JP2009245979A - Semiconductor device and manufacturing method therefor - Google Patents

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広樹 塩谷
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device which can establish enough mechanical strength by using an insulation film, and to provide a manufacturing method for the device. <P>SOLUTION: A semiconductor device 11 is provided with a substrate 12. A plurality of layers formed of an insulation film 15 are stacked on the surface of the substrate 12. A conductive wiring layer 16 is pinched in between respective insulation films 15. A carbon-based material 18 is embedded in the insulation film 15, which is apart from the wiring layer 16. The carbon-based material 18 has a large mechanical strength. As a result, enough mechanical strength can be established in the insulation film 15. Similarly, sufficient mechanical strength can be established in the semiconductor device 11. Even if the surface of the insulation film 15 is planarized, the breakage of the insulation film 15 is avoided. In addition, when the semiconductor device 11 is to be mounted, for example, damages to the semiconductor device 11 can be avoided. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えばLSI(大規模集積回路)チップといった半導体装置に関する。   The present invention relates to a semiconductor device such as an LSI (Large Scale Integrated Circuit) chip.

例えばLSIチップはシリコン基板を備える。シリコン基板の表面には例えばトランジスタといった回路素子が形成される。シリコン基板の表面には複数層の絶縁膜が形成される。絶縁膜同士の間には導電性の配線層が挟み込まれる。LSIチップの動作速度の向上にあたって絶縁膜の誘電率は低く抑制されることが望まれる。誘電率の抑制にあたって絶縁膜は多孔質材から形成される。こうして絶縁膜には多数の空孔が形成される。
特開2007−27223号公報 特開2005−243695号公報 特開2000−100944号公報 秋田成司他,「カーボンナノチューブのナノメカニックス」,表面科学,日本国,2000年,第21巻,第9号,p.546−552 A. KRISHNAN et al., “Young’s modules of single-walled nanotubes”, PHYSICAL REVIEW B, The American Physical Society, November 15, 1998, Volume 58, Number 20, p.14013-14019
For example, an LSI chip includes a silicon substrate. Circuit elements such as transistors are formed on the surface of the silicon substrate. A plurality of layers of insulating films are formed on the surface of the silicon substrate. A conductive wiring layer is sandwiched between the insulating films. In order to improve the operating speed of the LSI chip, it is desired that the dielectric constant of the insulating film be kept low. In order to suppress the dielectric constant, the insulating film is formed of a porous material. In this way, many holes are formed in the insulating film.
JP 2007-27223 A JP 2005-243695 A JP 2000-100894 A Akita Seiji et al., “Nanomechanics of Carbon Nanotubes”, Surface Science, Japan, 2000, Vol. 21, No. 9, p. 546-552 A. KRISHNAN et al., “Young's modules of single-walled nanotubes”, PHYSICAL REVIEW B, The American Physical Society, November 15, 1998, Volume 58, Number 20, p.14013-14019

LSIチップの製造にあたってシリコン基板の表面には絶縁膜が積層される。絶縁膜の形成後、絶縁膜の表面には化学機械研磨(CMP)処理が施される。化学機械研磨処理では研磨パッドが絶縁膜に荷重を作用する。前述のように、絶縁膜には空孔が形成されることから、絶縁膜の機械的強度は低い。その結果、研磨パッドから作用する荷重が大きいと、絶縁膜は押し潰されてしまう。絶縁膜は破損してしまう。   In manufacturing an LSI chip, an insulating film is laminated on the surface of the silicon substrate. After the formation of the insulating film, the surface of the insulating film is subjected to chemical mechanical polishing (CMP) treatment. In the chemical mechanical polishing process, the polishing pad applies a load to the insulating film. As described above, since holes are formed in the insulating film, the mechanical strength of the insulating film is low. As a result, when the load acting from the polishing pad is large, the insulating film is crushed. The insulating film will be damaged.

本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、絶縁膜の機械的強度を高めることができる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。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of increasing the mechanical strength of an insulating film and a manufacturing method thereof.

上記目的を達成するために、半導体装置は、基板と、基板の表面に積層される複数層の絶縁膜と、絶縁膜同士の間に挟み込まれる導電性の配線層と、配線層から離れつつ絶縁膜に埋め込まれる炭素系材とを備えることを特徴とする。こうした半導体装置では絶縁膜は配線層との接触は回避される。   In order to achieve the above object, a semiconductor device includes a substrate, a plurality of insulating films stacked on the surface of the substrate, a conductive wiring layer sandwiched between the insulating films, and an insulating layer separated from the wiring layer. And a carbon-based material embedded in the film. In such a semiconductor device, the insulating film is prevented from contacting the wiring layer.

半導体装置の製造方法は、基板の表面に回路素子を形成する工程と、基板の表面に第1絶縁膜を積層し、第1絶縁膜で回路素子を覆う工程と、第1絶縁膜の表面から第1絶縁膜に窪みを形成する工程と、窪み内で炭素系材を形成する工程と、第1絶縁膜の表面で第2絶縁膜を積層し、第1絶縁膜および第2絶縁膜内に炭素系材を埋め込む工程とを備えることを特徴とする。   A method of manufacturing a semiconductor device includes a step of forming a circuit element on a surface of a substrate, a step of laminating a first insulating film on the surface of the substrate, covering the circuit element with a first insulating film, and a surface of the first insulating film. Forming a recess in the first insulating film; forming a carbon-based material in the recess; and laminating a second insulating film on a surface of the first insulating film; and in the first insulating film and the second insulating film And a step of embedding a carbon-based material.

以上のように、半導体装置およびその製造方法は絶縁膜の機械的強度を高めることができる。   As described above, the semiconductor device and the manufacturing method thereof can increase the mechanical strength of the insulating film.

以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図1は本発明の第1実施形態に係る半導体装置すなわちLSI(大規模集積回路)チップ11の断面構造を概略的に示す。こうしたLSIチップ11は例えばフリップチップやフェイスアップに基づき配線基板(図示されず)に実装される。LSIチップ11は基板12を備える。基板12は例えばシリコンから形成される。基板12の表面には例えばトランジスタ13といった回路素子が形成される。   FIG. 1 schematically shows a cross-sectional structure of a semiconductor device, that is, an LSI (Large Scale Integrated Circuit) chip 11 according to the first embodiment of the present invention. Such an LSI chip 11 is mounted on a wiring board (not shown) based on, for example, flip chip or face up. The LSI chip 11 includes a substrate 12. The substrate 12 is made of, for example, silicon. A circuit element such as a transistor 13 is formed on the surface of the substrate 12.

