JP2006324388A - Semiconductor device and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置及びその製造方法に関し、特に、層間絶縁膜として低誘電率膜を用い、CMP及びストレス緩和用にダミーパターンを配置した場合における、チャージングダメージによる低誘電率膜の損傷を低減するダミーパターンの形成方法についての半導体装置およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor device and a method for manufacturing the same, and in particular, when a low dielectric constant film is used as an interlayer insulating film and a dummy pattern is disposed for CMP and stress mitigation, the low dielectric constant film is damaged by charging damage. The present invention relates to a method for forming a dummy pattern to be reduced and a method for manufacturing the same.
近年、半導体集積回路装置の高集積化、高機能化及び高速化に伴って、層間絶縁膜に低誘電率膜を用いる技術が提案されている。層間絶縁膜に低誘電率絶縁膜を用いると、配線間容量が低減するので、信号遅延の問題が回避でき、高速化、低消費電力化、高集積化が実現できる。 2. Description of the Related Art In recent years, techniques for using a low dielectric constant film as an interlayer insulating film have been proposed along with higher integration, higher functionality, and higher speed of semiconductor integrated circuit devices. When a low dielectric constant insulating film is used as the interlayer insulating film, the wiring capacitance is reduced, so that the problem of signal delay can be avoided, and high speed, low power consumption, and high integration can be realized.
しかしながら、低誘電率膜は機械的あるいは熱的ストレスに弱く、剥離、クラックが生じやすいという短所を有している。そこで、この問題を回避するために、ダミー配線及びダミービアを用いる技術が数多く提案されている(例えば、特許文献1参照)。 However, the low dielectric constant film is disadvantageous in that it is vulnerable to mechanical or thermal stress and is liable to be peeled off or cracked. In order to avoid this problem, many techniques using dummy wirings and dummy vias have been proposed (see, for example, Patent Document 1).
以下、図5および図6を参照しながら、低誘電率層間絶縁膜内にダミー配線及びダミービアを形成する方法の一例について説明する。 Hereinafter, an example of a method of forming dummy wirings and dummy vias in the low dielectric constant interlayer insulating film will be described with reference to FIGS.
まず、図5(a)に示すように、P型半導体基板1上にトランジスタ等(図示せず)を形成した後、層間絶縁膜2を堆積し、コンタクトプラグ31を形成した後、第1層Cu配線3及び第1層Cuダミー配線21を同時に形成する。その後、SiC絶縁膜4を堆積する。次に、図5(b)に示すように、第1Low−k絶縁膜5を堆積した後、第1層ビアホール6及び第1層ダミービアホール32をドライエッチングにて第1SiC絶縁膜4をストッパーとして形成する。次に、図5(c)に示すように、第2層Cu配線溝9及び第2層Cuダミー配線溝23をドライエッチングにて同時に形成した後、ドライエッチングにて第1層ビアホール6及び第1層ダミービアホール32の底にあるSiC絶縁膜4を開口する。次に、図6(a)に示すように、溝及びホール内にCuを埋め込み、第2層Cu配線12、第1層ビア10、第2層Cuダミー配線25、第1層ダミービア33を同時に形成した後、第2SiC絶縁膜13を堆積する。次に、図6(b)に示すように、以上の同一工程を繰り返すことにより、第2Low−k絶縁膜14、第2層ビア15、第3層Cu配線17、第3層Cuダミー配線27、第2層ダミービア34を同時に形成した後、第3SiC絶縁膜28を堆積する。
First, as shown in FIG. 5A, after forming a transistor or the like (not shown) on the P-
以上のような工程を繰り返し行なうことにより、低誘電率層間絶縁膜内にダミー配線及びダミービアを形成することができ、その結果、低誘電率層間絶縁膜の界面を減らすことが可能になると同時に、ダミー配線、ダミービアが柱の役割を果たすため、機械的あるいは熱的ストレスによる絶縁膜の剥離、クラックを防止することができる。
しかしながら、半導体集積回路装置の微細化・多層化の進行に伴い、配線間隔が縮小、配線形成工程が長くなることにより、配線形成プロセスでのチャージアップが、低誘電率絶縁膜の絶縁寿命を損なう、または絶縁破壊してしまうという問題が起きる。 However, with the progress of miniaturization and multilayering of semiconductor integrated circuit devices, the wiring interval is reduced and the wiring forming process is lengthened, so that the charge-up in the wiring forming process impairs the insulation life of the low dielectric constant insulating film. Or the problem of dielectric breakdown occurs.
具体的には、最下層配線が半導体基板に接続されており、その配線と最小間隔でダミー配線が配置されている場合、従来技術の場合にはダミー配線及びダミービアが全層電気的に接続されており、かつフローティングであるため、各層配線・ビア形成時に生じるチャージアップによる過剰な電圧がダミー配線に生じ、最も配線間隔の狭い半導体基板に接続されている最下層配線との間にある低誘電率膜が何度もダメージを受けてしまう。このダメージは配線層数の増加及び配線間隔の縮小とともに顕著となり、低誘電率膜の寿命低下、絶縁破壊の原因となる(図6(b)のチャージアップダメージ35を参照のこと)。 Specifically, when the lowermost layer wiring is connected to the semiconductor substrate and the dummy wiring is arranged at the minimum distance from the wiring, in the case of the prior art, the dummy wiring and the dummy via are electrically connected to all layers. Because it is floating, excess voltage due to charge-up that occurs when forming each layer wiring / via is generated in the dummy wiring, and it is low dielectric between the lowermost wiring connected to the semiconductor substrate with the narrowest wiring interval The rate film is damaged many times. This damage becomes conspicuous with an increase in the number of wiring layers and a reduction in the wiring interval, which causes a decrease in the lifetime of the low dielectric constant film and a dielectric breakdown (see charge-up damage 35 in FIG. 6B).
したがって、本発明の目的は、上記課題に鑑み、低誘電率膜の機械的、熱的ストレス耐性を向上しつつ、プロセスチャージングダメージ耐性の向上を実現し、配線形成プロセスによるチャージアップにより低誘電率膜がダメージを受けな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。 Therefore, in view of the above problems, the object of the present invention is to improve the resistance to process charging damage while improving the mechanical and thermal stress resistance of the low dielectric constant film, and to reduce the dielectric by charging up by the wiring formation process. An object of the present invention is to provide a semiconductor device in which the rate film is not damaged and a method for manufacturing the same.
