JP3811473B2 - 半導体装置 - Google Patents
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Description
Diamondで市販されている低誘電率プラズマCVD−SiOC膜、あるいはASM社から登録商標名Auroraで市販されている低誘電率プラズマCVD−SiOC膜なども、20GPa以下のヤング率しか有していない。これに対し、ワイヤボンディング工程では0.1〜0.2GPaの応力が半導体装置に印加される。
図5は、本発明の第1実施例による半導体集積回路装置100の構成を示す。
FSG膜),MSQ膜、HSQ膜、FSQ膜などを使うことも可能である。これらには、ダウコーニングシリコーン社より市販のHSQ塗付膜、旭化成(株)より登録商標名ALCAP−Eとして市販の全芳香族アリールエーテル塗付膜、ハネウエル社より登録商標名FLAREで市販のアリールエーテル塗付膜、ダウケミカル社より登録商標名SiLKで市販のアリールエーテル塗付膜、ダウケミカル社より市販のベンゾシクロブテン(BCB)塗付膜、ダウケミカル社より市販のベンゾシクロブテン(BCB)CVD膜、アプライドマテリアル社より登録商標名Black Diamondで市販の無機あるいは有機SiOCH−CVD膜、富士通(株)およびトリケミカル社より市販のFSQ(フッ素含有水素シルセスキオキサン)塗付膜、JSR社より登録商標名LKD−T200で市販の無機あるいは有機メチルシルセスキオキサン(MSQ)塗付膜、前記Novellus Systems社より登録商標名Coralで市販の無機あるいは有機SiOCH−CVD膜、ASM社より登録商標Auroraで市販の無機あるいは有機SiOCH−CVD膜、ハネウエル社より登録商標名HOSPとして市販の無機あるいは有機MSQ塗付膜、ダウコーニングシリコーン社よりポーラスHSQとして市販の無機ポーラス化HSQ塗付膜、住友化学(株)より登録商標名ALS−400として市販の有機ポーラス化アリールエーテル塗付膜、触媒化成(株)より登録商標名IPSとして市販の無機あるいは有機SiH系ポーラス塗布膜、ハネウエル社より登録商標名Nanoglass-Eとして市販の無機あるいは有機SiOCH塗布膜、JSR社より登録商標名LKD−T400として市販の無機あるいは有機ポーラス化MSQ塗布膜、旭化成(株)より登録商標名ALCAP−Sとして市販の無機ポーラスシリカ塗布膜、ダウケミカル社よりポーラスSiLKとして市販の有機ポーラス化アリールエーテル塗布膜、ハネウエル社よりポーラス化FLAREとして市販の有機ポーラス化アリールエーテル塗付膜、神戸製鋼所よりsilica aerogelとして市販の無機高圧乾燥ポーラスシリカ膜などの、比誘電率が3.0以下の膜が含まれる。
[第2実施例]
図10は、本発明の第2実施例による半導体集積回路装置200の構成を示す。ただし図10中、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
[第3実施例]
図11は、本発明の第3実施例による半導体集積回路装置300の構成を示す。ただし図11中、先に説明した部分に対応する部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
[第4実施例]
図14(A),(B)は、本発明の第4実施例による半導体集積回路装置の一部を示す平面図である。
[第5実施例]
図16は本発明の第5実施例による半導体チップ領域5001〜5004の構成を示す。
[第6実施例]
本発明の発明者は本発明の第6実施例において、先に図5で説明した本発明第1実施例の半導体集積回路装置100を基に、図5のLow-K多層配線構造を図17に示すようにCu配線層1Aを形成されたヤング率が10GPaの低誘電率層間絶縁膜1(SiLK(登録商標)と、Cuビアプラグ12Aを形成されたヤング率が20GPaのSiOC膜2との積層により形成し、前記層間絶縁膜1の膜厚h1を200nmに設定した条件下において前記膜厚h2を様々に変化させ、多層配線構造中の応力分布を求める実験を行った。
[第7実施例]
図20は、本発明第7実施例による半導体集積回路装置の構成の一部を示す。ただし図20中、先に説明した部分には対応する参照符号を付し、説明を省略する。
(付記1) 基板と、
前記基板上に形成された第1の多層配線構造と、