基板12の表面にはトランジスタ13に覆い被さる多層配線板14が形成される。多層配線板14は、基板12の表面に積層される例えば4層の層間絶縁膜15を備える。層間絶縁膜15は例えばスピンオングラス(SOG)材料といった低誘電率の絶縁材料から形成される。こうした層間絶縁膜15は多孔質材から形成される。その結果、層間絶縁膜15には無数の空孔(図示されず)が形成される。層間絶縁膜15は基板12の表面に平行に均一な膜厚で広がる。   A multilayer wiring board 14 that covers the transistor 13 is formed on the surface of the substrate 12. The multilayer wiring board 14 includes, for example, four layers of interlayer insulating films 15 stacked on the surface of the substrate 12. The interlayer insulating film 15 is formed of a low dielectric constant insulating material such as a spin-on-glass (SOG) material. Such an interlayer insulating film 15 is formed of a porous material. As a result, innumerable holes (not shown) are formed in the interlayer insulating film 15. The interlayer insulating film 15 spreads in a uniform film thickness parallel to the surface of the substrate 12.

層間絶縁膜15の表面には導電性の配線層16が形成される。こうして配線層16は層間絶縁膜15同士の間に挟み込まれる。層間絶縁膜15には基板12の表面に直交する方向に層間絶縁膜15を貫通する導電性の層間配線すなわちビア17が形成される。ビア17は配線層16同士を接続する。配線層16やビア17は例えばCuといった導電体から形成される。   A conductive wiring layer 16 is formed on the surface of the interlayer insulating film 15. Thus, the wiring layer 16 is sandwiched between the interlayer insulating films 15. In the interlayer insulating film 15, conductive interlayer wirings, that is, vias 17 that penetrate the interlayer insulating film 15 in a direction orthogonal to the surface of the substrate 12 are formed. The via 17 connects the wiring layers 16 to each other. The wiring layer 16 and the via 17 are made of a conductor such as Cu.

配線層16およびビア17から離れた位置で層間絶縁膜15内には炭素系材18が埋め込まれる。炭素系材18と配線層16およびビア17との電気的接続は回避される。炭素系材18には例えばカーボンナノチューブ(CNT)といった長尺材が用いられる。炭素系材18は、基板12の表面に直交する垂直方向に延びる。炭素系材18は例えば円筒状に形成される。炭素系材18の直径は例えば10nm程度に設定される。ここでは、例えば3つの炭素系材18が束ねられて複数の集合体を形成する。炭素系材18の集合体と配線層16やビア17とは所定の間隔で隔てられる。こうした間隔は寄生容量に応じて設定される。寄生容量ができる限り抑制されれば、配線層16やビア17で伝送される電気信号の遅延は抑制される。   A carbon-based material 18 is embedded in the interlayer insulating film 15 at a position away from the wiring layer 16 and the via 17. Electrical connection between the carbon-based material 18 and the wiring layer 16 and via 17 is avoided. For the carbon material 18, for example, a long material such as a carbon nanotube (CNT) is used. The carbonaceous material 18 extends in a vertical direction perpendicular to the surface of the substrate 12. The carbonaceous material 18 is formed in a cylindrical shape, for example. The diameter of the carbonaceous material 18 is set to about 10 nm, for example. Here, for example, three carbon-based materials 18 are bundled to form a plurality of aggregates. The aggregate of the carbon-based materials 18 is separated from the wiring layer 16 and the via 17 by a predetermined interval. Such an interval is set according to the parasitic capacitance. If the parasitic capacitance is suppressed as much as possible, the delay of the electric signal transmitted through the wiring layer 16 and the via 17 is suppressed.

次に、本発明の第1実施形態に係るLSIチップ11の製造方法を説明する。まず、図2に示されるように、基板すなわちウエハ21の表面にトランジスタ13が形成される。その後、ウエハ21の表面には均一な膜厚で第1絶縁膜22が積層される。積層にあたってスピンオングラス材料が例えばスピンコート法で塗布される。塗布後、加熱に基づきスピンオングラス材料は硬化する。こうしてウエハ21の表面で第1絶縁膜22はトランジスタ13を覆う。第1絶縁膜22は多孔質材から形成される。   Next, a method for manufacturing the LSI chip 11 according to the first embodiment of the present invention will be described. First, as shown in FIG. 2, the transistor 13 is formed on the surface of the substrate, that is, the wafer 21. Thereafter, the first insulating film 22 is laminated on the surface of the wafer 21 with a uniform film thickness. For lamination, a spin-on-glass material is applied by, for example, a spin coating method. After application, the spin-on-glass material is cured by heating. Thus, the first insulating film 22 covers the transistor 13 on the surface of the wafer 21. The first insulating film 22 is formed from a porous material.

図3に示されるように、第1絶縁膜22の表面には所定のパターンでレジスト膜23が形成される。レジスト膜23には所定の空隙23aが形成される。空隙23a内で第1絶縁膜22の表面が露出する。レジスト膜23に基づき第1絶縁膜22にはエッチング処理が施される。その結果、図4に示されるように、第1絶縁膜22の表面には窪み24が形成される。窪み24は有底孔で形成される。その後、第1絶縁膜22の表面からレジスト膜23が除去される。   As shown in FIG. 3, a resist film 23 is formed in a predetermined pattern on the surface of the first insulating film 22. A predetermined gap 23 a is formed in the resist film 23. The surface of the first insulating film 22 is exposed in the gap 23a. The first insulating film 22 is etched based on the resist film 23. As a result, as shown in FIG. 4, a recess 24 is formed on the surface of the first insulating film 22. The recess 24 is formed with a bottomed hole. Thereafter, the resist film 23 is removed from the surface of the first insulating film 22.