上記課題を解決するために、本発明の請求項1記載の半導体装置は、基板上に下方より順に形成された第1から第5の絶縁膜と、前記第3の絶縁膜内に設けられた、第1の導電性材料からなる第1のダミービアと、前記第5の絶縁膜内に設けられた、第2の導電性材料からなる第2のダミービアとを備え、平面的に見て、前記第2のダミービアは前記第1のダミービアの直上上方に形成され、前記第1のダミービアと前記第2のダミービアは、前記第4の絶縁膜によって電気的に絶縁されている。
In order to solve the above-described problem, a semiconductor device according to
請求項2記載の半導体装置は、請求項1記載の半導体装置において、前記第5の絶縁膜上に、下層の絶縁膜と上層の絶縁膜を一対とする積層膜を少なくとも一層備え、前記上層の絶縁膜内に、導電性材料からなる上層のダミービアが設けられ、平面的に見て、前記上層のダミービアは、前記第2のダミービアの直上上方に形成され、前記上層のダミービアとその下方に配置される前記第2のダミービアは、前記下層の絶縁膜によって電気的に絶縁されている。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the semiconductor device according to the first aspect, wherein the semiconductor device according to the first aspect includes at least one laminated film including a pair of a lower insulating film and an upper insulating film on the fifth insulating film. An upper dummy via made of a conductive material is provided in the insulating film, and when viewed in plan, the upper dummy via is formed immediately above the second dummy via, and is disposed below the upper dummy via. The second dummy via is electrically insulated by the lower insulating film.
請求項3記載の半導体装置は、基板上に下方より順に形成された第1から第5の絶縁膜と、前記第1の絶縁膜内の上部に設けられた、第1の導電性材料からなる第1のダミー配線と、前記第3の絶縁膜内の下部に設けられた、第2の導電性材料からなる第1のダミービアと、前記第3の絶縁膜内の上部に設けられ、前記第1のダミービアと電気的に接続された、前記第2の導電性材料からなる第2のダミー配線と、前記第5の絶縁膜内の下部に設けられた、第3の導電性材料からなる第2のダミービアと、前記第5の絶縁膜内の上部に設けられ、前記第2のダミービアと電気的に接続された、前記第3の導電性材料からなる第3のダミー配線とを備え、平面的に見て、前記第3のダミー配線は前記第2のダミー配線の直上上方に形成され、前記第2のダミー配線は前記第1のダミー配線の直上上方に形成され、前記第1のダミービアは平面的に見て、前記第2のダミー配線が形成された領域内に形成され、前記第2のダミービアは平面的に見て、前記第3のダミー配線が形成された領域内に形成され、前記第1のダミー配線と前記第1のダミービアは、前記第2の絶縁膜によって電気的に絶縁され、前記第2のダミー配線と前記第2のダミービアは、前記第4の絶縁膜によって電気的に絶縁されている。
The semiconductor device according to
請求項4記載の半導体装置は、請求項3記載の半導体装置において、前記第1のダミービアの設計値は、同一レイヤにあるビアの設計値の95%以下であり、前記第2のダミービアの設計値は同一レイヤにあるビアの設計値の95%以下である。
The semiconductor device according to
請求項5記載の半導体装置は、請求項1または3記載の半導体装置において、前記第3の絶縁膜および前記第5の絶縁膜はlow−k材料を含む膜であり、前記第2の絶縁膜および前記第4の絶縁膜はSiC系材料を含む膜である。
The semiconductor device according to
請求項6記載の半導体装置は、請求項1または3記載の半導体装置において、前記第3の絶縁膜および前記第5の絶縁膜はSiO系材料を含む膜であり、前記第2の絶縁膜および前記第4の絶縁膜はSiN系材料を含む膜である。
The semiconductor device according to
請求項7記載の半導体装置は、請求項1または3記載の半導体装置において、前記第1から第5の絶縁膜のうち、少なくともいずれか1つは多層膜である。 A semiconductor device according to a seventh aspect is the semiconductor device according to the first or third aspect, wherein at least one of the first to fifth insulating films is a multilayer film.
請求項8記載の半導体装置の製造方法は、基板上に下方より順に第1、第2および第3の絶縁膜を形成する工程と、前記第3の絶縁膜内に、第1のビア形成用開口部を設け、第1の導電性材料を前記第1のビア形成用開口部内に充填して前記第2の絶縁膜表面に至る第1のダミービアを埋め込み形成する工程と、前記第1のダミービア上を含む前記第3の絶縁膜上に、第4の絶縁膜を形成する工程と、前記第4の絶縁膜上に第5の絶縁膜を形成する工程と、前記第5の絶縁膜内に第2のビア形成用開口部を設け、第2の導電性材料を前記第2のビア形成用開口部内に充填して、平面的に見て、前記第1のダミービアの直上上方に、前記第4の絶縁膜表面に至る第2のダミービアを埋め込み形成する工程とを含む。 9. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 8, wherein a first, second and third insulating films are formed on a substrate in order from the bottom, and a first via is formed in the third insulating film. Providing an opening, filling a first conductive material into the first via formation opening and embedding a first dummy via reaching the surface of the second insulating film; and the first dummy via Forming a fourth insulating film on the third insulating film including the upper part; forming a fifth insulating film on the fourth insulating film; and in the fifth insulating film A second via forming opening is provided, and the second conductive material is filled into the second via forming opening, and the second via forming opening is directly above the first dummy via in plan view. And a step of embedding and forming a second dummy via reaching the surface of the insulating film.
請求項9記載の半導体装置の製造方法は、請求項8記載の半導体装置の製造方法において、前記第5の絶縁膜上に、下層の絶縁膜と上層の絶縁膜を一対とする積層膜を少なくとも一層形成する工程と、前記上層の絶縁膜内において、平面的に見て、前記第2のダミービアの直上上方に、前記下層の絶縁膜表面に至る上層の開口部を設け、導電性材料を前記上層の開口部内に充填して上層のダミービアを埋め込み形成する工程とを含む。
The method of manufacturing a semiconductor device according to
請求項10記載の半導体装置の製造方法は、基板上に第1の絶縁膜を形成する工程と、前記第1の絶縁膜内の上部に、第1の配線形成用開口部を設け、第1の導電性材料を前記第1の配線形成用開口部内に充填して第1のダミー配線を埋め込み形成する工程と、前記第1のダミー配線上を含む前記第1の絶縁膜上に、第2の絶縁膜を形成する工程と、前記第2の絶縁膜上に第3の絶縁膜を形成する工程と、前記第3の絶縁膜内の上部に第2の配線形成用開口部を設けるとともに、前記第2の配線形成用開口部の底面下に第1のビア形成用開口部を設け、第2の導電性材料を前記第2の配線形成用開口部内および前記第1のビア形成用開口部内に充填して、平面的に見て、前記第1のダミー配線の直上上方に第2のダミー配線および前記第2の絶縁膜表面に至る第1のダミービアをそれぞれ埋め込み形成する工程と、前記第2のダミー配線上を含む前記第3の絶縁膜上に、第4の絶縁膜を形成する工程と、前記第4の絶縁膜上に第5の絶縁膜を形成する工程と、前記第5の絶縁膜内の上部に第3の配線形成用開口部を設けるとともに、前記第3の配線形成用開口部の底面下に第2のビア形成用開口部を設け、第3の導電性材料を前記第3の配線形成用開口部内および前記第2のビア形成用開口部内に充填して、平面的に見て、前記第2のダミー配線の直上上方に、第3のダミー配線および前記第4の絶縁膜表面に至る第2のダミービアをそれぞれ埋め込み形成する工程とを含む。
The method for manufacturing a semiconductor device according to
請求項11記載の半導体装置の製造方法は、請求項10記載の半導体装置の製造方法において、前記第1のダミービアのサイズの設計値は、同一レイヤにあるビアのサイズの設計値の95%以下であり、前記第2のダミービアのサイズの設計値は、同一レイヤにあるビアのサイズの設計値の95%以下である。
The semiconductor device manufacturing method according to claim 11 is the semiconductor device manufacturing method according to
請求項12記載の半導体装置の製造方法は、請求項8または10記載の半導体装置の製造方法において、前記第3の絶縁膜および前記第5の絶縁膜はlow−k材料を含む膜であり、前記第2の絶縁膜および前記第4の絶縁膜はSiC系材料を含む膜である。
The method for manufacturing a semiconductor device according to
請求項13記載の半導体装置の製造方法は、請求項8または10記載の半導体装置の製造方法において、前記第3の絶縁膜および前記第5の絶縁膜はSiO系材料を含む膜であり、前記第2の絶縁膜および前記第4の絶縁膜はSiN系材料を含む膜である。
The method for manufacturing a semiconductor device according to