前記第1の多層配線構造上に形成された第2の多層配線構造とを備え、
前記第1の多層配線構造は第1の層間絶縁膜と前記第1の層間絶縁膜中に含まれる第1の配線層とを含み、
前記第2の多層配線構造は第2の層間絶縁膜と前記第2の層間絶縁膜中に含まれる第2の配線層とを含み、
前記第1の多層配線構造は、前記基板表面から少なくとも前記第2の多層配線構造に達する支柱を含み、
前記第1の配線層は、前記支柱を避けて形成されていることを特徴とする半導体装置。
前記各々の配線層は層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜中に形成された配線パターンとよりなり、
前記ビア層は層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜中に形成されたビアプラグとよりなり、
前記ビアプラグは、前記ビア層上の配線層中の配線パターンと、前記ビア層下の配線層中の配線パターンとを接続し、
前記ビア層を構成する層間絶縁膜は、前記ビア層上下の配線層を構成する層間絶縁膜のいずれよりも小さな膜厚と大きな弾性率とを有することを特徴とする多層配線構造。
前記基板上に形成された第1の多層配線構造と、
前記第1の多層配線構造上に形成された第2の多層配線構造とを含む半導体装置であって、
前記第1の多層配線構造は、少なくとも2層以上の配線層を、ビア層を介して積層してなり、
前記各々の配線層は層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜中に形成された配線パターンとよりなり、
前記ビア層は層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜中に形成されたビアプラグとよりなり、
前記ビアプラグは、前記ビア層上の配線層中の配線パターンと、前記ビア層下の配線層中の配線パターンとを接続し、
前記ビア層を構成する層間絶縁膜は、前記ビア層上下の配線層を構成する層間絶縁膜のいずれよりも小さな膜厚と大きな弾性率とを有し、
前記第1の層間絶縁膜中において前記各配線層中の配線パターンおよび各ビア層中のビアプラグは、前記基板表面から前記第1の多層配線構造を貫通して連続的に延在し、少なくとも前記第2の多層配線構造に至る支柱を形成することを特徴とする半導体装置。
前記基板上に形成された多層配線構造とよりなり、
前記多層配線構造中には複数の支柱が、前記基板表面に達するように形成されており、
前記多層配線構造中には、前記複数の支柱の間に、対角線状に、補強構造が形成されていることを特徴とする半導体装置。
11,31,101 基板
11A,101A,10B 素子領域
11B,101C 素子分離構造
11a,11b,101a〜101d 拡散領域
12 ゲート絶縁膜
13,102A,102B ゲート電極
13a,13b ゲート側壁絶縁膜
14〜17,32,103〜107 低誘電率層間絶縁膜
14P〜14Q,16P〜16Q,17P〜17Q,104a〜104d,110V ビアプラグ
15A〜15B,16A〜16C,17A〜17B,104A〜104D,105A〜105D,106A〜106D,107A〜107D 下部配線層
18〜21,33〜34 層間絶縁膜
18A,19A,20A,108A〜108D,109A〜109D 上部配線層
22,111 コンタクトパッド
32A 配線パターン
32X 隙間
104BM TaNバリアメタル
104P〜109P 支柱パターン
104p〜109p 支柱プラグ
105GC 配線パターン溝
105GP 支柱パターン溝
105S SiCバリア膜
105Sd Cuシード層
105T SiCハードマスク
105V ビアホール
5001〜5004 チップ領域
501 スクライブライン
P100〜P300,P400 支柱
P500 支柱兼耐湿リング
Claims (10)
- 基板と、
前記基板上に形成された第1の多層配線構造と、
前記第1の多層配線構造上に形成された第2の多層配線構造とを備え、
前記第1の多層配線構造は第1の層間絶縁膜と前記第1の層間絶縁膜中に含まれる第1の配線層とを含み、
前記第2の多層配線構造は第2の層間絶縁膜と前記第2の層間絶縁膜中に含まれる第2の配線層とを含み、
前記第1の多層配線構造は、前記基板表面から少なくとも前記第2の多層配線構造の下面に達する支柱を含み、
