特許 5919128 半導体装置とその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5919128

(24)【登録日】2016年4月15日

(45)【発行日】2016年5月18日

(54)【発明の名称】半導体装置とその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/3205 20060101AFI20160428BHJP

   H01L 21/768 20060101ALI20160428BHJP

   H01L 23/522 20060101ALI20160428BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/88 T

【請求項の数】20

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2012-173168(P2012-173168)

(22)【出願日】2012年8月3日

(65)【公開番号】特開2014-33105(P2014-33105A)

(43)【公開日】2014年2月20日

【審査請求日】2015年2月13日

(73)【特許権者】

【識別番号】302062931

【氏名又は名称】ルネサスエレクトロニクス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100102864

【弁理士】

【氏名又は名称】工藤 実

(72)【発明者】

【氏名】加藤 治

【審査官】 長谷川 直也

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−２５１５３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２７２６２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２１４３４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２３５４１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２００７１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５８−０９３３４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５６−０６３０６２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００７−２０１３９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１７０７６３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／２８−２１／２８８、２１／３２０５−２１／３２１３、

２１／４４−２１／４４９、２１／６０−２１／６０７、

２１／７６８、２３／５２−２３／５２２、

２９／４０−２９／４９、２９／８７２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

パッド用の金属配線層と、
前記金属配線層を覆うように設けられ、前記金属配線層の一部表面が露出する開口部を有する絶縁層と
を具備し、
前記金属配線層は、
第１金属層と、
前記開口部を除いた前記第１金属層上に設けられ、前記第１金属層よりも薄く反射率の低い第２金属層と
を含み、
前記金属配線層は、前記開口部を除いた所定の領域に溝部を有し、
前記第１金属層は、前記溝部に対してひさし状に張り出し、
前記溝部の内部の側壁の前記第２金属層は、前記溝部の外側の前記第２金属層よりも薄い
半導体装置。

【請求項2】

請求項１に記載の半導体装置において、
前記第２金属層の膜厚は、前記溝部の内部の側壁の少なくとも一部でゼロになる
半導体装置。

【請求項3】

請求項１に記載の半導体装置において、
前記第２金属層は、窒化チタンを含み
前記第１金属層は、アルミニウムを含む
半導体装置。

【請求項4】

請求項１に記載の半導体装置において、
前記金属配線層が前記開口部に関して非対称な形状の場合、前記溝部は、前記金属配線層における前記開口部を除いた領域の面積が広い側に少なくとも設けられる
半導体装置。

【請求項5】

請求項４に記載の半導体装置において、
前記溝部は、前記開口部を囲んでいる
半導体装置。

【請求項6】

請求項４に記載の半導体装置において、
前記金属配線層は、
前記開口部に露出した部分を含むパッド部と、
前記パッド部の側面に接続された延在部と
を備え、
前記溝部は、前記開口部から見て前記延在部側に少なくとも設けられる
半導体装置。

【請求項7】

請求項４に記載の半導体装置において、
前記溝部の二つの端のうちの少なくとも一方は、前記金属配線層の縁に達する
半導体装置。

【請求項8】

請求項１に記載の半導体装置において、
前記溝部の深さは、前記金属配線層の配線用のビアのビアホールの深さよりも深い
半導体装置。

【請求項9】

請求項１に記載の半導体装置において、
前記溝部の前記金属配線層は、前記金属配線層の配線用のビアである
半導体装置。

【請求項10】

請求項１に記載の半導体装置において、
前記開口部内の前記金属配線層上に接続されたボンディングワイヤを更に具備し、
前記ボンディングワイヤは０Ｖより大きい電圧印加用の配線である
半導体装置。

【請求項11】

請求項１０に記載の半導体装置において、
前記ボンディングワイヤは、前記開口部全体に埋め込まれている
半導体装置。

【請求項12】

下層配線上の層間絶縁層にビアホールと溝とを形成する工程と、
前記ビアホールを埋め、前記溝を途中の深さまで埋めるように埋め込み金属層を形成する工程と、
金属配線層を形成する工程と
を具備し、
前記金属配線層を形成する工程は、
前記層間絶縁層及び前記埋め込み金属層を覆うように第１金属層をスパッタリング法で形成する工程と、
前記第１金属層を覆うように、前記第１金属層よりも薄く反射率の低い第２金属層をスパッタリング法で形成する工程と、
前記第１金属層及び前記第２金属層をエッチングしてパッドを形成する工程と
を具備し、
前記パッドを覆うように絶縁層を形成する工程と、
前記パッドの前記第１金属層の一部表面が露出するように、前記溝のある領域を除いた所定の領域の前記絶縁層と前記第２金属層とをエッチングして開口部を形成する工程と
をさらに具備し、
前記第１金属層は、前記溝に対してひさし状に張り出し、
前記溝の内部の側壁の前記第２金属層は、前記溝の外側の前記第２金属層よりも薄い
半導体装置の製造方法。

【請求項13】

請求項１２に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第２金属層の膜厚は、前記溝の内部の側壁の少なくとも一部でゼロになる
半導体装置の製造方法。

【請求項14】

請求項１２に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第２金属層は、窒化チタンを含み
前記第１金属層は、アルミニウムを含む
半導体装置の製造方法。

【請求項15】

請求項１２に記載の半導体装置の製造方法において、
前記金属配線層が前記開口部に関して非対称な形状の場合、前記溝は、前記金属配線層における前記開口部を除いた領域の面積が広い側に少なくとも設けられる
半導体装置の製造方法。

【請求項16】

請求項１２に記載の半導体装置の製造方法において、
前記溝は、前記開口部を囲んでいる
半導体装置の製造方法。

【請求項17】

請求項１２に記載の半導体装置の製造方法において、
前記金属配線層は、
前記開口部に露出した部分を含むパッド部と、
前記パッド部の側面に接続された延在部と
を備え、
前記溝は、前記開口部から見て前記延在部側に少なくとも設けられる
半導体装置の製造方法。

【請求項18】

請求項１７に記載の半導体装置の製造方法において、
前記溝の二つの端のうちの少なくとも一方は、前記金属配線層の縁に達する
半導体装置の製造方法。

【請求項19】

請求項１２に記載の半導体装置の製造方法において、
前記溝の深さは、前記金属配線層の配線用のビアのビアホールの深さよりも深い
半導体装置の製造方法。

【請求項20】

請求項１２に記載の半導体装置の製造方法において、
前記溝の前記金属配線層は、前記金属配線層の配線用のビアである
半導体装置の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体装置に関し、例えばパッドを有する半導体装置に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体装置のボンディングパッドを構成する配線層には、アルミを主とするアルミ合金が用いられる場合が多い。アルミ合金は、反射率が高いため、リソグラフィー工程でパターニング異常が発生するおそれがある。そのパターニング異常を防止するために、アルミ合金は反射防止膜との積層構造で使用される。その反射防止膜として、窒化チタンが用いられる場合が多い。その反射防止膜上にはパッシベーション膜が形成されている。パッシベーション膜には、ボンディングパッド用の開口部であるパッド開口部が設けられている。その反射防止膜は、パッド開口部では除去されている。その結果、そのパッド開口部ではアルミ合金が露出している。

【0003】

半導体装置の品質確認の一つとして高温、高湿の環境下で長時間、電圧を印加する高温高湿バイアス試験がある。この試験を実施している時、水分が半導体装置の封入樹脂を通ってパッド開口部まで浸入する場合がある。その場合、パッド開口部のアルミ合金に電圧が印加されていると、パッド開口部を囲むパッシベーション膜とその下のアルミ合金との間に僅かに露出している反射防止膜の窒化チタンが酸化され、酸化チタンが形成されることがある。この酸化現象は窒化チタンの露出している部分に留まらず、パッシベーション膜で覆われている内部の領域へも進行する場合がある。窒化チタンが酸化される過程は体積膨張を伴っており、酸化された領域が拡大すると体積膨張による応力によりパッシベーション膜にクラックが発生する場合がある。パッシベーション膜にクラックが発生し、そのクラックが下層の部分に伝播すると、そのクラックに沿って水分が侵入する可能性がある。水分が浸入すると、層間絶縁膜を構成する低誘電率膜の膜質の変化や配線層を構成する配線金属の腐食などの不良を誘発するおそれがある。従って、パッシベーション膜のクラックは避けなければならない。