その後、窪み24の底面には複数の触媒金属25が配置される。触媒金属25には、例えばFe、NiおよびCoといった遷移金属単体やこれら遷移金属の混合体、遷移金属とTi、TaやRuといった金属との混合体が用いられればよい。触媒金属25の配置にあたって化学気相成長(CVD)法が実施される。その結果、図5に示されるように、窪み24内で触媒金属25からカーボンナノチューブすなわち炭素系材18が成長する。炭素系材18は、ウエハ21の表面に直交する垂直方向に延びる。窪み24内で炭素系材18は束ねられる。   Thereafter, a plurality of catalyst metals 25 are disposed on the bottom surface of the recess 24. As the catalyst metal 25, for example, a transition metal alone such as Fe, Ni, and Co, a mixture of these transition metals, or a mixture of a transition metal and a metal such as Ti, Ta, or Ru may be used. A chemical vapor deposition (CVD) method is performed for the placement of the catalyst metal 25. As a result, as shown in FIG. 5, carbon nanotubes, that is, the carbon-based material 18 grow from the catalyst metal 25 in the recess 24. The carbon-based material 18 extends in a vertical direction orthogonal to the surface of the wafer 21. The carbonaceous material 18 is bundled in the recess 24.

図6に示されるように、第1絶縁膜22の表面には第2絶縁膜26が積層される。積層にあたってスピンオングラス材料が例えばスピンコート法で塗布される。塗布後、加熱に基づきスピンオングラス材料は硬化する。第2絶縁膜26は多孔質材から形成される。こうして窪み24内は第2絶縁膜26で充填される。第1絶縁膜22および第2絶縁膜26内に炭素系材18の集合体が埋め込まれる。その後、第2絶縁膜26の表面に平坦化処理が施される。平坦化処理にあたって化学機械研磨(CMP)法が実施される。第2絶縁膜26の表面には平坦面が形成される。なお、第1絶縁膜22および第2絶縁膜26の積層にあたって例えば化学気相成長法(CVD)が実施されてもよい。   As shown in FIG. 6, a second insulating film 26 is laminated on the surface of the first insulating film 22. For lamination, a spin-on-glass material is applied by, for example, a spin coating method. After application, the spin-on-glass material is cured by heating. The second insulating film 26 is formed from a porous material. Thus, the inside of the recess 24 is filled with the second insulating film 26. An aggregate of the carbon-based material 18 is embedded in the first insulating film 22 and the second insulating film 26. Thereafter, a planarization process is performed on the surface of the second insulating film 26. A chemical mechanical polishing (CMP) method is performed for the planarization process. A flat surface is formed on the surface of the second insulating film 26. For example, chemical vapor deposition (CVD) may be performed when the first insulating film 22 and the second insulating film 26 are stacked.

図7に示されるように、第2絶縁膜26の表面には所定のパターンでレジスト膜27が形成される。レジスト膜27には所定の位置に空隙27aが形成される。空隙27a内で第2絶縁膜26の表面が露出する。レジスト膜27に基づき第2絶縁膜26にはエッチング処理が施される。その結果、図8に示されるように、第1および第2絶縁膜22、26には貫通孔28が形成される。貫通孔28は第1および第2絶縁膜22、26を貫通する。貫通孔28同士の間に炭素系材18の集合体が配置される。その後、第2絶縁膜26の表面からレジスト膜27が除去される。   As shown in FIG. 7, a resist film 27 is formed on the surface of the second insulating film 26 with a predetermined pattern. A gap 27a is formed in the resist film 27 at a predetermined position. The surface of the second insulating film 26 is exposed in the gap 27a. Based on the resist film 27, the second insulating film 26 is etched. As a result, as shown in FIG. 8, a through hole 28 is formed in the first and second insulating films 22 and 26. The through hole 28 penetrates the first and second insulating films 22 and 26. An aggregate of the carbonaceous material 18 is disposed between the through holes 28. Thereafter, the resist film 27 is removed from the surface of the second insulating film 26.

図9に示されるように、第2絶縁膜26の表面にはめっき処理が施される。第2絶縁膜26の表面にはめっき膜29が形成される。めっき膜29はCuといった導電体から形成される。めっき膜29は貫通孔28に充填される。その後、めっき膜29には平坦化処理が施される。平坦化処理にあたって化学機械研磨法が実施される。こうして第2絶縁膜26の表面でめっき膜29が除去される。その結果、図10に示されるように、ウエハ21の表面に1層目の層間絶縁膜15が形成される。層間絶縁膜15にはビア17が形成される。   As shown in FIG. 9, the surface of the second insulating film 26 is plated. A plating film 29 is formed on the surface of the second insulating film 26. The plating film 29 is formed from a conductor such as Cu. The plated film 29 is filled in the through hole 28. Thereafter, the plating film 29 is subjected to a flattening process. A chemical mechanical polishing method is performed in the planarization process. Thus, the plating film 29 is removed on the surface of the second insulating film 26. As a result, a first interlayer insulating film 15 is formed on the surface of the wafer 21 as shown in FIG. Vias 17 are formed in the interlayer insulating film 15.

図11に示されるように、層間絶縁膜15の表面には配線層16が形成される。形成にあたって層間絶縁膜15の表面には所定のパターンのレジスト膜(図示されず)が形成される。層間絶縁膜15の表面にはめっき膜(図示されず)が形成される。めっき膜の形成後、レジスト膜が除去される。こうしてレジスト膜の外側で配線層16が形成される。その後、同様の形成方法で2層目〜4層目までの層間絶縁膜15、配線層16、ビア17および炭素系材18の集合体が形成される。その後、ウエハ21から各LSIチップ11が切り出される。   As shown in FIG. 11, a wiring layer 16 is formed on the surface of the interlayer insulating film 15. In the formation, a resist film (not shown) having a predetermined pattern is formed on the surface of the interlayer insulating film 15. A plating film (not shown) is formed on the surface of the interlayer insulating film 15. After the plating film is formed, the resist film is removed. Thus, the wiring layer 16 is formed outside the resist film. Thereafter, an assembly of the interlayer insulating film 15, the wiring layer 16, the via 17, and the carbon-based material 18 in the second to fourth layers is formed by the same formation method. Thereafter, each LSI chip 11 is cut out from the wafer 21.

