図４に相当する。
【００９４】
次に、図５に示す工程において、ＳｉＮ膜をエッチングする条件で、ホール６ｃおよび溝６ｄの底部に露出するエッチングストッパ膜ＥＳを除去し、ホール６ｃおよび溝６ｄが、それぞれ配線層５ａおよびシール層５ｂに達するようにする。
【００９５】
その後、スパッタリング法によりホール６ｃ、溝７ｃ、６ｄおよび７ｄの内面を覆うようにＴａＮを形成してバリアメタル層ＢＭ１を設け、続いてホール６ｃ、溝７ｃ、６ｄおよび７ｄ内にＣＶＤ法あるいはメッキ法によりＣｕを充填して、それぞれコンタクト部６ａ、配線層７ａ、シール層６ｂおよび７ｂを形成する。このようにコンタクト部と配線層を同時に形成する方法がデュアルダマシン法である。
【００９６】
次に、図６に示す工程において、例えばＣＶＤ法により層間絶縁膜６の主面全面を覆うようにＳｉＮ膜を形成してエッチングストッパ膜ＥＳを設ける。
【００９７】
その後、エッチングストッパ膜ＥＳ上に、例えばプラズマＣＶＤ法によりＳｉＯＣ膜を形成して層間絶縁膜７を設ける。
【００９８】
そして、層間絶縁膜７上に写真製版工程を経てレジストマスク（図示せず）をパターニングし、当該レジストマスクを用いてＳｉＯＣ膜をエッチングし、回路形成領域においては層間絶縁膜７を貫通する複数のホール８ｃを設け、また、シールリング部においては層間絶縁膜７を貫通する溝８ｄを設ける。ここで、溝８ｄはシール層４ｂと同様に回路形成領域を囲むように配設される。なお、複数のホール８ｃの幾つか（図では２つ）は、コンタクト部６ａの上方に設けられ、溝８ｄはシール層７ｂの上方に設けられる。
【００９９】
次に、層間絶縁膜７上に写真製版工程を経てレジストマスク（図示せず）をパターニングし、当該レジストマスクを用いて、ＳｉＯＣ膜をエッチングし、回路形成領域においては複数のホール８ｃのうち、所定のホール８ｃに連通する溝９ｃを形成し、シールリング部においては溝８ｄに連通する溝９ｄを形成する。ここで、溝９ｃは所定の配線パターンに合致する配線溝であり、溝９ｄはシール層４ｂと同様に回路形成領域を囲むように配設される。
【０１００】
次に、ＳｉＮ膜をエッチングする条件で、ホール８ｃおよび溝８ｄの底部に露出するエッチングストッパ膜ＥＳを除去し、ホール８ｃおよび溝８ｄが、それぞれコンタクト部６ａおよびシール層７ｂに達するようにする。
【０１０１】
その後、スパッタリング法によりホール８ｃ、溝９ｃ、８ｄおよび９ｄの内面を覆うようにＴａＮを形成してバリアメタル層ＢＭ１を設け、続いてホール８ｃ、溝９ｃ、８ｄおよび９ｄ内にＣＶＤ法あるいはメッキ法によりＣｕを充填して、それぞれコンタクト部８ａ、配線層９ａ、シール層８ｂおよび９ｂを形成する。
【０１０２】
次に、図７に示す工程において、例えばＣＶＤ法により層間絶縁膜７の主面全面を覆うようにＳｉＮ膜を形成してエッチングストッパ膜ＥＳを設ける。
【０１０３】
その後、エッチングストッパ膜ＥＳ上に、例えばプラズマＣＶＤ法によりＳｉＯＣ膜を形成して層間絶縁膜８を設ける。
【０１０４】
そして、層間絶縁膜８上に写真製版工程を経てレジストマスク（図示せず）をパターニングし、当該レジストマスクを用いてＳｉＯＣ膜をエッチングし、回路形成領域においては層間絶縁膜８を貫通するホール１０ｃを設け、また、シールリング部においては層間絶縁膜８を貫通する溝１０ｄを設ける。ここで、溝１０ｄはシール層４ｂと同様に回路形成領域を囲むように配設される。なお、ホール１０ｃは、配線層９ａの上方に設けられ、溝１０ｄはシール層９ｂの上方に設けられる。
【０１０５】
次に、層間絶縁膜８上に写真製版工程を経てレジストマスク（図示せず）をパターニングし、当該レジストマスクを用いて、ＳｉＯＣ膜をエッチングし、回路形成領域においてはホール１０ｃに連通する溝１１ｃを形成し、シールリング部においては溝１０ｄに連通する溝１１ｄを形成する。ここで、溝１１ｃは所定の配線パターンに合致する配線溝であり、溝１１ｄはシール層４ｂと同様に回路形成領域を囲むように配設される。
【０１０６】
次に、ＳｉＮ膜をエッチングする条件で、ホール１０ｃおよび溝１０ｄの底部に露出するエッチングストッパ膜ＥＳを除去し、ホール１０ｃおよび溝１０ｄが、それぞれ配線層９ａおよびシール層９ｂに達するようにする。
【０１０７】
その後、スパッタリング法によりホール１０ｃ、溝１１ｃ、１０ｄおよび１１ｄの内面を覆うようにＴａＮを形成してバリアメタル層ＢＭ１を設け、続いてホール１０ｃ、溝１１ｃ、１０ｄおよび１１ｄ内にＣＶＤ法あるいはメッキ法によりＣｕを充填して、それぞれコンタクト部１０ａ、配線層１１ａ、シール層１０ｂおよび１１ｂを形成する。
【０１０８】
次に、図８に示す工程において、例えばＣＶＤ法により層間絶縁膜８の主面全面を覆うようにＳｉＮ膜を形成してエッチングストッパ膜ＥＳを設ける。
【０１０９】
その後、エッチングストッパ膜ＥＳ上に、例えばＣＶＤ法によりＦＳＧ膜を形成して層間絶縁膜９を設ける。ここで、層間絶縁膜９の厚さは層間絶縁膜６〜８の２倍以上の厚さに設定される。
【０１１０】
そして、層間絶縁膜９上に写真製版工程を経てレジストマスク（図示せず）をパターニングし、当該レジストマスクを用いてＦＳＧ膜をエッチングし、回路形成領域においては層間絶縁膜９を貫通するホール１２ｃを設け、また、シールリング部においては層間絶縁膜９を貫通する溝２１ａを設ける。ここで、溝２１ａはシール層４ｂと同様に回路形成領域を囲むように配設される。なお、ホール１２ｃは、配線層１１ａの上方に設けられ、溝２１ａはシール層１１ｂの上方に設けられる。
【０１１１】
その後、層間絶縁膜９上に樹脂材を塗布してホール１２ｃおよび溝２１ａ内に樹脂層Ｂ１を充填するが、溝２１ａの容積は、ホール１２ｃに比べて極めて大きいため、溝２１ａを樹脂層Ｂ１で満たすことは技術的に困難であり、溝２１ａ内には樹脂層Ｂ１が完全には充填されない状態となる。
【０１１２】
次に、層間絶縁膜９上に写真製版工程を経てレジストマスクＲ１をパターニングする。レジストマスクＲ１は、後に形成される配線層１３ａのパターンに合致する配線パターンを有し、ホール１２ｃの上部に対応する位置に開口部ＯＰ１が設けられている。一方、溝２１ａにはレジストマスクＲ１が充填される。
【０１１３】
次に、レジストマスクＲ１を用いてＦＳＧ膜をエッチングし、図９に示すように、回路形成領域においては配線溝となる溝１３ｃを設ける。なお、溝１３ｃの形成に際しては、ホール１２ｃ内に樹脂層Ｂ１が充填されているので、下層のエッチングストッパ膜ＥＳや配線層１１ａがエッチャントに曝されることはない。
【０１１４】
その後、レジストマスクＲ１および樹脂層Ｂ１を除去することで、回路形成領域においてはホール１２ｃと溝１３ｃとが連通し、シールリング部においては溝２１ａが再び現れる。
【０１１５】
なお、樹脂層Ｂ１を構成する樹脂材はレジスト材から感光成分を除去したものであり、レジストマスクＲ１の除去工程で、アッシング等を用いて除去することができる。
【０１１６】
ここで、ホール１２ｃ、溝１３ｃおよび２１ｄが形成された状態の層間絶縁膜９を、上方から見た場合の平面図を図１６に示す。なお、図１６におけるＢ−Ｂ線での断面図が図９に相当する。
【０１１７】
次に、図１０に示す工程において、ＳｉＮ膜をエッチングする条件で、ホール１２ｃおよび溝２１ａの底部に露出するエッチングストッパ膜ＥＳを除去し、ホール１２ｃおよび溝２１ａが、それぞれ配線層１１ａおよびシール層１１ｂに達するようにする。
【０１１８】
その後、スパッタリング法によりホール１２ｃ、溝１３ｃおよび２１ａの内面を覆うようにＴａＮを形成してバリアメタル層ＢＭ１を設け、続いてホール１２ｃ、溝１３ｃおよび２１ａ内にＣＶＤ法あるいはメッキ法によりＣｕを充填して、それぞれコンタクト部１２ａ、配線層１３ａおよびシール層２１を形成する。
【０１１９】
次に、図１１に示す工程において、例えばＣＶＤ法により層間絶縁膜８の主面全面を覆うようにＳｉＮ膜を形成してエッチングストッパ膜ＥＳを設ける。
【０１２０】
その後、エッチングストッパ膜ＥＳ上に、例えばＣＶＤ法によりＦＳＧ膜を形成して層間絶縁膜９を設ける。ここで、層間絶縁膜１０の厚さは層間絶縁膜６〜８の２倍以上の厚さに設定される。
【０１２１】
そして、層間絶縁膜１０上に写真製版工程を経てレジストマスク（図示せず）をパターニングし、当該レジストマスクを用いてＦＳＧ膜をエッチングし、回路形成領域においては層間絶縁膜１０を貫通するホール１４ｃを設け、また、シールリング部においては層間絶縁膜１０を貫通する溝２２ａを設ける。ここで、溝２２ａはシール層４ｂと同様に回路形成領域を囲むように配設される。なお、ホール１４ｃは、配線層１３ａの上方に設けられ、溝２２ａはシール層２１の上方に設けられる。
【０１２２】
その後、層間絶縁膜１０上に樹脂材を塗布してホール１４ｃおよび溝２２ａ内に樹脂層Ｂ２を充填するが、溝２２ａの容積は、ホール１４ｃに比べて極めて大きいため、溝２２ａを樹脂層Ｂ２で満たすことは技術的に困難であり、溝２２ａ内には樹脂層Ｂ２が完全には充填されない状態となる。
【０１２３】
次に、層間絶縁膜１０上に写真製版工程を経てレジストマスクＲ２をパターニングする。レジストマスクＲ２は、後に形成される配線層１５ａのパターンに合致する配線パターンを有し、ホール１４ｃの上部に対応する位置に開口部ＯＰ２が設けられている。一方、溝２２ａにはレジストマスクＲ２が充填される。
