(57)【要約】【課題】層間絶縁膜の剥離の発生した層を特定することができる剥離検出の配線パターンを有する半導体装置を提供する。【解決手段】半導体基板１上に積層された各層間絶縁膜２、３、４それぞれの内に形成された配線２１、３１、４１と最下層以外の層間絶縁膜３、４の内に形成されたビア３２、４２とが接続されたビアチェーン６を形成し、ビアチェーン６の各配線２１、３１、４１を電極パッド２３、３３、４３へそれぞれ接続する。【選択図】図１
2007005662.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に３層以上の層間絶縁膜を有する多層配線構造の半導体装置であって、層間絶縁膜には層間絶縁膜の剥離検出を行うための配線パターンが形成されており、前記配線パターンは、各層間絶縁膜それぞれの内に１本ずつ形成された配線と最下層以外の層間絶縁膜それぞれの内に１つ以上形成されたビアとが全て接続されたビアチェーンを形成し、前記ビアチェーンの各配線は、最上層の層間絶縁膜上に形成された複数の電極パッドにそれぞれ接続されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
請求項１記載の半導体装置であって、前記ビアチェーンを複数本備えるとともに、前記ビアチェーンそれぞれの最下層もしくは最上層の配線同士が接続されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
請求項１もしくは２のいずれかに記載の半導体装置であって、前記ビアチェーンの各ビアは、当該半導体装置の少なくとも一つの隅部に形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の半導体装置であって、前記ビアチェーンの最上層以外の各配線は、それぞれが接続する電極パッドの直下位置あるいは直下位置の近傍から最上層へ引き上げられていることを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の半導体装置であって、前記ビアチェーンの最下層以外の各配線は、一つ下層の配線とはビアによる接続部および該接続部近傍以外では半導体基板面の垂直方向からみて重ならないことを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は多層配線構造を有する半導体装置に関するものであり、特に機械的ないし熱的なストレスによる層間絶縁膜の剥離を検出できる半導体装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
デジタル化社会が進むにつれ、半導体装置の高機能化・高速化の要望が強まっている。そのため、半導体装置の大規模高集積化が進み、配線の多層化さらには配線層の微細化が進んでいる。
【０００３】
近年、配線の微細化によって生じる寄生容量を抑制し、半導体装置の高速化に対応するために、層間絶縁膜の材料として、従来のシリコン酸化膜やシリコン窒化膜などの酸化物誘電体よりも誘電率の低い低誘電率誘電体材料を用いるようになってきた。
【０００４】
低誘電率誘電体材料には、従来の酸化物誘電体と比較して、ヤング率が低い、硬度が低い、熱膨張率が高い、層間絶縁膜界面の密着性が低いといった物理的特性の著しい違いが存在し、この物理特性の違いは誘電率が低くなるほど大きくなる。そのため、低誘電率誘電体材料を用いた半導体装置には、封止時や封止後の熱応力等により層間絶縁膜の境界面で剥離が発生するという問題があった。
【０００５】
この剥離は、チップのコーナー部（隅部）で発生しやすい。層間絶縁膜の剥離は配線間のリークや断線を引き起こすため、半導体装置にとっては致命的となる。よって、層間絶縁膜の剥離が起こらない半導体装置を開発する必要があり、そのためには封止後の層間絶縁膜の剥離を感度良く検出する必要がある。
【０００６】
