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特表2024-501131チップ・ホットスポットのスタック・ビア・リベット

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-01-11

(54)【発明の名称】チップ・ホットスポットのスタック・ビア・リベット

(51)【国際特許分類】

H01L 21/3205 20060101AFI20231228BHJP

H01L 21/82 20060101ALI20231228BHJP

【ＦＩ】

H01L21/88 S

H01L21/88 Z

H01L21/82 C

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023532207

(86)(22)【出願日】2021-11-02

(85)【翻訳文提出日】2023-05-25

(86)【国際出願番号】 CN2021128169

(87)【国際公開番号】W WO2022127412

(87)【国際公開日】2022-06-23

(31)【優先権主張番号】17/122,550

(32)【優先日】2020-12-15

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】390009531

【氏名又は名称】インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション

【氏名又は名称原語表記】ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬＢＵＳＩＮＥＳＳＭＡＣＨＩＮＥＳＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ

【住所又は居所原語表記】ＮｅｗＯｒｃｈａｒｄＲｏａｄ，Ａｒｍｏｎｋ，ＮｅｗＹｏｒｋ１０５０４，ＵｎｉｔｅｄＳｔａｔｅｓｏｆＡｍｅｒｉｃａ

(74)【代理人】

【識別番号】100112690

【弁理士】

【氏名又は名称】太佐種一

(74)【代理人】

【識別番号】100120710

【弁理士】

【氏名又は名称】片岡忠彦

(72)【発明者】

【氏名】チダムバッラオ、ドゥレセッティ

(72)【発明者】

【氏名】ウォルパート、デイヴィッド

(72)【発明者】

【氏名】荻野淳

(72)【発明者】

【氏名】グゾウスキ、マシューティー

(72)【発明者】

【氏名】オストランダー、スティーブンポール

(72)【発明者】

【氏名】シンハ、トゥヒン

(72)【発明者】

【氏名】グレイ、マイケルスチュワート

【テーマコード（参考）】

5F033

5F064

【Ｆターム（参考）】

5F033HH08

5F033HH09

5F033HH11

5F033HH19

5F033HH32

5F033HH33

5F033JJ08

5F033JJ09

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5F033KK08

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5F033KK33

5F033MM01

5F033RR02

5F033RR04

5F033RR21

5F033SS11

5F033SS15

5F033SS21

5F033TT02

5F033TT04

5F033UU04

5F033VV01

5F033XX17

5F033XX19

5F064EE17

5F064EE23

5F064EE32

5F064EE33

5F064EE34

5F064HH09

(57)【要約】

複数の誘電体領域を含む構造が説明されている。構造は、リベット・セルを含み得る。リベット・セルは、スタック・ビアのセットを含み得る。リベット・セルは、本構造の応力ホットスポットを通って延在することができる。リベット・セルの長さは、複数の誘電体領域のうちの少なくとも１つの誘電体領域を突き抜けることができる。リベット・セルは、応力ホットスポットに挿入された複数のリベット・セルのうちの１つであり得る。応力ホットスポットは、構造全体に存在する複数の応力ホットスポットのうちの１つであり得る。リベット・セルの長さは、リベット・セルの長さと構造のエネルギー解放率との間の関係のモデルに基づき得る。リベット・セルは、異なる誘電率を有する第１誘電体領域と第２誘電体領域との間の界面を突き抜けることができる。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の誘電体領域と、
スタック・ビアのセットを含むリベット・セルとを備えた構造であって、前記リベット・セルが前記構造の応力ホットスポットを通って延在し、前記リベット・セルの長さが前記複数の誘電体領域のうちの少なくとも１つの誘電体領域を突き抜ける、構造。

【請求項2】

前記リベット・セルが、前記構造の第１のコーナーから第１の横方向距離に配置された第１のリベット・セルであり、前記構造が、前記構造の第２のコーナーから第２の横方向距離に配置された第２のリベット・セルをさらに備える、請求項１に記載の構造。

【請求項3】

前記リベット・セルが、前記応力ホットスポットに挿入された複数のリベット・セルのうちの１つであり、リベット・セルの数が前記応力ホットスポットの大きさに基づく、請求項１に記載の構造。

【請求項4】

前記応力ホットスポットが、前記構造全体に存在する複数の応力ホットスポットのうちの１つであり、各応力ホットスポットがリベット・セルのそれぞれのセットを含む、請求項１記載の構造。

【請求項5】

前記リベット・セルの前記長さが、前記リベット・セルの前記長さと前記構造のエネルギー解放率との間の関係のモデルに基づく、請求項１に記載の構造。

【請求項6】

前記構造が半導体デバイスの配線工程（ＢＥＯＬ）構造である、請求項１に記載の構造。

【請求項7】

前記リベット・セルが、前記複数の誘電体領域のうちの、第１の誘電体領域と第２の誘電体領域との間の界面を突き抜け、前記第１の誘電体領域と前記第２の誘電体領域が、異なる誘電率を有する、請求項１に記載の構造。

【請求項8】

前記第１の誘電体領域が硬質誘電体材料を含み、前記第２の誘電体領域が軟質誘電体材料を含む、請求項７に記載の構造。

【請求項9】

構造中のリベット・セルの位置を決定するための方法であって、
構造中の応力ホットスポットの位置をモデル化することと、
リベット・セルの長さと前記構造のエネルギー解放率との間の関係をモデル化することと、
モデル化された前記関係に基づいて前記リベット・セルの最適な長さを特定することと、
前記リベット・セルの挿入位置を示すリベット・セル・データを生成することであって、前記挿入位置が前記応力ホットスポットの前記位置に基づく、前記生成することと、
前記リベット・セル・データに従って前記構造を構築するようデバイスに指示するために、前記リベット・セル・データを前記デバイスに送信することであって、それによって前記構造が前記挿入位置に前記リベット・セルを含むように構築され、したがって、前記リベット・セルが前記構造の前記応力ホットスポットを通って延在し、前記構造の複数の誘電体領域のうちの少なくとも１つの誘電体領域を突き抜けるようにする、前記送信することと
を含む、方法。

【請求項10】

前記リベット・セル・データが複数のリベット・セルの複数の挿入位置をさらに示し、前記複数の挿入位置が前記応力ホットスポット内にある、請求項９に記載の方法。

【請求項11】

前記関係をモデル化することが、前記応力ホットスポットの前記位置における、前記複数の誘電体領域のうちの第１の誘電体領域と第２の誘電体領域との間の界面の異常の予測に基づいて実行されており、
前記リベット・セルを挿入すると、前記リベット・セルが、前記第１の誘電体領域の少なくとも一部と前記第２の誘電体領域の少なくとも一部を突き抜け
前記構造の前記エネルギー解放率が予測された前記異常の位置に基づく、請求項９に記載の方法。

【請求項12】

前記予測された異常が、前記第１の誘電体領域と前記第２の誘電体領域との間の前記界面におけるクラックである、請求項１１に記載の方法。

【請求項13】

前記第１の誘電体領域と前記第２の誘電体領域が異なる値の誘電率を有する、請求項１１に記載の方法。

【請求項14】

前記応力ホットスポットが、前記構造全体に存在する複数の応力ホットスポットのうちの１つであり、各応力ホットスポットがリベット・セルのそれぞれのセットを含む、請求項９に記載の方法。

【請求項15】

前記リベット・セルが、前記応力ホットスポットに挿入された複数のリベット・セルのうちの１つであり、リベット・セルの数が前記応力ホットスポットの大きさに基づく、請求項９に記載の方法。

【請求項16】

前記リベット・セルの前記最適な長さを特定することは、エネルギー解放率が最も低くなる前記リベット・セルの長さを特定することを含む、請求項９に記載の方法。

【請求項17】

前記応力ホットスポットをモデル化することが、
前記構造の３次元（３Ｄ）モデルを生成することと、
前記３Ｄモデルに対して応力解析を行う命令を実行することと、
前記応力解析の出力に基づいて前記応力ホットスポットの前記位置を特定することと
を含む、請求項９に記載の方法。

【請求項18】

構造中のリベット・セルの位置を決定するためのコンピュータ・プログラム製品であって、前記コンピュータ・プログラム製品はプログラム命令をその中に収録したコンピュータ可読記憶媒体を備え、前記プログラム命令が、デバイスの処理要素によって前記デバイスに、
構造の応力ホットスポットの位置をモデル化することと、
リベット・セルの長さと前記構造のエネルギー解放率との間の関係をモデル化することと、
モデル化された前記関係に基づいて、前記リベット・セルの最適な長さを特定することと、
前記リベット・セルの挿入位置を示すリベット・セル・データを生成することであって、前記挿入位置が前記応力ホットスポットの前記位置に基づいている、前記生成することと、
前記リベット・セル・データに従って前記構造を構築するよう別のデバイスに指示するために、前記リベット・セル・データを前記別のデバイスに送信することであって、それによって前記構造が前記挿入位置に前記リベット・セルを含むように構築され、したがって、前記リベット・セルが前記構造の前記応力ホットスポットを通って延在し、前記構造の複数の誘電体領域のうちの少なくとも１つの誘電体領域を突き抜けるようにする、前記送信することとを行わせるように実行可能である、コンピュータ・プログラム製品。

【請求項19】

前記関係の前記モデルが、前記応力ホットスポットの前記位置における、前記複数の誘電体領域のうちの第１の誘電体領域と第２の誘電体領域との間の界面の異常の予測に基づいて実行されており、
前記リベット・セルを挿入すると、前記リベット・セルが、前記第１の誘電体領域の少なくとも一部と前記第２の誘電体領域の少なくとも一部とを突き抜け、
前記構造の前記エネルギー解放率が、予測された前記異常の位置に基づく、請求項１８に記載のコンピュータ・プログラム製品。

【請求項20】

前記予測された異常が、前記第１の誘電体領域と前記第２の誘電体領域との間の前記界面におけるクラックである、請求項１９に記載のコンピュータ・プログラム製品。

【請求項21】

前記第１の誘電体領域と前記第２の誘電体領域が異なる値の誘電率を有する、請求項１９に記載のコンピュータ・プログラム製品。

【請求項22】

前記リベット・セルが、前記応力ホットスポットに挿入された複数のリベット・セルのうちの１つであり、リベット・セルの数が前記応力ホットスポットの大きさに基づく、請求項１８に記載のコンピュータ・プログラム製品。

【請求項23】

前記応力ホットスポットが、前記構造全体に存在する複数の応力ホットスポットのうちの１つであり、各応力ホットスポットがリベット・セルのそれぞれのセットを含む、請求項１８に記載のコンピュータ・プログラム製品。

【請求項24】

前記プログラム命令が、前記デバイスの前記処理要素によって、前記デバイスにエネルギー解放率が最も低くなる前記リベット・セルの長さを特定させて、前記リベット・セルの前記最適な長さを特定するようにさらに実行可能である、請求項１８に記載のコンピュータ・プログラム製品。

