JP2016119321A

JP2016119321A - 半導体装置

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Publication number: JP2016119321A
Application number: JP2013086337A
Authority: JP
Inventors: 浩行細井; Hiroyuki Hosoi; 賢一宮島; Kenichi Miyajima; 一志中澤; Kazushi Nakazawa; 村山　啓一; Keiichi Murayama; 啓一村山
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2013-04-17
Filing date: 2013-04-17
Publication date: 2016-06-30
Also published as: WO2014171045A1

Abstract

【課題】信頼性及び機械的強度に優れた多層配線構造を有する半導体装置を提供することを目的とする。【解決手段】本開示に係る半導体装置は、半導体素子が形成された基板と、前記基板の上に形成され、前記基板側の第１の面と、前記第１の面と対向する第２の面と、側面とを有する第１の絶縁膜と、前記第１の絶縁膜を覆うように形成された第２の絶縁膜とを備え、前記第１の絶縁膜は前記第２の絶縁膜より熱膨張率が大きく、前記第１の絶縁膜は、前記第２の面において、前記第２の絶縁膜と接触し、前記第１の絶縁膜は、前記側面において、前記第２の絶縁膜と接触しない領域を有する。【選択図】図１

Description

本開示は、半導体装置及びその製造方法に関し、特に、樹脂膜を配線層間膜として用いる半導体装置に関する。

半導体集積回路の高集積化を図る技術の１つとして、酸化シリコン（ＳｉＯ_２）等の一般的な無機膜と比べて比誘電率が低い樹脂膜を配線層間膜に用いることにより、配線間の寄生容量を低減し、且つ、樹脂膜の塗布形成による平坦化により配線層の積層数を増加することができる技術が挙げられる。

例えば、比誘電率が約３．９であるＳｉＯ_２、又は比誘電率が約７．５である窒化シリコン（Ｓｉ_３Ｎ_４）に代えて、比誘電率が約２．５〜３．０である低誘電率の樹脂膜が用いられる。低誘電率の樹脂膜は、スピンコート法により、有機溶媒に樹脂前駆体を含有した溶剤を基板に塗布し、塗布された樹脂前駆体を熱処理等により硬化反応させて形成する。このように、樹脂前駆体を液状で塗布するため、下地基板の凹凸が緩和されて、該下地基板の表面が平坦化する。

ところが、配線層間膜に樹脂膜を用いた多層配線構造の場合は、配線と樹脂膜とが接触する界面において、樹脂膜中の配線が該樹脂膜に含まれる水分により腐食して、配線の信頼性が劣化するという問題、及び腐食に起因する配線と樹脂膜との剥離による構造破壊が発生するという問題がある。

以下の特許文献１には、これらの問題を解決する多層配線構造が提案されている。

図７を用いて、特許文献１に記載の多層配線構造について説明する。

図７に示すように、半導体素子（図示せず）が形成された基板５０１の上に、絶縁膜５０２を介してアルミニウム配線５０３が形成されている。アルミニウム配線５０３の上側部分を除いて、ポリイミド樹脂膜５０４及びＳｉＮ膜５０５が形成されている。さらに、ＳｉＮ膜５０５の上及びアルミニウム配線５０３におけるＳｉＮ膜５０５からの露出部分の上には、ニッケル配線５０６が形成されている。また、ＳｉＮ膜５０５の上及びニッケル配線５０６の上には、パッシベーション（ｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎ）膜として、リンガラス膜５０７が形成されている。

特許文献１に記載の多層配線構造においては、ポリイミド樹脂膜５０４の基板５０１と反対側の面がＳｉＮ膜５０５により覆われているため、ポリイミド樹脂膜５０４が大気中の水分を吸収することを抑制できる。これにより、アルミニウム配線５０３の水分による腐食を抑制できるので、腐食に起因する多層配線構造の信頼性の劣化及び構造破壊を防止することができるとしている。

