(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024074322
(43)【公開日】2024-05-31
(54)【発明の名称】半導体装置
(51)【国際特許分類】
H01L 21/3205 20060101AFI20240524BHJP
H01L 21/768 20060101ALI20240524BHJP
H01L 21/60 20060101ALI20240524BHJP
【ＦＩ】
H01L21/88 T
H01L21/88 M
H01L21/88 R
H01L21/90 M
H01L21/60 301N
【審査請求】未請求
【請求項の数】20
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022185389
(22)【出願日】2022-11-21
(71)【出願人】
【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】110002066
【氏名又は名称】弁理士法人筒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】桑島 照弘
(72)【発明者】
【氏名】河合 徹
(72)【発明者】
【氏名】利根川 丘
【テーマコード（参考）】
5F033
5F044
【Ｆターム（参考）】
5F033HH07
5F033HH13
5F033JJ01
5F033JJ07
5F033JJ13
5F033KK08
5F033KK09
5F033KK18
5F033KK33
5F033MM01
5F033MM02
5F033PP15
5F033PP28
5F033QQ09
5F033QQ31
5F033QQ48
5F033RR04
5F033RR06
5F033RR08
5F033RR21
5F033SS11
5F033TT06
5F033VV07
5F033WW01
5F033WW02
5F033XX00
5F033XX18
5F033XX20
5F044EE04
5F044EE06
5F044EE12
(57)【要約】
【課題】半導体装置の信頼性を向上させる。
【解決手段】層間絶縁膜ＩＬ６上にパッドＰＤが形成され、層間絶縁膜ＩＬ６上にパッドＰＤを覆うように第１絶縁膜ＰＡ１が形成され、第１絶縁膜ＰＡ１上にパッドＰＤを覆うように第２絶縁膜ＰＡ２が形成されている。第１絶縁膜ＰＡ１は、パッドＰＤを部分的に露出する第１開口部ＯＰ１を有し、第２絶縁膜ＰＡ２は、パッドＰＤを部分的に露出する第２開口部ＯＰ２を有し、平面視において第２開口部ＯＰ２は第１開口部ＯＰ１に内包されている。第１絶縁膜ＰＡ１は酸化シリコンからなり、第２絶縁膜ＰＡ２は窒化シリコンまたは酸窒化シリコンからなる。第２開口部ＯＰ２から露出するパッドＰＤ上には、ニッケルめっき膜ＭＥ１が形成されている。ニッケルめっき膜ＭＥ１の厚さに応じて、パッドＰＤの外周から第１開口部ＯＰ１の内壁までの距離を大きくする。
【選択図】図２
【解決手段】層間絶縁膜ＩＬ６上にパッドＰＤが形成され、層間絶縁膜ＩＬ６上にパッドＰＤを覆うように第１絶縁膜ＰＡ１が形成され、第１絶縁膜ＰＡ１上にパッドＰＤを覆うように第２絶縁膜ＰＡ２が形成されている。第１絶縁膜ＰＡ１は、パッドＰＤを部分的に露出する第１開口部ＯＰ１を有し、第２絶縁膜ＰＡ２は、パッドＰＤを部分的に露出する第２開口部ＯＰ２を有し、平面視において第２開口部ＯＰ２は第１開口部ＯＰ１に内包されている。第１絶縁膜ＰＡ１は酸化シリコンからなり、第２絶縁膜ＰＡ２は窒化シリコンまたは酸窒化シリコンからなる。第２開口部ＯＰ２から露出するパッドＰＤ上には、ニッケルめっき膜ＭＥ１が形成されている。ニッケルめっき膜ＭＥ１の厚さに応じて、パッドＰＤの外周から第１開口部ＯＰ１の内壁までの距離を大きくする。
【選択図】図２
【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形成された第１絶縁膜と、
前記第１絶縁膜上に形成されたパッドと、
前記第１絶縁膜上に前記パッドを覆うように形成され、かつ前記パッドを部分的に露出する第１開口部を有する第２絶縁膜と、
前記第２絶縁膜上に形成され、かつ、前記パッドを部分的に露出する第２開口部を有する第３絶縁膜と、
前記第２開口部から露出する前記パッド上に形成された金属膜と、
を有し、
前記第２絶縁膜は、酸化シリコンからなり、
前記第３絶縁膜は、窒化シリコンまたは酸窒化シリコンからなり、
平面視において、前記第１開口部は前記パッドに内包され、
平面視において、前記第２開口部は前記第１開口部に内包され、
前記第２絶縁膜の前記第１開口部の内壁は、前記第３絶縁膜で覆われており、
前記金属膜は、前記パッドに接するニッケルめっき膜を含み、
前記パッドの外周から前記第１開口部の内壁までの距離をＬ１（μｍ）とし、前記ニッケルめっき膜の厚さをＴ１（μｍ）としたときに、Ｔ１は２．５μｍ以上であり、かつ、次の式１
Ｌ１＞Ｔ１×２．４５－４．６１μｍ ・・・式１
が成り立つ、半導体装置。
前記半導体基板上に形成された第１絶縁膜と、
前記第１絶縁膜上に形成されたパッドと、
前記第１絶縁膜上に前記パッドを覆うように形成され、かつ前記パッドを部分的に露出する第１開口部を有する第２絶縁膜と、
前記第２絶縁膜上に形成され、かつ、前記パッドを部分的に露出する第２開口部を有する第３絶縁膜と、
前記第２開口部から露出する前記パッド上に形成された金属膜と、
を有し、
前記第２絶縁膜は、酸化シリコンからなり、
前記第３絶縁膜は、窒化シリコンまたは酸窒化シリコンからなり、
平面視において、前記第１開口部は前記パッドに内包され、
平面視において、前記第２開口部は前記第１開口部に内包され、
前記第２絶縁膜の前記第１開口部の内壁は、前記第３絶縁膜で覆われており、
前記金属膜は、前記パッドに接するニッケルめっき膜を含み、
前記パッドの外周から前記第１開口部の内壁までの距離をＬ１（μｍ）とし、前記ニッケルめっき膜の厚さをＴ１（μｍ）としたときに、Ｔ１は２．５μｍ以上であり、かつ、次の式１
Ｌ１＞Ｔ１×２．４５－４．６１μｍ ・・・式１
が成り立つ、半導体装置。
【請求項2】
請求項１記載の半導体装置において、
記ニッケルめっき膜の厚さＴ１は、３μｍ以上である、半導体装置。
記ニッケルめっき膜の厚さＴ１は、３μｍ以上である、半導体装置。
【請求項3】
請求項１記載の半導体装置において、
前記ニッケルめっき膜は、ニッケル無電解めっき膜である、半導体装置。
前記ニッケルめっき膜は、ニッケル無電解めっき膜である、半導体装置。
【請求項4】
請求項１記載の半導体装置において、
前記金属膜は、前記ニッケルめっき膜上に形成された金めっき膜を更に含む、半導体装置。
前記金属膜は、前記ニッケルめっき膜上に形成された金めっき膜を更に含む、半導体装置。
【請求項5】
請求項１記載の半導体装置において、
前記金属膜は、前記ニッケルめっき膜上に形成されたパラジウムめっき膜と、前記パラジウムめっき膜上に形成された金めっき膜とを更に含む、半導体装置。
前記金属膜は、前記ニッケルめっき膜上に形成されたパラジウムめっき膜と、前記パラジウムめっき膜上に形成された金めっき膜とを更に含む、半導体装置。
【請求項6】
請求項１記載の半導体装置において、
前記パッドは、アルミニウムを主成分とするＡｌ含有導電膜を有している、半導体装置。
前記パッドは、アルミニウムを主成分とするＡｌ含有導電膜を有している、半導体装置。
【請求項7】
請求項１記載の半導体装置において、
前記ニッケルめっき膜の厚さは、前記第２絶縁膜の厚さと前記第３絶縁膜の厚さの合計以下である、半導体装置。
前記ニッケルめっき膜の厚さは、前記第２絶縁膜の厚さと前記第３絶縁膜の厚さの合計以下である、半導体装置。
【請求項8】
請求項１記載の半導体装置において、
前記ニッケルめっき膜の厚さは、前記第２絶縁膜の厚さと前記第３絶縁膜の厚さの合計よりも大きい、半導体装置。
前記ニッケルめっき膜の厚さは、前記第２絶縁膜の厚さと前記第３絶縁膜の厚さの合計よりも大きい、半導体装置。
【請求項9】
請求項８記載の半導体装置において、
前記第３絶縁膜上に形成された樹脂膜を更に有し、
前記樹脂膜は、平面視において前記第２開口部を内包する第３開口部を有し、
前記ニッケルめっき膜は前記樹脂膜と接していない、半導体装置。
前記第３絶縁膜上に形成された樹脂膜を更に有し、
前記樹脂膜は、平面視において前記第２開口部を内包する第３開口部を有し、
前記ニッケルめっき膜は前記樹脂膜と接していない、半導体装置。
【請求項10】
半導体基板と、
前記半導体基板上に形成された第１絶縁膜と、
前記第１絶縁膜上に形成されたパッドと、
前記第１絶縁膜上に前記パッドを覆うように形成され、かつ前記パッドを部分的に露出する第１開口部を有する第２絶縁膜と、
前記第２絶縁膜上に形成され、かつ、前記パッドを部分的に露出する第２開口部を有する第３絶縁膜と、
前記第３絶縁膜上に形成された第４絶縁膜と、
前記第２開口部から露出する前記パッド上に形成された金属膜と、
を有し、
前記第２絶縁膜は、酸化シリコンからなり、
前記第３絶縁膜は、窒化シリコンまたは酸窒化シリコンからなり、
平面視において、前記第１開口部は前記パッドに内包され、
平面視において、前記第２開口部は前記第１開口部に内包され、
前記第２絶縁膜の前記第１開口部の内壁は、前記第３絶縁膜で覆われており、
前記金属膜は、前記パッドに接するニッケルめっき膜を含み、
前記第４絶縁膜は無機絶縁膜であり、
前記第４絶縁膜のヤング率は、前記第３絶縁膜のヤング率よりも低い、半導体装置。
前記半導体基板上に形成された第１絶縁膜と、
前記第１絶縁膜上に形成されたパッドと、
前記第１絶縁膜上に前記パッドを覆うように形成され、かつ前記パッドを部分的に露出する第１開口部を有する第２絶縁膜と、
前記第２絶縁膜上に形成され、かつ、前記パッドを部分的に露出する第２開口部を有する第３絶縁膜と、
前記第３絶縁膜上に形成された第４絶縁膜と、
前記第２開口部から露出する前記パッド上に形成された金属膜と、
を有し、
前記第２絶縁膜は、酸化シリコンからなり、
前記第３絶縁膜は、窒化シリコンまたは酸窒化シリコンからなり、
平面視において、前記第１開口部は前記パッドに内包され、
平面視において、前記第２開口部は前記第１開口部に内包され、
前記第２絶縁膜の前記第１開口部の内壁は、前記第３絶縁膜で覆われており、
前記金属膜は、前記パッドに接するニッケルめっき膜を含み、
前記第４絶縁膜は無機絶縁膜であり、
前記第４絶縁膜のヤング率は、前記第３絶縁膜のヤング率よりも低い、半導体装置。
【請求項11】
請求項１０記載の半導体装置において、
前記第２開口部は、前記第４絶縁膜と前記第３絶縁膜を貫通するように形成されている、半導体装置。
前記第２開口部は、前記第４絶縁膜と前記第３絶縁膜を貫通するように形成されている、半導体装置。
【請求項12】
請求項１０記載の半導体装置において、
前記第４絶縁膜は、酸化シリコンからなる、半導体装置。
前記第４絶縁膜は、酸化シリコンからなる、半導体装置。
【請求項13】
請求項１０記載の半導体装置において、
前記ニッケルめっき膜は、ニッケル無電解めっき膜である、半導体装置。
前記ニッケルめっき膜は、ニッケル無電解めっき膜である、半導体装置。
【請求項14】
請求項１０記載の半導体装置において、
前記金属膜は、前記ニッケルめっき膜上に形成された金めっき膜を更に含む、半導体装置。
前記金属膜は、前記ニッケルめっき膜上に形成された金めっき膜を更に含む、半導体装置。
【請求項15】
請求項１０記載の半導体装置において、
前記金属膜は、前記ニッケルめっき膜上に形成されたパラジウムめっき膜と、前記パラジウムめっき膜上に形成された金めっき膜とを更に含む、半導体装置。
前記金属膜は、前記ニッケルめっき膜上に形成されたパラジウムめっき膜と、前記パラジウムめっき膜上に形成された金めっき膜とを更に含む、半導体装置。
【請求項16】
請求項１０記載の半導体装置において、
前記パッドは、アルミニウムを主成分とするＡｌ含有導電膜を有している、半導体装置。
前記パッドは、アルミニウムを主成分とするＡｌ含有導電膜を有している、半導体装置。
【請求項17】
請求項１０記載の半導体装置において、