【請求項25】

前記プログラム命令が、前記デバイスの前記処理要素によって、
前記構造の３次元（３Ｄ）モデルを生成することと、
前記３Ｄモデルに対して応力解析を行う命令を実行することと、
前記応力解析の出力から前記応力ホットスポットの前記位置を特定することと
を行うようにさらに実行可能である、請求項１８に記載のコンピュータ・プログラム製品。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は、構造の１つまたは複数の誘電体層を突き抜けるビアの部分的スタックを含む構造に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体デバイスは、様々な値の誘電率ｋを有する複数の誘電体領域または層を含む構造（たとえば、配線工程（ＢＥＯＬ：back-end-of-line）構造）を含み得る。異なるｋの誘電体層の間の界面は、クラックの伝播を起こさせる様々な要因によりクラックまたは剥離を起こし得る。その原因となる力は、パッケージやチップの構造中の種々の材料間の熱膨張（または熱収縮）の違い、材料の残留応力などの要因を含む。チップやパッケージによる原因となる力に加えて、チップのＢＥＯＬ構造中のメタルと誘電体との間で熱膨張の不一致が発生し得る。界面にクラックや剥離がある半導体デバイスの動作は、不良に対し脆弱であることがある。いくつかの例において、クラックは、異なるＢＥＯＬレベルの間（たとえば、メタル配線の１つとビアとの間）で開路を引き起こし、チップ全体を動作不能にすることがある。いくつかの例において、クラックはＢＥＯＬ構造に形成された電流経路の抵抗を増大させることもあり、増大した抵抗は半導体デバイス内で好ましからざる熱を発生させることがある。

【0003】

クラックや剥離に対処するいくつかの従来の解決策は、たとえば、材料間の熱膨張率（ＣＴＥ：coefficient of thermal expansion）の不一致を調整することによって応力を最小化したり、堆積条件を変更したりすることによって材料中の残留応力を変化させることなどを含み得る。その他のプロセス技術は、材料のクラックの発生傾向が減少するように、様々な材料間の界面特性を改善することを含む。しかし、構造内の応力が完全に除去されるとは限らず、クラックが伝播する可能性が依然として存在することがある。その他の従来の解決策は、クラックまたは剥離あるいはその両方の可能性を減らすために、たとえば、構造中のビア・ツー・ビア（via-to-via）界面の数を最小にすることを含み得る。しかし、クラックの可能性は依然として存在する。別の従来の解決策は、たとえば、誘電体領域間や層間にボンド・パッドまたはコネクタを挿入することを含み得るが、これらのボンド・パッド、コネクタを挿入する位置は特定されていない。

【発明の概要】

【0004】

【0005】

いくつかの例において、リベット・セルを含む構造を一般的に説明する。本構造は、複数の誘電体領域を含み得る。リベット・セルは、スタック・ビアのセットを含み得る。リベット・セルは、本構造の応力ホットスポットを通って延在することができる。リベット・セルの長さは、複数の誘電体領域のうちの少なくとも１つの誘電体領域を突き抜けることができる。リベット・セルは、本構造の第１のコーナーから第１の横方向距離に配置された第１のリベット・セルであり得る。本構造は、本構造の第２のコーナーから第２の横方向距離に配置された第２のリベット・セルをさらに含み得る。

【0006】

【0007】

【0008】

【0009】

【0010】

いくつかの例において、リベット・セルを含む構造を一般的に説明する。本構造は、複数の誘電体領域を含み得る。リベット・セルは、スタック・ビアのセットを含み得る。リベット・セルは、本構造の応力ホットスポットを通って延在することができる。リベット・セルの長さは、複数の誘電体領域のうちの少なくとも１つの誘電体領域を突き抜けることができる。リベット・セルは、複数の誘電体領域のうちの、第１の誘電体領域と第２の誘電体領域との間の界面を突き抜けることができる。第１の誘電体領域と第２の誘電体領域は、異なる誘電率を有し得る。

【0011】

いくつかの例において、リベット・セルを含む構造を一般的に説明する。本構造は、複数の誘電体領域を含み得る。リベット・セルは、スタック・ビアのセットを含み得る。リベット・セルは、本構造の応力ホットスポットを通って延在することができる。リベット・セルの長さは、複数の誘電体領域のうちの少なくとも１つの誘電体領域を突き抜けることができる。リベット・セルは、複数の誘電体領域のうちの、第１の誘電体領域と第２の誘電体領域との間の界面を突き抜けることができる。第１の誘電体領域と第２の誘電体領域は、異なる誘電率を有し得る。第１の誘電体領域は硬質誘電体材料を含み得、第２の誘電体領域は軟質誘電体材料を含み得る。

【0012】

【0013】

いくつかの例において、構造中のリベット・セルの位置を決定するための方法を一般的に説明する。本方法は、構造中の応力ホットスポットの位置をモデル化することを含み得る。本方法は、リベット・セルの長さと構造のエネルギー解放率との間の関係をモデル化することをさらに含み得る。本方法は、モデル化された関係に基づいて、リベット・セルの最適な長さを特定することをさらに含み得る。本方法は、リベット・セルの挿入位置を示すリベット・セル・データを生成することをさらに含み得る。その挿入位置は、応力ホットスポットの位置に基づき得る。本方法は、リベット・セル・データに従って本構造を構築するようデバイスに指示するために、リベット・セル・データをデバイスに送信することをさらに含み得る。本構造は、その挿入位置にリベット・セルを含むように構築され得る。リベット・セルは、本構造の応力ホットスポットを通って延在することができ、本構造の複数の誘電体領域のうちの少なくとも１つの誘電体領域を突き抜けることができる。リベット・セル・データは、複数のリベット・セルの複数の挿入位置をさらに示すことができ、その複数の挿入位置は、その応力ホットスポット内にある。

【0014】

いくつかの例において、構造中のリベット・セルの位置を決定するための方法を一般的に説明する。本方法は、構造中の応力ホットスポットの位置をモデル化することを含み得る。本方法は、リベット・セルの長さと構造のエネルギー解放率との間の関係をモデル化することをさらに含み得る。本方法は、モデル化された関係に基づいて、リベット・セルの最適な長さを特定することをさらに含み得る。本方法は、リベット・セルの挿入位置を示すリベット・セル・データを生成することをさらに含み得る。その挿入位置は、応力ホットスポットの位置に基づき得る。本方法は、リベット・セル・データに従って本構造を構築するようデバイスに指示するために、リベット・セル・データをデバイスに送信することをさらに含み得る。本構造は、その挿入位置にリベット・セルを含むように構築され得る。リベット・セルは、本構造の応力ホットスポットを通って延在することができ、本構造の複数の誘電体領域のうちの少なくとも１つの誘電体領域を突き抜けることができる。関係のモデル化は、応力ホットスポットの位置における、複数の誘電体領域のうちの第１の誘電体領域と第２の誘電体領域との間の界面の異常の予測に基づいて実行され得る。リベット・セルを挿入すると、そのリベット・セルは、第１の誘電体領域の少なくとも一部と第２の誘電体領域の少なくとも一部とを突き抜けることができる。本構造のエネルギー解放率は、予測された異常の位置に基づき得る。

【0015】

いくつかの例において、構造中のリベット・セルの位置を決定するための方法を一般的に説明する。本方法は、構造中の応力ホットスポットの位置をモデル化することを含み得る。本方法は、リベット・セルの長さと構造のエネルギー解放率との間の関係をモデル化することをさらに含み得る。本方法は、モデル化された関係に基づいて、リベット・セルの最適な長さを特定することをさらに含み得る。本方法は、リベット・セルの挿入位置を示すリベット・セル・データを生成することをさらに含み得る。その挿入位置は、応力ホットスポットの位置に基づき得る。本方法は、リベット・セル・データに従って本構造を構築するようデバイスに指示するために、リベット・セル・データをデバイスに送信することをさらに含み得る。本構造は、その挿入位置にリベット・セルを含むように構築され得る。リベット・セルは、本構造の応力ホットスポットを通って延在することができ、本構造の複数の誘電体領域のうちの少なくとも１つの誘電体領域を突き抜けることができる。予測された異常は、第１の誘電体領域と第２の誘電体領域との間の界面におけるクラックであり得る。

【0016】

いくつかの例において、構造中のリベット・セルの位置を決定するための方法を一般的に説明する。本方法は、構造中の応力ホットスポットの位置をモデル化することを含み得る。本方法は、リベット・セルの長さと構造のエネルギー解放率との間の関係をモデル化することをさらに含み得る。本方法は、モデル化された関係に基づいて、リベット・セルの最適な長さを特定することをさらに含み得る。本方法は、リベット・セルの挿入位置を示すリベット・セル・データを生成することをさらに含み得る。その挿入位置は、応力ホットスポットの位置に基づき得る。本方法は、リベット・セル・データに従って本構造を構築するようデバイスに指示するために、リベット・セル・データをデバイスに送信することをさらに含み得る。本構造は、その挿入位置にリベット・セルを含むように構築され得る。リベット・セルは、本構造の応力ホットスポットを通って延在することができ、本構造の複数の誘電体領域のうちの少なくとも１つの誘電体領域を突き抜けることができる。第１の誘電体領域と第２の誘電体領域は、異なる値の誘電率を有し得る。

【0017】

いくつかの例において、構造中のリベット・セルの位置を決定するための方法を一般的に説明する。本方法は、構造中の応力ホットスポットの位置をモデル化することを含み得る。本方法は、リベット・セルの長さと構造のエネルギー解放率との間の関係をモデル化することをさらに含み得る。本方法は、モデル化された関係に基づいて、リベット・セルの最適な長さを特定することをさらに含み得る。本方法は、リベット・セルの挿入位置を示すリベット・セル・データを生成することをさらに含み得る。その挿入位置は、応力ホットスポットの位置に基づき得る。本方法は、リベット・セル・データに従って本構造を構築するようデバイスに指示するために、リベット・セル・データをデバイスに送信することをさらに含み得る。本構造は、その挿入位置にリベット・セルを含むように構築され得る。リベット・セルは、本構造の応力ホットスポットを通って延在することができ、本構造の複数の誘電体領域のうちの少なくとも１つの誘電体領域を突き抜けることができる。応力ホットスポットは、本構造全体に存在する複数の応力ホットスポットのうちの１つであり得、各応力ホットスポットは、リベット・セルのそれぞれのセットを含み得る。

【0018】

いくつかの例において、構造中のリベット・セルの位置を決定するための方法を一般的に説明する。本方法は、構造中の応力ホットスポットの位置をモデル化することを含み得る。本方法は、リベット・セルの長さと構造のエネルギー解放率との間の関係をモデル化することをさらに含み得る。本方法は、モデル化された関係に基づいて、リベット・セルの最適な長さを特定することをさらに含み得る。本方法は、リベット・セルの挿入位置を示すリベット・セル・データを生成することをさらに含み得る。その挿入位置は、応力ホットスポットの位置に基づき得る。本方法は、リベット・セル・データに従って本構造を構築するようデバイスに指示するために、リベット・セル・データをデバイスに送信することをさらに含み得る。本構造は、その挿入位置にリベット・セルを含むように構築され得る。リベット・セルは、本構造の応力ホットスポットを通って延在することができ、本構造の複数の誘電体領域のうちの少なくとも１つの誘電体領域を突き抜けることができる。リベット・セルは、応力ホットスポットに挿入された複数のリベット・セルのうちの１つであり得、リベット・セルの数は、応力ホットスポットの大きさに基づき得る。