【０１２４】
次に、レジストマスクＲ２を用いてＦＳＧ膜をエッチングし、図１２に示すように、回路形成領域においては配線溝となる溝１５ｃを設ける。なお、溝１５ｃの形成に際しては、ホール１４ｃ内に樹脂層Ｂ２が充填されているので、下層のエッチングストッパ膜ＥＳや配線層１３ａがエッチャントに曝されることはない。
【０１２５】
その後、レジストマスクＲ２および樹脂層Ｂ２を除去することで、回路形成領域においてはホール１４ｃと溝１５ｃとが連通し、シールリング部においては溝２２ａが再び現れる。
【０１２６】
次に、図１３に示す工程において、ＳｉＮ膜をエッチングする条件で、ホール１４ｃおよび溝２２ａの底部に露出するエッチングストッパ膜ＥＳを除去し、ホール１４ｃおよび溝２２ａが、それぞれ配線層１３ａおよびシール層１３ｂに達するようにする。
【０１２７】
その後、スパッタリング法によりホール１４ｃ、溝１５ｃおよび２２ａの内面を覆うようにＴａＮを形成してバリアメタル層ＢＭ１を設け、続いてホール１４ｃ、溝１５ｃおよび２２ａ内にＣＶＤ法あるいはメッキ法によりＣｕを充填して、それぞれコンタクト部１４ａ、配線層１５ａおよびシール層２２を形成する。
【０１２８】
次に、図１４に示す工程において、例えばＣＶＤ法により層間絶縁膜１０の主面全面を覆うようにＳｉＮ膜を形成してエッチングストッパ膜ＥＳを設ける。
【０１２９】
その後、エッチングストッパ膜ＥＳ上に、例えばＣＶＤ法によりＦＳＧ膜を形成して層間絶縁膜１１を設ける。
【０１３０】
そして、層間絶縁膜１１上に写真製版工程を経てレジストマスク（図示せず）をパターニングし、当該レジストマスクを用いてＦＳＧ膜をエッチングし、シールリング部においては層間絶縁膜１１を貫通する溝１６ｄを設ける。ここで、溝１６ｄはシール層４ｂと同様に回路形成領域を囲むように配設される。なお、溝１６ｄはシール層１５ｂの上方に設けられる。
【０１３１】
次に、ＳｉＮ膜をエッチングする条件で、溝１６ｄの底部に露出するエッチングストッパ膜ＥＳを除去し、溝１６ｄがシール層１５ｂに達するようにする。
【０１３２】
なお、回路形成領域においても、図１４においては図示していない部分で、溝１６ｄと同じ工程を経て配線層１５ａに達するホールが形成される。
【０１３３】
その後、スパッタリング法により溝１６ｄの内面を覆うようにＴｉＮを形成してバリアメタル層ＢＭ２を設け、続いて溝１６ｄ内に、例えばスパッタリング法によりタングステンを充填して、シール層１６ｂを形成する。
【０１３４】
次に、シール層１６ｂ上を覆うように、層間絶縁膜１１上に、例えばスパッタリング法によりアルミニウムでシール層１７ｂを形成する。ここで、シール層１７ｂはシール層４ｂと同様に回路形成領域を囲むように配設される。
【０１３５】
なお、回路形成領域においても、図１４においては図示していない部分で、シール層１７ｂと同じ工程を経て最上層の配線層（第７層配線）が形成される。
【０１３６】
その後、シール層１７ｂを含めて層間絶縁膜１１上を覆うように、例えばプラズマ窒化によりシリコン窒化膜を形成してパッシベーション膜１９を配設し、パッシベーション膜１９上にはポリイミド膜２０を配設することで、シールリング１００を有した半導体装置が完成する。
【０１３７】
＜効果＞
以上説明したシールリング１００を有した半導体装置においては、第４層配線が形成される層間絶縁膜８までは従来から使用されている断面形状がＴ字型のシール層を積層した構成とし、第５および第６層配線が形成される層間絶縁膜９および１０においては、断面形状が矩形のシール層を積層した構成としている。
【０１３８】
すなわち、シールリングの機能としては、ダイシング部の切断面からの水分の侵入やクラックの伸展に対する障壁としての機能が要求されるので、水平方向、すなわち半導体基板１の主面と平行な方向の寸法が大きく、機械的な強度が大きい方が望ましく、シール層４ｂ、６ｂ、８ｂおよび１０ｂよりも、それぞれの上部に形成されるシール層５ｂ、７ｂ、９ｂおよび１１ｂの幅の方を広くしている。
【０１３９】
第４層配線以下はローカル配線ルールおよび／または中間配線ルールで設計されており、コンタクト部の幅は０．３μｍ以下となるので、シール層５ｂ、７ｂ、９ｂおよび１１ｂの幅を広くして機械的強度を高めることが特に望ましい。
【０１４０】
また、第２〜４層配線がそれぞれ形成される層間絶縁膜６〜８は、比誘電率３．０以下のＳｉＯＣ膜で形成されているが、このように比誘電率が低いと、層間絶縁膜どうしの密着性も低く、ダイシング部の切断面において層間絶縁膜の剥離が起きやすい。
【０１４１】
しかし、この層間絶縁膜６〜８において、シール層５ｂ、７ｂ、９ｂおよび１１ｂの幅を広くして充填されるＣｕの体積を増やすことで層間絶縁膜６〜８の剥離を防止する効果が高まる。
【０１４２】
一方、第５および第６層配線はセミグローバル配線ルールおよび／またはグローバル配線ルールで設計されており、コンタクト部の幅は０．３μｍ以上となるので、シール層２１および２２の断面形状を矩形とし、その幅をコンタクト部の幅と同じにすることで、水分の侵入やクラックの伸展に対抗するのに充分な機械的強度を得ることができる。
【０１４３】
また、シール層２１および２２の形成に際しては、図８および図１１を用いて説明したように、溝２１ａおよび２２ａを樹脂材で満たすことが技術的に困難である。特に、層間絶縁膜９および１０の厚さは、層間絶縁膜６〜８の２倍以上となっているので、溝２１ａおよび２２ａの容積が極めて大きく、樹脂材で満たすことができないという現象は、層間絶縁膜６〜８に形成されるシール層６ｂ、８ｂおよび１０ｂと比べて顕著に発生する。
【０１４４】
この状態で、デュアルダマシン法を適用して溝２１ａおよび２２ａよりもさらに幅の広い溝を連通させようとすると、溝２１ａおよび２２ａ内を樹脂材が満たさない状態では、下層のエッチングストッパ膜やシール層がエッチャントに曝され、既に形成された下層のシール層が部分的にエッチングで除去される可能性がある。
【０１４５】
しかし、シール層２１および２２の形成にはデュアルダマシン法の一部の工程を利用するだけなので、上層のシール層と下層のシール層との間の接続部分が脆弱となることはなく、シールリングとしての機能が低下することもない。
【０１４６】
また、第５、第６層配線がそれぞれ形成される層間絶縁膜９および１０は、比誘電率３．５程度のＦＳＧ膜で形成されているので、層間絶縁膜６〜８よりは層間絶縁膜どうしの密着性は高く、層間絶縁膜の剥離も起きにくい。従って、シール層２１および２２の断面形状が矩形でも、層間絶縁膜９および１０の剥離を防止することが可能である。
【０１４７】
なお、以上の説明においては、配線層を７層構造とした例を示し、ローカル配線ルールおよび／または中間配線ルールで形成される配線層が配設された層間絶縁膜中には、断面形状がＴ字型のシール層を配設し、セミグローバル配線ルールおよび／またはグローバル配線ルールで形成される配線層が配設された層間絶縁膜中には、断面形状が矩形のシール層を配設する例を説明したが、本発明の適用はこれに限定されるものではなく、断面形状がＴ字型のシール層（第１のシール層）は、断面形状が矩形のシール層（第２のシール層）の下に配設するのであれば、配線層数や配線ルールに限定されることなく、上述した効果を奏することになる。
【図面の簡単な説明】
【０１４８】
【図１】本発明に係る実施の形態の半導体装置の構成を示す断面図である。
【図２】本発明に係る実施の形態の半導体装置の製造工程を説明する断面図である。
【図３】本発明に係る実施の形態の半導体装置の製造工程を説明する断面図である。
【図４】本発明に係る実施の形態の半導体装置の製造工程を説明する断面図である。
【図５】本発明に係る実施の形態の半導体装置の製造工程を説明する断面図である。
【図６】本発明に係る実施の形態の半導体装置の製造工程を説明する断面図である。
【図７】本発明に係る実施の形態の半導体装置の製造工程を説明する断面図である。
【図８】本発明に係る実施の形態の半導体装置の製造工程を説明する断面図である。
【図９】本発明に係る実施の形態の半導体装置の製造工程を説明する断面図である。
【図１０】本発明に係る実施の形態の半導体装置の製造工程を説明する断面図である。
【図１１】本発明に係る実施の形態の半導体装置の製造工程を説明する断面図である。
【図１２】本発明に係る実施の形態の半導体装置の製造工程を説明する断面図である。
【図１３】本発明に係る実施の形態の半導体装置の製造工程を説明する断面図である。
【図１４】本発明に係る実施の形態の半導体装置の製造工程を説明する断面図である。
【図１５】本発明に係る実施の形態の半導体装置の製造工程を説明する平面図である。
【図１６】本発明に係る実施の形態の半導体装置の製造工程を説明する平面図である。
【図１７】従来の半導体装置の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１４９】
