(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
層間絶縁膜と、
銅を主成分とする材料からなり、前記層間絶縁膜の表面上に形成された最上層配線と、
アルミニウムを主成分とする材料からなり、前記最上層配線上に形成された配線被覆膜と、
前記配線被覆膜と同一の材料からなり、前記層間絶縁膜の表面上に当該層間絶縁膜に接して形成されたアライメントマークと、
絶縁材料からなり、前記層間絶縁膜および前記配線被覆膜の表面を被覆し、前記アライメントマークを露出させる開口が形成されたパッシベーション膜とを含む、半導体装置。
【請求項２】
前記層間絶縁膜よりも下層に形成されたヒューズをさらに含む、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記配線被覆膜は、前記最上層配線の表面を被覆している、請求項１または２に記載の半導体装置。
【請求項４】
銅の拡散に対するバリア性を有する材料からなり、前記最上層配線の表面と前記配線被覆膜との間に介在される第１バリア膜をさらに含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項５】
金からなり、前記配線被覆膜に接合されるボンディングワイヤをさらに含み、
前記第１バリア膜は、金の拡散に対するバリア性を有している、請求項４に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記第１バリア膜が、Ｔｉ、ＴｉＮ、ＷＮ、ＴａＮ、Ｔａ、ＷおよびＴｉＷからなる群から選択される１つ以上の材料膜の単膜または積層膜からなる、請求項４または５に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記最上層配線と前記層間絶縁膜との間には、銅の拡散に対するバリア性を有する第２バリア膜が介在されている、請求項１〜６のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記第２バリア膜が、Ｔｉ、ＴｉＮ、ＷＮ、ＴａＮ、Ｔａ、ＷおよびＴｉＷからなる群から選択される１つ以上の材料膜の単膜または積層膜からなる、請求項７に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記パッシベーション膜には、前記配線被覆膜の表面を選択的に露出させるパッド開口が形成されており、
銅からなり、前記配線被覆膜における前記パッド開口から露出する部分に接合されるボンディングワイヤをさらに含み、
前記配線被覆膜は、前記最上層配線に密着している、請求項１〜８のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記パッシベーション膜は、窒化シリコンからなる、請求項１〜９のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項１１】
前記パッシベーション膜は、窒化シリコンからなる窒化膜と、有機材料からなり、窒化膜上に形成される有機膜とを備えている、請求項１〜９のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項１２】
前記パッシベーション膜は、有機材料からなる、請求項１〜９のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項１３】
前記層間絶縁膜は、窒化シリコンからなる、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項１４】
層間絶縁膜の表面上に銅を主成分とする材料からなる最上層配線を形成する配線形成工程と、
前記配線形成工程後、前記層間絶縁膜および前記最上層配線上にアルミニウムを主成分とする材料からなる金属膜を形成し、前記金属膜をパターニングすることにより、前記層間絶縁膜上に当該層間絶縁膜の表面に接するアライメントマークを形成するとともに、前記最上層配線上に配線被覆膜を形成する工程とを含む、半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
前記層間絶縁膜の下に形成された下配線と、
前記層間絶縁膜を厚さ方向に貫通し、前記下配線と前記最上層配線とを電気的に接続する複数のビアとをさらに含む、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項１６】
前記ビアは、銅を含まない導電材料からなる、請求項１５に記載の半導体装置。
【請求項１７】
前記ビアの表面と前記層間絶縁膜の表面とが面一に形成されている、請求項１５または１６に記載の半導体装置。
【請求項１８】
前記下配線と前記最上層配線との対向面積に対する前記ビアが形成されている領域の面積の占有率は、０．５％以上３０％以下である、請求項１５〜１７のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項１９】
前記層間絶縁膜の下に形成された下配線と、
タングステンからなり、前記層間絶縁膜を厚さ方向に貫通し、前記下配線と前記最上層配線とを電気的に接続するビアとをさらに含む、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項２０】
前記最上層配線は、
第１の方向に延びる第１配線部分と、
前記第１の方向と直交する第２の方向に延びる第２配線部分と、
前記第１配線部分の一端部と前記第２配線部分の一端部とを接続し、それぞれ前記第１の方向および前記第２の方向と交差する直線上に延びる１または複数の接続配線部分とを有し、
前記第１配線部分と前記接続配線部分との接続点と、前記第２配線部分と前記接続配線部分との接続点とを結ぶ直線の前記第１の方向の寸法および前記第２の方向の寸法がそれぞれ１μｍ以上である、請求項１〜１３，１５〜１９のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項２１】
前記配線の配線幅が１０μｍ以上である、請求項２０に記載の半導体装置。