【0004】

このため、長期間の使用が見込まれ、高品質が要求される半導体装置では、以下のような工夫が必要になってきている。すなわち、ボンディングパッドを構成するアルミ合金の配線層（パッド配線層又はパッドアルミ配線層）の反射防止膜として窒化チタンを用いる場合、その窒化チタンの酸化を抑制するか、酸化してもパッシベーション膜のクラックを発生させないような工夫である。言い換えると、反射率の高いパッド配線層上に、反射率の低い反射防止膜を形成したとき、その反射防止膜が水分により酸化し、体積膨張して、パッシベーション膜にクラックが発生する、という現象を防止する工夫が必要である。一方、半導体装置の低コスト化の要求も強くなっており、この工夫を低コストで実現する必要がある。

【0005】

窒化チタンの酸化によりパッシベーション膜にクラックが発生する現象を防止する技術として、特開２０１０−２７２６２１号公報（ＵＳ２０１０／０２９５０４４（Ａ１））に半導体装置が開示されている。この半導体装置では、パッド開口部より広く窒化チタンが除去されている。具体的には、パッドアルミ配線層の形成後、窒化チタンの除去工程を追加し、パッド開口部より広く窒化チタンを除去する。この後、パッシベーション膜を成膜し、そのパッシベーション膜にパッド開口部を形成している。このような構造を採用することで、パッシベーション膜のパッド開口部の底部とその下のアルミ合金との間に窒化チタンが露出することはない。その結果、窒化チタンの酸化によりパッシベーション膜にクラックが発生する現象を防止できる。

【0006】

また、窒化チタンの酸化によりパッシベーション膜にクラックが発生する現象を防止する技術として、特開２０１０−２５１５３７号公報（ＵＳ２０１０／０２６４４１４（Ａ１））に半導体集積回路装置が開示されている。この半導体集積回路装置では、パッド開口部を取り巻くように周回状に窒化チタンを除去した領域を設けている。この場合、パッシベーション膜のパッド開口部の底部とその下のアルミ合金との間に窒化チタンは露出する。しかし、窒化チタンが酸化されても、その酸化された領域を狭い範囲に限定することができる。酸化された領域が限定されるのでクラックが生じない。このようなクラックが生じないパッシベーション構造を採用することで、窒化チタンの酸化によりパッシベーション膜にクラックが発生する現象を防止できる。

【0007】

また、窒化チタンの酸化によりパッシベーション膜にクラックが発生する現象を防止する技術として、特開２００６−３０３４５２号公報（ＵＳ２００６／０２４９８４５（Ａ１））に半導体装置が開示されている。この半導体装置では、露出した窒化チタンを覆うように追加的に絶縁膜を形成している。具体的には、パッド開口部を形成した後に絶縁膜を形成する工程と、パッド開口部に露出していた窒化チタンを覆いつつ、パッド開口部を再び開口するようにその絶縁膜をエッチングする工程とを追加している。このような構造を採用することで、パッシベーション膜のパッド開口部の底部とその下のアルミ合金との間に窒化チタンが露出することはない。その結果、窒化チタンの酸化によりパッシベーション膜にクラックが発生する現象を防止できる。

【0008】

関連する技術として特開２００７−１０３５９３号公報には、半導体装置が開示されている。この半導体装置は、導電膜と、保護膜と、開口とを有している。導電膜は、第１の金属膜と第１の金属膜上に堆積された第１の金属膜とは異なる第２の金属膜とを含む。保護膜は、前記導電膜の上部に堆積した絶縁膜からなる。開口は、前記保護膜及び前記第２の金属膜を除去して前記第１の金属膜を露出させている。前記保護膜の除去領域が、前記第２の金属膜における除去領域の内側となる。

【0009】

また、特開２０１０−０８０７７２号公報（ＵＳ２０１０／００７８７８０（Ａ１））には、半導体装置が開示されている。この半導体装置は、配線と、層間絶縁膜と、開口内金属膜と、表面金属膜と、導通確保膜とを含む。層間絶縁膜は、前記配線上に形成され、その表面から前記配線に達する開口を有する。開口内金属膜は、前記開口内において前記配線上に形成され、アルミニウムを含む金属材料からなる。表面金属膜は、前記層間絶縁膜上に形成され、前記金属材料からなる。導通確保膜は、前記開口の側面上に形成され、前記開口内金属膜と前記表面金属膜との導通を確保する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】特開２０１０−２７２６２１号公報

【特許文献2】特開２０１０−２５１５３７号公報

【特許文献3】特開２００６−３０３４５２号公報

【特許文献4】特開２００７−１０３５９３号公報

【特許文献5】特開２０１０−０８０７７２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

上記特開２０１０−２７２６２１号公報や特開２０１０−２５１５３７号公報などに開示された技術は、窒化チタンの酸化によるパッシベーション膜のクラックの発生という現象を防止することが可能である。しかし、それら技術を用いた半導体装置を得るには、その製造過程において、リソグラフィー工程やエッチング工程を新たに追加することが必要となる。

【0012】

また、上記特開２００６−３０３４５２号公報などに開示された技術も、窒化チタンの酸化によるパッシベーション膜のクラックの発生という現象を防止することが可能である。しかし、それら技術を用いた半導体装置を得るにも、その製造過程において、成膜工程やリソグラフィー工程やエッチング工程を新たに追加することが必要となる。

【0013】

上述のように、従来の技術を用いることで、パッシベーション膜のパッド開口部の底部とその下のアルミ合金との間に設けられた窒化チタンが酸化してパッシベーション膜にクラックが発生する、という現象を防止することはできる。しかし、そのためには新たな工程を追加することが不可欠となっている。その結果、半導体装置の製造コストの上昇やスループットの減少などの問題が生じている。窒化チタンの酸化によるパッシベーション膜のクラックの発生を防止するに際して、新たな工程の追加が不要な技術が望まれている。新たな工程を追加することなく、パッシベーション膜のパッド開口部の底部とその下のパッド配線層との間に露出する反射防止膜の酸化によりパッシベーション膜にクラックが発生する、という現象を防止する技術が求められている。

【0014】

その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

【課題を解決するための手段】

【0015】

パッドを有する半導体装置において、パッド配線層と、反射防止膜と、パッド開口部を有する絶縁層とをこの順に設ける際に、パッド開口部を形成する領域の近傍のパッド配線層に溝部を形成し、そのパッド配線層上に反射防止膜を形成する。その溝部の内壁の反射防止膜の膜厚は、その溝部の外側の反射防止膜の膜厚よりも薄い。

【発明の効果】

【0016】

前記一実施の形態によれば、パッドを有する半導体装置において、新たな工程を追加することなく、反射防止膜が水分により酸化し、体積膨張して、パッシベーション膜にクラックが発生する、という現象を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】図１は、第１の実施の形態に係る半導体装置の一例の概略平面図である。