特開平１−１５０３４２号公報

しかしながら、図７に示す特許文献１の実施例に記載の多層配線構造では、ＳｉＮ膜５０５を形成した後の工程や、多層配線構造完成後のチップ実装時に急激な温度変化が発生すると、熱膨張率の大きいポリイミド樹脂膜５０４に膨張・収縮が起こるが、熱膨張率の小さいＳｉＮ膜５０５はほとんど変化しないため、ポリイミド樹脂膜５０４の側面と、ポリイミド樹脂膜５０４の表面の交差部５０９におけるＳｉＮ膜５０５には、ポリイミド樹脂膜５０４の体積変動により過剰な応力が蓄積される。その結果、このように蓄積された応力により交差部５０９のＳｉＮ膜５０５が割れ、水分の拡散経路を形成する問題が生じるので、信頼性劣化及び構造破壊の問題を解決したことにはならない。

また、特に高周波半導体をはじめとする化合物半導体デバイスにおいては、配線抵抗の低減による高周波信号の損失低減を目的に、３〜６μｍの厚みの金属配線を用いるため高段差を有する。従って、積層構造を実現するための平坦化には、配線形成後に塗布する樹脂膜の膜厚は４〜７μｍの厚みを必要とする。このような膜厚の大きい樹脂膜を形成した場合、樹脂膜の膨張や収縮による体積変化量が大きく、また変化量の抑制や制御が難しくなるため、樹脂膜を被覆する無機膜の割れを抑制するのが非常に困難となる。

本開示は、上記従来の課題を解決し、信頼性及び機械的強度に優れた多層配線構造を有する半導体装置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するため、本開示の一態様に係る半導体装置は、半導体素子が形成された基板と、前記基板の上に形成され、前記基板側の第１の面と、前記第１の面と対向する第２の面と、側面とを有する第１の絶縁膜と、前記第１の絶縁膜を覆うように形成された第２の絶縁膜とを備え、前記第１の絶縁膜は前記第２の絶縁膜より熱膨張率が大きく、前記第１の絶縁膜は、前記第２の面において、前記第２の絶縁膜と接触し、前記第１の絶縁膜は、前記側面において、前記第２の絶縁膜と接触しない領域を有するように設けられている。

半導体装置に熱衝撃が負荷された場合、熱膨張率の大きい第１の絶縁膜に大きな体積変動が発生し、第１の絶縁膜の側面に平行な方向と、第１の絶縁膜の第２の面に平行な方向に応力変化が生じる。この時、第１の絶縁膜の側面と、第１の絶縁膜の第２の面の交差部には異なる方向からの応力が負荷されるため最も応力が集中する領域となるが、交差部上に形成された第２の絶縁膜は熱膨張率が小さいため、集中した応力により第２の絶縁膜が割れてしまう恐れがある。

しかしながら本開示のように、第１の絶縁膜の側面と、第１の絶縁膜を覆う第２の絶縁膜を接触させないことにより、急激な温度変化により第１の絶縁膜に大きな体積変動が発生しても、第１の絶縁膜の側面と第２の絶縁膜とが直接に接触しない部分の第２の絶縁膜には応力が発生しない。そして、交差部に集中する応力を低減することができるため、第２の絶縁膜の割れを抑制することができる。その結果、信頼性に優れた多層配線構造を有する半導体装置を得ることができる。また、第２の絶縁膜は、第１の絶縁膜の第２の面と密着しているので、第１の絶縁膜の側面において第２の絶縁膜が接触していなくても、全体的な層間膜の機械的強度を劣化させることはない。

また、本開示に係る半導体装置は、前記基板と垂直な同一断面内において、前記第２の面の一辺は、前記側面の一辺よりも長くなっていてもよい。

このようにすると、本開示に係る半導体装置の構成を製造する過程において、第１の絶縁膜の第２の面と第２の絶縁膜が密着する面積よりも、第１の絶縁膜の側面と第２の絶縁膜とが密着する面積が小さくなる。そして、第１の絶縁膜上に第２の絶縁膜を形成した後、適宜選定した温度で熱処理を行うことにより、第１の絶縁膜に微小な体積変化を発生させる。その結果、第１の絶縁膜の側面と第２の絶縁膜との接触面のみを剥離することができ、本開示に係る半導体装置を安定して形成できる。

