(57)【要約】【課題】一部の内部配線に流れる高周波電流だけを選択的に抑制することができる半導体装置を提供すること。【解決手段】本発明に係る半導体装置１は、半導体基板２と、その半導体基板２上に形成された絶縁層３と、その絶縁層３の一部の領域Ｒｆに埋め込まれ、絶縁層３の表面に達する磁性体１０と、その磁性体１０を貫通するように絶縁層３に埋め込まれた金属配線５と、を備える。その磁性体１０は、上記一部の領域Ｒｆにおいて、金属配線５の全周を覆っている。【選択図】図１Ａ
2007273511.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）半導体基板上に配線構造を形成する工程と、
ここで、前記配線構造は、
前記半導体基板上に形成された絶縁層と、
前記絶縁層の一部の領域に埋め込まれ、前記絶縁層の表面に露出する犠牲層と、
前記犠牲層を貫通するように前記絶縁層に埋め込まれた金属配線と
を備え、
前記犠牲層は、可溶材料からなり、
（Ｂ）前記（Ａ）工程の後、前記犠牲層を除去することによって、前記絶縁層内の前記一部の領域に空洞を形成する工程と、
（Ｃ）前記（Ｂ）工程の後、前記空洞に磁性材料を充填することによって、前記金属配線の一部の全周を覆う磁性体を形成する工程と
を有する
半導体装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記（Ａ）工程において、前記犠牲層は、複数の箇所で前記絶縁層の表面に露出するように形成される
半導体装置の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記（Ａ）工程において、前記犠牲層は、前記表面における形状が前記表面に平行な面における前記一部の領域の形状と略同じとなるように形成される
半導体装置の製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の半導体装置の製造方法であって、
前記（Ａ）工程において、前記犠牲層は、前記半導体基板及び前記絶縁層を貫通するように形成される
半導体装置の製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の半導体装置の製造方法であって、
前記犠牲層は、
前記絶縁層の第１領域に埋め込まれた第１犠牲層と、
前記絶縁層の第２領域に埋め込まれた第２犠牲層と
を含み、
前記（Ｂ）工程において、前記第１領域及び前記第２領域のそれぞれに第１の空洞及び第２の空洞が形成され、
前記（Ｃ）工程は、
（Ｃ１）前記第１の空洞に第１磁性材料を充填することによって、前記磁性体としての第１磁性体を形成する工程と、
（Ｃ２）前記第２の空洞に第２磁性材料を充填することによって、前記磁性体としての第２磁性体を形成する工程と
を含む
半導体装置の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記第１磁性材料と前記第２磁性材料は異なる
半導体装置の製造方法。
【請求項７】
請求項５に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記第１磁性材料と前記第２磁性材料は同じである
半導体装置の製造方法。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の半導体装置の製造方法であって、
更に、（Ｄ）前記絶縁層の表面に露出する前記磁性体を覆うように、前記絶縁層上に絶縁体を設ける工程を有する
半導体装置の製造方法。
【請求項９】
請求項１乃至７のいずれかに記載の半導体装置の製造方法であって、
更に、（Ｅ）前記絶縁層の表面に露出する前記磁性体の少なくとも一部に接続するように、前記絶縁層上に他の磁性体を設ける工程を有する
半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記磁性体の組成と前記他の磁性体の組成は互いに異なる
半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
半導体基板と、
前記半導体基板上に形成された絶縁層と、
前記絶縁層の一部の領域に埋め込まれ、前記絶縁層の表面に達する磁性体と、
前記磁性体を貫通するように前記絶縁層に埋め込まれた金属配線と
を備え、
前記磁性体は、前記一部の領域において前記金属配線の全周を覆っている
半導体装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の半導体装置であって、
前記磁性体は、前記半導体基板及び前記絶縁層を貫通している
半導体装置。
【請求項１３】
請求項１１又は１２に記載の半導体装置であって、
前記磁性体において、磁性材料と可溶材料が混合している
半導体装置。
【請求項１４】
請求項１１乃至１３のいずれかに記載の半導体装置であって、
前記磁性体は、湿式フェライト法により形成された
半導体装置。
【請求項１５】
請求項１１乃至１４のいずれかに記載の半導体装置であって、
前記金属配線は、電源配線である
半導体装置。
【請求項１６】
請求項１１乃至１４のいずれかに記載の半導体装置であって、
