JP2009016575A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】絶縁性が高い銅配線構造の半導体装置を提供することである。
【解決手段】ダマシン配線構造を有する半導体装置において、
前記半導体装置の配線層は配線銅および配線間絶縁膜を具備し、
前記配線間絶縁膜は、
エッチングレートが異なる複数の絶縁膜による積層構造で構成され、
少なくとも一つの絶縁膜が銅拡散耐性を持つ樹脂で構成され、
前記複数の絶縁膜は、ビア部分の導体に圧縮応力が作用する組み合わせからなる。
【選択図】図１

Description

本発明は半導体装置に関する。特に、銅拡散耐性を持つ有機樹脂を配線層に有するダマシン配線構造の半導体装置に関する。

大規模集積回路（ＬＳＩ）は、近年、益々、集積度、動作速度が向上している。そして、集積度の向上に伴って、集積回路を構成するトランジスタ等の半導体素子は小型化されている。この小型化によって、半導体素子の動作速度は向上している。そして、配線による遅延時間が大規模集積回路の動作速度を律速するようになっている。この配線による遅延時間は、配線抵抗と配線容量とに依存する。従って、配線抵抗と配線容量との低減が求められている。

配線抵抗の低抵抗化は、配線材料をＡｌから抵抗率が低いＣｕに変更することで達成されている。

しかしながら、Ｃｕは微細配線の絶縁膜中に拡散し易い性質を持つ為、配線銅（Ｃｕ）を高抵抗のバリアメタルで防護する必要が有る。

ところが、微細化の進行に伴って配線銅（Ｃｕ）幅は小さくなり、バリアメタルの膜厚も小さくしなくてはならない。とは言うものの、銅（Ｃｕ）の拡散を防いで絶縁信頼性を確保する為には、バリアメタルの膜厚の微細化には限界が有る。すなわち、バリアメタルの膜厚を薄くすると、銅（Ｃｕ）の拡散を防止できず、絶縁信頼性が低下する。

このような観点から、絶縁膜自体に銅拡散耐性を持つ低誘電率材料の開発が求められるに至った。そして、銅拡散耐性を持つ低誘電率材料として、様々な有機材料が提案されている。

例えば、Divinylsiloxane-bis-Benzocyclobutene（DVS-BCB）を用いた配線構造のものが報告（非特許文献１）されている。又、ボラジン-シロキサンポリマー材料を使用して微細加工したことが報告（非特許文献２）されている。
M. Tada , et al., 2001Symp. VLSI Technol. Dig. (2001) P13〜14 高分子学会編 (2004) 「マイクロエレクトロニクスにおける高分子材料」P67〜68

しかしながら、これまでに提案の材料では、耐熱性が不足して製造プロセスの要求を満たさない、パターン描画を阻害するガスを発生する、化学増幅型レジストを用いるとレジストの感度が低下すると言った問題が残されている。

従って、本発明が解決しようとする第１の課題は、絶縁性が高い銅配線構造の半導体装置を提供することである。

本発明が解決しようとする第２の課題は、絶縁信頼性が向上した銅配線構造の半導体装置を提供することである。

本発明が解決しようとする第３の課題は、配線抵抗が抑制された銅配線構造の半導体装置を提供することである。

本発明が解決しようとする第４の課題は、応力誘起ボイドの形成が抑制された銅配線構造の半導体装置を提供することである。

本発明が解決しようとする第５の課題は、塗布型バリア絶縁膜を適用した銅配線構造の半導体装置を提供することである。

本発明が解決しようとする第６の課題は、低廉なコストの銅配線構造の半導体装置を提供することである。

前記の課題は、上層配線層、下層配線層、及び前記上層配線層と前記下層配線層との間に設けられたビア層を具備するダマシン配線構造を有する半導体装置において、
前記半導体装置の配線層は、配線銅および配線間絶縁膜を具備し、
前記半導体装置のビア層は、前記上層配線層の配線銅と前記下層配線層の配線銅とを電気的に接続する接続銅および該接続銅用絶縁膜を具備してなり、
前記配線間絶縁膜と前記接続銅用絶縁膜とは、
積層して設けられたものであり、
かつ、前記ビア層の接続銅に対して前記下層配線層側に向けての応力が作用するような絶縁膜材料が選択されて構成された
ことを特徴とする半導体装置によって解決される。

