JP4788474B2 - Semiconductor device - Google Patents
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Description
この発明は半導体装置、特に多層構造の電極を有し、上層の電極が下層の電極と空中で交差するエアーブリッジ電極を有する半導体装置及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a semiconductor device having a multi-layer structure electrode, and an air bridge electrode in which an upper layer electrode intersects a lower layer electrode in the air, and a method for manufacturing the same.
図13〜図16は、例えば特許文献1に示された従来のこの種半導体装置の構造及びその製造方法のステップを順次説明するための説明図で、(a)は側断面図、(b)は平面図である。
FIGS. 13 to 16 are explanatory views for sequentially explaining, for example, the structure of this type of conventional semiconductor device disclosed in
先ず、図13に示すように、半導体基板1上に形成した層間絶縁膜2aの上に、複数の配線電極3を例えばリフトオフ法を用いて形成し、その上に別の層間絶縁膜2bを形成して配線電極3上の所定の位置にコンタクトホール2cを開口する。
First, as shown in FIG. 13, a plurality of
次に、図14に示すように、層間絶縁膜2b上にレジスト4aでパターンを形成し、コンタクトホール2c上にエッチングによって配線電極3の表面に達する開口部を形成した後、レジスト4a上に給電電極層5を例えばスパッタにて全面に形成する。
Next, as shown in FIG. 14, a pattern is formed with a
次に、図15に示すように、給電電極層5の上に別のレジスト4bでパターンを形成し、エアーブリッジ電極6を例えばメッキ法を用いて形成する。
その後、図16に示すように、図15における最上部のレジスト4bを除去した上で不要な給電電極層5を例えばイオンミリングで除去し、最後にエアーブリッジ電極6下のレジスト4aも除去してエアーブリッジ電極6を形成する。
Next, as shown in FIG. 15, a pattern is formed with another
After that, as shown in FIG. 16, the
従来のこの種半導体装置は上記のように構成されているため、エアーブリッジ電極のサイズを縮小しようとしてエアーブリッジ電極6の配線電極3と接続されている脚部接続部6aの断面積を減少させると、チップ分離の際にウェハ表面の洗浄に使用する水流等が図17の矢印Aで示すように外力として作用し、その結果、図17の矢印Bで示すように、エアーブリッジ電極6の脚部接続部6aが配線電極3から剥離して屈曲、破壊するという問題点があった。
Since this type of conventional semiconductor device is configured as described above, the cross-sectional area of the
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、水流等の外力を受けても変形あるいは破壊しにくい半導体装置の構造及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 to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a structure of a semiconductor device that is difficult to be deformed or broken even when subjected to an external force such as a water flow, and a manufacturing method thereof.
この発明に係る半導体装置は、半導体基板上に設けられた複数の配線電極及び上記複数の配線電極のうち所定の配線電極間に設けられたエアーブリッジ電極を備え、上記エアーブリッジ電極は一体的に形成された脚部と平坦部を有し、上記配線電極と上記エアーブリッジ電極との接続は、上記配線電極に掘り込み部を形成し、上記エアーブリッジ電極の上記脚部の接続部を上記掘り込み部に埋め込むことによって行い、上記掘り込み部は、外方に向けた楔状の中空部として形成されるものである。
A semiconductor device according to the present invention includes a plurality of wiring electrodes provided on a semiconductor substrate and an air bridge electrode provided between predetermined wiring electrodes among the plurality of wiring electrodes, and the air bridge electrode is integrally formed. The connection between the wiring electrode and the air bridge electrode has a formed leg portion and a flat portion, and a digging portion is formed in the wiring electrode, and the connection portion of the leg portion of the air bridge electrode is formed in the digging portion. There line by embedding the write unit, the digging portion is to be formed as a hollow portion of the wedge-shaped towards the outside.
この発明に係る半導体装置は上記のように構成され、エアーブリッジ電極の脚部接続部の端部が配線電極に形成された掘り込み部に埋め込まれるようになっているため、横方向からの外力に対して十分に抗することができる他、配線電極と脚部接続部との接触面積が従来より大幅に増加して接着力が向上するため、エアーブリッジ電極の強度が向上し、外力が作用しても剥離や破壊が生じにくくなるものである。 The semiconductor device according to the present invention is configured as described above, and the end of the leg connection portion of the air bridge electrode is embedded in the digging portion formed in the wiring electrode, so that the external force from the lateral direction is In addition, the contact area between the wiring electrode and the leg connection part is greatly increased compared to the conventional one, and the adhesive force is improved, so the strength of the air bridge electrode is improved and external force is applied. However, peeling and destruction are less likely to occur.