【図2】図２は、第１の実施の形態に係る半導体装置の一例の概略断面図である。

【図3】図３は、図２における領域αを示す概略拡大断面図である。

【図4A】図４Ａは、第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の一例を示す概略断面図である。

【図4B】図４Ｂは、第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の一例を示す概略断面図である。

【図4C】図４Ｃは、第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の一例を示す概略断面図である。

【図4D】図４Ｄは、第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の一例を示す概略断面図である。

【図5】図５は、第２の実施の形態に係る半導体装置の一例の概略断面図である。

【図6】図６は、第３の実施の形態に係る半導体装置の一例の概略断面図である。

【図7】図７は、第４の実施の形態に係る半導体装置の一例の概略断面図である。

【図8】図８は、第５の実施の形態に係る半導体装置の一例の概略断面図である。

【図9】図９は、第６の実施の形態に係る半導体装置の一例の概略平面図である。

【図10】図１０は、第６の実施の形態に係る半導体装置の一例の概略断面図である。

【図11A】図１１Ａは、第６の実施の形態に係る半導体装置の変形例の概略平面図である。

【図11B】図１１Ｂは、第６の実施の形態に係る半導体装置の変形例の概略平面図である。

【図11C】図１１Ｃは、第６の実施の形態に係る半導体装置の変形例の概略平面図である。

【図12A】図１２Ａは、第６の実施の形態に係る半導体装置の他の変形例の概略平面図である。

【図12B】図１２Ｂは、第６の実施の形態に係る半導体装置の他の変形例の概略平面図である。

【図12C】図１２Ｃは、第６の実施の形態に係る半導体装置の他の変形例の概略平面図である。

【図13A】図１３Ａは、第７の実施の形態に係る半導体装置の一例の概略平面図である。

【図13B】図１３Ｂは、第７の実施の形態に係る半導体装置の一例の概略断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、実施の形態に係る半導体装置に関して、添付図面を参照して説明する。

【0019】

（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態に係る半導体装置の一例の概略平面図である。図２は、第１の実施の形態に係る半導体装置の一例の概略断面図である。この図は、図１のＡＡ’断面を示している。
実施の形態に係る半導体装置としての半導体チップ２ａは、金属配線層としてのパッドアルミ配線層５０と、絶縁層としてのパッシベーション膜６０とを具備している。パッドアルミ配線層５０は、パッド用である。パッシベーション膜６０は、パッドアルミ配線層５０を覆うように設けられ、パッドアルミ配線層５０の一部表面が露出する開口部としてのパッド開口部５を有する。パッドアルミ配線層５０は、第１金属層としての配線金属５２と、第２金属層としての反射防止膜５３とを含む。反射防止膜５３は、パッド開口部５を除いた配線金属５２上に設けられ、配線金属５２よりも薄く反射率が低い。パッドアルミ配線層５０は、パッド開口部５を除いた所定の領域に溝部７を有する。配線金属５２は、溝部７に対してひさし状に張り出している。溝部７の内部の側壁の反射防止膜５３は、溝部７の外側の反射防止膜５３よりも薄い。

【0020】

本実施の形態では、パッド用の金属配線層としてのパッドアルミ配線層５０において、パッド用の開口部としてのパッド開口部５を除いた所定の領域に溝部７を有している。そして、第１金属層としての配線金属５２は、溝部７の凹みに対してひさし状に張り出し、溝部７の凹みの内側の側壁上の第２金属層としての反射防止膜５３は、溝部７の外側の平面上の反射防止膜５３よりも薄くなっている。その結果、反射防止膜５３がパッド開口部５付近で酸化されて、その酸化が溝部７に達したとしても、溝部７から先の酸化を防止することができる。それは、その溝部７が、溝部７の凹みの内側の側壁では反射防止膜５３が薄いため、酸化が抑制されたり、酸化されたとしてもその体積膨張は極めて小さかったり、酸素又は水分の移動が抑制されたりする効果を奏するからである。それにより、反射防止膜５３が酸化されて、体積膨張を起こし、パッドアルミ配線層５０上の絶縁層としてのパッシベーション膜６０にクラックが発生する、という現象を防止することができる。すなわち、半導体装置としての半導体チップ２ａの品質劣化を避けることができる。

【0021】

以下、実施の形態に係る半導体装置について詳細に説明する。
図１では、半導体装置としての半導体チップ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄがダイシング領域３を介して半導体ウェハ上に設けられている例を示している。そして、半導体チップ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄについては、それらの全体ではなく一部が示されている。半導体チップ２ａ、２ｂについては、それらのボンディングパッド４が示されている。以下では、半導体チップ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄを区別する必要が無いので、半導体チップ２ａを代表として説明する。

【0022】

半導体チップ２ａは、ボンディングパッド４と、パッシベーション膜（６０）とを備えている。パッシベーション膜（６０）は、ボンディングパッド４を覆うように設けられ、ボンディングパッド４の一部表面が露出するパッド開口部５を有している。ただし、この図では、パッド開口部５を示しているが、パッシベーション膜（６０）の記載を省略している。パッド開口部５に露出したボンディングパッド４（のパッドアルミ配線層５０；後述）には、ボンディングワイヤ９などの配線が接続される。ボンディングワイヤ９は、パッド開口部５に露出したボンディングパッド４（のパッドアルミ配線層５０）の周辺領域４ａを除く、中央領域に接続される。ボンディングパッド４は、溝部７を含んでいる。溝部７は、パッド開口部５を囲むように周回状にボンディングパッド４（のパッドアルミ配線層５０）に設けられた溝構造であり、基板方向に凹み（窪み）を有している。

【0023】

図２では、ボンディングパッド４のパッドアルミ配線層５０の１つ下層の下層アルミ配線層２０の下に位置する層間絶縁層１１から上の部分を示している。なお、作図の都合上、パッド開口部５の大きさは小さくされ、全体は膜厚方向に拡大された図となっている。

【0024】

パッシベーション膜６０は、第１パッシベーション膜６１と第２パッシベーション膜６２とを備えている。第１パッシベーション膜６１は、酸化シリコン（ＳｉＯ_２）と酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）との積層構造に例示される。第２パッシベーション膜６２は、ポリイミドに例示される。

【0025】

ボンディングパッド４は、下層アルミ配線層２０と、ビア４０と、パッドアルミ配線層５０とを備えている。下層アルミ配線層２０は、層間絶縁層１１上に形成されている。層間絶縁層１１は酸化シリコン（ＳｉＯ_２）に例示される。下層アルミ配線層２０は、バリアメタル２１と配線金属２２と反射防止膜２３とを含む積層構造を有している。バリアメタル２１はチタン／窒化チタン（Ｔｉ／ＴｉＮ）に例示され、配線金属２２はアルミ合金（Ａｌ合金）に例示され、反射防止膜２３は窒化チタン（ＴｉＮ）に例示される。下層アルミ配線層２０の上には層間絶縁層３１が形成されている。層間絶縁層３１は酸化シリコン（ＳｉＯ_２）に例示される。パッドアルミ配線層５０は、層間絶縁層３１の上に形成されている。パッドアルミ配線層５０は、バリアメタル５１と配線金属５２と反射防止膜５３とを含む積層構造を有している。バリアメタル５１はチタン／窒化チタン（Ｔｉ／ＴｉＮ）に例示され、配線金属５２はアルミ合金（Ａｌ合金）に例示され、反射防止膜５３は窒化チタン（ＴｉＮ）に例示される。ビア４０は、層間絶縁層３１を貫通し、下層アルミ配線層２０とパッドアルミ配線層５０との間を接続するように形成されている。ビア４０は、層間絶縁層３１を貫通するビアホール７１を、バリアメタル４１と埋設金属４２とを含む積層構造で埋設して形成されている。バリアメタル４１は窒化チタン（ＴｉＮ）に例示され、埋設金属４２はタングステン（Ｗ）に例示される。パッドアルミ配線層５０は、ボンディングパッド本体に相当するパッド部５０ａとそこから側方へ延びる延在部５０ｂとを備えている。延在部５０ｂは、他のビア４０を介して、他の下層アルミ配線層２０に接続している。