前記ニッケルめっき膜の厚さは、前記第２絶縁膜の厚さと前記第３絶縁膜の厚さの合計以下である、半導体装置。
前記ニッケルめっき膜の厚さは、前記第２絶縁膜の厚さと前記第３絶縁膜の厚さの合計以下である、半導体装置。
【請求項18】
請求項１０記載の半導体装置において、
前記ニッケルめっき膜の厚さは、前記第２絶縁膜の厚さと前記第３絶縁膜の厚さの合計よりも大きい、半導体装置。
前記ニッケルめっき膜の厚さは、前記第２絶縁膜の厚さと前記第３絶縁膜の厚さの合計よりも大きい、半導体装置。
【請求項19】
請求項１８記載の半導体装置において、
前記第３絶縁膜上に形成された樹脂膜を更に有し、
前記樹脂膜は、平面視において前記第２開口部を内包する第３開口部を有し、
前記ニッケルめっき膜は前記樹脂膜と接していない、半導体装置。
前記第３絶縁膜上に形成された樹脂膜を更に有し、
前記樹脂膜は、平面視において前記第２開口部を内包する第３開口部を有し、
前記ニッケルめっき膜は前記樹脂膜と接していない、半導体装置。
【請求項20】
請求項１８記載の半導体装置において、
記ニッケルめっき膜の厚さは、２．５μｍ以上である、半導体装置。
記ニッケルめっき膜の厚さは、２．５μｍ以上である、半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、半導体装置に関し、例えば、パッドを有する半導体装置に好適に利用できるものである。
【背景技術】
【0002】
半導体基板にＭＩＳＦＥＴなどの半導体素子が形成され、その半導体基板上に複数の配線層を有する多層配線構造が形成され、その最上層にパッシベーション膜が形成されて、半導体装置が製造される。また、この半導体装置は、ワイヤボンディング用のパッドを有しており、そのパッドは、パッシベーション膜に設けられた開口部から露出されている。
【0003】
特開２０１９－１２７３８号公報（特許文献１）には、パッド電極を有する半導体装置に関する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１９－１２７３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
パッドを有する半導体装置において、信頼性を向上させることが望まれる。
【0006】
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】
【0007】
一実施の形態によれば、半導体装置は、半導体基板と、前記半導体基板上に形成された第１絶縁膜と、前記第１絶縁膜上に形成されたパッドと、前記第１絶縁膜上に前記パッドを覆うように形成された酸化シリコンからなる第２絶縁膜と、前記第２絶縁膜上に形成された窒化シリコンまたは酸窒化シリコンからなる第３絶縁膜と、を有する。前記第２絶縁膜は、前記パッドを部分的に露出する第１開口部を有し、前記第３絶縁膜は、前記パッドを部分的に露出する第２開口部を有し、平面視において前記第２開口部は前記第１開口部に内包されている。前記第２開口部から露出する前記パッド上にニッケルめっき膜が形成されている。前記ニッケルめっき膜の厚さに応じて、前記パッドの外周から前記第１開口部の内壁までの距離を大きくする。
【0008】
他の実施の形態によれば、半導体装置は、半導体基板と、前記半導体基板上に形成された第１絶縁膜と、前記第１絶縁膜上に形成されたパッドと、前記第１絶縁膜上に前記パッドを覆うように形成された酸化シリコンからなる第２絶縁膜と、前記第２絶縁膜上に形成された窒化シリコンまたは酸窒化シリコンからなる第３絶縁膜と、前記第３絶縁膜上に形成された第４絶縁膜と、を有する。前記第２絶縁膜は、前記パッドを部分的に露出する第１開口部を有し、前記第３絶縁膜は、前記パッドを部分的に露出する第２開口部を有し、平面視において前記第２開口部は前記第１開口部に内包されている。前記第２開口部から露出する前記パッド上にニッケルめっき膜が形成されている。前記第４絶縁膜は、無機絶縁膜であり、前記第４絶縁膜のヤング率は、前記第３絶縁膜のヤング率よりも低い。
【発明の効果】
【0009】
一実施の形態によれば、半導体装置の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】実施の形態１の半導体装置の全体平面図である。
【図2】実施の形態１の半導体装置の要部断面図である。
【図3】パッド形成領域を示す平面図である。
【図4】実施の形態１の半導体装置の要部断面図である。
【図5】実施の形態１の半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図12】検討例の半導体装置の要部断面図である。
【図13】検討例のパッド形成領域を示す平面図である。
【図14】ニッケルめっき膜の厚さＴ１と、絶縁膜にクラックが発生するのを防ぐのに必要となる距離Ｌ１との相関を示すグラフである。
【図15】実施の形態２の半導体装置の要部断面図である。
【図16】実施の形態２のパッド形成領域を示す平面図である。
【図17】実施の形態２の半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図19】実施の形態３の半導体装置の要部断面図である。
【図20】実施の形態４の半導体装置の要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。
【0012】
以下、実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施の形態では、特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。
【0013】
また、実施の形態で用いる図面においては、断面図であっても図面を見易くするためにハッチングを省略する場合もある。また、平面図であっても図面を見易くするためにハッチングを付す場合もある。
【0014】
（実施の形態１）
＜半導体装置の全体構造について＞
本実施の形態の半導体装置を、図面を参照して説明する。
＜半導体装置の全体構造について＞
本実施の形態の半導体装置を、図面を参照して説明する。
【0015】
【0016】
本実施の形態の半導体装置（半導体チップ）ＣＰは、一方の主面である上面と、上面とは反対側の主面である裏面（下面）とを有しており、図１には、半導体装置ＣＰの上面が示されている。なお、半導体装置ＣＰにおいて、パッドＰＤは半導体装置ＣＰの上面上に形成されており、パッドＰＤが形成された主面（すなわち上面）とは反対側の主面を、半導体装置ＣＰの裏面と呼ぶものとする。
【0017】
半導体装置ＣＰは、図１に示されるように、その上面上に、複数のパッド（パッド電極、電極パッド、ボンディングパッド）ＰＤを有している。パッドＰＤは、半導体装置ＣＰの外部接続用の端子として機能する。パッドＰＤは、ワイヤボンディング用のパッドである。また、詳細は後述するが、各パッドＰＤ上には金属膜（めっき膜）ＭＥが形成されており、半導体装置ＣＰの上面を上方から見ると、金属膜ＭＥは観察されるが、パッドＰＤは金属膜ＭＥの下に隠れている。半導体装置ＣＰを用いて半導体パッケージなどを製造する際には、パッドＰＤ上の金属膜ＭＥにワイヤが接合され、その金属膜ＭＥを介してワイヤとパッドＰＤとが電気的に接続される。
【0018】
半導体装置ＣＰの平面形状は、四角形状であり、より特定的には、矩形状であるが、矩形の角は丸くなっていてもよい。図１の場合は、半導体装置ＣＰの上面において、パッドＰＤとパッドＰＤ上に形成された金属膜ＭＥとの積層体が、半導体装置ＣＰの上面の外周に沿って複数並んで配置されている。図１の場合は、半導体装置ＣＰの上面において、四辺に沿って、パッドＰＤとパッドＰＤ上に形成された金属膜ＭＥとの積層体が複数配置（配列）されているが、これに限定されず、三辺、二辺または一辺に沿って配置（配列）される場合もあり得る。また、図１の場合は、パッドＰＤとパッドＰＤ上に形成された金属膜ＭＥとの積層体は１列に配列しているが、これに限定されず、複数列（例えば２列）に配列することもでき、また、いわゆる千鳥配列に配列することもできる。また、半導体装置ＣＰが備えるパッドＰＤとパッドＰＤ上に形成された金属膜ＭＥとの積層体の数は、必要に応じて変更可能である。
【0019】
＜半導体装置の内部構造について＞
図２は、本実施の形態の半導体装置（半導体チップ）ＣＰの要部断面図であり、パッドＰＤを横切る断面が示されている。なお、図２では、層間絶縁膜ＩＬ６よりも下の構造の図示を省略している。また、図３は、パッド形成領域を示す平面図であるが、理解を簡単にするために、図３ではパッドＰＤを実線で示し、開口部ＯＰ１の位置を二点鎖線で示し、開口部ＯＰ２の位置を点線で示している。図３のＡ１－Ａ１線の位置での断面図が、図２にほぼ対応している。
図２は、本実施の形態の半導体装置（半導体チップ）ＣＰの要部断面図であり、パッドＰＤを横切る断面が示されている。なお、図２では、層間絶縁膜ＩＬ６よりも下の構造の図示を省略している。また、図３は、パッド形成領域を示す平面図であるが、理解を簡単にするために、図３ではパッドＰＤを実線で示し、開口部ＯＰ１の位置を二点鎖線で示し、開口部ＯＰ２の位置を点線で示している。図３のＡ１－Ａ１線の位置での断面図が、図２にほぼ対応している。
【0020】
図２に示されるように、パッドＰＤは、層間絶縁膜ＩＬ６上に形成されており、層間絶縁膜ＩＬ６上に、パッドＰＤの一部を覆うように、絶縁膜ＰＡが形成されている。絶縁膜ＰＡは、絶縁膜ＰＡ１と絶縁膜ＰＡ１上の絶縁膜ＰＡ２とからなる。絶縁膜ＰＡ１は、酸化シリコンからなり、絶縁膜ＰＡ２は、窒化シリコンまたは酸窒化シリコンからなる。このため、絶縁膜ＰＡ１は、酸化シリコン膜であり、絶縁膜ＰＡ２は、窒化シリコン膜または酸窒化シリコン膜（ＳｉＯＮ膜）である。絶縁膜ＰＡ１の上面は、絶縁膜ＰＡ２と接している。絶縁膜ＰＡは、複数の絶縁膜（具体的には絶縁膜ＰＡ１と絶縁膜ＰＡ２の２つの絶縁膜）を積層した積層膜（積層絶縁膜）とみなすこともできる。絶縁膜ＰＡ１の厚さは、好ましくは０．２～５．０μｍ程度とすることができる。また、絶縁膜ＰＡ２の厚さは、好ましくは０．１～２．０μｍ程度とすることができる。
【0021】
パッドＰＤの一部は、絶縁膜ＰＡの開口部ＯＰから露出されている。但し、パッドＰＤの他部は、絶縁膜ＰＡで覆われている。すなわち、絶縁膜ＰＡの開口部ＯＰからパッドＰＤが露出されているが、平面視で開口部ＯＰと重ならない部分のパッドＰＤは、絶縁膜ＰＡで覆われている。具体的には、パッドＰＤの中央部は絶縁膜ＰＡで覆われておらず、パッドＰＤの外周部は絶縁膜ＰＡで覆われている。
【0022】
なお、半導体装置ＣＰの構成要素の平面視について言及する場合は、その半導体装置ＣＰを構成する半導体基板ＳＢ（後述の図４参照）の主面に略平行な平面で見た場合に対応している。
【0023】
絶縁膜ＰＡは、パッドＰＤの一部を露出する開口部ＯＰを有しているが、絶縁膜ＰＡは、絶縁膜ＰＡ１と絶縁膜ＰＡ２との積層膜であるため、絶縁膜ＰＡの開口部ＯＰは、絶縁膜ＰＡ２の開口部ＯＰ２と、絶縁膜ＰＡ１の開口部ＯＰ１とにより形成される。開口部ＯＰ２は、絶縁膜ＰＡ２を貫通し、開口部ＯＰ１は、絶縁膜ＰＡ１を貫通している。但し、絶縁膜ＰＡ２の開口部ＯＰ２と、絶縁膜ＰＡ１の開口部ＯＰ１とは、以下の関係を有している。
【0024】
すなわち、図２および図３からも分かるように、絶縁膜ＰＡ２の開口部ＯＰ２の平面寸法（平面積）は、絶縁膜ＰＡ１の開口部ＯＰ１の平面寸法（平面積）よりも小さく、平面視において、絶縁膜ＰＡ２の開口部ＯＰ２は絶縁膜ＰＡ１の開口部ＯＰ１に内包されている。つまり、平面視において、絶縁膜ＰＡ２の開口部ＯＰ２は、絶縁膜ＰＡ１の開口部ＯＰ１と重なっており、絶縁膜ＰＡ２の開口部ＯＰ２の内壁は、絶縁膜ＰＡ１の開口部ＯＰ１の内壁よりも内側にある。また、絶縁膜ＰＡ１の開口部ＯＰ１の平面寸法（平面積）は、パッドＰＤの平面寸法（平面積）よりも小さく、平面視において、絶縁膜ＰＡ１の開口部ＯＰ１はパッドＰＤに内包されている。
【0025】