また、本開示の構成であれば、たとえばチップ実装時に急激な温度変化が発生し、第１の絶縁膜に急激な体積変化が起こっても、第１の絶縁膜の側面と密着していない第２の絶縁膜は第１の絶縁膜の体積変化の影響を受けないため、第１の絶縁膜の側面における応力発生を抑制することができる。その結果、第１の絶縁膜の側面と第２の面との交差部に集中する応力を低減でき、第２の絶縁膜の割れを抑制することができる。また、第１の絶縁膜の第２の面と第２の絶縁膜とが密着する面積が大きいため、第２の絶縁膜の剥離による構造破壊を抑制することができる。

また、本開示に係る半導体装置は、前記第１の絶縁膜は、前記側面の全面において、前記第２の絶縁膜と接触しない構成でもよい。

このようにすると、第１の絶縁膜の側面と第２の絶縁膜が接触しない面積が大きくなり、第１の絶縁膜の側面部における応力の発生をより抑制でき、その結果、第１の絶縁膜の側面と第２の面の交差部に集中する応力をさらに緩和することができる。

なお、本開示に係る半導体装置は、前記第１の絶縁膜は樹脂を含み、前記第２の絶縁膜は無機材料を含んでいてもよい。

このようにすると、強度が相対的に低い樹脂膜の表面全体を、強度が相対的に高い無機膜により覆うことになるので、低誘電率でありながら全体として強度が高い配線層間膜としての絶縁膜を実現することができる。

本開示に係る半導体装置において、前記第２の絶縁膜は酸化シリコンを含んでいてもよい。

このように耐熱衝撃性の高い酸化シリコンを用いることで、第２の絶縁膜の割れをより抑制することができるため、配線層間膜全体の強度を高くすることができる。

本開示に係る半導体装置において、前記第２の絶縁膜は、酸化シリコン膜と、前記酸化シリコン膜の上に配置された窒化シリコンとを有する構成であってもよい。

第１の絶縁膜の側面と、第１の絶縁膜の第２の面の交差部に集中する応力は、熱膨張率の異なる第１の絶縁膜と第２の絶縁膜との界面に近い領域ほど大きくなる。そこでこのように、第２の絶縁膜として、第１の絶縁膜と第２の絶縁膜の界面に近い側に耐熱衝撃性の高い酸化シリコン膜を用いることで第２の絶縁膜の割れを抑制するとともに、酸化シリコン膜の上に窒化シリコン膜を用いることで耐湿性を向上することができるため、層間膜全体として、機械強度および耐湿性の高い構成を実現することができる。

本開示の半導体装置によれば、信頼性が高い配線構造を有する半導体装置を得ることができる。また、機械的強度に優れた配線構造を有する半導体装置を得ることができる。

図１は第１の実施形態に係る半導体装置の一例を示す断面図である。図２は第１の実施形態に係る半導体装置の一例を示す平面図である。図３は第１の実施形態に係る半導体装置の一例を示す断面図である。図４は第１の実施形態に係る半導体装置の一例を示す断面図である。図５Ａは第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例を示す工程順の断面図である。図５Ｂは第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例を示す工程順の断面図である。図６Ａは第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例を示す工程順の断面図である。図６Ｂは第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例を示す工程順の断面図である。図７は従来の多層配線構造を有する半導体装置を示す断面図である。

以下、一例として、２層構造の配線構造を持つ半導体装置について図面を参照しながら説明する。但し、以下の各実施形態は、本開示の内容の理解を容易にするための例示である。また、本開示は、各実施形態に示す２層の配線構造に限られず、３層以上の配線構造を有する半導体装置にも適用可能である。本開示は、実施形態に限定されない。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る、第１配線層と第２配線層とを含む２層の配線構造を有する半導体装置の要部の断面構成を示している。ここでは、半導体装置を構成する半導体素子を省略している。また、本実施形態においては、半導体装置の上方又は上側、及び下方又は下側とは、例えば、図１を基準に採ると、電極パッド１０８に対して基板１０１側を下方又は下側と呼び、基板１０１に対して電極パッド１０８が設けられた側を上方又は上側と呼ぶ。