【請求項２２】
前記接続配線部分が１つである、請求項２０または２１に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多層配線構造を有する半導体装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置は、半導体基板上に多層配線構造を有している。
配線の材料には、Ａｌ（アルミニウム）が広く用いられている。配線の材料としてＡｌを用いた多層配線構造では、平坦な表面を有する層間絶縁膜と、その層間絶縁膜の平坦な表面上に配設された配線とが交互に積層されている。最上層の層間絶縁膜上には、ＳｉＮ（窒化シリコン）からなるパッシベーション膜が形成されており、当該層間絶縁膜上に配設された配線（最上層配線）は、パッシベーション膜により被覆されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１６７６３４号公報
【特許文献２】特開２００５−１６６９００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の第１の目的は、最上層配線がＣｕからなる構成において、アライメントマークの位置を高精度に認識することができる、半導体装置およびその製造方法を提供することである。
【０００５】
本発明の第２の目的は、パッシベーション膜に応力が集中することによるクラックの発生を防止することができる、半導体装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本願発明者らは、最上層配線の材料としてＡｌよりも導電性の高いＣｕ（銅）を採用する場合に、そのＣｕからなる最上層配線を従来のＡｌからなる最上層配線よりも厚く形成することを検討している。
【００１４】
この場合、最上層配線と同一工程で形成されるアライメントマークは、最上層配線の材料と同じＣｕからなり、最上層配線と同じ厚さを有する。Ｃｕは、Ａｌと比較して光の反射率が低い。そのため、Ｃｕからなるアライメントマークの位置（Ｘ位置、Ｙ位置）の認識精度は、Ａｌからなるアライメントマークの位置の認識精度よりも低くなる。また、アライメントマークの厚さが大きいため、アライメントマークの表面とヒューズとの間の距離が大きくなる。その結果、ヒューズの位置（Ｘ位置、Ｙ位置、Ｚ位置）の認識精度が低下し、ヒューズを切断する加工の精度が著しく低下する。
【００１５】
そこで、この発明の第１の局面に係る実施形態は、層間絶縁膜と、Ｃｕを主成分とする材料からなり、前記層間絶縁膜の表面上に形成された最上層配線と、Ａｌを主成分とする材料からなり、前記最上層配線上に形成された配線被覆膜と、前記配線被覆膜と同一の材料からなり、前記層間絶縁膜の表面上に当該層間絶縁膜に接して形成されたアライメントマークと、絶縁材料からなり、前記層間絶縁膜および前記配線被覆膜の表面を被覆し、前記アライメントマークを露出させる開口が形成されたパッシベーション膜とを備えている、半導体装置を提供する。
【００１６】
この半導体装置は、たとえば、以下の工程Ａ，Ｂを含む製造方法により製造することができる。
Ａ．層間絶縁膜の表面上にＣｕを主成分とする材料からなる最上層配線を形成する配線形成工程
Ｂ．前記配線形成工程後、前記層間絶縁膜および前記最上層配線上にＡｌを主成分とする材料からなる金属膜を形成し、前記金属膜をパターニングすることにより、前記層間絶縁膜上に当該層間絶縁膜の表面に接するアライメントマークを形成するとともに、前記最上層配線上に配線被覆膜を形成する工程
アライメントマークは、銅よりも光の反射率が高いＡｌを主成分とする材料からなる。そのため、アライメントマークの位置（Ｘ位置、Ｙ位置）の認識精度を高めることができる。よって、最上層配線がＣｕを主成分とする構成において、アライメントマークの位置を高精度に認識することができる。
【００１７】
また、アライメントマークは、最上層配線上ではなく、層間絶縁膜の表面上に形成されている。そのため、層間絶縁膜よりも下層に、半導体装置が有する回路の特性値を調整するためのヒューズが形成されている場合に、アライメントマークが最上層配線上に形成されている構成と比較して、アライメントマークとヒューズとの間の距離を短くすることができる。よって、ヒューズの位置（Ｘ位置、Ｙ位置、Ｚ位置）を高精度に認識することができ、ヒューズを切断する加工の精度を向上させることができる。
【００１８】
配線被覆膜は、最上層配線の表面を被覆していてもよい。配線被覆膜の主成分であるＡｌは、最上層配線の主成分であるＣｕに対する密着性が高い。そのため、配線被覆膜は、最上層配線の表面に良好に密着する。また、配線被覆膜の主成分であるＡｌは、パッシベーション膜の材料である絶縁材料に対する密着性が高い。そのため、パッシベーション膜は、配線被覆膜の表面に良好に密着する。よって、最上層配線からのパッシベーション膜の剥離を防止することができる。
【００１９】
また、最上層配線がＡｌからなる配線被覆膜で覆われているので、パッシベーション膜に開口（パッド開口）を形成し、その開口を介して、配線被覆膜の一部を露出させることにより、当該露出した部分にボンディングワイヤを直に接合させることができる。したがって、最上層配線上にボンディングパッドを設ける必要がないので、ボンディングパッドを形成する工程およびその工程に使用するレイヤが不要である。
【００２０】
ボンディングワイヤがＡｕ（金）からなる場合、配線被覆膜と最上層配線との間には、Ａｕの拡散に対するバリア性を有するバリア膜が介在されるのが好ましい。これにより、ボンディングワイヤ中のＡｕが配線被覆膜を貫通して最上層配線中に拡散することを防止できる。
また、バリア膜は、Ｃｕの拡散に対するバリア性を有しているのが好ましい。これにより、最上層配線からＣｕ（Ｃｕイオン）が拡散することを防止できるので、最上層配線と別の最上層配線との間にリークパスが形成されることを確実に防止できる。
【００２１】
ボンディングワイヤがＣｕからなる場合、配線被覆膜と最上層配線との間にバリア膜が介在されず、配線被覆膜が最上層配線に密着していてもよい。