【0019】

いくつかの例において、構造中のリベット・セルの位置を決定するための方法を一般的に説明する。本方法は、構造中の応力ホットスポットの位置をモデル化することを含み得る。本方法は、リベット・セルの長さと構造のエネルギー解放率との間の関係をモデル化することをさらに含み得る。本方法は、モデル化された関係に基づいて、リベット・セルの最適な長さを特定することをさらに含み得る。本方法は、リベット・セルの挿入位置を示すリベット・セル・データを生成することをさらに含み得る。その挿入位置は、応力ホットスポットの位置に基づき得る。本方法は、リベット・セル・データに従って本構造を構築するようデバイスに指示するために、リベット・セル・データをデバイスに送信することをさらに含み得る。本構造は、その挿入位置にリベット・セルを含むように構築され得る。リベット・セルは、本構造の応力ホットスポットを通って延在することができ、本構造の複数の誘電体領域のうちの少なくとも１つの誘電体領域を突き抜けることができる。リベット・セルの最適な長さの特定は、エネルギー解放率が最も低くなるリベット・セルの長さを特定することを含み得る。

【0020】

いくつかの例において、構造中のリベット・セルの位置を決定するための方法を一般的に説明する。本方法は、構造中の応力ホットスポットの位置をモデル化することを含み得る。本方法は、リベット・セルの長さと構造のエネルギー解放率との間の関係をモデル化することをさらに含み得る。本方法は、モデル化された関係に基づいて、リベット・セルの最適な長さを特定することをさらに含み得る。本方法は、リベット・セルの挿入位置を示すリベット・セル・データを生成することをさらに含み得る。その挿入位置は、応力ホットスポットの位置に基づき得る。本方法は、リベット・セル・データに従って本構造を構築するようデバイスに指示するために、リベット・セル・データをデバイスに送信することをさらに含み得る。本構造は、その挿入位置にリベット・セルを含むように構築され得る。リベット・セルは、本構造の応力ホットスポットを通って延在することができ、本構造の複数の誘電体領域のうちの少なくとも１つの誘電体領域を突き抜けることができる。本方法は、本構造の３次元（３Ｄ）モデルを生成することをさらに含み得る。本方法は、その３Ｄモデルに対して応力解析を行う命令を実行することをさらに含み得る。本方法は、その応力解析の出力に基づいて応力ホットスポットの位置を特定することをさらに含み得る。

【0021】

いくつかの例において、構造中のリベット・セルの位置を決定するためのコンピュータ・プログラム製品を一般的に説明する。本コンピュータ・プログラム製品は、プログラム命令をその中に収録したコンピュータ可読記憶媒体を含み得る。プログラム命令は、デバイスの処理要素によって、そのデバイスに、構造中の応力ホットスポットの位置をモデル化させるように実行可能であり得る。プログラム命令は、デバイスの処理要素によって、そのデバイスに、リベット・セルの長さと構造のエネルギー解放率との間の関係をモデル化させるように実行可能であり得る。プログラム命令は、デバイスの処理要素によって、そのデバイスに、そのモデル化された関係に基づいて、リベット・セルの最適な長さを特定させるように実行可能であり得る。プログラム命令は、デバイスの処理要素によって、そのデバイスに、リベット・セルの挿入位置を示すリベット・セル・データを生成させるように実行可能であり得る。その挿入位置は、応力ホットスポットの位置に基づき得る。プログラム命令は、デバイスの処理要素によって、そのデバイスに、リベット・セル・データを別のデバイスに対して送信させて、別のデバイスにリベット・セル・データに従って本構造を構築するように指示するように実行可能であり得る。本構造は、その挿入位置にリベット・セルを含むように構築され得る。リベット・セルは、本構造の応力ホットスポットを通って延在することができ、本構造の複数の誘電体領域のうちの少なくとも１つの誘電体領域を突き抜けることができる。

【0022】

【0023】

【0024】

【0025】

【0026】

【0027】

【0028】

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1A】一実施形態における、リベット・セルを含む例示的な構造の断面図である。

【図1B】一実施形態における、追加のリベット・セルが加わった図１Ａの構造の断面図である。

【図2】一実施形態における、リベット・セルを構築するために実施され得る例示的システムを示す図である。

【図3A】一実施形態における、構造の応力ホットスポットを特定するために使用され得る応力ホットスポット・モデル化の例示的な実装形態を示す図である。

【図3B】一実施形態における、図３Ａの応力ホットスポット・モデル化の実装形態に基づくプロットを示す図である。

【図4】本開示に従って、エネルギー解放率モデル化を実行するために使用され得る例示的なモデルを示す図である。

【図5】一実施形態における、リベット・セルの長さを特定するために使用され得るエネルギー解放率モデル化の例示的な実装形態を示す図である。

【図6】一実施形態における、チップ・ホットスポットのスタック・ビア・リベットに関するフロー図である。

【図7】一実施形態における、チップ・ホットスポットのスタック・ビア・リベットの生成を実行し得る、例示的なコンピュータ・システムまたは処理システムの概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0030】

次に、本出願に添付された以下の解説および図面を参照することにより、本出願をより詳細に説明する。本出願の図面は例示のみを目的として提供され、したがって、図面は一定の比率に縮小して描かれていないことに留意されたい。同様の要素および対応する要素は、同様の参照番号で参照されることにも留意されたい。

【0031】

以下の説明では、本出願の様々な実施形態の理解を与えるために、特定の構造、構成要素、材料、寸法、処理ステップおよび技術など、多数の具体的な詳細が明らかにされる。しかしながら、本出願の様々な実施形態がこれらの具体的な詳細がなくても実施され得ることは、当業者には理解されよう。他の例では、周知の構造または処理ステップは、本出願を不明瞭にしないために詳細には記述されていない。

【0032】

層、領域、または基板としての要素は、他の要素の「上に（ｏｎ）」または「上に（ｏｖｅｒ）」あると言われる場合、それは他の要素上に直接存在し得、または介在する要素が存在してもよいことが理解されるであろう。一方、ある要素が他の要素の「直上（directly on）」または「直上（directly over)」にあると言われる場合、介在する要素は存在しない。ある要素が他の要素の「下（ｂｅｎｅａｔｈ）」または「下（ｕｎｄｅｒ）」にあると言われる場合、他の要素の下（ｂｅｎｅａｔｈ）または下（ｕｎｄｅｒ）に直接存在することもあれば、介在する要素が存在してもよいということも理解されるであろう。一方、ある要素が他の要素の「真下（directly beneath）」または「直下（directly under）」にあると言われる場合、そこには介在する要素は存在しない。

【0033】

より詳細に以下に説明すると、本明細書に記載する構造は、ホットスポット領域に置かれる、１つまたは複数の特別に設計された部分的スタック・ビア・セットを含む。さらに、本明細書で説明する方法およびシステムは、これらの複数の部分的ビア・セットがいくつ配置され得るかと同時に、様々なモデル化技術を使用することによって、部分的スタック・ビア・セットの領域および正確な位置を特定することができる。部分的スタック・ビア・セットは、「リベット・セル」と呼ばれることがあり、特に軟質誘電体を通して固定することができ、複数の誘電体層のアンカーとして機能することを意図され得る。さらに、リベット・セルは、メタル・スタックの内側にあり、ボンド・パッドまたはＣ４（Controlled Collapsed Chip Connection）構造の下の複数のメタル・レベルを通じて延在することができるので、ボンド・パッドに接触するように制約される必要はない。さらに、多数のリベット・セルがチップの様々な領域で使用され得、ネットワークとして扱われる必要がないことがあり、ボンド・パッドやデバイス・コンタクトに達する必要がないことがある。クラックが生じる前にリベット・セルがホットスポット領域に挿入されて、それによって支持するものを設けることができるように、チップのコーナー付近の応力ホットスポット領域がモデル化され得る。さらに、リベット・セルの大きさは、リベット・セルの大きさと、環境変化に対する構造の起こり得る反応（たとえば、温度変化に対する熱膨張や熱収縮、応力、力など）との間の関係のモデルに基づいて決定される。

【0034】

【0035】

【0036】

いくつかの例において、リベット・セルを含む構造を一般的に説明する。本構造は、複数の誘電体領域を含み得る。リベット・セルは、スタック・ビアのセットを含み得る。リベット・セルは、本構造の応力ホットスポットを通って延在することができる。リベット・セルの長さは、複数の誘電体領域のうちの少なくとも１つの誘電体領域を突き抜けることができる。リベット・セルは、応力ホットスポットに挿入された複数のリベット・セルのうちの１つであり得、リベット・セルの数は、応力ホットスポットの大きさに基づき得る。その応力ホットスポット中にその数のリベット・セルがあれば、本構造の、その応力ホットスポット中に、または複数の応力ホットスポットを跨いで、あるいはその両方の形態で存在し得るクラックの伝播を防止することができる。

【0037】

いくつかの例において、リベット・セルを含む構造を一般的に説明する。本構造は、複数の誘電体領域を含み得る。リベット・セルは、スタック・ビアのセットを含み得る。リベット・セルは、本構造の応力ホットスポットを通って延在することができる。リベット・セルの長さは、複数の誘電体領域のうちの少なくとも１つの誘電体領域を突き抜けることができる。応力ホットスポットは、本構造全体に存在する複数の応力ホットスポットのうちの１つであり得、各応力ホットスポットは、リベット・セルのそれぞれのセットを含み得る。本構造のリベット・セルは、構造の複数の応力ホットスポットを跨いで存在し得るクラックの伝播を防止することができる。

【0038】

いくつかの例において、リベット・セルを含む構造を一般的に説明する。本構造は、複数の誘電体領域を含み得る。リベット・セルは、スタック・ビアのセットを含み得る。リベット・セルは、本構造の応力ホットスポットを通って延在することができる。リベット・セルの長さは、複数の誘電体領域のうちの少なくとも１つの誘電体領域を突き抜けることができる。リベット・セルの長さは、リベット・セルの長さと構造のエネルギー解放率との間の関係のモデルに基づき得る。関係のモデルは、本構造中のリベット・セルの最適な大きさと、リベット・セルの最適な位置を与えることができる。

【0039】

【0040】

いくつかの例において、リベット・セルを含む構造を一般的に説明する。本構造は、複数の誘電体領域を含み得る。リベット・セルは、スタック・ビアのセットを含み得る。リベット・セルは、本構造の応力ホットスポットを通って延在することができる。リベット・セルの長さは、複数の誘電体領域のうちの少なくとも１つの誘電体領域を突き抜けることができる。リベット・セルは、複数の誘電体領域のうちの、第１の誘電体領域と第２の誘電体領域との間の界面を突き抜けることができる。第１の誘電体領域と第２の誘電体領域は、異なる誘電率を有し得る。本構造中のリベット・セルは、第１の誘電体領域と第２の誘電体領域との間の界面に存在し得るクラックの伝播を防止することができる。

【0041】

いくつかの例において、リベット・セルを含む構造を一般的に説明する。本構造は、複数の誘電体領域を含み得る。リベット・セルは、スタック・ビアのセットを含み得る。リベット・セルは、本構造の応力ホットスポットを通って延在することができる。リベット・セルの長さは、複数の誘電体領域のうちの少なくとも１つの誘電体領域を突き抜けることができる。リベット・セルは、複数の誘電体領域のうちの、第１の誘電体領域と第２の誘電体領域との間の界面を突き抜けることができる。第１の誘電体領域と第２の誘電体領域は、異なる誘電率を有し得る。第１の誘電体領域は硬質誘電体材料を含み得、第２の誘電体領域は軟質誘電体材料を含み得る。本構造中のリベット・セルは、硬質誘電体領域と軟質誘電体領域との間の界面に存在し得るクラックの伝播を防止することができる。