以上のようなLSIチップ11では、層間絶縁膜15の形成にあたって第1および第2絶縁膜22、26には化学機械研磨法に基づき平坦化処理が施される。平坦化処理では例えば研磨パッドから第1絶縁膜22および第2絶縁膜26に所定の荷重が作用する。第1絶縁膜22および第2絶縁膜26には炭素系材18の集合体が埋め込まれる。炭素系材18は基板12の表面に直交する垂直方向に延びる。炭素系材18は高い機械的強度を有する。その結果、基板12の表面に直交する垂直方向に第1絶縁膜22および第2絶縁膜26の機械的強度は高められる。第1絶縁膜22および第2絶縁膜26では多孔質材から形成されるにも拘わらず、第1絶縁膜22および第2絶縁膜26の破損は回避される。こうして多層配線板14すなわちLSIチップ11全体で十分な機械的強度が確立される。加えて、例えば配線基板への実装時にLSIチップ11の破壊は回避される。   In the LSI chip 11 as described above, when the interlayer insulating film 15 is formed, the first and second insulating films 22 and 26 are subjected to a planarization process based on a chemical mechanical polishing method. In the planarization process, for example, a predetermined load acts on the first insulating film 22 and the second insulating film 26 from the polishing pad. The first insulating film 22 and the second insulating film 26 are embedded with an aggregate of the carbon-based material 18. The carbonaceous material 18 extends in a vertical direction perpendicular to the surface of the substrate 12. The carbonaceous material 18 has a high mechanical strength. As a result, the mechanical strength of the first insulating film 22 and the second insulating film 26 is increased in the vertical direction perpendicular to the surface of the substrate 12. Although the first insulating film 22 and the second insulating film 26 are made of a porous material, damage to the first insulating film 22 and the second insulating film 26 is avoided. Thus, sufficient mechanical strength is established in the multilayer wiring board 14, that is, the LSI chip 11 as a whole. In addition, destruction of the LSI chip 11 can be avoided, for example, when mounted on a wiring board.

本発明者はLSIチップ11の機械的特性を検証した。検証にあたって、図12に示されるように、サンプル31が製造された。サンプル31ではシリコン基板32の表面に単層の層間絶縁膜33が形成された。層間絶縁膜33にはカーボンナノチューブすなわち炭素系材34が埋め込まれた。ここでは、例えば5本の炭素系材34が束ねられた。このとき、ナノインデンテーション法に基づき層間絶縁膜33の機械的特性が計測された。計測にあたってナノインデンターの圧子が、炭素系材34の配置領域の表面と、炭素系材34の非配置領域の表面とに押し当てられた。   The inventor has verified the mechanical characteristics of the LSI chip 11. Upon verification, a sample 31 was manufactured as shown in FIG. In the sample 31, a single-layer interlayer insulating film 33 was formed on the surface of the silicon substrate 32. A carbon nanotube, that is, a carbon-based material 34 is embedded in the interlayer insulating film 33. Here, for example, five carbon-based materials 34 are bundled. At this time, the mechanical properties of the interlayer insulating film 33 were measured based on the nanoindentation method. In measurement, the indenter of the nanoindenter was pressed against the surface of the arrangement region of the carbon-based material 34 and the surface of the non-arrangement region of the carbon-based material 34.

その結果、炭素系材34の配置領域で図13に示される除荷曲線が得られた。同様に、炭素系材34の非配置領域で図14に示される除荷曲線が得られた。配置領域での除荷曲線の傾きすなわちヤング率は12.39[GPa]であった。非配置領域の除荷曲線の傾きすなわちヤング率は10.59[GPa]であった。その結果、炭素系材34の非配置領域に比べて配置領域ではヤング率は例えば15%増大した。したがって、層間絶縁膜33内に炭素系材34が埋め込まれると、層間絶縁膜33全体のヤング率すなわち機械的強度は向上することが確認された。   As a result, an unloading curve shown in FIG. 13 was obtained in the arrangement region of the carbon-based material 34. Similarly, the unloading curve shown in FIG. 14 was obtained in the non-arranged region of the carbonaceous material 34. The slope of the unloading curve in the arrangement region, that is, the Young's modulus, was 12.39 [GPa]. The slope of the unloading curve in the non-arranged region, that is, the Young's modulus, was 10.59 [GPa]. As a result, the Young's modulus increased by, for example, 15% in the arrangement region compared to the non-arrangement region of the carbonaceous material 34. Therefore, it was confirmed that when the carbon-based material 34 is embedded in the interlayer insulating film 33, the Young's modulus, that is, the mechanical strength of the entire interlayer insulating film 33 is improved.

図15は本発明の第2実施形態に係るLSIチップ11aの構造を概略的に示す。このLSIチップ11aでは炭素系材18は複数層の層間絶縁膜15に跨って延びる。ここでは、炭素系材18は例えば1層目および2層目の2層の層間絶縁膜15に跨って配置される。同様に、炭素系材18は例えば3層目および4層目の層間絶縁膜15に跨って配置される。層間絶縁膜15では炭素系材18の集合体から離れて配線層16およびビア17が配置される。その他、前述のLSIチップ11と均等な構成や構造には同一の参照符号が付される。   FIG. 15 schematically shows the structure of an LSI chip 11a according to the second embodiment of the present invention. In the LSI chip 11a, the carbon-based material 18 extends over a plurality of interlayer insulating films 15. Here, the carbon-based material 18 is disposed across, for example, the first and second interlayer insulating films 15. Similarly, the carbonaceous material 18 is disposed across, for example, the third and fourth interlayer insulating films 15. In the interlayer insulating film 15, the wiring layer 16 and the via 17 are arranged away from the aggregate of the carbon-based materials 18. In addition, the same reference numerals are assigned to configurations and structures equivalent to those of the LSI chip 11 described above.

こうしたLSIチップ11aの製造にあたって、図16に示されるように、ウエハ21の表面には前述の第1絶縁膜22と同様に、第1絶縁膜41が積層される。第1絶縁膜41の表面にはエッチング処理に基づき貫通孔43が形成される。貫通孔43は第1絶縁膜41を貫通する。続いて、図17に示されるように、第1絶縁膜41の表面にはめっき膜44が形成される。めっき膜44は貫通孔43に充填される。その後、めっき膜44には化学機械研磨法に基づき平坦化処理が実施される。その結果、図18に示されるように、ウエハ21の表面に1層目の層間絶縁膜15が形成される。その後、層間絶縁膜15の表面には所定のパターンで配線層16が形成される。   In manufacturing the LSI chip 11a, as shown in FIG. 16, the first insulating film 41 is laminated on the surface of the wafer 21 in the same manner as the first insulating film 22 described above. A through hole 43 is formed on the surface of the first insulating film 41 based on an etching process. The through hole 43 penetrates the first insulating film 41. Subsequently, as shown in FIG. 17, a plating film 44 is formed on the surface of the first insulating film 41. The plated film 44 is filled in the through hole 43. Thereafter, the plating film 44 is subjected to a flattening process based on a chemical mechanical polishing method. As a result, a first interlayer insulating film 15 is formed on the surface of the wafer 21 as shown in FIG. Thereafter, a wiring layer 16 is formed on the surface of the interlayer insulating film 15 with a predetermined pattern.