平面視で絶縁膜ＰＡ２の開口部ＯＰ２が絶縁膜ＰＡ１の開口部ＯＰ１に内包されているため、絶縁膜ＰＡ１の開口部ＯＰ１の内壁（側壁）は、絶縁膜ＰＡ２で覆われている。これにより、絶縁膜ＰＡ１の開口部ＯＰ１の内壁においても、酸化シリコンからなる絶縁膜ＰＡ１が窒化シリコンまたは酸窒化シリコンからなる絶縁膜ＰＡ２で覆われているため、絶縁膜ＰＡ１が吸湿するのを、より的確に防止することができる。すなわち、酸化シリコン膜は、吸湿しやすい膜であるため、本実施の形態とは異なり、酸化シリコンからなる絶縁膜膜ＰＡ１の開口部ＯＰ１の内壁が窒化シリコンまたは酸窒化シリコンからなる絶縁膜膜ＰＡ２で覆われていない場合、絶縁膜ＰＡ１の開口部ＯＰ１の内壁から絶縁膜ＰＡ１が吸湿する懸念がある。それに対して、本実施の形態では、酸化シリコンからなる絶縁膜ＰＡ１の開口部ＯＰ１の内壁が窒化シリコンまたは酸窒化シリコンからなる絶縁膜ＰＡ２で覆われているため、絶縁膜ＰＡ１の開口部ＯＰ１の内壁から絶縁膜ＰＡ１が吸湿するのを防止できるので、絶縁膜ＰＡ１の吸湿を、より的確に防止することができる。
【0026】
また、絶縁膜ＰＡ１の開口部ＯＰ１の内壁では、パッドＰＤを構成するバリア膜ＢＲ２の端面が露出されるが、絶縁膜ＰＡ１の開口部ＯＰ１の内壁が絶縁膜ＰＡ２で覆われているため、絶縁膜ＰＡ１の開口部ＯＰ１の内壁で露出されるバリア導体膜ＢＲ２の端面も絶縁膜ＰＡ２で覆われる。本実施の形態とは異なり、絶縁膜ＰＡ１の開口部ＯＰ１の内壁が絶縁膜ＰＡ２で覆われていない場合、絶縁膜ＰＡ１の開口部ＯＰ１の内壁で露出されるバリア導体膜ＢＲ２の端面が、金属膜ＭＥを形成するメッキ工程を行うまでの間に酸化される虞がある。それに対して、本実施の形態では、絶縁膜ＰＡ１の開口部ＯＰ１の内壁が絶縁膜ＰＡ２で覆われているため、絶縁膜ＰＡ１の開口部ＯＰ１の内壁で露出されるバリア導体膜ＢＲ２の端面も絶縁膜ＰＡ２で覆われることになる。このため、絶縁膜ＰＡ１の開口部ＯＰ１の内壁で露出されるバリア導体膜ＢＲ２の端面が、金属膜ＭＥを形成するメッキ工程を行うまでの間に酸化されるのを防止することができる。
【0027】
本実施の形態では、絶縁膜ＰＡ１の開口部ＯＰ１の内壁は絶縁膜ＰＡ２で覆われているため、絶縁膜ＰＡの開口部ＯＰの内壁は、絶縁膜ＰＡ２の開口部ＯＰ２の内壁（すなわち絶縁膜ＰＡ２の端面）と、絶縁膜ＰＡ１の開口部ＯＰ１の内壁上に位置する絶縁膜ＰＡ２の表面とにより、形成されることになる。このため、絶縁膜ＰＡの開口部ＯＰの内壁は、絶縁膜ＰＡ２により形成される。パッドＰＤにおいて絶縁膜ＰＡの開口部ＯＰから露出する部分は、パッドＰＤにおいて絶縁膜ＰＡ２の開口部ＯＰ２から露出する部分と一致している。絶縁膜ＰＡの開口部ＯＰの位置と形状（面積）は、実質的には絶縁膜ＰＡ２の開口部ＯＰ２により規定され、パッドＰＤの露出面積（パッドＰＤにおいて絶縁膜ＰＡ１の開口部ＯＰから露出される部分の面積）は、絶縁膜ＰＡ２の開口部ＯＰ２により規定される。
【0028】
絶縁膜ＰＡは、半導体装置ＣＰの最上層の膜であり、表面保護膜として機能することができる。すなわち、絶縁膜ＰＡは、パッシベーション膜である。パッドＰＤと開口部ＯＰのそれぞれの平面形状は、例えば四角形状（より特定的には矩形状）である。他の形態として、絶縁膜ＰＡ上に更に後述する樹脂膜ＲＳを設けることもできるが、樹脂膜ＲＳを形成した場合でも、絶縁膜ＰＡの開口部ＯＰ（より特定的には絶縁膜ＰＡ２の開口部ＯＰ２）からパッドＰＤの一部が露出される状態は維持される。
【0029】
パッドＰＤは、主としてアルミニウム（Ａｌ）により形成されたアルミニウムパッドである。具体的には、パッドＰＤは、バリア導体膜ＢＲ１と、バリア導体膜ＢＲ１上のＡｌ（アルミニウム）含有導電膜ＡＭ１と、Ａｌ含有導電膜ＡＭ１上のバリア導体膜ＢＲ２とを有する積層膜により形成されている。なお、パッドＰＤのうち、絶縁膜ＰＡ１の下に位置する部分（すなわち絶縁膜ＰＡ１で覆われている部分）では、Ａｌ含有導電膜ＡＭ１上にバリア導体膜ＢＲ２が形成されている。一方、パッドＰＤのうち、絶縁膜ＰＡ１の開口部ＯＰ１から露出された部分（すなわち絶縁膜ＰＡ１で覆われていない部分）では、Ａｌ含有導電膜ＡＭ１上にバリア導体膜ＢＲ２は形成されていない。これは、絶縁膜ＰＡ１に開口部ＯＰ１を形成する際に、絶縁膜ＰＡ１の開口部ＯＰ１から露出された部分のバリア導体膜ＢＲ２を除去するためである。
【0030】
Ａｌ含有導電膜ＡＭ１は、好ましくは、アルミニウム（Ａｌ）を主成分とする導電材料膜（但し金属伝導を示す導電材料膜）からなる。Ａｌ含有導電膜ＡＭ１としては、アルミニウム膜（純アルミニウム膜）を用いることができるが、これに限定されず、アルミニウム（Ａｌ）を主成分とする化合物膜または合金膜を用いることもできる。例えば、Ａｌ（アルミニウム）とＳｉ（シリコン）との化合物膜または合金膜、あるいは、Ａｌ（アルミニウム）とＣｕ（銅）との化合物膜または合金膜、あるいは、Ａｌ（アルミニウム）とＳｉ（シリコン）とＣｕ（銅）との化合物膜または合金膜を、Ａｌ含有導電膜ＡＭ１として好適に用いることができる。Ａｌ含有導電膜ＡＭ１におけるＡｌ（アルミニウム）の組成比（含有率）は５０原子％より大きいが、９８原子％以上であれば、より好ましい。
【0031】
バリア導体膜ＢＲ１とバリア導体膜ＢＲ２とは、いずれも導電膜（好ましくは金属伝導を示す導電膜）である。このうち、バリア導体膜ＢＲ１は、下地（例えば層間絶縁膜ＩＬ６）に対する密着性を向上させ、剥がれを防止する機能を有している。このため、バリア導体膜ＢＲ１は、下地（例えば層間絶縁膜ＩＬ６）に対する密着性と、バリア導体膜ＢＲ１上に形成するＡｌ含有導電膜ＡＭ１に対する密着性とに優れていることが望ましい。
【0032】
バリア導体膜ＢＲ２は、絶縁膜ＰＡ１に対する密着性を向上させ、剥がれを防止する機能を有している。このため、バリア導体膜ＢＲ２は、下地のＡｌ含有導電膜ＡＭ１に対する密着性と、バリア導体膜ＢＲ２上に形成する絶縁膜ＰＡ１に対する密着性とに優れていることが望ましい。
【0033】
バリア導体膜ＢＲ１としては、例えば、チタン（Ｔｉ）膜の単体膜、窒化チタン（ＴｉＮ）膜の単体膜、チタン（Ｔｉ）膜と窒化チタン（ＴｉＮ）膜との積層膜、あるいは、チタン（Ｔｉ）膜と窒化チタン（ＴｉＮ）膜とチタン（Ｔｉ）膜との積層膜などを用いることができ、これは、バリア導体膜ＢＲ２についても同様である。
【0034】
Ａｌ含有導電膜ＡＭ１は、パッドＰＤの主導体膜として機能することができる。Ａｌ含有導電膜ＡＭ１の厚さは、バリア導体膜ＢＲ１，ＢＲ２の各厚さよりも大きい。パッドＰＤは、主としてＡｌ含有導電膜ＡＭ１により形成されているため、アルミニウムパッドとみなすことができる。Ａｌ含有導電膜ＡＭ１の厚さは、好ましくは１．３～２．３μｍ程度とすることができる。バリア導体膜ＢＲ１の厚さは、好ましくは０．０５～０．５μｍ程度とすることができる。バリア導体膜ＢＲ２の厚さは、好ましくは０．０２５～０．２μｍ程度とすることができる。
【0035】
絶縁膜ＰＡの開口部ＯＰ（より特定的には絶縁膜ＰＡ２の開口部ＯＰ２）から露出するパッドＰＤ上には、ニッケルめっき膜（Ｎｉめっき膜）ＭＥ１を含む金属膜ＭＥが形成されている。金属膜ＭＥは、めっき法（好適には無電解めっき法）で形成されためっき膜である。金属膜ＭＥは、パッドＰＤに接するニッケルめっき膜ＭＥ１を含んでいる。好ましくは、金属膜ＭＥは、ニッケルめっき膜ＭＥ１と、ニッケルめっき膜ＭＥ１上のパラジウムめっき膜（Ｐｄめっき膜）ＭＥ２と、パラジウムめっき膜ＭＥ２上の金めっき膜（Ａｕめっき膜）ＭＥ３との積層膜からなる。
【0036】
ニッケルめっき膜ＭＥ１は、絶縁膜ＰＡの開口部ＯＰ（より特定的には絶縁膜ＰＡ２の開口部ＯＰ２）から露出するパッドＰＤと接している。絶縁膜ＰＡ１の開口部ＯＰ１から露出する部分のパッドＰＤでは、Ａｌ含有導電膜ＡＭ１上のバリア導体膜ＢＲ２は除去されているため、絶縁膜ＰＡの開口部ＯＰ（絶縁膜ＰＡ１の開口部ＯＰ１）の底部では、パッドＰＤのＡｌ含有導電膜ＡＭ１上に、そのＡｌ含有導電膜ＡＭ１と接するように、ニッケルめっき膜ＭＥ１が形成されている。ニッケルめっき膜ＭＥ１は、絶縁膜ＰＡの開口部ＯＰの内壁を構成する絶縁膜ＰＡ２の表面および端面とも接している。
【0037】
パラジウムめっき膜ＭＥ２は、ニッケルめっき膜ＭＥ１の上面と接している。金膜めっきＭＥ３は、パラジウムめっき膜ＭＥ２の上面と接している。ニッケルめっき膜ＭＥ１は、金属膜ＭＥの最下層の膜であり、金膜めっきＭＥ３は、金属膜ＭＥの最上層の膜であり、パラジウムめっき膜ＭＥ２は、ニッケルめっき膜ＭＥ１と金膜めっきＭＥ３との間に介在する膜である。
【0038】
金属膜ＭＥは、めっき法（好ましくは無電解めっき法）により形成されている。すなわち、金属膜ＭＥを構成するニッケルめっき膜ＭＥ１とパラジウムめっき膜ＭＥ２と金めっき膜ＭＥ３とは、それぞれ、めっき法（好ましくは無電解めっき法）により形成されている。
【0039】
金属膜ＭＥは、バンプ電極ではなく、ワイヤボンディングを行う際の下地膜であり、ＯＰＭ（Over Pad Metal）膜として機能し得る。このため、半導体装置ＣＰを用いて半導体パッケージを製造する際には、金属膜ＭＥに接続用部材としてのワイヤ（ボンディングワイヤ）が接合され、その金属膜ＭＥを介してワイヤがパッドＰＤに電気的に接続される。
【0040】
金属膜ＭＥは、絶縁膜ＰＡの開口部ＯＰ（より特定的には絶縁膜ＰＡ２の開口部ＯＰ２）から露出するパッドＰＤ上に選択的に形成されており、絶縁膜ＰＡで覆われた部分のパッドＰＤ上には、金属膜ＭＥは形成されていない。金属膜ＭＥは、絶縁膜ＰＡの開口部ＯＰの内壁と接している。
【0041】
ニッケルめっき膜ＭＥ１の厚さＴ１は、パラジウムめっき膜ＭＥ２および金めっき膜ＭＥ３の各厚さよりも大きく、ＯＰＭ膜としての金属膜ＭＥは、主としてニッケルめっき膜ＭＥ１により構成される。ニッケルめっき膜ＭＥ１が、ワイヤボンディング工程で金属膜ＭＥに加えられる力（衝撃）を受け止め、それによって、ワイヤボンディング工程でパッドＰＤに印加される応力を緩和することができる。このため、ニッケルめっき膜ＭＥ１は、ある程度厚いことが好ましい。ニッケルめっき膜ＭＥ１を厚くするほど、ワイヤボンディング工程で金属膜ＭＥに加えられる力（衝撃）をニッケルめっき膜ＭＥ１が受け止めやすくなる。これにより、ワイヤボンディング時の衝撃で金属膜ＭＥにクラックが発生するのを抑制または防止でき、また、ワイヤボンディング時の衝撃がパッドＰＤやパッドＰＤの下の構造（層間絶縁膜や配線）に悪影響を及ぼすのを抑制または防止することができる。このため、ニッケルめっき膜ＭＥ１の厚さＴ１は、２．５μｍ以上であることが好ましく、３μｍ以上であることがより好ましい。
【0042】
金めっき膜ＭＥ３は、ニッケルめっき膜ＭＥ１の酸化を防止する機能を有している。また、金めっき膜ＭＥ３は、半導体装置ＣＰを用いて半導体パッケージを製造する際のワイヤボンディング工程でワイヤを金属膜ＭＥにワイヤを接続しやすくする機能も有している。また、パラジウムめっき膜ＭＥ２は、ニッケルめっき膜ＭＥ１中のニッケルの拡散を防止するバリア膜としての機能を有している。金属膜ＭＥは、パラジウムめっき膜ＭＥ２も含んでいることがより好ましいが、パラジウムめっき膜ＭＥ２を含まない場合もあり得、その場合は、ニッケルめっき膜ＭＥ１上に、そのニッケルめっき膜ＭＥ１に接するように、金めっき膜ＭＥ３が形成される。パラジウムめっき膜ＭＥ２の厚さは、好ましくは０．０５～０．２５μｍ程度とすることができる。金めっき膜ＭＥ３の厚さは、好ましくは０．０５～０．１５μｍ程度とすることができる。
【0043】
次に、層間絶縁膜ＩＬ６よりも下の構造を含む半導体装置ＣＰの断面構造について、図４を参照して説明する。図４は、本実施の形態の半導体装置ＣＰの要部断面図であり、図２に示される層間絶縁膜ＩＬ６よりも下の構造を含む半導体装置の断面が示されている。
【0044】
本実施の形態の半導体装置ＣＰは、半導体基板ＳＢの主面にＭＩＳＦＥＴなどの半導体素子が形成され、その半導体基板ＳＢ上に、複数の配線層を含む多層配線構造が形成されている。以下に、本実施の形態の半導体装置の構成例について具体的に説明する。
【0045】
