半導体装置
【課題】インダクタの下方の層間絶縁膜への水の浸入を抑制し、かつ、インダクタ性能の低下を抑制する。
【解決手段】半導体装置は、半導体基板と、前記半導体基板上に設けられた層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜の上部に設けられたインダクタと、前記半導体基板上に設けられ、前記インダクタの下方の前記層間絶縁膜を前記半導体基板の平面方向で囲む第一の金属壁と、前記半導体基板上に設けられ、前記第一の金属壁で囲まれた領域の外側の前記層間絶縁膜を前記半導体基板の平面方向で挟む一対の第二の金属壁と、を備え、前記第一の金属壁は、前記第一の金属壁の両端部を非接触の状態とする開口を有し、前記第二の金属壁は、前記第一の金属壁の両端部にそれぞれの一端を連結するとともに、前記第一の金属壁で囲まれた領域の外側の位置に開口を有する。
【解決手段】半導体装置は、半導体基板と、前記半導体基板上に設けられた層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜の上部に設けられたインダクタと、前記半導体基板上に設けられ、前記インダクタの下方の前記層間絶縁膜を前記半導体基板の平面方向で囲む第一の金属壁と、前記半導体基板上に設けられ、前記第一の金属壁で囲まれた領域の外側の前記層間絶縁膜を前記半導体基板の平面方向で挟む一対の第二の金属壁と、を備え、前記第一の金属壁は、前記第一の金属壁の両端部を非接触の状態とする開口を有し、前記第二の金属壁は、前記第一の金属壁の両端部にそれぞれの一端を連結するとともに、前記第一の金属壁で囲まれた領域の外側の位置に開口を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の微細化及び高速化に伴い、半導体装置の配線構造の多層化が進んでいる。半導体装置の微細化、高速化及び多層化が進むことにより、配線抵抗の増大及び配線間、配線層間の寄生容量の増大による信号伝播遅延が問題となる。信号伝播遅延を抑制するために、低誘電率の絶縁膜が層間絶縁膜として用いられている。
【０００３】
インダクタの周囲に金属を配置する場合、インダクタと金属との距離が近いと、インダクタの磁力線を打ち消す方向に磁力線が発生するように、渦電流が金属に流れることによりインダクタのインダクタ性能（Ｑ値）が低下する。そのため、インダクタを有する半導体装置においては、インダクタの下方の層間絶縁膜には金属を配置しない構造を採用している。
【０００４】
金属が配置されていない層間絶縁膜には水が浸入しやすい。層間絶縁膜に水が浸入すると、層間絶縁膜(バリアメタル)が酸化され、Viaとの密着性が弱くなり、結果、ストレス
マイグレーション（Ｓ−ＭＩＧ）のようなボイドが発生することによって抵抗値が上昇し、最悪オープン不良となる。そのため、半導体装置の配線形成工程において、層間絶縁膜に浸入した水を蒸発させる加熱処理（Ｂａｋｅ処理）が行われている。しかし、Ｂａｋｅ処理は、層間絶縁膜を傷つけるため、層間絶縁膜の径時破壊（ＴＤＤＢ）等の信頼性上の問題を誘発する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２８６２６４号公報
【特許文献２】特開２００２−１４１４１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
インダクタの下方の層間絶縁膜をリングによって囲むことにより、層間絶縁膜への水の浸入を抑制する技術がある。インダクタの下方の層間絶縁膜を囲むリングの形状によっては、インダクタ性能（インダクタのＱ値）が低下する場合がある。本件は、インダクタの下方の層間絶縁膜への水の浸入を抑制し、かつ、インダクタ性能の低下を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本件の一観点による半導体装置は、半導体基板と、前記半導体基板上に設けられた層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜の上部に設けられたインダクタと、前記半導体基板上に設けられ、前記インダクタの下方の前記層間絶縁膜を前記半導体基板の平面方向で囲む第一の金属壁と、前記半導体基板上に設けられ、前記第一の金属壁で囲まれた領域の外側の前記層間絶縁膜を前記半導体基板の平面方向で挟む一対の第二の金属壁と、を備え、前記第一の金属壁は、前記第一の金属壁の両端部を非接触の状態とする開口を有し、前記第二の金属壁は、前記第一の金属壁の両端部にそれぞれの一端を連結するとともに、前記第一の金属壁で囲まれた領域の外側の位置に開口を有する。
【発明の効果】
【０００８】
本件によれば、インダクタの下方の層間絶縁膜への水の浸入を抑制し、かつ、インダクタ性能の低下を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施例１に係る半導体装置１の上面図である。
【図２】図２は、図１の一点鎖線Ａ−Ａ’における半導体装置１の断面図である。
【図３】図３は、図１の一点鎖線Ｂ−Ｂ’における半導体装置１の断面図である。
【図４】図４は、層間絶縁膜３及び導電体１１及び１２の形成工程の説明図である。
【図５】図５は、層間絶縁膜３及び導電体１１及び１２の形成工程の説明図である。
【図６】図６は、層間絶縁膜３及び導電体１１及び１２の形成工程の説明図である。
【図７】図７は、層間絶縁膜３及び導電体１１及び１２の形成工程の説明図である。
【図８】図８は、インダクタ６のＱ値の変化の説明図である。
【図９】図９は、開口７を有していない金属壁４を半導体基板２上に設けた場合の半導体装置１の上面図である。
【図１０】図１０は、開口７を有する金属壁４を半導体基板２上に設けた場合の半導体装置１の上面図である。
【図１１】図１１は、開口７を有する金属壁４を半導体基板２上に設け、金属壁４を囲むように金属壁５を半導体基板２上に設けた場合の半導体装置１の上面図である。
【図１２】図１２は、実施例１に係る半導体装置１の上面図である。
【図１３】図１３は、実施例２に係る半導体装置１の上面図である。
【図１４】図１４は、図１３の一点鎖線Ｃ−Ｃ’における半導体装置１の断面図である。
【図１５】図１５は、実施例２に係る半導体装置１の上面図である。
【図１６】図１６は、実施例２に係る半導体装置１の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、発明を実施するための形態（以下、実施形態という）に係る半導体装置について実施例を挙げて説明する。以下の実施例の構成は例示であり、本実施形態は実施例の構成に限定されない。
【実施例１】
【００１１】
実施例１に係る半導体装置１を図１から図３に示す。図１は、実施例１に係る半導体装置１の上面図である。図２は、図１の一点鎖線Ａ−Ａ’における半導体装置１の断面図である。図３は、図１の一点鎖線Ｂ−Ｂ’における半導体装置１の断面図である。
【００１２】