また、第１の部材の上に第２の部材を設ける（又は形成する）とは、該第１の部材の上に第２の部材を直接に設ける（又は形成する）場合と、該第１の部材の上に第３の部材を介在させて第２の部材を設ける（又は形成する）場合とを含む。これらは、他の図面においても同様であり、他の実施形態においても同様である。

図１に示すように、例えば、所望の半導体素子（図示せず）が配置されたヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）からなる基板１０１の主面上に、窒化シリコン（ＳｉＮ）からなる第１無機膜１０２が配置され、該第１無機膜１０２の上に、金（Ａｕ）からなる第１配線層１０３が選択的に配置されている。ここで、例えば、基板１０１の厚さは４００μｍから７００μｍ程度であり、第１無機膜１０２の厚さは５０ｎｍから５００ｎｍ程度であり、第１配線層１０３の厚さは３μｍから６μｍ程度である。

第１無機膜１０２及び第１配線層１０３の上に、ＳｉＮからなる第２無機膜１０４と、ポリイミドからなる樹脂膜１０５（第１絶縁膜）と、基板１０１側からＳｉＯ、ＳｉＮの順に積層された第３無機膜１０６（第２絶縁膜）と、Ａｕからなる第２配線層１０７とが順次配置されている。

ここで、例えば、第２無機膜１０４及び第３無機膜１０６の厚さは、それぞれ５０ｎｍから５００ｎｍ程度であり、樹脂膜１０５の厚さは４μｍから７μｍ程度であり、第２配線層１０７の厚さは３μｍから７μｍ程度である。

このように、本実施形態においては、第１配線層１０３と第２配線層１０７との間を絶縁する絶縁膜（配線層間膜）は、樹脂膜１０５と、該樹脂膜１０５の下面を覆う第２無機膜１０４と、該樹脂膜１０５の上面及び側面を覆う第３無機膜１０６とから構成される。また、本実施形態においては、樹脂膜１０５の側面と第３無機膜１０６とが接触していない第１領域１１２が設けられている。

図２は、本実施形態に係る半導体装置の平面図である。具体的には、スクライブラインに囲まれた、１チップ内の平面図である。図２は、図面の見やすさを考慮して、一部の構成要件を割愛している。なお、図１は、図２のＡ−Ａ´断面を示す図である。

第１配線層１０３及び第２配線層１０７には、互いに電気的に接続される第１コンタクト部１１０と第２コンタクト部１１１とが設けられている。第１コンタクト部１１０及び第２コンタクト部１１１においては、樹脂膜１０５及び第２無機膜１０４、第３無機膜１０６に開口部がそれぞれ形成されている。

第２配線層１０７の上には、厚さが５００ｎｍから８００ｎｍ程度のＳｉＮからなる保護膜１０９が形成されている。なお、保護膜１０９には、第２配線層１０７を露出する第３開口部１１４が設けられ、第２配線層１０７の露出部分が外部端子と電気的に接続される電極パッド１０８として機能する。

上述したように、本実施形態においては、樹脂膜１０５の表面全体を、第２無機膜１０４及び第３無機膜１０６によって連続して被覆し、該樹脂膜１０５の側面と該第３無機膜１０６が接触しない第１領域１１２を設けている。ここで例えば第３無機膜１０６を形成した後の工程や実装の時に本構成に急激な温度変化が発生した場合（以下、熱衝撃と記載する）、該第３無機膜１０６よりも該樹脂膜１０５は熱膨張率が大きいため、該樹脂膜１０５の膨張および収縮による体積変化に対して、該第３無機膜１０６の体積変化は小さく、ほとんど無視できる。