図４に示されるように、単結晶シリコンなどからなる半導体基板ＳＢには、ＭＩＳＦＥＴ（Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor)などの半導体素子が形成されている。半導体基板ＳＢには、複数のＭＩＳＦＥＴが形成されているが、図４には、そのうちの２つのＭＩＳＦＥＴ（ここではｎチャネル型ＭＩＳＦＥＴ１とｐチャネル型ＭＩＳＦＥＴ２）が代表して示されている。
【0046】
半導体基板ＳＢの主面には、ＳＴＩ（Shallow Trench Isolation）法などにより素子分離領域ＳＴが形成されており、半導体基板ＳＢにおいて、この素子分離領域ＳＴにより規定された活性領域に、ＭＩＳＦＥＴ１，２が形成されている。素子分離領域ＳＴは、半導体基板ＳＢに形成された溝に埋め込まれた絶縁膜からなる。
【0047】
半導体基板ＳＢにｐ型ウエルＰＷおよびｎ型ウエルＮＷが形成され、ｐ型ウエルＰＷ上にゲート絶縁膜ＧＦを介してｎチャネル型ＭＩＳＦＥＴ１用のゲート電極ＧＥ１が形成され、ｎ型ウエルＮＷ上にゲート絶縁膜ＧＦを介してｐチャネル型ＭＩＳＦＥＴ２用のゲート電極ＧＥ２が形成されている。ゲート絶縁膜ＧＦは、例えば酸化シリコン膜などからなり、ゲート電極ＧＥ１，ＧＥ２は、例えば、不純物を導入した多結晶シリコン膜などからなる。
【0048】
半導体基板ＳＢのｐ型ウエルＰＷ内には、ｎチャネル型ＭＩＳＦＥＴ１のソース・ドレイン用のｎ型半導体領域ＮＳが形成され、半導体基板ＳＢのｎ型ウエルＮＷ内には、ｐチャネル型ＭＩＳＦＥＴ２のソース・ドレイン用のｐ型半導体領域ＰＳが形成されている。ゲート電極ＧＥ１と、そのゲート電極ＧＥ１の下のゲート絶縁膜ＧＦと、ゲート電極ＧＥ１の両側に位置するように半導体基板ＳＢ内に形成されたｎ型半導体領域ＮＳ（ソース・ドレイン領域）とにより、ｎチャネル型ＭＩＳＦＥＴ１が形成される。また、ゲート電極ＧＥ２と、そのゲート電極ＧＥ２の下のゲート絶縁膜ＧＦと、ゲート電極ＧＥ２の両側に位置するように半導体基板ＳＢ内に形成されたｐ型半導体領域ＰＳ（ソース・ドレイン領域）とにより、ｐチャネル型ＭＩＳＦＥＴ２が形成される。ｎ型半導体領域ＮＳやｐ型半導体領域ＰＳは、ＬＤＤ（Lightly doped Drain）構造とすることもでき、この場合、ゲート電極ＧＥ１，ＧＥ２の側壁上には、サイドウォールスペーサとも称される側壁絶縁膜が形成される。また、ｎ型半導体領域ＮＳ、ｐ型半導体領域ＰＳ、ゲート電極ＧＥ１およびゲート電極ＧＥ２の各上部に、サリサイド（Salicide：Self Aligned Silicide）技術を用いて金属シリサイド層（図示せず）を形成してもよい。
【0049】
なお、ここでは、半導体基板ＳＢに形成する半導体素子として、ＭＩＳＦＥＴを例に挙げて説明しているが、この他、容量素子、抵抗素子、メモリ素子、または他の構成のトランジスタなどを形成してもよい。
【0050】
また、ここでは、半導体基板ＳＢとして単結晶シリコン基板を例に挙げて説明しているが、他の形態として、半導体基板ＳＢとして、ＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板などを用いることもできる。
【0051】
半導体基板ＳＢ上には、複数の層間絶縁膜と複数の配線層とにより多層配線構造が形成されている。
【0052】
すなわち、半導体基板ＳＢ上に、複数の層間絶縁膜ＩＬ１，ＩＬ２，ＩＬ３，ＩＬ４，ＩＬ５が形成され、この複数の層間絶縁膜ＩＬ１，ＩＬ２，ＩＬ３，ＩＬ４，ＩＬ５に、プラグＶ１、ビア部Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４および配線Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４が形成されている。そして、層間絶縁膜ＩＬ５上に層間絶縁膜ＩＬ６が形成され、この層間絶縁膜ＩＬ６上にパッドＰＤが形成されている。なお、層間絶縁膜ＩＬ６上に、パッドＰＤと同層の配線（図示せず）を形成することもできる。
【0053】
具体的には、半導体基板ＳＢ上に、上記ＭＩＳＦＥＴ１，２を覆うように、層間絶縁膜ＩＬ１が形成されており、この層間絶縁膜ＩＬ１にプラグＶ１が埋め込まれ、層間絶縁膜ＩＬ１上に層間絶縁膜ＩＬ２が形成され、この層間絶縁膜ＩＬ２に配線Ｍ１が埋め込まれている。そして、層間絶縁膜ＩＬ２上に、層間絶縁膜ＩＬ３が形成され、この層間絶縁膜ＩＬ３に配線Ｍ２が埋め込まれ、層間絶縁膜ＩＬ３上に、層間絶縁膜ＩＬ４が形成され、この層間絶縁膜ＩＬ４に配線Ｍ３が埋め込まれている。そして、層間絶縁膜ＩＬ４上に、層間絶縁膜ＩＬ５が形成され、この層間絶縁膜ＩＬ５に配線Ｍ４が埋め込まれ、層間絶縁膜ＩＬ５上に、層間絶縁膜ＩＬ６が形成され、この層間絶縁膜ＩＬ６上にパッドＰＤが形成されている。層間絶縁膜ＩＬ１～ＩＬ６のそれぞれは、単層の絶縁膜（例えば酸化シリコン膜）、または複数の絶縁膜の積層膜とすることができる。そして、層間絶縁膜ＩＬ６上に、パッドＰＤを覆うように絶縁膜ＰＡが形成され、この絶縁膜ＰＡには、パッドＰＤの一部を露出する開口部ＯＰが形成されている。そして、上記図２を参照して説明したように、図４にも示されるように、絶縁膜ＰＡの開口部ＯＰ（より特定的には絶縁膜ＰＡ２の開口部ＯＰ２）から露出するパッドＰＤ上に、ＯＰＭ膜として金属膜ＭＥが形成されている。
【0054】
プラグＶ１は、導電体からなり、配線Ｍ１の下に配置されている。プラグＶ１は、配線Ｍ１と、半導体基板ＳＢに形成された種々の半導体領域やゲート電極ＧＥ１，ＧＥ２などとを、電気的に接続している。
【0055】
ビア部Ｖ２は、導電体からなり、配線Ｍ２と一体的に形成されており、配線Ｍ２と配線Ｍ１との間に配置されて、配線Ｍ２と配線Ｍ１とを電気的に接続している。すなわち、層間絶縁膜ＩＬ３には、デュアルダマシン法を用いることにより、配線Ｍ２と、配線Ｍ２と一体的に形成されたビア部Ｖ２とが埋め込まれている。他の形態として、シングルダマシン法を用いることにより、ビア部Ｖ２と配線Ｍ２とを別々に形成することも可能であり、これは、ビア部Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５についても同様である。
【0056】
ビア部Ｖ３は、導電体からなり、配線Ｍ３と一体的に形成されており、配線Ｍ３と配線Ｍ２との間に配置されて、配線Ｍ３と配線Ｍ２とを電気的に接続している。すなわち、層間絶縁膜ＩＬ４には、デュアルダマシン法を用いることにより、配線Ｍ３と、配線Ｍ３と一体的に形成されたビア部Ｖ３とが埋め込まれている。
【0057】
ビア部Ｖ４は、導電体からなり、配線Ｍ４と一体的に形成されており、配線Ｍ４と配線Ｍ３との間に配置されて、配線Ｍ４と配線Ｍ３とを電気的に接続している。すなわち、層間絶縁膜ＩＬ５には、デュアルダマシン法を用いることにより、配線Ｍ４と、配線Ｍ４と一体的に形成されたビア部Ｖ４とが埋め込まれている。
【0058】
また、ここでは、配線Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４は、ダマシン法で形成したダマシン配線（埋込配線）として図示および説明したが、ダマシン配線に限定されず、配線用の導電体膜をパターニングして形成することもでき、例えばアルミニウム配線とすることもできる。
【0059】
層間絶縁膜ＩＬ６において、パッドＰＤと平面視で重なる位置に開口部（スルーホール、貫通孔）ＳＨが形成されており、開口部ＳＨ内には、ビア部Ｖ５が形成されている（埋め込まれている）。ビア部Ｖ５は、導電体からなり、パッドＰＤと配線Ｍ４との間に配置されて、パッドＰＤと配線Ｍ４とを電気的に接続している。すなわち、層間絶縁膜ＩＬ６には、シングルダマシン法を用いることにより、ビア部Ｖ５が埋め込まれている。
【0060】
なお、本実施の形態では、ビア部Ｖ５とパッドＰＤとを別々に形成しているが、他の形態として、ビア部Ｖ５をパッドＰＤと一体的に形成することも可能である。ビア部Ｖ５をパッドＰＤと一体的に形成する場合は、パッドＰＤの一部が層間絶縁膜ＩＬ６の開口部ＳＨ内を埋め込むことにより、ビア部Ｖ５が形成される。なお、図４では、ビア部Ｖ５を横切る断面が示されているため、ビア部Ｖ５も図示されているが、図２では、ビア部Ｖ５の図示を省略している。
【0061】
パッドＰＤと絶縁膜ＰＡ（開口部ＯＰを含む）と金属膜ＭＥの構成については、上記図２を参照して説明した通りであるので、ここではその繰り返しの説明は省略する。
【0062】
【0063】
上記図４に示される第４配線層（配線Ｍ４を含む配線層）および第４配線層よりも下の構造は、周知の半導体製造技術を用いて形成することができる。
【0064】
すなわち、図５に示されるように、半導体基板ＳＢにＳＴＩ法を用いて素子分離領域ＳＴを形成し、イオン注入法を用いてｐ型ウエルＰＷおよびｎ型ウエルＮＷを形成し、ｐ型ウエルＰＷおよびｎ型ウエルＮＷ上にゲート絶縁膜ＧＦを介してゲート電極ＧＥ１，ＧＥ２を形成し、イオン注入法を用いてｎ型半導体領域ＮＳおよびｐ型半導体領域ＰＳを形成する。これにより、半導体基板ＳＢにｎチャネル型ＭＩＳＦＥＴ１とｐチャネル型ＭＩＳＦＥＴ２とが形成される。
【0065】
それから、半導体基板ＳＢ上に、ＭＩＳＦＥＴ１，２を覆うように、層間絶縁膜ＩＬ１を形成し、フォトリソグラフィ技術およびドライエッチング技術を用いて層間絶縁膜ＩＬ１にコンタクトホールを形成し、そのコンタクトホール内に導電膜を埋め込むことでプラグＶ１を形成する。
【0066】
それから、層間絶縁膜ＩＬ１上に層間絶縁膜ＩＬ２を形成してから、層間絶縁膜ＩＬ２にシングルダマシン技術を用いて配線Ｍ１を埋め込む。それから、層間絶縁膜ＩＬ２上に層間絶縁膜ＩＬ３を形成してから、層間絶縁膜ＩＬ３にデュアルダマシン技術を用いて配線Ｍ２およびビア部Ｖ２を埋め込む。それから、層間絶縁膜ＩＬ３上に層間絶縁膜ＩＬ４を形成してから、層間絶縁膜ＩＬ４にデュアルダマシン技術を用いて配線Ｍ３およびビア部Ｖ３を埋め込む。それから、層間絶縁膜ＩＬ４上に層間絶縁膜ＩＬ５を形成してから、層間絶縁膜ＩＬ５にデュアルダマシン技術を用いて配線Ｍ４およびビア部Ｖ４を埋め込む。
【0067】
層間絶縁膜ＩＬ５と層間絶縁膜ＩＬ５に埋め込まれた配線Ｍ４およびビア部Ｖ４とをデュアルダマシン技術を用いて形成した後、層間絶縁膜ＩＬ５上に、層間絶縁膜ＩＬ６を形成する。
【0068】
次に、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いて、層間絶縁膜ＩＬ６に開口部ＳＨを形成する。層間絶縁膜ＩＬ６に開口部ＳＨを形成すると、開口部ＳＨの底部では、配線Ｍ４の上面が露出される。
【0069】
次に、層間絶縁膜ＩＬ６上に、開口部ＳＨ内を埋めるようにビア部Ｖ５用の導電膜を形成してから、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing：化学的機械的研磨）法またはエッチバック法などを用いて開口部ＳＨの外部の導電膜（ビア部Ｖ５用の導電膜）を除去し、開口部ＳＨ内に導電膜（ビア部Ｖ５用の導電膜）を残す。これにより、開口部ＳＨ内に埋め込まれた導電膜（ビア部Ｖ５用の導電膜）からなるビア部Ｖ５を形成することができる。
【0070】
図５では、半導体基板ＳＢから第４配線層（配線Ｍ４および層間絶縁膜ＩＬ５）までの積層構造が示されているが、図面の簡略化のために、以降の図６～図１１では、層間絶縁膜ＩＬ６よりも下の構造の図示は省略している。なお、図５は、上記図４に対応する断面領域が示されているが、図６～図１１は、上記図２に対応する断面領域が示されているため、図６～図１１では、開口部ＳＨおよびビア部Ｖ５の図示は省略してある。
【0071】
次に、ビア部Ｖ５が埋め込まれた層間絶縁膜ＩＬ６上に、図６に示されるように、バリア導体膜ＢＲ１とＡｌ含有導電膜ＡＭ１とバリア導体膜ＢＲ２とからなるパッドＰＤを形成する。パッドＰＤは、ビア部Ｖ５が埋め込まれた層間絶縁膜ＩＬ６上にバリア導体膜ＢＲ１とＡｌ含有導電膜ＡＭ１とバリア導体膜ＢＲ２とをスパッタリング法などを用いて順に形成してから、バリア導体膜ＢＲ１とＡｌ含有導電膜ＡＭ１とバリア導体膜ＢＲ２とからなる積層膜をフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いてパターニングすることにより、形成することができる。この段階では、パッドＰＤ全体が、バリア導体膜ＢＲ１と、バリア導体膜ＢＲ１上のＡｌ含有導電膜ＡＭ１と、Ａｌ含有導電膜ＡＭ１上のバリア導体膜ＢＲ２との積層膜からなる。