前記第1の配線層は、前記支柱を避けて形成されていることを特徴とする半導体装置。 - 前記支柱は、前記第1の多層配線構造中において前記第1の配線層と同一の層構造を有することを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
- 前記支柱は、前記第1の多層配線構造中において前記第1の配線層とは異なる組成を有することを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
- 前記支柱は、前記第2の多層配線構造の下面に係合する端部を有することを特徴とする請求項1〜3のうち、いずれか一項記載の半導体装置。
- 前記第2の多層配線構造上には、電極パッドが形成されていることを特徴とする請求項1〜4のうち、いずれか一項記載の半導体装置。
- 前記支柱は、前記基板のうち前記電極パッド直下の領域において複数個、全体として前記領域の少なくとも15%の面積を占有するように形成されることを特徴とする請求項5記載の半導体装置。
- 前記第1の層間絶縁膜は第1のヤング率を有し、前記第2の層間絶縁膜は前記第1のヤング率よりも大きな第2のヤング率を有することを特徴とする請求項1〜6のうち、いずれか一項記載の半導体装置。
- 少なくとも2層以上の配線層を、基板上においてビア層を介して積層した多層配線構造において、
前記各々の配線層は層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜中に形成された配線パターンとよりなり、
前記ビア層は層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜中に形成されたビアプラグとよりなり、
一のビアプラグは、前記一のビアプラグを含むビア層上の配線層中の配線パターンと、前記一のビアプラグを含むビア層下の配線層中の配線パターンとを接続し、前記多層配線構造中を貫通して前記基板表面に到達する支柱の一部を構成し、
前記ビア層を構成する層間絶縁膜は、前記ビア層上下の配線層を構成する層間絶縁膜のいずれよりも小さな膜厚と大きな弾性率とを有することを特徴とする多層配線構造。 - 基板と、
前記基板上に形成された第1の多層配線構造と、
前記第1の多層配線構造上に形成された第2の多層配線構造とを含む半導体装置であって、
前記第1の多層配線構造は、少なくとも2層以上の配線層を、ビア層を介して積層してなり、
前記各々の配線層は層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜中に形成された配線パターンとよりなり、
前記ビア層は層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜中に形成されたビアプラグとよりなり、
前記ビアプラグは、前記ビア層上の配線層中の配線パターンと、前記ビア層下の配線層中の配線パターンとを接続し、
前記ビア層を構成する層間絶縁膜は、前記ビア層上下の配線層を構成する層間絶縁膜のいずれよりも小さな膜厚と大きな弾性率とを有し、
前記第1の多層配線構造中において前記各配線層中の配線パターンおよび各ビア層中のビアプラグは、前記基板表面から前記第1の多層配線構造を貫通して連続的に延在し、少なくとも前記第2の多層配線構造の下面に至る支柱を形成することを特徴とする半導体装置。 - 基板と、
前記基板上に形成された多層配線構造とよりなり、
前記多層配線構造は、少なくとも2層以上の配線層を、ビア層を介して積層してなり、
前記各々の配線層は層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜中に形成された配線パターンとよりなり、
前記ビア層は層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜中に形成されたビアプラグとよりなり、
前記多層配線構造中には、前記少なくとも2層以上の配線層とビア層中の配線パターンおよびビアプラグにより複数の支柱が、前記多層配線構造を貫通して前記基板表面に達するように形成されており、
前記多層配線構造中には、前記複数の支柱の間に、前記少なくとも2層以上の配線層とビア層中の配線パターンおよびビアプラグにより、前記多層配線構造中を対角線状に、連続的に延在する補強構造が形成されていることを特徴とする半導体装置。
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