図１から図３に示すように、半導体装置１は、半導体基板２と、半導体基板２上に設けられた層間絶縁膜３及び金属壁４、５と、層間絶縁膜３の上部に設けられたインダクタ６とを備える。半導体基板２は、例えば、シリコン（Ｓｉ）基板である。層間絶縁膜３は、例えば、ＳｉＯ２膜である。層間絶縁膜３として、例えば、ＬＫ（low-k）膜やＥＬＫ（extreme low-k）膜を用いてもよい。層間絶縁膜３は積層化されている。層間絶縁膜３の形成については後述する。
【００１３】
図１及び図２に示すように、金属壁４は、インダクタ６の下方の層間絶縁膜３を半導体基板２の平面方向で囲むようにして、半導体基板２上に設けられている。半導体基板２の平面方向は、層間絶縁膜３の積層方向（厚さ方向）と直交する方向である。すなわち、金属壁４は、層間絶縁膜３の積層方向（厚さ方向）に延在するように半導体基板２上に設けられ、インダクタ６の下方の層間絶縁膜３を囲んでいる。図１に示す金属壁４は、八角形の形状であるが、金属壁４の形状はこれに限定されない。金属壁４の形状は円形、楕円形等のリング形状であってもよいし、三角形、四角形等の多角形状であってもよい。
【００１４】
図１に示すように、金属壁４は、金属壁４の両端部を非接触の状態とする開口７を有している。金属壁４に開口７を設けることにより、金属壁４の両端部が接触しない状態となり、金属壁４に渦電流が発生することが抑制される。図１に示すように、一対の金属壁５は金属壁４の両端部にそれぞれの一端が連結されており、金属壁４の外側の層間絶縁膜３を半導体基板２の平面方向で挟むようにして、半導体基板２上に設けられている。すなわち、一対の金属壁５が、層間絶縁膜３の積層方向（厚さ方向）に延在するように半導体基板２上に設けられ、金属壁４の外側の層間絶縁膜３を挟んでいる。そして、各金属壁５の一端が金属壁４の両端部に連結されている。図１に示すように、一対の金属壁５は、金属壁４で囲まれた領域８の外側の位置に開口９を有している。すなわち、金属壁５の開口９は、金属壁４の開口７と比較して、金属壁４で囲まれた領域８から離れた位置に設けられている。
【００１５】
金属壁４の開口７を介して、金属壁４で囲まれた領域８の層間絶縁膜３と一対の金属壁５で挟まれた領域１０の層間絶縁膜３とが接触している。すなわち、金属壁４で囲まれた領域８と一対の金属壁５で挟まれた領域１０とは、金属壁４の開口７を介して繋がっている。また、金属壁５の開口９を介して、一対の金属壁５で挟まれた領域１０の層間絶縁膜３と一対の金属壁５で挟まれた領域１０の外側の層間絶縁膜３とが接触している。すなわち、一対の金属壁５で挟まれた領域１０と一対の金属壁５で挟まれた領域１０の外側の領域とは、金属壁５の開口９を介して繋がっている。
【００１６】
金属壁４、５は、導電体１１及び１２を有する。導電体１１及び１２は、例えば、銅であるが、他の金属であってもよい。インダクタ６は、スパイラル形状の配線２０と、直線形状の配線２１と、ビア２２とを有する。図１には、スパイラル形状のインダクタ６を例示しているが、インダクタ６は他の形状であってもよい。配線２０は、層間絶縁膜３上に形成され、配線２１は、層間絶縁膜３の上部に形成されている。ビア２２は、配線２０と配線２１とを電気的に接続している。
【００１７】
配線２０の一方の端部は、ビア２２を介して配線２１と接続されており、配線２０の他方の端部は、外部回路（図示せず）の端子等と接続されている。配線２１の一方の端部は、ビア２２を介して配線２０と接続されており、配線２１の他方の端部は、外部回路（図示せず）と接続されている。
【００１８】
ここで、図４から図７を参照して、層間絶縁膜３、導電体１１及び１２の形成について説明する。図４の（Ａ）に示すように、例えば、Chemical Vapor Deposition（ＣＶＤ、
化学気相成長）法によって、半導体基板２上に層間絶縁膜３を形成する。次に、図４の（Ｂ）に示すように、例えば、スピンコート法により、層間絶縁膜３の上にレジスト膜を塗布した後、フォトリソグラフィによりレジスト膜をパターニングすることにより、層間絶縁膜３の上にレジストパターン３０を形成する。その後、図４の（Ｃ）に示すように、レジストパターン３０をマスクとして層間絶縁膜３を異方性エッチングすることにより、層間絶縁膜３に溝３１を形成する。層間絶縁膜３に溝３１を形成した後、アッシング処理によりレジストパターン３０を除去する。
【００１９】
次いで、層間絶縁膜３上及び溝３１内にバリアメタルを形成する。バリアメタルは、例えば、Ｔｉ、ＴｉＮ、Ｗ、ＷＮ、Ｔａ、ＴａＮ等である。バリアメタルは、例えば、スパッタリング法又はＣＶＤ法により形成してもよい。次に、図５の（Ａ）に示すように、層間絶縁膜３上及び溝３１内に銅（Ｃｕ）膜３２を形成する。銅膜３２は、例えば、電解めっき法により形成してもよい。その後、図５の（Ｂ）に示すように、Chemical Mechanical Polishing（ＣＭＰ、化学機械研磨）により、層間絶縁膜３上の銅膜３２を研磨するこ
とで半導体基板２上に導電体１１を形成する。
【００２０】
次いで、図５の（Ｃ）に示すように、ＣＶＤ法によって、層間絶縁膜３及び導電体１１上に層間絶縁膜３を形成することにより層間絶縁膜３を多層化する。次に、図６の（Ａ）に示すように、例えば、スピンコート法により、層間絶縁膜３の上にレジスト膜を塗布した後、フォトリソグラフィによりレジスト膜をパターニングすることにより、層間絶縁膜３の上にレジストパターン３３を形成する。その後、図６の（Ｂ）に示すように、レジストパターン３３をマスクとして層間絶縁膜３を異方性エッチングすることにより、層間絶縁膜３に溝３４を形成する。層間絶縁膜３に溝３４を形成した後、アッシング処理によりレジストパターン３３を除去する。
【００２１】
次いで、層間絶縁膜３上及び溝３４内にバリアメタルを形成する。バリアメタルは、例えば、Ｔｉ、ＴｉＮ、Ｗ、ＷＮ、Ｔａ、ＴａＮ等である。バリアメタルは、例えば、スパッタリング法又はＣＶＤ法により形成してもよい。次に、図６の（Ｃ）に示すように、層間絶縁膜３上及び溝３４内に銅（Ｃｕ）膜３５を形成する。銅膜３５は、例えば、電解めっき法により形成してもよい。その後、図７に示すように、ＣＭＰにより、層間絶縁膜３上の銅膜３５を研磨することで導電体１１上に導電体１２を形成する。そして、図４から図７で説明した工程を繰り返して、導電体１１及び１２を複数形成することにより、図１から図３に示すように、金属壁４及５を形成する。
【００２２】
なお、図４から図７においては、金属壁４を形成する工程を説明しているが、金属壁５を形成する工程も金属壁４を形成する工程と並行して行われる。金属壁５を形成する工程は、金属壁４を形成する工程と同様であるのでその説明を省略する。導電体１１及び１２は、例えば、配線及びビアを形成する工程と並行して行われる。具体的には、導電体１１は配線を形成する工程と並行して行われ、導電体１２はビアを形成する工程と並行して行われる。
【００２３】