実施の形態1.
以下、この発明の実施の形態1を図にもとづいて説明する。図1〜図4は、実施の形態1による半導体装置の構造、及びその製造方法のステップを順次説明するための説明図で、(a)は側断面図、(b)は平面図である。なお、図13〜図16と同一または相当部分には同一符号を付している。
実施の形態1の構造及び製造方法は、先ず、図1に示すように、半導体基板1上に形成した層間絶縁膜2a上に、複数の配線電極3を例えばリフトオフ法を用いて形成し、その上に別の層間絶縁膜2bを形成して配線電極3上の所定の位置にコンタクトホール2cを開口する。
In the structure and manufacturing method of the first embodiment, first, as shown in FIG. 1, a plurality of
次に、層間絶縁膜2b上にレジスト4aでパターンを形成した後、矢印7で示すイオンミリング等のエッチングで、コンタクトホール2c上に開口部4cを形成し、更に、配線電極3に掘り込み部3bを形成し、レジスト4aを除去する。掘り込み部3bの深さは配線電極3の厚さのほぼ半分となるようにする。
Next, after forming a pattern with the
次に、図2に示すように、層間絶縁膜2b上に再度レジスト4aでパターンを形成し、その後、給電電極層5を例えばスパッタにて全面に形成する。この時、配線電極3の掘り込み部3bには図2に示すように、断面U字状となる形で給電電極層5が形成される。
Next, as shown in FIG. 2, a pattern is formed again with the
その後、図3に示すように、給電電極層5の上にレジスト4bでパターンを形成し、エアーブリッジ電極6を例えばメッキ法を用いて形成する。エアーブリッジ電極6は給電電極層5の上に延びる平坦層6aと、この平坦層6aに連なって配線電極3の掘り込み部3b内に埋め込まれる脚部6bとから構成される。
Thereafter, as shown in FIG. 3, a pattern is formed on the power
その後、図4に示すように、図3における最上部のレジスト4bを除去した上で不要な給電電極層5を例えばイオンミリングで除去し、最後にエアーブリッジ電極6下のレジスト4aも除去してエアーブリッジ電極6を形成する。
Thereafter, as shown in FIG. 4, after removing the
実施の形態1による半導体装置及び製造方法は上記のように構成され、エアーブリッジ電極の脚部接続部の端部が配線電極に形成された掘り込み部に埋め込まれるようになっているため、横方向からの外力に対して十分に抗することができる他、配線電極と脚部接続部との接触面積が従来より大幅に増加して接着力が向上するため、エアーブリッジ電極の強度が向上し、外力が作用しても剥離や破壊が生じにくくなるものである。 The semiconductor device and the manufacturing method according to the first embodiment are configured as described above, and the end of the leg connection portion of the air bridge electrode is embedded in the digging portion formed in the wiring electrode. In addition to sufficiently resisting external force from the direction, the contact area between the wiring electrode and the leg connection part is greatly increased compared to the conventional one, improving the adhesive force, so the strength of the air bridge electrode is improved. Even if an external force is applied, peeling and destruction are less likely to occur.
実施の形態2.
次に、この発明の実施の形態2を図にもとづいて説明する。図5及び図6は、実施の形態2による半導体装置の構造、及びその製造方法のステップを順次説明するための説明図で、(a)は側断面図、(b)は平面図である。なお、図1〜図4と同一または相当部分には同一符号を付している。
Embodiment 2. FIG.
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 5 and 6 are explanatory views for sequentially explaining the structure of the semiconductor device according to the second embodiment and the steps of the manufacturing method thereof, wherein (a) is a side sectional view and (b) is a plan view. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to FIG.