請求項14記載の半導体装置の製造方法は、請求項8または10記載の半導体装置の製造方法において、前記第1から第5の絶縁膜のうち、少なくともいずれか1つは多層膜である。
The method for manufacturing a semiconductor device according to
本発明の請求項1記載の半導体装置によれば、第3の絶縁膜内に設けられた、第1の導電性材料からなる第1のダミービアと、第5の絶縁膜内に設けられた、第2の導電性材料からなる第2のダミービアとを備え、平面的に見て、第2のダミービアは第1のダミービアの直上上方に形成され、第1のダミービアと第2のダミービアは、第4の絶縁膜によって電気的に絶縁されているので、配線間容量の低減を図るために第3の絶縁膜および第5の絶縁膜に低誘電率膜を用いても、低誘電率層間絶縁膜内にダミービアを形成することで低誘電率層間絶縁膜の界面を減らすことが可能になると同時に、異なる層において、平面的にほぼ同一位置に形成されるダミービアが柱の役割を果たすため、機械的あるいは熱的ストレスによる絶縁膜の剥離、クラックを防止することができる。
According to the semiconductor device of
また、各層のダミービアが電気的に絶縁されているため各層に生じるプロセスのチャージアップダメージは各層で完結することになる。従って、ある層のダミービアと配線の間隔が最小となる配置が存在しても、その部分へのダメージはその層を形成する場合のみで完結し、従来のようにその層以上の上層を形成する場合のダメージがすべて積算されることがない。よって、プロセスのチャージアップダメージによる低誘電率膜の寿命劣化や破壊を防止することができる。さらに、ダミーがビアのみであるためダミー配線の置けないところでもダミービアを積層状態で効果的に配置することができる。その結果、ダミービアがチップの柱のような機能を果たし、機械的・熱的ストレス耐性をさらに向上することができる。 In addition, since the dummy vias in each layer are electrically insulated, the process charge-up damage that occurs in each layer is completed in each layer. Therefore, even if there is an arrangement where the distance between the dummy via and the wiring of a certain layer is minimized, the damage to that portion is completed only when the layer is formed, and an upper layer higher than that layer is formed as in the conventional case. Not all damage is accumulated. Therefore, it is possible to prevent the life deterioration and destruction of the low dielectric constant film due to the process charge-up damage. Furthermore, since the dummy is only the via, the dummy via can be effectively arranged in a stacked state even where the dummy wiring cannot be placed. As a result, the dummy via functions as a chip pillar and can further improve resistance to mechanical and thermal stress.
このように、低誘電率膜の機械的、熱的ストレス耐性を向上しつつ、微細化に伴うプロセス上のチャージングダメージによる低誘電率膜の寿命劣化・破壊を防止することができる。 As described above, while the mechanical and thermal stress resistance of the low dielectric constant film is improved, it is possible to prevent the life deterioration and destruction of the low dielectric constant film due to the charging damage in the process accompanying the miniaturization.
請求項2では、請求項1記載の半導体装置において、第5の絶縁膜上に、下層の絶縁膜と上層の絶縁膜を一対とする積層膜を少なくとも一層備え、上層の絶縁膜内に、導電性材料からなる上層のダミービアが設けられ、平面的に見て、上層のダミービアは、第2のダミービアの直上上方に形成され、上層のダミービアとその下方に配置される第2のダミービアは、下層の絶縁膜によって電気的に絶縁されていることが好ましい。 According to a second aspect of the present invention, in the semiconductor device according to the first aspect, at least one laminated film including a lower insulating film and an upper insulating film as a pair is provided on the fifth insulating film, and the conductive film is formed in the upper insulating film. An upper dummy via made of a conductive material is provided, and when viewed in plan, the upper dummy via is formed immediately above the second dummy via, and the upper dummy via and the second dummy via disposed below the lower dummy via are lower layers It is preferable that the insulating film is electrically insulated.
本発明の請求項3記載の半導体装置によれば、第1の絶縁膜内の上部に設けられた、第1の導電性材料からなる第1のダミー配線と、第3の絶縁膜内の下部に設けられた、第2の導電性材料からなる第1のダミービアと、第3の絶縁膜内の上部に設けられ、第1のダミービアと電気的に接続された、第2の導電性材料からなる第2のダミー配線と、第5の絶縁膜内の下部に設けられた、第3の導電性材料からなる第2のダミービアと、第5の絶縁膜内の上部に設けられ、第2のダミービアと電気的に接続された、第3の導電性材料からなる第3のダミー配線とを備え、平面的に見て、第3のダミー配線は第2のダミー配線の直上上方に形成され、第2のダミー配線は第1のダミー配線の直上上方に形成され、第1のダミービアは平面的に見て、第2のダミー配線が形成された領域内に形成され、第2のダミービアは平面的に見て、第3のダミー配線が形成された領域内に形成され、第1のダミー配線と第1のダミービアは、第2の絶縁膜によって電気的に絶縁され、第2のダミー配線と第2のダミービアは、第4の絶縁膜によって電気的に絶縁されているので、請求項1と同様に低誘電率膜の機械的、熱的ストレス耐性を向上しつつ、微細化に伴うプロセス上のチャージングダメージによる低誘電率膜の寿命劣化・破壊を防止することができる。 According to the semiconductor device of the third aspect of the present invention, the first dummy wiring made of the first conductive material and the lower part in the third insulating film are provided in the upper part in the first insulating film. A first dummy via made of a second conductive material, and a second conductive material provided in an upper portion of the third insulating film and electrically connected to the first dummy via. A second dummy wiring, a second dummy via made of a third conductive material provided in the lower part of the fifth insulating film, and an upper part in the fifth insulating film, A third dummy wiring made of a third conductive material and electrically connected to the dummy via, and the third dummy wiring is formed immediately above the second dummy wiring in plan view, The second dummy wiring is formed immediately above the first dummy wiring, and the first dummy via is viewed in plan view. The second dummy via is formed in the region in which the second dummy wiring is formed, and the second dummy via is formed in the region in which the third dummy wiring is formed in plan view, and the first dummy wiring and the first dummy wiring are formed. The dummy via is electrically insulated by the second insulating film, and the second dummy wiring and the second dummy via are electrically insulated by the fourth insulating film. In addition to improving the mechanical and thermal stress resistance of the dielectric film, it is possible to prevent the life deterioration and destruction of the low dielectric constant film due to charging damage in the process accompanying the miniaturization.