【0042】

いくつかの例において、構造中のリベット・セルの位置を決定するための方法を一般的に説明する。本方法は、構造中の応力ホットスポットの位置をモデル化することを含み得る。本方法は、リベット・セルの長さと構造のエネルギー解放率との間の関係をモデル化することをさらに含み得る。本方法は、モデル化された関係に基づいて、リベット・セルの最適な長さを特定することをさらに含み得る。本方法は、リベット・セルの挿入位置を示すリベット・セル・データを生成することをさらに含み得る。その挿入位置は、応力ホットスポットの位置に基づき得る。本方法は、リベット・セル・データに従って本構造を構築するようデバイスに指示するために、リベット・セル・データをデバイスに送信することをさらに含み得る。本構造は、その挿入位置にリベット・セルを含むように構築され得る。リベット・セルは、本構造の応力ホットスポットを通って延在することができ、本構造の複数の誘電体領域のうちの少なくとも１つの誘電体領域を突き抜けることができる。本構造中にリベット・セルを挿入することにより、少なくとも１つの誘電体領域のうちの一対の誘電体領域の間の界面に存在し得るクラックの伝播を防止することができる。

【0043】

【0044】

いくつかの例において、構造中のリベット・セルの位置を決定するための方法を一般的に説明する。本方法は、構造中の応力ホットスポットの位置をモデル化することを含み得る。本方法は、リベット・セルの長さと構造のエネルギー解放率との間の関係をモデル化することをさらに含み得る。本方法は、モデル化された関係に基づいて、リベット・セルの最適な長さを特定することをさらに含み得る。本方法は、リベット・セルの挿入位置を示すリベット・セル・データを生成することをさらに含み得る。その挿入位置は、応力ホットスポットの位置に基づき得る。本方法は、リベット・セル・データに従って本構造を構築するようデバイスに指示するために、リベット・セル・データをデバイスに送信することをさらに含み得る。本構造は、その挿入位置にリベット・セルを含むように構築され得る。リベット・セルは、本構造の応力ホットスポットを通って延在することができ、本構造の複数の誘電体領域のうちの少なくとも１つの誘電体領域を突き抜けることができる。関係のモデル化は、応力ホットスポットの位置における、複数の誘電体領域のうちの第１の誘電体領域と第２の誘電体領域との間の界面の異常の予測に基づいて実行され得る。リベット・セルを挿入すると、そのリベット・セルは、第１の誘電体領域の少なくとも一部と第２の誘電体領域の少なくとも一部とを突き抜けることができる。本構造のエネルギー解放率は、予測された異常の位置に基づき得る。関係のモデルは、本構造中のリベット・セルの最適な大きさと、リベット・セルの最適な位置を与えることができる。

【0045】

いくつかの例において、構造中のリベット・セルの位置を決定するための方法を一般的に説明する。本方法は、構造中の応力ホットスポットの位置をモデル化することを含み得る。本方法は、リベット・セルの長さと構造のエネルギー解放率との間の関係をモデル化することをさらに含み得る。本方法は、モデル化された関係に基づいて、リベット・セルの最適な長さを特定することをさらに含み得る。本方法は、リベット・セルの挿入位置を示すリベット・セル・データを生成することをさらに含み得る。その挿入位置は、応力ホットスポットの位置に基づき得る。本方法は、リベット・セル・データに従って本構造を構築するようデバイスに指示するために、リベット・セル・データをデバイスに送信することをさらに含み得る。本構造は、その挿入位置にリベット・セルを含むように構築され得る。リベット・セルは、本構造の応力ホットスポットを通って延在することができ、本構造の複数の誘電体領域のうちの少なくとも１つの誘電体領域を突き抜けることができる。予測された異常は、第１の誘電体領域と第２の誘電体領域との間の界面におけるクラックである。本構造のリベット・セルは、クラックの伝播や剥離を防止することができる。

【0046】

いくつかの例において、構造中のリベット・セルの位置を決定するための方法を一般的に説明する。本方法は、構造中の応力ホットスポットの位置をモデル化することを含み得る。本方法は、リベット・セルの長さと構造のエネルギー解放率との間の関係をモデル化することをさらに含み得る。本方法は、モデル化された関係に基づいて、リベット・セルの最適な長さを特定することをさらに含み得る。本方法は、リベット・セルの挿入位置を示すリベット・セル・データを生成することをさらに含み得る。その挿入位置は、応力ホットスポットの位置に基づき得る。本方法は、リベット・セル・データに従って本構造を構築するようにデバイスに指示するために、リベット・セル・データをデバイスに送信することをさらに含み得る。本構造は、その挿入位置にリベット・セルを含むように構築され得る。リベット・セルは、本構造の応力ホットスポットを通って延在することができ、本構造の複数の誘電体領域のうちの少なくとも１つの誘電体領域を突き抜けることができる。第１の誘電体領域と第２の誘電体領域は、異なる値の誘電率を有し得る。本構造中のリベット・セルは、第１の誘電体領域と第２の誘電体領域との間の界面に存在し得るクラックの伝播を防止することができる。

【0047】

いくつかの例において、構造中のリベット・セルの位置を決定するための方法を一般的に説明する。本方法は、構造中の応力ホットスポットの位置をモデル化することを含み得る。本方法は、リベット・セルの長さと構造のエネルギー解放率との間の関係をモデル化することをさらに含み得る。本方法は、モデル化された関係に基づいて、リベット・セルの最適な長さを特定することをさらに含み得る。本方法は、リベット・セルの挿入位置を示すリベット・セル・データを生成することをさらに含み得る。その挿入位置は、応力ホットスポットの位置に基づき得る。本方法は、リベット・セル・データに従って本構造を構築するようデバイスに指示するために、リベット・セル・データをデバイスに送信することをさらに含み得る。本構造は、その挿入位置にリベット・セルを含むように構築され得る。リベット・セルは、本構造の応力ホットスポットを通って延在することができ、本構造の複数の誘電体領域のうちの少なくとも１つの誘電体領域を突き抜けることができる。応力ホットスポットは、本構造全体に存在する複数の応力ホットスポットのうちの１つであり得、各応力ホットスポットは、リベット・セルのそれぞれのセットを含み得る。本構造のリベット・セルは、構造の複数の応力ホットスポットを跨いで存在し得るクラックの伝播を防止することができる。

【0048】

いくつかの例において、構造中のリベット・セルの位置を決定するための方法を一般的に説明する。本方法は、構造中の応力ホットスポットの位置をモデル化することを含み得る。本方法は、リベット・セルの長さと構造のエネルギー解放率との間の関係をモデル化することをさらに含み得る。本方法は、モデル化された関係に基づいて、リベット・セルの最適な長さを特定することをさらに含み得る。本方法は、リベット・セルの挿入位置を示すリベット・セル・データを生成することをさらに含み得る。その挿入位置は、応力ホットスポットの位置に基づき得る。本方法は、リベット・セル・データに従って本構造を構築するようデバイスに指示するために、リベット・セル・データをデバイスに送信することをさらに含み得る。本構造は、その挿入位置にリベット・セルを含むように構築され得る。リベット・セルは、本構造の応力ホットスポットを通って延在することができ、本構造の複数の誘電体領域のうちの少なくとも１つの誘電体領域を突き抜けることができる。リベット・セルは、応力ホットスポットに挿入された複数のリベット・セルのうちの１つであり得、リベット・セルの数は、応力ホットスポットの大きさに基づき得る。その応力ホットスポット中にその数のリベット・セルがあれば、本構造の、その応力ホットスポット中に、または複数の応力ホットスポットを跨いで、あるいはその両方の形態で存在し得るクラックの伝播を防止することができる。

【0049】

いくつかの例において、構造中のリベット・セルの位置を決定するための方法を一般的に説明する。本方法は、構造中の応力ホットスポットの位置をモデル化することを含み得る。本方法は、リベット・セルの長さと構造のエネルギー解放率との間の関係をモデル化することをさらに含み得る。本方法は、モデル化された関係に基づいて、リベット・セルの最適な長さを特定することをさらに含み得る。本方法は、リベット・セルの挿入位置を示すリベット・セル・データを生成することをさらに含み得る。その挿入位置は、応力ホットスポットの位置に基づき得る。本方法は、リベット・セル・データに従って本構造を構築するようデバイスに指示するために、リベット・セル・データをデバイスに送信することをさらに含み得る。本構造は、その挿入位置にリベット・セルを含むように構築され得る。リベット・セルは、本構造の応力ホットスポットを通って延在することができ、本構造の複数の誘電体領域のうちの少なくとも１つの誘電体領域を突き抜けることができる。リベット・セルの最適な長さの特定は、エネルギー解放率が最も低くなるリベット・セルの長さを特定することを含み得る。関係のモデルは、本構造中のリベット・セルの最適な大きさと、リベット・セルの最適な位置を与えることができる。

【0050】

いくつかの例において、構造中のリベット・セルの位置を決定するための方法を一般的に説明する。本方法は、構造中の応力ホットスポットの位置をモデル化することを含み得る。本方法は、リベット・セルの長さと構造のエネルギー解放率との間の関係をモデル化することをさらに含み得る。本方法は、モデル化された関係に基づいて、リベット・セルの最適な長さを特定することをさらに含み得る。本方法は、リベット・セルの挿入位置を示すリベット・セル・データを生成することをさらに含み得る。その挿入位置は、応力ホットスポットの位置に基づき得る。本方法は、リベット・セル・データに従って本構造を構築するようデバイスに指示するために、リベット・セル・データをデバイスに送信することをさらに含み得る。本構造は、その挿入位置にリベット・セルを含むように構築され得る。リベット・セルは、本構造の応力ホットスポットを通って延在することができ、本構造の複数の誘電体領域のうちの少なくとも１つの誘電体領域を突き抜けることができる。本方法は、本構造の３次元（３Ｄ）モデルを生成することをさらに含み得る。本方法は、その３Ｄモデルに対して応力解析を行う命令を実行することをさらに含み得る。本方法は、その応力解析の出力に基づいて応力ホットスポットの位置を特定することをさらに含み得る。この応力解析は、本構造中のリベット・セルの最適な位置を特定するために使用され得る応力ホットスポットの位置を与えることができる。

【0051】

【0052】

【0053】

【0054】

【0055】

【0056】

【0057】

いくつかの例において、構造中のリベット・セルの位置を決定するためのコンピュータ・プログラム製品を一般的に説明する。本コンピュータ・プログラム製品は、プログラム命令をその中に収録したコンピュータ可読記憶媒体を含み得る。プログラム命令は、デバイスの処理要素によって、そのデバイスに、構造中の応力ホットスポットの位置をモデル化させるように実行可能であり得る。プログラム命令は、デバイスの処理要素によって、そのデバイスに、リベット・セルの長さと構造のエネルギー解放率との間の関係をモデル化させるように実行可能であり得る。プログラム命令は、デバイスの処理要素によって、そのデバイスに、そのモデル化された関係に基づいて、リベット・セルの最適な長さを特定させるように実行可能であり得る。プログラム命令は、デバイスの処理要素によって、そのデバイスに、リベット・セルの挿入位置を示すリベット・セル・データを生成させるように実行可能であり得る。その挿入位置は、応力ホットスポットの位置に基づき得る。プログラム命令は、デバイスの処理要素によって、そのデバイスに、リベット・セル・データを別のデバイスに対して送信させて、そのデバイスにリベット・セル・データに従って本構造を構築するように指示するように実行可能であり得る。本構造は、その挿入位置にリベット・セルを含むように構築され得る。リベット・セルは、本構造の応力ホットスポットを通って延在することができ、本構造の複数の誘電体領域のうちの少なくとも１つの誘電体領域を突き抜けることができる。プログラム命令は、デバイスの処理要素によって、そのデバイスにエネルギー解放率が最も低くなるリベット・セルの長さを特定させて、リベット・セルの最適な長さを特定するように実行可能であり得る。関係のモデルは、本構造中のリベット・セルの最適な大きさと、リベット・セルの最適な位置を与えることができる。