１００ シールリング、４ｂ〜１１ｂ，２１，２２ シール層、ＥＳ エッチングストッパ膜、４〜１１ 層間絶縁膜、Ｂ１，Ｂ２ 樹脂層、Ｒ１，Ｒ２ レジストマスク、ＯＰ１，ＯＰ２ 開口部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体装置およびその製造方法に関し、特に、半導体集積回路の周囲を取り囲むように配設されたシールリングを備えた半導体装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造プロセスでは半導体基板上に複数の半導体素子を形成した後に、半導体基板をダイシングライン部に沿って切断することで個々のＬＳＩチップに分離する。このとき、ダイシングライン部の切断面には、半導体素子の形成過程で積層された多層の層間絶縁膜が露出することになる。
【０００３】
この層間絶縁膜および層間絶縁膜界面は水分の侵入経路となり、半導体装置の誤動作の原因となるなど信頼性の点で問題となる可能性がある。
【０００４】
また、ダイシング時の応力や、ＬＳＩチップをパッケージングする際に使用する封止樹脂との熱膨張係数差に起因する応力等により、層間絶縁膜にクラックが発生し、このクラックが水分の侵入経路となることもある。
【０００５】
これらの対策として、シールリングあるいはガードリングと呼称されるループ状構造体を、半導体集積回路の形成領域の周囲を取り囲むように配設する構成を採っている。
【０００６】
シールリングは、半導体集積回路形成領域に形成される配線層やコンタクト部の形成工程を利用して形成され、配線層やコンタクト部と同じ材料が使用される。
【０００７】
図１７は、この発明の背景技術のシールリングの構成を示す断面図である。
図１７に示すようにシールリング９０は、半導体基板１上の回路形成領域とダイシング領域との間に配設されている。
【０００８】
図１７においては、シリコン基板等の半導体基板１上に配設される半導体素子の一例として、素子分離絶縁膜２で規定される活性領域にＭＯＳトランジスタＱ１が配設された構成を示している。
【０００９】
ＭＯＳトランジスタＱ１は、半導体基板１上にゲート絶縁膜３１を介して配設されたゲート電極３２と、ゲート電極３２の側面に配設されたサイドウォール絶縁膜３３と、ゲート電極３２のゲート長方向の両側面外方の半導体基板１の表面内にそれぞれ配設されたソース・ドレイン層３４とを有して構成されている。
【００１０】
そして、ＭＯＳトランジスタＱ１を覆うように半導体基板１上に層間絶縁膜４が配設され、その上には、層間絶縁膜５、６、７、８、９、１０および１１が順に配設されて多層構造をなしている。なお、各層間絶縁膜間にはエッチングストッパ膜ＥＳが配設されている。
【００１１】
そして、これらの層間絶縁膜４〜１１には、回路形成領域においては、ＭＯＳトランジスタＱ１に電気的に接続される配線層や、コンタクト部が設けられて多層配線層を構成している。
【００１２】
すなわち、層間絶縁膜４を貫通してソース・ドレイン層３４に達するように２つのコンタクト部４ａが設けられている。
【００１３】
また、層間絶縁膜５および層間絶縁膜４上のエッチングストッパ膜ＥＳを貫通するように複数の配線層５ａが設けられている。複数の配線層５ａのうち２つは、層間絶縁膜４中に設けられた２つのコンタクト部４ａに接続されるように形成されている。
【００１４】
また、層間絶縁膜６および層間絶縁膜５上のエッチングストッパ膜ＥＳを貫通するように複数のコンタクト部６ａが設けられており、複数のコンタクト部６ａのうち２つは、ＭＯＳトランジスタＱ１のソース・ドレイン層３４に電気的に接続される配線層５ａに接続されるように形成されている。
【００１５】
そして、複数のコンタクト部６ａのうち、ＭＯＳトランジスタＱ１の一方のソース・ドレイン層３４に電気的に接続される１つは、層間絶縁膜６中に配設される配線層７ａに接続されている。配線層７ａはコンタクト部６ａの上部に配設され、配線層７ａおよびコンタクト部６ａはデュアルダマシン法により形成されている。
【００１６】
また、層間絶縁膜７および層間絶縁膜６上のエッチングストッパ膜ＥＳを貫通するように２つのコンタクト部８ａが設けられており、一方のコンタクト部８ａは、ＭＯＳトランジスタＱ１のソース・ドレイン層３４に電気的に接続されるコンタクト部６ａに接続されるように形成されている。
【００１７】
そして、２つのコンタクト部８ａは、層間絶縁膜７中に配設される配線層９ａに接続されている。配線層９ａはコンタクト部８ａの上部に配設され、配線層９ａおよびコンタクト部８ａはデュアルダマシン法により形成されている。
【００１８】
また、層間絶縁膜８および層間絶縁膜７上のエッチングストッパ膜ＥＳを貫通するようにコンタクト部１０ａが設けられており、当該コンタクト部１０ａは、ＭＯＳトランジスタＱ１のソース・ドレイン層３４に電気的に接続される配線層９ａに接続されるように形成されている。
【００１９】
そして、コンタクト部１０ａは、層間絶縁膜８中に配設される配線層１１ａに接続されている。配線層１１ａはコンタクト部１０ａの上部に配設され、配線層１１ａおよびコンタクト部１０ａはデュアルダマシン法により形成されている。
【００２０】
また、層間絶縁膜９および層間絶縁膜８上のエッチングストッパ膜ＥＳを貫通するようにコンタクト部１２ａが設けられており、当該コンタクト部１２ａは、ＭＯＳトランジスタＱ１のソース・ドレイン層３４に電気的に接続される配線層１１ａに接続されるように形成されている。
【００２１】
そして、コンタクト部１２ａは、層間絶縁膜９中に配設される配線層１３ａに接続されている。配線層１３ａはコンタクト部１２ａの上部に配設され、配線層１３ａおよびコンタクト部１２ａはデュアルダマシン法により形成されている。
【００２２】
また、層間絶縁膜１０および層間絶縁膜９上のエッチングストッパ膜ＥＳを貫通するようにコンタクト部１４ａが設けられており、当該コンタクト部１４ａは、ＭＯＳトランジスタＱ１のソース・ドレイン層３４に電気的に接続される配線層１３ａに接続されるように形成されている。
【００２３】
そして、コンタクト部１４ａは、層間絶縁膜１０中に配設される配線層１５ａに接続されている。配線層１５ａはコンタクト部１４ａの上部に配設され、配線層１５ａおよびコンタクト部１４ａはデュアルダマシン法により形成されている。
【００２４】
なお、以上説明したコンタクト部および配線層においては、層間絶縁膜との間にバリアメタル層ＢＭ１を有しており、コンタクト部および配線層を構成する材料が直接に層間絶縁膜と接触しない構成となっている。
【００２５】
また、層間絶縁膜１１上にはパッシベーション膜１９が配設され、パッシベーション膜１９上にはポリイミド膜２０が配設されている。
【００２６】
シールリング９０は、上述した各層間絶縁膜に形成されるコンタクト部および配線層の形成工程を利用して形成される。
【００２７】
すなわち、層間絶縁膜４中においては、コンタクト部４ａの形成工程でシール層４ｂを形成し、層間絶縁膜５中においては、配線層５ａの形成工程でシール層５ｂを形成し、層間絶縁膜６中においては、コンタクト部６ａおよび配線層７ａのデュアルダマシン工程で、それぞれシール層６ｂおよび７ｂを形成し、層間絶縁膜７中においては、コンタクト部８ａおよび配線層９ａのデュアルダマシン工程で、それぞれシール層８ｂおよび９ｂを形成し、層間絶縁膜８中においては、コンタクト部１０ａおよび配線層１１ａのデュアルダマシン工程で、それぞれシール層１０ｂおよび１１ｂを形成し、層間絶縁膜９中においては、コンタクト部１２ａおよび配線層１３ａのデュアルダマシン工程で、それぞれシール層１２ｂおよび１３ｂを形成し、層間絶縁膜１０中においては、コンタクト部１４ａおよび配線層１５ａのデュアルダマシン工程で、それぞれシール層１４ｂおよび１５ｂを形成する。
【００２８】
ここで、シール層４ｂ、６ｂ、８ｂ、１０ｂ、１２ｂおよび１４ｂの幅は、それぞれの上部に形成されるシール層５ｂ、７ｂ、９ｂ、１１ｂ、１３ｂおよび１５ｂの幅よりも狭く形成されるので、シール層４ｂと５ｂ、シール層６ｂと７ｂ、シール層８ｂと９ｂおよびシール層１０ｂと１１ｂ、シール層１２ｂと１３ｂ、シール層１４ｂと１５ｂのそれぞれの組み合わせの断面形状はＴ字型をなしている。
【００２９】
また、層間絶縁膜１１および層間絶縁膜１０上のエッチングストッパ膜ＥＳを貫通してシール層１５ｂに達するシール層１６ｂが配設され、層間絶縁膜１１上には、シール層１６ｂの上部を覆うようにシール層１７ｂが配設されている。
【００３０】
シール層１７ｂは、回路形成領域における最上層の配線層（図示せず）の形成工程で形成され、例えばアルミニウム（Ａｌ）で構成されている。
【００３１】
また、シール層１６ｂは、回路形成領域における最上層の配線層と、配線層１５ａとを電気的に接続するコンタクト部（図示せず）の形成工程で形成され、シール層１６ｂと層間絶縁膜との間にはバリアメタル層ＢＭ２を有している。
【００３２】
なお、シール層４ｂ〜１７ｂは連続して積層されるように配設され、シールリング９０はダイシングによって露出した層間絶縁膜４〜１１の切断面から侵入した水分や、応力によって生じたクラックの伸展に対する障壁として機能する。
【００３３】
また、上述したシールリング９０以外の構成として、例えば特許文献１には、シールリングを２重構造とし、ダイシング部に近い外側のシールリングは、最上層から最下層まで、同じ幅の導体層が積層された構成を採り、内側のシールリングは、配線層およびコンタクト部の形成工程を利用して形成された構成が開示されている。