この場合、上層のダミービアと下層のダミー配線が電気的に絶縁されているため、各層に生じるプロセスのチャージアップダメージは各層のダミービアとその上層のダミー配線の形成工程で完結することになる。従って、ある層のダミー配線と配線の間隔が最小となる配置が存在してもその部分へのダメージはその層を形成する場合のみで完結し、従来のようにその層以上の上層を形成する場合のダメージがすべて積算されることがない。 In this case, since the upper layer dummy via and the lower layer dummy wiring are electrically insulated, the charge-up damage of the process occurring in each layer is completed in the process of forming each layer dummy via and the upper layer dummy wiring. Therefore, even if there is an arrangement in which the distance between the dummy wiring of a certain layer and the wiring is minimized, the damage to that portion is completed only when the layer is formed, and an upper layer higher than that layer is formed as in the conventional case. Not all damage is accumulated.
請求項4では、請求項3記載の半導体装置において、第1のダミービアの設計値は、同一レイヤにあるビアの設計値の95%以下であり、第2のダミービアの設計値は同一レイヤにあるビアの設計値の95%以下であることが好ましい。
According to
請求項5では、請求項1または3記載の半導体装置において、第3の絶縁膜および第5の絶縁膜はlow−k材料を含む膜であり、第2の絶縁膜および第4の絶縁膜はSiC系材料を含む膜であることが好ましい。低融点層間絶縁膜としてlow−k材料を含む膜を使用し、SiC系材料を含む膜をエッチングストッパとして使用することができる。
According to
請求項6では、請求項1または3記載の半導体装置において、第3の絶縁膜および第5の絶縁膜はSiO系材料を含む膜であり、第2の絶縁膜および第4の絶縁膜はSiN系材料を含む膜であることが好ましい。
6. The semiconductor device according to
請求項7では、請求項1または3記載の半導体装置において、第1から第5の絶縁膜のうち、少なくともいずれか1つは多層膜であることが好ましい。
According to claim 7, in the semiconductor device according to
本発明の請求項8記載の半導体装置の製造方法によれば、第3の絶縁膜内に、第1のビア形成用開口部を設け、第1の導電性材料を第1のビア形成用開口部内に充填して第2の絶縁膜表面に至る第1のダミービアを埋め込み形成する工程と、第1のダミービア上を含む第3の絶縁膜上に、第4の絶縁膜を形成する工程と、第4の絶縁膜上に第5の絶縁膜を形成する工程と、第5の絶縁膜内に第2のビア形成用開口部を設け、第2の導電性材料を第2のビア形成用開口部内に充填して、平面的に見て、第1のダミービアの直上上方に、第4の絶縁膜表面に至る第2のダミービアを埋め込み形成する工程とを含むので、請求項1記載の半導体装置を製造することができ同様の効果が得られる。
According to the method of manufacturing a semiconductor device according to claim 8 of the present invention, the first via forming opening is provided in the third insulating film, and the first conductive material is used as the first via forming opening. Embedding and forming a first dummy via that fills the portion and reaches the surface of the second insulating film; forming a fourth insulating film on the third insulating film including the first dummy via; A step of forming a fifth insulating film on the fourth insulating film; a second via forming opening in the fifth insulating film; and a second conductive material as the second via forming opening. 2. The semiconductor device according to
請求項9では、請求項8記載の半導体装置の製造方法において、第5の絶縁膜上に、下層の絶縁膜と上層の絶縁膜を一対とする積層膜を少なくとも一層形成する工程と、上層の絶縁膜内において、平面的に見て、第2のダミービアの直上上方に、下層の絶縁膜表面に至る上層の開口部を設け、導電性材料を上層の開口部内に充填して上層のダミービアを埋め込み形成する工程とを含むことが好ましい。 According to a ninth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the eighth aspect, the step of forming at least one laminated film including a lower insulating film and an upper insulating film as a pair on the fifth insulating film; In the insulating film, when viewed in plan, an upper opening reaching the surface of the lower insulating film is provided immediately above the second dummy via, and a conductive material is filled in the upper opening to form the upper dummy via. And a step of embedding.
本発明の請求項10記載の半導体装置の製造方法によれば、第3の絶縁膜内の上部に第2の配線形成用開口部を設けるとともに、第2の配線形成用開口部の底面下に第1のビア形成用開口部を設け、第2の導電性材料を第2の配線形成用開口部内および第1のビア形成用開口部内に充填して、平面的に見て、第1のダミー配線の直上上方に第2のダミー配線および第2の絶縁膜表面に至る第1のダミービアをそれぞれ埋め込み形成する工程と、第2のダミー配線上を含む第3の絶縁膜上に、第4の絶縁膜を形成する工程と、第4の絶縁膜上に第5の絶縁膜を形成する工程と、第5の絶縁膜内の上部に第3の配線形成用開口部を設けるとともに、第3の配線形成用開口部の底面下に第2のビア形成用開口部を設け、第3の導電性材料を第3の配線形成用開口部内および第2のビア形成用開口部内に充填して、平面的に見て、第2のダミー配線の直上上方に、第3のダミー配線および第4の絶縁膜表面に至る第2のダミービアをそれぞれ埋め込み形成する工程とを含むので、請求項3記載の半導体装置を製造することができ同様の効果が得られる。
According to the method of manufacturing a semiconductor device of the tenth aspect of the present invention, the second wiring formation opening is provided in the upper portion of the third insulating film, and is provided below the bottom surface of the second wiring formation opening. The first via forming opening is provided, and the second conductive material is filled in the second wiring forming opening and the first via forming opening, and the first dummy is seen in plan view. A step of burying and forming a second dummy wiring and a first dummy via reaching the surface of the second insulating film immediately above the wiring; and a fourth insulating film on the third insulating film including the second dummy wiring. A step of forming an insulating film; a step of forming a fifth insulating film on the fourth insulating film; a third wiring forming opening in the upper portion of the fifth insulating film; A second via forming opening is provided below the bottom surface of the wiring forming opening, and the third conductive material is disposed in the third arrangement. The second opening that fills the formation opening and the second via formation opening and reaches the surface of the third dummy wiring and the fourth insulating film immediately above the second dummy wiring in plan view. The dummy vias are embedded and formed, so that the semiconductor device according to
請求項11では、請求項10記載の半導体装置の製造方法において、第1のダミービアのサイズの設計値は、同一レイヤにあるビアのサイズの設計値の95%以下であり、第2のダミービアのサイズの設計値は、同一レイヤにあるビアのサイズの設計値の95%以下であることが好ましい。
According to claim 11, in the method of manufacturing a semiconductor device according to
請求項12では、請求項8または10記載の半導体装置の製造方法において、第3の絶縁膜および第5の絶縁膜はlow−k材料を含む膜であり、第2の絶縁膜および第4の絶縁膜はSiC系材料を含む膜であることが好ましい。低融点層間絶縁膜としてlow−k材料を含む膜を使用し、SiC系材料を含む膜をエッチングストッパとして使用することができる。
The semiconductor device manufacturing method according to
請求項13では、請求項8または10記載の半導体装置の製造方法において、第3の絶縁膜および第5の絶縁膜はSiO系材料を含む膜であり、第2の絶縁膜および第4の絶縁膜はSiN系材料を含む膜であることが好ましい。 According to a thirteenth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the eighth or tenth aspect, the third insulating film and the fifth insulating film are films containing a SiO-based material, and the second insulating film and the fourth insulating film. The film is preferably a film containing a SiN-based material.
