JP4047324B2 - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
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Description
まず、従来の多層配線構造におけるビアホールの内部にボイドが発生するという現象について、本願発明者が検討した結果(前記の現象のメカニズム)について説明する。
以下、本発明の第1の実施形態に係る配線構造及びその製造方法について図面を参照しながら説明する。
以下、本発明の第1の実施形態の変形例に係る配線構造及びその製造方法について図面を参照しながら説明する。
以下、本発明の第2の実施形態に係る配線構造及びその製造方法について図面を参照しながら説明する。
以下、本発明の第3の実施形態に係る配線構造及びその製造方法について図面を参照しながら説明する。
以下、本発明の第4の実施形態に係る配線構造及びその製造方法について図面を参照しながら説明する。
以下、本発明の第4の実施形態の変形例に係る配線構造及びその製造方法について図面を参照しながら説明する。
以下、本発明の第5の実施形態に係る配線構造及びその製造方法について図面を参照しながら説明する。
以下、本発明の第6の実施形態に係る配線構造及びその製造方法について図面を参照しながら説明する。
以下、本発明の第7の実施形態に係る配線構造及びその製造方法について図面を参照しながら説明する。
102A 第1配線
102B ダミー配線
103 SiN膜
104 SiO2 膜
105 FSG膜
106A ビアホール
106B ダミーホール
106C ダミーホール
106D ダミーホール
106E ダミートレンチ
107 配線溝
108 バリア膜
109 Cu膜
110A ビア
110B ダミービア
110C ダミービア
110D ダミービア
110E ダミー部
111 第2配線
111a 太い配線部分
111b 細い配線部分
112 SiN膜
113 SiO2 膜
114 FSG膜
115 ダミーホール
116 バリア膜
117 Cu膜
118 ダミービア
119 SiN膜
120 絶縁性スリット
121 絶縁性スリット
Claims (42)
- 半導体基板と、
前記半導体基板上に形成された第1の配線と、
前記第1の配線上に形成された第1の絶縁膜と、
前記第1の絶縁膜上に形成された第2の配線と、
前記第1の絶縁膜を貫通し、前記第1の配線と前記第2の配線とを接続するビアと、
前記第2の配線に接続されたダミービアとを備えていることを特徴とする半導体装置。 - 前記半導体基板上に形成された第2の絶縁膜をさらに備え、
前記第1の配線は、前記第2の絶縁膜上に形成されており、
前記ダミービアは、前記第2の絶縁膜上に形成された第1のダミー配線と接続されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。 - 前記第1のダミー配線の幅は前記第2の配線の幅よりも小さいことを特徴とする請求項2に記載の半導体装置。
- 前記第1のダミー配線の幅と前記第1の配線の幅とは実質的に等しいことを特徴とする請求項2又は3に記載の半導体装置。
- 前記ダミービアの底面は前記ビアの底面よりも下側に位置することを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 前記半導体基板上に形成された第2の絶縁膜をさらに備え、
前記第1の配線は、前記第2の絶縁膜上に形成されており、
前記ダミービアの底部は前記第2の絶縁膜中に位置することを特徴とする請求項5に記載の半導体装置。 - 前記第2の配線と前記ビアとはデュアルダマシン構造を構成することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の半導体装置。
- 前記第2の配線と前記ダミービアとはデュアルダマシン構造を構成することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の半導体装置。
- 前記ダミービアは第2の配線の上面に接続されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 前記ダミービアは、前記第2の配線上に形成された第3の絶縁膜中に形成されていることを特徴とする請求項9に記載の半導体装置。
- 前記第3の絶縁膜は、SiN膜とSiO 2 膜とを含む積層構造を有することを特徴とする請求項10に記載の半導体装置。
- 前記ダミービアは第2のバリア膜と第2の導電膜とからなることを特徴とする請求項9〜11のいずれか1項に記載の半導体装置。
- 前記第2の導電膜は銅を含むことを特徴とする請求項12に記載の半導体装置。
- 前記ダミービア上に、前記ダミービアの頂部と接するように第2のダミー配線が設けられていることを特徴とする請求項9〜13のいずれか1項に記載の半導体装置。
- 前記第1の絶縁膜は、SiN膜とSiO 2 膜とを含む積層構造を有することを特徴とする請求項1〜14のいずれか1項に記載の半導体装置。
- 前記第1の配線は、第1のバリア膜と第1の導電膜とからなることを特徴とする請求項1〜15のいずれか1項に記載の半導体装置。
- 前記第1の導電膜は銅を含むことを特徴とする請求項16に記載の半導体装置。
- 前記第1の配線及び前記第2の配線はそれぞれ、他の素子又は外部電極に接続されていることを特徴とする請求項1〜17のいずれか1項に記載の半導体装置。