【００３４】
また、特許文献２においては、ダイシング部の近傍に最上層から最下層まで、同じ幅の導体層が積層されたシールリングが開示されている。
【００３５】
【特許文献１】特開2000-277465号公報（図５）
【特許文献２】特開2004-296904号公報（図３、図１３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３６】
近年では、半導体装置の構造の微細化および高集積化、動作の高速化が進み、それに伴って配線の低抵抗化の重要性が高まり、配線材料として比較的抵抗の小さい銅（Ｃｕ）が用いられつつある。
【００３７】
配線材料としてＣｕを用いる場合、デュアルダマシン法を用いて配線層およびコンタクト部を形成することが一般的であり、図１７を用いて説明したように、シールリング９０を構成するシール層４ｂ〜１５ｂのうち、シール層６ｂ〜１５ｂはデュアルダマシン法を用いて形成されることになる。
【００３８】
ここで、デュアルダマシン法では、後にコンタクト部となるホールを層間絶縁膜を貫通するように形成した後、一旦、当該ホールに樹脂材を充填し、その状態で配線層となる溝をエッチングにより形成する。これは、既に形成された下層の配線層がエッチングされることを防ぐためである。
【００３９】
しかし、シールリング９０を構成するシール層６ｂ〜１５ｂの容積は、対応するコンタクト部や配線層の容積に比べて大きい。これは、シール層６ｂ〜１５ｂが回路形成領域を囲むように形成されているためである。
【００４０】
特に、コンタクト部と同じ工程で形成されるシール層の容積は、コンタクト部に比べて極めて大きいため、当該シール層を形成するための溝を樹脂材で満たすことは技術的に困難である。樹脂材の充填が不十分な状態で配線層となる溝を形成するためのエッチングを行うと、既に形成された下層のシール層が部分的にエッチングで除去される可能性があり、その場合には、上層のシール層と下層のシール層との間にボイドが生じ、両者の接続部分が脆弱となり、シールリングとしての機能が低下する可能性がある。
【００４１】
また、層間絶縁膜の比誘電率を低くする傾向にある昨今では、比誘電率の低下に伴って層間絶縁膜どうしの密着性も低下する傾向にある。ここで、シールリング９０のような断面形状がＴ字型のシール層を積層した構成は、層間絶縁膜どうしが剥離することを防止する効果も有しているが、特許文献２に開示されるように、最上層から最下層まで、同じ幅の導体層を積層した構造のシールリングを採用すると、このような効果が低下する可能性がある。
【００４２】
本発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、シールリングの構造を最適化して、ダイシング部の切断面からの水分の侵入やクラックの伸展に対する障壁としての機能を確保したシールリングを備えた半導体装置およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００４３】
本発明に係る請求項１記載の半導体装置は、半導体基板上に設けられた半導体集積回路と、その上方に設けられた多層配線層と、前記半導体集積回路および前記多層配線層の周囲を囲むように配設されたシールリングとを備えた半導体装置であって、前記シールリングは、前記多層配線層を構成する複数の層間絶縁膜中にそれぞれ配設された導電性のシール層の積層体で構成され、前記シール層の積層体は、その断面形状がＴ字型の第１のシール層を複数連続して積層した部分と、その断面形状が矩形の第２のシール層を複数連続して積層した部分とを有している。
【００４４】
本発明に係る請求項６記載の半導体装置の製造方法は、半導体基板上に形成された半導体集積回路の上方に配設された第１の層間絶縁膜上に、エッチングストッパ膜および第２の層間絶縁膜を順に形成する工程(ａ)と、前記第２の層間絶縁膜の前記半導体集積回路の上方に対応する領域に、前記第２の層間絶縁膜を貫通して前記エッチングストッパ膜に達するホールを形成するとともに、前記第２の層間絶縁膜の前記半導体集積回路の上方に対応する領域の周囲を囲み、前記第２の層間絶縁膜を貫通して前記エッチングストッパ膜に達する溝を形成する工程(ｂ)と、前記ホールおよび前記溝内に樹脂層を形成する工程(ｃ)と、前記工程(ｃ)の後に、前記ホール上が開口部となった配線パターンを有するとともに、前記溝上を覆うレジストマスクを形成する工程(ｄ)と、前記レジストマスクをマスクとして、前記第２の層間絶縁膜を所定深さまでエッチングにより除去して、配線溝を形成する工程(ｅ)と、前記レジストマスクおよび前記ホールおよび前記溝内の前記樹脂層を除去した後、前記ホール底部および前記溝底部の前記エッチングストッパ膜を除去する工程(ｆ)と、前記工程(ｆ)の後に、連通した前記配線溝および前記ホール内と、前記溝内に導体層を充填する工程(ｇ)とを備えている。
【発明の効果】
【００４５】
本発明に係る請求項１記載の半導体装置によれば、シールリングが、多層配線層を構成する複数の層間絶縁膜中にそれぞれ配設された導電性のシール層の積層体で構成され、シール層の積層体は、断面形状がＴ字型の第１のシール層を複数連続して積層した部分と、断面形状が矩形の第２のシール層を複数連続して積層した部分とを有しているので、多層配線層の下層側に第１のシール層を複数連続して積層し、上層側に第２のシール層を複数連続して積層した構成とすることで、シールリングの構造が最適化され、機械的な強度が向上して、ダイシング部の切断面からの水分の侵入やクラックの伸展に対する障壁としての機能を確保することができる。
【００４６】
本発明に係る請求項６記載の半導体装置の製造方法によれば、半導体集積回路の上方に配設された第２の層間絶縁膜中にデュアルダマシン法により配線層およびコンタクト部を形成する工程の一部を利用して、第２の層間絶縁膜の半導体集積回路の上方に対応する領域の周囲を囲むように、断面形状が矩形状のシールリングを形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
＜実施の形態＞
＜装置構成＞
図１に、本発明に係る実施の形態の半導体装置の断面図を示す。
図１においては、シリコン基板等の半導体基板１上に配設される半導体集積回路を構成する半導体素子の一例として、素子分離絶縁膜２で規定される活性領域にＭＯＳトランジスタＱ１が配設された構成を示している。そして、半導体基板１上の回路形成領域とダイシング領域との間にシールリング１００が配設されている。
【００４８】
ＭＯＳトランジスタＱ１は、半導体基板１上にゲート絶縁膜３１を介して配設されたゲート電極３２と、ゲート電極３２の側面に配設されたサイドウォール絶縁膜３３と、ゲート電極３２のゲート長方向の両側面外方の半導体基板１の表面内にそれぞれ配設されたソース・ドレイン層３４とを有して構成されている。
【００４９】
そして、ＭＯＳトランジスタＱ１を覆うように半導体基板１上に層間絶縁膜４が配設され、その上には、層間絶縁膜５、６、７、８、９、１０および１１が順に配設されて多層構造をなしている。
【００５０】
ここで、層間絶縁膜４はＴＥＯＳ（tetra ethyl orthosilicate）を用いて形成されたシリコン酸化膜（ＴＥＯＳ酸化膜）で形成され、層間絶縁膜９〜１１は、例えばＣＶＤ法で形成された比誘電率３．５程度のＦＳＧ（Fluorinated Silica Glass）膜で構成され、層間絶縁膜５および６〜８は例えばプラズマＣＶＤ法で形成された比誘電率３．０以下のＳｉＯＣ（カーボン含有ＳｉＯ2）膜で構成されている。なお、各層間絶縁膜間には比誘電率９．０程度のシリコン窒化膜で構成されたエッチングストッパ膜ＥＳが配設されている。
【００５１】
そして、これらの層間絶縁膜４〜１１には、回路形成領域においては、ＭＯＳトランジスタＱ１に電気的に接続される配線層やコンタクト部が設けられている。
【００５２】
まず、層間絶縁膜４においては、層間絶縁膜４を貫通してソース・ドレイン層３４に達するように２つのコンタクト部４ａが設けられている。
【００５３】
そして、層間絶縁膜５および層間絶縁膜４上のエッチングストッパ膜ＥＳを貫通するように複数の配線層５ａ（第１層配線）が設けられ、複数の配線層５ａのうち２つは、層間絶縁膜４中に設けられた２つのコンタクト部４ａに接続されるように形成されている。
【００５４】
また、層間絶縁膜６および層間絶縁膜５上のエッチングストッパ膜ＥＳを貫通するように複数のコンタクト部６ａが設けられており、複数のコンタクト部６ａのうち２つは、ＭＯＳトランジスタＱ１のソース・ドレイン層３４に電気的に接続される配線層５ａに接続されるように形成されている。
【００５５】
そして、複数のコンタクト部６ａのうち、ＭＯＳトランジスタＱ１の一方のソース・ドレイン層３４に電気的に接続される１つは、層間絶縁膜６中に配設される配線層７ａ（第２層配線）に接続されている。配線層７ａはコンタクト部６ａの上部に配設され、配線層７ａおよびコンタクト部６ａはデュアルダマシン法により形成されている。
【００５６】