請求項14では、請求項8または10記載の半導体装置の製造方法において、第1から第5の絶縁膜のうち、少なくともいずれか1つは多層膜であることが好ましい。 According to a fourteenth aspect of the present invention, in the semiconductor device manufacturing method according to the eighth or tenth aspect, at least one of the first to fifth insulating films is preferably a multilayer film.
(第1の実施形態)
以下、本発明の第1の実施形態に係る半導体装置及びその製造方法について、図1および図2に基づいて説明する。図1および図2は本発明の第1の実施形態の半導体装置の製造方法の各工程の断面図である。
(First embodiment)
Hereinafter, a semiconductor device and a manufacturing method thereof according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2 are cross-sectional views of each step of the method of manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.
まず、図1(a)に示すように、比抵抗が10〜20Ω・cmの(100)面を主面とするシリコン単結晶からなるP型半導体基板1の表面に、トランジスタ等(図示せず)を形成した後、BPSG膜をCVD法により1000nm程度形成し、CMP法により平坦化して層間絶縁膜2を形成する。次に、図示していないが、Ti(15nm)/TiN(10nm)/W(100nm)の積層膜をCVDで形成し、CMP法による平坦化によってタングステンのコンタクトプラグを形成する。次に、レジストマスクのドライエッチングにより、コンタクトプラグ上に第1層Cu配線溝を形成する。次に、スパッタ法によりTaN(10nm)/Cu(10nm)の積層膜を形成した後、電解めっき法によりCu膜を600nm程度堆積し、CMP法により平坦化して第1層Cu配線3を形成する。次に、CVD法により50nm程度の第1SiC膜4を全面に堆積形成する。
First, as shown in FIG. 1A, a transistor or the like (not shown) is formed on the surface of a P-
次に、図1(b)に示すように、スピンコート法によりSiLK膜を450nm程度堆積し、さらにCVD法によりSiCN膜を50nm程度堆積して、Low−k膜5を形成する。次に、レジストマスクのドライエッチングにより第1のビア形成用開口部として、第1層Cu配線3上に第1層ビアホール6を、また第1層ダミービアホール7をそれぞれLow−k膜5内に形成する。この際、第1SiC膜4をエッチングストッパとして使用する。
Next, as shown in FIG. 1B, a SiLK film is deposited by about 450 nm by a spin coating method, and a SiCN film is deposited by about 50 nm by a CVD method to form a low-
次に、図1(c)に示すように、第1層ダミービア内部および第1層ダミービア上を覆い、第2層Cu配線部及び第1層ビア部を開口したレジスト8をマスクとしてドライエッチングにより第2層Cu配線溝9を形成した後、ドライエッチングにより第2層Cu配線溝9の底部にある第1層ビアホール6底部の第1SiC膜4をエッチング除去して、第1層Cu配線3の表面を露出させる。
Next, as shown in FIG. 1C, dry etching is performed using the resist 8 that covers the inside of the first-layer dummy via and the first-layer dummy via and opens the second-layer Cu wiring portion and the first-layer via portion as a mask. After forming the second layer
次に、図2(a)に示すように、スパッタ法によりTaN(10nm)/Cu(10nm)の積層膜を形成した後、電解めっき法によりCu膜を600nm程度堆積し、CMP法により平坦化して第1層ビア10、第1層ダミービア11、第2層Cu配線12を形成した後、CVD法により50nm程度の第2SiC膜13を全面に堆積形成する。
Next, as shown in FIG. 2A, after a TaN (10 nm) / Cu (10 nm) laminated film is formed by sputtering, a Cu film is deposited by about 600 nm by electrolytic plating, and planarized by CMP. After forming the first layer via 10, the first layer dummy via 11, and the second
次に、図2(b)に示すように、上記と同様の工程を繰り返すことにより、スピンコート法によりSiLK膜を450nm程度堆積し、CVD法によりSiCN膜を50nm程度堆積して、Low−k膜14を形成する。次に、レジストマスクのドライエッチングにより第2のビア形成用開口部として、第2層Cu配線12上に第2層ビアホールを、また第1層ダミービア11上部に第2層ダミービアホールを、それぞれLow−k膜14内に形成する。この際、SiC膜13をエッチングストッパとして使用する。次に、レジストマスクのドライエッチングにより第3層Cu配線溝を形成した後、例えばドライエッチングにより第2層ビアホール底部の第2SiC膜13をエッチング除去し、第2層Cu配線12の表面を露出させる。次に、スパッタ法によりTaN(10nm)/Cu(10nm)の積層膜を形成した後、電解めっき法によりCu膜を600nm程度堆積し、CMP法により平坦化して第2層ビア15、第2層ダミービア16、第3層Cu配線17を形成する。以降、上記工程の繰り返しにより配線層を増やすことができる。
Next, as shown in FIG. 2B, by repeating the same process as described above, a SiLK film is deposited by about 450 nm by a spin coating method, and a SiCN film is deposited by about 50 nm by a CVD method. A
本実施形態によると、低誘電率層間絶縁膜内にダミービアを形成することで低誘電率層間絶縁膜の界面を減らすことが可能になると同時に、異なる層において、平面的にほぼ同一位置に形成されるダミービアが柱の役割を果たすため、機械的あるいは熱的ストレスによる絶縁膜の剥離、クラックを防止することができる。 According to this embodiment, by forming dummy vias in the low dielectric constant interlayer insulating film, it is possible to reduce the interface of the low dielectric constant interlayer insulating film, and at the same time, the layers are formed in substantially the same position in different layers. Since the dummy via serves as a pillar, it is possible to prevent the insulating film from peeling and cracking due to mechanical or thermal stress.
また、各層のダミービアが電気的に絶縁されているため各層に生じるプロセスのチャージアップダメージは各層で完結することになる。従って、ある層のダミービアと配線の間隔が最小となる配置が存在しても、その部分へのダメージはその層を形成する場合のみで完結し、従来のようにその層以上の上層を形成する場合のダメージがすべて積算されることがない。 In addition, since the dummy vias in each layer are electrically insulated, the process charge-up damage that occurs in each layer is completed in each layer. Therefore, even if there is an arrangement where the distance between the dummy via and the wiring of a certain layer is minimized, the damage to that portion is completed only when the layer is formed, and an upper layer higher than that layer is formed as in the conventional case. Not all damage is accumulated.