例えば、上層配線層、下層配線層、及び前記上層配線層と前記下層配線層との間に設けられたビア層を具備するダマシン配線構造を有する半導体装置において、
前記半導体装置の配線層は、配線銅および配線間絶縁膜を具備し、
前記半導体装置のビア層は、前記上層配線層の配線銅と前記下層配線層の配線銅とを電気的に接続する接続銅および該接続銅用絶縁膜を具備してなり、
前記配線間絶縁膜と前記接続銅用絶縁膜とは、
積層して設けられたものであり、
かつ、（該配線間絶縁膜の熱膨張係数（膜厚方向の熱膨張係数））−（該接続銅用絶縁膜の熱膨張係数（膜厚方向の熱膨張係数））が１０〜１００ｐｐｍ／℃であるように選択されて構成されてなる
ことを特徴とする半導体装置によって解決される。

特に、上層配線層、下層配線層、及び前記上層配線層と前記下層配線層との間に設けられたビア層を具備するダマシン配線構造を有する半導体装置において、
前記半導体装置の配線層は、配線銅および配線間絶縁膜を具備し、
前記半導体装置のビア層は、前記上層配線層の配線銅と前記下層配線層の配線銅とを電気的に接続する接続銅および該接続銅用絶縁膜を具備してなり、
前記配線間絶縁膜と前記接続銅用絶縁膜とは、
積層して設けられたものであり、
該配線間絶縁膜は、銅拡散耐性を持つ樹脂で構成され、
かつ、該接続銅用絶縁膜は、前記ビア層の接続銅に対して前記下層配線層側に向けての応力が作用するような絶縁膜材料が選択されて構成された
ことを特徴とする半導体装置によって解決される。

例えば、上層配線層、下層配線層、及び前記上層配線層と前記下層配線層との間に設けられたビア層を具備するダマシン配線構造を有する半導体装置において、
前記半導体装置の配線層は、配線銅および配線間絶縁膜を具備し、
前記半導体装置のビア層は、前記上層配線層の配線銅と前記下層配線層の配線銅とを電気的に接続する接続銅および該接続銅用絶縁膜を具備してなり、
前記配線間絶縁膜と前記接続銅用絶縁膜とは、
積層して設けられたものであり、
該配線間絶縁膜は、銅拡散耐性を持つ樹脂で構成され、
かつ、（該配線間絶縁膜の熱膨張係数（膜厚方向の熱膨張係数））−（該接続銅用絶縁膜の熱膨張係数（膜厚方向の熱膨張係数））が１０〜１００ｐｐｍ／℃であるように選択されて構成されてなる
ことを特徴とする半導体装置によって解決される。

又、上層配線層、下層配線層、及び前記上層配線層と前記下層配線層との間に設けられたビア層を具備するダマシン配線構造を有する半導体装置において、
前記半導体装置の配線層は、配線銅および配線間絶縁膜を具備し、
前記半導体装置のビア層は、前記上層配線層の配線銅と前記下層配線層の配線銅とを電気的に接続する接続銅および該接続銅用絶縁膜を具備してなり、
前記配線間絶縁膜と前記接続銅用絶縁膜とは積層して設けられ、
前記配線間絶縁膜は銅拡散耐性を持つ樹脂で構成され、
前記接続銅用絶縁膜は前記配線間絶縁膜のエッチングレートとは異なるエッチングレートのもので構成されてなる
ことを特徴とする半導体装置によって解決される。