実施例１においては、図１に示すように、金属壁４の開口７の周辺に一対の金属壁５が設けられている。したがって、金属壁４の開口７の周辺に一対の金属壁５が設けられていない場合と比較して、外部から金属壁４で囲まれた領域８の層間絶縁膜３への水の浸入が抑制される。金属壁４の開口７の周辺に一対の金属壁５が設けられていない場合、金属壁４で囲まれた領域８の外側の層間絶縁膜３に含まれている水が、金属壁４の開口７を介して金属壁４で囲まれた領域８の層間絶縁膜３に浸入し易い。一方、金属壁４の開口７の周辺に一対の金属壁５が設けられている場合、金属壁５の開口９を介して水が一対の金属壁５で挟まれた領域１０の層間絶縁膜３に浸入する。金属壁５の開口９を介して外部から浸入する水が、一対の金属壁５で挟まれた領域１０の層間絶縁膜３に溜まることにより、金属壁４で囲まれた領域８の層間絶縁膜３への水の浸入が抑制される。金属壁４で囲まれた領域８の外側の位置に金属壁５の開口９を設けることにより、外部から金属壁４で囲まれた領域８の層間絶縁膜３への水の浸入を抑制することができる。この結果、半導体装置１の耐湿性を向上させることができる。
【００２４】
実施例１においては、図１に示すように、金属壁４は開口７を有しているため、金属壁４の両端部が接触していない。また、金属壁５は開口９を有しているため、金属壁５は２つに分割された状態で金属壁４に連結されている。したがって、金属壁４に開口７が設けられている場合、金属壁４に開口７が設けられていない場合と比較して、金属壁４に渦電流が発生することが抑制される。
【００２５】
金属壁４の形状と、インダクタ６のＱ値の変化との関係を図８から図１１を用いて説明する。Ｑ値とは、インダクタ性能を示す係数の一つであり、Ｑ値が高いほど、損失が小さく高効率である。図８は、インダクタ６のＱ値の変化の説明図であり、縦軸はインダクタ６のＱ値を示し、横軸はインダクタ６を流れる電流の周波数（ＧＨｚ）を示している。
【００２６】
図８の実線Ｏは、半導体基板２上に金属壁４を設けていない場合のインダクタ６のＱ値の変化を示している。図８の点線Ａは、図９に示す半導体装置１が有するインダクタ６のＱ値の変化を示している。図９は、開口７を有していない金属壁４を半導体基板２上に設けた場合の半導体装置１の上面図である。図８の点線Ｂは、図１０に示す半導体装置１が有するインダクタ６のＱ値の変化を示している。図１０は、開口７を有する金属壁４を半導体基板２上に設けた場合の半導体装置１の上面図である。図８の一点鎖線Ｃは、図１１に示す半導体装置１が有するインダクタ６のＱ値の変化を示している。図１１は、開口７を有する金属壁４を半導体基板２上に設け、金属壁４を囲むように金属壁５を半導体基板２上に設けた場合の半導体装置１の上面図である。なお、図１１の金属壁５は、金属壁４とは連結されていない。
【００２７】
図９に示す半導体装置１の場合、半導体基板２上に金属壁４を設けていない場合と比較して、インダクタ６のＱ値は、全体的に低下する（図８の実線Ｏ及び点線Ａ）。図９に示すように、半導体基板２上に設けられた金属壁４は開口７を有していないため、金属壁４に渦電流が発生し、インダクタ６のＱ値が全体的に低下する。
【００２８】
図１０に示す半導体装置１の場合、半導体基板２上に金属壁４を設けていない場合と比較して、インダクタ６のＱ値の低下はほとんどない（図８の実線Ｏ及び点線Ｂ）。図１０に示すように、半導体基板２上に設けられた金属壁４は開口７を有するため、金属壁４に渦電流が発生することが抑制され、インダクタ６のＱ値はほとんど低下していない。
【００２９】
図１１に示す半導体装置１の場合、半導体基板２上に金属壁４を設けていない場合と比較して、１５ＧＨｚ以上の高周波数において、インダクタ６のＱ値が急激に低下する（図８の実線Ｏ及び一点鎖線Ｃ）。図１１に示すように、金属壁４を囲むように金属壁５が設けられているため、１５ＧＨｚ以上の高周波数において、インダクタ６のＱ値が急激に低下する。
【００３０】
図１０に示す半導体装置１の場合、インダクタ６のＱ値の低下は少ない。しかし、上述したように、金属壁４の開口７の周辺に一対の金属壁５が設けられていない場合、金属壁４で囲まれた領域８の外側の層間絶縁膜３に含まれている水が、金属壁４の開口７を介して金属壁４で囲まれた領域８の層間絶縁膜３に浸入し易い。実施例１では、図１に示すように、金属壁４の開口７の周辺に一対の金属壁５が設けられているため、金属壁４の開口７の周辺に一対の金属壁５が設けられていない場合と比較して、外部から金属壁４で囲まれた領域８の層間絶縁膜３への水の浸入が抑制される。実施例１では、図１に示すように、半導体基板２上に設けられた金属壁４は開口７を有するため、金属壁４に渦電流が発生することが抑制され、インダクタ６のＱ値（インダクタ性能）の低下を抑制することができる。実施例１では、図１に示すように、一対の金属壁５は、金属壁４を囲むように設けられていないため、１５ＧＨｚ以上の高周波数においても、インダクタ６のＱ値の低下を抑制することができる。
【００３１】
図１２は、実施例１に係る半導体装置１の上面図であり、図１に示した半導体装置１と比較して、一対の金属壁５が折れ曲がっている。すなわち、一対の金属壁５は折れ曲った平面形状を有している。各金属壁５は、互いに同方向に直角に折れ曲った折曲部を有して半導体基板２上に設けられている。図１２では、一対の金属壁５は複数回折れ曲がっているが、一対の金属壁５を一回折れ曲がるようにしてもよい。図１２では、一対の金属壁５を直角に折り曲げているが、一対の金属壁５を曲線状に折り曲げるようにしてもよい。折れ曲がった一対の金属壁５を半導体基板２上に設けることにより、層間絶縁膜３に対する水の浸透性を抑制することができ、一対の金属壁５で挟まれた領域１０の層間絶縁膜３に水がより溜まり易くなる。したがって、折れ曲がった一対の金属壁５を半導体基板２上に設けることにより、外部から金属壁４で囲まれた領域８の層間絶縁膜３への水の浸入をよ
り抑制することができる。
【実施例２】
【００３２】
実施例２に係る半導体装置１を図１３及び図１４に示す。なお、実施例１と同一の構成要素については、実施例１と同一の符号を付し、その説明を省略する。図１３は、実施例２に係る半導体装置１の上面図である。図１４は、図１３の一点鎖線Ｃ−Ｃ’における半導体装置１の断面図である。図１３及び図１４に示すように、半導体装置１は、半導体基板２と、半導体基板２上に設けられた層間絶縁膜３及び金属壁４、５、４０と、層間絶縁膜３の上部に設けられたインダクタ６とを備える。金属壁４０は、導電体１１及び１２を有する。導電体１１及び１２は、例えば、銅であるが、他の金属であってもよい。なお、金属壁４０を形成する工程は、金属壁４及び５を形成する工程と並行して行われる。金属壁４０を形成する工程は、金属壁４を形成する工程と同様である。
【００３３】
図１３及び図１４に示すように、金属壁４は、インダクタ６の下方の層間絶縁膜３を半導体基板２の平面方向で囲むようにして、半導体基板２上に設けられている。図１３に示す金属壁４は八角形の形状であるが、金属壁４の形状はこれに限定されない。金属壁４の形状は円、楕円等のリング形状であってもよいし、三角形、四角形等の多角形状であってもよい。
【００３４】