よって、プロセスのチャージアップダメージによる低誘電率膜の寿命劣化や破壊を防止することができる。さらに、ダミーがビアのみであるためダミー配線の置けないところでもダミービアを積層状態で効果的に配置することができる。その結果、ダミービアがチップの柱のような機能を果たし、機械的・熱的ストレス耐性をさらに向上することができる。
(第2の実施形態)
以下、本発明の第2の実施形態に係る半導体装置及びその製造方法について、図3および図4に基づいて説明する。図3および図4は本発明の第2の実施形態の半導体装置の製造方法の各工程の断面図である。
Therefore, it is possible to prevent the life deterioration and destruction of the low dielectric constant film due to the process charge-up damage. Furthermore, since the dummy is only the via, the dummy via can be effectively arranged in a stacked state even where the dummy wiring cannot be placed. As a result, the dummy via functions as a chip pillar and can further improve resistance to mechanical and thermal stress.
(Second Embodiment)
Hereinafter, a semiconductor device and a manufacturing method thereof according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 4 are cross-sectional views of the respective steps of the semiconductor device manufacturing method according to the second embodiment of the present invention.
まず、図3(a)に示すように、比抵抗が10〜20Ω・cmの(100)面を主面とするシリコン単結晶からなるP型半導体基板1の表面に、トランジスタ等(図示せず)を形成した後、BPSG膜をCVD法により1000nm程度形成し、CMP法により平坦化して層間絶縁膜2を形成する。次に、図示していないが、Ti(15nm)/TiN(10nm)/W(100nm)の積層膜をCVDで形成し、CMP法による平坦化によってタングステンのコンタクトプラグを形成する。次に、レジストマスクのドライエッチングにより第1の配線形成用開口部として、コンタクトプラグ上に第1層Cu配線溝を、また、コンタクトプラグのないところに第1層Cuダミー配線溝をそれぞれ形成する。次に、スパッタ法によりTaN(10nm)/Cu(10nm)の積層膜を形成した後、電解めっき法によりCu膜を600nm程度堆積し、CMP法により平坦化して第1層Cu配線3及び第1層Cuダミー配線21を同時形成する。次に、CVD法により50nm程度の第1SiC膜4を全面に堆積形成する。
First, as shown in FIG. 3A, a transistor or the like (not shown) is formed on the surface of a P-
次に、図3(b)に示すように、スピンコート法によりSiLK膜を450nm程度堆積し、さらにCVD法によりSiCN膜を50nm程度堆積して、Low−k膜5を形成する。次に、レジストマスクのドライエッチングにより第1のビア形成用開口部として、第1層Cu配線3上に第1層ビアホール6を、また第1層Cuダミー配線21の上方に第1層ビアホール6よりも設計値が80%のサイズの第1層ダミービアホール22をそれぞれLow−k膜5内に形成する。この際、第1層ビアホール6は第1SiC膜4をエッチングストッパとして第1SiC膜4の表面までエッチング形成し、一方、第1層ダミービアホール22は、上記した第1層ビアホール6との設計値差を利用して、エッチングがLow−k膜5内の途中でストップするようなエッチング条件にて第1層ビアホール6と同時に形成する。
Next, as shown in FIG. 3B, a SiLK film is deposited by about 450 nm by a spin coating method, and a SiCN film is deposited by about 50 nm by a CVD method to form a low-
次に、図3(c)に示すように、レジストマスクのドライエッチングにより第2の配線形成用開口部として第2層Cu配線溝9及び第2層Cuダミー配線溝23を形成した後、ドライエッチングにより第2層Cu配線溝9の底部にある第1層ビアホール底部の第1SiC膜4をエッチング除去して、第1層Cu配線3の表面を露出させる。この時、第2層Cuダミー配線溝23の底部にある第1層ダミービアホール底部の第1SiC膜4が、第1層ビアホール6と第1層ダミービアホール22を形成した際のホール内残膜差によって、エッチング除去されない条件を用いる。
Next, as shown in FIG. 3C, after the second layer
次に、図4(a)に示すように、スパッタ法によりTaN(10nm)/Cu(10nm)の積層膜を形成した後、電解めっき法によりCu膜を600nm程度堆積し、CMP法により平坦化して第1層ビア10、第2層Cu配線12、第1層ダミービア24、第2層Cuダミー配線25を形成した後、CVD法により50nm程度の第2SiC膜13を全面に堆積形成する。この時、第2層Cu配線12と第1層Cu配線3は、第1層ビア10により電気的に接続されるが、第2層Cuダミー配線25と第1層Cuダミー配線21は、第1SiC膜4があるために電気的に接続されない状態となる。
Next, as shown in FIG. 4A, after a TaN (10 nm) / Cu (10 nm) laminated film is formed by sputtering, a Cu film is deposited by about 600 nm by electrolytic plating, and planarized by CMP. After forming the first layer via 10, the second
次に、図4(b)に示すように、上記と同様の工程を繰り返すことにより、スピンコート法によりSiLK膜を450nm程度堆積し、CVD法によりSiCN膜を50nm程度堆積して、Low−k膜14を形成する。次に、レジストマスクのドライエッチングにより第2のビア形成用開口部として、第2層Cu配線上に第2層ビアホールを、また、第2層Cuダミー配線の上方に第2層ダミービアホールをそれぞれLow−k膜14内に形成する。この際、第2SiC膜13をエッチングストッパとして使用し、第2層ビアホールは第2SiC膜13の表面まで、また、第2層ダミービアホールは、Low−k膜14内の途中でストップするように形成する。次に、レジストマスクのドライエッチングにより第3の配線形成用開口部として第3層Cu配線溝及び第3層Cuダミー配線溝を形成した後、ドライエッチングにより第2層ビアホール底部の第2SiC膜13をエッチング除去し、第2層Cu配線12の表面を露出させると同時に第2層ダミービアホール底部のSiC膜13は残存させ、第2層Cuダミー配線25の表面は露出させない。次に、スパッタ法によりTaN(10nm)/Cu(10nm)の積層膜を形成した後、電解めっき法によりCu膜を600nm程度堆積し、CMP法により平坦化して第2層ビア15、第3層Cu配線17、第2層ダミービア26、第3層Cuダミー配線27を形成する。以降、上記工程の繰り返しにより配線層を増やすことができる。
Next, as shown in FIG. 4B, by repeating the same process as described above, a SiLK film is deposited by about 450 nm by the spin coating method, and a SiCN film is deposited by about 50 nm by the CVD method. A
本実施形態によると、低誘電率層間絶縁膜内にダミー配線およびダミービアを形成することで低誘電率層間絶縁膜の界面を減らすことが可能になると同時に、異なる層において、平面的にほぼ同一位置に形成されるダミー配線およびダミービアが柱の役割を果たすため、機械的あるいは熱的ストレスによる絶縁膜の剥離、クラックを防止することができる。 According to the present embodiment, it is possible to reduce the interface of the low dielectric constant interlayer insulating film by forming the dummy wiring and the dummy via in the low dielectric constant interlayer insulating film, and at the same time, in the same layer in different layers. Since the dummy wirings and dummy vias formed in this manner serve as pillars, it is possible to prevent peeling and cracking of the insulating film due to mechanical or thermal stress.