又、上層配線層、下層配線層、及び前記上層配線層と前記下層配線層との間に設けられたビア層を具備するダマシン配線構造を有する半導体装置において、
前記半導体装置の配線層は、配線銅および配線間絶縁膜を具備し、
前記半導体装置のビア層は、前記上層配線層の配線銅と前記下層配線層の配線銅とを電気的に接続する接続銅および該接続銅用絶縁膜を具備してなり、
前記配線間絶縁膜と前記接続銅用絶縁膜とは、
積層して設けられ、
更に、（該配線間絶縁膜の熱膨張係数（膜厚方向の熱膨張係数））−（該接続銅用絶縁膜の熱膨張係数（膜厚方向の熱膨張係数））が１０〜１００ｐｐｍ／℃であるように選択されて構成され、
しかも、前記配線間絶縁膜は銅拡散耐性を持つ樹脂で構成され、
かつ、該接続銅用絶縁膜は該配線間絶縁膜のエッチングレートとは異なるエッチングレートのもので構成されてなる
ことを特徴とする半導体装置によって解決される。

中でも、上層配線層、下層配線層、及び前記上層配線層と前記下層配線層との間に設けられたビア層を具備するダマシン配線構造を有する半導体装置において、
前記半導体装置の配線層は、配線銅および配線間絶縁膜を具備し、
前記半導体装置のビア層は、前記上層配線層の配線銅と前記下層配線層の配線銅とを電気的に接続する接続銅および該接続銅用絶縁膜を具備してなり、
前記配線間絶縁膜と前記接続銅用絶縁膜とは積層して設けられたものであり、
前記配線間絶縁膜が銅拡散耐性を持つ樹脂で構成され、
前記接続銅用絶縁膜はＳｉＣ，ＳｉＣＮの群の中から選ばれる少なくとも一つで構成されてなる
ことを特徴とする半導体装置によって解決される。

特に、上層配線層、下層配線層、及び前記上層配線層と前記下層配線層との間に設けられたビア層を具備するダマシン配線構造を有する半導体装置において、
前記半導体装置の配線層は、配線銅および配線間絶縁膜を具備し、
前記半導体装置のビア層は、前記上層配線層の配線銅と前記下層配線層の配線銅とを電気的に接続する接続銅および該接続銅用絶縁膜を具備してなり、
前記配線間絶縁膜と前記接続銅用絶縁膜とは積層して設けられたものであり、
前記配線間絶縁膜が銅拡散耐性を持つ樹脂で構成され、
前記接続銅用絶縁膜はＳｉＣ，ＳｉＣＮの群の中から選ばれる少なくとも一つで構成され、
前記銅拡散耐性を持つ樹脂は、そのエッチングレートが前記接続銅用絶縁膜のエッチングレートと異なるものであり、かつ、その熱膨張係数（膜厚方向の熱膨張係数）が前記接続銅用絶縁膜の熱膨張係数（膜厚方向の熱膨張係数）より１０〜１００ｐｐｍ／℃大きいものである
ことを特徴とする半導体装置によって解決される。

又、上記の半導体装置であって、銅拡散耐性を持つ樹脂は、耐熱温度が４００℃以上、誘電率が３．０以下のＮ原子を持つ有機樹脂であることを特徴とする半導体装置によって解決される。中でも、銅拡散耐性を持つ樹脂がポリベンゾオキサゾールであることを特徴とする半導体装置によって解決される。

又、上記の半導体装置であって、接続銅用絶縁膜がＳｉＣ，ＳｉＣＮの群の中から選ばれる少なくとも一つで構成されてなることを特徴とする半導体装置によって解決される。

又、上記の半導体装置であって、銅と絶縁膜との界面にＴｉが設けられてなることを特徴とする半導体装置によって解決される。

上記のように構成させた本発明の半導体装置は、銅配線構造の絶縁性が高い。しかも、絶縁信頼性が向上した。そして、高抵抗のバリアメタルを設けていないので、配線抵抗が抑制されている。又、応力誘起ボイドの形成が抑制されている。又、塗布型バリア絶縁膜を適用したことから、低廉なコストの半導体装置である。