図19に示されるように、配線層16の外側で層間絶縁膜15の表面には窪み45が形成される。窪み45の形成にあたってレジスト膜の外側でエッチング処理が実施される。こうして形成された窪み45の底面には複数の触媒金属25が配置される。触媒金属25の配置にあたって化学気相成長法が実施される。その結果、図20に示されるように、窪み45内で触媒金属25から前述の炭素系材18が成長する。炭素系材18はウエハ21の表面に直交する垂直方向に延びる。ここでは、炭素系材18は層間絶縁膜15の表面から突き出る。   As shown in FIG. 19, a recess 45 is formed on the surface of the interlayer insulating film 15 outside the wiring layer 16. In forming the recess 45, an etching process is performed outside the resist film. A plurality of catalyst metals 25 are arranged on the bottom surface of the recess 45 formed in this way. A chemical vapor deposition method is performed for the placement of the catalyst metal 25. As a result, as shown in FIG. 20, the aforementioned carbon-based material 18 grows from the catalyst metal 25 in the recess 45. The carbonaceous material 18 extends in a vertical direction perpendicular to the surface of the wafer 21. Here, the carbon-based material 18 protrudes from the surface of the interlayer insulating film 15.

図21に示されるように、第1絶縁膜41の表面には前述の第2絶縁膜26と同様に第2絶縁膜46が積層される。こうして第1絶縁膜41および第2絶縁膜46内に炭素系材18の集合体が埋め込まれる。その後、第2絶縁膜46の表面には化学機械研磨法に基づき平坦化処理が施される。その後、図22に示されるように、第2絶縁膜46にはエッチング処理に基づき貫通孔47が形成される。貫通孔47同士の間に炭素系材18の集合体が配置される。貫通孔47内にはめっき処理に基づきビア17が形成される。第2絶縁膜46の表面には化学機械研磨法に基づき平坦化処理が施される。その後、第2絶縁膜46の表面に配線層16が形成される。こうして2層目の層間絶縁膜15が形成される。その後、同様の形成方法で3層目および4層目の層間絶縁膜15が形成される。   As shown in FIG. 21, a second insulating film 46 is stacked on the surface of the first insulating film 41 in the same manner as the second insulating film 26 described above. Thus, the aggregate of the carbon-based material 18 is embedded in the first insulating film 41 and the second insulating film 46. Thereafter, the surface of the second insulating film 46 is subjected to a planarization process based on a chemical mechanical polishing method. Thereafter, as shown in FIG. 22, a through-hole 47 is formed in the second insulating film 46 based on the etching process. An aggregate of the carbon-based materials 18 is disposed between the through holes 47. Vias 17 are formed in the through holes 47 based on plating. The surface of the second insulating film 46 is subjected to a planarization process based on a chemical mechanical polishing method. Thereafter, the wiring layer 16 is formed on the surface of the second insulating film 46. Thus, the second interlayer insulating film 15 is formed. Thereafter, the third and fourth interlayer insulating films 15 are formed by the same formation method.

以上のようなLSIチップ11aでは、層間絶縁膜15の形成にあたって第1絶縁膜41および第2絶縁膜46には化学機械研磨法に基づき平坦化処理が施される。平坦化処理では第1絶縁膜41および第2絶縁膜46に所定の荷重が作用する。第1絶縁膜41および第2絶縁膜46には炭素系材18の集合体が埋め込まれる。炭素系材18は基板12の表面に直交する垂直方向に延びる。炭素系材18は高い機械的強度を有する。その結果、基板12の表面に直交する垂直方向に第1絶縁膜41および第2絶縁膜46の機械的強度は向上する。第1絶縁膜41および第2絶縁膜46は多孔質材から形成されるにも拘わらず、第1絶縁膜41および第2絶縁膜46の破損は回避される。こうして多層配線板14すなわちLSIチップ11a全体で十分な機械的強度が確立される。加えて、例えば配線基板への実装時にLSIチップ11aの破壊は回避される。   In the LSI chip 11a as described above, when the interlayer insulating film 15 is formed, the first insulating film 41 and the second insulating film 46 are subjected to a planarization process based on a chemical mechanical polishing method. In the planarization process, a predetermined load acts on the first insulating film 41 and the second insulating film 46. In the first insulating film 41 and the second insulating film 46, an aggregate of the carbon-based material 18 is embedded. The carbonaceous material 18 extends in a vertical direction perpendicular to the surface of the substrate 12. The carbonaceous material 18 has a high mechanical strength. As a result, the mechanical strength of the first insulating film 41 and the second insulating film 46 is improved in the vertical direction orthogonal to the surface of the substrate 12. Although the first insulating film 41 and the second insulating film 46 are formed of a porous material, damage to the first insulating film 41 and the second insulating film 46 is avoided. Thus, sufficient mechanical strength is established in the multilayer wiring board 14, that is, the entire LSI chip 11a. In addition, for example, destruction of the LSI chip 11a is avoided during mounting on a wiring board.

図23は本発明の第3実施形態に係るLSIチップ11bの構造を概略的に示す。このLSIチップ11bでは炭素系材18はすべての層間絶縁膜15に跨って延びる。層間絶縁膜15では炭素系材18の集合体は配線層16やビア17から離れてが配置される。その他、前述のLSIチップ11aと均等な構成や構造には同一の参照符号が付される。こうしたLSIチップ11bでは、前述のLSIチップ11と同様に、多層配線板14すなわちLSIチップ11b全体で十分な機械的強度が確立される。加えて、例えば配線基板への実装時にLSIチップ11bの破壊は回避される。   FIG. 23 schematically shows the structure of an LSI chip 11b according to the third embodiment of the present invention. In the LSI chip 11b, the carbon-based material 18 extends over all the interlayer insulating films 15. In the interlayer insulating film 15, the aggregate of the carbon-based materials 18 is arranged away from the wiring layer 16 and the via 17. Like reference numerals are attached to the structure or components equivalent to those of the aforementioned LSI chip 11a. In such an LSI chip 11b, sufficient mechanical strength is established in the multilayer wiring board 14, that is, the entire LSI chip 11b, in the same manner as the LSI chip 11 described above. In addition, for example, destruction of the LSI chip 11b is avoided during mounting on a wiring board.