また、配線被覆膜は、最上層配線の形成後に、層間絶縁膜および最上層配線の表面を一括して覆うように金属膜を形成し、その金属膜における層間絶縁膜上の不要部分を除去することにより形成することができる。このとき、金属膜の不要部分を除去するための手法として、ウェットエッチングより安価に実施可能なＲＩＥ（Reactive Ion Etching：反応性イオンエッチング）などのドライエッチングを採用することができる。よって、半導体装置の製造コストを低減することができる。
【００２２】
パッシベーション膜の材料は、窒化シリコンであってもよいし、有機材料であってもよい。また、パッシベーション膜は、窒化シリコンからなる窒化膜と、有機材料からなり、窒化膜上に形成される有機膜とを備えていてもよい。
また、層間絶縁膜の材料は、窒化シリコンであってもよい。
さらに、本願発明者は、最上層配線とその下層に形成される配線（下配線）との電気的な接続のためのビアについて検討した。最上層配線の材料としてＣｕが採用される場合、最上層配線と下配線との電気的な接続のためのビアは、通常、最上層配線と一体的に形成される。
【００２３】
具体的には、下配線上に層間絶縁膜が形成された後、下配線の一部を露出させ、層間絶縁膜を貫通する開口が形成され、この開口内を含む層間絶縁膜上にＣｕがめっき成長されることにより、開口を埋め尽くすビアと最上層配線とが一括して形成される。
Ｃｕからなるビアと層間絶縁膜とが接していると、ビアに含まれるＣｕイオンが層間絶縁膜中に拡散し、リークパスが形成されるおそれがある。そのため、ビアと層間絶縁膜との間には、Ｃｕの拡散に対するバリア性を有するバリア膜を介在させる必要がある。
【００２４】
開口は、平面視で比較的大きなサイズ（たとえば、１辺が５〜６μｍの平面視矩形状）に形成される。これにより、開口内に形成されるビアの断面積が大きくなるので、最上層配線と下配線との間の接続抵抗を低減することができる。しかしながら、開口の底面のサイズが大きいので、その底面にＣｕの拡散に対するバリア性を確保するために必要十分な厚さのバリア膜を形成しようとした場合、開口の側面（層間絶縁膜における開口に臨む面）および開口の底面と側面とがなす角部でバリア膜の厚さが小さくなる。したがって、そのバリア膜の厚さの小さい部分からＣｕイオンが層間絶縁膜中に拡散するおそれがある。
【００３２】
本願発明者は、さらに、銅を主成分とする材料からなる配線を有する半導体装置におけるパッシベーション膜について検討した。
パッシベーション膜は、たとえば、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition：化学的気相成長）法により形成される。ＣＶＤ法では、半導体装置が、たとえば、４００℃の温度条件下に曝された状態で、パッシベーション膜の材料であるＳｉＮが層間絶縁膜の表面および最上層配線の表面に堆積された後、半導体装置が常温にまで自然冷却される。このとき、パッシベーション膜には、成膜時の熱膨張および冷却時の熱収縮により応力が加わる。
【００３３】
最上層配線は、所定の配線パターンで形成される。たとえば、配線が直角に屈曲している角部では、その内側面に形成されたパッシベーション膜に応力が集中し、この応力によりパッシベーション膜にクラックが生じるという問題がある。
そこで、この発明の一実施形態では、前記最上層配線は、第１の方向に延びる第１配線部分と、前記第１の方向と直交する第２の方向に延びる第２配線部分と、前記第１配線部分の一端部と前記第２配線部分の一端部とを接続し、それぞれ前記第１の方向および前記第２の方向と交差する直線上に延びる１または複数の接続配線部分とを有する。また、前記第１配線部分と前記接続配線部分との接続点と、前記第２配線部分と前記接続配線部分との接続点とを結ぶ直線の前記第１の方向の寸法および前記第２の方向の寸法がそれぞれ１μｍ以上である。
【００３４】
第１配線部分と第２配線部分との間に接続配線部分が設けられているので、配線の側面には、第１配線部分と接続配線部分との間、および第２配線部分と接続配線部分との間に少なくとも２つの角部が形成される。よって、配線の表面を被覆するパッシベーション膜に応力が加わっても、その応力を複数の角部に分散させることができるので、パッシベーション膜への応力の集中を抑制することができる。
【００３５】
とくに、配線が１０μｍ以上の配線幅を有している場合には、パッシベーション膜に加わる応力が大きくなり、パッシベーション膜へのクラックの発生確率が上昇する。この場合でも、第１配線部分と前記接続配線部分との接続点と、第２配線部分と前記接続配線部分との接続点とを結ぶ直線の第１の方向の寸法および第２の方向の寸法をそれぞれ１μｍ以上にすることにより、パッシベーション膜への応力の集中を抑制することができ、パッシベーション膜に応力が集中することによるクラックの発生を防止することができる。
【００３６】
接続配線部分は、１つであってもよい。接続配線部分が１つであっても、配線の側面には、２つの角部が形成される。これにより、第１配線部分と第２配線部分とが直接接続される構成と比較して、パッシベーション膜における角部を被覆する部分に生じる応力を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の図解的な平面図である。
【図２】図２は、図１に示す半導体装置のII−II線断面図である。
【図３】図３は、図２に示す半導体装置の斜視図である。
【図４Ａ】図４Ａは、図２に示す半導体装置の製造途中の状態を示す模式的な断面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図４Ａの次の工程を示す模式的な断面図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、図４Ｂの次の工程を示す模式的な断面図である。
【図４Ｄ】図４Ｄは、図４Ｃの次の工程を示す模式的な断面図である。
【図４Ｅ】図４Ｅは、図４Ｄの次の工程を示す模式的な断面図である。
【図４Ｆ】図４Ｆは、図４Ｅの次の工程を示す模式的な断面図である。