前記金属配線は、Ｉ／Ｏ配線である
半導体装置。
【請求項１７】
請求項１１乃至１６のいずれかに記載の半導体装置であって、
前記磁性体は、
前記絶縁層の第１領域に埋め込まれた第１磁性体と、
前記絶縁層の第２領域に埋め込まれた第２磁性体と
を含み、
前記第１磁性体の組成と前記第２磁性体の組成は互いに異なる
半導体装置。
【請求項１８】
請求項１１乃至１７のいずれかに記載の半導体装置であって、
前記絶縁層の表面において前記磁性体を覆うように形成された絶縁体を更に備える
半導体装置。
【請求項１９】
請求項１１乃至１７のいずれかに記載の半導体装置であって、
更に、前記絶縁層上に設けられた他の磁性体を備え、
前記他の磁性体は、前記絶縁層の表面において前記磁性体の少なくとも一部に接続する
半導体装置。
【請求項２０】
請求項１９に記載の半導体装置であって、
前記磁性体の組成と前記他の磁性体の組成は互いに異なる
半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置及びその製造方法に関する。特に、本発明は、高周波電流が流れる内部配線を有する半導体装置、及び半導体プロセスに基づいてその半導体装置を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型化及び高性能化に伴い、その電子機器で用いられるＬＳＩなどの半導体装置の応答速度や動作周波数がますます高くなってきている。その結果、半導体装置の内部配線には高周波電流が流れる。この高周波電流により発生する電磁放射ノイズは、他の機器への電磁妨害（ＥＭＩ：Electro Magnetic Interference）の原因となるばかりではなく、自身の回路動作へも悪影響を与える。従って、電磁放射ノイズを可能な限り低減することが望まれている。電磁放射ノイズを低減するためには、半導体装置の内部配線に流れる高周波電流を抑制する必要がある。
【０００３】
特許文献１には、多層プリント配線基板が記載されている。その多層プリント配線基板は、１層以上の信号配線層と電源配線層とグランド層とから構成されている。その電源配線層は、２層のグランド層で挟まれている。電源配線の周囲は、磁性体で囲まれている。
【０００４】
特許文献２に記載された半導体装置は、実装基板と、その実装基板上に実装された半導体チップと、その半導体チップ上に形成されたスパイラルインダクタと、を有している。スパイラルインダクタを含む半導体チップは、上記実装基板上で、磁性樹脂材により封止されている。
【０００５】
特許文献３には、ストリップ線路を有する多層回路基板が記載されている。その多層回路基板によれば、複数の誘電体層からなる積層基板内に、ストリップ線路導体膜が、誘電体層に挟まれるように配置されている。また、そのストリップ線路導体膜を挟んでいる誘電体層を囲むように、接地導体膜が水平方向及び垂直方向に形成されている。
【０００６】
特許文献４には、薄膜磁性体記憶装置が記載されている。その薄膜磁性体記憶装置は、外部に対して電波を送受信するためのアンテナ部を備えている。そのアンテナ部を構成するインダクタンス配線は、金属配線と磁性体膜とを有している。磁性体膜は、金属配線の下面部、または、その下面部及び側面部に対応して形成されている。その磁性体膜は、専用の製造工程ではなく、薄膜磁性体記憶装置の本来の製造工程において作製される。
【０００７】
特許文献５には、磁気記憶装置が記載されている。その磁気記憶装置は、書き込み磁界を発生させる配線と、その書き込み磁界により情報が書き込まれる磁性体を用いた記憶素子と、を備えている。その記憶素子の記憶層は、当該記憶素子に対向する上記配線の周囲を囲むように形成されている。
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−１８３５４０号公報
【特許文献２】特開２００３−６８９４１号公報
【特許文献３】特開平８−７８９１２号公報
【特許文献４】特開２００３−２４３６３１号公報
【特許文献５】特開２００４−２４７６２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、一部の内部配線に流れる高周波電流だけを選択的に抑制することができる半導体装置及びその製造方法を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、半導体プロセスにおいて、磁性材料に含まれる金属イオンが半導体に混入することを防止することができる技術を提供することにある。
【００１１】
本発明の更に他の目的は、高周波電流を抑制するための磁性体を所望の位置に有し、且つ、金属イオンの混入による電気特性の劣化が防止された半導体装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
以下に、［発明を実施するための最良の形態］で使用される番号・符号を用いて、［課題を解決するための手段］を説明する。これらの番号・符号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明を実施するための最良の形態］との対応関係を明らかにするために括弧付きで付加されたものである。ただし、それらの番号・符号を、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００１３】