【0058】

【0059】

図１Ａは、一実施形態における、リベット・セルを含む例示的な構造の断面図である。図１Ａに示す構造１０２は、たとえば、半導体デバイス１００の配線工程（ＢＥＯＬ）構造の一部であり得る。半導体デバイス１００は、中間工程（ＭＯＬ：middle-of-the line）構造および基板工程（ＦＥＯＬ：front-end-of-line）構造などの追加の層または構造の一部を含み得るが、これらＭＯＬおよびＦＥＯＬ構造は本出願の図面に示していない。構造１０２は、異なる値のｋを有する複数の誘電体領域１０１ａ～１０１ｆ、および２つの硬質誘電体材料１０１ｅ、１０１ｃに挟まれた少なくとも１つの軟質誘電体材料１０１ｄを含み得る。軟質誘電体は、誘電率が約１．５～約３．５にわたるか、または約２．０～約２．５の間にあるＵＬＫ（ultra low-k）材料である。例示的なＵＬＫ誘電体は、たとえば、Ｃドープ酸化物（ＣＤＯ：C doped oxide）または有機ケイ酸塩ガラス（ＯＳＧ：organosilicate glass）とも呼ばれる、（ＳｉＣＯＨ）を含む、Ｓｉ、Ｃ、Ｏ、およびＨの組成物などのケイ素含有材料などの多孔質無機材料を含み得る。他のｌｏｗ－ｋの材料は、ｌｏｗ－ｋ有機ポリマーであるＳｉｌＫ（ダウ社の商標）も含み得る。非多孔質のＵＬＫ材料も本出願で使用され得る。硬質誘電体は、ＵＬＫ材料の誘電率より大きい誘電率を有し得る。硬質誘電体の例は、たとえば、二酸化ケイ素、シルセスキオキサン、Ｓｉ、Ｃ、ＯおよびＨの原子を含むＣドープ酸化物（すなわち、有機ケイ酸塩）、熱硬化性ポリアリーレンエーテル、またはこれらの多層膜を含み得る。「ポリアリーレン」という用語は、本出願において、結合、縮合環、またはたとえば酸素、硫黄、スルホン、スルホキシド、カルボニルなどの不活性連結基によって一緒に連結されている、アリール部または不活性置換アリール部を表すために使用される。

【0060】

構造１０２は、誘電体領域１０１ａ～１０１ｆの間に架かる導電路として使用され得る、スタック・ビアとメタルの１つまたは複数のセット１０４を含み得る。この図に示した６つの誘電体領域（１０１ａ～１０１ｆ）は単なる例である。異なる誘電率とともに異なる誘電体厚さをもつこのような誘電体領域は、多かれ少なかれ存在し得る。構造１０２は、リベット・セル１１０などの少なくとも１つのリベット・セルをさらに含み得、リベット・セル１１０は、構造１０２の誘電体領域の１つまたは複数の層を突き抜ける、スタック・ビアとメタルのセットを含み得る。このリベット・セルは必ずしも活性状態である必要はなく、回路やチップの作動のための導電路である必要はない。リベット・セル１１０は、構造１０２の誘電体領域の界面におけるクラックや剥離の防止を図るために、構造１０２に配置され得る。たとえば、図１Ａに示すリベット・セル１１０は、誘電体領域１０１ｄと１０１ｅとの間の界面１０６で潜在的に発生し得るクラックを防止するように配置され得る。一例では、構造１０２中のリベット・セル１１０の位置は、１）半導体デバイス１００上で検出された応力ホットスポット１０５（または「ホットスポット１０５」）などの１つまたは複数のホットスポット領域の評価、および２）リベット・セル１１０の長さ（たとえば、スタック・ビア数）と構造１０２のエネルギー解放率（ＥＲＲ）との間の関係を説明するモデルに基づいて見積もられ得る。一例示的な実施形態では、複数のリベット・セルが、大きな連続したホットスポット領域内に配置され得る。一例では、リベット・セル１１０は、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、またはその合金、たとえばＣｕ－Ａｌ合金などのような、導電性金属または導電性金属合金から構成され得る。一例では、リベット・セル１１０のメタルとビアのスタックは、各メタル・レベルとビア・レベルの典型的なＢＥＯＬ構築プロセスの一部であり得る、ＴａＮまたはＴｉＮなどのライナー材料も含み得る。構造１０２は、当業者によく知られた技術を利用して形成され得る。たとえば、様々な誘電体領域は、たとえば、ＣＶＤ（chemical vapor deposition）、ＰＥＣＶＤ（plasma-enhanced chemical vapor deposition）、スピンコーティングなどの堆積プロセスを利用して形成され得る。リベット・セル１１０およびスタック・ビアは、ダマシン・プロセスを利用して形成され得る。

【0061】

図１に示す例では、リベット・セル１１０は、応力ホットスポット１０５を通って延在することができ、誘電体領域１０１ｃの一部から架かり、誘電体領域１０１ｄおよび１０１ｅの全厚さを突き抜け、誘電体領域１０１ｆの一部で止まり得る。さらに、いくつかの例では、構造１０２は、複数のリベット・セルを含み得る。たとえば、リベット・セル１１０は、構造１０２のコーナー１０７から横方向距離Ｌ１離れたところに配置され得、別のリベット・セル１１１は、構造１０２のコーナー１０８から横方向距離Ｌ２離れたところに配置され得る。一例では、リベット・セルは、構造１０２の各コーナーに近接して配置され得る。横方向距離Ｌ１とＬ２は、同じであっても異なっていてもよく、横方向距離のそれぞれは、半導体デバイス１００の応力ホットスポットの位置に基づき得る。さらに、各リベット・セルは、それぞれに異なる長さや大きさを有し得る。たとえば、リベット・セル１１０は、リベット・セル１１１を上回る長さ（たとえば、より多くのスタック・ビアを有して）であり得る。さらに、各リベット・セルは、誘電体領域間の別々の界面でクラックや剥離が発生する可能性を低減するために、様々な誘電体領域を通って延在することができる。たとえば、リベット・セル１１０は、誘電体領域１０１ｄと１０１ｅとの間の界面１０６で潜在的に発生し得るクラックを防止するように配置され得、リベット・セル１１１は、誘電体領域１０１ｅと１０１ｆとの間のもう１つの界面で潜在的に発生し得るクラックを防止するように配置され得る。

【0062】

図１Ｂは、一実施形態における、追加のリベット・セルが加わった図１Ａの構造１０２の断面図である。図１Ｂに示す例では、ホットスポット領域（または「ホットスポット」）１５０は、構造１０２のコーナー１０８の近くに、または近接して存在し得る。ホットスポット１５０は、単一のリベット・セル（たとえば、リベット・セル１１０）の幅と比較すると、幅（たとえば、水平方向に、側面から側面まで）が比較的大きくなり得る。例示的な実施形態では、ホットスポット１５０の幅は、約３ミリメートル（ｍｍ）×３ｍｍのオーダーの領域（たとえば、水平方向に、側面から側面までの測り方）にわたり得、リベット・セルの幅は、約０．５マイクロメートル（μｍ）×０．５μｍのオーダーの領域にわたるような比較的小さいサイズであり得る。一例では、ホットスポットとリベット・セルとの間の比較的大きな幅の差により、かなり多くのリベット・セル（たとえば、数百、数千、数百万）が１つのホットスポットの位置に挿入されることがある。構造１０２の４つのチップ・コーナーの各コーナー（たとえば、コーナー１０７、コーナー１０８など）付近のホットスポットは、同じ幅または異なる幅を有し得、構造１０２内の各リベット・セルは、同じ幅または異なる幅を有し得ることに留意されたい。一例では、３ｍｍ×３ｍｍのホットスポット領域１５０全体をできるだけ大きく覆うために、ホットスポット領域１５０の位置に複数のリベット・セル１５２が挿入され得る。いくつかの例では、作動中の回路がホットスポットの位置に重なることがあり、作動中の回路と重なる位置にはリベット・セルを挿入することが望ましいとは限らない。したがって、本明細書に記載の方法およびシステムは、リベット・セルの正確な挿入位置、および大きさを、挿入されたリベット・セルが構造１０２の作動中の回路と重なったり干渉したりしないように決定することができる。別の例示的な実施形態では、複数のホットスポット領域が構造１０２のコーナー近傍にあり得る。たとえば、図１Ｂに示すように、ホットスポット領域１５０と別のホットスポット領域１６０とは、コーナー１０８に近接して存在し得る。ホットスポット領域１５０および１６０は、ホットスポット領域１５０に配置されたリベット・セル１５２およびホットスポット領域１６０に配置されたリベット・セル１６２など、リベット・セルのそれぞれのセットを有し得る。構造１０２に複数のリベット・セルを挿入することによって、構造１０２において特定されたホットスポット領域の全長（たとえば、垂直方向）中の誘電体界面における剥離やクラックを防止することができる。

【0063】

図２は、一実施形態における、リベット・セルを構築するために実施され得る例示的システムを示す図である。システム２００は、プロセッサ２０２と、メモリ２０４と、デバイス２２０とを含み得る。プロセッサ２０２は、メモリ２０４およびデバイス２２０と通信するように構成され得る。いくつかの例では、プロセッサ２０２およびメモリ２０４は、コンピューティング・デバイスなど同一デバイスの構成要素であり得る。デバイス２２０は、たとえば、構造１０２を構築するための様々な製造技術を実行するように構成されたデバイスまたは機械（たとえば、ダイシング・マシン）であり得る。

【0064】

メモリ２０４は、命令セット２０６を記憶するように構成され得る。命令２０６は、プロセッサ２０２によって実行可能であり得る、ソースコードまたは実行可能なコードあるいはその両方などのコードを含み、それによってリベット・セル・データ２０８を生成することができる。いくつかの例では、命令２０６は、プロセッサ２０２によって実行可能であり得る実行可能なアプリケーション（たとえば、ソフトウェア）であり得、それによって様々なモデル化技術（以下に説明する）を実行することができる。リベット・セル・データ２０８は、１つまたは複数のリベット・セル（たとえば、図１Ａまたは図１Ｂあるいはその両方に示すリベット・セル１１０、１１１、１５２、１６２）に関するデータを含み得、デバイス２２０によって実行可能であり得る命令（たとえば、実行可能コード）を含み、それによってリベット・セル１１０をもつ構造１０２を構築することができる。たとえば、リベット・セル・データ２０８は、リベット・セル１１０の長さ（たとえば、リベット・セル１１０のスタック・ビアにおけるビアの数）、ホットスポット１０５の位置（たとえば、コーナー１０７からのホットスポットの距離）、リベット・セル１１０が突き抜ける位置までの１つまたは複数の誘電体領域、またはリベット・セル１１０に関する他のタイプのデータ、あるいはその組合せなどのデータを含み得る。さらに、リベット・セル（たとえば、リベット・セル１１０、１１１、１５２、１６２）間の距離、およびこれらのリベット・セルに最も近い可能性のあるコーナーを示すデータが、リベット・セル・データ２０８に含まれ得る。リベット・セル・データ２０８に含まれている命令は、たとえば、フィラー挿入コードなど、デバイス２２０によって実行可能であり、リベット・セル・データ２０８によって示された位置において、構造１０２を１つまたは複数のリベット・セル（たとえば、リベット・セル１１０、１１１、１５２、１６２など）で充填することができる、実行可能コードのセットであり得る。いくつかの例では、リベット・セル・データ２０８は、デバイス２２０によって実行されているアプリケーションへの入力としてデバイス２２０に与えられ得、そのアプリケーションは、デバイス２２０によって実行されて構造１０２とリベット・セル１１０とを構築することができる。さらに、デバイス２２０によって実行されているアプリケーションは、構造１０２、ならびに／または１１０、１１１、１５２、１６２などの様々なリベット・セル、および構造１０２中のすべてのホットスポット領域に配置される必要がある他のリベット・セルを構築することができる。