【図５】図５は、図１〜図３に示す半導体装置の第１の変形例を示す模式的な断面図である。
【図６】図６は、図１〜図３に示す半導体装置の第２の変形例を示す模式的な断面図である。
【図７】図７は、図１〜図３に示す半導体装置の第３の変形例を示す模式的な断面図である。
【図８】図８は、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の模式的な断面図である。
【図９】図９は、図８に示す半導体装置の第１の変形例を示す模式的な断面図である。
【図１０】図１０は、図８に示す半導体装置の第２の変形例を示す模式的な断面図である。
【図１１】図１１は、図８に示す半導体装置の第３の変形例を示す模式的な断面図である。
【図１２】図１２は、本発明の第３の実施形態に係る半導体装置の図解的な平面図である。
【図１３】図１３は、図１２に示す半導体装置を切断線XIII-XIIIで切断したときの断面図である。
【図１４】図１４は、図１３に示す下配線、上配線およびビアのレイアウトを図解的に示す平面図である。
【図１５Ａ】図１５Ａは、図１３に示す半導体装置の製造途中の状態を示す模式的な断面図である。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、図１５Ａの次の工程を示す模式的な断面図である。
【図１５Ｃ】図１５Ｃは、図１５Ｂの次の工程を示す模式的な断面図である。
【図１５Ｄ】図１５Ｄは、図１５Ｃの次の工程を示す模式的な断面図である。
【図１５Ｅ】図１５Ｅは、図１５Ｄの次の工程を示す模式的な断面図である。
【図１５Ｆ】図１５Ｆは、図１５Ｅの次の工程を示す模式的な断面図である。
【図１６】図１６は、図１３に示す半導体装置の第１の変形例を示す模式的な断面図である。
【図１７】図１７は、図１３に示す半導体装置の第２の変形例を示す模式的な断面図である。
【図１８】図１８は、図１３に示す半導体装置の第３の変形例を示す模式的な断面図である。
【図１９】図１９は、図１および図１２に示した平面図を、説明の便宜上、上下反転して再掲する図解的な平面図である。
【図１９Ａ】図１９Ａは、図１９の部分XIXAの配線部分を拡大して示す拡大平面図である。
【図２０】図２０は、図１９Ａに示す半導体装置を切断線XX-XXで切断したときの断面図である。
【図２１】図２１は、最大応力の折れ線グラフである。
【図２２】図２２は、配線幅が１０μｍであり、寸法Ｄ１，Ｄ２が０μｍのときの配線の角部近傍を撮影したＳＥＭ写真である。
【図２３】図２３は、配線幅が５０μｍであり、寸法Ｄ１，Ｄ２が０μｍのときの配線の角部近傍を撮影したＳＥＭ写真である。
【図２４】図２４は、配線の変形例を示す模式的な断面図である。
【図２５】図２５は、配線の他の変形例を示す図解的な平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の図解的な平面図である。
半導体装置１には、アナログ回路２、デジタル回路３および３つのパワートランジスタ回路４が形成されている。具体的には、図１で示す平面視において、上半分の領域には、アナログ回路２とデジタル回路３とが左右に並べて形成されており、下半分の領域には、３つのパワートランジスタ回路４が左右に並べて形成されている。
【００４１】
各回路２〜４が形成されている領域には、各回路２〜４と外部との電気接続のための複数のパッド電極５が適当な位置に配置されている。
また、図１における右側のパワートランジスタ回路４が形成されている領域には、平面視Ｌ字状のアライメントマーク６が配置されている。
たとえば、半導体装置１の表面をレーザビームでスキャンし、アライメントマーク６を認識することにより、半導体装置１の表面に直交する軸線まわりにおける半導体装置１の位置（θ位置）を検出することができる。また、アライメントマーク６の位置に基づいて、半導体装置１の各部の位置（Ｘ位置、Ｙ位置、Ｚ位置）を検出することができる。
【００４２】
図２は、図１に示す半導体装置を切断線II−IIで切断したときの模式的な断面図である。
図２に示すように、半導体装置１は、その基体としてＳｉ（シリコン）からなる基板２０を備えている。基板２０上には、第１層間絶縁膜２１が積層されている。第１層間絶縁膜２１は、ＳｉＯ２（酸化シリコン）からなる。
【００４３】
第１層間絶縁膜２１上には、下配線２２およびヒューズ２３が互いに間隔を空けて形成されている。下配線２２およびヒューズ２３は、Ａｌからなる。
半導体装置１の表面がレーザビームでスキャンされ、アライメントマーク６の位置が認識されると、そのアライメントマーク６の位置に基づいて、ヒューズ２３の位置（Ｘ位置、Ｙ位置、Ｚ位置）が認識される。そして、その認識されたヒューズ２３にレーザビームを照射することにより、ヒューズ２３を個別に切断することができる。ヒューズ２３を切断するか否かにより、パワートランジスタ回路４（図１参照）の特性値（たとえば、抵抗値など）を調整することができる。
【００４４】
第１層間絶縁膜２１、下配線２２およびヒューズ２３上には、第２層間絶縁膜２４が積層されている。第２層間絶縁膜２４は、ＳｉＯ２からなる。第２層間絶縁膜２４の表面には、第１層間絶縁膜２１上に形成された部分と、下配線２２およびヒューズ２３上に形成された部分との間に、下配線２２およびヒューズ２３の高さとほぼ同じ段差が生じている。
【００４５】
第２層間絶縁膜２４上には、第２層間絶縁膜２４の表面に生じている段差をなくすように、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）膜２５が形成されている。ＴＥＯＳ膜２５の表面は、第２層間絶縁膜２４における下配線２２およびヒューズ２３上に形成された部分の表面とほぼ面一をなしている。
第２層間絶縁膜２４およびＴＥＯＳ膜２５上には、第３層間絶縁膜２６が積層されている。第３層間絶縁膜２６は、ＳｉＮ（窒化シリコン）からなる。第３層間絶縁膜２６には、ヒューズ２３の上方の部分に開口２６ａが形成されている。
【００４６】
また、第２層間絶縁膜２４および第３層間絶縁膜２６には、下配線２２と厚さ方向に対向する部分に、それらを厚さ方向に貫通するビアホール２７が形成されている。ビアホール２７は、上側ほど開口面積が大きくなるようなテーパ形状に形成されている。