本発明の半導体装置は、上層配線層、下層配線層、及び前記上層配線層と前記下層配線層との間に設けられたビア層を具備するダマシン配線構造の半導体装置である。配線層は複数である。従って、二層に限られず、三層、四層、五層、……の如何を問わない。配線層（上層配線層や下層配線層）は、信号伝達用の配線銅、及び配線銅の周囲に設けられた配線間絶縁膜を具備する。ビア層は、上層配線層の配線銅と下層配線層の配線銅とを電気的に接続する接続銅、及び接続銅の周囲に設けられた接続銅用絶縁膜を具備する。配線間絶縁膜と接続銅用絶縁膜とは積層して設けられたものである。配線間絶縁膜と接続銅用絶縁膜とは、ビア層の接続銅に対して下層配線層側に向けての応力が作用するように絶縁膜材料が選択され、このような組み合わせになる材料で構成される。このような異なる材料としては、例えばエッチングレートが異なる材料が選択されて構成される。或いは、熱膨張係数が異なる材料で構成される。例えば、（上層配線層の配線間絶縁膜の膨張係数（膜厚方向の熱膨張係数））−（ビア層の絶縁膜の膨張係数（膜厚方向の熱膨張係数））が１０〜１００ｐｐｍ／℃（好ましくは、２０〜８０ｐｐｍ／℃）であるように各々の材料が選択されて各々の絶縁膜が構成される。一般的には、熱膨張係数が異なると言うことは、エッチングレートも異なり、従ってエッチングレート及び熱膨張係数が異なる材料（特に、熱膨張係数が上記のような物性差の材料）が選択される。すなわち、斯くの如きの構成とすることによって、ビア層の接続銅に対して下層配線層側に向けての応力が作用するようになる。配線間絶縁膜は、好ましくは、銅拡散耐性を持つ樹脂で構成される。特に、耐熱温度が４００℃以上（好ましくは、４５０℃以上。）、誘電率が３．０以下（好ましくは、２．７以下。そして、現実的には１．９以上。）のＮ原子を持つ銅拡散耐性を持つ有機樹脂で構成される。このような有機樹脂の中でも好ましいものとしてポリベンゾオキサゾール（Polybenzoxazole：ＰＢＯ）が挙げられる。接続銅用絶縁膜としては、特に好ましいものとしてＳｉＣ，ＳｉＣＮが挙げられる。更に、好ましくは、銅と絶縁膜との界面にＴｉが設けられる。

本発明の一つの大きな特徴は、銅拡散耐性を持つ有機樹脂系絶縁膜を用いることによって、銅拡散に対するバリア層を無くしたことである。これは、有機樹脂系材料を含む様々な絶縁膜を評価している過程において、図１に示されるＴＤＤＢ(time-dependent dielectric breakdown)試験による銅拡散評価結果の通り、ポリベンゾオキサゾール等の有機樹脂は銅拡散耐性を持っていることを見出したことに基づくものである。有機樹脂系絶縁材料は或る程度の銅拡散耐性を期待できる。例えば、ＰＢＯやＢＣＢ（PolyBenzocyclobuten）等の有機樹脂系絶縁材料は銅拡散耐性を期待できる。しかしながら、中でも、ＰＢＯは、耐熱性にも優れていることが判った。更に、誘電率についても、ポリイミドよりも優れていることが判った。かつ、これまで絶縁材料として用いられて来たＳｉＣやＳｉＣＮに比べると、微細加工性に優れていることも判った。従って、配線層における配線間絶縁膜としてＰＢＯを用いることで、高抵抗のバリアメタルを用いずとも済むようになり、配線抵抗低減の効果が得られ、又、高誘電率のバリア絶縁膜を用いずとも済み、実行誘電率低減の効果が得られる。

本発明の特徴および利点を明確にすべく、添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態を以下に詳述する。