こうしたLSIチップ11bの製造にあたって、図24に示されるように、ウエハ21の表面に4層の第1絶縁膜すなわち層間絶縁膜15が形成される。層間絶縁膜15には例えばエッチング処理に基づき窪み51が形成される。窪み51は4層目の層間絶縁膜15から1層目の層間絶縁膜15に跨って形成される。窪み51は配線層16やビア17の外側で形成される。窪み51の底面には触媒金属25が配置される。図25に示されるように、窪み51内では触媒金属25に基づき炭素系材18が成長する。その後、図26に示されるように、窪み51は第2絶縁膜すなわち絶縁膜52で充填される。その後、絶縁膜52の表面には化学機械研磨法に基づき平坦化処理が実施される。こうして炭素系材18の集合体は層間絶縁膜15に埋め込まれる。   In manufacturing the LSI chip 11b, four layers of the first insulating film, that is, the interlayer insulating film 15, are formed on the surface of the wafer 21, as shown in FIG. A recess 51 is formed in the interlayer insulating film 15 based on, for example, an etching process. The recess 51 is formed from the fourth interlayer insulating film 15 to the first interlayer insulating film 15. The recess 51 is formed outside the wiring layer 16 and the via 17. The catalyst metal 25 is disposed on the bottom surface of the recess 51. As shown in FIG. 25, the carbonaceous material 18 grows in the recess 51 based on the catalyst metal 25. Thereafter, as shown in FIG. 26, the recess 51 is filled with a second insulating film, that is, an insulating film 52. Thereafter, a planarization process is performed on the surface of the insulating film 52 based on a chemical mechanical polishing method. Thus, the aggregate of the carbon-based materials 18 is embedded in the interlayer insulating film 15.

以上のようなLSIチップ11、11a、11bでは、個々の集合体の炭素系材18は、カーボンナノチューブ、グラファイトシート、ピーポッド、カーボンナノホーン、フラーレンおよびカーボンナノファイバーを含む群から選択される1つまたは2つ以上から形成されてもよい。グラファイトシートの利用にあたって例えば基板12の表面に平行に複数枚のグラファイトシートが重ね合わせられればよい。ピーポッドやカーボンナノホーン、カーボンナノファイバーは、カーボンナノチューブと同様に、長尺材として形成されればよい。   In the LSI chips 11, 11 a, and 11 b as described above, the individual carbon material 18 is one selected from the group including carbon nanotubes, graphite sheets, peapods, carbon nanohorns, fullerenes, and carbon nanofibers. It may be formed from two or more. In using the graphite sheet, for example, a plurality of graphite sheets may be superposed in parallel to the surface of the substrate 12. The peapod, carbon nanohorn, and carbon nanofiber may be formed as a long material in the same manner as the carbon nanotube.

(付記1) 基板と、
基板の表面に積層される複数層の絶縁膜と、
絶縁膜同士の間に挟み込まれる導電性の配線層と、
配線層から離れつつ絶縁膜に埋め込まれる炭素系材とを備えることを特徴とする半導体装置。
(Appendix 1) a substrate,
A plurality of insulating films stacked on the surface of the substrate;
A conductive wiring layer sandwiched between insulating films;
And a carbon-based material embedded in the insulating film while being separated from the wiring layer.

(付記2) 付記1に記載の半導体装置において、前記炭素系材は束ねられて1以上の集合体を形成することを特徴とする半導体装置。   (Supplementary note 2) The semiconductor device according to supplementary note 1, wherein the carbonaceous material is bundled to form one or more aggregates.

(付記3) 付記1または2に記載の半導体装置において、前記炭素系材は前記基板の表面に直交する垂直方向に延びることを特徴とする半導体装置。   (Additional remark 3) The semiconductor device of Additional remark 1 or 2 WHEREIN: The said carbonaceous material is extended in the perpendicular direction orthogonal to the surface of the said board | substrate, The semiconductor device characterized by the above-mentioned.

(付記4) 付記2または3に記載の半導体装置において、個々の前記集合体の炭素系材は、カーボンナノチューブ、グラファイトシート、ピーポッド、カーボンナノホーン、フラーレンおよびカーボンナノファイバーを含む群から選択される1つまたは2つ以上であることを特徴とする半導体装置。   (Supplementary Note 4) In the semiconductor device according to Supplementary Note 2 or 3, the carbon material of each of the aggregates is selected from the group including carbon nanotubes, graphite sheets, peapods, carbon nanohorns, fullerenes, and carbon nanofibers. One or two or more semiconductor devices.

(付記5) 付記1〜4のいずれかに記載の半導体装置において、前記炭素系材から離れつつ、前記基板の表面に直交する方向に前記絶縁膜を貫通する層間配線をさらに備えることを特徴とする半導体装置。   (Supplementary note 5) The semiconductor device according to any one of supplementary notes 1 to 4, further comprising an interlayer wiring penetrating the insulating film in a direction perpendicular to the surface of the substrate while being separated from the carbonaceous material. Semiconductor device.

(付記6) 付記1〜5のいずれかに記載の半導体装置において、前記絶縁膜は多孔質材から形成されることを特徴とする半導体装置。   (Additional remark 6) The semiconductor device in any one of Additional remarks 1-5 WHEREIN: The said insulating film is formed from a porous material, The semiconductor device characterized by the above-mentioned.

(付記7) 基板の表面に回路素子を形成する工程と、
基板の表面に第1絶縁膜を積層し、第1絶縁膜で回路素子を覆う工程と、
第1絶縁膜の表面から第1絶縁膜に窪みを形成する工程と、
窪み内で炭素系材を形成する工程と、
第1絶縁膜の表面で第2絶縁膜を積層し、第1絶縁膜および第2絶縁膜内に炭素系材を埋め込む工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
(Appendix 7) A step of forming a circuit element on the surface of the substrate;
Laminating a first insulating film on the surface of the substrate and covering the circuit element with the first insulating film;
Forming a recess in the first insulating film from the surface of the first insulating film;
Forming a carbon-based material in the recess;
And a step of laminating a second insulating film on the surface of the first insulating film, and embedding a carbon-based material in the first insulating film and the second insulating film.