第３層間絶縁膜２６上には、最上層配線としての上配線２８およびアライメントマーク６が互いに間隔を空けた位置に形成されている。
【００４７】
上配線２８は、平面視でビアホール２７を含む領域上に形成され、第３層間絶縁膜２６から上方に突出して形成されている。上配線２８は、たとえば、第３層間絶縁膜２６の表面からの突出量が２μｍ以上（たとえば、１０μｍ）となるような厚さを有している。上配線２８の下端部は、ビアホール２７内に入り込み、下配線２２に接続されている。上配線２８は、Ｃｕからなる。
【００４８】
上配線２８と下配線２２、第２層間絶縁膜２４および第３層間絶縁膜２６との間には、ＣｕイオンおよびＡｕの拡散に対するバリア性を有するバリア膜３０が介在されている。バリア膜３０は、Ｔｉ（チタン）からなる。
上配線２８の表面（上面および側面）は、ＣｕイオンおよびＡｕの拡散に対するバリア性を有するバリア膜３２に被覆されている。バリア膜３２は、Ｔｉからなる。
【００４９】
バリア膜３２の表面は、配線被覆膜３１に被覆されている。配線被覆膜３１およびアライメントマーク６は、同一の材料（Ａｌ）からなる。
第３層間絶縁膜２６および配線被覆膜３１上には、パッシベーション膜３３が形成されている。パッシベーション膜３３は、ＳｉＮからなる。パッシベーション膜３３において、配線被覆膜３１上に形成された部分には、配線被覆膜３１の上面をパッド電極５（図１参照）として部分的に露出させるためのパッド開口３４が厚さ方向に貫通して形成されている。また、パッシベーション膜３３は、アライメントマーク６上およびその周囲の部分、ならびにヒューズ２３の上方の部分から除去されて、開口３８，３９が形成されている。
【００５０】
パッド電極５（配線被覆膜３１におけるパッド開口３４から露出した部分）には、Ａｕからなるボンディングワイヤ３５の一端部が接合されている。ボンディングワイヤ３５の他端部は、半導体装置１の外部に接続される。これにより、ボンディングワイヤ３５は、配線被覆膜３１、バリア膜３０，３２および上配線２８を介して、下配線２２と電気的に接続されている。
【００５１】
図３は、図２に示す半導体装置の斜視図である。なお、図３では、図２に示すボンディングワイヤ３５の図示が省略されている。
図３に示すように、アライメントマーク６は、平面視Ｌ字状に形成されている。パッシベーション膜３３は、アライメントマーク６上およびその周囲の部分から除去されている。これにより、パッシベーション膜３３には、アライメントマーク６を露出させる平面視Ｌ字状の開口３８と、ヒューズ２３の上方の領域に配置された開口３９とが形成されている。
【００５２】
図４Ａ〜４Ｆは、図２に示す半導体装置の各製造工程における模式的な断面図である。
半導体装置１の製造工程では、まず、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition：化学的気相成長）法により、基板２０上に、第１層間絶縁膜２１が積層される。その後、スパッタ法により、第１層間絶縁膜２１上に、下配線２２およびヒューズ２３の材料となるＡｌ膜が形成される。そして、フォトリソグラフィおよびエッチングにより、Ａｌ膜がパターニングされることにより、下配線２２およびヒューズ２３が形成される。
【００５３】
次いで、ＨＤＰ（High Density Plasma：高密度プラズマ）−ＣＶＤ法により、第１層間絶縁膜２１、下配線２２およびヒューズ２３上に、第２層間絶縁膜２４が形成される。その後、ＣＶＤ法により、第２層間絶縁膜２４上に、ＴＥＯＳ膜２５が形成される。そして、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing：化学的機械的研磨）法により、ＴＥＯＳ膜２５がその表面から研削される。このＴＥＯＳ膜２５の研削は、ＴＥＯＳ膜２５の表面と第２層間絶縁膜２４における下配線２２およびヒューズ２３上に形成された部分の表面とが面一になるまで続けられる。
【００５４】
そして、プラズマＣＶＤ法により、第２層間絶縁膜２４およびＴＥＯＳ膜２５上に、第３層間絶縁膜２６が形成される。その後、フォトリソグラフィおよびエッチングにより、図４Ａに示すように、第２層間絶縁膜２４および第３層間絶縁膜２６が選択的に除去され、それらを厚さ方向に貫通するビアホール２７が形成される。また、ヒューズ２３の上方の領域では、第３層間絶縁膜２６が選択的に除去され、この第３層間絶縁膜２６を貫通する開口２６ａが形成される。
【００５５】
次に、図４Ｂに示すように、スパッタ法により、ビアホール２７の内面を含む第３層間絶縁膜２６上に、バリア膜３０が形成される。続いて、スパッタ法により、バリア膜３０上に、Ｃｕからなるシード膜３６が形成される。その後、バリア膜３０およびシード膜３６上に、平面視でビアホール２７を含む領域に対向する部分に開口を有するレジストパターン３７が形成される。
【００５６】
次いで、レジストパターン３７の開口内に、Ｃｕがめっき成長される。これにより、レジストパターン３７の開口内がＣｕに埋め尽くされ、図４Ｃに示すように、Ｃｕからなる上配線２８が形成される。上配線２８の形成後、レジストパターン３７は除去される。
その後、図４Ｄに示すように、エッチングにより、バリア膜３０およびシード膜３６におけるレジストパターン３７の下方に形成されていた部分が除去される。
【００５７】
次に、スパッタ法により、第３層間絶縁膜２６および上配線２８上に、Ｔｉ膜およびＡｌ膜がこの順に形成される。そして、フォトリソグラフィおよびドライエッチング（たとえば、ＲＩＥ）により、Ｔｉ膜およびＡｌ膜が選択的に除去され、図４Ｅに示すように、配線被覆膜３１、バリア膜３２およびアライメントマーク６が形成される。
その後、図４Ｆに示すように、ＣＶＤ法により、第３層間絶縁膜２６、配線被覆膜３１およびアライメントマーク６上に、パッシベーション膜３３が形成される。
【００５８】