図１３に示すように、金属壁４は、金属壁４の両端部を非接触の状態とする開口７を有している。金属壁４に開口７を設けることにより、金属壁４の両端部が接触しない状態となり、金属壁４に渦電流が発生することが抑制される。実施例２では、図１３に示すように、半導体基板２上に設けられた金属壁４は開口７を有するため、金属壁４に渦電流が発生することが抑制され、インダクタ６のＱ値（インダクタ性能）の低下を抑制することができる。
【００３５】
図１３に示すように、一対の金属壁５は金属壁４の両端部にそれぞれの一端が連結されており、金属壁４の外側の層間絶縁膜３を半導体基板２の平面方向で挟むようにして、半導体基板２上に設けられている。また、図１３に示すように、各金属壁５は互いに反対方向に直角に折れ曲がった折曲部を有して半導体基板２上に設けられ、金属壁５の折れ曲がった箇所、すなわち各折曲部の基端間に開口９を有している。図１３に示すように、一対の金属壁５は、金属壁４で囲まれた領域８の外側の位置に開口９を有している。すなわち、金属壁５の開口９は、金属壁４の開口７と比較して、金属壁４で囲まれた領域８から離れた位置に設けられている。
【００３６】
図１３に示すように、金属壁４０は、金属壁５の開口９と対向するように半導体基板２上に設けられている。金属壁４０は、層間絶縁膜３の積層方向（厚さ方向）に延在するように半導体基板２上に設けられている。図１３に示すように、金属壁４０は、金属壁５の開口９及び前記一対の折曲部を囲むようにして折れ曲がった平面形状を有する。
【００３７】
金属壁４の開口７を介して、金属壁４で囲まれた領域８の層間絶縁膜３と一対の金属壁５で挟まれた領域１０の層間絶縁膜３とが接触している。すなわち、金属壁４で囲まれた領域８と一対の金属壁５で挟まれた領域１０とは、金属壁４の開口７を介して繋がっている。また、金属壁５の開口９を介して、一対の金属壁５で挟まれた領域１０の層間絶縁膜３と金属壁５及び４０で挟まれた領域４１の層間絶縁膜３とが接触している。すなわち、一対の金属壁５で挟まれた領域１０と金属壁５及び４０で挟まれた領域４１とは、金属壁５の開口９を介して繋がっている。
【００３８】
図１３に示すように、金属壁４と金属壁４０との間には開口４２が設けられている。開口４２を介して、金属壁４及び４０で挟まれた領域４３の層間絶縁膜３と金属壁４及び４
０で挟まれた領域４３の外側の領域の層間絶縁膜３とが接触している。すなわち、金属壁４及び４０で挟まれた領域４３と金属壁４及び４０で挟まれた領域４３の外側の領域とは、開口４２を介して繋がっている。
【００３９】
金属壁５の開口９と対向するように金属壁４０を半導体基板２上に設けることにより、一対の金属壁５で挟まれた領域１０の層間絶縁膜３への水の浸入を抑制することができる。金属壁５の開口９を囲むようにして、金属壁４０を折り曲げて半導体基板２上に設けることにより、一対の金属壁５で挟まれた領域１０の層間絶縁膜３への水の浸入をより抑制することができる。
【００４０】
図１５は、実施例２に係る半導体装置１の上面図である。図１５に示す半導体装置１は、図１３に示した半導体装置１と比較して、一対の金属壁５を半導体基板２の平面方向に伸ばすことにより、金属壁５の開口９の位置と金属壁４の開口７の位置とを離すようにしている。一対の金属壁５を半導体基板２の平面方向に伸ばすことにより、金属壁５の開口９を介して外部から浸入する水が、金属壁４で囲まれた領域８の層間絶縁膜３まで浸透することが抑制される。すなわち、金属壁５の開口９を介して外部から浸入する水が、一対の金属壁５で挟まれた領域１０の層間絶縁膜３により溜まることにより、金属壁４で囲まれた領域８の層間絶縁膜３への水の浸入が抑制される。半導体基板２の平面方向における金属壁５の長さは、任意の値に設定することが可能である。
【００４１】
図１５に示すように、金属壁５と金属壁４０との間には開口４４が設けられている。開口４４を介して、金属壁５及び４０で挟まれた領域４１の層間絶縁膜３と金属壁５及び４０で挟まれた領域４１の外側の領域の層間絶縁膜３とが接触している。すなわち、金属壁５及び４０で挟まれた領域４１と金属壁４及び４０で挟まれた領域４１の外側の領域とは、開口４４を介して繋がっている。
【００４２】
図１６は、実施例２に係る半導体装置１の上面図である。図１３に示した半導体装置１は、一対の金属壁５を折り曲げて金属壁４に連結させて、金属壁５を半導体基板２上に設けている。図１６に示すように、一対の金属壁５を折り曲げずに、各金属壁５の一端を金属壁４に連結させて、金属壁５を半導体基板２上に設けてもよい。また、図１３に示した半導体装置１は、金属壁４０を折り曲げて、金属壁４０を半導体基板２上に設けている。図１６に示すように、金属壁４０を折り曲げずに、金属壁５の開口９と対向するように金属壁４０を半導体基板２上に設けてもよい。金属壁５の開口９と対向するように金属壁４０を半導体基板２上に設けることにより、一対の金属壁５で挟まれた領域１０の層間絶縁膜３への水の浸入を抑制することができる。
【００４３】
図１６に示した半導体装置１において、一対の金属壁５を折り曲げて金属壁４に連結させて、金属壁５を半導体基板２上に設けるようにしてもよい。この場合、一対の金属壁５を直角に折り曲げるようにしてもよいし、一対の金属壁５を曲線状に折り曲げるようにしてもよい。また、図１６に示した半導体装置１において、金属壁４０を、金属壁５の開口９を囲むようにして折り曲げて、金属壁４０を半導体基板２上に設けるようにしてもよい。
【００４４】
実施例１及び２における金属壁４、５及び４０の高さは任意の値を設定することができる。例えば、金属壁４、５及び４０の高さと、層間絶縁膜３の高さとを一致させてもよい。すなわち、金属壁４、５及び４０を、層間絶縁膜３の上部（上面又は上面近辺）まで形成するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４５】
１ 半導体装置
２ 半導体基板
３ 層間絶縁膜
４、５、４０ 金属壁
６ インダクタ
７、９、４２、４４ 開口
８、１０、４１、４３ 領域
１１、１２ 導電体
２０、２１ 配線
２２ ビア
３０、３３ レジストパターン
３１、３４ 溝
３２、３５ 銅膜
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の微細化及び高速化に伴い、半導体装置の配線構造の多層化が進んでいる。半導体装置の微細化、高速化及び多層化が進むことにより、配線抵抗の増大及び配線間、配線層間の寄生容量の増大による信号伝播遅延が問題となる。信号伝播遅延を抑制するために、低誘電率の絶縁膜が層間絶縁膜として用いられている。
【０００３】
インダクタの周囲に金属を配置する場合、インダクタと金属との距離が近いと、インダクタの磁力線を打ち消す方向に磁力線が発生するように、渦電流が金属に流れることによりインダクタのインダクタ性能（Ｑ値）が低下する。そのため、インダクタを有する半導体装置においては、インダクタの下方の層間絶縁膜には金属を配置しない構造を採用している。
【０００４】
金属が配置されていない層間絶縁膜には水が浸入しやすい。層間絶縁膜に水が浸入すると、層間絶縁膜(バリアメタル)が酸化され、Viaとの密着性が弱くなり、結果、ストレス