図２は、本発明を銅／低誘電率絶縁膜ダマシン配線構造に適用した第１の実施形態を示す断面図である。図２中、１は下地ＳｉＯ膜、２はＳｉＣ（又はＳｉＣＮ）からなるバリア絶縁膜、３はＰＢＯからなる低誘電率の配線間絶縁膜、４は下層配線銅（Ｃｕ）、５はＰＢＯ膜３の表面に形成されたＳｉＣ（又はＳｉＣＮ）からなるキャップ膜、６は下層配線銅４及びキャップ膜５（ＰＢＯ膜３）の表面に設けられたＳｉＣ（又はＳｉＣＮ）からなるバリア絶縁膜、７はＰＢＯからなる低誘電率の配線間絶縁膜、８は上層配線銅（Ｃｕ）、９は下層配線銅４と上層配線銅８とを電気的に接続する接続銅、１０はＰＢＯ膜７の表面に形成されたＳｉＣ（又はＳｉＣＮ）からなるキャップ膜、１１はＳｉＣ（又はＳｉＣＮ）からなるバリア絶縁膜、１２はＳｉＯからなる保護膜である。尚、図２から判る通り、下層配線層は、ＰＢＯ配線間絶縁膜３と下層配線銅４とキャップ膜５とからなる。但し、キャップ膜５が無い場合もある。上層配線層は、ＰＢＯ配線間絶縁膜７と上層配線銅８とキャップ膜１０とからなる。但し、キャップ膜１０が無い場合もある。ビア層は、バリア絶縁膜６と接続銅９とからなる。

そして、図２からも判る通り、銅拡散耐性を有する絶縁膜材料（ＰＢＯ）を用いたことから、銅拡散防止金属層が設けられて無い。すなわち、例えばＴａ等の高抵抗の銅拡散防止金属層が下層配線銅４と接続銅９との境界に存在しない為、ビア層における低抵抗化を格段に向上させることが出来る。これは、従来にあっては、ビア底部、即ち、下層配線銅４の表面に設けた銅拡散防止金属（例えば、Ｔａ）層が配線銅を分断していたのであるが、本発明によれば、こうした問題が解決される。

更に、熱膨張係数が異なる複数の絶縁材料、即ち、ＰＢＯとＳｉＣ（ＳｉＣＮ）とを用いたことで、各々の絶縁材料の熱膨張係数の違いにより生じる内部応力を効果的に利用できる。尚、ＰＢＯ膜の熱膨張係数（膜厚方向の熱膨張係数）は８６ｐｐｍ／℃であり、ＳｉＣ膜の熱膨張係数（膜厚方向の熱膨張係数）は１〜１０ｐｐｍ／℃であり、ＳｉＣＮ膜の熱膨張係数は１〜１０ｐｐｍ／℃である。すなわち、上記のような絶縁材料の組み合わせによれば、配線層（下層配線銅４）の銅原子がビア底で下向きに押し付けられる方向の応力を受けるようになる。因みに、ビア層におけるバリア絶縁膜６としてＳｉＣを、上層配線層における配線間絶縁膜７としてＰＢＯを用いた積層構造（ハイブリッド構造）の場合、配線層（下層配線銅４）の銅原子がビア底で下向きに５０ＭＰａ以上の力で押し付けられる。尚、図３にストレス誘起ボイドの発生し易い構造を示す。図３の第一配線層Ｍ１と第二配線層Ｍ２に幅が５μｍの配線、ビア層に直径１３０ｎｍのビアを設けた多層配線構造のビア底における応力のシミュレーション結果を示す。何れの絶縁膜もがＳｉＯＣの同種膜の構造のものでは、下向きの応力が０〜数ＭＰａであるのに対して、配線層の絶縁膜がＰＢＯ、かつ、ビア層の絶縁膜がＳｉＣのハイブリッド構造のものでは、下向きの応力が１５０ＭＰａ以上と約２桁以上大きな応力となっている。従って、断線が発生し難い信頼性の高い配線構造となっていることが判る。又、配線層の絶縁膜材料とビア層の絶縁膜材料とにエッチングレートが互いに異なる材料を用いたハイブリッド構造を採用したので、同種膜を使用するシングルダマシンやデュアルダマシン製造方法に比べて工程数が低減できる。