【0065】

図３Ａおよび図３Ｂは、一実施形態における、構造の応力ホットスポットを特定するために使用され得る応力ホットスポット・モデル化の例示的な実装形態を示す図である。一例では、リベット・セル・データ２０８の生成は、応力ホットスポット１０５の位置を決定するための応力ホットスポット・モデル化と、リベット・セル１１０の長さを決定するためのエネルギー解放率（ＥＲＲ）モデル化とを含み得る。図３Ａに示す例では、応力ホットスポット・モデル化とエネルギー解放率（ＥＲＲ）モデル化とを実行するために、プロセッサ２０２（図２に示す）は、命令２０６（図２に示す）を実行して半導体デバイス１００を含むチップ・パッケージの少なくとも一部のモデル３００を生成するように構成され得る。いくつかの例では、モデル３００は、半導体デバイス１００を含むチップ・パッケージの少なくとも一部の仮想３次元（３Ｄ）モデルであり得る。いくつかの例では、プロセッサ２０２は命令２０６を実行して、アプリケーション（またはソフトウェア）を実行してモデル３００を生成することができる。このようなアプリケーションの例は、ＳＩＭＵＬＩＡＡＢＡＱＵＳ（Ｒ）のようなソフトウェアを含み得るが、これに限定されない。図３Ａに示す例では、モデル３００は、たとえば、平面３５１と平面３５２の付近に配置されたチップ・パッケージ全体の１／４切り取りであり得る。モデル３００は、リッド３３０、プリント回路基板（ＰＣＢ：printed circuit board）３３２、およびダイ３３４などのモデル化された構成要素を含み得る。一例では、図１Ａまたは図１Ｂの半導体デバイス１００は、モデル３００におけるダイ３３４の一部であり得る。

【0066】

いくつかの例では、プロセッサ２０２は、モデル３００の様々な態様または構成要素の寸法を示す入力（たとえば、ユーザ入力）を受信し得る。たとえば、半導体デバイス１００はチップ・パッケージであり得、モデル３００はそのチップ・パッケージの仮想モデルであり得る。プロセッサ２０２によって受信される入力は、ＰＣＢ、ダイ、リッド、アンダーフィル、熱界面材料（ＴＩＭ：thermal interface material）などの材料特性と同時に、ＰＣＢの大きさ、ダイの大きさ、リッドの大きさ、アンダーフィルの大きさ、ＴＩＭの大きさなどを含み得るが、これらに限定されない。

【0067】

プロセッサ２０２は、命令２０６を実行してモデル３００上で仮想熱応力解析を実行し、それによって（モデル３００としてモデル化された）半導体デバイス１００の様々なスポットが熱機械力学的（thermo-mechanical）応力にどのように反応し得るかを示す出力を生成することができる。たとえば、出力３０２は、モデル３００の一部の上面透視図を表す等高線図を含み得る。等高線図は、異なる色合いでコード化されて、熱機械力学的応力の様々なレベルを表現することができる。プロセッサ２０２は、出力３０２においてホットスポット１０５を特定することができ、そのホットスポットは、出力３０２の他の領域と比較すると著しく異なる色合いを有し得る。図３Ａに示す例では、ホットスポット１０５は、コーナー１０７から約ｒ単位の対角線距離離れた位置で特定され得る。

【0068】

一例では、プロセッサ２０２は、ホットスポット１０５を十分に覆うことができるｍ×ｎ領域の大きさを決定することができる。たとえば、プロセッサ２０２は、ｍ＝１ミリメートル（ｍｍ）とｎ＝１ｍｍに初期設定し、１ｍｍ×１ｍｍの領域が、出力３０２に示されるホットスポット１０５を覆うのに十分であるかどうかを判定することができる。１ｍｍ×１ｍｍの領域がホットスポット１０５を覆うには不十分であることに応答して、プロセッサ２０２は、ｍ＝２ｍｍとｎ＝２ｍｍのように、ｍとｎの値をインクリメントし、その２ｍｍ×２ｍｍの領域が出力３０２に示されるホットスポット１０５を覆うために十分かどうかを判定することができる。ホットスポット１０５を覆うのに十分なｍとｎの値の決定を受けて、プロセッサ２０２は、ｍ、ｎ、およびｒの値をリベット・セル・データ２０８に含めることができる。ｍとｎの値は、リベット・セル１１０の横方向断面積を規定し得ることに留意されたい。いくつかの例では、命令２０６は、構造１０２中の他のビアまたは構成要素あるいはその両方と潜在的に重なったり接触したりしないように、ｍとｎの値に対する限界（たとえば、３ｍｍ）を規定し得る。プロセッサ２０２は、モデル３００のすべてのコーナー（たとえば、４つのコーナー）に近接するホットスポットをさらに特定し、対応するｍ、ｎ、ｒの値を決定し、決定された値をリベット・セル・データ２０８に含めることができる。

【0069】

図３Ｂは、応力のレベルと半導体デバイス１００のコーナーからの距離との間の関係をモデル化することができるプロット３２０を示している。プロット３２０において、軸３２１は、半導体デバイス１００のコーナー（たとえば、コーナー１０７）からの距離（たとえば、ミリメートル単位）に対応し、軸３２２は、１が最大応力を表す正規化された応力のレベルを表す。軸３２１は、図３Ａに見られるように、コーナー１０７からｒと記された半径に沿ったものであり得る。曲線３２３は、コーナーからの距離の様々な値に対する応力レベルの変化を表している。プロット３２０で示すように、曲線３２３は、コーナーから約１．０ｍｍ～１．８ｍｍの間で大きく増加するが、１．８ｍｍを過ぎた後は減少し得る。図３Ｂに示す例では、曲線３２３は、０から１までの正規化された応力範囲内であり得る。ホットスポット領域は、正規化された応力が応力しきい値３２５（たとえば、０．６）より大きい場所で定義され得る。この場合、ホットスポット領域は、コーナー１０７から約１．３ｍｍと３ｍｍとの間であり得る。曲線３２３の挙動は、パッケージの形状や材料特性によって変化し得、適切なモデルを実行することによって決定され得る。

【0070】

図４は、本開示に従って、エネルギー解放率モデル化を実行するために使用され得る例示的なモデルを示す図である。エネルギー解放率（ＥＲＲ）モデル化を実行するために、プロセッサ２０２（図２に示す）は、モデル３００から１つまたは複数のサブモデルを抽出するための命令２０６（図２に示す）を実行するように構成され得る。図４に示す例では、プロセッサ２０２は、モデル３００からサブモデル４１０を抽出することができ、そのサブモデル４１０は、モデル３００のある断面領域を一側面の視点（たとえば、前、後、左側、右側）から示す２次元（２Ｄ）または３次元（３Ｄ）モデルであり得る。ここで示す例は、代表的な２Ｄモデルを得るためのものである。プロセッサ２０２は、サブモデル４１０から別のサブモデル４２０をさらに抽出することができ、そのサブモデル４２０は、サブモデル４１０の一部を示す別の２Ｄモデルであり得る。プロセッサ２０２は、サブモデル４２０から別のサブモデル４３０をさらに抽出することができ、そのサブモデル４３０は、サブモデル４２０の一部を示す別の２Ｄモデルであり得る。

【0071】

プロセッサ２０２は、スケール・ファクタに基づいて様々なサブモデルを抽出するように構成され得る。たとえば、サブモデル４１０は、ミリメートル・スケールのメッシュ・サイズ（たとえば、サブモデルをレンダリングするために使用されているグリッドまたはノードの大きさ）をもつ２Ｄモデルであり得、サブモデル４２０は、マイクロメートル・スケールのメッシュ・サイズをもつ２Ｄモデルであり得、サブモデル４３０は、ナノメートル・スケールのメッシュ・サイズをもつ２Ｄモデルであり得る。いくつかの例では、プロセッサ２０２は、生成するサブモデルの数、サブモデル間のスケール差、モデル３００の様々な態様または構成要素の寸法、構造１０２および／または半導体デバイス１００の構築に使用する材料（およびその特性）、ならびに／あるいは材料の特性を示す入力（たとえば、ユーザ入力）を受信することができる。たとえば、入力は、ＢＥＯＬ材料のプロセス・オブ・レコード（ＰＯＲ）特性、材料の塑性効果、境界条件（自由表面または固定表面など）、ローディング状態（たとえば、温度範囲内のクール・ダウン）などを示し得る。

【0072】

プロセッサ２０２は、モデル３００に基づいて、または生成されたサブモデルのうちの１つに基づいて、異常をさらに予測することができる。図４に示す例では、プロセッサ２０２が、サブモデル４３０において連なる誘電体領域の間の界面の１つにクラック４３２を予測することができる。いくつかの例では、プロセッサ２０２は、上述の応力ホットスポット・モデル化によって特定された応力ホットスポットに基づいて、サブモデル４１０、４２０、４３０を抽出することができる。たとえば、コーナー１０７に近接する応力ホットスポット１０５を特定すると、プロセッサ２０２は、サブモデル４１０など、応力ホットスポット１０５の位置を含むモデル３００の一部を抽出することができる。プロセッサ２０２は、サブモデル４２０および４３０のような、応力ホットスポット１０５の位置を含む後続のサブモデルをさらに抽出することができる。応力ホットスポット１０５の位置に基づいて、プロセッサ２０２は、応力ホットスポット１０５の位置にクラック４３２を予測することができる。モデル３００に基づいて異常（たとえば、クラック４３２）を予測すると、プロセッサ２０２は、命令２０６を実行して、リベット・セル１１０の長さと半導体デバイス１００のエネルギー解放率との間の関係をモデル化することができる。

【0073】

図５は、一実施形態における、リベット・セルの長さを特定するために使用され得るエネルギー解放率モデル化の例示的な実装形態を示す図である。プロセッサ２０２は、命令２０６を実行して、エネルギー解放率（ＥＲＲ）モデル化５００を実行することができる。ＥＲＲモデル化５００の出力は、リベット・セル１１０の長さ（たとえば、リベット・セル１１０中のスタック・ビアの数）と半導体デバイス１００のエネルギー解放率（ＥＲＲ）との間の関係を表すデータを含み得る。特に、プロセッサ２０２によって実行されるＥＲＲモデル化５００は、ホットスポット１０５における、クラック４３２のような異常の予測のもとで、一対の誘電体領域間の特定の界面に対して実行され得る。たとえば、図５に示す例では、誘電体領域１０１ｄと１０１ｅとの間の界面（図１を参照されたい）にクラック４３２が予測され得る。