【0026】

パッドアルミ配線層５０には、上述のように溝部７が設けられている。溝部７は、層間絶縁層３１を貫通するビア溝７２を、バリアメタル４１と埋設金属４２とを含む積層構造で不完全（部分的）に埋め込み、更にバリアメタル５１と配線金属５２と反射防止膜５３とを含む積層構造で埋め込んでいる。従って、溝部７の（ビア溝７２の）ビア４０ａは、バリアメタル４１と埋設金属４２とバリアメタル５１と配線金属５２と反射防止膜５３とを含む積層構造で形成されている。ただし、その積層構造でビア溝７２を埋め切っている必要はない。溝部７の上部（ビア溝７２の上方）には、溝７３が形成されている。その溝７３は、その底面の位置が、ビア溝７２の開口面より下であっても良い。

【0027】

図３は、図２における領域αを示す概略拡大断面図である。
溝部７では、ビア溝７２の側壁及び底面にバリアメタル４１と埋設金属４２とが積層されている。しかし、他のビア４０と異なり、この溝部７のビア４０ａは、幅が広くなっている。そのため、バリアメタル４１と埋設金属４２は、ビア溝７２を埋め切れず、溝（又は凹み、窪み）が残る。バリアメタル５１と配線金属５２とはこの溝（又は凹み、窪み）の上に形成されている。そのため、配線金属５２の上部には、その溝（又は凹み、窪み）に対応して溝７３が形成されている。このとき、配線金属５２は、溝７３に対してひさし状に張り出した（オーバーハングした）形状となっている。すなわち、配線金属５２は、溝部７の内部に落ち込む部分（ひさし部分５５）が、溝部７の内部の側壁の部分（内壁部分５６）よりも、溝部７の中央へ向かって張り出している。従って、溝７３を上から見ると、両側のひさし部分５５が溝７３の中央へ向かって張り出して、底部５７の視認可能な領域を狭めている。反射防止膜５３は、配線金属５２上に形成されている。しかし、配線金属５２のひさし部分５５の陰になる部分、すなわち内壁部分５６の反射防止膜５３は、溝７３の外側部分５８の反射防止膜５３よりも薄い。好ましくは、内壁部分５６の反射防止膜５３は、少なくとも一部において膜厚ゼロである。より好ましくは、内壁部分５６の反射防止膜５３は、膜厚ゼロである。ただし、いずれの場合にも反射防止膜５３は底部５７にあっても良い。

【0028】

その結果、パッド開口部５近傍の反射防止膜５３が酸化されて、体積膨張を起こしても、溝部７で反射防止膜５３が極めて薄くなるか又は無くなるので、その酸化が溝部７で停止することになる。すなわち、反射防止膜５３の酸化が、パッド開口部５から溝部７までの極めて狭い範囲に限定され、それ以上広がることが無くなる。それにより、反射防止膜５３が広範囲に酸化してパッドアルミ配線層５０上のパッシベーション膜６０にクラックが発生する、という現象を防止することができる。従って、パッド開口部５近傍の窒化チタン（反射防止膜５３）が酸化され体積膨張しても、溝部７によりその酸化及び体積膨張を極めて狭い範囲に限定することができる。それにより、窒化チタンが広範囲に酸化してアルミ合金（パッドアルミ配線層５０）上のパッシベーション膜６０にクラックが発生する、という現象を防止することができる。

【0029】

なお、ボンディングパッド４としては、少なくともボンディングワイヤ９から電圧Ｖ０（≠０）が印加されるものを対象とすることが好ましい。そのようなボンディングパッド４は、接地用のボンディングパッド４と比較して、反射防止膜５３が酸化され易いからである。

【0030】

次に、第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法について説明する。
図４Ａ〜図４Ｄは、第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の一例を示す概略断面図である。この図は、ボンディングパッド４が形成される領域について示している。ただし、下層アルミ配線層２０までの製造方法については、従来の半導体装置の製造方法と同じなので、その説明は省略する。

【0031】

本実施の形態に係る半導体装置の製造方法は、第１〜第７の工程を具備している。第１の工程は、下層配線としての下層アルミ配線層２０上の層間絶縁層３０にビアホール７１と溝としてのビア溝７２とを形成する工程である。第２の工程は、ビアホール７１を埋め、ビア溝７２を途中の深さまで埋めるように埋め込み金属層としての埋設金属４２を形成する工程である。第３の工程は、層間絶縁層３０及び埋設金属４２を覆うように第１金属層としての配線金属５２をスパッタリング法で形成する工程である。第４の工程は、配線金属５２を覆うように、配線金属５２よりも薄く反射率の低い第２金属層としての反射防止膜５３をスパッタリング法で形成する工程である。第５の工程は、配線金属５２及び反射防止膜５３をエッチングしてパッドとしてのボンディングパッド４を形成する工程である。第６の工程は、ボンディングパッド４を覆うように絶縁層としてのパッシベーション膜６０を形成する工程である。第７の工程は、ボンディングパッド４の配線金属５２の一部表面が露出するように、ビア溝７２のある領域を除いた領域のパッシベーション膜６０と反射防止膜５３とをエッチングして開口部としてのパッド開口部５を形成する工程である。配線金属５２は、ビア溝７２に対してひさし状に張り出している。ビア溝７２の内部の側壁の反射防止膜５３は、ビア溝７２の外側の反射防止膜５３よりも薄い。

【0032】

本実施の形態では、パッド用の開口部としてのパッド開口部５のある領域を除いた所定の領域に、ビア溝７２を形成する。ビア溝７２は、ビア用の埋め込み金属層としての埋設金属４２、及び、パッド配線層用の第１金属層としての配線金属５２及び反射防止膜用の第２金属層としての反射防止膜５３ではきちんと埋設されない溝である。それにより、ビア溝７２の領域には、ビア用の埋め込み金属層としての埋設金属４２の成膜後、パッド配線層の成膜前に溝７２ａによる段差が生じている。パッド配線層用の配線金属５２（例示：アルミ合金）は、スパッタリング法を用いて成膜されるが、溝７３（段差）が残り、その段差により溝７３の内側に向かってひさし状に張り出した（オーバーハングした）形状になる。そのため、その後にスパッタリング法で成膜される反射防止膜用の反射防止膜５３（例示：窒化チタン）は、ひさし状に張り出した（オーバーハングした）形状の“ひさし”の陰になる部分、すなわち溝７３の内壁の部分には成膜され難くなる。その結果、溝７３の内壁の反射防止膜５３は、溝７３の外側の反射防止膜５３よりも薄くなる。そのため、反射防止膜５３がパッド開口部５付近で酸化されて、その酸化が溝７３に達したとしても、溝７３から先の酸化を防止することができる。それは、溝７３が、溝７３の内側の側壁では反射防止膜５３が薄いため、酸化が抑制されたり、酸化されたとしてもその体積膨張が極めて小さかったり、酸素又は水分の移動が抑制されたりする効果を奏するからである。それにより、反射防止膜５３が酸化されて、体積膨張を起こし、金属配線層としてのパッドアルミ配線層５０上の絶縁層としてのパッシベーション膜６０にクラックが発生する、という現象を防止することができる。この場合、反射防止膜用の反射防止膜５３の薄い（又は除去された）領域を、新たに工程を追加することなく、既存工程の部分的な変更だけで設けることが可能となる。すなわち、半導体装置の品質劣化を避けることができる。