しかも、ＳｉＣやＳｉＣＮ等の銅拡散防止絶縁材料は高誘電率なのに対し、配線間絶縁膜にＰＢＯ等の有機樹脂を用いた場合には、それだけ低誘電率なものであるから、配線の実効誘電率低減の効果が得られる。

図４は本発明の配線構造を構成する工程図を示すものである。尚、本工程における製造条件は、通常のダマシン配線構造を形成する場合の条件を用いることが出来、工程的にも、かつ、設備的にも、新たな経済的な負担が増えることはない。そして、製造工程は、絶縁膜材料が違うのみであるから、以下では、簡単な説明に留める。

図４（ａ）は、下層配線層（下層配線銅４とＰＢＯ配線間絶縁膜３とキャップ膜５）の上にＳｉＣ膜（バリア絶縁膜）６がＣＶＤにより設けられ、そしてフォトエッチング技術によりビア加工が施され、次いでＰＢＯ溶液が塗布されてＰＢＯ配線間絶縁膜７が設けられた段階を示すものである。

この後、図４（ｂ）に示される通り、ＳｉＣ膜（キャップ膜）１０がＣＶＤにより設けられ、そしてフォトエッチング技術によりＳｉＣ膜１０に対して配線溝用の窓加工が施される。

そして、図４（ｃ）に示される通り、窓が形成されたキャップ膜１０をハードマスクとしてＰＢＯ配線間絶縁膜７を除去し、更にバリア絶縁膜６をハードマスクとしてビア（孔）に充填されていたＰＢＯを除去する。

次いで、図４（ｄ）に示される通り、銅のシード膜を表面に設けた後、湿式メッキにより銅メッキを施し、下層配線銅４に密着させて接続銅９をビア（孔）に充填し、引き続いて上層配線銅８を設ける。

この後、図４（ｅ）に示される通り、ＣＭＰを行ない、表面を平坦にする。

そして、上記のようにして得られた配線層において、ビア層での応力は下向きで１５０ＭＰａ以上と計算され、上層配線層の銅原子はビア層側に引き寄せられる（押し付けられる）方向の応力を受ける為、断線が発生し難い。因みに、このことが図５に示される。

尚、ビア層部分に発生する圧縮応力は、絶縁膜に使用する材料の熱膨張係数の違い等による内部応力に寄るものであり、ビア層に生ずる下向きの応力が５０ＭＰａ以上であれば、応力起因ボイドを抑制でき、断線が発生し難い。

更に、図６に配線間ＴＤＤＢの評価結果を示す。本発明の配線構造はＴＤＤＢ１０年寿命を確保しており、絶縁信頼性も高いことが判る。

図７は、本発明になる第２の実施形態を示す半導体装置の概略断面図である。

本実施形態にあっては、銅膜と絶縁膜との間にＴｉ層２１を薄く設けたものであり、その他の点については前記実施形態のものと基本的に同じくするので、詳細な説明を省略する。

すなわち、Ｔｉ層を設けることによって、配線としての高い信頼性を保持できるようになる。

これは、ビア配線の部分では、使用する材料の熱膨張係数の違い等によるビア部の銅と絶縁材料との間で剥離を生じ、導通信頼性を損ない兼ねない。従って、絶縁膜との密着性を向上させておくことは、絶縁膜材料の選択幅を広げるのみならず、製造歩留向上や品質面でも好ましいことである。

そこで、発明者による様々な実験の結果、図８に示される如く、銅のシード膜成膜前に、チタンによるライニング処理を行なうと、絶縁膜側壁と銅との密着性が向上することが見出された。このＴｉ層は、厚さが数原子層分でも効果が有り、〜２ｎｍも有れば十分である。そして、現在多用されている銅に対して抵抗値の高いバリアメタル膜であるＴａ／ＴａＮの１０〜３０ｎｍに比較しても、配線形成の微細化動向に有利であることは勿論、低抵抗化の面でも有利である。更に、この製法も、従来のＴａ／ＴａＮのバリア膜形成工程を利用し、材料をＴａでなく、Ｔｉとしてそのまま使用でき、Ｔｉ層を設けたことによる電気抵抗値の変化は性能に影響を与える程でも無い。その結果、工程中のトラブルもなく、高歩留でハイブリッドの配線工程を形成することが出来た。