封止後の層間絶縁膜の剥離を検出する一般的な方法として、ＳＡＴ（Ｓｃａｎ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈ：超音波映像装置）による超音波を用いた検査がある。しかし、ＳＡＴによる層間絶縁膜の剥離の検査は、非破壊検査であるという利点はあるが、層間絶縁膜の剥離と半導体基板と樹脂の剥離の判別が難しい上に、分解能が数μｍ程度であるため微小な層間絶縁膜の剥離は発見できないという欠点がある。
【０００７】
よって、ＳＡＴによる検査に代わる高感度の非破壊検査が求められている。その方法の一つとして、剥離により発生する断線不良を封止後に電気的に検出するための配線パターンを予め形成しておく方法が考えられる。
【０００８】
以下、従来のスタックビア構造の信頼性評価用配線パターンを用いて層間絶縁膜の剥離を検出する方法について説明する。
図６は、従来のスタックビア構造の信頼性評価用配線パターンを有する半導体装置の一例を示す図である。この配線パターンは、３層以上の層間絶縁膜を有する半導体装置に用いられ、配線の上面及び下面に相対向してビアが接触しているスタックビア構造の信頼性を評価することができる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００９】
図６（ａ）は従来の半導体装置の構造を示す平面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）に示すＤ−Ｄ´の位置の概略断面図である。
図６（ｂ）で示すように、半導体基板１上に層間絶縁膜２、３、４が積層されている。層間絶縁膜２には配線２１１が、層間絶縁膜３には配線３１１ａ、ｂとビア３２１ａ、ｂが、層間絶縁膜４には配線４１１ａ、ｂとビア４２１ａ、ｂが埋め込まれており、また、最上層の層間絶縁膜４上には電極パッド８ａ、ｂが形成されている。
【００１０】
各配線２１１、３１１ａ、ｂ、４１１ａ、ｂと各ビア３２１ａ、ｂ、４２１ａ、ｂは各々接続され、スタックビア構造５ａ、５ｂを形成している。また、スタックビア構造の最上層の配線４１１ａ、ｂの両端は電極パッド８ａ、ｂに電気的に引き出されており、電極パッド間の抵抗値を測定することによりスタックビア構造の断線不良を検出できる。
【００１１】
例えば層間絶縁膜２と層間絶縁膜３の間で剥離が発生した場合、配線２１１とビア３２１ａの接合部、あるいは配線２１１とビア３２１ｂの接合部で断線が起き、電極パッド８ａ、ｂ間の抵抗値が変化する。よって、電極パッド８ａ、ｂ間の抵抗値を測定することにより、層間絶縁膜の剥離を検出することができるので、図６に示す従来のスタックビア構造の信頼性評価用配線パターンは剥離の検出パターンとして用いることができる。
【００１２】
しかしながら、層間絶縁膜の剥離に対する対策を検討する場合、層間絶縁膜の剥離の発生した層の特定が必要不可欠であるが、上記の配線パターンは、スタックビア構造の信頼性評価用配線パターンであるため、層間絶縁膜の剥離の発生した層を特定することができなかった。
【００１３】
例えば図６に示すような半導体装置の場合、層間絶縁膜の剥離による断線不良の発生は電極パッド８ａ、ｂ間の抵抗値を測定することにより電気的に高感度で検出できるが、層間絶縁膜２と層間絶縁膜３の間の剥離による配線２１１とビア３２１ａの接合部の断線不良と、層間絶縁膜３と層間絶縁膜４の間の剥離による配線３１１ａとビア４２１ａの接合部の断線不良を判別することはできなかった。
【００１４】
このように、従来のスタックビア構造の信頼性評価用配線パターンでは断線不良が発生した場所を特定することができないので、層間絶縁膜の剥離の発生した層を特定することができなかった。
【特許文献１】特開平１１−３１７２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、上記問題点に鑑み、各層間絶縁膜それぞれの内に少なくとも１本ずつ形成された配線と最下層以外の層間絶縁膜の内に少なくとも１つずつ形成されたビアとが全て接続されたビアチェーンを形成するとともに、ビアチェーンの各配線を全て異なる電極パッドへ接続することにより、断線不良が発生した場所を電気的に検出し、剥離した層間絶縁膜の層を特定することができる剥離検出の配線パターンを有する半導体装置を提供することを目的とする。