従って、応力集中部１１３の第３無機膜１０６には、樹脂膜１０５の体積変化に起因した応力が集中するのに対して、該第３無機膜１０６は体積変化による応力緩和ができないため、該応力集中部１１３の該第３無機膜１０６は割れてしまう。

しかしながら、本実施形態のように樹脂膜１０５の側面と第３無機膜１０６とが接触していない第１領域１１２を設けると、例えば樹脂膜１０５が膨張しても、基板１０１表面と水平な方向には第３無機膜１０６を押し出す応力が負荷されない。従って、応力集中部１１３において第３無機膜１０６に集中する応力が小さくなるため、該応力集中部１１３における該第３無機膜１０６の割れを抑制することができる。

また、図３に示すように、樹脂膜１０５表面上に形成された第３無機膜１０６の基板１０１と平行な方向の第１長さ２０１が、該樹脂膜１０５側面上に形成された該第３無機膜の該側面に沿った方向の第２長さ２０２より長くてもよい。これにより、熱衝撃発生時の第３無機膜１０６の割れを抑制することができるとともに、樹脂膜１０５表面と該樹脂膜１０５表面上に形成された該第３無機膜１０６との密着面積が大きいため、該第３無機膜１０６の剥離による構造破壊を抑制することができる。

なお、樹脂膜１０５が第１配線層１０３上にのみ形成され、第１配線層１０３の側面とは密着しない場合、第１長さ２０１が該樹脂膜１０５側面上に形成された該第３無機膜１０６の該側面に沿った方向の第３長さ２０３より長くてもよい。

また、本実施形態においては、第３無機膜１０６を基板１０１側からＳｉＯ膜、ＳｉＮ膜の順で積層し形成している。ここで、応力集中部１１３における応力集中は樹脂膜１０５の体積変化に起因しているため、該樹脂膜１０５と第３無機膜１０６との界面に近い領域ほど応力が大きくなる。

そこで本実施形態のように、樹脂膜１０５と該第３無機膜１０６との界面に近い側に耐熱衝撃性の高いＳｉＯ膜を用いることで該第３無機膜１０６の割れ発生を抑制するとともに、該ＳｉＯ膜の上に透水性の低いＳｉＮ膜を形成することで耐湿性を向上することができ、層間膜全体として機械強度及び耐湿性の高い構成を実現することができる。

なお、第１無機膜１０２、第２無機膜１０４及び第３無機膜１０６の各構成材料は、酸化シリコン（ＳｉＯ）や窒化シリコン（ＳｉＮ）に限らない。具体例としては、ＳｉＯやＳｉＮの他に、酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）、酸化ニオブ（Ｎｂ_２Ｏ_５）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）、酸化タンタル（Ｔａ_２Ｏ_５）又は酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）等の材料が挙げられる。

また、本実施形態で用いた第１無機膜１０２及び第２無機膜１０４は、それぞれ単層構造としたが、これに限らず、それぞれ必要に応じて複数層として構成してもよい。

また、樹脂膜１０５は、ポリイミド樹脂に限られず、低誘電率である配線層間膜を構成できる材料であればよい。すなわち、比誘電率が、例えば約２．５〜３．０の樹脂材料を用いればよく、具体例としては、ポリイミド樹脂の他に、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）樹脂又はポリベンゾオキサゾール（ＰＢＯ）樹脂等を適宜選定すればよい。

なお、樹脂膜１０５の側面と第３無機膜１０６とが接触しない第１領域１１２が形成される領域は、第１配線層１０３と第２配線層１０７とを電気的に接続する第１開口部１０５Ａ及び第２開口部１０５Ｂの近傍に限らない。例えば、図４に示すように、該樹脂膜１０５の側面が形成される領域であれば、例えばスクライブライン部などにも形成してもよい。

（第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法）
以下、第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例について、図５Ａ及び図５Ｂ、図６Ａ及び図６Ｂを参照しながら説明する。

まず、図５Ａに示すように、例えばプラズマＣＶＤ法により、所望の半導体素子が形成された、厚さが４００μｍから７００μｍ程度のＧａＡｓからなる基板１０１の主面上に、ＳｉＮからなり厚さが５０ｎｍから５００ｎｍ程度の第１無機膜１０２を形成する。