(付記8) 付記7に記載の半導体装置の製造方法において、前記第2絶縁膜の表面には平坦化処理が施されることを特徴とする半導体装置の製造方法。   (Additional remark 8) The manufacturing method of the semiconductor device of Additional remark 7 WHEREIN: The planarization process is performed to the surface of a said 2nd insulating film, The manufacturing method of the semiconductor device characterized by the above-mentioned.

(付記9) 付記7または8に記載の半導体装置の製造方法において、前記炭素系材の形成にあたって前記窪み内で前記基板の表面に直交する垂直方向に複数本の炭素系材を成長させることを特徴とする半導体装置の製造方法。   (Supplementary Note 9) In the method for manufacturing a semiconductor device according to Supplementary Note 7 or 8, in the formation of the carbonaceous material, a plurality of carbonaceous materials are grown in the vertical direction perpendicular to the surface of the substrate in the recess. A method of manufacturing a semiconductor device.

(付記10) 付記9に記載の半導体装置の製造方法において、前記窪み内で前記炭素系材は束ねられることを特徴とする半導体装置の製造方法。   (Additional remark 10) The manufacturing method of the semiconductor device of Additional remark 9 WHEREIN: The said carbonaceous material is bundled within the said hollow.

(付記11) 付記7〜10のいずれかに記載の半導体装置の製造方法において、前記炭素系材は、カーボンナノチューブ、グラファイトシート、ピーポッド、カーボンナノホーン、フラーレンおよびカーボンナノファイバーを含む群から選択される1つまたは2つ以上であることを特徴とする半導体装置の製造方法。   (Appendix 11) In the method for manufacturing a semiconductor device according to any one of Appendixes 7 to 10, the carbon-based material is selected from the group including carbon nanotubes, graphite sheets, peapods, carbon nanohorns, fullerenes, and carbon nanofibers. One or two or more semiconductor device manufacturing methods.

(付記12) 付記7〜11のいずれかに記載の半導体装置の製造方法において、前記炭素系材の形成後、前記窪み同士の間で前記第1絶縁膜を貫通する層間配線を形成する工程をさらに備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。   (Appendix 12) In the method of manufacturing a semiconductor device according to any one of Appendixes 7 to 11, a step of forming an interlayer wiring that penetrates the first insulating film between the recesses after the formation of the carbon-based material. A method for manufacturing a semiconductor device, further comprising:

(付記13) 付記7〜12のいずれかに記載の半導体装置の製造方法において、少なくとも前記第1絶縁膜および第2絶縁膜の一方は多孔質材から形成されることを特徴とする半導体装置の製造方法。   (Supplementary note 13) In the method of manufacturing a semiconductor device according to any one of supplementary notes 7 to 12, at least one of the first insulating film and the second insulating film is formed of a porous material. Production method.

(付記14) 付記7〜13のいずれかに記載の半導体装置の製造方法において、前記第1絶縁膜および前記第2絶縁膜の積層にあたって、スピンコート法および化学気相成長法のいずれかが実施されることを特徴とする半導体装置の製造方法。   (Supplementary Note 14) In the method of manufacturing a semiconductor device according to any one of Supplementary Notes 7 to 13, any one of a spin coating method and a chemical vapor deposition method is performed in stacking the first insulating film and the second insulating film. A method for manufacturing a semiconductor device.

本発明の第1実施形態に係る半導体装置すなわちLSIチップの構造を概略的に示す垂直断面図である。1 is a vertical sectional view schematically showing a structure of a semiconductor device, that is, an LSI chip according to a first embodiment of the present invention. 基板の表面に第1絶縁膜を積層する工程を概略的に示す垂直断面図である。It is a vertical sectional view schematically showing a process of laminating a first insulating film on the surface of a substrate. 第1絶縁膜の表面にエッチング処理を施す工程を概略的に示す垂直断面図である。It is a vertical sectional view schematically showing a step of performing an etching process on the surface of the first insulating film. 第1絶縁膜の表面に窪みを形成する工程を概略的に示す垂直断面図である。It is a vertical sectional view schematically showing a step of forming a depression on the surface of the first insulating film. 窪み内で炭素系材を成長させる工程を概略的に示す垂直断面図である。It is a vertical sectional view which shows roughly the process of growing a carbonaceous material in a hollow. 第1絶縁膜の表面に第2絶縁膜を積層する工程を概略的に示す垂直断面図である。It is a vertical sectional view schematically showing a step of laminating a second insulating film on the surface of the first insulating film. 第2絶縁膜の表面にエッチング処理を施す工程を概略的に示す垂直断面図である。It is a vertical sectional view schematically showing a step of performing an etching process on the surface of the second insulating film. 第1絶縁膜および第2絶縁膜に貫通孔を形成する工程を概略的に示す垂直断面図である。It is a vertical sectional view schematically showing a step of forming a through hole in the first insulating film and the second insulating film. 第2絶縁膜の表面にめっき膜を成膜する工程を概略的に示す垂直断面図である。It is a vertical sectional view schematically showing a step of forming a plating film on the surface of the second insulating film. 炭素系材同士の間で第1絶縁膜を貫通する層間配線を形成する工程を概略的に示す垂直断面図である。It is a vertical sectional view schematically showing a step of forming an interlayer wiring that penetrates a first insulating film between carbon-based materials. 第2絶縁膜の表面に配線層を形成する工程を概略的に示す垂直断面図である。It is a vertical sectional view schematically showing a step of forming a wiring layer on the surface of the second insulating film. 検証にあたって用意されたサンプルの構造を概略的に示す垂直断面図である。It is a vertical sectional view schematically showing the structure of a sample prepared for verification. 炭素系材の配置領域で計測される除荷曲線を示すグラフである。It is a graph which shows the unloading curve measured in the arrangement | positioning area | region of a carbonaceous material. 炭素系材の非配置領域で計測される除荷曲線を示すグラフである。It is a graph which shows the unloading curve measured in the non-arrangement field of a carbon system material. 本発明の第2実施形態に係る半導体装置の構造を概略的に示す垂直断面図である。It is a vertical sectional view schematically showing the structure of a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention. 基板の表面に形成される第1絶縁膜に貫通孔を形成する工程を概略的に示す垂直断面図である。It is a vertical sectional view schematically showing a step of forming a through hole in the first insulating film formed on the surface of the substrate. 第1絶縁膜の表面にめっき膜を成膜する工程を概略的に示す垂直断面図である。It is a vertical sectional view schematically showing a step of forming a plating film on the surface of the first insulating film. 第1絶縁膜を貫通する層間配線を形成する工程を概略的に示す垂直断面図である。It is a vertical sectional view schematically showing a step of forming an interlayer wiring that penetrates the first insulating film. 第1絶縁膜の表面に形成される窪み内に触媒金属を配置する工程を概略的に示す垂直断面図である。It is a vertical sectional view which shows roughly the process of arrange | positioning a catalyst metal in the hollow formed in the surface of a 1st insulating film. 窪み内で炭素系材を成長させる工程を概略的に示す垂直断面図である。It is a vertical sectional view which shows roughly the process of growing a carbonaceous material in a hollow. 第1絶縁膜の表面に第2絶縁膜を積層する工程を概略的に示す垂直断面図である。It is a vertical sectional view schematically showing a step of laminating a second insulating film on the surface of the first insulating film. 第2絶縁膜を貫通する層間配線を形成する工程を概略的に示す垂直断面図である。It is a vertical sectional view schematically showing a step of forming an interlayer wiring penetrating the second insulating film. 本発明の第3実施形態に係る半導体装置の構造を概略的に示す垂直断面図である。It is a vertical sectional view schematically showing the structure of a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention. 基板の表面に積層される4層の絶縁膜に窪みを形成する工程を概略的に示す垂直断面図である。It is a vertical sectional view schematically showing a step of forming a recess in a four-layer insulating film laminated on the surface of a substrate. 窪み内で炭素系材を成長させる工程を概略的に示す垂直断面図である。It is a vertical sectional view which shows roughly the process of growing a carbonaceous material in a hollow. 第1絶縁膜の表面に第2絶縁膜を積層する工程を概略的に示す垂直断面図である。It is a vertical sectional view schematically showing a step of laminating a second insulating film on the surface of the first insulating film.