マイグレーション（Ｓ−ＭＩＧ）のようなボイドが発生することによって抵抗値が上昇し、最悪オープン不良となる。そのため、半導体装置の配線形成工程において、層間絶縁膜に浸入した水を蒸発させる加熱処理（Ｂａｋｅ処理）が行われている。しかし、Ｂａｋｅ処理は、層間絶縁膜を傷つけるため、層間絶縁膜の径時破壊（ＴＤＤＢ）等の信頼性上の問題を誘発する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２８６２６４号公報
【特許文献２】特開２００２−１４１４１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
インダクタの下方の層間絶縁膜をリングによって囲むことにより、層間絶縁膜への水の浸入を抑制する技術がある。インダクタの下方の層間絶縁膜を囲むリングの形状によっては、インダクタ性能（インダクタのＱ値）が低下する場合がある。本件は、インダクタの下方の層間絶縁膜への水の浸入を抑制し、かつ、インダクタ性能の低下を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本件の一観点による半導体装置は、半導体基板と、前記半導体基板上に設けられた層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜の上部に設けられたインダクタと、前記半導体基板上に設けられ、前記インダクタの下方の前記層間絶縁膜を前記半導体基板の平面方向で囲む第一の金属壁と、前記半導体基板上に設けられ、前記第一の金属壁で囲まれた領域の外側の前記層間絶縁膜を前記半導体基板の平面方向で挟む一対の第二の金属壁と、を備え、前記第一の金属壁は、前記第一の金属壁の両端部を非接触の状態とする開口を有し、前記第二の金属壁は、前記第一の金属壁の両端部にそれぞれの一端を連結するとともに、前記第一の金属壁で囲まれた領域の外側の位置に開口を有する。
【発明の効果】
【０００８】
本件によれば、インダクタの下方の層間絶縁膜への水の浸入を抑制し、かつ、インダクタ性能の低下を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施例１に係る半導体装置１の上面図である。
【図２】図２は、図１の一点鎖線Ａ−Ａ’における半導体装置１の断面図である。
【図３】図３は、図１の一点鎖線Ｂ−Ｂ’における半導体装置１の断面図である。
【図４】図４は、層間絶縁膜３及び導電体１１及び１２の形成工程の説明図である。
【図５】図５は、層間絶縁膜３及び導電体１１及び１２の形成工程の説明図である。
【図６】図６は、層間絶縁膜３及び導電体１１及び１２の形成工程の説明図である。
【図７】図７は、層間絶縁膜３及び導電体１１及び１２の形成工程の説明図である。
【図８】図８は、インダクタ６のＱ値の変化の説明図である。
【図９】図９は、開口７を有していない金属壁４を半導体基板２上に設けた場合の半導体装置１の上面図である。
【図１０】図１０は、開口７を有する金属壁４を半導体基板２上に設けた場合の半導体装置１の上面図である。
【図１１】図１１は、開口７を有する金属壁４を半導体基板２上に設け、金属壁４を囲むように金属壁５を半導体基板２上に設けた場合の半導体装置１の上面図である。
【図１２】図１２は、実施例１に係る半導体装置１の上面図である。
【図１３】図１３は、実施例２に係る半導体装置１の上面図である。
【図１４】図１４は、図１３の一点鎖線Ｃ−Ｃ’における半導体装置１の断面図である。
【図１５】図１５は、実施例２に係る半導体装置１の上面図である。
【図１６】図１６は、実施例２に係る半導体装置１の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、発明を実施するための形態（以下、実施形態という）に係る半導体装置について実施例を挙げて説明する。以下の実施例の構成は例示であり、本実施形態は実施例の構成に限定されない。
【実施例１】
【００１１】
実施例１に係る半導体装置１を図１から図３に示す。図１は、実施例１に係る半導体装置１の上面図である。図２は、図１の一点鎖線Ａ−Ａ’における半導体装置１の断面図である。図３は、図１の一点鎖線Ｂ−Ｂ’における半導体装置１の断面図である。
【００１２】
図１から図３に示すように、半導体装置１は、半導体基板２と、半導体基板２上に設けられた層間絶縁膜３及び金属壁４、５と、層間絶縁膜３の上部に設けられたインダクタ６とを備える。半導体基板２は、例えば、シリコン（Ｓｉ）基板である。層間絶縁膜３は、例えば、ＳｉＯ２膜である。層間絶縁膜３として、例えば、ＬＫ（low-k）膜やＥＬＫ（extreme low-k）膜を用いてもよい。層間絶縁膜３は積層化されている。層間絶縁膜３の形成については後述する。
【００１３】
図１及び図２に示すように、金属壁４は、インダクタ６の下方の層間絶縁膜３を半導体基板２の平面方向で囲むようにして、半導体基板２上に設けられている。半導体基板２の平面方向は、層間絶縁膜３の積層方向（厚さ方向）と直交する方向である。すなわち、金属壁４は、層間絶縁膜３の積層方向（厚さ方向）に延在するように半導体基板２上に設けられ、インダクタ６の下方の層間絶縁膜３を囲んでいる。図１に示す金属壁４は、八角形の形状であるが、金属壁４の形状はこれに限定されない。金属壁４の形状は円形、楕円形等のリング形状であってもよいし、三角形、四角形等の多角形状であってもよい。
【００１４】
図１に示すように、金属壁４は、金属壁４の両端部を非接触の状態とする開口７を有している。金属壁４に開口７を設けることにより、金属壁４の両端部が接触しない状態となり、金属壁４に渦電流が発生することが抑制される。図１に示すように、一対の金属壁５は金属壁４の両端部にそれぞれの一端が連結されており、金属壁４の外側の層間絶縁膜３を半導体基板２の平面方向で挟むようにして、半導体基板２上に設けられている。すなわち、一対の金属壁５が、層間絶縁膜３の積層方向（厚さ方向）に延在するように半導体基板２上に設けられ、金属壁４の外側の層間絶縁膜３を挟んでいる。そして、各金属壁５の一端が金属壁４の両端部に連結されている。図１に示すように、一対の金属壁５は、金属壁４で囲まれた領域８の外側の位置に開口９を有している。すなわち、金属壁５の開口９は、金属壁４の開口７と比較して、金属壁４で囲まれた領域８から離れた位置に設けられている。
【００１５】
金属壁４の開口７を介して、金属壁４で囲まれた領域８の層間絶縁膜３と一対の金属壁５で挟まれた領域１０の層間絶縁膜３とが接触している。すなわち、金属壁４で囲まれた領域８と一対の金属壁５で挟まれた領域１０とは、金属壁４の開口７を介して繋がっている。また、金属壁５の開口９を介して、一対の金属壁５で挟まれた領域１０の層間絶縁膜３と一対の金属壁５で挟まれた領域１０の外側の層間絶縁膜３とが接触している。すなわち、一対の金属壁５で挟まれた領域１０と一対の金属壁５で挟まれた領域１０の外側の領域とは、金属壁５の開口９を介して繋がっている。
【００１６】