【0033】

以下、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法について詳細に説明する。
図４Ａに示すように、下層アルミ配線層２０（例示：バリアメタル２１：チタン／窒化チタン、配線金属２２：アルミ合金、反射防止膜２３：窒化チタン）の上部に層間絶縁層３１を成膜する。続いて、その層間絶縁層３１を、ＣＭＰ技術を用いて平坦化する。その後、層間絶縁層３１にリソグラフィー及びエッチングの工程によりビアホール７１、ビア溝７２を同時に開口する。ここで、溝部７を形成するためのビア溝７２について説明する。通常のビアホール７１がホール状に開口されているのに対して、ビア溝７２は、図１に示すように、パッド開口部５を取り囲むように、溝状に開口されている。更に、通常のビアホール７１の開口寸法（一辺又は直径）と比較して、ビア溝７２の開口寸法（幅）の方が大きい。例えば、通常のビアホール７１が０．３０μｍ×０．３０μｍの大きさのホール状に開口されているとすると、ビア溝７２は２．０μｍ幅の溝状に開口されている。

【0034】

次に、図４Ｂに示すように、層間絶縁層３１、ビアホール７１及びビア溝７２を覆うように、バリアメタル４１を成膜する。続いて、バリアメタル４１を覆うように、埋設金属４２を成膜する。その後、ＣＭＰ技術を用いて平坦化して、層間絶縁層３１上のバリアメタル４１、埋設金属４２を除去する。それにより、通常のビアホール７１は、バリアメタル４１、埋設金属４２が埋め込まれて、ビア４０が形成される。そのとき、ビア溝７２は、バリアメタル４１、埋設金属４２では埋まらず、溝７２ａ（段差）が残っている。バリアメタル４１としては、例えば膜厚５０ｎｍの窒化チタンが成膜される。埋設金属４２としては、例えば膜厚２００ｎｍのタングステンが成膜される。その結果、下層アルミ配線層２０上の層間絶縁層３１の厚さが、例えば１．０μｍの場合、ビア溝７２は埋設金属４２できちんと埋め込まれず、７５０ｎｍの段差の溝７２ａができることになる。

【0035】

続いて、図４Ｃに示すように、層間絶縁層３１、バリアメタル４１及び埋設金属４２を覆うように、バリアメタル５１をスパッタリング法により成膜する。バリアメタル５１としては、例えば膜厚３０ｎｍのチタンと膜厚４０ｎｍの窒化チタンの積層膜が成膜される。次に、バリアメタル５１を覆うように、配線金属５２をスパッタリング法により成膜する。配線金属５２としては、例えば膜厚１．６μｍのアルミ合金が成膜される。このとき、配線金属５２の上部には、ビア溝７２内の溝７２ａ（段差）に対応して溝７３が形成される。そして、配線金属５２は、その溝７３の内側に向かってひさし状に張り出した（オーバーハングした）形状になる。続いて、配線金属５２を覆うよう反射防止膜５３をスパッタリング法により成膜する。反射防止膜５３としては、例えば膜厚３０ｎｍの窒化チタンが成膜される。このとき、反射防止膜５３は、ひさし状に張り出した（オーバーハングした）形状のひさしの陰になる部分、すなわち溝７３の内壁部分には成膜され難くなる。その結果、溝７３の内壁部分の反射防止膜５３は、溝７３の外側の反射防止膜５３よりも薄くなるか、又は、膜厚ゼロとなる。その後、リソグラフィー及びエッチングの工程により、バリアメタル５１、配線金属５２及び反射防止膜５３の積層構造で形成されたパッドアルミ配線層５０をボンディングパッド４の形状にパターニングする。この段階で、ビア溝７２には、バリアメタル４１、埋設金属４２、バリアメタル５１、配線金属５２、反射防止膜５３が埋め込まれる。その結果、ビア４０ａが概ね形成される。ただし、ビア溝７２が深い場合、ビア溝７２は完全には埋め込まれず、溝７３が層間絶縁層３１の上面よりも低くなる場合もある。

【0036】

その後、図４Ｄに示すように、第１パッシベーション膜６１と第２パッシベーション膜６２を成膜する。第１パッシベーション膜６１としては、例えば膜厚１００ｎｍの酸化シリコン膜と膜厚１０００ｎｍの酸窒化シリコン膜の積層構造が成膜される。第２パッシベーション膜６２としては、例えばポジ型感光性ポリイミドが用いられ、１０μｍの膜厚で塗布される。続いて、ポジ型感光性ポリイミドにおいて、パッド開口部５の位置を露光した後に現像を行なうことで、露光した部分が除去される。その後、第２パッシベーション膜６２をマスクとして第１パッシベーション膜６１とパッドアルミ配線層５０の反射防止膜５３をドライエッチングにて除去して、パッド開口部５（例示：一辺７０μｍの略矩形）を形成する。その後、ボンディングワイヤ９（例示：直径約５０μｍ）が接続される。

【0037】

以上のようにして、半導体装置は製造される。

【0038】

この製造方法を既存の製造方法と比較すると、通常のビアホール７１を製造する工程において、同時にビア溝７２を形成するようにしたことが変更点となる。すなわち、ビアホール７１のマスクを一部変更して、ビア溝７２も形成できるようにしている。このように、既存の工程の一部を変更するだけで、新たな工程を追加する必要はない。

【0039】

配線金属５２をひさし状に張り出した（オーバーハングした）形状とするには、ビア溝７２の幅と深さを調整することで実現することができる。例えば、幅を広くし過ぎると、横から来る成膜成分が多くなるので、オーバーハング形状にならなくなる。幅としては、例えばビアホール７１の幅よりも大きい必要はある。溝部７の外側部分５８での配線金属５２の膜厚の２倍よりも小さくてもよい。また、スパッタリング条件を調整することでも実現することができる。

【0040】

本実施の形態では、パッドアルミ配線層５０のバリアメタル５１、配線金属５２、反射防止膜５３は、スパッタリング法で成膜される。ここで、スパッタリング法は、金属ターゲットにイオンを衝突させ、ターゲット表面からはじき飛ばされた原子が基板に到達して成膜される成膜方法であり、成膜量は成膜部位から見たターゲットの視野角の大きさに依存する。すなわち、スパッタリング法による成膜は、平坦部は均一に成膜できるが、段差があるとその側面部は成膜量が薄くなる特徴がある。従って、例えば、段差（深さ）が７５０ｎｍ、幅が１．５μｍの溝７２ａに、スパッタリング法で１．６μｍのアルミ合金（配線金属５２）を成膜する場合、成膜後のアルミ合金の形状はオーバーハングした形状となる。これは、上述のスパッタリング法の特徴から、成膜中に溝７２ａ内に成膜粒子が侵入し難くなり、溝７２ａの内部の側壁の部分において膜厚が薄くなるからである。

【0041】

その上に窒化チタン（反射防止膜５３）がスパッタリング法で成膜されることになるが、オーバーハング形状のひさしの影になった部分には窒化チタンは成膜されないか、極めて薄くなる。これも、上述のスパッタリング法の特徴から、成膜中に、溝７３の内部のひさしの陰になった領域に成膜粒子が侵入し難くなり、溝７３の内部の側壁の部分において成膜が困難になるからである。その結果、パッド開口部５となる領域の周囲に適切な幅と深さのビア溝７２を形成することで、窒化チタン（反射防止膜５３）の極薄部又は未成膜部を作り出すことができる。それにより、パッド開口部５において、第１パッシベーション膜６１とアルミ合金との間で露出した窒化チタンが酸化しても、酸化される領域は溝部７までの領域に限定することが可能となる。その結果、通常のビアホール７１と同時にビア溝７２を形成するというように、既存の工程の一部を変更するだけで、新たな工程を追加することなく窒化チタンの酸化によるパッシベーション膜のクラックの発生を抑制することができる。このとき、パッシベーション膜の膜種や膜厚を調整することは、より窒化チタンの酸化によるパッシベーション膜のクラックの発生を抑制することができる。