本発明の第１の観点において、半導体装置の製造方法が提供される。その製造方法は、（Ａ）半導体プロセスにより、半導体基板（２）上に配線構造を形成する工程を有する（前工程）。その配線構造は、半導体基板（２）上に形成された絶縁層（３）と、その絶縁層（３）の一部の領域（Ｒｆ）に埋め込まれ、その絶縁層（３）の表面に露出する犠牲層（４）と、その犠牲層（４）を貫通するように絶縁層（３）に埋め込まれた金属配線（５）とを備える。犠牲層（４）は、可溶材料からなる。
【００１４】
本発明に係る製造方法は、更に、（Ｂ）上記前工程の後、溶剤等を用いて犠牲層（４）を除去し、絶縁層（３）内の上記一部の領域（Ｒｆ）に空洞（６）を形成する工程と、（Ｃ）上記（Ｂ）工程の後、上記空洞（６）に磁性材料を充填することによって、金属配線（５）の一部の全周を覆う磁性体（１０）を形成する工程とを有する。
【００１５】
上記（Ａ）工程において、犠牲層（４）は、複数の箇所（ＯＰ１，ＯＰ２）で絶縁層（３）の表面に露出するように形成されてもよい。また、犠牲層（４）は、絶縁層（３）の表面における形状がその表面に平行な面における上記一部の領域（Ｒｆ）の形状と略同じとなるように形成されてもよい。また、犠牲層（４）は、半導体基板（２）及び絶縁層（３）を貫通するように形成されてもよい。
【００１６】
上記（Ａ）工程において形成される犠牲層（４）は、絶縁層（３）の第１領域（Ｒｆ１）に埋め込まれた第１犠牲層（４）と、絶縁層（３）の第２領域（Ｒｆ２）に埋め込まれた第２犠牲層（４）とを含んでいてもよい。その場合、上記（Ｂ）工程において、第１領域（Ｒｆ１）及び第２領域（Ｒｆ２）のそれぞれに第１の空洞（６−１）及び第２の空洞（６−２）が形成される。上記（Ｃ）工程は、（Ｃ１）その第１の空洞（６−１）に第１磁性材料を充填することによって第１磁性体（１０−１）を形成する工程と、（Ｃ２）その第２の空洞（６−２）に第２磁性材料を充填することによって第２磁性体（１０−２）を形成する工程とを含む。第１磁性材料と第２磁性材料は異なっていてもよい。第１磁性材料と第２磁性材料は同じであってもよい。
【００１７】
本発明に係る製造方法は、更に、（Ｄ）絶縁層（３）の表面に露出する磁性体（１０）を覆うように、絶縁層（３）上に絶縁体（２０）を設ける工程を有してもよい。
【００１８】
本発明に係る製造方法は、更に、（Ｅ）絶縁層（３）の表面に露出する磁性体（１０）の少なくとも一部に接続するように、絶縁層（３）上に他の磁性体（３０）を設ける工程を有してもよい。上記磁性体（１０）の組成と上記他の磁性体（３０）の組成とは、互いに異なっていてもよい。
【００１９】
本発明の第２の観点において、半導体装置（１）が提供される。その半導体装置（１）は、半導体基板（２）と、その半導体基板（２）上に形成された絶縁層（３）と、その絶縁層（３）の一部の領域（Ｒｆ）に埋め込まれ、絶縁層（３）の表面に達する磁性体（１０）と、その磁性体（１０）を貫通するように絶縁層（３）に埋め込まれた金属配線（５）と、を備える。その磁性体（１０）は、上記一部の領域（Ｒｆ）において、金属配線（５）の全周を覆っている。
【００２０】
上記磁性体（１０）は、半導体基板（２）及び絶縁層（３）を貫通していてもよい。また、上記磁性体（１０）において、磁性材料と可溶材料が混合していてもよい。好適には、上記磁性体（１０）は、湿式フェライト法により形成される。
【００２１】
上記金属配線（５）は、例えば、電源配線やＩ／Ｏ配線である。
【００２２】
上記磁性体（１０）は、絶縁層（３）の第１領域（Ｒｆ１）に埋め込まれた第１磁性体（１０−１）と、絶縁層（３）の第２領域（Ｒｆ２）に埋め込まれた第２磁性体（１０−２）とを含んでいてもよい。第１磁性体（１０−１）の組成と第２磁性体（１０−２）の組成は、互いに異なっていてもよい。
【００２３】
本発明に係る半導体装置（１）は、更に、上記絶縁層（３）の表面において上記磁性体（１０）を覆うように形成された絶縁体（２０）を備えてもよい。
【００２４】
本発明に係る半導体装置（１）は、更に、上記絶縁層（３）上に設けられた他の磁性体（３０）を備えてもよい。当該他の磁性体（３０）は、絶縁層（３）の表面において上記磁性体（１０）の少なくとも一部に接続する。上記磁性体（１０）の組成と上記他の磁性体（３０）の組成は、互いに異なっていてもよい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係る半導体装置よれば、金属配線（内部配線）の一部区間だけを被覆するように、磁性体が設けられている。その磁性体は、その一部区間における金属配線の全周を覆うように形成されている。金属配線を流れる高周波電流により発生する高周波磁界は、その磁性体によって連続的に吸収される。その結果、電磁放射ノイズが低減され、また、その金属配線を流れる高周波電流が効果的に抑制される。
【００２６】