実施の形態2の構造及び製造方法は、図5に示すように、半導体基板1上に形成した層間絶縁膜2aの上に、複数の配線電極3を例えばリフトオフ法を用いて形成し、その上に別の層間絶縁膜2bを形成して配線電極3上の所定の位置にコンタクトホール2cを開口する。
In the structure and manufacturing method of the second embodiment, as shown in FIG. 5, a plurality of
次に、層間絶縁膜2b上にレジスト4aでパターンを形成した後、矢印7Aで示すイオンミリング等のエッチングを斜め方向に実施し、コンタクトホール2c上に開口部4cを形成し、更に、配線電極3に外方に向けた楔状の中空部からなる掘り込み部3cを形成し、レジスト4aを除去する。
Next, after forming a pattern with the
その後、図には示していないが上述した実施の形態1と同様に、層間絶縁膜2b上に再度レジスト4aでパターンを形成し、その後、給電電極層5を例えばスパッタにて全面に形成する。この時、配線電極3の楔状の中空部からなる掘り込み部3cには図6に示すように、楔状中空部の内面にも給電電極層5が形成される。その後、給電電極層5の上にレジスト4bでパターンを形成し、エアーブリッジ電極6を例えばメッキ法を用いて形成する。エアーブリッジ電極6の脚部6bの端部は図6に示すように、配線電極3の楔状の中空部からなる掘り込み部3cに埋め込まれることになる。
Thereafter, although not shown in the drawing, similarly to the above-described first embodiment, a pattern is formed again with the
次に、図6に示すように、最上部のレジスト4b(図3参照)を除去した上で不要な給電電極層5を例えばイオンミリングで除去し、最後にエアーブリッジ電極6下のレジスト4aも除去してエアーブリッジ電極6を形成する。
Next, as shown in FIG. 6, after removing the
実施の形態2による半導体装置及び製造方法は上記のように構成され、配線電極の掘り込み部が楔状の中空部として形成されているため、実施の形態1による効果に加えて、エアーブリッジ電極の脚部が剥離方向の外力に対して一段と耐力アップするものである。 Since the semiconductor device and the manufacturing method according to the second embodiment are configured as described above, and the digging portion of the wiring electrode is formed as a wedge-shaped hollow portion, in addition to the effect of the first embodiment, the air bridge electrode The leg portion further increases the yield strength against the external force in the peeling direction.
実施の形態3.
次に、この発明の実施の形態3を図にもとづいて説明する。図7〜図9は、実施の形態3による半導体装置の構造、及びその製造方法のステップを順次説明するための説明図で、(a)は側断面図、(b)は平面図である。なお、図1〜図4と同一または相当部分には同一符号を付している。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 7 to 9 are explanatory views for sequentially explaining the structure of the semiconductor device according to the third embodiment and the steps of the manufacturing method thereof, in which (a) is a side sectional view and (b) is a plan view. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to FIG.
実施の形態3の構造及び製造方法は、先ず、図7に示すように、半導体基板1上に、レジスト4dで所定の位置に開口パターン4eを形成し、エッチングによって半導体基板1に第1の掘り込み部1aを形成する。次に、レジスト4dを除去した後、図8に示すように、半導体基板1上に層間絶縁膜2aを形成し、半導体基板1の第1の掘り込み部1aの上その他に、複数の配線電極3を例えばリフトオフ法を用いて形成し、その上に別の層間絶縁膜2bを形成した後、配線電極3上に開口部2cを形成する。
In the structure and manufacturing method of the third embodiment, first, as shown in FIG. 7, an
この時、配線電極3には第1の掘り込み部1aに埋め込まれた埋め込み部3dと半導体基板上に露出する露出部3eとが形成されると共に、上記埋め込み部3dと層間絶縁膜2aの下面が図示のように半導体基板1の第1の掘り込み部1aに嵌まり込む形となり、配線電極3の露出部3eには第2の掘り込み部3bが形成されることになる。
At this time, the
次に、図には示していないが上述した実施の形態1と同様に、層間絶縁膜2b上にレジスト4aでパターンを形成し、その後、給電電極層5を例えばスパッタにて全面に形成する。その後、給電電極層5の上にレジスト4bでパターンを形成し、エアーブリッジ電極6を例えばメッキ法を用いて形成する。エアーブリッジ電極6の脚部6bの端部は図9に示すように、配線電極3の掘り込み部3bに埋め込まれることになる。
Next, although not shown in the drawing, similarly to the first embodiment described above, a pattern is formed on the
次に、図9に示すように、最上部のレジスト4b(図3参照)を除去した上で不要な給電電極層5を例えばイオンミリングで除去し、最後にエアーブリッジ電極6下のレジスト4aも除去してエアーブリッジ電極6を形成する。
Next, as shown in FIG. 9, after removing the uppermost resist 4b (see FIG. 3), the unnecessary
実施の形態3による半導体装置及び製造方法は上記のように構成され、半導体基板に掘り込み部を形成しているため、配線電極自身を加工することなく、配線電極の露出部に掘り込み部を形成することができ、横方向変位に対する抗力増大、接着面積増加による剥離防止を図ることができる。 Since the semiconductor device and the manufacturing method according to the third embodiment are configured as described above and the digging portion is formed in the semiconductor substrate, the digging portion is formed in the exposed portion of the wiring electrode without processing the wiring electrode itself. It can be formed, and it is possible to prevent peeling due to an increase in drag against lateral displacement and an increase in adhesion area.