- 前記第1の配線、前記第2の配線及び前記ビアはそれぞれ閉回路の一部を構成し、
前記ダミービアは閉回路を構成しないことを特徴とする請求項1〜18のいずれか1項に記載の半導体装置。 - 前記第1の配線の幅は前記第2の配線の幅よりも小さいことを特徴とする請求項1〜19のいずれか1項に記載の半導体装置。
- 前記ビア及び前記ダミービアの平面形状は実質的に円形であることを特徴とする請求項1〜20のいずれか1項に記載の半導体装置。
- 前記ビアの直径と前記ダミービアの直径とは実質的に等しいことを特徴とする請求項21に記載の半導体装置。
- 前記ダミービアの直径は前記ビアの直径よりも小さいことを特徴とする請求項21に記載の半導体装置。
- 前記ビア及び前記ダミービアの平面形状は実質的に正方形であることを特徴とする請求項1〜20のいずれか1項に記載の半導体装置。
- 前記ビアの一辺の長さと前記ダミービアの一辺の長さとは実質的に等しいことを特徴とする請求項24に記載の半導体装置。
- 前記ダミービアの一辺の長さは、前記ビアの一辺の長さよりも小さいことを特徴とする請求項24に記載の半導体装置。
- 前記ダミービアの平面形状は実質的に長方形であることを特徴とする請求項1〜20のいずれか1項に記載の半導体装置。
- 前記ダミービアの平面形状における長辺方向は前記第2の配線の短辺方向と同じであることを特徴とする請求項27に記載の半導体装置。
- 前記ビアと前記ダミービアとの間隔は25μm以下であることを特徴とする請求項1〜28のいずれか1項に記載の半導体装置。
- 前記ビアと前記ダミービアとの間隔は1μm以下であることを特徴とする請求項29に記載の半導体装置。
- 前記ビアと前記ダミービアとの間隔は最小配線幅と実質的に等しいことを特徴とする請求項1〜28のいずれか1項に記載の半導体装置。
- 前記ダミービアは複数設けられていることを特徴とする請求項1〜31のいずれか1項に記載の半導体装置。
- 前記ビアと前記第2の配線の一端との距離は、前記ダミービアと当該一端との距離よりも短く、且つ前記ビアと前記第2の配線の他端との距離よりも短いことを特徴とする請求項1〜32のいずれか1項に記載の半導体装置。
- 前記第2の配線は、第1の配線部分と、前記第1の配線部分よりも配線幅が狭く且つ前記第1の配線部分から分岐した第2の配線部分とからなり、
前記ビアは前記第2の配線部分に接続されていることを特徴とする請求項1〜33のいずれか1項に記載の半導体装置。 - 前記ダミービアは、前記第1の配線部分と前記第2の配線部分との分岐点又は当該分岐点の近傍に形成されていることを特徴とする請求項34に記載の半導体装置。
- 前記第2の配線部分の幅は0.2μm以下であることを特徴とする請求項34又は35に記載の半導体装置。
- 前記ダミービアの平面形状は実質的に方形であり、
前記ダミービアの長辺方向と前記第1の配線部分の長辺方向とが同じであることを特徴とする請求項34〜36のいずれか1項に記載の半導体装置。 - 半導体基板上に第1の配線を形成する工程(a)と、
前記第1の配線上に第1の絶縁膜を形成する工程(b)と、
前記第1の絶縁膜に、前記第1の配線と接続するビアホールと、前記第1の配線とは接続しないダミーホールと、前記ビアホール及び前記ダミーホールと接続する配線溝とを形成する工程(c)と、
前記ビアホールと前記ダミーホールと前記配線溝とに導電材料を埋め込み、それによってビアとダミービアと第2の配線とを形成する工程(d)とを備えていることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記工程(a)において、前記半導体基板上に第1のダミー配線を同時に形成し、
前記工程(c)において、前記ダミーホールを前記第1のダミー配線と接続させることを特徴とする請求項38に記載の半導体装置の製造方法。 - 半導体基板上に第1の配線を形成する工程(a)と、
前記第1の配線上に第1の絶縁膜を形成する工程(b)と、
前記第1の絶縁膜に、前記第1の配線と接続するビアホールと、前記ビアホールと接続する配線溝とを形成する工程(c)と、
前記ビアホールと前記配線溝とに導電材料を埋め込み、それによってビアと第2の配線とを形成する工程(d)と、
前記第2の配線上に第2の絶縁膜を形成する工程(e)と、
前記第2の絶縁膜に、前記第2の配線と接続するダミーホールを形成する工程(f)と、
前記ダミーホールに導電材料を埋め込み、それによってダミービアを形成する工程(g)とを備えていることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記工程(c)において、前記配線溝は、第1の配線溝部分と、前記第1の配線溝部分よりも幅が狭く且つ前記第1の配線溝部分から分岐した第2の配線溝部分とからなると共に、前記ビアホールと前記第2の配線溝部分とが接続していることを特徴とする請求項38〜40のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記工程(c)において、前記ダミーホールは、前記第1の配線溝部分と前記第2の配線溝部分との分岐点又は当該分岐点の近傍に位置する前記配線溝と接続していることを特徴とする請求項41に記載の半導体装置の製造方法。
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