また、高周波電流が抑制されるのは、磁性体に覆われた金属配線だけである。よって、高速・高周波信号を通すべき信号配線までも磁性体の影響を受け、高速・高周波信号が伝わらなくなるといった事態が防止される。すなわち、特定の回路だけに本発明を適用し、一部の内部配線に流れる高周波電流だけを選択的に抑制することができる。必要とされる高速・高周波信号の伝播を阻害することなく、所望の回路の高周波電流だけを限定的に抑制することが可能である。
【００２７】
更に、本発明によれば、製造される半導体装置の電気特性の劣化が防止される。その理由は次の通りである。仮に、半導体プロセス（前工程）において上記磁性体が形成される場合、磁性材料に含まれるＦｅ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｚｎ等の金属イオンが、不純物としてシリコン基板等に混入する危険性がある。そのような不純物、特に金属イオンの混入は、半導体の電気特性を大きく劣化させてしまう。しかしながら本発明によれば、半導体プロセス（前工程）においては、磁性体が形成される領域に、可溶材料からなる犠牲層が形成される。そして、半導体プロセス後に、溶剤等によって犠牲層が除去され、空いた領域に磁性材料が充填される。従って、半導体プロセスにおいて、磁性材料に含まれる金属イオンが半導体に混入することが防止される。このようにして製造された半導体装置によれば、金属イオンの混入による電気特性の劣化が防止されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
添付図面を参照して、本発明の実施の形態に係る半導体装置及びその製造方法を説明する。
【００２９】
１．第１の実施の形態
１−１．構造
図１Ａ及び図１Ｂは、第１の実施の形態に係る半導体装置１の構造を示す断面図である。図１Ａは、図１Ｂ中の線Ａ−Ａ’に沿った断面構造を示しており、図１Ｂは、図１Ａ中の線Ｂ−Ｂ’に沿った断面構造を示している。図中、ＸＹ面は基板に平行な面として定義され、Ｚ方向は基板表面に直交する方向として定義されている。
【００３０】
図１Ａ及び図１Ｂに示されるように、シリコン基板に例示される半導体基板２上に配線構造が形成されている。具体的には、半導体基板２上に絶縁層３が形成されており、金属配線５が、その絶縁層３に埋め込まれている。金属配線５は、高周波電流が流れる信号配線であり、例えば、内部電源配線やＩ／Ｏ配線である。
【００３１】
また、絶縁層３の一部の領域Ｒｆには、磁性体１０が埋め込まれている。図１Ａに示されるように、金属配線５は、磁性体１０をＸ方向に貫通している。この磁性体１０は、金属配線５を流れる高周波電流を抑制する役割を果たしている。また、図１Ｂに示されるように、磁性体１０は、上記領域Ｒｆにおいて金属配線５の全周を覆っている。つまり、磁性体１０は、金属配線５の一部区間の上面、底面、及び側面を完全に覆っている。これにより、金属配線５を流れる高周波電流が効果的に抑制される。
【００３２】
後の第１−２節で詳しく説明されるように、本実施の形態に係る磁性体１０は、絶縁層３中の空洞６に磁性材料を充填することによって形成される。その磁性材料の充填には、湿式フェライト法が用いられる。磁性材料を空洞６に充填するためには、その空洞６が絶縁層３の表面に達し、絶縁層３の表面に少なくとも１つの開口部ＯＰが設けられている必要がある。従って、磁性材料の充填により形成される磁性体１０も、絶縁層３の表面に達している。例えば、図１Ａ及び図１Ｂにおいて、磁性体１０は、２箇所ＯＰ１、ＯＰ２において、絶縁層３の表面に露出している。絶縁層３の表面における開口部ＯＰや、それら開口部ＯＰに達する磁性体１０は、本発明に係る製造方法ならではの構造であると言える。
【００３３】
１−２．製造方法
次に、図２に示されるフローチャートを参照しながら、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する。
【００３４】
ステップＳ１０：前工程（半導体プロセス）
前工程（半導体プロセス）が実行され、シリコンウエハ（半導体基板）２上に、予備配線構造が形成される。その予備配線構造の形成プロセスの一例が、図３〜図７に示されている。図３〜図７は、図１Ｂに対応する図であり、ＹＺ面における断面構造を示している。
【００３５】
まず、図３に示されるように、まずシリコンウエハ２に、絶縁層３ａが形成される。この絶縁層３ａは、配線構造の下地となる層である。
【００３６】
次に、図４に示されるように、絶縁層３ａ上に、絶縁層３ｂ及び犠牲層（sacrificial layer）４ｂが形成される。この犠牲層４ｂは、可溶材料で形成される。例えば、その可溶材料として、ヘキサフルオロプロピレンからなる樹脂が使用される。また、この犠牲層４ｂは、磁性体１０が形成される予定の領域Ｒｆに形成される。これら絶縁層３ｂ及び犠牲層４ｂは、所定のマスクを用いるフォトリソグラフィ技術によって形成されればよい。尚、犠牲層４ｂは、後に示される金属配線の底面を覆う層である。
【００３７】
次に、図５に示されるように、絶縁層３ｂ上に絶縁層３ｃが形成される。また、犠牲層４ｂ上に犠牲層４ｃ及び金属配線５が形成される。犠牲層４ｃは、領域Ｒｆにおいて、金属配線５を挟み込むように形成される。つまり、犠牲層４ｃは、金属配線５の側面を覆う層である。これら絶縁層３ｃ、犠牲層４ｃ、及び金属配線５も、所定のマスクを用いるフォトリソグラフィ技術によって形成されればよい。