また、層間絶縁膜７および層間絶縁膜６上のエッチングストッパ膜ＥＳを貫通するように２つのコンタクト部８ａが設けられており、一方のコンタクト部８ａは、ＭＯＳトランジスタＱ１のソース・ドレイン層３４に電気的に接続されるコンタクト部６ａに接続されるように形成されている。
【００５７】
そして、２つのコンタクト部８ａは、層間絶縁膜７中に配設される配線層９ａ（第３層配線）に接続されている。配線層９ａはコンタクト部８ａの上部に配設され、配線層９ａおよびコンタクト部８ａはデュアルダマシン法により形成されている。
【００５８】
また、層間絶縁膜８および層間絶縁膜７上のエッチングストッパ膜ＥＳを貫通するようにコンタクト部１０ａが設けられており、当該コンタクト部１０ａは、ＭＯＳトランジスタＱ１のソース・ドレイン層３４に電気的に接続される配線層９ａに接続されるように形成されている。
【００５９】
そして、コンタクト部１０ａは、層間絶縁膜８中に配設される配線層１１ａ（第４層配線）に接続されている。配線層１１ａはコンタクト部１０ａの上部に配設され、配線層１１ａおよびコンタクト部１０ａはデュアルダマシン法により形成されている。
【００６０】
また、層間絶縁膜９および層間絶縁膜８上のエッチングストッパ膜ＥＳを貫通するようにコンタクト部１２ａが設けられており、当該コンタクト部１２ａは、ＭＯＳトランジスタＱ１のソース・ドレイン層３４に電気的に接続される配線層１１ａに接続されるように形成されている。
【００６１】
そして、コンタクト部１２ａは、層間絶縁膜９中に配設される配線層１３ａ（第５層配線）に接続されている。配線層１３ａはコンタクト部１２ａの上部に配設され、配線層１３ａおよびコンタクト部１２ａはデュアルダマシン法により形成されている。
【００６２】
また、層間絶縁膜１０および層間絶縁膜９上のエッチングストッパ膜ＥＳを貫通するようにコンタクト部１４ａが設けられており、当該コンタクト部１４ａは、ＭＯＳトランジスタＱ１のソース・ドレイン層３４に電気的に接続される配線層１３ａに接続されるように形成されている。
【００６３】
そして、コンタクト部１４ａは、層間絶縁膜１０中に配設される配線層１５ａ（第６層配線）に接続されている。配線層１５ａはコンタクト部１４ａの上部に配設され、配線層１５ａおよびコンタクト部１４ａはデュアルダマシン法により形成されている。
【００６４】
なお、以上説明したコンタクト部および配線層は銅（Ｃｕ）で構成され、コンタクト部および配線層と層間絶縁膜との間には、例えばＴａＮで構成されるバリアメタル層ＢＭ１を有しており、コンタクト部および配線層を構成する材料が直接に層間絶縁膜と接触しない構成となっている。
【００６５】
また、層間絶縁膜１１上にはプラズマ窒化により形成したシリコン窒化膜で構成されるパッシベーション膜１９が配設され、パッシベーション膜１９上にはポリイミド膜２０が配設されている。
【００６６】
一方、シールリング部においては、層間絶縁膜４〜１１およびパッシベーション膜１９中にシールリング１００が配設されている。
【００６７】
シールリング１００は、上述した各層間絶縁膜に形成されるコンタクト部および配線層の形成工程を利用して形成される。
【００６８】
すなわち、層間絶縁膜４中においては、コンタクト部４ａの形成工程でシール層４ｂを形成し、層間絶縁膜５中においては、配線層５ａの形成工程でシール層５ｂを形成し、層間絶縁膜６中においては、コンタクト部６ａおよび配線層７ａのデュアルダマシン工程で、それぞれシール層６ｂおよび７ｂを形成し、層間絶縁膜７中においては、コンタクト部８ａおよび配線層９ａのデュアルダマシン工程で、それぞれシール層８ｂおよび９ｂを形成し、層間絶縁膜８中においては、コンタクト部１０ａおよび配線層１１ａのデュアルダマシン工程で、それぞれシール層１０ｂおよび１１ｂを形成する。
【００６９】
そして、シール層４ｂ、６ｂ、８ｂおよび１０ｂの幅は、それぞれの上部に形成されるシール層５ｂ、７ｂ、９ｂおよび１１ｂの幅よりも狭く形成されるので、シール層４ｂと５ｂ、シール層６ｂと７ｂ、シール層８ｂと９ｂおよびシール層１０ｂと１１ｂのそれぞれの組み合わせの断面形状はＴ字型をなしている。なお、シール層６ｂと７ｂ、シール層８ｂと９ｂおよびシール層１０ｂと１１ｂのように、デュアルダマシン工程で同時に形成されて一体となっているものを、１つのシール層として扱う場合もある。
【００７０】
ここで、シール層４ｂ、６ｂ、８ｂおよび１０ｂの幅は０．３μｍ以下に設定されるが、これはコンタクト部４ａ、６ａ、８ａおよび１０ａと同じ工程で形成するためであり、コンタクト部の幅は配線ルールによって規定されている。
【００７１】
このようにＴ字型のシール層の脚部に相当する部分の幅を、コンタクト部の幅と同じにすることで、製造が容易となるという利点がある。
【００７２】
なお、シール層５ｂ、７ｂ、９ｂおよび１１ｂの幅は、シール層４ｂ、６ｂ、８ｂおよび１０ｂの幅の２倍以上に設定することが望ましい。
【００７３】
また、層間絶縁膜９中においては、コンタクト部１２ａおよび配線層１３ａをデュアルダマシン法で形成する工程の一部を利用してシール層２１を形成し、層間絶縁膜１０中においては、コンタクト部１４ａおよび配線層１５ａをデュアルダマシン法で形成する工程の一部を利用してシール層２２を形成する。
【００７４】
ここで、シール層２１および２２の断面形状は矩形をなし、その幅は０．３μｍ程度に設定されるが、これはコンタクト部１２ａおよび１４ａと同じ工程で形成するためであり、コンタクト部の幅は配線ルールによって規定されている。
【００７５】
なお、以上説明したシール層は銅（Ｃｕ）で構成され、シール層と層間絶縁膜との間には、例えばＴａＮで構成されるバリアメタル層ＢＭ１を有しており、コンタクト部および配線層を構成する材料が直接に層間絶縁膜と接触しない構成となっている。
【００７６】
また、層間絶縁膜１１および層間絶縁膜１０上のエッチングストッパ膜ＥＳを貫通してシール層１５ｂに達するシール層１６ｂが配設され、層間絶縁膜１１上には、シール層１６ｂの上部を覆うようにシール層１７ｂが配設されている。
【００７７】
シール層１７ｂは、回路形成領域における最上層の配線層（図示せず）の形成工程で形成され、例えばアルミニウム（Ａｌ）で構成されている。
【００７８】
また、シール層１６ｂは、回路形成領域における最上層の配線層と、配線層１５ａとを電気的に接続するコンタクト部（図示せず）の形成工程で形成され、タングステン（Ｗ）で構成され、シール層１６ｂと層間絶縁膜との間には、例えばＴｉＮで構成されるバリアメタル層ＢＭ２を有している。
【００７９】
なお、シール層４ｂ〜１１ｂ、２１、２２、１６ｂおよび１７ｂは連続して積層されるように配設され、シールリング１００はダイシングによって露出した層間絶縁膜４〜１１の切断面から侵入した水分や、応力によって生じたクラックの伸展に対する障壁として機能する。
【００８０】
＜製造方法＞
次に、図１に示した半導体装置の製造方法について、製造工程を順に示す図２〜図１４を用いて説明する。
【００８１】
まず、図２に示す工程において、半導体基板１の主面内に層間絶縁膜２を設けて活性領域を規定し、ＭＯＳトランジスタＱ１等の半導体集積回路を構成する半導体素子を形成する。なお、ＭＯＳトランジスタＱ１等の半導体素子は周知の技術により形成するので、製造方法の説明は省略する。
【００８２】
次に、半導体基板１上に、例えばＣＶＤ法により比誘電率３．５程度のＴＥＯＳ酸化膜を形成して層間絶縁膜４を設ける。
【００８３】
そして、回路形成領域においては層間絶縁膜４を貫通してＭＯＳトランジスタＱ１のソース・ドレイン層３４に達するホール４ｃを設け、また、シールリング部においては層間絶縁膜４を貫通して半導体基板１に達する溝４ｄを設ける。ここで、溝４ｄは回路形成領域を囲むように配設される。
【００８４】
その後、スパッタリング法によりホール４ｃおよび溝４ｄの内面を覆うようにＴａＮを形成してバリアメタル層ＢＭ１を設け、続いて、ホール４ｃおよび溝４ｄ内にＣＶＤ法あるいはメッキ法によりタングステン（Ｗ）を充填して、それぞれコンタクト部４ａおよびシール層４ｂを形成する。
【００８５】
次に、例えばＣＶＤ法により層間絶縁膜４の主面全面を覆うようにＳｉＮ膜を形成してエッチングストッパ膜ＥＳを設ける。
【００８６】
その後、エッチングストッパ膜ＥＳ上に、例えばプラズマＣＶＤ法によりＳｉＯＣ膜を形成して層間絶縁膜５を設ける。
【００８７】
そして、回路形成領域においては層間絶縁膜５および層間絶縁膜４上のエッチングストッパＥＳを貫通する複数の溝５ｃを設け、また、シールリング部においては層間絶縁膜５および層間絶縁膜４上のエッチングストッパＥＳを貫通してシール層４ｂに達する溝５ｄを設ける。ここで、溝５ｄはシール層４ｂと同様に回路形成領域を囲むように配設される。なお、複数の溝５ｃの幾つか（図では２つ）は、コンタクト部４ａに達するように設けられる。
【００８８】
その後、スパッタリング法により溝５ｃおよび溝５ｄの内面を覆うようにＴａＮを形成してバリアメタル層ＢＭ１とし、続いて溝５ｃおよび溝５ｄ内にＣＶＤ法あるいはメッキ法によりＣｕを充填して、それぞれ配線層５ａおよびシール層５ｂを形成する。
【００８９】
次に、図３に示す工程において、例えばＣＶＤ法により層間絶縁膜５の主面全面を覆うようにＳｉＮ膜を形成してエッチングストッパ膜ＥＳを設ける。
【００９０】