【００１６】
なお、この発明でビアチェーンとは、剥離検出のために各層間絶縁膜に埋め込まれた配線とビアが各々接続された配線パターンのことを示し、たとえ最上層から最下層へのスタックビア構造が単数のみである場合にも、ビアチェーンとする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の請求項１記載の半導体装置は、半導体基板上に３層以上の層間絶縁膜を有する多層配線構造の半導体装置であって、層間絶縁膜には層間絶縁膜の剥離検出を行うための配線パターンが形成されており、前記配線パターンは、各層間絶縁膜それぞれの内に１本ずつ形成された配線と最下層以外の層間絶縁膜それぞれの内に１つ以上形成されたビアとが全て接続されたビアチェーンを形成し、前記ビアチェーンの各配線は、最上層の層間絶縁膜上に形成された複数の電極パッドにそれぞれ接続されていることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の請求項２記載の半導体装置は、請求項１記載の半導体装置であって、前記ビアチェーンを複数本備えるとともに、前記ビアチェーンそれぞれの最下層もしくは最上層の配線同士が接続されていることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の請求項３記載の半導体装置は、請求項１もしくは２のいずれかに記載の半導体装置であって、前記ビアチェーンの各ビアは、当該半導体装置の少なくとも一つの隅部に形成されていることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の請求項４記載の半導体装置は、請求項１ないし３のいずれかに記載の半導体装置であって、前記ビアチェーンの最上層以外の各配線は、それぞれが接続する電極パッドの直下位置あるいは直下位置の近傍から最上層へ引き上げられていることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の請求項５記載の半導体装置は、請求項１ないし４のいずれかに記載の半導体装置であって、前記ビアチェーンの最下層以外の各配線は、一つ下層の配線とはビアによる接続部および該接続部近傍以外では半導体基板面の垂直方向からみて重ならないことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、ビアチェーンの各配線を全て異なる電極パッドへ接続するので、断線不良が発生した場所を電気的に検出し、剥離した層間絶縁膜の層を特定することができる。すなわち、層間絶縁膜の剥離が発生すると、ビアチェーンの剥離が発生した層の部分（配線とビアの接合部）で断線不良が発生する。したがって、ビアチェーンの各配線が接続された電極パッド間の抵抗値を各々測定することで、ビアチェーンに発生した断線不良を高感度で検出し、さらに層間絶縁膜の剥離の発生した層を特定することができる。
【００２３】
また、ビアチェーンを半導体装置の様々な箇所に配置することにより、様々な箇所の半導体装置の剥離を検出することができ、それによって、半導体装置の剥離の大きさを検出することもできる。
【００２４】
また、半導体装置の隅部は封止時や封止後の熱応力等による層間絶縁膜の剥離が発生しやすい箇所であるので、ビアチェーンを半導体装置の隅部に形成することにより、層間絶縁膜の剥離を感度良く検出できる。
【００２５】
また、層間絶縁膜に剥離が発生した場合、特に剥離が発生した層より上層の層間絶縁膜でクラックが発生する。最上層は、いずれの層で剥離が発生した場合にもクラックが発生する。電極パッド近傍以外で配線を最上層まで引き上げた場合、剥離によるクラックが発生しやすい最上層で複数の配線が引き上げ部から電極パッドまで繋がれるので、その配線間でリークが発生し、ビアチェーンの断線不良を検出できない可能性がある。
【００２６】