【0074】

一例では、誘電体領域１０１ｄと１０１ｅとの間の界面にクラック４３２が予測されたＥＲＲモデル化５００が完了すると、プロセッサ２０２は、サブモデル４３０（図４において）に基づいて予測されたクラック４３２を削除し、誘電体領域の別の対の間の別の界面に別の異常を予測することができる。プロセッサ２０２は、半導体デバイス１００の特定された応力ホットスポット（たとえば、各コーナー付近）における異常予測に基づいて、誘電体領域の各対、または選択されたいくつかの誘電体領域対の間の界面に対し、ＥＲＲモデル化５００を実行することができる。

【0075】

別の例では、プロセッサ２０２は、選択された界面でＥＲＲモデル化を実行することができる。たとえば、参照として図１Ａを用いると、誘電体領域１０１ｆはｋ＝２．７という誘電率値を有し得、誘電体領域１０１ｅはｋ＝２．７という誘電率値を有し得、誘電体領域１０１ｄはｋ＝２．５５という誘電率値を有し得、誘電体領域１０１ｃはｋ＝２．７という誘電率値を有し得、誘電体領域１０１ｂはｋ＝３．０という誘電率値を有し得る。本明細書で示すｋの値は単に例示的な値であり、ｌｏｗ－ｋ、ＵＬＫ、硬質誘電体などに対応する他のｋの値もあり得る。一例では、構造１０２の誘電体領域の配置に基づいて、プロセッサ２０２が、クラックまたは剥離に対して相対的により脆弱であり得る誘電体領域を特定することができる。たとえば、プロセッサ２０２は、隣接する誘電体領域間でｋの値を比較することができる。誘電体領域１０１ｅ（ｋ＝２．７）と１０１ｄ（ｋ＝２．５５）との間の比較、および１０１ｄ（ｋ＝２．５５）と１０１ｃ（ｋ＝２．７）との間の比較に基づいて、プロセッサ２０２は、誘電体領域１０１ｄが比較的高いｋを有する２つの誘電体領域の間に「挟まれて」いると判定することができる。脆弱な領域（たとえば、誘電体領域１０１ｄ）の特定結果に基づいて、プロセッサ２０２は、誘電体領域１０１ｄに接触する界面がクラックに対して相対的により脆弱であり得ると判定することができる。別の例では、第１の誘電体領域と第２の誘電体領域とが互いに隣接し（たとえば、互いに積層され）、かつ第１と第２の誘電体領域とが異なる剛性（たとえば、硬質誘電体と軟質誘電体）として分類される場合、プロセッサ２０２は、第１の誘電体領域と第２の誘電体領域との間の界面がクラックに対して比較的より脆弱になり得ると判定し得る。プロセッサ２０２は、誘電体領域１０１ｅと１０１ｄとの間の界面１０６に予測された異常を用いてＥＲＲモデルを実行することができる。プロセッサ２０２は、誘電体領域１０１ｄと１０１ｃとの間の界面に予測された異常を用いてＥＲＲモデルをさらに実行することができる。図５に示す例では、プロセッサ２０２は、界面１０６（図１を参照されたい）におけるクラック４３２を予測してＥＲＲモデルを実行することができる。別の例では、プロセッサ２０２は、誘電体領域１０１ｅおよび１０１ｆなどの２つのｌｏｗ－ｋ領域間の界面は、誘電率が同じである（たとえば、誘電体領域１０１ｅおよび１０１ｆは同じ剛性を有する）ので、クラックを生じるほど脆弱でないことがあることを決定し得る。したがって、プロセッサ２０２は、誘電体領域１０１ｅと１０１ｆとの間の界面に予測された異常を有するモデル化された構造に対してＥＲＲモデルを実行する必要があるとは限らない。

【0076】

図５に示す例では、プロセッサ２０２は、モデル化された構造５１０を生成することによってＥＲＲモデル化５００を開始することができ、モデル化された構造５１０は、ホットスポット１０５の位置に予測されたクラック４３２をもつ、構造１０２の複数の誘電体領域の仮想プロトタイプであり得る。ＥＲＲモデル化５００は、スタック・ビア５０８の異なる数のビアを有する異なるモデル化された構造を通して進行することができる。たとえば、ＥＲＲモデル化５００は、スタック・ビア５０８のうちビアの数が最も少ないものから始まり、スタック・ビア５０８のうちビアの数が最も多いものまでの順序で進行することができる。図５に示す例では、ＥＲＲモデル化５００は、モデル化された構造５１１、５１２、５１３、５１４の順序で進行することができ、５１５で終了する。順序付けられたモデル化された構造５１１、５１２、５１３、５１４、５１５をここに示すが、追加のモデル化された構造はこのＥＲＲモデル化５００の、示したモデル化された構造５１１、５１２、５１３、５１４、５１５のいずれか１つの前、後、または間に含まれ得る。モデル化された構造５１１、５１２、５１３、５１４、５１５の中からＥＲＲが最も小さいリベット・セルが、最適なリベット・セル（たとえば、最適な長さを有する）として選択され（ｃｈｏｓｅｎ）または選択され（ｓｅｌｅｃｔｅｄ）得る。図５の例では、モデル化された構造５１３のＥＲＲが最も小さい。ＥＲＲは、クラックの発生傾向を示す尺度となり得る。ＥＲＲが大きいほど、クラックが発生する可能性は高くなる。したがって、たとえば、モデル化された構造５１３のリベット・セルは、最適な選択であり得る。一例では、ＥＲＲは、クラック伝播の単位面積あたりに放出されるエネルギーである。数値的には、ＥＲＲは、クラックの形状、材料特性、および自由体に生じる外部応力による、クラック先端で利用可能なエネルギーを表し得る。さらに、各材料は、「臨界」エネルギー解放率と呼ばれる固有の特性を有し得る。クラックは、クラック先端のＥＲＲが材料の臨界ＥＲＲを超える場合に（かつその場合に限り）伝播することができる。したがって、チップの設計や製造において、所与のクラック形状や材料条件に対して、可能な限り低いＥＲＲが望ましいことがある。

【0077】

一例では、命令２０６は、プロセッサ２０２が命令２０６を実行して構造１０２に有限要素解析を実行することができるように、有限要素解析に関連するアルゴリズムまたはコードあるいはその両方を含み得る。有限要素解析（ＦＥＡ：finite element analysis）は、構造１０２が、振動、熱、流体の流れ、またはその他の力、あるいはその組合せなどの現実世界の力に対してどのように反応し得るかを予測するための、コンピュータ化された方法と見なされ得る。プロセッサ２０２によって実行される有限要素解析は、ビア５０８に含まれるビアの数が変わると、構造１０２がどのように反応し得るかの予測を与え得る。モニタされ得る反応のひとつにＥＲＲがある。ＥＲＲは、クラックまたは剥離の存在に応答して、構造１０２に対する負の影響を示すことができる。そのため、ＥＲＲが低い構造を構築することが望ましいことがある。

【0078】

ＥＲＲモデル化５００を開始するために、プロセッサ２０２は、スタック・ビア５０８にビアを漸進的に追加し、追加されたビアに応じてＥＲＲを計算することができる。図５に示す例では、軸５０１が図５のモデル化された構造のＥＲＲの値を表し得、軸５０２がスタック・ビア５０８中のビアの個数を表し得る。曲線５０３は、観測されるＥＲＲと、スタック・ビア５０８中のビアの長さすなわちビアの個数との間の関係を表し得る。曲線５０３は、モデル化された構造５１０が予測されたクラック４３２を含んでいるという条件のもとで、観察されるＥＲＲとスタック・ビア５０８中のビアの長さすなわち個数との間の関係を表し得る。図５に示すように、予測されたクラック４３２を含んでいないモデル化された構造５１０のＥＲＲは、スタック・ビア５０８にビアが追加されるにつれて減少すると予想されるが、モデル化された構造５１０が予測されたクラック４３２を含んでいる場合、一定の個数のビアがスタック・ビア５０８に追加されると、観測されるＥＲＲは増加する。一例では、この最小値は、構造の、チップ・パッケージ（たとえば、図３Ａのモデル３００としてモデル化されたチップ・パッケージ）中の異なる材料の熱膨張差に由来する熱機械力学的負荷によって引き起こされるクラック、およびそれによって生成されるチップ・レベルのホットスポットなどのメカニズムによって生じ得る。図５に示す例では、モデル化された構造５１５が、構造の全体に沿って（たとえば、誘電体のセット全体を）突き抜けるリベット・セルを含み、これがクラックの発生傾向を増加させ得る垂直張力の原因となり得る。したがって、図２および図４に示すモデル化例により、システム２００は、ＥＲＲ尺度を最小にさせるリベット・セルの最適な大きさ（たとえば、モデル化された構造５１３）を特定することが可能になり得る。異なる誘電体スタックをもつ異なるＢＥＯＬ厚さを有する技術は、本明細書で説明したモデル化プロセスを利用してホットスポットを特定し、クラックの発生やクラックの伝播を防止することができる。

【0079】

曲線５０３によってモデル化された関係に基づいて、プロセッサ２０２はリベット・セル１１０の最適な長さを特定することができる。たとえば、プロセッサ２０２は、最小ＥＲＲに対応する曲線５０３の最小点を特定することができる。最小点を特定したことを受けて、プロセッサ２０２は、特定された最小ＥＲＲに対応するモデル化された構造を特定することができる。図５に示す例では、モデル化された構造５１３が、曲線５０３の両側に対して最小ＥＲＲに相当するように見える。プロセッサ２０２は、モデル化された構造５１３のスタック・ビア５０８に基づいて、リベット・セル１１０の長さを設定することができる。一例では、リベット・セル１１０の長さは、モデル化された構造５１３のスタック・ビア５０８と同一の数のビアを有することができる。別の例では、プロセッサ２０２は、技術で使用されるＢＥＯＬスタック、使用される様々な誘電体、およびそれぞれの誘電体厚さと同時に、モデル化ドメインにおける局所ビア密度制限、ＥＲＲ、および他の熱機械力学的応力などの要因に基づいて、モデル化された構造５１３のスタック・ビア５０８から１つまたは複数のビアを抜くことができる。リベット・セル１１０の長さを設定すると、プロセッサ２０２は、リベット・セル１１０の長さをリベット・セル・データ２０８に含めることができる。

【0080】

図６は、一実施形態における、チップ・ホットスポットのスタック・ビア・リベットに関するフロー図である。図６のプロセス６００は、たとえば、上述のコンピュータ・システム２００を使用して実行され得る。例示的なプロセスは、６０２、６０４、６０６、６０８、および／または６１０のうちの１つまたは複数のブロックによって例示されるように、１つまたは複数の操作、動作、または機能を含み得る。個別のブロックとして図示されているが、所望の実装形態に応じて、様々なブロックが追加のブロックに分割され、より少ないブロックに合体され、除外され、または並行して実行され得る。

【0081】

プロセス６００は、構造中のリベット・セルの位置を決定するためのプロセスであり得る。プロセス６００はブロック６０２から開始することができ、デバイスは構造中の応力ホットスポットの位置をモデル化することができる。いくつかの例では、デバイスは、構造の３次元（３Ｄ）モデルを生成し、その３Ｄモデルに対して応力解析を行う命令を実行し、応力解析の出力から応力ホットスポットの位置を特定することができる。