また、上層のダミービアと下層のCuダミー配線が電気的に絶縁されているため、各層に生じるプロセスのチャージアップダメージは各層のダミービアとその上層のCuダミー配線の形成工程で完結することになる。従って、ある層のCuダミー配線と配線の間隔が最小となる配置が存在してもその部分へのダメージはその層を形成する場合のみで完結し、従来のようにその層以上の上層を形成する場合のダメージがすべて積算されることがない。
また、その層と接続している下層のダミービアは通常Cuダミー配線の内側(平面的に見てCuダミー配線領域の内側)に配置されるので実際の配線との間隔が広くなりダメージの影響も少ない。
Further, since the upper dummy via and the lower Cu dummy wiring are electrically insulated, the charge-up damage of the process occurring in each layer is completed in the process of forming each layer dummy via and the upper Cu dummy wiring. Therefore, even if there is an arrangement where the distance between the Cu dummy wiring and the wiring of a certain layer is minimized, the damage to that part is completed only when the layer is formed, and an upper layer higher than that layer is formed as before. If you do, all damage will not be accumulated.
In addition, the lower layer dummy via connected to the layer is usually arranged inside the Cu dummy wiring (inside the Cu dummy wiring area in plan view), so that the distance from the actual wiring is widened and the influence of damage is also caused. Few.
よって、プロセスのチャージアップダメージによる低誘電率膜の寿命劣化や破壊を防止することができる。さらに、ダミーの配置をCuダミー配線とダミービアの積層にできるので、従来と同様に機械的・熱的ストレス耐性を十分確保することができる。 Therefore, it is possible to prevent the life deterioration and destruction of the low dielectric constant film due to the process charge-up damage. Furthermore, since the dummy can be arranged in a stacked manner of Cu dummy wirings and dummy vias, sufficient resistance to mechanical and thermal stress can be ensured as in the conventional case.
なお、絶縁膜2,4,5,13,14をそれぞれ第1〜5の絶縁膜として、第3,5の絶縁膜5,14はSiO系材料を含む膜であり、第2,4の絶縁膜4,13はSiN系材料を含む膜であってもよい。また、第1〜5の絶縁膜のうち、少なくともいずれか1つは多層膜であってもよい。
The insulating
本発明に係る半導体装置及びその製造方法は、配線形成プロセスによるチャージアップにより低誘電率膜がダメージを受けない構造及び製造方法を提供するものであり、低誘電率膜の機械的、熱的ストレス耐性を向上しつつ、さらにプロセスのチャージングダメージ耐性を向上する方法等として有用である。 A semiconductor device and a manufacturing method thereof according to the present invention provide a structure and a manufacturing method in which a low dielectric constant film is not damaged by charge-up by a wiring formation process, and mechanical and thermal stresses of the low dielectric constant film are provided. This is useful as a method for improving the charging damage resistance of the process while improving the resistance.
1 P型半導体基板
2 層間絶縁膜
3 第1層Cu配線
4 第1SiC絶縁膜
5 Low−k絶縁膜
6 第1層ビアホール
7 第1層ダミービアホール
8 レジスト
9 第2層Cu配線溝
10 第1層ビア
11 第1層ダミービア
12 第2層Cu配線
13 第2SiC絶縁膜
14 Low−k絶縁膜
15 第2層ビア
16 第2層ダミービア
17 第3層Cu配線
21 第1層Cuダミー配線
22 第1層ダミービアホール
23 第2層Cuダミー配線溝
24 第1層ダミービア
25 第2層Cuダミー配線
26 第2層ダミービア
27 第3層Cuダミー配線
28 第3SiC絶縁膜
31 コンタクト
32 第1層ダミービアホール
33 第1層ダミービア
34 第2層ダミービア
35 チャージングダメージ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 P-
Claims (14)
前記第3の絶縁膜内に設けられた、第1の導電性材料からなる第1のダミービアと、
前記第5の絶縁膜内に設けられた、第2の導電性材料からなる第2のダミービアとを備え、
平面的に見て、前記第2のダミービアは前記第1のダミービアの直上上方に形成され、
前記第1のダミービアと前記第2のダミービアは、前記第4の絶縁膜によって電気的に絶縁されていることを特徴とする半導体装置。 First to fifth insulating films sequentially formed on the substrate from below;
A first dummy via made of a first conductive material provided in the third insulating film;
A second dummy via made of a second conductive material provided in the fifth insulating film;
In plan view, the second dummy via is formed immediately above the first dummy via,
The semiconductor device according to claim 1, wherein the first dummy via and the second dummy via are electrically insulated by the fourth insulating film.
前記上層の絶縁膜内に、導電性材料からなる上層のダミービアが設けられ、
平面的に見て、前記上層のダミービアは、前記第2のダミービアの直上上方に形成され、
前記上層のダミービアとその下方に配置される前記第2のダミービアは、前記下層の絶縁膜によって電気的に絶縁されている請求項1記載の半導体装置。 On the fifth insulating film, at least one layered film including a pair of a lower insulating film and an upper insulating film is provided,
In the upper insulating film, an upper dummy via made of a conductive material is provided,
In plan view, the upper dummy via is formed immediately above the second dummy via,
The semiconductor device according to claim 1, wherein the upper dummy via and the second dummy via disposed below the upper dummy via are electrically insulated by the lower insulating film.
前記第1の絶縁膜内の上部に設けられた、第1の導電性材料からなる第1のダミー配線と、
前記第3の絶縁膜内の下部に設けられた、第2の導電性材料からなる第1のダミービアと、
前記第3の絶縁膜内の上部に設けられ、前記第1のダミービアと電気的に接続された、前記第2の導電性材料からなる第2のダミー配線と、
前記第5の絶縁膜内の下部に設けられた、第3の導電性材料からなる第2のダミービアと、
前記第5の絶縁膜内の上部に設けられ、前記第2のダミービアと電気的に接続された、前記第3の導電性材料からなる第3のダミー配線とを備え、
平面的に見て、前記第3のダミー配線は前記第2のダミー配線の直上上方に形成され、前記第2のダミー配線は前記第1のダミー配線の直上上方に形成され、
前記第1のダミービアは平面的に見て、前記第2のダミー配線が形成された領域内に形成され、
前記第2のダミービアは平面的に見て、前記第3のダミー配線が形成された領域内に形成され、
前記第1のダミー配線と前記第1のダミービアは、前記第2の絶縁膜によって電気的に絶縁され、
前記第2のダミー配線と前記第2のダミービアは、前記第4の絶縁膜によって電気的に絶縁されていることを特徴とする半導体装置。 First to fifth insulating films sequentially formed on the substrate from below;
A first dummy wiring made of a first conductive material provided in an upper portion of the first insulating film;
A first dummy via made of a second conductive material provided in a lower portion in the third insulating film;
A second dummy wiring made of the second conductive material provided on the third insulating film and electrically connected to the first dummy via;
A second dummy via made of a third conductive material provided in a lower portion of the fifth insulating film;
A third dummy wiring made of the third conductive material provided on the fifth insulating film and electrically connected to the second dummy via;
In plan view, the third dummy wiring is formed directly above and above the second dummy wiring, and the second dummy wiring is formed directly above and above the first dummy wiring,
The first dummy via is formed in a region where the second dummy wiring is formed in plan view,
The second dummy via is formed in a region where the third dummy wiring is formed in plan view,
The first dummy wiring and the first dummy via are electrically insulated by the second insulating film,
The semiconductor device, wherein the second dummy wiring and the second dummy via are electrically insulated by the fourth insulating film.