しかし、電極パッドの直下あるいはその近傍で配線を最上層へ引き上げることで、剥離によるクラックが発生しやすい最上層で複数の配線が引き上げ部から電極パッドまで繋がれる距離を短くするあるいは無くすことができ、最上層の配線間でのリークを防ぐことができる。
【００２７】
また、ビアチェーン（ビア）近傍で配線を最上層まで引き上げた場合、層間絶縁膜の剥離により、ビアチェーン（配線とビアの接合部）だけでなく、最上層への配線の引き上げ部も切断されてしまい、層間絶縁膜の剥離が発生していない層を断線不良と誤検出するおそれがある。
【００２８】
しかし、ビアチェーンより離れた電極パッド近傍で配線を最上層へ引き上げることで、ビアチェーン近傍での層間絶縁膜の剥離により引き上げ部が切断されることを防ぐことができる。
【００２９】
また、層間絶縁膜の剥離が発生した場合、剥離の近傍では、層間絶縁膜にクラックが発生する。層間絶縁膜の剥離により、ビアチェーンに断線不良が発生しても、クラックによって断線不良を起こした配線間にリークが発生した場合、断線不良が検出できない可能性がある。
【００３０】
しかし、一つ下層の配線とはビアによる接続部以外で垂直方向からみて重ならないように配線を配置することにより、配線間の距離が離れるため、クラックによる配線間リークを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態における半導体装置について、図面を参照して説明する。
（実施の形態１）
図１は本実施の形態１における半導体装置の構造の一例を示す概略断面図である。
【００３２】
本実施の形態１では、配線層が３層で、層間絶縁膜の剥離検出を行うための配線パターンとしてスタックビア構造が１本のビアチェーンを有する半導体装置を例に説明するが、配線層は３層に限るものではない。
【００３３】
また、層間絶縁膜の材質としては例えば酸化物誘電体や低誘電率誘電体材料などを用い、配線やビアの材質としては例えばＣｕやＡｌやＷなどを用いるが、これに限るものではない。
【００３４】
当該半導体装置は、図１に示すように、半導体基板１上に層間絶縁膜２、３、４が積層されており、層間絶縁膜２には配線２１が埋め込まれ、層間絶縁膜３には配線３１とビア３２が埋め込まれ、層間絶縁膜４には配線４１とビア４２が埋め込まれている。また、最上層の層間絶縁膜４上には電極パッド２３、３３、４３が形成されている。
【００３５】
各配線２１、３１、４１と各ビア３２、４２は電気的に接続されて１本のスタックビア構造５を有するビアチェーン６を形成している。また、ビアチェーン６の各配線２１、３１、４１は、各々別の電極パッド２３、３３、４３の直下位置近傍まで引き出されて、電極パッド２３、３３、４３に接続されている。つまり、配線２１、３１の引き上げ部２４、３４は電極パッド２３、３３の直下位置に形成され、配線２１は引き上げ部２４まで引き出されることで電極パッド２３に接続し、配線３１は引き上げ部３４まで引き出されることで電極パッド３３に接続し、配線４１は電極パッド４３まで引き出されることで電極パッド４３に接続している。
【００３６】
このように、当該半導体装置には、層間絶縁膜の剥離検出を行うための配線パターンが予め形成されており、その配線パターンは、各層間絶縁膜２、３、４それぞれの内に１本ずつ形成された配線２１、３１、４１と最下層以外の層間絶縁膜３、４それぞれの内に１つずつ形成されたビア３２、４２とが全て電気的に接続されたビアチェーン６を形成し、ビアチェーン６の各配線２１、３１、４１は、最上層の層間絶縁膜４上に形成された複数の電極パッド２３、３３、４３にそれぞれ接続されている。
【００３７】