金属壁４、５は、導電体１１及び１２を有する。導電体１１及び１２は、例えば、銅であるが、他の金属であってもよい。インダクタ６は、スパイラル形状の配線２０と、直線形状の配線２１と、ビア２２とを有する。図１には、スパイラル形状のインダクタ６を例示しているが、インダクタ６は他の形状であってもよい。配線２０は、層間絶縁膜３上に形成され、配線２１は、層間絶縁膜３の上部に形成されている。ビア２２は、配線２０と配線２１とを電気的に接続している。
【００１７】
配線２０の一方の端部は、ビア２２を介して配線２１と接続されており、配線２０の他方の端部は、外部回路（図示せず）の端子等と接続されている。配線２１の一方の端部は、ビア２２を介して配線２０と接続されており、配線２１の他方の端部は、外部回路（図示せず）と接続されている。
【００１８】
ここで、図４から図７を参照して、層間絶縁膜３、導電体１１及び１２の形成について説明する。図４の（Ａ）に示すように、例えば、Chemical Vapor Deposition（ＣＶＤ、
化学気相成長）法によって、半導体基板２上に層間絶縁膜３を形成する。次に、図４の（Ｂ）に示すように、例えば、スピンコート法により、層間絶縁膜３の上にレジスト膜を塗布した後、フォトリソグラフィによりレジスト膜をパターニングすることにより、層間絶縁膜３の上にレジストパターン３０を形成する。その後、図４の（Ｃ）に示すように、レジストパターン３０をマスクとして層間絶縁膜３を異方性エッチングすることにより、層間絶縁膜３に溝３１を形成する。層間絶縁膜３に溝３１を形成した後、アッシング処理によりレジストパターン３０を除去する。
【００１９】
次いで、層間絶縁膜３上及び溝３１内にバリアメタルを形成する。バリアメタルは、例えば、Ｔｉ、ＴｉＮ、Ｗ、ＷＮ、Ｔａ、ＴａＮ等である。バリアメタルは、例えば、スパッタリング法又はＣＶＤ法により形成してもよい。次に、図５の（Ａ）に示すように、層間絶縁膜３上及び溝３１内に銅（Ｃｕ）膜３２を形成する。銅膜３２は、例えば、電解めっき法により形成してもよい。その後、図５の（Ｂ）に示すように、Chemical Mechanical Polishing（ＣＭＰ、化学機械研磨）により、層間絶縁膜３上の銅膜３２を研磨するこ
とで半導体基板２上に導電体１１を形成する。
【００２０】
次いで、図５の（Ｃ）に示すように、ＣＶＤ法によって、層間絶縁膜３及び導電体１１上に層間絶縁膜３を形成することにより層間絶縁膜３を多層化する。次に、図６の（Ａ）に示すように、例えば、スピンコート法により、層間絶縁膜３の上にレジスト膜を塗布した後、フォトリソグラフィによりレジスト膜をパターニングすることにより、層間絶縁膜３の上にレジストパターン３３を形成する。その後、図６の（Ｂ）に示すように、レジストパターン３３をマスクとして層間絶縁膜３を異方性エッチングすることにより、層間絶縁膜３に溝３４を形成する。層間絶縁膜３に溝３４を形成した後、アッシング処理によりレジストパターン３３を除去する。
【００２１】
次いで、層間絶縁膜３上及び溝３４内にバリアメタルを形成する。バリアメタルは、例えば、Ｔｉ、ＴｉＮ、Ｗ、ＷＮ、Ｔａ、ＴａＮ等である。バリアメタルは、例えば、スパッタリング法又はＣＶＤ法により形成してもよい。次に、図６の（Ｃ）に示すように、層間絶縁膜３上及び溝３４内に銅（Ｃｕ）膜３５を形成する。銅膜３５は、例えば、電解めっき法により形成してもよい。その後、図７に示すように、ＣＭＰにより、層間絶縁膜３上の銅膜３５を研磨することで導電体１１上に導電体１２を形成する。そして、図４から図７で説明した工程を繰り返して、導電体１１及び１２を複数形成することにより、図１から図３に示すように、金属壁４及５を形成する。
【００２２】
なお、図４から図７においては、金属壁４を形成する工程を説明しているが、金属壁５を形成する工程も金属壁４を形成する工程と並行して行われる。金属壁５を形成する工程は、金属壁４を形成する工程と同様であるのでその説明を省略する。導電体１１及び１２は、例えば、配線及びビアを形成する工程と並行して行われる。具体的には、導電体１１は配線を形成する工程と並行して行われ、導電体１２はビアを形成する工程と並行して行われる。
【００２３】
実施例１においては、図１に示すように、金属壁４の開口７の周辺に一対の金属壁５が設けられている。したがって、金属壁４の開口７の周辺に一対の金属壁５が設けられていない場合と比較して、外部から金属壁４で囲まれた領域８の層間絶縁膜３への水の浸入が抑制される。金属壁４の開口７の周辺に一対の金属壁５が設けられていない場合、金属壁４で囲まれた領域８の外側の層間絶縁膜３に含まれている水が、金属壁４の開口７を介して金属壁４で囲まれた領域８の層間絶縁膜３に浸入し易い。一方、金属壁４の開口７の周辺に一対の金属壁５が設けられている場合、金属壁５の開口９を介して水が一対の金属壁５で挟まれた領域１０の層間絶縁膜３に浸入する。金属壁５の開口９を介して外部から浸入する水が、一対の金属壁５で挟まれた領域１０の層間絶縁膜３に溜まることにより、金属壁４で囲まれた領域８の層間絶縁膜３への水の浸入が抑制される。金属壁４で囲まれた領域８の外側の位置に金属壁５の開口９を設けることにより、外部から金属壁４で囲まれた領域８の層間絶縁膜３への水の浸入を抑制することができる。この結果、半導体装置１の耐湿性を向上させることができる。
【００２４】
実施例１においては、図１に示すように、金属壁４は開口７を有しているため、金属壁４の両端部が接触していない。また、金属壁５は開口９を有しているため、金属壁５は２つに分割された状態で金属壁４に連結されている。したがって、金属壁４に開口７が設けられている場合、金属壁４に開口７が設けられていない場合と比較して、金属壁４に渦電流が発生することが抑制される。
【００２５】
金属壁４の形状と、インダクタ６のＱ値の変化との関係を図８から図１１を用いて説明する。Ｑ値とは、インダクタ性能を示す係数の一つであり、Ｑ値が高いほど、損失が小さく高効率である。図８は、インダクタ６のＱ値の変化の説明図であり、縦軸はインダクタ６のＱ値を示し、横軸はインダクタ６を流れる電流の周波数（ＧＨｚ）を示している。
【００２６】
図８の実線Ｏは、半導体基板２上に金属壁４を設けていない場合のインダクタ６のＱ値の変化を示している。図８の点線Ａは、図９に示す半導体装置１が有するインダクタ６のＱ値の変化を示している。図９は、開口７を有していない金属壁４を半導体基板２上に設けた場合の半導体装置１の上面図である。図８の点線Ｂは、図１０に示す半導体装置１が有するインダクタ６のＱ値の変化を示している。図１０は、開口７を有する金属壁４を半導体基板２上に設けた場合の半導体装置１の上面図である。図８の一点鎖線Ｃは、図１１に示す半導体装置１が有するインダクタ６のＱ値の変化を示している。図１１は、開口７を有する金属壁４を半導体基板２上に設け、金属壁４を囲むように金属壁５を半導体基板２上に設けた場合の半導体装置１の上面図である。なお、図１１の金属壁５は、金属壁４とは連結されていない。
【００２７】
図９に示す半導体装置１の場合、半導体基板２上に金属壁４を設けていない場合と比較して、インダクタ６のＱ値は、全体的に低下する（図８の実線Ｏ及び点線Ａ）。図９に示すように、半導体基板２上に設けられた金属壁４は開口７を有していないため、金属壁４に渦電流が発生し、インダクタ６のＱ値が全体的に低下する。