前記第2のダミービアの設計値は同一レイヤにあるビアの設計値の95%以下である請求項3記載の半導体装置。 The design value of the first dummy via is 95% or less of the design value of the via in the same layer,
4. The semiconductor device according to claim 3, wherein a design value of the second dummy via is 95% or less of a design value of a via in the same layer.
前記第2の絶縁膜および前記第4の絶縁膜はSiC系材料を含む膜である請求項1または3記載の半導体装置。 The third insulating film and the fifth insulating film are films containing a low-k material,
4. The semiconductor device according to claim 1, wherein the second insulating film and the fourth insulating film are films containing a SiC-based material.
前記第2の絶縁膜および前記第4の絶縁膜はSiN系材料を含む膜である請求項1または3記載の半導体装置。 The third insulating film and the fifth insulating film are films containing a SiO-based material,
4. The semiconductor device according to claim 1, wherein the second insulating film and the fourth insulating film are films containing a SiN-based material.
前記第3の絶縁膜内に、第1のビア形成用開口部を設け、第1の導電性材料を前記第1のビア形成用開口部内に充填して前記第2の絶縁膜表面に至る第1のダミービアを埋め込み形成する工程と、
前記第1のダミービア上を含む前記第3の絶縁膜上に、第4の絶縁膜を形成する工程と、
前記第4の絶縁膜上に第5の絶縁膜を形成する工程と、
前記第5の絶縁膜内に第2のビア形成用開口部を設け、第2の導電性材料を前記第2のビア形成用開口部内に充填して、平面的に見て、前記第1のダミービアの直上上方に、前記第4の絶縁膜表面に至る第2のダミービアを埋め込み形成する工程とを含む半導体装置の製造方法。 Forming first, second and third insulating films on the substrate in order from below;
A first via forming opening is provided in the third insulating film, and a first conductive material is filled in the first via forming opening to reach the surface of the second insulating film. A step of burying and forming one dummy via;
Forming a fourth insulating film on the third insulating film including the first dummy via; and
Forming a fifth insulating film on the fourth insulating film;
A second via formation opening is provided in the fifth insulating film, a second conductive material is filled in the second via formation opening, and the first via is viewed in plan view. And a step of embedding and forming a second dummy via reaching the surface of the fourth insulating film directly above the dummy via.
前記上層の絶縁膜内において、平面的に見て、前記第2のダミービアの直上上方に、前記下層の絶縁膜表面に至る上層の開口部を設け、導電性材料を前記上層の開口部内に充填して上層のダミービアを埋め込み形成する工程とを含む請求項8記載の半導体装置の製造方法。 Forming at least one layered film of a lower insulating film and an upper insulating film on the fifth insulating film;
In the upper insulating film, an upper opening reaching the surface of the lower insulating film is provided immediately above the second dummy via in a plan view, and a conductive material is filled in the upper opening. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 8, further comprising: embedding and forming an upper dummy via.
前記第1の絶縁膜内の上部に、第1の配線形成用開口部を設け、第1の導電性材料を前記第1の配線形成用開口部内に充填して第1のダミー配線を埋め込み形成する工程と、
前記第1のダミー配線上を含む前記第1の絶縁膜上に、第2の絶縁膜を形成する工程と、
前記第2の絶縁膜上に第3の絶縁膜を形成する工程と、
前記第3の絶縁膜内の上部に第2の配線形成用開口部を設けるとともに、前記第2の配線形成用開口部の底面下に第1のビア形成用開口部を設け、第2の導電性材料を前記第2の配線形成用開口部内および前記第1のビア形成用開口部内に充填して、平面的に見て、前記第1のダミー配線の直上上方に第2のダミー配線および前記第2の絶縁膜表面に至る第1のダミービアをそれぞれ埋め込み形成する工程と、
前記第2のダミー配線上を含む前記第3の絶縁膜上に、第4の絶縁膜を形成する工程と、
前記第4の絶縁膜上に第5の絶縁膜を形成する工程と、
前記第5の絶縁膜内の上部に第3の配線形成用開口部を設けるとともに、前記第3の配線形成用開口部の底面下に第2のビア形成用開口部を設け、第3の導電性材料を前記第3の配線形成用開口部内および前記第2のビア形成用開口部内に充填して、平面的に見て、前記第2のダミー配線の直上上方に、第3のダミー配線および前記第4の絶縁膜表面に至る第2のダミービアをそれぞれ埋め込み形成する工程とを含む半導体装置の製造方法。 Forming a first insulating film on the substrate;
A first wiring forming opening is provided above the first insulating film, and a first conductive material is filled in the first wiring forming opening to embed a first dummy wiring. And a process of
Forming a second insulating film on the first insulating film including the first dummy wiring;
Forming a third insulating film on the second insulating film;
A second wiring forming opening is provided in the upper portion of the third insulating film, and a first via forming opening is provided below the bottom surface of the second wiring forming opening, thereby providing a second conductive layer. The filling material is filled in the second wiring formation opening and the first via formation opening, and the second dummy wiring and the first dummy wiring are directly above the first dummy wiring in a plan view. Embedding and forming first dummy vias reaching the surface of the second insulating film,
Forming a fourth insulating film on the third insulating film including the second dummy wiring; and
Forming a fifth insulating film on the fourth insulating film;
A third wiring formation opening is provided in the upper portion of the fifth insulating film, and a second via formation opening is provided below the bottom surface of the third wiring formation opening to provide a third conductive layer. Filling the third wiring formation opening and the second via formation opening with a conductive material, and in plan view, directly above the second dummy wiring, the third dummy wiring and And a step of embedding and forming second dummy vias reaching the surface of the fourth insulating film.
前記第2のダミービアのサイズの設計値は、同一レイヤにあるビアのサイズの設計値の95%以下である請求項10記載の半導体装置の製造方法。 The design value of the size of the first dummy via is 95% or less of the design value of the size of the via in the same layer,
11. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 10, wherein a design value of the size of the second dummy via is 95% or less of a design value of the size of the via in the same layer.
前記第2の絶縁膜および前記第4の絶縁膜はSiC系材料を含む膜である請求項8または10記載の半導体装置の製造方法。 The third insulating film and the fifth insulating film are films containing a low-k material,
11. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 8, wherein the second insulating film and the fourth insulating film are films containing a SiC-based material.
前記第2の絶縁膜および前記第4の絶縁膜はSiN系材料を含む膜である請求項8または10記載の半導体装置の製造方法。 The third insulating film and the fifth insulating film are films containing a SiO-based material,
11. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 8, wherein the second insulating film and the fourth insulating film are films containing a SiN-based material.
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CN102437104A (en) * | 2011-11-28 | 2012-05-02 | 上海华力微电子有限公司 | Manufacturing method of integrated circuit having a portion of redundant through holes and integrated circuit |
US8987907B2 (en) | 2012-03-15 | 2015-03-24 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor device |
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