【0072】
次に、図７に示されるように、層間絶縁膜ＩＬ６上に、パッドＰＤを覆うように、絶縁膜ＰＡ１をＣＶＤ（ＣＶＤ：Chemical Vapor Deposition）法などを用いて形成する。上述のように、絶縁膜ＰＡ１は、酸化シリコン膜である。
【0073】
次に、図８に示されるように、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いて絶縁膜ＰＡ１に開口部ＯＰ１を形成する。開口部ＯＰ１は、開口部ＯＰ１が平面視でパッドＰＤに内包されるように形成される。
【0074】
絶縁膜ＰＡ１に開口部ＯＰ１を形成するエッチング工程においては、絶縁膜ＰＡ１をエッチングして絶縁膜ＰＡ１に開口部ＯＰ１を形成して開口部ＯＰ１からパッドＰＤのバリア導体膜ＢＲ２を露出させてから、更に、開口部ＯＰ１から露出するバリア導体膜ＢＲ２をエッチングによって除去し、開口部ＯＰ１からパッドＰＤのＡｌ含有導電膜ＡＭ１を露出させる。つまり、開口部ＯＰ１に平面視で重なる領域では、絶縁膜ＰＡ１だけでなく、パッドＰＤを構成していたバリア導体膜ＢＲ２もエッチングされて除去されるため、パッドＰＤを構成するＡｌ含有導電膜ＡＭ１の上面が露出される。一方、開口部ＯＰ１を形成した後も絶縁膜ＰＡ１で覆われている領域では、バリア導体膜ＢＲ２は除去されずに、残存する。
【0075】
次に、図９に示されるように、絶縁膜ＰＡ１上に、パッドＰＤを覆うように、絶縁膜ＰＡ２をＣＶＤ法などを用いて形成する。上述のように、絶縁膜ＰＡ２は、窒化シリコン膜または酸窒化シリコン膜である。絶縁膜ＰＡ２は、絶縁膜ＰＡ１上と、絶縁膜ＰＡ１の開口部ＯＰ１から露出するパッドＰＤ上とに形成される。絶縁膜ＰＡ２を成膜する前の段階では、絶縁膜ＰＡ１の開口部ＯＰ１からパッドＰＤが露出されていたが、絶縁膜ＰＡ２を成膜すると、絶縁膜ＰＡ１の開口部ＯＰ１から露出されていたパッドＰＤは、絶縁膜ＰＡ２で覆われるため、露出していない状態になる。
【0076】
次に、図１０に示されるように、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いて絶縁膜ＰＡ２に開口部ＯＰ２を形成する。開口部ＯＰ２は、パッドＰＤ上の絶縁膜ＰＡ２を選択的に除去することにより形成され、開口部ＯＰ２が平面視で開口部ＯＰ１に内包されるように形成される。開口部ＯＰ２は、絶縁膜ＰＡ２を貫通するように形成され、開口部ＯＰ２からパッドＰＤの一部が露出される。絶縁膜ＰＡ２を成膜した段階で、絶縁膜ＰＡ１の開口部ＯＰ１の内壁は、絶縁膜ＰＡ２で覆われた状態になり、その後で絶縁膜ＰＡ２に開口部ＯＰ２を形成しても、絶縁膜ＰＡ１の開口部ＯＰ１の内壁は、絶縁膜ＰＡ２で覆われた状態のままである。
【0077】
このため、パッドＰＤを形成している平面領域において、絶縁膜ＰＡ１は、絶縁膜ＰＡ２で覆われているため露出されておらず、この状態は、開口部ＯＰ２形成時およびそれ以降も維持される。すなわち、絶縁膜ＰＡ２の成膜後は、絶縁膜ＰＡ１は露出されない。
【0078】
次に、図１１に示されるように、絶縁膜ＰＡの開口部ＯＰ（より特定的には絶縁膜ＰＡ２の開口部ＯＰ２）から露出するパッドＰＤ上に、めっき法（好適には無電解めっき法）を用いて金属膜（めっき膜）ＭＥを形成する。金属膜ＭＥは、好ましくは、ニッケルめっき膜ＭＥ１とその上のパラジウムめっき膜ＭＥ２とその上の金めっき膜ＭＥ３との積層膜からなる。すなわち、絶縁膜ＰＡの開口部ＯＰから露出するパッドＰＤ上に、ニッケルめっき膜ＭＥ１とパラジウムめっき膜ＭＥ２と金めっき膜ＭＥ３とをめっき法（好適には無電解めっき法）を用いて順に形成することにより、ニッケルめっき膜ＭＥ１とその上のパラジウムめっき膜ＭＥ２とその上の金めっき膜ＭＥ３との積層膜からなる金属膜ＭＥを形成する。めっき法を用いることで、絶縁膜ＰＡの開口部ＯＰから露出するパッドＰＤ上に選択的に金属膜ＭＥを形成することができる。
【0079】
その後、必要に応じて半導体基板ＳＢの裏面を研削または研磨して半導体基板ＳＢの厚さを薄くしてから、半導体基板ＳＢを半導体基板ＳＢ上の積層構造体とともに、ダイシング（切断）する。この際、半導体基板ＳＢと半導体基板ＳＢ上の積層構造体は、スクライブ領域に沿って、ダイシング（切断）される。
【0080】
このようにして、半導体装置（半導体チップ）ＣＰを製造することができる。
【0081】
＜検討の経緯＞
図１２は、本発明者が検討した検討例の半導体装置の要部断面図であり、上記図２に相当するものである。図１２においても、層間絶縁膜ＩＬ６よりも下の構造の図示を省略している。また、図１３は、検討例のパッド形成領域を示す平面図であり、上記図３に相当するものである。図１３のＡ２－Ａ２線の位置での断面図が、図１２にほぼ対応している。
図１２は、本発明者が検討した検討例の半導体装置の要部断面図であり、上記図２に相当するものである。図１２においても、層間絶縁膜ＩＬ６よりも下の構造の図示を省略している。また、図１３は、検討例のパッド形成領域を示す平面図であり、上記図３に相当するものである。図１３のＡ２－Ａ２線の位置での断面図が、図１２にほぼ対応している。
【0082】
【0083】
すなわち、検討例のパッドＰＤ１０１は、本実施の形態のパッドＰＤに相当するものであるが、検討例におけるパッドＰＤ１０１の外周から開口部ＯＰ１の内壁までの距離（間隔）Ｌ１０１は、本実施の形態におけるパッドＰＤの外周から開口部ＯＰ１の内壁までの距離（間隔）Ｌ１よりも、小さくなっている（Ｌ１０１＜Ｌ１）。言い換えると、本実施の形態の主要な特徴は、パッドＰＤの外周から開口部ＯＰ１の内壁までの距離Ｌ１を、検討例におけるパッドＰＤ１０１の外周から開口部ＯＰ１の内壁までの距離Ｌ１０１よりも大きくしたことである。
【0084】
ここで、距離Ｌ１，Ｌ１０１は、平面視における距離であり、従って、半導体基板ＳＢの主面に平行な方向における距離である。より特定的には、距離Ｌ１は、平面視におけるパッドＰＤの外周と開口部ＯＰ１の内壁との最近接距離であり、距離Ｌ１０１は、平面視におけるパッドＰＤ１０１の外周と開口部ＯＰ１の内壁との最近接距離である。開口部ＯＰ１は、絶縁膜ＰＡ１の開口部ＯＰ１であるため、パッドＰＤの外周から開口部ＯＰ１の内壁までの距離Ｌ１は、パッドＰＤにおける絶縁膜ＰＡ１で覆われている部分の長さ（距離）と同義である。また、パッドＰＤ１０１の外周から開口部ＯＰ１の内壁までの距離Ｌ１０１は、パッドＰＤ１０１における絶縁膜ＰＡ１で覆われている部分の長さ（距離）と同義である。
【0085】
また、図１２では、クラックＣＲの発生理由は後述するが、パッドＰＤ１０１の端部（角部）ＰＤ１０１ａ近傍で、絶縁膜ＰＡにクラックＣＲが発生した状態が示されている。後述するように、本実施の形態では、そのようなクラックＣＲの発生を抑制または防止することができる。
【0086】
それ以外については、検討例の半導体装置も、本実施の形態の半導体装置とほぼ同様の構成を有しているので、ここではその繰り返しの説明は省略する。
【0087】
本発明者の検討によれば、検討例の場合は、ＯＰＭ膜である金属膜ＭＥに含まれるニッケルめっき膜ＭＥ１の応力に起因して、パッシベーション膜である絶縁膜ＰＡにクラックＣＲが発生する懸念があることが分かった。これについて、以下に説明する。
【0088】
すなわち、ニッケルめっき膜ＭＥ１は、めっき法（好適には無電解めっき法）で形成するが、めっき法で形成した直後は、アモルファス構造を有している。しかしながら、ＯＰＭ膜である金属膜ＭＥを形成した後に行われる種々の加熱工程（または高温環境）で、アモルファス構造のニッケルめっき膜ＭＥ１が結晶化し、それに起因してニッケルめっき膜ＭＥ１の応力が増加する。アモルファス構造のニッケルめっき膜ＭＥ１が結晶化する可能性がある加熱工程としては、例えば、ウエハテスト工程で行われる加熱工程、組み立て工程で行われる加熱工程、あるいは、製造、出荷された製品を使用する環境に起因した加熱などがある。
【0089】
ウエハテスト工程は、ＯＰＭ膜である金属膜ＭＥを形成した後で、かつ、ダイシング工程（半導体基板の切断工程）の前に行われる。ウエハテスト工程では、パッド上に形成された金属膜ＭＥに試験用プローブを押し当てるなどして、半導体基板に形成された半導体素子の電気的試験が行われる。このウエハテスト工程では、半導体ウエハを比較的高い温度（例えば２５０℃以上）に加熱した後で、電気的試験を行う場合がある。この際の加熱工程は、例えばリテンションベーク工程であり、比較的長い時間（例えば１～１０時間程度）行われる。
【0090】
また、組み立て工程は、ダイシング工程で取得された半導体チップ（半導体装置ＣＰ）を用いて半導体パッケージを製造する工程に対応している。この組み立て工程において、半導体チップが比較的高い温度（例えば２５０℃以上）に加熱される場合がある。この際の加熱工程は、例えば半田リフロー工程である。
【0091】
アモルファス構造のニッケルめっき膜ＭＥ１が結晶化し、それに起因してニッケルめっき膜ＭＥ１の応力が増加すると、ニッケルめっき膜ＭＥ１の応力が硬い絶縁膜ＰＡ２を介して伝わり、パッドＰＤ１０１上に位置する部分の絶縁膜ＰＡが金属膜ＭＥに向かって引っ張られてしまう。これにより、パッドＰＤ１０１の端部（角部）ＰＤ１０１ａ近傍で、絶縁膜ＰＡにクラックが発生しやすくなってしまう。すなわち、図１２に示されるようなクラックＣＲが発生しやすくなる。
【0092】
窒化シリコンまたは酸窒化シリコンからなる絶縁膜ＰＡ２に比べて酸化シリコンからなる絶縁膜ＰＡ１は柔らかい（そのヤング率が低い）。このため、もしも絶縁膜ＰＡが絶縁膜ＰＡ２を有していなければ、アモルファス構造のニッケルめっき膜ＭＥ１が結晶化してニッケルめっき膜ＭＥ１の応力が増加したとしても、ニッケルめっき膜ＭＥ１の応力は、柔らかい絶縁膜ＰＡ１によって緩和（吸収）されるため、パッドＰＤ１０１の端部ＰＤ１０１ａ近傍で絶縁膜ＰＡにクラックＣＲが発生する懸念はほとんどない。しかしながら、酸化シリコンからなる絶縁膜ＰＡ１は、吸湿しやすい膜である。このため、絶縁膜ＰＡ１上に窒化シリコンまたは酸窒化シリコンからなる絶縁膜ＰＡ２を形成して、絶縁膜ＰＡ１を絶縁膜ＰＡ２で覆うことが必要となる。これにより、絶縁膜ＰＡ１の吸湿を抑制または防止することができる。従って、絶縁膜ＰＡ１を覆う絶縁膜ＰＡ２が必要となるが、窒化シリコンまたは酸窒化シリコンからなる絶縁膜ＰＡ２は、酸化シリコンからなる絶縁膜ＰＡ１よりも硬い。このため、アモルファス構造のニッケルめっき膜ＭＥ１が結晶化してニッケルめっき膜ＭＥ１の応力が増加した場合には、ニッケルめっき膜ＭＥ１の応力が硬い絶縁膜ＰＡ２を介して伝わってしまい、パッドＰＤ１０１上に位置する部分の絶縁膜ＰＡが金属膜ＭＥに向かって引っ張られて上記クラックＣＲが発生しやすくなる。
【0093】
また、もしも絶縁膜ＰＡ１の開口部ＯＰ１の内壁が絶縁膜ＰＡ２で覆われていなければ、ニッケルめっき膜ＭＥ１は、開口部ＯＰ１の内壁を構成する絶縁膜ＰＡ１と接することになる。この場合、アモルファス構造のニッケルめっき膜ＭＥ１が結晶化してニッケルめっき膜ＭＥ１の応力が増加したとしても、ニッケルめっき膜ＭＥ１の応力は、柔らかい絶縁膜ＰＡ１によって緩和（吸収）されやすいため、パッドＰＤ１０１の端部ＰＤ１０１ａ近傍で絶縁膜ＰＡにクラックＣＲが発生するリスクは小さい。しかしながら、もしも絶縁膜ＰＡ１の開口部ＯＰ１の内壁が絶縁膜ＰＡ２で覆われていなければ、絶縁膜ＰＡ１の開口部ＯＰ１の内壁から絶縁膜ＰＡ１が吸湿する懸念がある。また、もしも絶縁膜ＰＡ１の開口部ＯＰ１の内壁が絶縁膜ＰＡ２で覆われていなければ、絶縁膜ＰＡ１の開口部ＯＰ１の内壁で露出されるバリア導体膜ＢＲ２の端面が、金属膜ＭＥを形成するメッキ工程を行うまでの間に酸化される懸念がある。このため、絶縁膜ＰＡ１の開口部ＯＰ１の内壁は、絶縁膜ＰＡ２で覆っている。
【0094】