そして、フォトリソグラフィおよびエッチングにより、パッシベーション膜３３にパッド開口３４が形成されるとともに、アライメントマーク６上およびその周囲の部分、ならびにヒューズ２３の上方の部分からパッシベーション膜３３が除去されて、開口３８，３９が形成される。その後、上配線２８（配線被覆膜３１）におけるパッド開口３４から露出した部分にボンディングワイヤ３５の一端部が接合されることにより、図１、図２および図３に示す半導体装置１が得られる。
【００５９】
以上のように、半導体装置１では、第３層間絶縁膜２６上に、銅からなる上配線２８が形成されている。上配線２８の表面は、アルミニウムからなる配線被覆膜３１により被覆されている。そして、第３層間絶縁膜２６上には、パッシベーション膜３３が形成されており、表面が配線被覆膜３１に被覆された上配線２８は、配線被覆膜３１の外側をパッシベーション膜３３により被覆されている。
【００６０】
配線被覆膜３１の材料であるＡｌは、上配線２８の材料であるＣｕに対する密着性が高い。そのため、配線被覆膜３１は、上配線２８の表面に良好に密着する。また、配線被覆膜３１の材料であるＡｌは、パッシベーション膜３３の材料である絶縁材料（ＳｉＮ）に対する密着性が高い。そのため、パッシベーション膜３３は、配線被覆膜３１の表面に良好に密着する。よって、上配線２８からのパッシベーション膜３３の剥離を防止することができる。
【００６１】
また、上配線２８がＡｌからなる配線被覆膜３１で覆われているので、配線被覆膜３１において、パッシベーション膜３３に形成されたパッド開口３４から露出した部分にボンディングワイヤ３５を直に接合させることができる。したがって、上配線２８上にボンディングパッドを設ける必要がないので、ボンディングパッドを形成する工程およびその工程に使用するレイヤが不要である。
【００６２】
配線被覆膜３１におけるパッド開口３４から露出した部分には、Ａｕからなるボンディングワイヤ３５が接合される。そして、配線被覆膜３１と上配線２８との間には、Ａｕの拡散に対するバリア性を有するバリア膜３２が介在される。これにより、ボンディングワイヤ３５中のＡｕの上配線２８への拡散を防止することができる。
また、バリア膜３２は、Ｃｕの拡散に対するバリア性を有している。これにより、上配線２８からＣｕ（Ｃｕイオン）が拡散するのを防止することができるので、上配線２８と別の最上層配線との間にリークパスが形成されるのを確実に防止することができる。
【００６３】
また、配線被覆膜３１は、図４Ｅに示すように、上配線２８の形成後に、第３層間絶縁膜２６および上配線２８の表面を一括して覆うようにＴｉ膜およびＡｌ膜を形成し、そのＴｉ膜およびＡｌ膜における第３層間絶縁膜２６上の不要部分を除去することにより形成される。このとき、Ｔｉ膜およびＡｌ膜の不要部分を除去するための手法として、ウェットエッチングよりも安価に実施可能なＲＩＥなどのドライエッチングが採用される。したがって、半導体装置１の製造コストを低減することができる。
【００６４】
また、第３層間絶縁膜２６の表面上には、アライメントマーク６が形成されている。配線被覆膜３１およびアライメントマークは、同一の材料（Ａｌ）からなる。第３層間絶縁膜２６および配線被覆膜３１の表面は、絶縁材料からなるパッシベーション膜３３に被覆されている。パッシベーション膜３３には、アライメントマーク６を露出させる開口３８が形成されている。
【００６５】
アライメントマーク６は、Ｃｕよりも光の反射率の高いＡｌからなる。そのため、アライメントマーク６の位置（Ｘ位置、Ｙ位置）の認識精度を高めることができる。よって、上配線２８がＣｕからなる構成において、アライメントマーク６の位置を高精度に認識することができる。
また、アライメントマーク６と配線被覆膜３１とが同一の材料からなるので、アライメントマーク６および配線被覆膜３１を一括して形成することができる。よって、製造工程数の削減を図ることができる。
【００６６】
第３層間絶縁膜２６よりも下層には、ヒューズ２３が形成されている。ヒューズ２３を切断するか否かによって、パワートランジスタ回路４の特性値（たとえば、抵抗値など）を変更することができる。また、アライメントマーク６は、第３層間絶縁膜２６の表面上に形成されている。そのため、アライメントマーク６が上配線２８上に形成されている構成と比較して、アライメントマーク６とヒューズ２３との間の距離を短くすることができる。よって、ヒューズ２３の位置（Ｘ位置、Ｙ位置、Ｚ位置）を高精度に認識することができ、ヒューズ２３を切断する加工の精度を向上させることができる。
【００６７】
図５は、前記第１の実施形態の一つの変形例に係る半導体装置の模式的な断面図である。なお、以下に説明する図５〜図７の各図において、図２に示す各部に相当する部分には、それらの各部に付した参照符号と同一の参照符号を付している。そして、以下では、同一の参照符号を付した部分についての説明を省略する。
半導体装置４１では、図２に示す半導体装置１のパッシベーション膜３３に代えて、窒化膜４３と有機膜４４との積層構造を有するパッシベーション膜４２が設けられている。
【００６８】
窒化膜４３は、窒化シリコンからなる。窒化膜４３は、第３層間絶縁膜２６および配線被覆膜３１上に形成されている。窒化膜４３における配線被覆膜３１上に形成された部分には、配線被覆膜３１の上面をパッド電極５として部分的に露出させるためのパッド開口４５が厚さ方向に貫通して形成されている。また、窒化膜４３は、アライメントマーク６上およびその周囲の部分、ならびにヒューズ２３の上方の部分から除去されている。
【００６９】
上配線２８が第３層間絶縁膜２６上に突出して形成されているので、窒化膜４３の表面には、上配線２８を被覆する配線被覆膜３１上に形成された部分と第３層間絶縁膜２６上に形成された部分との間に、上配線２８および配線被覆膜３１の厚さにほぼ等しい段差が生じている。
有機膜４４は、その窒化膜４３の表面に生じている段差をなくすように形成されている。有機膜４４は、有機材料（たとえば、ポリイミドまたはエポキシ樹脂）からなる。また、有機膜４４には、平面視でパッド開口４５が形成されている部分を含む領域に、パッド開口４５と連通する開口４６が形成されている。また、有機膜４４は、アライメントマーク６上およびその周囲の部分、ならびにヒューズ２３の上方の部分から除去されている。