【００２８】
図１０に示す半導体装置１の場合、半導体基板２上に金属壁４を設けていない場合と比較して、インダクタ６のＱ値の低下はほとんどない（図８の実線Ｏ及び点線Ｂ）。図１０に示すように、半導体基板２上に設けられた金属壁４は開口７を有するため、金属壁４に渦電流が発生することが抑制され、インダクタ６のＱ値はほとんど低下していない。
【００２９】
図１１に示す半導体装置１の場合、半導体基板２上に金属壁４を設けていない場合と比較して、１５ＧＨｚ以上の高周波数において、インダクタ６のＱ値が急激に低下する（図８の実線Ｏ及び一点鎖線Ｃ）。図１１に示すように、金属壁４を囲むように金属壁５が設けられているため、１５ＧＨｚ以上の高周波数において、インダクタ６のＱ値が急激に低下する。
【００３０】
図１０に示す半導体装置１の場合、インダクタ６のＱ値の低下は少ない。しかし、上述したように、金属壁４の開口７の周辺に一対の金属壁５が設けられていない場合、金属壁４で囲まれた領域８の外側の層間絶縁膜３に含まれている水が、金属壁４の開口７を介して金属壁４で囲まれた領域８の層間絶縁膜３に浸入し易い。実施例１では、図１に示すように、金属壁４の開口７の周辺に一対の金属壁５が設けられているため、金属壁４の開口７の周辺に一対の金属壁５が設けられていない場合と比較して、外部から金属壁４で囲まれた領域８の層間絶縁膜３への水の浸入が抑制される。実施例１では、図１に示すように、半導体基板２上に設けられた金属壁４は開口７を有するため、金属壁４に渦電流が発生することが抑制され、インダクタ６のＱ値（インダクタ性能）の低下を抑制することができる。実施例１では、図１に示すように、一対の金属壁５は、金属壁４を囲むように設けられていないため、１５ＧＨｚ以上の高周波数においても、インダクタ６のＱ値の低下を抑制することができる。
【００３１】
図１２は、実施例１に係る半導体装置１の上面図であり、図１に示した半導体装置１と比較して、一対の金属壁５が折れ曲がっている。すなわち、一対の金属壁５は折れ曲った平面形状を有している。各金属壁５は、互いに同方向に直角に折れ曲った折曲部を有して半導体基板２上に設けられている。図１２では、一対の金属壁５は複数回折れ曲がっているが、一対の金属壁５を一回折れ曲がるようにしてもよい。図１２では、一対の金属壁５を直角に折り曲げているが、一対の金属壁５を曲線状に折り曲げるようにしてもよい。折れ曲がった一対の金属壁５を半導体基板２上に設けることにより、層間絶縁膜３に対する水の浸透性を抑制することができ、一対の金属壁５で挟まれた領域１０の層間絶縁膜３に水がより溜まり易くなる。したがって、折れ曲がった一対の金属壁５を半導体基板２上に設けることにより、外部から金属壁４で囲まれた領域８の層間絶縁膜３への水の浸入をよ
り抑制することができる。
【実施例２】
【００３２】
実施例２に係る半導体装置１を図１３及び図１４に示す。なお、実施例１と同一の構成要素については、実施例１と同一の符号を付し、その説明を省略する。図１３は、実施例２に係る半導体装置１の上面図である。図１４は、図１３の一点鎖線Ｃ−Ｃ’における半導体装置１の断面図である。図１３及び図１４に示すように、半導体装置１は、半導体基板２と、半導体基板２上に設けられた層間絶縁膜３及び金属壁４、５、４０と、層間絶縁膜３の上部に設けられたインダクタ６とを備える。金属壁４０は、導電体１１及び１２を有する。導電体１１及び１２は、例えば、銅であるが、他の金属であってもよい。なお、金属壁４０を形成する工程は、金属壁４及び５を形成する工程と並行して行われる。金属壁４０を形成する工程は、金属壁４を形成する工程と同様である。
【００３３】
図１３及び図１４に示すように、金属壁４は、インダクタ６の下方の層間絶縁膜３を半導体基板２の平面方向で囲むようにして、半導体基板２上に設けられている。図１３に示す金属壁４は八角形の形状であるが、金属壁４の形状はこれに限定されない。金属壁４の形状は円、楕円等のリング形状であってもよいし、三角形、四角形等の多角形状であってもよい。
【００３４】
図１３に示すように、金属壁４は、金属壁４の両端部を非接触の状態とする開口７を有している。金属壁４に開口７を設けることにより、金属壁４の両端部が接触しない状態となり、金属壁４に渦電流が発生することが抑制される。実施例２では、図１３に示すように、半導体基板２上に設けられた金属壁４は開口７を有するため、金属壁４に渦電流が発生することが抑制され、インダクタ６のＱ値（インダクタ性能）の低下を抑制することができる。
【００３５】
図１３に示すように、一対の金属壁５は金属壁４の両端部にそれぞれの一端が連結されており、金属壁４の外側の層間絶縁膜３を半導体基板２の平面方向で挟むようにして、半導体基板２上に設けられている。また、図１３に示すように、各金属壁５は互いに反対方向に直角に折れ曲がった折曲部を有して半導体基板２上に設けられ、金属壁５の折れ曲がった箇所、すなわち各折曲部の基端間に開口９を有している。図１３に示すように、一対の金属壁５は、金属壁４で囲まれた領域８の外側の位置に開口９を有している。すなわち、金属壁５の開口９は、金属壁４の開口７と比較して、金属壁４で囲まれた領域８から離れた位置に設けられている。
【００３６】
図１３に示すように、金属壁４０は、金属壁５の開口９と対向するように半導体基板２上に設けられている。金属壁４０は、層間絶縁膜３の積層方向（厚さ方向）に延在するように半導体基板２上に設けられている。図１３に示すように、金属壁４０は、金属壁５の開口９及び前記一対の折曲部を囲むようにして折れ曲がった平面形状を有する。
【００３７】
金属壁４の開口７を介して、金属壁４で囲まれた領域８の層間絶縁膜３と一対の金属壁５で挟まれた領域１０の層間絶縁膜３とが接触している。すなわち、金属壁４で囲まれた領域８と一対の金属壁５で挟まれた領域１０とは、金属壁４の開口７を介して繋がっている。また、金属壁５の開口９を介して、一対の金属壁５で挟まれた領域１０の層間絶縁膜３と金属壁５及び４０で挟まれた領域４１の層間絶縁膜３とが接触している。すなわち、一対の金属壁５で挟まれた領域１０と金属壁５及び４０で挟まれた領域４１とは、金属壁５の開口９を介して繋がっている。
【００３８】
図１３に示すように、金属壁４と金属壁４０との間には開口４２が設けられている。開口４２を介して、金属壁４及び４０で挟まれた領域４３の層間絶縁膜３と金属壁４及び４
０で挟まれた領域４３の外側の領域の層間絶縁膜３とが接触している。すなわち、金属壁４及び４０で挟まれた領域４３と金属壁４及び４０で挟まれた領域４３の外側の領域とは、開口４２を介して繋がっている。
【００３９】
金属壁５の開口９と対向するように金属壁４０を半導体基板２上に設けることにより、一対の金属壁５で挟まれた領域１０の層間絶縁膜３への水の浸入を抑制することができる。金属壁５の開口９を囲むようにして、金属壁４０を折り曲げて半導体基板２上に設けることにより、一対の金属壁５で挟まれた領域１０の層間絶縁膜３への水の浸入をより抑制することができる。