続いて、例えば電解めっき法により、第１無機膜１０２の上に、Ａｕからなり厚さが３μｍから６μｍ程度の第１配線層１０３を選択的に形成する。その後、プラズマＣＶＤ法により、第１無機膜１０２及び第１配線層１０３の上に、ＳｉＮからなり厚さが５０ｎｍ〜５００ｎｍ程度の第２無機膜１０４を形成する。

次に、図５Ｂに示すように、スピンコート法により、樹脂膜１０５を第２無機膜１０４の上に塗布する。

続いて、リソグラフィ技術により、樹脂膜１０５における第１コンタクト部１１０の形成領域及び第２コンタクト部１１１の形成領域に対してエッチングを行って、それぞれ第２無機膜１０４を露出する第１開口部１０５Ａ及び第２開口部１０５Ｂを形成する。

その後、樹脂膜１０５に対して窒素（Ｎ_２）雰囲気の熱処理を行って該樹脂膜１０５を硬化することにより、樹脂膜１０５を４μｍから７μｍ程度の厚さに調整する。

続いて、プラズマＣＶＤ法により、厚さ５０〜５００ｎｍのＳｉＯ膜と厚さ５０〜５００ｎｍのＳｉＮを順次積層した第３無機膜１０６を、第１開口部１０５Ａ及び第２開口部１０５Ｂの底面及び端面を含め、樹脂膜１０５の上の全面にわたって形成する。ここで、樹脂膜１０５に対して行う熱処理では、適宜温度や時間を選定することにより、該樹脂膜１０５の硬化反応率を５０〜９５％とする。

次に、図６Ａに示すように、樹脂膜１０５の硬化熱処理と同等もしくはそれ以下の温度、及び、該硬化熱処理と同等もしくはそれ以下の昇温速度で追加熱処理を行うことにより、該樹脂膜１０５の側面と、第３無機膜１０６の界面を剥離する。

このような追加熱処理を行うと、樹脂膜１０５中の未硬化反応部分の硬化反応が進行するものの、該樹脂膜１０５の硬化熱処理よりも追加熱処理の温度及び昇温速度が低いため、該樹脂膜１０５の収縮量及び収縮速度を微小にすることができる。そのため、収縮量及び収縮速度の制御が容易になる。

また、第３無機膜１０６を形成する際、樹脂膜１０５表面上と比較し、該第３無機膜１０６の原料ガスが該樹脂膜１０５側面に回り込みにくいため、該樹脂膜１０５側面と該第３無機膜１０６との界面の密着力は、該樹脂膜１０５表面と該第３無機膜１０６との界面の密着力よりも小さくなる。従って、追加熱処理により、樹脂膜１０５側面と密着している第３無機膜１０６のみを剥離することができる。

また、本実施形態の製造方法では、樹脂膜１０５表面上に形成された第３無機膜１０６の基板１０１と平行な方向の第１長さ２０１が、該樹脂膜１０５側面上に形成された該第３無機膜１０６の該側面に沿った方向の第２長さ２０２より長くてもよい。

この構成により、樹脂膜１０５側面と第３無機膜１０６の密着面積が、該樹脂膜１０５表面と該第３無機膜１０６の密着面積よりも小さくなるため、相対的に該樹脂膜１０５側面と該第３無機膜１０６との密着力を小さくできる。その結果、追加熱処理で該樹脂膜１０５側面と密着している該第３無機膜１０６の界面のみを容易かつ安定に剥離することができる。

また、樹脂膜の収縮率はどの方向でも一定なので、収縮量自体は単純に厚みで決まる。つまり、追加熱処理時に基板１０１と平行な方向の樹脂膜１０５の収縮量が、該基板１０１と垂直な方向の該樹脂膜１０５の収縮量よりも大きくなるため、該樹脂膜１０５側面上の該第３無機膜１０６のみを容易かつ安定に剥離することができる。