ＴＤＤＢ試験による銅拡散評価結果 本発明になる半導体装置の概略断面図 ビア底における応力を示すグラフ 本発明になる半導体装置の製造工程図 バリアメタル付ＳｉＯＣ積層膜とバリアメタル無ＰＢＯ／ＳｉＣ積層膜との応力起因ボイド耐性を説明するグラフ 配線間ＴＤＤＢの評価結果 本発明の第２実施形態になる半導体装置の概略断面図 本発明の第２実施形態になる半導体装置の応力起因ボイド耐性向上を示すグラフ

符号の説明

２ バリア絶縁膜（ＳｉＣ，ＳｉＣＮ）
３ 配線間絶縁膜（ＰＢＯ）
４ 下層配線銅（Ｃｕ）
５ キャップ膜（ＳｉＣ，ＳｉＣＮ）
６ バリア絶縁膜（ＳｉＣ，ＳｉＣＮ）
７ 配線間絶縁膜（ＰＢＯ）
８ 上層配線銅（Ｃｕ）
９ 接続銅

特許出願人 次世代半導体材料技術研究組合
代 理 人 宇 高 克 己

Claims (7)

1. 上層配線層、下層配線層、及び前記上層配線層と前記下層配線層との間に設けられたビア層を具備するダマシン配線構造を有する半導体装置において、
   前記半導体装置の配線層は、配線銅および配線間絶縁膜を具備し、
   前記半導体装置のビア層は、前記上層配線層の配線銅と前記下層配線層の配線銅とを電気的に接続する接続銅および該接続銅用絶縁膜を具備してなり、
   前記配線間絶縁膜と前記接続銅用絶縁膜とは、
   積層して設けられたものであり、
   かつ、前記ビア層の接続銅に対して前記下層配線層側に向けての応力が作用するような絶縁膜材料が選択されて構成された
   ことを特徴とする半導体装置。
2. 配線間絶縁膜が銅拡散耐性を持つ樹脂で構成されてなる
   ことを特徴とする請求項１の半導体装置。
3. 上層配線層、下層配線層、及び前記上層配線層と前記下層配線層との間に設けられたビア層を具備するダマシン配線構造を有する半導体装置において、
   前記半導体装置の配線層は、配線銅および配線間絶縁膜を具備し、
   前記半導体装置のビア層は、前記上層配線層の配線銅と前記下層配線層の配線銅とを電気的に接続する接続銅および該接続銅用絶縁膜を具備してなり、
   前記配線間絶縁膜と前記接続銅用絶縁膜とは積層して設けられ、
   前記配線間絶縁膜は銅拡散耐性を持つ樹脂で構成され、
   前記接続銅用絶縁膜は前記配線間絶縁膜のエッチングレートとは異なるエッチングレートのもので構成されてなる
   ことを特徴とする半導体装置。
4. 銅拡散耐性を持つ樹脂は、耐熱温度が４００℃以上、誘電率が３．０以下のＮ原子を持つ有機樹脂である
   ことを特徴とする請求項２又は請求項３の半導体装置。
5. 銅拡散耐性を持つ樹脂がポリベンゾオキサゾールである
   ことを特徴とする請求項２〜請求項４いずれかの半導体装置。
6. 接続銅用絶縁膜がＳｉＣ，ＳｉＣＮの群の中から選ばれる少なくとも一つで構成されてなる
   ことを特徴とする請求項１〜請求項５いずれかの半導体装置。
7. 銅と絶縁膜との界面にＴｉが設けられてなる
   ことを特徴とする請求項１〜請求項６いずれかの半導体装置。

Images