【００３８】
次に、図６に示されるように、絶縁層３ｃ上に絶縁層３ｄが形成される。また、犠牲層４ｃ及び金属配線５上に、犠牲層４ｄが形成される。この犠牲層４ｄは、金属配線５の上面を覆う層である。これら絶縁層３ｄ及び犠牲層４ｄも、所定のマスクを用いるフォトリソグラフィ技術によって形成されればよい。
【００３９】
次に、図７に示されるように、絶縁層３ｄ上に絶縁層３ｅが形成される。また、犠牲層４ｄに、犠牲層４ｅが形成される。この犠牲層４ｅは、上述の開口部ＯＰ１、ＯＰ２を形成するための層であり、その平面形状は所望の開口部ＯＰ１、ＯＰ２と同じになるように設計される。つまり、犠牲層４ｅは、所望の開口部ＯＰ１、ＯＰ２のパターンを有するマスクを用いることによって形成される。
【００４０】
以上に示されたように、積層工程を繰り返すことによって、絶縁層３（３ａ〜３ｅ）中に金属配線５及び犠牲層４（４ｂ〜４ｅ）が埋め込まれた予備配線構造が得られる。犠牲層４ｂ〜４ｅは互いに接続されており、絶縁層３中にある領域を形成している。金属配線５は、そのある領域を貫通するように形成されている。そのある領域は、本発明に係る磁性体１０が形成される領域に相当しており、磁性材料の代わりに可溶材料で充填されている。そして、その可溶材料（犠牲層４）は絶縁層３の表面に露出しているため、溶剤等を用いることによって犠牲層４を除去することが可能である。可溶材料としては、所定の温度で溶解する材料や、薬品で溶解する材料が用いられるとよい。例えば、可溶材料として、ヘキサフルオロプロピレンからなる樹脂が用いられる。
【００４１】
ステップＳ２０：磁性体形成工程
ステップＳ１０（前工程）が終了した後、本発明に係る磁性体形成工程が実行される。まず、可溶材料からなる上述の犠牲層４がエッチングされ、除去される（ステップＳ２１）。例えば、開口部ＯＰから溶剤であるテトラヒドロフランを注入することによって、上述のヘキサフルオロプロピレンの溶解が行われる。廃液は、同じく開口部ＯＰから排出されればよい。
【００４２】
その結果、図８Ａ及び図８Ｂに示される構造が得られる。図８Ａは、ＸＺ面における断面構造を示しており、図１Ａに対応している。一方、図８Ｂは、ＹＺ面における断面構造を示しており、図１Ｂに対応している。図８Ａ及び図８Ｂに示されるように、犠牲層４が除去された結果、空洞６が絶縁層３内に形成される。つまり、絶縁層３内の一部の領域Ｒｆに、磁性体１０を形成するための空洞６（空間）が確保される。その空洞６は、絶縁層３の表面に達しており、絶縁層３の表面において開口部ＯＰ１、ＯＰ２が形成されている。開口部ＯＰは少なくとも１つあればよいが、図８Ａに示されるように複数の開口部ＯＰ１、ＯＰ２がある場合、上述の溶剤の注入と廃液の排出がスムーズに実現され、好適である。
【００４３】
続いて、形成された空洞６に磁性材料が充填される（ステップＳ２２）。磁性材料の充填は、例えば、「湿式フェライト法」により実現される。具体的には、第１鉄イオンを含有する水溶液を弱酸性に保ち、酸化処理することにより、フェライトを析出させることができる。水溶液中に溶けているイオンからフェライトが析出するため、微細な空間に対しても緻密にフェライトを生成することができる。このようにして、空洞６が、磁性材料であるフェライトにより充填される。尚、フェライトの組成は、水溶液に含まれる金属イオン、酸化剤の種類、ｐＨや温度を制御することによって、自由に調整することができる。
【００４４】
磁性材料の充填の結果、図１Ａ及び図１Ｂに示された構造が得られる。つまり、一部の領域Ｒｆにおいて絶縁層３に埋め込また磁性体１０が得られる。その磁性体１０は、その一部の領域Ｒｆにおいて、金属配線５の全周を覆っている。例えば、金属配線５のうち長さ５ｍｍの区間を覆うように磁性体１０が形成される。
【００４５】
尚、半導体集積回路としての機能が阻害されなければ、上記ステップＳ２１において可溶材料（犠牲層４）を完全に除去する必要はない。空洞６の一部に可溶材料が残っていてもよい。その場合、製造される半導体装置の磁性体１０（空洞６）においては、磁性材料と可溶材料が混合していることになる。そのような組成も、本発明に係る製造方法ならではの特徴であると言える。
【００４６】
ステップＳ３０：後工程
ステップＳ２０が終了した後、一般的な「後工程」が行われる。これにより、個々の半導体チップが得られる。半導体チップは、プリント基板に実装され、樹脂封入が行われる。
【００４７】
１−３．効果
本実施の形態に係る半導体装置１よれば、金属配線５（内部配線）の一部区間だけを被覆するように、磁性体１０が設けられている。その磁性体１０は、その一部区間における金属配線５の全周を覆うように形成されている。金属配線５を流れる高周波電流により発生する高周波磁界は、その磁性体１０によって連続的に吸収される。その結果、電磁放射ノイズが低減され、また、その金属配線５を流れる高周波電流が効果的に抑制される。
【００４８】