パッドＰＤ１０１の端部ＰＤ１０１ａ近傍で絶縁膜ＰＡにクラックＣＲが発生することは、半導体装置の信頼性の低下につながる。例えば、このクラックＣＲを通って水分が侵入し、パッドＰＤなどの劣化の原因となる。このため、アモルファス構造のニッケルめっき膜ＭＥ１が結晶化してニッケルめっき膜ＭＥ１の応力が増加したことに起因して、絶縁膜ＰＡにクラックが発生するのを抑制または防止することが望まれる。
【0095】
＜主要な特徴と効果について＞
本実施の形態の半導体装置ＣＰは、半導体基板ＳＢと、半導体基板ＳＢ上に形成された絶縁膜ＩＬ６と、絶縁膜ＩＬ上に形成されたパッドＰＤと、を有する。本実施の形態の半導体装置ＣＰは、更に、絶縁膜ＩＬ６上にパッドＰＤを覆うように形成され、かつパッドＰＤを部分的に露出する開口部ＯＰ１を有する絶縁膜ＰＡ１と、絶縁膜ＰＡ１上に形成され、かつパッドＰＤを部分的に露出する開口部ＯＰ２を有する絶縁膜ＰＡ２と、開口部ＯＰ２から露出するパッドＰＤ上に形成された金属膜ＭＥと、を有する。絶縁膜ＰＡ１は、酸化シリコンからなり、絶縁膜ＰＡ２は、窒化シリコンまたは酸窒化シリコンからなる。平面視において、開口部ＯＰ１はパッドＰＤに内包され、開口部ＯＰ２は開口部ＯＰ１に内包されている。絶縁膜ＰＡ１の開口部ＯＰ１の内壁は、絶縁膜ＰＡ２で覆われている。金属膜ＭＥは、パッドＰＤに接するニッケルめっき膜ＭＥ１を含んでいる。
本実施の形態の半導体装置ＣＰは、半導体基板ＳＢと、半導体基板ＳＢ上に形成された絶縁膜ＩＬ６と、絶縁膜ＩＬ上に形成されたパッドＰＤと、を有する。本実施の形態の半導体装置ＣＰは、更に、絶縁膜ＩＬ６上にパッドＰＤを覆うように形成され、かつパッドＰＤを部分的に露出する開口部ＯＰ１を有する絶縁膜ＰＡ１と、絶縁膜ＰＡ１上に形成され、かつパッドＰＤを部分的に露出する開口部ＯＰ２を有する絶縁膜ＰＡ２と、開口部ＯＰ２から露出するパッドＰＤ上に形成された金属膜ＭＥと、を有する。絶縁膜ＰＡ１は、酸化シリコンからなり、絶縁膜ＰＡ２は、窒化シリコンまたは酸窒化シリコンからなる。平面視において、開口部ＯＰ１はパッドＰＤに内包され、開口部ＯＰ２は開口部ＯＰ１に内包されている。絶縁膜ＰＡ１の開口部ＯＰ１の内壁は、絶縁膜ＰＡ２で覆われている。金属膜ＭＥは、パッドＰＤに接するニッケルめっき膜ＭＥ１を含んでいる。
【0096】
本実施の形態の主要な特徴のうちの一つは、ニッケルめっき膜ＭＥ１の厚さＴ１が２．５μｍ以上であり、かつ、パッドＰＤの外周から開口部ＯＰ１の内壁までの距離Ｌ１と、ニッケルめっき膜ＭＥ１の厚さＴ１とが、次の式１を満たすことである。
Ｌ１＞Ｔ１×２．４５－４．６１μｍ ・・・（式１）
Ｌ１＞Ｔ１×２．４５－４．６１μｍ ・・・（式１）
【0097】
なお、式１におけるＬ１とＴ１の単位は、μｍである。これにより、絶縁膜ＰＡに上記クラックＣＲに相当するものが発生するのを抑制または防止することができ、半導体装置の信頼性を向上させることができる。これについて、以下に具体的に説明する。
【0098】
ニッケルめっき膜ＭＥ１は、ワイヤボンディング時の衝撃を受け止める機能を有している。ワイヤボンディング時の衝撃で金属膜ＭＥにクラックが発生しないようにするには、ニッケルめっき膜ＭＥ１の厚さＴ１を大きくすることが有効である。また、ワイヤボンディング時の衝撃がパッドＰＤやパッドＰＤの下の構造に伝わらないようにするためには、ニッケルめっき膜ＭＥ１の厚さＴ１を大きくすることが有効である。この観点では、ニッケルめっき膜ＭＥ１の厚さＴ１は大きくすることが望ましい。
【0099】
しかしながら、「検討の経緯」の欄でも説明したように、アモルファス構造のニッケルめっき膜ＭＥ１が結晶化したときに発生する応力に起因して、絶縁膜ＰＡにクラックＣＲが発生するリスクがあり、そのリスクは、ニッケルめっき膜ＭＥ１の厚さＴ１が大きくなるほど、大きくなる。なぜなら、アモルファス構造のニッケルめっき膜ＭＥ１が結晶化したときに発生する応力は、ニッケルめっき膜ＭＥ１の厚さＴ１が大きいほど、大きくなるからである。
【0100】
アモルファス構造のニッケルめっき膜ＭＥ１が結晶化したときに発生する応力が、絶縁膜ＰＡにクラックを生じさせるのは、ニッケルめっき膜ＭＥ１が柔らかい絶縁膜ＰＡ１に接しておらず、絶縁膜ＰＡ１よりも硬い絶縁膜ＰＡ２に接しており、その硬い絶縁膜ＰＡ２を介して応力が伝わり、パッドＰＤ上に位置する部分の絶縁膜ＰＡが金属膜ＭＥに向かって引っ張られるからである。パッドＰＤ上に位置する部分の絶縁膜ＰＡが金属膜ＭＥに向かって引っ張られると、パッドＰＤの端部ＰＤａ近傍で絶縁膜ＰＡにクラックを生じさせる原因となる。
【0101】
窒化シリコンまたは酸化シリコンからなる絶縁膜ＰＡ２は、硬い膜であるため、アモルファス構造のニッケルめっき膜ＭＥ１が結晶化したときに発生する応力を緩和する作用はほとんど得られない。それに対して、酸化シリコンからなる絶縁膜ＰＡ１は、比較的柔らかい膜であるため、アモルファス構造のニッケルめっき膜ＭＥ１が結晶化したときに発生する応力を緩和する作用を得ることができる。このため、絶縁膜ＰＡ１におけるパッドＰＤ上に位置する部分の長さが大きいほど、アモルファス構造のニッケルめっき膜ＭＥ１が結晶化したときに発生する応力を絶縁膜ＰＡ１で緩和しやすくなり、パッドＰＤ上に位置する部分の絶縁膜ＰＡが金属膜ＭＥに向かって引っ張られても、パッドＰＤの端部ＰＤａ近傍で絶縁膜ＰＡにクラックは生じにくくなる。ここで、絶縁膜ＰＡ１におけるパッドＰＤ上に位置する部分の長さは、パッドＰＤの外周から開口部ＯＰ１の内壁までの距離Ｌ１と一致している。このため、パッドＰＤの外周から開口部ＯＰ１の内壁までの距離Ｌ１が大きいほど、アモルファス構造のニッケルめっき膜ＭＥ１が結晶化したときに発生する応力を絶縁膜ＰＡ１で緩和しやすくなり、パッドＰＤ上に位置する部分の絶縁膜ＰＡが金属膜ＭＥに向かって引っ張られても、パッドＰＤの端部ＰＤａ近傍で絶縁膜ＰＡにクラックは生じにくくなる。
【0102】
つまり、上記検討例と本実施の形態とを比べると、上記検討例よりも本実施の形態の方が、パッド（ＰＤ，ＰＤ１０１）の外周から開口部ＯＰ１の内壁までの距離（Ｌ１，Ｌ１０１）が大きいため、アモルファス構造のニッケルめっき膜ＭＥ１が結晶化したときに発生する応力を絶縁膜ＰＡ１で緩和しやすくなる。このため、上記検討例よりも本実施の形態の方が、ニッケルめっき膜ＭＥ１が結晶化したときに発生する応力に起因してパッド（ＰＤ，ＰＤ１０１）上に位置する部分の絶縁膜ＰＡが金属膜ＭＥに向かって引っ張られても、パッド（ＰＤ，ＰＤ１０１）の端部（ＰＤａ，ＰＤ１０１ａ）近傍で絶縁膜ＰＡにクラックは生じにくくなる。
【0103】
そこで、本発明者は、絶縁膜ＰＡに上記クラックＣＲが発生するのを防ぐためには、パッドＰＤの外周から開口部ＯＰ１の内壁までの距離Ｌ１をどの程度確保すればよいかについて、検討を行った。図１４は、本発明者の検討の結果、得られたグラフである。図１４には、ニッケルめっき膜ＭＥの厚さＴ１と、絶縁膜ＰＡにクラックＣＲが発生するのを防ぐのに必要となる距離Ｌ１との相関を示すグラフである。図１４のグラフの横軸は、ニッケルめっき膜ＭＥ１の厚さＴ１に対応している。図１４のグラフの縦軸は、パッドＰＤの外周から開口部ＯＰ１の内壁までの距離Ｌ１に対応しており、従って、絶縁膜ＰＡ１におけるパッドＰＤ上に位置する部分の長さに対応している。
【0104】
図１４には、ニッケルめっき膜ＭＥの厚さＴ１を、２．３μｍ、２．５μｍ、２．７μｍ、３．０μｍ、３．３μｍとした場合のそれぞれについて、パッドＰＤの外周から開口部ＯＰ１の内壁までの距離Ｌ１を変化させて絶縁膜ＰＡにクラックＣＲが発生するか否かを調べ、絶縁膜ＰＡにクラックＣＲが発生しなくなるときの距離Ｌ１を求めてそれをプロットしてある。プロットした結果から求めたものが、上記式１である。なお、図１４のグラフ中に式２として示した直線は、次の式２の関係にある。
Ｌ１＝Ｔ１×２．４５－４．６１μｍ ・・・（式２）
Ｌ１＝Ｔ１×２．４５－４．６１μｍ ・・・（式２）
【0105】
図１４のグラフにおいて、式２として示した直線よりも下の範囲は、絶縁膜ＰＡに上記クラックＣＲが発生する可能性があり、式２として指し示した直線よりも上の範囲であれば、絶縁膜ＰＡに上記クラックＣＲが発生するのを防止できる。
【0106】
このため、パッドＰＤの外周から開口部ＯＰ１の内壁までの距離Ｌ１と、ニッケルめっき膜ＭＥ１の厚さＴ１とが、上記の式１を満たせば、すなわち、パッドＰＤの外周から開口部ＯＰ１の内壁までの距離Ｌ１が、ニッケルめっき膜ＭＥ１の厚さＴ１の２．４５倍から４．６１μｍを引いた値よりも大きければ、絶縁膜ＰＡに上記クラックＣＲが発生するのを抑制または防止することができる。
【0107】
例えば、ニッケルめっき膜ＭＥ１の厚さＴ１が３μｍの場合は、パッドＰＤの外周から開口部ＯＰ１の内壁までの距離Ｌ１を２．７４μｍよりも大きくすればよく、それによって、絶縁膜ＰＡに上記クラックＣＲが発生するのを抑制または防止することができる。また、ニッケルめっき膜ＭＥ１の厚さＴ１が３．５μｍの場合は、パッドＰＤの外周から開口部ＯＰ１の内壁までの距離Ｌ１を３．９６μｍよりも大きくすればよく、それによって、絶縁膜ＰＡに上記クラックＣＲが発生するのを抑制または防止することができる。また、ニッケルめっき膜ＭＥ１の厚さＴ１が４μｍの場合は、パッドＰＤの外周から開口部ＯＰ１の内壁までの距離Ｌ１を５．１９μｍよりも大きくすればよく、それによって、絶縁膜ＰＡに上記クラックＣＲが発生するのを抑制または防止することができる。
【0108】
上記「検討の経緯」の欄で説明したようなクラックＣＲ発生の課題に気づかなければ、ニッケルめっき膜ＭＥ１の厚さＴ１を大きくした場合でも、パッドＰＤの外周から開口部ＯＰ１の内壁までの距離Ｌ１を大きくすることはない。パッドＰＤにおいて、ワイヤボンディング可能面積は、開口部ＯＰ２で規定されるため、パッドＰＤの外周から開口部ＯＰ１の内壁までの距離Ｌ１を大きくしてもワイヤボンディング可能面積は増加せず、かえって半導体装置の平面寸法（平面積）の増加を招く虞れがあるからである。本発明者は、上記「検討の経緯」の欄で説明したような課題に気づいたからこそ、ニッケルめっき膜ＭＥ１の厚さＴ１を大きくした場合には、ニッケルめっき膜ＭＥ１の厚さＴ１に応じて、上記式１が成り立つように、パッドＰＤの外周から開口部ＯＰ１の内壁までの距離Ｌ１を大きくしている。これにより、絶縁膜ＰＡに上記クラックＣＲに相当するものが発生するのを抑制または防止することができ、半導体装置の信頼性を向上させることができる。
【0109】
このため、本実施の形態の技術思想は、ニッケルめっき膜ＭＥ１の厚さＴ１を大きくした場合に適用することに意義がある。本実施の形態では、ニッケルめっき膜ＭＥ１が有するワイヤボンディング時の衝撃を受け止める機能を向上させるために、ニッケルめっき膜ＭＥ１の厚さＴ１を大きくし、それに伴い、アモルファス構造のニッケルめっき膜ＭＥ１が結晶化したときに発生する応力が増加することを考慮して、上記式１が成り立つようにパッドＰＤの外周から開口部ＯＰ１の内壁までの距離Ｌ１を大きくする。これにより、アモルファス構造のニッケルめっき膜ＭＥ１が結晶化したときに発生する応力に起因して絶縁膜ＰＡにクラックが発生するのを防ぐことができる。
【0110】
このため、本実施の形態では、ワイヤボンディング時の衝撃を受け止める機能を向上させるために、ニッケルめっき膜ＭＥ１の厚さＴ１を、２．５μｍ以上とし、より好ましくは、３μｍ以上としている。これにより、ワイヤボンディング時の衝撃で金属膜ＭＥにクラックが発生するのを抑制または防止でき、また、ワイヤボンディング時の衝撃がパッドＰＤやパッドＰＤの下の構造に伝わるのを抑制または防止することができる。
【0111】
（実施の形態２）
図１５は、本実施の形態２の半導体装置ＣＰの要部断面図であり、上記図２に相当するものである。図１５においても、層間絶縁膜ＩＬ６よりも下の構造の図示を省略している。また、図１６は、本実施の形態２のパッド形成領域を示す平面図であり、上記図３に相当するものである。図１６のＡ３－Ａ３線の位置での断面図が、図１５にほぼ対応している。なお、以下では、本実施の形態２のパッドＰＤを、符号ＰＤ１を付してパッドＰＤ１と称することとする。