【0042】

（第２の実施の形態）
第２の実施の形態に係る半導体装置について説明する。
本実施の形態は、ビア溝７２（溝部７）の下方に下層アルミ配線層２０を無くして、ビア溝７２（溝部７）をより深くした点で第１の実施の形態と相違している。言い換えると、ビア溝７２（溝部７）をより深くするために、ビア溝７２（溝部７）の下方の下層アルミ配線層２０を無くしている。以下では、第１の実施の形態との相違点について主に説明する。

【0043】

図５は、第２の実施の形態に係る半導体装置の一例の概略断面図である。この図も、図１のＡＡ’断面を示し、ボンディングパッド４のパッドアルミ配線層５０の１つ下層の下層アルミ配線層２０の下に位置する層間絶縁層１１から上の部分を示している。なお、作図の都合上、パッド開口部５の大きさは小さくされ、全体は膜厚方向に拡大された図となっている。また、ボンディングワイヤ９の記載は省略されている。

【0044】

上記の図２に示した第１の実施の形態に係る半導体装置では、ビア溝７２（溝部７）の下部には下層アルミ配線層２０を配置し、下層アルミ配線層２０がビア４０のエッチングのストッパーにもなっている。しかし、この図５に示す本実施の形態に係る半導体装置では、ビア溝７２（溝部７）の下部には下層アルミ配線層２０を配置しておらず、ビア４０ａのエッチングが下層アルミ配線層２０の高さの中程まで達している。すなわち、ビア４０ａは、ビア４０よりもの厚く（深く）なっている。

【0045】

例えば、パッドアルミ配線層５０と下層アルミ配線層２０との間の層間絶縁層３１の膜厚が薄い場合、パッドアルミ配線層５０の成膜前のビア溝７２の段差が十分では無く、配線金属５２であるアルミ合金の形状がオーバーハング形状とはならなくなるおそれがある。その場合、反射防止膜５３である窒化チタンの極薄又は未成膜の領域を作り出すことが出来なくなる。その事態を回避するには、ビア溝７２下の下層アルミ配線層２０を無くし、ビア溝７２を下層アルミ配線層２０の上表面の位置よりも深くすれば良いと考えられる。すなわち、ビア溝７２の深さをより深くする。それにより、配線金属５２のアルミ合金の形状を所望のオーバーハング形状とすることができ、反射防止膜５３の窒化チタンの極薄又は未成膜の領域を作り出すことが可能となる。

【0046】

それを実現する製造方法としては、まず、下層アルミ配線層を形成する工程において、下層アルミ配線層２０の形状を一部変更して、ビア溝７２の下に下層アルミ配線層２０を配置しない形状にエッチングする。そして、ビアホール７１及びビア溝７２をエッチングする工程において、エッチング時間を長くする。それにより、ビアホール７１のエッチングは下層アルミ配線層２０でストップする一方、ビア溝７２のエッチングは継続するので、ビア溝７２をビアホール７１よりも深くすることができる。

【0047】

この製造方法を既存の製造方法と比較すると、以下の相違点がある。第１の相違点は、通常の下層アルミ配線層２０を所望の形状にエッチングする工程において、下層アルミ配線層２０の形状を一部変更することである。すなわち、下層アルミ配線層２０のマスクを一部変更して、下層アルミ配線層２０の形状を変更している。第２の相違点は、通常のビアホール７１を製造する工程において、同時にビア溝７２を形成するようにしたことである。すなわち、ビアホール７１のマスクを一部変更して、ビア溝７２も形成できるようにしている。第３の相違点は、通常のビアホール７１を製造する工程において、エッチング時間を少し長めにしていることである。これらの各相違点は、既存の工程の一部を変更するだけで実現可能であり、新たな工程を追加する必要はない。

【0048】

この場合にも、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
加えて、パッドアルミ配線層と下層アルミ配線層との間の層間絶縁膜の膜厚が薄い場合であっても、所望のビア溝及び溝部を形成することが可能となる
（第３の実施の形態）
第３の実施の形態に係る半導体装置について説明する。
本実施の形態は、パッドアルミ配線層５０と下層アルミ配線層２０との間の接続を、埋設金属４２を用いたビア４０ではなく、配線金属５２を用いたビア４０ｂとする点で第１の実施の形態と相違している。言い換えると、ビアを太くし、埋設金属４２を成膜する工程を無くしている。以下では、第１の実施の形態との相違点について主に説明する。

【0049】

図６は、第３の実施の形態に係る半導体装置の一例の概略断面図である。この図も、図１のＡＡ’断面を示し、ボンディングパッド４のパッドアルミ配線層５０の１つ下層の下層アルミ配線層２０の下に位置する層間絶縁層１１から上の部分を示している。なお、作図の都合上、パッド開口部５の大きさは小さくされ、全体は膜厚方向に拡大された図となっている。また、ボンディングワイヤ９の記載は省略されている。

【0050】

上記の図２に示した第１の実施の形態に係る半導体装置では、下層アルミ配線層２０とパッドアルミ配線層５０とを接続するビア４０にタングステンなどの埋設金属４２を用いている。しかし、内部配線に使用されるビアの寸法が例えば２．５μｍ×２．５μｍというように大きなサイズとなっていて、埋設金属４２を用いなくても導通や品質に問題なければ、埋設金属４２で埋設しなくても構わない。この図６に示す本実施の形態に係る半導体装置では、下層アルミ配線層２０とパッドアルミ配線層５０とを接続するビアとして、配線金属５２を用いたビア４０ｂを用いている。こうすると、ビア溝７２の底部にバリアメタル４１及び埋設金属４２が無くなるので、ビア溝７２の深さ（段差）を、大きく取ることができる。それにより、より容易に、配線金属５２のアルミ合金の形状を所望のオーバーハング形状とすることができ、反射防止膜５３の窒化チタンの極薄又は未成膜の領域を作り出すことが可能となる。

【0051】

それを実現する製造方法としては、まず、ビアホール７１及びビア溝７２をエッチングする工程において、通常のビアホール７１を大きなサイズとして、ビア溝７２と共に開口する。そして、バリアメタル４１及び埋設金属４２の成膜工程とＣＭＰ工程を省略する。

【0052】

この製造方法を既存の製造方法と比較すると、以下の相違点がある。第１の相違点は、通常のビアホール７１を製造する工程において、ビアホール７１のサイズを大きくし、同時にビア溝７２を形成するようにしたことである。すなわち、ビアホール７１のマスクを一部変更して、ビアホール７１のサイズを変更し、ビア溝７２も形成できるようにしている。第２の相違点は、バリアメタル４１及び埋設金属４２の成膜工程とＣＭＰ工程を省略したことである。これらの各相違点は、既存の工程の一部を変更するだけで実現可能であり、新たな工程を追加する必要はない。

【0053】

この場合にも、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
加えて、配線金属５２を成膜する際のビア溝７２の段差（深さ）を、大きく取ることができる。なお、本実施の形態は、パッドアルミ配線層と下層アルミ配線層との間の層間絶縁膜の膜厚が薄い場合にも適用できる。

【0054】

（第４の実施の形態）
第４の実施の形態に係る半導体装置について説明する。
本実施の形態は、溝部７（ビア４０ａ）が反射防止膜５３である窒化チタンの極薄又は未成膜の領域を造りだすだけでなく、内部回路に繋がる下層配線への接続機能を持たせている点で第１の実施の形態と相違している。以下では、第１の実施の形態との相違点について主に説明する。

【0055】

図７は、第４の実施の形態に係る半導体装置の一例の概略断面図である。この図も、図１のＡＡ’断面を示し、ボンディングパッド４のパッドアルミ配線層５０の１つ下層の下層アルミ配線層２０の下に位置する層間絶縁層１１から上の部分を示している。なお、作図の都合上、パッド開口部５の大きさは小さくされ、全体は膜厚方向に拡大された図となっている。また、ボンディングワイヤ９の記載は省略されている。