該ビアチェーンの形成方法は、通常の層間絶縁膜、配線、ビアの形成方法と同じで、例えば層間絶縁膜の材料として酸化物誘電体を用い、配線とビアの材料としてＣｕを用いる場合には、まず、ＣＶＤ法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：化学気相成長法）により酸化物誘電体の絶縁膜を形成する。次に、フォトリソグラフィーとエッチングによりビア孔と配線溝を形成し、例えばスパッタ法によりＣｕシード膜を形成し、Ｃｕシード膜上に電解メッキによりＣｕ膜を堆積させ、ビアと配線を形成する。次に、例えばＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｌａｎａｒｉｚａｔｉｏｎ）法により絶縁膜が露出するまでＣｕ膜を除去する。これを繰り返すことにより、３層以上の層間絶縁膜を持つ多層配線構造の半導体装置に、層間絶縁膜の剥離検出を行うためのビアチェーンを形成する。
【００３８】
次に、当該半導体装置における層間絶縁膜の剥離検出方法について説明する。
層間絶縁膜の剥離が発生すると、剥離が発生した層でビアチェーン（配線とビアの接合部）の断線不良が発生する。当該半導体装置は、ビアチェーンの各配線が全て異なる電極パッドへ接続されているので、各電極パッド間の抵抗値を各々測定することで、層間絶縁膜の剥離によるビアチェーンの断線不良を高感度で検出し、さらに層間絶縁膜の剥離の発生した層を特定することができる。また、このビアチェーンを半導体装置の様々な箇所に配置することにより、様々な箇所の剥離を検出することができ、それによって、剥離の大きさを検出することもできる。
【００３９】
なお、最下層以外の層間絶縁膜それぞれの内に１つずつ埋め込まれたビアを用いて形成したビアチェーンを例に説明したが、無論、ビアチェーンに用いるビアは、各層間絶縁膜の内に１つ以上形成してもよい。
【００４０】
（実施の形態２）
以下、本実施の形態２における半導体装置について説明する。
図２（ａ）は本実施の形態２における半導体装置の構造の一例を示す平面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）に示すＡ−Ａ´の位置の概略断面図である。但し、前述した実施の形態１で説明した部材と同一の部材には同一符号に‘ａ’、‘ｂ’を付けて、説明を省略する。
【００４１】
当該半導体装置が有するビアチェーンは、前述した実施の形態１で説明したビアチェーン２本を最下層の配線で接続した形状をしており、スタックビア構造が２本となっている。
【００４２】
つまり、当該半導体装置は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、半導体基板１上に層間絶縁膜２、３、４が積層されており、層間絶縁膜２には配線２１ａ、ｂが埋め込まれ、層間絶縁膜３には配線３１ａ、ｂとビア３２ａ、ｂが埋め込まれ、層間絶縁膜４には配線４１ａ、ｂとビア４２ａ、ｂが埋め込まれている。また、最上層の層間絶縁膜４上には電極パッド２３ａ、ｂ、３３ａ、ｂ、４３ａ、ｂが形成されている。
【００４３】
各配線２１ａ、ｂ、３１ａ、ｂ、４１ａ、ｂと各ビア３２ａ、ｂ、４２ａ、ｂは電気的に接続され、かつ最下層の配線２１ａ、ｂが接続されて２本のスタックビア構造５ａ、ｂを有するビアチェーン６を形成している。
【００４４】
また、図２（ａ）に示すように、ビアチェーンの各配線２１ａ、ｂ、３１ａ、ｂ、４１ａ、ｂは、各々別の電極パッド２３ａ、ｂ、３３ａ、ｂ、４３ａ、ｂの直下位置近傍まで引き出され、接続されている。つまり、配線２１ａ、ｂ、３１ａ、ｂの引き上げ部２４ａ、ｂ、３４ａ、ｂは電極パッド２３ａ、ｂ、３３ａ、ｂの直下位置に形成され、配線２１ａ、ｂは引き上げ部２４ａ、ｂまで引き出されることで電極パッド２３ａ、ｂに接続し、配線３１ａ、ｂは引き上げ部３４ａ、ｂまで引き出されることで電極パッド３３ａ、ｂに接続し、配線４１ａ、ｂは電極パッド４３ａ、ｂまで引き出されることで接続している。
【００４５】
以上のように、スタックビア構造を２本有するビアチェーンを形成しても、実施の形態１と同様に、層間絶縁膜の剥離の発生した層を特定することができる。つまり、層間絶縁膜の剥離が発生すると、剥離が発生した層でビアチェーン（配線とビアの接合部）の断線不良が発生する。当該半導体装置は、ビアチェーンの各配線が全て異なる電極パッドに接続しているので、各電極パッド間の抵抗値を各々測定することで層間絶縁膜の剥離によるビアチェーンの断線不良を高感度で検出し、さらに層間絶縁膜の剥離の発生した層を特定することができる。