【0082】

プロセス６００は、ブロック６０２からブロック６０４に進み得る。ブロック６０４において、デバイスは、リベット・セルの長さと構造のエネルギー解放率との間の関係をモデル化することができる。いくつかの例では、デバイスは、応力ホットスポットの位置における、複数の誘電体領域のうちの第１の誘電体領域と第２の誘電体領域との間の界面の異常の予測に基づいて、関係をモデル化することができる。いくつかの例では、本構造のエネルギー解放率は、予測された異常の位置に基づき得る。いくつかの例では、予測された異常は、第１の誘電体領域と第２の誘電体領域との間の界面におけるクラックであり得る。いくつかの例では、第１の誘電体領域と第２の誘電体領域は、異なる値の誘電率を有し得る。いくつかの例では、リベット・セルは、応力ホットスポットに挿入された複数かのリベット・セルのうちの１つであり得、リベット・セルの数は、応力ホットスポットの大きさに基づき得る。

【0083】

プロセス６００は、ブロック６０４からブロック６０６に進み得る。ブロック６０６において、デバイスは、モデル化された関係に基づいて、リベット・セルの最適な長さを特定することができる。いくつかの例では、デバイスは、最も低いエネルギー解放率をもたらすリベット・セルの長さを特定することによって、リベット・セルの最適な長さを特定することができる。

【0084】

プロセス６００は、ブロック６０６からブロック６０８に進み得る。ブロック６０８において、デバイスは、リベット・セルの挿入位置を示すリベット・セル・データを生成することができる。その挿入位置は、応力ホットスポットの位置に基づき得る。いくつかの例では、リベット・セル・データは、複数のリベット・セルの複数の挿入位置をさらに示すことができる。複数の挿入位置が応力ホットスポット内にあり得る。いくつかの例では、挿入位置は、構造のコーナーからある横方向距離のところに配置され得る。

【0085】

プロセス６００は、ブロック６０８からブロック６１０に進み得る。ブロック６１０において、デバイスは、リベット・セル・データをデバイスに送信して、リベット・セル・データに従って構造を構築するようにデバイスに指示することができる。本構造は、その挿入位置にリベット・セルを含むように構築され得る。リベット・セルは、本構造の応力ホットスポットを通って延在することができ、本構造の複数の誘電体領域のうちの少なくとも１つの誘電体領域を突き抜けることができる。いくつかの例では、リベット・セルを挿入すると、そのリベット・セルは、第１の誘電体領域の少なくとも一部と第２の誘電体領域の少なくとも一部とを突き抜けることができる。

【0086】

図７は、一実施形態における、チップ・ホットスポットのスタック・ビア・リベットの生成を実行し得る、例示的なコンピュータまたは処理システムの概略図である。このコンピュータ・システムは、好適な処理システムの一例に過ぎず、本明細書に記載の方法の実施形態の使用範囲または機能性に関する限定を示唆することを意図していない。図示の処理システムは、多数の他の汎用または特殊目的のコンピューティング・システム環境または構成を用いて動作可能である。図７に示す処理システムに伴う使用が適していることがある、周知のコンピューティング・システム、環境、または構成、あるいはその組合せの例は、パーソナル・コンピュータ・システム、サーバ・コンピュータ・システム、シン・クライアント、シック・クライアント、ハンドヘルドまたはラップトップ・デバイス、携帯電話、タブレット・コンピュータ、ウェアラブル・デバイス、仮想現実デバイス、マルチプロセッサ・システム、マイクロプロセッサベース・システム、セット・トップ・ボックス、プログラマブル家電、ネットワークＰＣ（personal computer）、ミニコンピュータ・システム、メインフレーム・コンピュータ・システム、スーパーコンピュータ、および上記の任意のシステムまたはデバイスを含む分散クラウド・コンピューティング環境、などを含み得るが、これらに限定されない。

【0087】

コンピュータ・システムは、プログラム・モジュールなどのコンピュータ・システム実行可能命令がコンピュータ・システムによって実行可能であるという一般的な文脈で説明され得る。一般に、プログラム・モジュールは、特定のタスクを実行したり、特定の抽象データ型を実装したりするルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、ロジック、データ構造などを含み得る。コンピュータ・システムは、通信ネットワークを介して連結されたリモート処理デバイスによってタスクが実行される、分散型クラウド・コンピューティング環境で実行され得る。分散型クラウド・コンピューティング環境では、プログラム・モジュールは、ローカルとリモートの両方のコンピュータ・システムの、メモリ記憶デバイスを含む記憶媒体に配置され得る。

【0088】

コンピュータ・システムのコンポーネントは、１つまたは複数のプロセッサまたは処理装置１２、システム・メモリ１６、およびシステム・メモリ１６を含む様々なシステム構成要素をプロセッサ１２に結合させるバス１４を含み得るが、これらに限定されない。プロセッサ１２は、本明細書に記載の方法を実行するモジュール３０（たとえば、リベット・セル・モジュール３０）を含み得る。モジュール３０は、プロセッサ１２の集積回路にプログラムされてもよいし、システム・メモリ１６、記憶デバイス１８、またはネットワーク２４あるいはその組合せからロードされてもよい。

【0089】

バス１４は、様々なバス・アーキテクチャのいずれかを使用する、メモリ・バスまたはメモリ・コントローラ、周辺バス、加速グラフィックス・ポート、およびプロセッサまたはローカル・バスを含む、複数のタイプのバス構造のいずれかを１つまたは複数表し得る。例として、限定ではなく、そのようなアーキテクチャは、ＩＳＡ（Ｒ）（Industry Standard Architecture）バス、ＭＣＡ（Ｒ）（Micro Channel Architecture）バス、ＥｎｈａｎｃｅｄＩＳＡ（Ｒ）（ＥＩＳＡ）バス、ＶＥＳＡ（Ｒ）（Video Electronics Standards Association）ローカル・バス、ＰＣＩ（Ｒ）（Peripheral Component Interconnects）バス、およびＵＳＢ（Ｒ）（Universal Serial Bus）を含む。

【0090】

コンピュータ・システムは、様々なコンピュータ・システム読み取り可能媒体を含み得る。そのような媒体は、コンピュータ・システムによってアクセス可能な任意の利用可能な媒体であり得、揮発性媒体と不揮発性媒体、取り外し可能な媒体と取り外し不可能な媒体の両方を含み得る。

【0091】

システム・メモリ１６は、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）またはキャッシュ・メモリあるいはその両方などの揮発性メモリの形態のコンピュータ・システム読み取り可能媒体を含み得る。コンピュータ・システムは、他の取り外し可能／取り外し不可能、揮発性／不揮発性のコンピュータ・システム記憶媒体をさらに含み得る。単なる例示であるが、記憶デバイス１８は、取り外し不可能な不揮発性の磁気媒体（たとえば、「ハード・ドライブ」）からの読み出しおよび磁気媒体への書き込みのために設置され得る。図示しないが、取り外し可能な不揮発性の磁気ディスク（たとえば、「フロッピー（Ｒ）ディスク」）からの読み出しや書き込みを行う磁気ディスク・ドライブ、およびＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭまたは他の光学媒体などの取り外し可能な不揮発性の光学ディスクからの読み出しや書き込みを行う光学ディスク・ドライブが設置され得る。不揮発性のメモリまたは記憶媒体の他の例は、たとえば、フラッシュ・メモリ、磁気抵抗ランダム・アクセス・メモリ（ＭＲＡＭ）を含み得る。そのような例では、それぞれは、１つまたは複数のデータ媒体インターフェースによってバス１４に接続され得る。

【0092】

コンピュータ・システムはまた、キーボード、ポインティング・デバイス、ディスプレイ２８などの１つまたは複数の外部デバイス２６；ユーザがコンピュータ・システムと対話することを可能にする１つまたは複数のデバイス；またはコンピュータ・システムが１つまたは複数の他のコンピューティング・デバイスと通信することを可能にする任意のデバイス（たとえば、ネットワークカード、モデム等）；あるいはその組合せと通信し得る。このような通信は、入力／出力（Ｉ／Ｏ：Input/Output）インターフェース２０を介して行われ得る。

【0093】

さらに、コンピュータ・システムは、ネットワーク・アダプタ２２を介して、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）、一般的なワイド・エリア・ネットワーク（ＷＡＮ）、ＷＩ－ＦＩ（Ｒ）、セルラー・ネットワーク（たとえば、３Ｇ、４Ｇ、５Ｇ、ロングターム・エボリューション（ＬＴＥ））、または公衆ネットワーク（たとえば、インターネット）、あるいはその組合せなどの１つまたは複数のネットワーク２４と通信することができる。図示しているように、ネットワーク・アダプタ２２は、バス１４を介してコンピュータ・システムの他のコンポーネントと通信を行う。図示しないが、他のハードウェア・コンポーネントまたはソフトウェア・コンポーネントあるいはその両方も、コンピュータ・システムと組み合わせて使用され得ることを理解されたい。例は、マイクロコード、デバイス・ドライバ、冗長処理装置、外部ディスク・ドライブ・アレイ、ＲＡＩＤ（redundant array of independent disks）システム、テープ・ドライブ、データ・アーカイブ・ストレージ・システムなどを含むが、これらに限定されない。

【0094】

図中のフローチャートおよびブロック図は、本発明の様々な実施形態によるシステム、方法、およびコンピュータ・プログラム製品の可能な実装形態のアーキテクチャ、機能性、および動作を示している。この点で、フローチャートまたはブロック図の各ブロックは、命令のモジュール、セグメント、または一部を表現し得、これは、指定された論理機能を実行するための１つまたは複数の実行可能な命令を含む。いくつかの代替的な実装形態では、ブロックに記された機能は、図に記された順序とは異なる順序で発生し得る。たとえば、連続して示されている２つのブロックは、実際には、実質的に同時に実行されることもあれば、必要とされる機能に応じて、ブロックが逆の順序で実行されることもある。ブロック図またはフローチャート図あるいはその両方の各ブロック、およびブロック図またはフローチャート図あるいはその両方のブロックの組合せは、指定された機能または作用を実行し、または特別な目的のハードウェアとコンピュータ命令の組合せを実行する特別な目的のハードウェアベースのシステムによって実施され得ることにも注目されたい。

【0095】

本明細書で使用する用語は、特定の実施形態を説明することのみを目的とし、本発明を限定することを意図していない。本明細書で使用する際、単数形「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」および「その（ｔｈｅ）」は、文脈から明らかにそうでないことが示されない限り、複数形も含むことを意図している。本明細書で使用する場合、用語「備える／含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」または「備える／含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」あるいはその両方は、記載された特徴、完全体、ステップ、操作、要素、または構成要素、あるいはその組合せの存在を規定するが、１つまたは複数の他の特徴、完全体、ステップ、操作、要素、構成要素、および／またはそれらを集めたものの存在または追加を排除しないことが、さらに理解されるであろう。

【0096】

本出願は、その好ましい実施形態に関して特に示し、説明したが、本出願の範囲から逸脱することなく、形態および詳細における前述および他の変更がなされ得ることは、当業者に理解されよう。したがって、本出願は、記載および図示された正確な形態および詳細に限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲内にあることが意図されている。

【図1A】