その後、エッチングストッパ膜ＥＳ上に、例えばプラズマＣＶＤ法によりＳｉＯＣ膜を形成して層間絶縁膜６を設ける。
【００９１】
そして、層間絶縁膜６上に写真製版工程を経てレジストマスク（図示せず）をパターニングし、当該レジストマスクを用いてＳｉＯＣ膜をエッチングし、回路形成領域においては層間絶縁膜６を貫通する複数のホール６ｃを設け、また、シールリング部においては層間絶縁膜６を貫通する溝５ｄを設ける。ここで、溝５ｄはシール層４ｂと同様に回路形成領域を囲むように配設される。なお、複数の溝５ｃの幾つか（図では２つ）は、配線層５ａの上方に設けられ、溝５ｄはシール層４ｂの上方に設けられる。
【００９２】
次に、図４に示す工程において、層間絶縁膜６上に写真製版工程を経てレジストマスク（図示せず）をパターニングし、当該レジストマスクを用いて、ＳｉＯＣ膜をエッチングし、回路形成領域においては複数のホール６ｃのうち、所定のホール６ｃに連通する溝７ｃを形成し、シールリング部においては溝６ｄに連通する溝７ｄを形成する。ここで、溝７ｃは所定の配線パターンに合致する配線溝であり、溝７ｄはシール層４ｂと同様に回路形成領域を囲むように配設される。
【００９３】
ここで、ホール６ｃ、溝７ｃ、６ｄおよび７ｄが形成された状態の層間絶縁膜６を、上方から見た場合の平面図を図１５に示す。なお、図１５におけるＡ−Ａ線での断面図が図４に相当する。
【００９４】
次に、図５に示す工程において、ＳｉＮ膜をエッチングする条件で、ホール６ｃおよび溝６ｄの底部に露出するエッチングストッパ膜ＥＳを除去し、ホール６ｃおよび溝６ｄが、それぞれ配線層５ａおよびシール層５ｂに達するようにする。
【００９５】
その後、スパッタリング法によりホール６ｃ、溝７ｃ、６ｄおよび７ｄの内面を覆うようにＴａＮを形成してバリアメタル層ＢＭ１を設け、続いてホール６ｃ、溝７ｃ、６ｄおよび７ｄ内にＣＶＤ法あるいはメッキ法によりＣｕを充填して、それぞれコンタクト部６ａ、配線層７ａ、シール層６ｂおよび７ｂを形成する。このようにコンタクト部と配線層を同時に形成する方法がデュアルダマシン法である。
【００９６】
次に、図６に示す工程において、例えばＣＶＤ法により層間絶縁膜６の主面全面を覆うようにＳｉＮ膜を形成してエッチングストッパ膜ＥＳを設ける。
【００９７】
その後、エッチングストッパ膜ＥＳ上に、例えばプラズマＣＶＤ法によりＳｉＯＣ膜を形成して層間絶縁膜７を設ける。
【００９８】
そして、層間絶縁膜７上に写真製版工程を経てレジストマスク（図示せず）をパターニングし、当該レジストマスクを用いてＳｉＯＣ膜をエッチングし、回路形成領域においては層間絶縁膜７を貫通する複数のホール８ｃを設け、また、シールリング部においては層間絶縁膜７を貫通する溝８ｄを設ける。ここで、溝８ｄはシール層４ｂと同様に回路形成領域を囲むように配設される。なお、複数のホール８ｃの幾つか（図では２つ）は、コンタクト部６ａの上方に設けられ、溝８ｄはシール層７ｂの上方に設けられる。
【００９９】
次に、層間絶縁膜７上に写真製版工程を経てレジストマスク（図示せず）をパターニングし、当該レジストマスクを用いて、ＳｉＯＣ膜をエッチングし、回路形成領域においては複数のホール８ｃのうち、所定のホール８ｃに連通する溝９ｃを形成し、シールリング部においては溝８ｄに連通する溝９ｄを形成する。ここで、溝９ｃは所定の配線パターンに合致する配線溝であり、溝９ｄはシール層４ｂと同様に回路形成領域を囲むように配設される。
【０１００】
次に、ＳｉＮ膜をエッチングする条件で、ホール８ｃおよび溝８ｄの底部に露出するエッチングストッパ膜ＥＳを除去し、ホール８ｃおよび溝８ｄが、それぞれコンタクト部６ａおよびシール層７ｂに達するようにする。
【０１０１】
その後、スパッタリング法によりホール８ｃ、溝９ｃ、８ｄおよび９ｄの内面を覆うようにＴａＮを形成してバリアメタル層ＢＭ１を設け、続いてホール８ｃ、溝９ｃ、８ｄおよび９ｄ内にＣＶＤ法あるいはメッキ法によりＣｕを充填して、それぞれコンタクト部８ａ、配線層９ａ、シール層８ｂおよび９ｂを形成する。
【０１０２】
次に、図７に示す工程において、例えばＣＶＤ法により層間絶縁膜７の主面全面を覆うようにＳｉＮ膜を形成してエッチングストッパ膜ＥＳを設ける。
【０１０３】
その後、エッチングストッパ膜ＥＳ上に、例えばプラズマＣＶＤ法によりＳｉＯＣ膜を形成して層間絶縁膜８を設ける。
【０１０４】
そして、層間絶縁膜８上に写真製版工程を経てレジストマスク（図示せず）をパターニングし、当該レジストマスクを用いてＳｉＯＣ膜をエッチングし、回路形成領域においては層間絶縁膜８を貫通するホール１０ｃを設け、また、シールリング部においては層間絶縁膜８を貫通する溝１０ｄを設ける。ここで、溝１０ｄはシール層４ｂと同様に回路形成領域を囲むように配設される。なお、ホール１０ｃは、配線層９ａの上方に設けられ、溝１０ｄはシール層９ｂの上方に設けられる。
【０１０５】
次に、層間絶縁膜８上に写真製版工程を経てレジストマスク（図示せず）をパターニングし、当該レジストマスクを用いて、ＳｉＯＣ膜をエッチングし、回路形成領域においてはホール１０ｃに連通する溝１１ｃを形成し、シールリング部においては溝１０ｄに連通する溝１１ｄを形成する。ここで、溝１１ｃは所定の配線パターンに合致する配線溝であり、溝１１ｄはシール層４ｂと同様に回路形成領域を囲むように配設される。
【０１０６】
次に、ＳｉＮ膜をエッチングする条件で、ホール１０ｃおよび溝１０ｄの底部に露出するエッチングストッパ膜ＥＳを除去し、ホール１０ｃおよび溝１０ｄが、それぞれ配線層９ａおよびシール層９ｂに達するようにする。
【０１０７】
その後、スパッタリング法によりホール１０ｃ、溝１１ｃ、１０ｄおよび１１ｄの内面を覆うようにＴａＮを形成してバリアメタル層ＢＭ１を設け、続いてホール１０ｃ、溝１１ｃ、１０ｄおよび１１ｄ内にＣＶＤ法あるいはメッキ法によりＣｕを充填して、それぞれコンタクト部１０ａ、配線層１１ａ、シール層１０ｂおよび１１ｂを形成する。
【０１０８】
次に、図８に示す工程において、例えばＣＶＤ法により層間絶縁膜８の主面全面を覆うようにＳｉＮ膜を形成してエッチングストッパ膜ＥＳを設ける。
【０１０９】
その後、エッチングストッパ膜ＥＳ上に、例えばＣＶＤ法によりＦＳＧ膜を形成して層間絶縁膜９を設ける。ここで、層間絶縁膜９の厚さは層間絶縁膜６〜８の２倍以上の厚さに設定される。
【０１１０】
そして、層間絶縁膜９上に写真製版工程を経てレジストマスク（図示せず）をパターニングし、当該レジストマスクを用いてＦＳＧ膜をエッチングし、回路形成領域においては層間絶縁膜９を貫通するホール１２ｃを設け、また、シールリング部においては層間絶縁膜９を貫通する溝２１ａを設ける。ここで、溝２１ａはシール層４ｂと同様に回路形成領域を囲むように配設される。なお、ホール１２ｃは、配線層１１ａの上方に設けられ、溝２１ａはシール層１１ｂの上方に設けられる。
【０１１１】
その後、層間絶縁膜９上に樹脂材を塗布してホール１２ｃおよび溝２１ａ内に樹脂層Ｂ１を充填するが、溝２１ａの容積は、ホール１２ｃに比べて極めて大きいため、溝２１ａを樹脂層Ｂ１で満たすことは技術的に困難であり、溝２１ａ内には樹脂層Ｂ１が完全には充填されない状態となる。
【０１１２】
次に、層間絶縁膜９上に写真製版工程を経てレジストマスクＲ１をパターニングする。レジストマスクＲ１は、後に形成される配線層１３ａのパターンに合致する配線パターンを有し、ホール１２ｃの上部に対応する位置に開口部ＯＰ１が設けられている。一方、溝２１ａにはレジストマスクＲ１が充填される。
【０１１３】
次に、レジストマスクＲ１を用いてＦＳＧ膜をエッチングし、図９に示すように、回路形成領域においては配線溝となる溝１３ｃを設ける。なお、溝１３ｃの形成に際しては、ホール１２ｃ内に樹脂層Ｂ１が充填されているので、下層のエッチングストッパ膜ＥＳや配線層１１ａがエッチャントに曝されることはない。
【０１１４】
その後、レジストマスクＲ１および樹脂層Ｂ１を除去することで、回路形成領域においてはホール１２ｃと溝１３ｃとが連通し、シールリング部においては溝２１ａが再び現れる。
【０１１５】
なお、樹脂層Ｂ１を構成する樹脂材はレジスト材から感光成分を除去したものであり、レジストマスクＲ１の除去工程で、アッシング等を用いて除去することができる。
【０１１６】
ここで、ホール１２ｃ、溝１３ｃおよび２１ｄが形成された状態の層間絶縁膜９を、上方から見た場合の平面図を図１６に示す。なお、図１６におけるＢ−Ｂ線での断面図が図９に相当する。
【０１１７】
次に、図１０に示す工程において、ＳｉＮ膜をエッチングする条件で、ホール１２ｃおよび溝２１ａの底部に露出するエッチングストッパ膜ＥＳを除去し、ホール１２ｃおよび溝２１ａが、それぞれ配線層１１ａおよびシール層１１ｂに達するようにする。
【０１１８】
その後、スパッタリング法によりホール１２ｃ、溝１３ｃおよび２１ａの内面を覆うようにＴａＮを形成してバリアメタル層ＢＭ１を設け、続いてホール１２ｃ、溝１３ｃおよび２１ａ内にＣＶＤ法あるいはメッキ法によりＣｕを充填して、それぞれコンタクト部１２ａ、配線層１３ａおよびシール層２１を形成する。
【０１１９】
次に、図１１に示す工程において、例えばＣＶＤ法により層間絶縁膜８の主面全面を覆うようにＳｉＮ膜を形成してエッチングストッパ膜ＥＳを設ける。