【0056】

上記の図２に示した第１の実施の形態に係る半導体装置では、溝部７（ビア４０ａ）は反射防止膜５３である窒化チタンの極薄又は未成膜の領域を造りだす機能だけを有し、内部回路に繋がる下層アルミ配線層２０への接続機能は別の通常のビア４０が担っている。しかし、溝部７（ビア４０ａ）に内部回路に繋がる下層アルミ配線層２０への接続機能を持たせても良い。この図７に示す本実施の形態に係る半導体装置では、溝部７（ビア４０ａ）は反射防止膜５３である窒化チタンの極薄又は未成膜の領域を造りだす機能に加えて、内部回路に繋がる下層アルミ配線層２０への接続機能を担っている。このような構成とすることで、内部回路に繋がる下層アルミ配線層２０に通常のビア４０で接続させる領域の分（例示：図２の延在部５０ｂの分）だけ、半導体装置を小さくすることができる。それにより、低コストの半導体装置の製造に寄与することができる。

【0057】

この製造方法を既存の製造方法と比較すると、通常のビアホール７１を製造する工程において、ビアホール７１の数を少なくし、同時にビア溝７２を形成するようにしたことが変更点となる。すなわち、ビアホール７１のマスクを一部変更して、ビアホール７１の数を少なくし、ビア溝７２も形成できるようにしている。このように、既存の工程の一部を変更するだけで、新たな工程を追加する必要はない。

【0058】

この場合にも、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
加えて、半導体装置の面積を低減でき、半導体装置を低コストで製造することができる。

【0059】

（第５の実施の形態）
第５の実施の形態に係る半導体装置について説明する。
本実施の形態は、下層配線層として銅を用いている点で第１の実施の形態と相違している。以下では、第１の実施の形態との相違点について主に説明する。

【0060】

図８は、第５の実施の形態に係る半導体装置の一例の概略断面図である。この図も、図１のＡＡ’断面を示し、ボンディングパッド４のパッドアルミ配線層５０の１つ下層の下層アルミ配線層２０の下に位置する層間絶縁層１１から上の部分を示している。なお、作図の都合上、パッド開口部５の大きさは小さくされ、全体は膜厚方向に拡大された図となっている。また、ボンディングワイヤ９の記載は省略されている。

【0061】

上記の図２に示した第１の実施の形態に係る半導体装置では、下層配線層としてアルミ合金の配線金属２２を含む下層アルミ配線層２０を用いている。しかし、下層配線は銅を用いても構わない。この図８に示す本実施の形態に係る半導体装置では、下層配線層として銅（Ｃｕ）の配線金属９２を含む下層銅配線層９０を用いている。下層銅配線層９０は、タンタル／窒化タンタル（Ｔａ／ＴａＮ）を含むバリアメタル９１と銅（Ｃｕ）を含む配線金属９２とを備えている。なお、層間絶縁層８１、８２、８３は、それぞれ酸化シリコン膜（ＳｉＯ_２）、窒化シリコン膜（ＳｉＮｘ）、酸化シリコン膜（ＳｉＯ_２）に例示される。また、このような銅配線は、第２〜第４の実施の形態に対しても適用可能である。

【0062】

この製造方法と既存の製造方法との比較については、第１の実施の形態と同様である。

【0063】

この場合にも、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
加えて、下層配線層がアルミ配線の半導体装置だけでなく、下層配線層が銅配線の半導体装置へも第２〜第４の実施の形態を適用でき、多くの半導体装置に適用可能である。

【0064】

（第６の実施の形態）
第６の実施の形態に係る半導体装置について説明する。
本実施の形態は、溝部７がパッド開口部５を囲っていない点で第１の実施の形態と相違している。以下では、第１の実施の形態との相違点について主に説明する。

【0065】

図９は、第６の実施の形態に係る半導体装置の一例の概略平面図である。この図でも、図１と同様に、半導体装置としての半導体チップ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄがダイシング領域３を介して半導体ウェハ上に設けられている例を示している。そして、半導体チップ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄについては、それらの全体ではなく一部が示されている。半導体チップ２ａ、２ｂについては、それらのボンディングパッド４が示されている。以下では、半導体チップ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄを区別する必要が無いので、半導体チップ２ａを代表として説明する。

【0066】

上記の図１に示した第１の実施の形態に係る半導体装置では、パッド開口部５を取り囲むように溝部７を配置している。しかし、例えば、狭ピッチのボンディングパッドを使用している半導体装置においては、パッド開口部５を取り囲むように溝部７を配置しようとすると、パッド開口部５を著しく小さくする（狭くする）必要がある。そうなると、半導体装置のテスティング時のプロービング性が悪くなったり、パッケージへの組み立て時のボンディング性が悪くなったりする可能性がある。従って、狭ピッチのボンディングパッドを有する半導体装置には、図１のように溝部７を配置する構成は、必ずしも適当とはいえない場合がある。

【0067】

しかし、本実施の形態に示す半導体装置では、溝部７を、パッド開口部５を取り囲むように配置しない。本実施の形態に示す半導体装置では、溝部７を、ボンディングパッド４の本体部分と引き出し部分との接続部における引き出し部分のみに、その幅方向に沿って配置する。そのとき、溝部７は、その一方の端がボンディングパッド４の引き出し部分における幅方向の一方の端に、他方の端がボンディングパッド４の引き出し部分における幅方向の他方の端に達するように配置される。また、ボンディングワイヤ９の記載は省略されている。

【0068】

図１０は、第５の実施の形態に係る半導体装置の一例の概略断面図である。この図は、図９のＢＢ’断面を示し、ボンディングパッド４のパッドアルミ配線層５０の１つ下層の下層アルミ配線層２０の下に位置する層間絶縁層１１から上の部分を示している。なお、作図の都合上、パッド開口部５の大きさは小さくされ、全体は膜厚方向に拡大された図となっている。

【0069】

溝部７は、ボンディングパッド４の本体部分に相当するパッドアルミ配線層５０のパッド部５０ａと引き出し部分に相当する延在部５０ｂとの接続部における延在部５０ｂに配置される。このように溝部７を延在部５０ｂに配置することで、パッド開口部５を従来の大きさで開口することが可能となる。この場合、パッド開口部５において、パッシベーション膜６０と配線金属５２との間に露出している反射防止膜５３の窒化チタンが酸化されて、パッド部５０ａの上面の窒化チタンが全て酸化される場合が考えられる。しかし、その場合であっても、酸化現象はその範囲で収まり、溝部７を超えて延在部５０ｂの範囲で発生することはない。従って、酸化現象の発生する領域が非常に狭い範囲に限定されるので、窒化チタンが酸化され体積膨張したとしても、パッシベーション膜６０にクラックを発生させるほどにはならないと考えられる。それにより、狭ピッチのボンディングパッド４を有する半導体装置においても、反射防止膜５３の窒化チタンの酸化現象が引き起こすパッシベーション膜６０のクラックを防止する対策が可能となる。

【0070】

言い換えると、酸化現象の発生する領域を非常に狭い範囲に限定するように、溝部７を配置すればよいということができる。従って、ボンディングパッド４のパッドアルミ配線層５０（反射防止膜５３を含む層）が、パッド開口部５に対して非対称な形状を有している場合、パッド開口部５に対してパッドアルミ配線層５０の面積が広い側に溝部７を設ければ酸化を抑制できると考えられる。それにより、その溝部７で、その面積が広い側の酸化を防止することができ、クラックを効果的に防止することができる。図９の場合では、パッドアルミ配線層５０（反射防止膜５３を含む層）は、延在部５０ｂ（引き出し部分）の側に長く延びているような、パッド開口部５に対して非対称な形状を有している。従って、パッド開口部５に対して、その延在部５０ｂ（引き出し部分）の側に溝部７を設ければよいことになる。そのため、図９の場合では、引き出し部分と本体部分との接続部分に溝部７を設けている。また、酸化抑制という点について見れば、溝部７は、溝だけでなく、凹みや窪みや段差であっても良い、ということができる。