【００４６】
また、実施の形態１と同様に、このビアチェーンを半導体装置の様々な箇所に配置することにより、様々な箇所の剥離を検出することができ、それによって、剥離の大きさを検出することもできる。なお、ビアチェーン２本を最下層の配線で接続した場合について説明したが、最上層の配線で接続してもよい。
【００４７】
（実施の形態３）
以下、本実施の形態３における半導体装置について説明する。
図３は本実施の形態３における半導体装置の構造の一例を示す平面図である。但し、実施の形態２で説明した部材と同一の部材については同一符号を付して、説明を省略する。
【００４８】
当該半導体装置は、図３に示すように、前述した実施の形態２で説明したビアチェーンが半導体装置のコーナー部（隅部）に形成されている点に特長がある。つまり、ビアチェーンが備える各ビアが、半導体装置のコーナー部に形成されている。なお、図３に示す例では、ビアチェーンをシールリング７の内側に形成しているが、シールリングの外側に形成してもよい。
【００４９】
半導体装置のコーナー部は封止時や封止後の熱応力等による層間絶縁膜の剥離が発生しやすい箇所であるので、ビアチェーンをコーナー部に形成すれば、層間絶縁膜の剥離を最も感度良く検出できる。
【００５０】
（実施の形態４）
以下、本実施の形態４における半導体装置について説明する。
図４（ａ）は本実施の形態４における半導体装置の構造の一例を示す平面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）に示すＢ−Ｂ´の位置の概略断面図である。但し、実施の形態２で説明した部材と同一の部材については同一符号を付して、説明を省略する。なお、図４（ａ）の概略断面図では、電極パッドの幅は縮小している。
【００５１】
本実施の形態４における半導体装置は、ビアチェーンの最上層以外の配線が、それぞれが接続する電極パッドの直下位置から最上層へ引き上げられている点に特徴がある。例えば、図４（ａ）で示すように、スタックビア構造５ｂ側の各配線２１ｂ、３１ｂは、電極パッド２３ｂ、３３ｂの直下位置に形成されている引き上げ部２４ｂ、３４ｂまで引き出されて、電極パッド２３ｂ、３３ｂに接続されている。
【００５２】
層間絶縁膜に剥離が発生した場合、特に剥離が発生した層よりも上層の層間絶縁膜でクラックが発生する。よって、最上層の層間絶縁膜には、いずれの層で剥離が発生した場合にもクラックが発生する。電極パッドの直下位置あるいはその近傍位置以外で配線を最上層まで引き上げた場合、最上層で引き上げ部から電極パッドまで配線を形成することになるが、上記したように最上層ではクラックが発生しやすいので、剥離が発生すると、各引き上げ部から各電極パッドまでの間に形成された各配線間でリークが発生し、ビアチェーンの断線不良を検出できない可能性がある。
【００５３】
そこで、本実施の形態４のように、ビアチェーンの最上層以外の各配線を電極パッドの直下位置から最上層へ引き上げることにより、剥離によるクラックが発生しやすい最上層で引き上げ部から電極パッドまでの間に配線を形成せずにすみ、上記したリークの影響を除くことができる。
【００５４】
なお、本実施の形態４では、ビアチェーンの最上層以外の各配線を電極パッドの直下位置から最上層へ引き上げる場合について説明したが、電極パッドの直下位置近傍から引き上げるようにしてもよい。この場合、最上層で引き上げ部から電極パッドまでの間に形成する配線の距離を短くすることができ、上記したリークの影響を低減することができる。
【００５５】
また、ビアチェーンの近傍（つまり、ビアの近傍）で最上層へ引き上げた場合、層間絶縁膜の剥離により、ビアチェーン（配線とビアの接合部）だけでなく、最上層への引き上げ部も切断されてしまい、層間絶縁膜の剥離が発生していない層も断線不良が検出されてしまう。
【００５６】
しかし、本実施の形態４のように、ビアチェーンから離れた電極パッド近傍で最上層へ引き上げれば、ビアチェーン近傍での層間絶縁膜の剥離により引き上げ部が切断されることを防ぐことができる。