【００４０】
図１５は、実施例２に係る半導体装置１の上面図である。図１５に示す半導体装置１は、図１３に示した半導体装置１と比較して、一対の金属壁５を半導体基板２の平面方向に伸ばすことにより、金属壁５の開口９の位置と金属壁４の開口７の位置とを離すようにしている。一対の金属壁５を半導体基板２の平面方向に伸ばすことにより、金属壁５の開口９を介して外部から浸入する水が、金属壁４で囲まれた領域８の層間絶縁膜３まで浸透することが抑制される。すなわち、金属壁５の開口９を介して外部から浸入する水が、一対の金属壁５で挟まれた領域１０の層間絶縁膜３により溜まることにより、金属壁４で囲まれた領域８の層間絶縁膜３への水の浸入が抑制される。半導体基板２の平面方向における金属壁５の長さは、任意の値に設定することが可能である。
【００４１】
図１５に示すように、金属壁５と金属壁４０との間には開口４４が設けられている。開口４４を介して、金属壁５及び４０で挟まれた領域４１の層間絶縁膜３と金属壁５及び４０で挟まれた領域４１の外側の領域の層間絶縁膜３とが接触している。すなわち、金属壁５及び４０で挟まれた領域４１と金属壁４及び４０で挟まれた領域４１の外側の領域とは、開口４４を介して繋がっている。
【００４２】
図１６は、実施例２に係る半導体装置１の上面図である。図１３に示した半導体装置１は、一対の金属壁５を折り曲げて金属壁４に連結させて、金属壁５を半導体基板２上に設けている。図１６に示すように、一対の金属壁５を折り曲げずに、各金属壁５の一端を金属壁４に連結させて、金属壁５を半導体基板２上に設けてもよい。また、図１３に示した半導体装置１は、金属壁４０を折り曲げて、金属壁４０を半導体基板２上に設けている。図１６に示すように、金属壁４０を折り曲げずに、金属壁５の開口９と対向するように金属壁４０を半導体基板２上に設けてもよい。金属壁５の開口９と対向するように金属壁４０を半導体基板２上に設けることにより、一対の金属壁５で挟まれた領域１０の層間絶縁膜３への水の浸入を抑制することができる。
【００４３】
図１６に示した半導体装置１において、一対の金属壁５を折り曲げて金属壁４に連結させて、金属壁５を半導体基板２上に設けるようにしてもよい。この場合、一対の金属壁５を直角に折り曲げるようにしてもよいし、一対の金属壁５を曲線状に折り曲げるようにしてもよい。また、図１６に示した半導体装置１において、金属壁４０を、金属壁５の開口９を囲むようにして折り曲げて、金属壁４０を半導体基板２上に設けるようにしてもよい。
【００４４】
実施例１及び２における金属壁４、５及び４０の高さは任意の値を設定することができる。例えば、金属壁４、５及び４０の高さと、層間絶縁膜３の高さとを一致させてもよい。すなわち、金属壁４、５及び４０を、層間絶縁膜３の上部（上面又は上面近辺）まで形成するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４５】
１ 半導体装置
２ 半導体基板
３ 層間絶縁膜
４、５、４０ 金属壁
６ インダクタ
７、９、４２、４４ 開口
８、１０、４１、４３ 領域
１１、１２ 導電体
２０、２１ 配線
２２ ビア
３０、３３ レジストパターン
３１、３４ 溝
３２、３５ 銅膜
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板と、
前記半導体基板上に設けられた層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜の上部に設けられたインダクタと、
前記半導体基板上に設けられ、前記インダクタの下方の前記層間絶縁膜を前記半導体基板の平面方向で囲む第一の金属壁と、
前記半導体基板上に設けられ、前記第一の金属壁で囲まれた領域の外側の前記層間絶縁膜を前記半導体基板の平面方向で挟む一対の第二の金属壁と、
を備え、
前記第一の金属壁は、前記第一の金属壁の両端部を非接触の状態とする開口を有し、
前記第二の金属壁は、前記第一の金属壁の両端部にそれぞれの一端を連結するとともに、前記第一の金属壁で囲まれた領域の外側の位置に開口を有する、
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記第二の金属壁は折れ曲がった平面形状を有することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記第二の金属壁の開口と対向するように前記半導体基板上に設けられた第三の金属壁を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第三の金属壁は、前記第二の金属壁の開口を囲むようにして折れ曲がった平面形状を有することを特徴とする請求項３に記載の半導体装置。
【請求項１】
半導体基板と、
前記半導体基板上に設けられた層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜の上部に設けられたインダクタと、
前記半導体基板上に設けられ、前記インダクタの下方の前記層間絶縁膜を前記半導体基板の平面方向で囲む第一の金属壁と、
前記半導体基板上に設けられ、前記第一の金属壁で囲まれた領域の外側の前記層間絶縁膜を前記半導体基板の平面方向で挟む一対の第二の金属壁と、
を備え、
前記第一の金属壁は、前記第一の金属壁の両端部を非接触の状態とする開口を有し、
前記第二の金属壁は、前記第一の金属壁の両端部にそれぞれの一端を連結するとともに、前記第一の金属壁で囲まれた領域の外側の位置に開口を有する、
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記第二の金属壁は折れ曲がった平面形状を有することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記第二の金属壁の開口と対向するように前記半導体基板上に設けられた第三の金属壁を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第三の金属壁は、前記第二の金属壁の開口を囲むようにして折れ曲がった平面形状を有することを特徴とする請求項３に記載の半導体装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１３−３８１３０（Ｐ２０１３−３８１３０Ａ）
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７１２０８（Ｐ２０１１−１７１２０８）
【出願日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【出願人】（３０８０１４３４１）富士通セミコンダクター株式会社 (2,507)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【出願人】（３０８０１４３４１）富士通セミコンダクター株式会社 (2,507)
【Ｆターム（参考）】
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