【0071】

この製造方法と既存の製造方法との比較については、第１の実施の形態と同様である。

【0072】

この場合にも、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
加えて、本実施の形態は、第２〜第５の実施の形態においても同様に適用でき、多くの半導体装置に適用可能である。

【0073】

次に、第６の実施の形態に係る半導体装置の変形例について説明する。
図１１Ａ〜図１１Ｃは、第６の実施の形態に係る半導体装置の変形例の概略平面図である。
図１１Ａでも、溝部７を、ボンディングパッド４の本体部分と引き出し部分との接続部における引き出し部分のみに、その幅方向に沿って配置している。ただし、図１１Ａの場合では、溝部７は、その一方の端がボンディングパッド４の引き出し部分における幅方向の一方の端に達している。また、他方の端がボンディングパッド４の引き出し部分における幅方向の他方の端の近傍にあるが、その他方の端には達していない。このように、引き出し部分において、幅方向に、僅かに溝部７が無い部分があっても、他の大部分に溝部があるので、酸化の抑制効果を奏することができる。

【0074】

同様に、図１１Ｂでも、溝部７を、ボンディングパッド４の本体部分と引き出し部分との接続部における引き出し部分のみに、その幅方向に沿って配置している。ただし、図１１Ｂの場合では、溝部７は、その一方の端がボンディングパッド４の引き出し部分における幅方向の一方の端の近傍にあるが、その一方の端には達していない。また、他方の端がボンディングパッド４の引き出し部分における幅方向の他方の端の近傍にあるが、その他方の端には達していない。このように、引き出し部分において、幅方向に、僅かに溝部７が無い部分があっても、他の大部分に溝部があるので、酸化の抑制効果を奏することができる。

【0075】

同様に、図１１Ｃでも、溝部７を、ボンディングパッド４の本体部分と引き出し部分との接続部における引き出し部分のみに、その幅方向に沿って配置している。ただし、図１１Ｃの場合では、溝部７は、その途中において、一部途切れている。このように、引き出し部分において、幅方向に、僅かに溝部７が無い部分があっても、他の大部分に溝部があるので、酸化の抑制効果を奏することができる。

【0076】

図１２Ａ〜図１２Ｃは、第６の実施の形態に係る半導体装置の他の変形例の概略平面図である。
図１２Ａでも、溝部７を、パッド開口部５を取り囲むように配置しない。図１２Ａの場合では、溝部７を、ボンディングパッド４の本体部分と引き出し部分との接続部における本体部分のみに、その幅方向に沿って配置している。そのとき、溝部７は、その一方の端がボンディングパッド４の本体部分の一方の端に、他方の端がボンディングパッド４の本体部分の他方の（対向する）端に達するように配置される。この場合にも実質的に図９の場合と同様であるので、同様の効果を奏することができる。なお、この場合、図１１Ａ〜図１１Ｃのように、僅かに溝部７の無い箇所があっても良い。

【0077】

図１２Ｂでも、溝部７を、パッド開口部５を取り囲むように配置しない。図１２Ｂの場合では、溝部７を、パッド開口部５を部分的に取り囲むように配置している。具体的には、ボンディングパッド４の本体部分（パッド部５０ａ）の直角に交わる二辺に沿って直角な形状の溝部７を配置している。溝部７の両端は、ボンディングパッド４の本体部分の端に達している。このような場合にも実質的に図９の場合と同様であるので、同様の効果を奏することができる。なお、この場合、図１１Ａ〜図１１Ｃのように、僅かに溝部７の無い箇所があっても良い。

【0078】

図１２Ｃでも、溝部７を、パッド開口部５を取り囲むように配置しない。図１２Ｂの場合では、溝部７を、パッド開口部５を部分的に取り囲むように配置している。具体的には、図１の場合と比較して、ボンディングパッド４の引き出し部分（延在部５０ｂ）の側の約半分の溝部７を配置している。このように、ボンディングパッド４の本体部分において、溝部７が無い部分があっても、他の大部分に溝部があるので、酸化の抑制効果を奏することができる。

【0079】

（第７の実施の形態）
第７の実施の形態に係る半導体装置について説明する。
本実施の形態は、ボンディングワイヤ９がパッド開口部５に露出したボンディングパッド４（のパッドアルミ配線層）の全面に設けられている点で第１の実施の形態と相違している。以下では、第１の実施の形態との相違点について主に説明する。

【0080】

図１３Ａは、第７の実施の形態に係る半導体装置の一例の概略平面図である。この図では、半導体装置としての半導体チップ２ａのうちの一つのボンディングパッド４について示している。このボンディングパッド４では、パッド開口部５に露出したボンディングパッド４（のパッドアルミ配線層）の全面に、ボンディングワイヤ９が設けられている。

【0081】

図１３Ｂは、第７の実施の形態に係る半導体装置の一例の概略断面図である。この図は、図１３ＡのＣＣ’断面を示し、ボンディングパッド４のパッドアルミ配線層５０の１つ下層の下層アルミ配線層２０の下に位置する層間絶縁層１１から上の部分を示している。なお、作図の都合上、パッド開口部５の大きさは小さくされ、全体は膜厚方向に拡大された図となっている。

【0082】

このボンディングパッド４では、パッド開口部５に露出したパッドアルミ配線層５０の配線金属５２の全面に、ボンディングワイヤ９が設けられている。このとき、一見、パッド開口部５において、パッシベーション膜６０と配線金属５２との間の反射防止膜５３は、ボンディングワイヤ９に覆われて、水分が到達しないようにも見える。しかし、製造ばらつきや長期使用による劣化等によるパッシベーション膜６０とボンディングワイヤ９との間にわずかな隙間が生じて、水分がパッシベーション膜６０とボンディングワイヤ９との間に侵入し、反射防止膜５３に到達する場合がある。しかし、そのような場合であっても、溝部７を設けることで、反射防止膜５３が酸化され、体積膨張して、パッシベーション膜６０にクラックが発生する、という現象を防止することができる。

【0083】

この場合にも、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、他の実施の形態においても、本実施の形態を適用可能である。

【0084】

また、上記各実施の形態では、反射防止膜として窒化チタンを例にして説明しているが、各実施の形態はその例に限定されるものではない。反射防止膜として使用されたとき、酸化が進行し易く、体積膨張するような材料を用いた膜に対しても、同様に適用可能である。

【0085】

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。また、各実施の形態の各技術は、技術的矛盾の発生しない限り、他の実施の形態にも適用が可能である。

【符号の説明】

【0086】

２、２ａ〜２ｄ 半導体チップ
３ ダイシング領域
４ ボンディングパッド
４ａ 周辺領域
５ パッド開口部
７ 溝部
９ ボンディングワイヤ
１１ 層間絶縁層
２０ アルミ配線層
２１ バリアメタル
２２ 配線金属
２３ 反射防止膜
４０、４０ａ、４０ｂ ビア
４１ バリアアメタル
４２ 埋設金属
５０ パッドアルミ配線層
５０ａ パッド部
５０ｂ 延在部
５１ バリアメタル
５２ 配線金属
５３ 反射防止膜
５５ ひさし部分
５６ 内壁部分
５８ 外側部分
６０ パッシベーション膜
６１ 第１パッシベーション膜
６２ 第２パッシベーション膜
７０ 下層銅配線層
７１ ビアホール
７２ ビア溝
７２ａ、７３ 溝
８１ 層間絶縁層
９１ バリアメタル
９２ 配線金属

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図4D】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11A】

【図11B】

【図11C】

【図12A】

【図12B】

【図12C】

【図13A】

【図13B】