また、高周波電流が抑制されるのは、磁性体１０に覆われた金属配線５だけである。よって、高速・高周波信号を通すべき信号配線までも磁性体の影響を受け、高速・高周波信号が伝わらなくなるといった事態が防止される。すなわち、特定の回路だけに本発明を適用し、一部の内部配線に流れる高周波電流だけを選択的に抑制することができる。必要とされる高速・高周波信号の伝播を阻害することなく、所望の回路の高周波電流だけを限定的に抑制することが可能である。
【００４９】
図９は、透過特性（透過率）Ｓ２１の周波数依存を示している。図９には、磁性体サンプル１４００Ｌに関する透過特性Ｓ２１のカーブが示されている。更に、電気定数が一部理想化された磁性体モデルＡ及び磁性体モデルＢに関しても、透過特性Ｓ２１のカーブが示されている。尚、磁性体１０に覆われた金属配線５の区間は、５ｍｍに設定されている。図９から、磁性体１０によって高周波電流が効果的に抑制されていることが分かる。また、図１０は、透過特性（透過率）Ｓ２１の磁性体区間に対する依存を示している。ここでは、周波数は２００ＭＨｚに固定されている。図１０から、数ｍｍ程度の区間が磁性体１０で覆われれば、高周波電流の抑制効果が十分に得られることが分かる。
【００５０】
更に、本実施の形態によれば、製造される半導体装置１の電気特性の劣化が防止される。その理由は次の通りである。仮に、半導体プロセス（前工程）において上記磁性体１０が形成される場合、磁性材料に含まれるＦｅ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｚｎ等の金属イオンが、不純物としてシリコン基板等に混入する危険性がある。そのような不純物、特に金属イオンの混入は、半導体の電気特性を大きく劣化させてしまう。また、酸やアルカリ溶液の半導体へのダメージも危惧される。
【００５１】
しかしながら、本実施の形態によれば、半導体プロセス（前工程）においては、磁性体１０は形成されない。その代わり、磁性体１０が形成される領域６には、可溶材料からなる犠牲層４が形成される。そして、半導体プロセス後に、溶剤等によって犠牲層４が除去され、空いた領域６に磁性材料が充填される。従って、半導体プロセスにおいて、磁性材料に含まれる金属イオンが半導体に混入することが防止される。すなわち、半導体プロセスにおける不純物汚染を回避することができる。このようにして製造された半導体装置１によれば、金属イオンの混入による電気特性の劣化が防止されている。
【００５２】
本発明は、ミクロな領域に対して適用することが可能である。例えば、本発明を、半導体集積回路の内部電源配線やＩ／Ｏ配線の一部だけに、限定的に適用することが可能である。その結果、内部電源配線やＩ／Ｏ配線の一部における不要な高周波電流だけを、選択的に抑制することが可能である。
【００５３】
２．第２の実施の形態
図１１Ａ及び図１１Ｂは、第２の実施の形態に係る半導体装置１の構造を示している。図１１Ａは、ＸＺ面における断面構造を示しており、図１Ａに対応している。一方、図１１Ｂは、ＹＺ面における断面構造を示しており、図１Ｂに対応している。本実施の形態において、第１の実施の形態と重複する説明は適宜省略される。
【００５４】
本実施の形態によれば、２つの小さな開口部ＯＰ１、ＯＰ２が設けられる代わりに、１つの大きな開口部ＯＰが設けられている。磁性体１０は、その大きな開口部ＯＰにおいて、絶縁層３の表面に露出している。例えば、図１１Ａ及び図１１Ｂにおいて、絶縁層３の表面における磁性体１０の形状は、ＸＹ面における領域Ｒｆの形状と実質的に同じになっている。
【００５５】
本実施の形態に係る半導体装置１の製造方法は、次の通りである。上述のステップＳ１０において、犠牲層４が、上記磁性体１０と同じ構造を有するように形成される。上述のステップＳ２０において、その犠牲層４が溶解され、除去される。本実施の形態によれば、大きな開口部ＯＰが設けられている。従って、溶剤の注入及び廃液の除去が容易になるという追加的な効果が得られる。
【００５６】
３．第３の実施の形態
図１２Ａ及び図１２Ｂは、第３の実施の形態に係る半導体装置１の構造を示している。図１２Ａは、ＸＺ面における断面構造を示しており、図１Ａに対応している。一方、図１２Ｂは、ＹＺ面における断面構造を示しており、図１Ｂに対応している。本実施の形態において、第１の実施の形態と重複する説明は適宜省略される。
【００５７】
本実施の形態によれば、磁性体１０は、絶縁層３及び半導体基板２を貫通するように形成されている。すなわち、磁性体１０は、絶縁層３の表面だけでなく、半導体基板２の表面（裏面）にも達している。そのため、絶縁層３と半導体基板２の表面に、それぞれ開口部ＯＰ１とＯＰ２が形成されている。
【００５８】
本実施の形態に係る半導体装置１の製造方法は、次の通りである。上述のステップＳ１０において、犠牲層４が、上記磁性体１０と同じ構造を有するように形成される。上述のステップＳ２０において、その犠牲層４が溶解され、除去される。本実施の形態によれば、上下に開口部ＯＰ１及びＯＰ２が設けられている。従って、流れがスムーズとなり、溶剤の注入及び廃液の排出を効率的に行うことが可能になる。更に、磁性材料の充填の際も、薬液が淀みなく交換され、磁性体１０を均一に生成することが可能となる。
【００５９】
４．第４の実施の形態