【０１２０】
その後、エッチングストッパ膜ＥＳ上に、例えばＣＶＤ法によりＦＳＧ膜を形成して層間絶縁膜９を設ける。ここで、層間絶縁膜１０の厚さは層間絶縁膜６〜８の２倍以上の厚さに設定される。
【０１２１】
そして、層間絶縁膜１０上に写真製版工程を経てレジストマスク（図示せず）をパターニングし、当該レジストマスクを用いてＦＳＧ膜をエッチングし、回路形成領域においては層間絶縁膜１０を貫通するホール１４ｃを設け、また、シールリング部においては層間絶縁膜１０を貫通する溝２２ａを設ける。ここで、溝２２ａはシール層４ｂと同様に回路形成領域を囲むように配設される。なお、ホール１４ｃは、配線層１３ａの上方に設けられ、溝２２ａはシール層２１の上方に設けられる。
【０１２２】
その後、層間絶縁膜１０上に樹脂材を塗布してホール１４ｃおよび溝２２ａ内に樹脂層Ｂ２を充填するが、溝２２ａの容積は、ホール１４ｃに比べて極めて大きいため、溝２２ａを樹脂層Ｂ２で満たすことは技術的に困難であり、溝２２ａ内には樹脂層Ｂ２が完全には充填されない状態となる。
【０１２３】
次に、層間絶縁膜１０上に写真製版工程を経てレジストマスクＲ２をパターニングする。レジストマスクＲ２は、後に形成される配線層１５ａのパターンに合致する配線パターンを有し、ホール１４ｃの上部に対応する位置に開口部ＯＰ２が設けられている。一方、溝２２ａにはレジストマスクＲ２が充填される。
【０１２４】
次に、レジストマスクＲ２を用いてＦＳＧ膜をエッチングし、図１２に示すように、回路形成領域においては配線溝となる溝１５ｃを設ける。なお、溝１５ｃの形成に際しては、ホール１４ｃ内に樹脂層Ｂ２が充填されているので、下層のエッチングストッパ膜ＥＳや配線層１３ａがエッチャントに曝されることはない。
【０１２５】
その後、レジストマスクＲ２および樹脂層Ｂ２を除去することで、回路形成領域においてはホール１４ｃと溝１５ｃとが連通し、シールリング部においては溝２２ａが再び現れる。
【０１２６】
次に、図１３に示す工程において、ＳｉＮ膜をエッチングする条件で、ホール１４ｃおよび溝２２ａの底部に露出するエッチングストッパ膜ＥＳを除去し、ホール１４ｃおよび溝２２ａが、それぞれ配線層１３ａおよびシール層１３ｂに達するようにする。
【０１２７】
その後、スパッタリング法によりホール１４ｃ、溝１５ｃおよび２２ａの内面を覆うようにＴａＮを形成してバリアメタル層ＢＭ１を設け、続いてホール１４ｃ、溝１５ｃおよび２２ａ内にＣＶＤ法あるいはメッキ法によりＣｕを充填して、それぞれコンタクト部１４ａ、配線層１５ａおよびシール層２２を形成する。
【０１２８】
次に、図１４に示す工程において、例えばＣＶＤ法により層間絶縁膜１０の主面全面を覆うようにＳｉＮ膜を形成してエッチングストッパ膜ＥＳを設ける。
【０１２９】
その後、エッチングストッパ膜ＥＳ上に、例えばＣＶＤ法によりＦＳＧ膜を形成して層間絶縁膜１１を設ける。
【０１３０】
そして、層間絶縁膜１１上に写真製版工程を経てレジストマスク（図示せず）をパターニングし、当該レジストマスクを用いてＦＳＧ膜をエッチングし、シールリング部においては層間絶縁膜１１を貫通する溝１６ｄを設ける。ここで、溝１６ｄはシール層４ｂと同様に回路形成領域を囲むように配設される。なお、溝１６ｄはシール層１５ｂの上方に設けられる。
【０１３１】
次に、ＳｉＮ膜をエッチングする条件で、溝１６ｄの底部に露出するエッチングストッパ膜ＥＳを除去し、溝１６ｄがシール層１５ｂに達するようにする。
【０１３２】
なお、回路形成領域においても、図１４においては図示していない部分で、溝１６ｄと同じ工程を経て配線層１５ａに達するホールが形成される。
【０１３３】
その後、スパッタリング法により溝１６ｄの内面を覆うようにＴｉＮを形成してバリアメタル層ＢＭ２を設け、続いて溝１６ｄ内に、例えばスパッタリング法によりタングステンを充填して、シール層１６ｂを形成する。
【０１３４】
次に、シール層１６ｂ上を覆うように、層間絶縁膜１１上に、例えばスパッタリング法によりアルミニウムでシール層１７ｂを形成する。ここで、シール層１７ｂはシール層４ｂと同様に回路形成領域を囲むように配設される。
【０１３５】
なお、回路形成領域においても、図１４においては図示していない部分で、シール層１７ｂと同じ工程を経て最上層の配線層（第７層配線）が形成される。
【０１３６】
その後、シール層１７ｂを含めて層間絶縁膜１１上を覆うように、例えばプラズマ窒化によりシリコン窒化膜を形成してパッシベーション膜１９を配設し、パッシベーション膜１９上にはポリイミド膜２０を配設することで、シールリング１００を有した半導体装置が完成する。
【０１３７】
＜効果＞
以上説明したシールリング１００を有した半導体装置においては、第４層配線が形成される層間絶縁膜８までは従来から使用されている断面形状がＴ字型のシール層を積層した構成とし、第５および第６層配線が形成される層間絶縁膜９および１０においては、断面形状が矩形のシール層を積層した構成としている。
【０１３８】
すなわち、シールリングの機能としては、ダイシング部の切断面からの水分の侵入やクラックの伸展に対する障壁としての機能が要求されるので、水平方向、すなわち半導体基板１の主面と平行な方向の寸法が大きく、機械的な強度が大きい方が望ましく、シール層４ｂ、６ｂ、８ｂおよび１０ｂよりも、それぞれの上部に形成されるシール層５ｂ、７ｂ、９ｂおよび１１ｂの幅の方を広くしている。
【０１３９】
第４層配線以下はローカル配線ルールおよび／または中間配線ルールで設計されており、コンタクト部の幅は０．３μｍ以下となるので、シール層５ｂ、７ｂ、９ｂおよび１１ｂの幅を広くして機械的強度を高めることが特に望ましい。
【０１４０】
また、第２〜４層配線がそれぞれ形成される層間絶縁膜６〜８は、比誘電率３．０以下のＳｉＯＣ膜で形成されているが、このように比誘電率が低いと、層間絶縁膜どうしの密着性も低く、ダイシング部の切断面において層間絶縁膜の剥離が起きやすい。
【０１４１】
しかし、この層間絶縁膜６〜８において、シール層５ｂ、７ｂ、９ｂおよび１１ｂの幅を広くして充填されるＣｕの体積を増やすことで層間絶縁膜６〜８の剥離を防止する効果が高まる。
【０１４２】
一方、第５および第６層配線はセミグローバル配線ルールおよび／またはグローバル配線ルールで設計されており、コンタクト部の幅は０．３μｍ以上となるので、シール層２１および２２の断面形状を矩形とし、その幅をコンタクト部の幅と同じにすることで、水分の侵入やクラックの伸展に対抗するのに充分な機械的強度を得ることができる。
【０１４３】
また、シール層２１および２２の形成に際しては、図８および図１１を用いて説明したように、溝２１ａおよび２２ａを樹脂材で満たすことが技術的に困難である。特に、層間絶縁膜９および１０の厚さは、層間絶縁膜６〜８の２倍以上となっているので、溝２１ａおよび２２ａの容積が極めて大きく、樹脂材で満たすことができないという現象は、層間絶縁膜６〜８に形成されるシール層６ｂ、８ｂおよび１０ｂと比べて顕著に発生する。
【０１４４】
この状態で、デュアルダマシン法を適用して溝２１ａおよび２２ａよりもさらに幅の広い溝を連通させようとすると、溝２１ａおよび２２ａ内を樹脂材が満たさない状態では、下層のエッチングストッパ膜やシール層がエッチャントに曝され、既に形成された下層のシール層が部分的にエッチングで除去される可能性がある。
【０１４５】
しかし、シール層２１および２２の形成にはデュアルダマシン法の一部の工程を利用するだけなので、上層のシール層と下層のシール層との間の接続部分が脆弱となることはなく、シールリングとしての機能が低下することもない。
【０１４６】
また、第５、第６層配線がそれぞれ形成される層間絶縁膜９および１０は、比誘電率３．５程度のＦＳＧ膜で形成されているので、層間絶縁膜６〜８よりは層間絶縁膜どうしの密着性は高く、層間絶縁膜の剥離も起きにくい。従って、シール層２１および２２の断面形状が矩形でも、層間絶縁膜９および１０の剥離を防止することが可能である。
【０１４７】
なお、以上の説明においては、配線層を７層構造とした例を示し、ローカル配線ルールおよび／または中間配線ルールで形成される配線層が配設された層間絶縁膜中には、断面形状がＴ字型のシール層を配設し、セミグローバル配線ルールおよび／またはグローバル配線ルールで形成される配線層が配設された層間絶縁膜中には、断面形状が矩形のシール層を配設する例を説明したが、本発明の適用はこれに限定されるものではなく、断面形状がＴ字型のシール層（第１のシール層）は、断面形状が矩形のシール層（第２のシール層）の下に配設するのであれば、配線層数や配線ルールに限定されることなく、上述した効果を奏することになる。
【図面の簡単な説明】
【０１４８】
【図１】本発明に係る実施の形態の半導体装置の構成を示す断面図である。
【図２】本発明に係る実施の形態の半導体装置の製造工程を説明する断面図である。
【図３】本発明に係る実施の形態の半導体装置の製造工程を説明する断面図である。
【図４】本発明に係る実施の形態の半導体装置の製造工程を説明する断面図である。
【図５】本発明に係る実施の形態の半導体装置の製造工程を説明する断面図である。