次に、図６Ｂに示すように、リソグラフィ技術及びドライエッチング技術により、第１開口部１０５Ａ及び第２開口部１０５Ｂからそれぞれ露出する第２無機膜１０４及び第３無機膜１０６における第１配線層１０３上の領域を選択的に除去する。この過程により、第１配線層１０３と、後工程で形成される第２配線層１０７とを電気的に接続する第１コンタクト部１１０及び第２コンタクト部１１１をそれぞれ形成する。

続いて、電解めっき法により、Ａｕからなる第２配線層１０７を、第３無機膜１０６の上及び第１配線層１０３における各コンタクト部１１０、１１１からの露出部分の上に形成する。また、第２配線層１０７の一部は、電極パッド１０８として利用する。

続いて、プラズマＣＶＤ法により、第３無機膜１０６及び第２配線層１０７の上に、ＳｉＮからなり厚さが５００ｎｍから８００ｎｍ程度の保護膜１０９を形成する。

続いて、リソグラフィ技術及びドライエッチング技術により、保護膜１０９における電極パッド１０８の上側部分を除去して、多層配線構造を有する半導体装置を得ることができる。

なお、本実施形態に係る製造方法における第２無機膜１０４及び第３無機膜１０６の厚さは例示であって、これに限られない。

また、樹脂膜１０５の表面を覆う第２無機膜１０４と第３無機膜１０６とには、同一の組成を持つ材料、又は実質的に同一と見なせる材料を用いてもよい。

なお、各無機膜１０２、１０４及び１０６並びに保護膜１０９における成膜手段の例として、ＣＶＤ法、例えばプラズマＣＶＤ法、常圧ＣＶＤ法若しくはＭＯＣＶＤ法等、又はＰＶＤ法、例えばスパッタ法若しくは真空蒸着法等が挙げられる。本実施形態においては、膜厚に高い均一性を実現でき、且つ成膜が容易なプラズマＣＶＤ法を用いている。ここで、ＣＶＤ法とは、化学気相成長（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法の略称であり、ＰＶＤ法とは、物理的蒸着（ＰｈｙｓｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法の略称である。

本開示に係る半導体装置は、樹脂膜を配線層間膜として用いる半導体装置等に有用である。

１０１基板
１０２第１無機膜
１０３第１配線層
１０４第２無機膜
１０５樹脂膜
１０５Ａ第１開口部
１０５Ｂ第２開口部
１０６第３無機膜
１０７第２配線層
１０８電極パッド（電極層）
１０９保護膜
１１０第１コンタクト部
１１１第２コンタクト部
１１２第１領域
１１３応力集中部
１１４第３開口部
２０１第１長さ
２０２第２長さ
２０３第３長さ

Claims

半導体素子が形成された基板と、
前記基板の上に形成され、前記基板側の第１の面と、前記第１の面と対向する第２の面と、側面とを有する第１の絶縁膜と、
前記第１の絶縁膜を覆うように形成された第２の絶縁膜とを備え、
前記第１の絶縁膜は前記第２の絶縁膜より熱膨張率が大きく、
前記第１の絶縁膜は、前記第２の面において、前記第２の絶縁膜と接触し、
前記第１の絶縁膜は、前記側面において、前記第２の絶縁膜と接触しない領域を有する
半導体装置。
前記基板と垂直な同一断面内において、前記第２の面の一辺は、前記側面の一辺よりも長い請求項１に記載の半導体装置。
前記第１の絶縁膜は、前記側面の全面において、前記第２の絶縁膜と接触しない
請求項１又は２に記載の半導体装置。
前記第１の絶縁膜は樹脂を含み、
前記第２の絶縁膜は無機材料を含む請求項１から３のいずれかに記載の半導体装置。
前記第２の絶縁膜は酸化シリコンを含む
請求項１から４のいずれかに記載の半導体装置。
前記第２の絶縁膜は、
酸化シリコン膜と、
前記酸化シリコン膜の上に配置された窒化シリコンとを有する
請求項１から５のいずれかに記載の半導体装置。