図１３Ａ及び図１３Ｂは、第４の実施の形態に係る半導体装置１の構造を示している。図１３Ａは、ＸＺ面における断面構造を示しており、図１Ａに対応している。一方、図１３Ｂは、ＹＺ面における断面構造を示しており、図１Ｂに対応している。本実施の形態において、既出の実施の形態と重複する説明は適宜省略される。
【００６０】
本実施の形態によれば、複数の磁性体１０−１、１０−２が設けられている。第１の磁性体１０−１は、絶縁層３の第１領域Ｒｆ１に埋め込まれており、第２の磁性体１０−２は、絶縁層３の第２領域Ｒｆ２に埋め込まれている。例えば図１３Ａ及び図１３Ｂにおいて、各々の磁性体１０は、第３の実施の形態と同じ構造を有しており、絶縁層３及び半導体基板２を貫通するように形成されている。そのため、絶縁層３の表面には開口部ＯＰ１１、ＯＰ２１が形成されており、半導体基板２の表面には開口部ＯＰ１２、ＯＰ２２が形成されている。金属配線５は、両方の磁性体１０−１、１０−２を貫通している。
【００６１】
本実施の形態に係る半導体装置１の製造方法は、次の通りである。上述のステップＳ１０において、２つの犠牲層４が、上記２つの磁性体１０−１、１０−２と同じ構造を有するように形成される。上述のステップＳ２０において、それら犠牲層４が溶解され、除去される。その結果、第１領域Ｒｆ１及び第２領域Ｒｆ２のそれぞれに、第１の空洞６−１及び第２の空洞６−２が形成される。そして、第１の空洞６−１に第１磁性材料を充填することにより、第１磁性体１０−１が形成される。また、第２の空洞６−２に第２磁性材料を充填することにより、第２磁性体１０−２が形成される。
【００６２】
第１磁性材料と第２磁性材料は異なっていてもよい。その場合、形成される第１の磁性体１０−１の組成と第２の磁性体１０−２の組成は、互いに異なることになる。この場合、組成を調整することによって、異なる周波数帯域の高周波電流を抑制することも可能である。つまり、複数の磁性体１０を組み合わせることによって、ある金属配線５に関して複数の周波数帯域の高周波電流を抑制することが可能となる。
【００６３】
また、第１磁性材料と第２磁性材料は、同じあるいは類似であってもよい。その場合、形成される第１の磁性体１０−１の組成と第２磁性材料１０−２の組成は、同一または類似となる。この場合、量的な効果が期待される。例えば、ある金属配線５の周囲の状況によっては、磁性体１０で被覆される区間として充分な長さを確保できない場合も有り得る。その場合は、磁性体１０を別々の場所に設けることにより、その金属配線５に関して所望の効果を得ることが可能となる。
【００６４】
５．第５の実施の形態
図１４Ａ及び図１４Ｂは、第５の実施の形態に係る半導体装置１の構造を示している。図１４Ａは、ＸＺ面における断面構造を示しており、図１Ａに対応している。一方、図１４Ｂは、ＹＺ面における断面構造を示しており、図１Ｂに対応している。本実施の形態において、既出の実施の形態と重複する説明は適宜省略される。
【００６５】
本実施の形態に係る半導体装置１は、更に、絶縁層３上に形成された絶縁体２０を備えている。その絶縁体２０は、絶縁層３の表面において磁性体１０を覆うように形成されている。
【００６６】
本実施の形態に係る半導体装置１の製造方法は、次の通りである。まず、既出の実施の形態と同様のプロセスにより、金属配線５の一部を覆う磁性体１０が形成される（ステップＳ１０，Ｓ２０）。その後、絶縁層３の表面に露出している磁性体１０を覆うように、絶縁層３上に絶縁体２０が形成される。この場合、磁性体１０がその後の薬液処理でダメージを受けることが防止される。すなわち、磁性体１０の機能の劣化が防止されるという追加的な効果が得られる。
【００６７】
６．第６の実施の形態
図１５Ａ及び図１５Ｂは、第６の実施の形態に係る半導体装置１の構造を示している。図１５Ａは、ＸＺ面における断面構造を示しており、図１Ａに対応している。一方、図１５Ｂは、ＹＺ面における断面構造を示しており、図１Ｂに対応している。本実施の形態において、既出の実施の形態と重複する説明は適宜省略される。
【００６８】
本実施の形態に係る半導体装置１は、更に、絶縁層３上に形成された磁性体３０を備えている。その磁性体３０は、絶縁層３の表面において上述の磁性体１０の少なくとも一部に接している。磁性体３０は、絶縁層３の表面の一部だけを覆っていてもよいし、その全面を覆っていてもよい。
【００６９】
本実施の形態に係る半導体装置１の製造方法は、次の通りである。まず、既出の実施の形態と同様のプロセスにより、金属配線５の一部を覆う磁性体１０が形成される（ステップＳ１０，Ｓ２０）。その後、更に、絶縁層３の表面に露出している磁性体１０の少なくとも一部に接続するように、磁性体３０が追加的に形成される。
【００７０】
本実施の形態によれば、電流抑制効果の位置的な限定が弱くなるが、電流抑制効果を容易に追加することが可能となる。例えば、磁性体１０と磁性体３０の組成は、同一または類似である。その場合、同じ磁性体による電流抑制効果が追加される。また、磁性体１０の組成と磁性体３０の組成は互いに異なっていてもよい。その場合、異なる周波数に対する電流抑制効果が容易に追加される。
【００７１】