【００７０】
このような構成によっても、図２に示す半導体装置１と同様の効果を奏することができる。
さらに、窒化膜４３上に有機膜４４が形成され、窒化膜４３の表面の段差が有機膜４４により埋められているので、上配線２８（配線被覆膜３１）に応力が加わったときに、その応力を有機膜４４によって吸収することができる。
【００７１】
また、パッシベーション膜４２が窒化膜４３と有機膜４４との積層構造を有しているので、半導体装置４１が樹脂パッケージにより封止されたときに、たとえ樹脂パッケージの材料に含まれるフィラーにより有機膜４４が損傷を受けたとしても、窒化膜４３まで損傷を受けることがないので、窒化膜４３によりパッシベーション膜としての機能（水分の浸入の防止など）を確保することができる。よって、半導体装置４１の信頼性の向上を図ることができる。
【００７２】
図６は、前記第１の実施形態の他の変形例に係る半導体装置の模式的な断面図である。
半導体装置５１は、図２に示す半導体装置１のパッシベーション膜３３に代えて、パッシベーション膜５２を備えている。パッシベーション膜５２は、たとえば、ポリイミドまたはエポキシ樹脂などの有機材料からなる有機膜である。
上配線２８が第３層間絶縁膜２６上に突出して形成されているので、上配線２８を被覆する配線被覆膜３１の表面と第３層間絶縁膜２６の表面との間には、上配線２８および配線被覆膜３１の厚さにほぼ等しい段差が生じている。
【００７３】
パッシベーション膜５２は、配線被覆膜３１の表面と第３層間絶縁膜２６の表面との間に生じている段差をなくすように、第３層間絶縁膜２６および配線被覆膜３１上に形成されている。
また、パッシベーション膜５２における配線被覆膜３１上に形成された部分には、配線被覆膜３１の上面をパッド電極５として部分的に露出させるためのパッド開口５３が厚さ方向に貫通して形成されている。また、パッシベーション膜５２は、アライメントマーク６上およびその周囲の部分、ならびにヒューズ２３の上方の部分から除去されている。
【００７４】
このような構成によっても、図２に示す半導体装置１と同様の効果を奏することができる。また、配線被覆膜３１の表面と上配線２８の表面との間の段差がパッシベーション膜５２により埋められているので、上配線２８（配線被覆膜３１）に応力が加わったときに、その応力をパッシベーション膜５２によって吸収することができる。
図７は、前記第１の実施形態のさらに他の変形例に係る半導体装置の模式的な断面図である。
【００７５】
図７に示す半導体装置６１では、上配線２８と配線被覆膜３１との間に介在されるバリア膜３２が省略されている。また、ボンディングワイヤ３５がＣｕからなる。
このように、ボンディングワイヤ３５がＣｕからなる場合、ボンディングワイヤ３５と上配線２８との間で金属イオンの移動による欠陥（エレクトロマイグレーション）が生じないので、図２に示すバリア膜３２を省略することができる。これにより、半導体装置６１の製造コストを低減することができる。
【００７６】
図８は、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の模式的な断面図である。
図８に示す半導体装置７１は、その基体としてＳｉからなる基板７２を備えている。基板７２上には、第１層間絶縁膜７３が積層されている。第１層間絶縁膜７３は、ＳｉＯ２からなる。
第１層間絶縁膜７３上には、下配線７４およびヒューズ７５が互いに間隔を空けて形成されている。下配線７４およびヒューズ７５は、Ａｌからなる。
【００７７】
第１層間絶縁膜７３、下配線７４およびヒューズ７５上には、第２層間絶縁膜７６が積層されている。第２層間絶縁膜７６は、ＳｉＯ２からなる。第２層間絶縁膜７６の表面には、第１層間絶縁膜７３上に形成された部分と、下配線７４およびヒューズ７５上に形成された部分との間に、下配線７４およびヒューズ７５の高さとほぼ同じ段差が生じている。
【００７８】
第２層間絶縁膜７６上には、第２層間絶縁膜７６の表面に生じている段差をなくすように、ＴＥＯＳ膜７７が形成されている。ＴＥＯＳ膜７７の表面は、第２層間絶縁膜７６における下配線７４およびヒューズ７５上に形成された部分の表面とほぼ面一をなしている。
第２層間絶縁膜７６およびＴＥＯＳ膜７７上には、第３層間絶縁膜７８が積層されている。第３層間絶縁膜７８は、ＳｉＮからなる。第３層間絶縁膜７８には、ヒューズ７５の上方の部分に開口７８ａが形成されている。
【００７９】
また、第２層間絶縁膜７６および第３層間絶縁膜７８には、下配線７４と厚さ方向に対向する部分に、それらを厚さ方向に貫通するビアホール７９が形成されている。ビアホール７９は、上側ほど開口面積が大きくなるようなテーパ形状に形成されている。
第３層間絶縁膜７８上には、最上層配線としての上配線８０およびアライメントマーク８１が互いに間隔を空けた位置に形成されている。
【００８０】
上配線８０は、平面視でビアホール７９を含む領域上に形成され、第３層間絶縁膜７８から上方に突出して形成されている。上配線８０は、たとえば、第３層間絶縁膜７８の表面からの突出量が２μｍ以上（たとえば、１０μｍ）となるような厚さを有している。上配線８０の下端部は、ビアホール７９内に入り込み、下配線７４に接続されている。上配線８０は、Ｃｕからなる。
【００８１】
上配線８０と下配線７４、第２層間絶縁膜７６および第３層間絶縁膜７８との間には、ＣｕイオンおよびＡｕの拡散に対するバリア性を有するバリア膜８２が介在されている。バリア膜８２は、Ｔｉからなる。
第３層間絶縁膜７８および上配線８０の表面は、パッシベーション膜８３に覆われている。パッシベーション膜８３は、ＳｉＮからなる。パッシベーション膜８３において、上配線８０上に形成された部分には、上配線８０の上面を露出させるためのパッド開口８４が厚さ方向に貫通して形成されている。また、パッシベーション膜８３は、アライメントマーク８１上およびその周囲の部分、ならびにヒューズ７５の上方の部分から除去されている。
【００８２】