実施の形態4.
次に、この発明の実施の形態4を図にもとづいて説明する。図10〜図12は、実施の形態4による半導体装置の構造、及びその製造方法のステップを順次説明するための説明図で、(a)は側断面図、(b)は平面図である。なお、図7〜図9と同一または相当部分には同一符号を付している。
Embodiment 4 FIG.
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 10 to 12 are explanatory views for sequentially explaining the structure of the semiconductor device according to the fourth embodiment and the steps of the manufacturing method thereof, in which (a) is a side sectional view and (b) is a plan view. The same or corresponding parts as those in FIGS. 7 to 9 are denoted by the same reference numerals.
実施の形態4の構造及び製造方法は、先ず、図10に示すように、半導体基板1上に、レジスト4dで所定の位置に開口パターン4eを形成し、異方性のエッチング剤、例えば酒石酸水溶液等を用いてエッチングを行い、半導体基板1上に外方に向けた楔状の中空部からなる第1の掘り込み部1bを形成する。
In the structure and the manufacturing method of the fourth embodiment, as shown in FIG. 10, first, an
次に、レジスト4dを除去した後、図11に示すように、半導体基板1上に層間絶縁膜2aを形成し、第1の掘り込み部1bの上に、複数の配線電極3を例えばリフトオフ法を用いて形成し、その上に別の層間絶縁膜2bを形成した後、配線電極3上に開口部2cを形成する。
Next, after removing the resist 4d, as shown in FIG. 11, an
この時、配線電極3には第1の掘り込み部1bに埋め込まれた埋め込み部3dと半導体基板上に露出する露出部3eとが形成されると共に、上記埋め込み部3dと層間絶縁膜2aの下面が図示のように半導体基板1の第1の掘り込み部1bに嵌まり込む形となり、配線電極3の露出部3eには第2の掘り込み部3cが形成されることになる。
At this time, the
次に、図には示していないが上述した実施の形態1と同様に、層間絶縁膜2b上にレジスト4aでパターンを形成し、その後、給電電極層5を例えばスパッタにて全面に形成する。その後、給電電極層5の上にレジスト4bでパターンを形成し、エアーブリッジ電極6を例えばメッキ法を用いて形成する。エアーブリッジ電極6の脚部6bの端部は図12に示すように、配線電極3の掘り込み部3cに埋め込まれることになる。
Next, although not shown in the drawing, similarly to the first embodiment described above, a pattern is formed on the
次に、図12に示すように、最上部のレジスト4b(図3参照)を除去した上で不要な給電電極層5を例えばイオンミリングで除去し、最後にエアーブリッジ電極6下のレジスト4aも除去してエアーブリッジ電極6を形成する。
Next, as shown in FIG. 12, after removing the uppermost resist 4b (see FIG. 3), the unnecessary
実施の形態4による半導体装置及び製造方法は上記のように構成され、半導体基板に外方に向けた楔状の中空部からなる第1の掘り込み部を形成しているため、この掘り込み部に埋め込まれる配線電極の埋め込み部も楔状となることから、エアーブリッジ電極の脚部に対する剥離方向の外力に対して十分な耐力が得られるものである。 Since the semiconductor device and the manufacturing method according to the fourth embodiment are configured as described above, and the first digging portion including the wedge-shaped hollow portion facing outward is formed in the semiconductor substrate, the digging portion includes Since the embedded portion of the wiring electrode to be embedded also has a wedge shape, a sufficient proof strength can be obtained with respect to the external force in the peeling direction with respect to the leg portion of the air bridge electrode.
なお、以上の説明の中で例示した加工方法は、それに限られるものではなく、その構造を形成できるものであれば他のどのような方法でもよいことは言うまでもない。
また、エアーブリッジ電極の形態、配線電極の形態は、図示の形態に限られるものではなく、同様な効果が得られるものであれば他の形態でもよいことは言うまでもない。
In addition, the processing method illustrated in the above description is not restricted to it, and it cannot be overemphasized that what kind of other method may be sufficient if the structure can be formed.
Further, the form of the air bridge electrode and the form of the wiring electrode are not limited to those shown in the drawings, and it is needless to say that other forms may be used as long as the same effect can be obtained.
1 半導体基板、 2a、2b 層間絶縁膜、 2c コンタクトホール、 3 配線電極、 4a、4b レジスト、 5 給電電極層、 6 エアーブリッジ電極、
6a 平坦部、 6b 脚部、 7 エッチング。
DESCRIPTION OF
6a Flat part, 6b Leg part, 7 Etching.
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