尚、既出の実施の形態同士が組み合わされてもよい。その場合、組み合わせの効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の構造を示す断面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の構造を示す断面図である。
【図２】図２は、本実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示すフローチャートである。
【図３】図３は、本実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図４】図４は、本実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図５】図５は、本実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図６】図６は、本実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図７】図７は、本実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図８Ａ】図８Ａは、本実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、本実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図９】図９は、透過特性の周波数依存を示すグラフである。
【図１０】図１０は、透過特性の磁性体区間依存を示すグラフである。
【図１１Ａ】図１１Ａは、本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置の構造を示す断面図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置の構造を示す断面図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、本発明の第３の実施の形態に係る半導体装置の構造を示す断面図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、本発明の第３の実施の形態に係る半導体装置の構造を示す断面図である。
【図１３Ａ】図１３Ａは、本発明の第４の実施の形態に係る半導体装置の構造を示す断面図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、本発明の第４の実施の形態に係る半導体装置の構造を示す断面図である。
【図１４Ａ】図１４Ａは、本発明の第５の実施の形態に係る半導体装置の構造を示す断面図である。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、本発明の第５の実施の形態に係る半導体装置の構造を示す断面図である。
【図１５Ａ】図１５Ａは、本発明の第６の実施の形態に係る半導体装置の構造を示す断面図である。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、本発明の第６の実施の形態に係る半導体装置の構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７３】
１    半導体装置
２    半導体基板（シリコンウエハ）
３、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ    絶縁層
４、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ    犠牲層
５    金属配線
６    空洞
１０    磁性体
２０    絶縁体
３０    磁性体
ＯＰ    開口部
Ｒｆ    領域
【図１Ａ】
2007273511.tif 000003
【図１Ｂ】
2007273511.tif 000004
【図２】
2007273511.tif 000005
【図３】
2007273511.tif 000006
【図４】
2007273511.tif 000007
【図５】
2007273511.tif 000008
【図６】
2007273511.tif 000009
【図７】
2007273511.tif 000010
【図８Ａ】
2007273511.tif 000011
【図８Ｂ】
2007273511.tif 000012
【図９】
2007273511.tif 000013
【図１０】
2007273511.tif 000014
【図１１Ａ】
2007273511.tif 000015
【図１１Ｂ】
2007273511.tif 000016
【図１２Ａ】
2007273511.tif 000017
【図１２Ｂ】
2007273511.tif 000018
【図１３Ａ】
2007273511.tif 000019
【図１３Ｂ】
2007273511.tif 000020
【図１４Ａ】
2007273511.tif 000021
【図１４Ｂ】
2007273511.tif 000022
【図１５Ａ】
2007273511.tif 000023
【図１５Ｂ】
2007273511.tif 000024