図１５は、本実施の形態２の半導体装置ＣＰの要部断面図であり、上記図２に相当するものである。図１５においても、層間絶縁膜ＩＬ６よりも下の構造の図示を省略している。また、図１６は、本実施の形態２のパッド形成領域を示す平面図であり、上記図３に相当するものである。図１６のＡ３－Ａ３線の位置での断面図が、図１５にほぼ対応している。なお、以下では、本実施の形態２のパッドＰＤを、符号ＰＤ１を付してパッドＰＤ１と称することとする。
【0112】
本実施の形態２の半導体装置が、上記実施の形態１の半導体装置と相違しているのは、以下の点である。すなわち、上記実施の形態１では、絶縁膜ＰＡは、酸化シリコンからなる絶縁膜膜ＰＡ１と、絶縁膜ＰＡ１上の窒化シリコンまたは酸窒化シリコンからなる絶縁膜ＰＡ２とからなる。一方、本実施の形態２では、絶縁膜ＰＡは、酸化シリコンからなる絶縁膜ＰＡ１と、絶縁膜膜ＰＡ１上の窒化シリコンまたは酸窒化シリコンからなる絶縁膜ＰＡ２と、絶縁膜膜ＰＡ２上の絶縁膜ＰＡ３とからなる。絶縁膜ＰＡ３は、絶縁膜ＰＡ２上に形成されており、絶縁膜ＰＡ３は、絶縁膜ＰＡ２の上面と接している。
【0113】
本実施の形態２で用いられる絶縁膜ＰＡ３は、無機絶縁膜である。そして、絶縁膜ＰＡ３のヤング率は、絶縁膜ＰＡ２のヤング率よりも低い。すなわち、絶縁膜ＰＡ３は、絶縁膜ＰＡ２よりも柔らかい。絶縁膜ＰＡ３としては、酸化シリコン膜を好適に用いることができる。絶縁膜ＰＡ３の厚さは、好ましくは５０ｎｍ～５００ｎｍ程度とすることができる。
【0114】
また、上記実施の形態１では、パッドＰＤの外周から絶縁膜ＰＡ１の開口部ＯＰ１の内壁までの距離Ｌ１は、上記式１を満たしている必要があるが、本実施の形態２では、パッドＰＤ１の外周から絶縁膜ＰＡ１の開口部ＯＰ１の内壁までの距離Ｌ１は、上記式１を満たす必要はない。ニッケルめっき膜ＭＥ１の厚さと開口部ＯＰ１の平面寸法（平面積）が本実施の形態２と上記実施の形態１とで同じ場合には、本実施の形態２のパッドＰＤ１の平面寸法（平面積）は、上記実施の形態１のパッドＰＤの平面寸法（平面積）よりも小さくすることが可能となる。このため、上記実施の形態１に比べて、本実施の形態２は、半導体装置の小型化（小面積化）に有利となる。
【0115】
このため、本実施の形態２では、次の式３が成り立つ場合も許容される。
Ｌ１≦Ｔ１×２．４５－４．６１μｍ ・・・（式３）
Ｌ１≦Ｔ１×２．４５－４．６１μｍ ・・・（式３）
【0116】
式３を満たす場合は、パッドＰＤ１の外周から絶縁膜ＰＡ１の開口部ＯＰ１の内壁までの距離Ｌ１を短くできるため、半導体装置の小型化（小面積化）を図ることができる。
【0117】
本実施の形態２では、開口部ＯＰ２は、絶縁膜ＰＡ３と絶縁膜ＰＡ２とを貫通するように形成されている。以下では、絶縁膜ＰＡ２と絶縁膜ＰＡ２上の絶縁膜ＰＡ３との積層膜を、符号ＬＦを付して積層膜ＬＦと称することとする。開口部ＯＰ２は、絶縁膜ＰＡ２と絶縁膜ＰＡ２上の絶縁膜ＰＡ３との積層膜ＬＦに形成されており、絶縁膜ＰＡ２の開口部ＯＰ２の内壁と絶縁膜ＰＡ３の開口部ＯＰ２の内壁とは、整合している（連続している）。
【0118】
本実施の形態２では、絶縁膜ＰＡ２上に絶縁膜ＰＡ３が形成されているため、開口部ＯＰ２の内壁を構成する絶縁膜ＰＡ２の端面は、ニッケルめっき膜ＭＥ１と接しているが、その端面以外では、絶縁膜ＰＡ２はニッケルめっき膜ＭＥ１と接していない。その代わりに、絶縁膜ＰＡ３がニッケルめっき膜ＭＥ１と接している。
【0119】
本実施の形態２では、絶縁膜ＰＡ１の開口部ＯＰ１の内壁は絶縁膜ＰＡ２で覆われており、かつ、絶縁膜ＰＡ２上には絶縁膜ＰＡ３が形成されている。このため、絶縁膜ＰＡの開口部ＯＰの内壁は、絶縁膜ＰＡ２の開口部ＯＰ２の内壁（すなわち絶縁膜ＰＡ２の端面）と、絶縁膜ＰＡ３の開口部ＯＰ２の内壁（すなわち絶縁膜ＰＡ３の端面）と、絶縁膜ＰＡ１の開口部ＯＰ１の内壁上に位置する積層膜ＬＦの表面とにより、形成される。なお、積層膜ＬＦの最上層は絶縁膜ＰＡ３であるため、積層膜ＬＦの表面は、絶縁膜ＰＡ３の表面により構成される。パッドＰＤ１において絶縁膜ＰＡの開口部ＯＰから露出する部分は、パッドＰＤ１において絶縁膜ＰＡ２の開口部ＯＰ２から露出する部分と一致している。絶縁膜ＰＡの開口部ＯＰの位置と形状（面積）は、実質的には絶縁膜ＰＡ２の開口部ＯＰ２により規定され、パッドＰＤ１の露出面積（パッドＰＤ１において絶縁膜ＰＡ１の開口部ＯＰから露出される部分の面積）は、絶縁膜ＰＡ２の開口部ＯＰ２により規定される。
【0120】
半導体装置の他の構成については、本実施の形態２も上記実施の形態と基本的には同じであるので、ここではその繰り返しの説明は省略する。
【0121】
次に、本実施の形態２の半導体装置ＣＰの製造工程について、図１７および図１８を参照して説明する。図１７および図１８は、本実施の形態の半導体装置ＣＰの製造工程中の要部断面図である。図１７および図１８では、層間絶縁膜ＩＬ６よりも下の構造の図示は省略している。
【0122】
本実施の形態２においても、上記実施の形態１と同様に絶縁膜ＰＡ２形成工程までを行って、上記図７と同様の構造を得る。但し、上記実施の形態１に比べて、本実施の形態２の方が、パッドＰＤ１の平面寸法（平面積）は小さい。なぜなら、上述のように、上記実施の形態１に比べて本実施の形態２の方が、パッドＰＤ１の外周から絶縁膜ＰＡ１の開口部ＯＰ１の内壁までの距離Ｌ１を小さくできるからである。
【0123】
上記図７の構造を得るまでの工程は、本実施の形態２も上記実施の形態１と基本的には同じであるので、ここではその繰り返しの説明は省略する。
【0124】
本実施の形態２では、絶縁膜ＰＡ２を形成した後、図１７に示されるように、絶縁膜ＰＡ２上に絶縁膜ＰＡ３を形成する。絶縁膜ＰＡ３は、絶縁膜ＰＡ２の上面全体上に形成される。絶縁膜ＰＡ３が酸化シリコン膜の場合は、その酸化シリコン膜はＣＶＤ法などを用いて形成することができる。
【0125】
次に、図１８に示されるように、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いて、絶縁膜ＰＡ２と絶縁膜ＰＡ２上の絶縁膜ＰＡ３とからなる積層膜ＬＦに、開口部ＯＰ２を形成する。上記実施の形態１と同様に、本実施の形態２においても、開口部ＯＰ２は、平面視で開口部ＯＰ１に内包されるように形成される。開口部ＯＰ２は、絶縁膜ＰＡ３と絶縁膜ＰＡ２とを貫通するように形成され、開口部ＯＰ２からパッドＰＤ１の一部が露出される。絶縁膜ＰＡ２を成膜した段階で、絶縁膜ＰＡ１の開口部ＯＰ１の内壁は、絶縁膜ＰＡ２で覆われており、その後で絶縁膜ＰＡ３を形成してから開口部ＯＰ２を形成しても、絶縁膜ＰＡ１の開口部ＯＰ１の内壁は、絶縁膜ＰＡ２で覆われた状態のままである。
【0126】
このため、パッドＰＤ１を形成している平面領域において、絶縁膜ＰＡ１は、絶縁膜ＰＡ２で覆われているため露出されておらず、この状態は、開口部ＯＰ２形成時およびそれ以降も維持される。すなわち、絶縁膜ＰＡ２の成膜後は、絶縁膜ＰＡ１は露出されない。
【0127】
次に、上記図１５に示されるように、絶縁膜ＰＡの開口部ＯＰ（より特定的には絶縁膜ＰＡ２，ＰＡ３の開口部ＯＰ２）から露出するパッドＰＤ１上に、めっき法（好適には無電解めっき法）を用いて金属膜ＭＥを形成する。すなわち、絶縁膜ＰＡの開口部ＯＰから露出するパッドＰＤ１上に、ニッケルめっき膜ＭＥ１とパラジウムめっき膜ＭＥ２と金めっき膜ＭＥ３とをめっき法（好適には無電解めっき法）を用いて順に形成することにより、ニッケルめっき膜ＭＥ１とその上のパラジウムめっき膜ＭＥ２とその上の金めっき膜ＭＥ３との積層膜からなる金属膜ＭＥを形成する。めっき法を用いることで、絶縁膜ＰＡの開口部ＯＰから露出するパッドＰＤ１上に選択的に金属膜ＭＥを形成することができる。
【0128】
その後、必要に応じて半導体基板ＳＢの裏面を研削または研磨して半導体基板ＳＢの厚さを薄くしてから、半導体基板ＳＢを半導体基板ＳＢ上の積層構造体とともに、ダイシング（切断）する。この際、半導体基板ＳＢと半導体基板ＳＢ上の積層構造体は、スクライブ領域に沿って、ダイシング（切断）される。
【0129】
このようにして、本実施の形態２の半導体装置（半導体チップ）ＣＰを製造することができる。
【0130】
本実施の形態２の主要な特徴のうちの一つは、窒化シリコンまたは酸窒化シリコンからなる絶縁膜ＰＡ２上に、無機絶縁膜である絶縁膜ＰＡ３が形成されており、絶縁膜ＰＡ３のヤング率は、絶縁膜ＰＡ２のヤング率よりも低いことである。開口部ＯＰ２は、絶縁膜ＰＡ３と絶縁膜ＰＡ２とを貫通するように形成されている。
【0131】
絶縁膜ＰＡ３のヤング率は、絶縁膜ＰＡ２のヤング率よりも低いため、絶縁膜ＰＡ３は絶縁膜ＰＡ２よりも柔らかく、アモルファス構造のニッケルめっき膜ＭＥ１が結晶化したときに発生する応力を緩和（吸収）しやすい膜である。本実施の形態２では、絶縁膜ＰＡ２上に絶縁膜ＰＡ３を形成しているため、開口部ＯＰ２の内壁を構成する絶縁膜ＰＡ２の端面は、ニッケルめっき膜ＭＥ１と接しているが、その端面以外では、絶縁膜ＰＡ２はニッケルめっき膜ＭＥ１と接しておらず、ニッケルめっき膜ＭＥ１は、主としてパッドＰＤ１の表面（ここではＡｌ含有導電膜ＡＭ１の表面）と絶縁膜ＰＡ３とに接している。ニッケルめっき膜ＭＥ１が、高いヤング率の（従って硬い）絶縁膜ＰＡ２にはほとんど接触せずに、低いヤング率の（従って柔らかい）絶縁膜ＰＡ３と接しているため、アモルファス構造のニッケルめっき膜ＭＥ１が結晶化したときに発生する応力を絶縁膜ＰＡ３で緩和（吸収）することができる。このため、絶縁膜ＰＡ３が形成されていない上記検討例よりも、絶縁膜ＰＡ２上に絶縁膜ＰＡ３が形成された本実施の形態２の方が、ニッケルめっき膜ＭＥ１が結晶化したときに発生する応力に起因して、パッド上に位置する部分の絶縁膜ＰＡが金属膜ＭＥに向かって引っ張られにくくなり、パッド（ＰＤ１，ＰＤ１０１）の端部（ＰＤａ，ＰＤ１０１ａ）近傍で絶縁膜ＰＡにクラックは生じにくくなる。
【0132】
また、絶縁膜ＰＡ１は酸化シリコン膜であるため、絶縁膜ＰＡ１のヤング率は、窒化シリコンまたは酸窒化シリコンからなる絶縁膜ＰＡ２のヤング率よりも低い。このため、本実施の形態２では、パッシベーション膜である絶縁膜ＰＡは、高いヤング率の絶縁膜ＰＡ２を、絶縁膜ＰＡ２よりも低いヤング率の絶縁膜ＰＡ１，ＰＡ３で挟んだ構造を有している。これにより、ニッケルめっき膜ＭＥ１が結晶化したときに発生する応力を、絶縁膜ＰＡ１と絶縁膜ＰＡ３とで緩和（吸収）することができる。そのため、ニッケルめっき膜ＭＥ１が結晶化したときに発生する応力に起因して、パッドＰＤ１上に位置する部分の絶縁膜ＰＡが金属膜ＭＥに向かって引っ張られにくくなり、パッドＰＤ１の端部ＰＤａ近傍で絶縁膜ＰＡにクラックは生じにくくなる。
【0133】
このように、本実施の形態２では、ニッケルめっき膜ＭＥ１が、硬い絶縁膜ＰＡ２とはほとんど接触せず、主として柔らかい絶縁膜ＰＡ３に接触するようにしたことと、硬い絶縁膜ＰＡ２を柔らかい絶縁膜ＰＡ１，ＰＡ３で挟んだ構造を採用している。これにより、ニッケルめっき膜ＭＥ１が結晶化したときに発生する応力に起因して絶縁膜ＰＡにクラックが発生するのを抑制または防止することができる。従って、半導体装置の信頼性を向上させることができる。
【0134】
また、本実施の形態２は、絶縁膜ＰＡ２上に絶縁膜ＰＡ３を形成したことで、絶縁膜ＰＡに上記クラックＣＲが発生するのを防止するため、パッドＰＤ１の外周から絶縁膜ＰＡ１の開口部ＯＰ１の内壁までの距離Ｌ１は、上記式１を満たす必要はない。このため、上記実施の形態１に比べて、本実施の形態２は、半導体装置の小型化（小面積化）に有利である。
【0135】
一方、上記実施の形態１では、ニッケルめっき膜ＭＥ１の厚さＴ１に応じて、パッドＰＤの外周から絶縁膜ＰＡ１の開口部ＯＰ１の内壁までの距離Ｌ１を大きくすればよいので、製造工程数を増加させずにすむ。このため、本実施の形態２に比べて、上記実施の形態１は、製造工程数を抑制することができる。
【0136】
また、本実施の形態２では、絶縁膜ＰＡ３としては、酸化シリコン膜を好適に用いることができる。しかしながら、絶縁膜ＰＡ３が酸化シリコン膜である場合には、絶縁膜ＰＡ３が吸湿してしまう可能性がある。たとえ絶縁膜ＰＡ３が吸湿したとしても、絶縁膜ＰＡ３と絶縁膜ＰＡ１との間には、窒化シリコンまたは酸窒化シリコンからなる絶縁膜ＰＡ２が介在しているため、絶縁膜ＰＡ３から絶縁膜ＰＡ１へ水分が移動するのを抑制または防止することができる。このため、絶縁膜ＰＡ３として酸化シリコン膜を用いたとしても、絶縁膜ＰＡ１の吸湿の問題は生じずに済む。