符号の説明Explanation of symbols

11 半導体装置(LSIチップ)、12 基板、13 回路素子(トランジスタ)、15 絶縁膜・第1絶縁膜(層間絶縁膜)、16 配線層、17 層間配線、18 炭素系材、21 基板、22 第1絶縁膜、24 窪み、26 第2絶縁膜、52 第2絶縁膜(絶縁膜)。   11 Semiconductor device (LSI chip), 12 substrate, 13 circuit element (transistor), 15 insulating film / first insulating film (interlayer insulating film), 16 wiring layer, 17 interlayer wiring, 18 carbon-based material, 21 substrate, 22 1 insulating film, 24 depressions, 26 second insulating film, 52 second insulating film (insulating film).

Claims (10)

基板と、
基板の表面に積層される複数層の絶縁膜と、
絶縁膜同士の間に挟み込まれる導電性の配線層と、
配線層から離れつつ絶縁膜に埋め込まれる炭素系材とを備えることを特徴とする半導体装置。
A substrate,
A plurality of insulating films stacked on the surface of the substrate;
A conductive wiring layer sandwiched between insulating films;
And a carbon-based material embedded in the insulating film while being separated from the wiring layer.
請求項1に記載の半導体装置において、前記炭素系材は束ねられて1以上の集合体を形成することを特徴とする半導体装置。   2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the carbonaceous material is bundled to form one or more aggregates. 請求項1または2に記載の半導体装置において、前記炭素系材は前記基板の表面に直交する垂直方向に延びることを特徴とする半導体装置。   3. The semiconductor device according to claim 1, wherein the carbon-based material extends in a vertical direction orthogonal to the surface of the substrate. 請求項2または3に記載の半導体装置において、個々の前記集合体の炭素系材は、カーボンナノチューブ、グラファイトシート、ピーポッド、カーボンナノホーン、フラーレンおよびカーボンナノファイバーを含む群から選択される1つまたは2つ以上であることを特徴とする半導体装置。   4. The semiconductor device according to claim 2, wherein the carbonaceous material of each of the aggregates is one or two selected from the group including carbon nanotubes, graphite sheets, peapods, carbon nanohorns, fullerenes, and carbon nanofibers. One or more semiconductor devices. 請求項1〜4のいずれかに記載の半導体装置において、前記炭素系材から離れつつ、前記基板の表面に直交する方向に前記絶縁膜を貫通する層間配線をさらに備えることを特徴とする半導体装置。   5. The semiconductor device according to claim 1, further comprising an interlayer wiring penetrating the insulating film in a direction perpendicular to the surface of the substrate while being separated from the carbon-based material. 6. . 請求項1〜5のいずれかに記載の半導体装置において、前記絶縁膜は多孔質材から形成されることを特徴とする半導体装置。   6. The semiconductor device according to claim 1, wherein the insulating film is made of a porous material. 基板の表面に回路素子を形成する工程と、
基板の表面に第1絶縁膜を積層し、第1絶縁膜で回路素子を覆う工程と、
第1絶縁膜の表面から第1絶縁膜に窪みを形成する工程と、
窪み内で炭素系材を形成する工程と、
第1絶縁膜の表面で第2絶縁膜を積層し、第1絶縁膜および第2絶縁膜内に炭素系材を埋め込む工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
Forming circuit elements on the surface of the substrate;
Laminating a first insulating film on the surface of the substrate and covering the circuit element with the first insulating film;
Forming a recess in the first insulating film from the surface of the first insulating film;
Forming a carbon-based material in the recess;
And a step of laminating a second insulating film on the surface of the first insulating film and embedding a carbon-based material in the first insulating film and the second insulating film.
請求項7に記載の半導体装置の製造方法において、前記第2絶縁膜の表面には平坦化処理が施されることを特徴とする半導体装置の製造方法。   8. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 7, wherein the surface of the second insulating film is planarized. 請求項7または8に記載の半導体装置の製造方法において、前記炭素系材の形成にあたって前記窪み内で前記基板の表面に直交する垂直方向に複数本の炭素系材を成長させることを特徴とする半導体装置の製造方法。   9. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 7, wherein a plurality of carbon-based materials are grown in the vertical direction perpendicular to the surface of the substrate in the recess when forming the carbon-based material. A method for manufacturing a semiconductor device. 請求項9に記載の半導体装置の製造方法において、前記窪み内で前記炭素系材は束ねられることを特徴とする半導体装置の製造方法。   The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 9, wherein the carbonaceous material is bundled in the recess.
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