【図６】本発明に係る実施の形態の半導体装置の製造工程を説明する断面図である。
【図７】本発明に係る実施の形態の半導体装置の製造工程を説明する断面図である。
【図８】本発明に係る実施の形態の半導体装置の製造工程を説明する断面図である。
【図９】本発明に係る実施の形態の半導体装置の製造工程を説明する断面図である。
【図１０】本発明に係る実施の形態の半導体装置の製造工程を説明する断面図である。
【図１１】本発明に係る実施の形態の半導体装置の製造工程を説明する断面図である。
【図１２】本発明に係る実施の形態の半導体装置の製造工程を説明する断面図である。
【図１３】本発明に係る実施の形態の半導体装置の製造工程を説明する断面図である。
【図１４】本発明に係る実施の形態の半導体装置の製造工程を説明する断面図である。
【図１５】本発明に係る実施の形態の半導体装置の製造工程を説明する平面図である。
【図１６】本発明に係る実施の形態の半導体装置の製造工程を説明する平面図である。
【図１７】従来の半導体装置の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１４９】
１００ シールリング、４ｂ〜１１ｂ，２１，２２ シール層、ＥＳ エッチングストッパ膜、４〜１１ 層間絶縁膜、Ｂ１，Ｂ２ 樹脂層、Ｒ１，Ｒ２ レジストマスク、ＯＰ１，ＯＰ２ 開口部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に設けられた半導体集積回路と、その上方に設けられた多層配線層と、
前記半導体集積回路および前記多層配線層の周囲を囲むように配設されたシールリングとを備えた半導体装置であって、
前記シールリングは、
前記多層配線層を構成する複数の層間絶縁膜中にそれぞれ配設された導電性のシール層の積層体で構成され、
前記シール層の積層体は、
その断面形状がＴ字型の第１のシール層を複数連続して積層した部分と、
その断面形状が矩形の第２のシール層を複数連続して積層した部分とを有する、半導体装置。
【請求項２】
前記第１のシール層は、前記多層配線層のうち、第１の配線層が配設された第１の層間絶縁膜中に、前記第１の配線層と同じ材質で形成され、
前記第２のシール層は、前記多層配線層のうち、第１の配線層より上層の第２の配線層が配設された第２の層間絶縁膜中に、前記第２の配線層と同じ材質で形成される、請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
前記第１のシール層のＴ字の脚部に相当する部分の幅は０．３μｍ以下であり、
前記第２のシール層の幅は、前記第１のシール層の前記Ｔ字の脚部の幅の２倍以上である、請求項１記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第１の層間絶縁膜の比誘電率は３．５より小さく、
前記第２の層間絶縁膜の比誘電率は３．５以上である、請求項１記載の半導体装置。
【請求項５】
前記第１のシール層のＴ字の脚部に相当する部分の幅は、前記多層配線層のうち、前記第１の配線層間を接続するコンタクト部の幅と同じに設定され、
前記第２のシール層の幅は、前記多層配線層のうち、第２の配線層間を接続するコンタクト部の幅と同じに設定される、請求項２記載の半導体装置。
【請求項６】
(ａ)半導体基板上に形成された半導体集積回路の上方に配設された第１の層間絶縁膜上に、エッチングストッパ膜および第２の層間絶縁膜を順に形成する工程と、
(ｂ)前記第２の層間絶縁膜の前記半導体集積回路の上方に対応する領域に、前記第２の層間絶縁膜を貫通して前記エッチングストッパ膜に達するホールを形成するとともに、前記第２の層間絶縁膜の前記半導体集積回路の上方に対応する領域の周囲を囲み、前記第２の層間絶縁膜を貫通して前記エッチングストッパ膜に達する溝を形成する工程と、
(ｃ)前記ホールおよび前記溝内に樹脂層を形成する工程と、
前記工程(ｃ)の後に、
(ｄ)前記ホール上が開口部となった配線パターンを有するとともに、前記溝上を覆うレジストマスクを形成する工程と、
(ｅ)前記レジストマスクをマスクとして、前記第２の層間絶縁膜を所定深さまでエッチングにより除去して、配線溝を形成する工程と、
(ｆ)前記レジストマスクおよび前記ホールおよび前記溝内の前記樹脂層を除去した後、前記ホール底部および前記溝底部の前記エッチングストッパ膜を除去する工程と、
前記工程(ｆ)の後に、
(ｇ)連通した前記配線溝および前記ホール内と、前記溝内に導体層を充填する工程と、を備える半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記工程(ａ)は、
比誘電率３．５以上の絶縁膜で前記第２の層間絶縁膜を形成する工程を含む、請求項６記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１】
半導体基板上に設けられた半導体集積回路と、その上方に設けられた多層配線層と、
前記半導体集積回路および前記多層配線層の周囲を囲むように配設されたシールリングとを備えた半導体装置であって、
前記シールリングは、
前記多層配線層を構成する複数の層間絶縁膜中にそれぞれ配設された導電性のシール層の積層体で構成され、
前記シール層の積層体は、
その断面形状がＴ字型の第１のシール層を複数連続して積層した部分と、
その断面形状が矩形の第２のシール層を複数連続して積層した部分とを有する、半導体装置。
【請求項２】
前記第１のシール層は、前記多層配線層のうち、第１の配線層が配設された第１の層間絶縁膜中に、前記第１の配線層と同じ材質で形成され、
前記第２のシール層は、前記多層配線層のうち、第１の配線層より上層の第２の配線層が配設された第２の層間絶縁膜中に、前記第２の配線層と同じ材質で形成される、請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
前記第１のシール層のＴ字の脚部に相当する部分の幅は０．３μｍ以下であり、
前記第２のシール層の幅は、前記第１のシール層の前記Ｔ字の脚部の幅の２倍以上である、請求項１記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第１の層間絶縁膜の比誘電率は３．５より小さく、
前記第２の層間絶縁膜の比誘電率は３．５以上である、請求項１記載の半導体装置。
【請求項５】
前記第１のシール層のＴ字の脚部に相当する部分の幅は、前記多層配線層のうち、前記第１の配線層間を接続するコンタクト部の幅と同じに設定され、
前記第２のシール層の幅は、前記多層配線層のうち、第２の配線層間を接続するコンタクト部の幅と同じに設定される、請求項２記載の半導体装置。
【請求項６】
(ａ)半導体基板上に形成された半導体集積回路の上方に配設された第１の層間絶縁膜上に、エッチングストッパ膜および第２の層間絶縁膜を順に形成する工程と、
(ｂ)前記第２の層間絶縁膜の前記半導体集積回路の上方に対応する領域に、前記第２の層間絶縁膜を貫通して前記エッチングストッパ膜に達するホールを形成するとともに、前記第２の層間絶縁膜の前記半導体集積回路の上方に対応する領域の周囲を囲み、前記第２の層間絶縁膜を貫通して前記エッチングストッパ膜に達する溝を形成する工程と、
(ｃ)前記ホールおよび前記溝内に樹脂層を形成する工程と、
前記工程(ｃ)の後に、
(ｄ)前記ホール上が開口部となった配線パターンを有するとともに、前記溝上を覆うレジストマスクを形成する工程と、
(ｅ)前記レジストマスクをマスクとして、前記第２の層間絶縁膜を所定深さまでエッチングにより除去して、配線溝を形成する工程と、
(ｆ)前記レジストマスクおよび前記ホールおよび前記溝内の前記樹脂層を除去した後、前記ホール底部および前記溝底部の前記エッチングストッパ膜を除去する工程と、
前記工程(ｆ)の後に、
(ｇ)連通した前記配線溝および前記ホール内と、前記溝内に導体層を充填する工程と、を備える半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記工程(ａ)は、
比誘電率３．５以上の絶縁膜で前記第２の層間絶縁膜を形成する工程を含む、請求項６記載の半導体装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２００７−１２３３２８（Ｐ２００７−１２３３２８Ａ）
【公開日】平成１９年５月１７日（２００７．５．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３０９７４５（Ｐ２００５−３０９７４５）
【出願日】平成１７年１０月２５日（２００５．１０．２５）
【出願人】（５０３１２１１０３）株式会社ルネサステクノロジ (4,790)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年５月１７日（２００７．５．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月２５日（２００５．１０．２５）
【出願人】（５０３１２１１０３）株式会社ルネサステクノロジ (4,790)
【Ｆターム（参考）】
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