【００５７】
（実施の形態５）
以下、本実施の形態５における半導体装置について説明する。
図５（ａ）は本実施の形態５における半導体装置の構造の一例を示す平面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）に示すＣ−Ｃ´の位置の概略断面図である。但し、実施の形態２で説明した部材と同一の部材については同一符号を付して、説明を省略する。
【００５８】
本実施の形態５における半導体装置は、ビアチェーン６の最下層以外の各配線が、一つ下層の配線とはビアによる接続部および該接続部近傍以外では半導体基板面の垂直方向からみて重なっていない点に特徴がある。
【００５９】
例えば図５（ｂ）に示すように、スタックビア構造５ｂ側の配線２１ｂと配線３１ｂは、配線２１ｂと配線３１ｂを接続するビア３２ｂの部分でしか重なっていない。
なお、ビアチェーンの配線パターンは図５に示すパターンに限られるものではなく、ビアチェーンの最下層以外の各配線が、一つ下層の配線とはビアによる接続部および該接続部近傍以外では半導体基板面の垂直方向からみて重なっていなければよい。
【００６０】
層間絶縁膜の剥離が発生した場合、剥離の近傍では、層間絶縁膜にクラックが発生する。層間絶縁膜の剥離によりビアチェーンに断線不良が発生しても、クラックによって断線不良を起こした配線間にリークが発生した場合、断線不良が検出できない可能性がある。
【００６１】
そこで、本実施の形態５のように、配線が一つ下層の配線とビアによる接続部および接続部近傍以外で垂直方向からみて重ならないようにすることにより、配線間の距離が離れるため、クラックによる配線間リークを防ぐことができる。
【００６２】
なお、上記の各実施の形態では、配線層が３層で、スタックビア構造が１本あるいは２本のビアチェーンを有する半導体装置を例に説明したが、配線層は３層以上あればよく、また、スタックビア構造を３本以上有する構造であってもよい。また、スタックビア構造を有するビアチェーンを例に説明したが、配線を挿むビアが対向する場合に限るものではない。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明にかかる半導体装置は、ビアチェーンに発生した断線不良を高感度で検出し、さらに層間絶縁膜の剥離の発生した層を特定することができ、層間絶縁膜の剥離が発生しやすい低誘電率誘電体材料の層間絶縁膜を用いた半導体装置の開発に対して有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の実施の形態１における半導体装置の構造の一例を示す概略断面図
【図２】本発明の実施の形態２における半導体装置の構造の一例を示す平面図と概略断面図
【図３】本発明の実施の形態３における半導体装置の構造の一例を示す平面図
【図４】本発明の実施の形態４における半導体装置の構造の一例を示す平面図と概略断面図
【図５】本発明の実施の形態４における半導体装置の構造の一例を示す平面図と概略断面図
【図６】従来の半導体装置の構造を示す平面図と概略断面図
【符号の説明】
【００６５】
１      半導体基板
２、３、４      層間絶縁膜
２１、２１ａ、２１ｂ、３１、３１ａ、３１ｂ、４１、４１ａ、４１ｂ、２１１、３１１ａ、３１１ｂ、４１１ａ、４１１ｂ      配線
２３、２３ａ、２３ｂ、３３、３３ａ、３３ｂ、４３、４３ａ、４３ｂ、８ａ、８ｂ      電極パッド
２４、２４ａ、２４ｂ、３４、３４ａ、３４ｂ      引き上げ部
３２、３２ａ、３２ｂ、４２、４２ａ、４２ｂ、３２１ａ、３２１ｂ、４２１ａ、４２１ｂ      ビア
５、５ａ、５ｂ      スタックビア構造
６      ビアチェーン
７  シールリング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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