【0137】
また、絶縁膜ＰＡ３は、樹脂膜のような有機絶縁膜ではなく、無機絶縁膜である。樹脂膜のような有機絶縁膜は、ニッケルめっき膜との密着性が低く、それに比べると、無機絶縁膜は、ニッケルめっき膜との密着性が高い。このため、絶縁膜ＰＡ３として、樹脂膜のような有機絶縁膜ではなく、無機絶縁膜を用いることで、ニッケルめっき膜ＭＥ１と絶縁膜ＰＡ３との密着性を高めることができる。これにより、ニッケルめっき膜ＭＥ１の剥離の発生を抑制または防止することができる。従って、半導体装置の信頼性を、より的確に向上させることができる。
【0138】
（実施の形態３）
本実施の形態３は、上記実施の形態１の変形例に対応している。図１９は、本実施の形態３の半導体装置ＣＰの要部断面図であり、上記図２に相当するものである。図１９においても、層間絶縁膜ＩＬ６よりも下の構造の図示を省略している。なお、本実施の形態３のパッド形成領域を示す平面図は、上記図３と同様であるので、ここではその繰り返しの図示は省略する。以下では、本実施の形態３が上記実施の形態１と相違している点について説明する。本実施の形態３が上記実施の形態１と共通している点については、ここではその繰り返しの説明は省略する。
本実施の形態３は、上記実施の形態１の変形例に対応している。図１９は、本実施の形態３の半導体装置ＣＰの要部断面図であり、上記図２に相当するものである。図１９においても、層間絶縁膜ＩＬ６よりも下の構造の図示を省略している。なお、本実施の形態３のパッド形成領域を示す平面図は、上記図３と同様であるので、ここではその繰り返しの図示は省略する。以下では、本実施の形態３が上記実施の形態１と相違している点について説明する。本実施の形態３が上記実施の形態１と共通している点については、ここではその繰り返しの説明は省略する。
【0139】
上記実施の形態１の場合は、ニッケルめっき膜ＭＥ１の厚さＴ１は、絶縁膜ＰＡの厚さＴ２以下である（Ｔ１≦Ｔ２）。なお、上記実施の形態１および本実施の形態３の場合は、絶縁膜ＰＡは、絶縁膜ＰＡ１および絶縁膜ＰＡ２からなるため、絶縁膜ＰＡの厚さは、絶縁膜ＰＡ１の厚さと絶縁膜ＰＡ２の厚さの合計である。このため、上記実施の形態１では、ニッケルめっき膜ＭＥ１は、絶縁膜ＰＡの開口部ＯＰ外には形成されず、従って、ニッケルめっき膜ＭＥ１は、開口部ＯＰの外部で絶縁膜ＰＡ（絶縁膜ＰＡ２）上に形成されない。
【0140】
それに対して本実施の形態３では、ニッケルめっき膜ＭＥ１の厚さＴ１は、絶縁膜ＰＡの厚さＴ２よりも大きい（Ｔ１＞Ｔ２）。このため、本実施の形態３では、ニッケルめっき膜ＭＥ１は、絶縁膜ＰＡの開口部ＯＰ外にも形成されており、従って、ニッケルめっき膜ＭＥ１の一部（外周部）は、開口部ＯＰの外部で絶縁膜ＰＡ上（より特定的には絶縁膜ＰＡ２上）に形成されている。
【0141】
上記実施の形態１に比べて、本実施の形態３では、ニッケルめっき膜ＭＥ１の厚さＴ１を大きくしたことで、ニッケルめっき膜ＭＥ１がワイヤボンディング時の衝撃を受け止める機能を向上させることができる。これにより、本実施の形態３では、ワイヤボンディング時の衝撃で金属膜ＭＥにクラックが発生するのを、より的確に抑制または防止できる。また、ワイヤボンディング時の衝撃がパッドＰＤやパッドＰＤの下の構造に伝わるのを、より的確に抑制または防止することができる。
【0142】
また、図１９には、絶縁膜ＰＡ上に樹脂膜ＲＳを形成した場合が示されている。樹脂膜ＲＳは、平面視において開口部ＯＰ２を内包する開口部ＯＰ３を有している。樹脂膜ＲＳは、必須の構成ではないが、樹脂膜ＲＳを形成すれば、半導体装置（半導体チップ）ＣＰの取り扱いが容易になるという利点を得られる。樹脂膜ＲＳとしては、ポリイミド樹脂膜などを好適に用いることができる。
【0143】
絶縁膜ＰＡ上に樹脂膜ＲＳを形成する場合には、ニッケルめっき膜ＭＥ１が樹脂膜ＲＳと接しないようにすることが好ましい。本実施の形態３では、ニッケルめっき膜ＭＥ１の一部（外周部）が、開口部ＯＰの外部で絶縁膜ＰＡ（絶縁膜ＰＡ２）上に形成されても、ニッケルめっき膜ＭＥ１が樹脂膜ＲＳと接触しないように、樹脂膜ＲＳの開口部ＯＰ３の平面寸法（平面積）を設定しておく。
【0144】
もしも、ニッケルめっき膜ＭＥ１を形成した際に、ニッケルめっき膜ＭＥ１が樹脂膜ＲＳと接触してしまうと、すなわち、ニッケルめっき膜ＭＥ１の一部が樹脂膜ＲＳ上に形成されてしまうと、以下の不具合が懸念される。すなわち、酸化シリコン膜や窒化シリコン膜などの無機絶縁膜に比べて、樹脂膜は、ニッケルめっき膜に対する密着性が低い。このため、ニッケルめっき膜ＭＥ１の一部が樹脂膜ＲＳ上に形成されてしまうと、ニッケルめっき膜ＭＥ１と樹脂膜ＲＳとが接触している個所では、ニッケルめっき膜ＭＥ１と樹脂膜ＲＳとの密着性が低くなり、そこからニッケルめっき膜ＭＥ１が剥離することが懸念される。また、ニッケルめっき膜ＭＥ１を形成した後、パラジウムめっき膜ＭＥ２または金めっき膜ＭＥ３を形成する際に、めっき液がニッケルめっき膜ＭＥ１と樹脂膜ＲＳとの間に侵入することが懸念される。
【0145】
それに対して本実施の形態３では、ニッケルめっき膜ＭＥ１は樹脂膜ＲＳと接していない。すなわち、ニッケルめっき膜ＭＥ１は、樹脂膜ＲＳ上に形成されていない。ニッケルめっき膜ＭＥ１は、絶縁膜ＰＡ２と接しているが、樹脂膜ＲＳとは接していないため、下地膜（ここでは絶縁膜ＰＡ２）に対するニッケルめっき膜ＭＥ１の密着性を向上させることができ、ニッケルめっき膜ＭＥ１の剥離を的確に防ぐことができる。また、ニッケルめっき膜ＭＥ１を形成した後、パラジウムめっき膜ＭＥ２または金めっき膜ＭＥ３を形成する際に、めっき液がニッケルめっき膜ＭＥ１と下地膜（ここでは絶縁膜ＰＡ２）との間に侵入するのを、的確に防ぐことができる。
【0146】
（実施の形態４）
本実施の形態４は、上記実施の形態２の変形例に対応している。図２０は、本実施の形態４の半導体装置ＣＰの要部断面図であり、上記図１５に相当するものである。図２０においても、層間絶縁膜ＩＬ６よりも下の構造の図示を省略している。なお、本実施の形態４のパッド形成領域を示す平面図は、上記図１６と同様であるので、ここではその繰り返しの図示は省略する。以下では、本実施の形態４が上記実施の形態２と相違している点について説明する。本実施の形態４が上記実施の形態２と共通している点については、ここではその繰り返しの説明は省略する。
本実施の形態４は、上記実施の形態２の変形例に対応している。図２０は、本実施の形態４の半導体装置ＣＰの要部断面図であり、上記図１５に相当するものである。図２０においても、層間絶縁膜ＩＬ６よりも下の構造の図示を省略している。なお、本実施の形態４のパッド形成領域を示す平面図は、上記図１６と同様であるので、ここではその繰り返しの図示は省略する。以下では、本実施の形態４が上記実施の形態２と相違している点について説明する。本実施の形態４が上記実施の形態２と共通している点については、ここではその繰り返しの説明は省略する。
【0147】
上記実施の形態２の場合は、ニッケルめっき膜ＭＥ１の厚さＴ１は、絶縁膜ＰＡの厚さＴ２以下である（Ｔ１≦Ｔ２）。なお、上記実施の形態２および本実施の形態４の場合は、絶縁膜ＰＡは、絶縁膜ＰＡ１と絶縁膜ＰＡ２と絶縁膜ＰＡ３とからなる。そのため、絶縁膜ＰＡの厚さは、絶縁膜ＰＡ１の厚さと絶縁膜ＰＡ２の厚さと絶縁膜ＰＡ３の厚さの合計である。このため、上記実施の形態２では、ニッケルめっき膜ＭＥ１は、絶縁膜ＰＡの開口部ＯＰ外には形成されず、従って、ニッケルめっき膜ＭＥ１は、開口部ＯＰの外部で絶縁膜ＰＡ（絶縁膜ＰＡ２）上に形成されない。
【0148】
それに対して本実施の形態４では、ニッケルめっき膜ＭＥ１の厚さＴ１は、絶縁膜ＰＡの厚さＴ２よりも大きい（Ｔ１＞Ｔ２）。このため、本実施の形態４では、ニッケルめっき膜ＭＥ１は、絶縁膜ＰＡの開口部ＯＰ外にも形成されており、従って、ニッケルめっき膜ＭＥ１の一部（外周部）は、開口部ＯＰの外部で絶縁膜ＰＡ上（より特定的には絶縁膜ＰＡ３上）に形成されている。
【0149】
上記実施の形態２に比べて、本実施の形態４では、ニッケルめっき膜ＭＥ１の厚さＴ１を大きくしたことで、ニッケルめっき膜ＭＥ１がワイヤボンディング時の衝撃を受け止める機能を向上させることができる。その効果は、上記実施の形態３で説明した通りである。
【0150】
また、図２０には、絶縁膜ＰＡ上に樹脂膜ＲＳを形成した場合が示されている。樹脂膜ＲＳは、平面視において開口部ＯＰ２を内包する開口部ＯＰ３を有している。樹脂膜ＲＳは、必須の構成ではないが、樹脂膜ＲＳを形成する利点は、上記実施の形態３で説明した通りである。
【0151】
上記実施の形態３と同様に、本実施の形態４においても、絶縁膜ＰＡ上に樹脂膜ＲＳを形成する場合には、ニッケルめっき膜ＭＥ１が樹脂膜ＲＳと接しないようにすることが好ましい。このため、ニッケルめっき膜ＭＥ１の一部（外周部）が、開口部ＯＰの外部で絶縁膜ＰＡ（絶縁膜ＰＡ２）上に形成されても、ニッケルめっき膜ＭＥ１が樹脂膜ＲＳと接触しないように、樹脂膜ＲＳの開口部ＯＰ３の平面寸法（平面積）を設定しておく。
【0152】
上記実施の形態３と同様に、本実施の形態４においても、ニッケルめっき膜ＭＥ１は樹脂膜ＲＳと接しておらず、従って、ニッケルめっき膜ＭＥ１は、樹脂膜ＲＳ上に形成されていない。このため、下地膜（ここでは絶縁膜ＰＡ２）に対するニッケルめっき膜ＭＥ１の密着性を向上させることができ、ニッケルめっき膜ＭＥ１の剥離を的確に防ぐことができる。また、ニッケルめっき膜ＭＥ１を形成した後、パラジウムめっき膜ＭＥ２または金めっき膜ＭＥ３を形成する際に、めっき液がニッケルめっき膜ＭＥ１と下地膜（ここでは絶縁膜ＰＡ２）との間に侵入するのを、的確に防ぐことができる。
【0153】
以上、本発明者によってなされた発明をその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言うまでもない。
【符号の説明】
【0154】
１，２ ＭＩＳＦＥＴ
ＡＭ１ Ａｌ含有導電膜
ＢＲ１，ＢＲ２ バリア導体膜
ＣＰ 半導体装置
ＣＲ クラック
ＧＥ１，ＧＥ２ ゲート電極
ＧＦ ゲート絶縁膜
ＩＬ１，ＩＬ２，ＩＬ３，ＩＬ４，ＩＬ５，ＩＬ６ 層間絶縁膜
Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４ 配線
ＭＥ１ 金属膜
ＭＥ１ ニッケルめっき膜
ＭＥ２ パラジウムメッキ膜
ＭＥ３ 金めっき膜
ＮＳ ｎ型半導体領域
ＮＷ ｎ型ウエル
ＯＰ，ＯＰ１，ＯＰ２，ＯＰ３ 開口部
ＰＡ，ＰＡ１，ＰＡ２，ＰＡ３ 絶縁膜
ＰＤ，ＰＤ１０１ パッド
ＰＤａ，ＰＤ１０１ａ 端部
ＰＳ ｐ型半導体領域
ＰＷ ｐ型ウエル
ＲＳ 樹脂膜
ＳＢ 半導体基板
ＳＴ 素子分離領域
Ｖ１ プラグ
Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５ ビア部
ＡＭ１ Ａｌ含有導電膜
ＢＲ１，ＢＲ２ バリア導体膜
ＣＰ 半導体装置
ＣＲ クラック
ＧＥ１，ＧＥ２ ゲート電極
ＧＦ ゲート絶縁膜
ＩＬ１，ＩＬ２，ＩＬ３，ＩＬ４，ＩＬ５，ＩＬ６ 層間絶縁膜
Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４ 配線
ＭＥ１ 金属膜
ＭＥ１ ニッケルめっき膜
ＭＥ２ パラジウムメッキ膜
ＭＥ３ 金めっき膜
ＮＳ ｎ型半導体領域
ＮＷ ｎ型ウエル
ＯＰ，ＯＰ１，ＯＰ２，ＯＰ３ 開口部
ＰＡ，ＰＡ１，ＰＡ２，ＰＡ３ 絶縁膜
ＰＤ，ＰＤ１０１ パッド
ＰＤａ，ＰＤ１０１ａ 端部
ＰＳ ｐ型半導体領域
ＰＷ ｐ型ウエル
ＲＳ 樹脂膜
ＳＢ 半導体基板
ＳＴ 素子分離領域
Ｖ１ プラグ
Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５ ビア部
【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17】
【図18】
【図19】
【図20】