上配線８０におけるパッド開口８４から露出した部分上には、配線被覆膜としてのパッド電極８５が形成されている。パッド電極８５は、アライメントマーク８１と同一の材料（Ａｌ）からなる。パッド電極８５は、上配線８０の表面を被覆し、その周縁部がパッシベーション膜８３におけるパッド開口８４の周囲の部分に乗り上げている。
パッド電極８５と上配線８０およびパッシベーション膜８３との間には、ＣｕイオンおよびＡｕの拡散に対するバリア性を有するバリア膜８６が介在されている。バリア膜８６は、Ｔｉからなる。
【００８３】
パッド電極８５の上面には、Ａｕからなるボンディングワイヤ８７の一端部が接合されている。ボンディングワイヤ８７の他端部は、半導体装置７１の外部に接続される。これにより、ボンディングワイヤ８７は、パッド電極８５、バリア膜８２，８６および上配線８０を介して、下配線７４と電気的に接続されている。
このような構成によっても、図２に示す半導体装置１と同様の効果を奏することができる。
【００８４】
図９は、図８に示す半導体装置の第１の変形例を示す模式的な断面図である。
図９に示すように、アライメントマーク８１がパッシベーション膜８３上に形成されていてもよい。パッシベーション膜８３の厚さは、たとえば、０．５μｍ以上３．０μｍ以下である。よって、アライメントマーク８１がパッシベーション膜８３上に形成されても、２μｍ以上の厚さを有する上配線８０上にアライメントマーク８１が形成される構成と比較して、アライメントマーク８１とヒューズ７５との間の距離を十分に短くすることができる。したがって、ヒューズ７５の位置（Ｘ位置、Ｙ位置、Ｚ位置）の認識精度を向上させ、ヒューズ７５を切断する加工の精度を向上させることができる。
【００８５】
図１０は、図８に示す半導体装置の第２の変形例を示す模式的な断面図である。
図１０に示すように、半導体装置７１には、パッシベーション膜８３に代えて、窒化膜９０と有機膜９１との積層構造を有するパッシベーション膜９２が設けられていてもよい。
窒化膜９０は、窒化シリコンからなる。窒化膜９０は、第３層間絶縁膜７８および上配線８０の表面を被覆している。窒化膜９０における上配線８０上に形成された部分には、上配線８０の上面を部分的に露出させるためのパッド開口９３が厚さ方向に貫通して形成されている。また、窒化膜９０は、アライメントマーク８１上およびその周囲の部分、ならびにヒューズ７５の上方の部分から除去されている。
【００８６】
上配線８０が第３層間絶縁膜７８上に突出して形成されているので、窒化膜９０の表面には、上配線８０上に形成された部分と第３層間絶縁膜７８上に形成された部分との間に、上配線８０の厚さにほぼ等しい段差が生じている。
有機膜９１は、その窒化膜９０の表面に生じている段差をなくすように形成されている。有機膜９１は、有機材料（たとえば、ポリイミドまたはエポキシ樹脂）からなる。また、有機膜９１には、平面視でパッド開口９３が形成されている部分を含む領域に、パッド開口９３と連通する開口９４が形成されている。また、有機膜９１は、アライメントマーク８１上およびその周囲の部分、ならびにヒューズ７５の上方の部分から除去されている。
【００８７】
図１１は、図８に示す半導体装置の第３の変形例を示す模式的な断面図である。
図１１に示すように、半導体装置７１には、パッシベーション膜８３に代えて、パッシベーション膜９５が備えられていてもよい。パッシベーション膜９５は、たとえば、ポリイミドまたはエポキシ樹脂などの有機材料からなる有機膜である。
上配線８０が第３層間絶縁膜７８上に突出して形成されているので、上配線８０の表面と第３層間絶縁膜７８の表面との間には、上配線８０の厚さにほぼ等しい段差が生じている。
【００８８】
パッシベーション膜９５は、上配線８０の表面と第３層間絶縁膜７８の表面との間に生じている段差をなくすように、第３層間絶縁膜７８および上配線８０上に形成されている。
また、パッシベーション膜９５における上配線８０上に形成された部分には、上配線８０の上面を部分的に露出させるためのパッド開口９６が厚さ方向に貫通して形成されている。また、パッシベーション膜９５は、アライメントマーク８１上およびその周囲の部分、ならびにヒューズ７５の上方の部分から除去されている。
【００８９】
以上の第１および第２の実施形態についてのさらに他の変形例は、次のとおりである。
たとえば、第３層間絶縁膜２６，７８の材料として、ＳｉＮを例示したが、第３層間絶縁膜２６，７８の材料としてＳｉＯ２が採用されてもよい。ただし、Ｃｕイオンは、ＳｉＮ中よりもＳｉＯ２中の方が拡散しやすいので、第３層間絶縁膜２６，７８の材料としてＳｉＮが採用されることにより、Ｃｕイオンの拡散をより良好に防止することができる。
【００９０】
また、バリア膜３０，３２，８２，８６の材料として、Ｔｉを例示したが、バリア膜３０，３２，８２，８６は、導電性を有し、ＣｕイオンおよびＡｕの拡散に対するバリア性を有する材料であればよく、Ｔｉの他に、たとえば、ＴｉＮ（窒化チタン）、ＷＮ（窒化タングステン）、ＴａＮ（窒化タンタル）、Ｔａ（タンタル）、Ｗ（タングステン）またはＴｉＷ（チタン‐タングステン合金）などを例示することができる。これらの材料の単膜をバリア膜として用いてもよいし、それらの材料膜から任意に選択した２種以上の材料膜の積層膜を用いてバリア膜を形成してもよい。
【００９１】
また、配線被覆膜３１およびパッド電極８５の材料として、Ａｌを例示したが、配線被覆膜３１およびパッド電極８５は、Ｃｕおよび絶縁材料との密着性が高い金属材料であればよく、Ａｌの他に、たとえば、ＡｌＳｉＣｕ（アルミニウム‐銅合金のシリコン化合物）またはＡｌＣｕ（アルミニウム‐銅合金）などを例示することができる。
また、有機膜３４，９１およびパッシベーション膜４２，９５の材料として、ポリイミドまたはエポキシ樹脂を例示したが、有機膜３４，９１およびパッシベーション膜４２，９５の材料としては、たとえば、ＰＢＯ（ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール）またはＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）などを例示することができる。
【００９２】
図１２は、本発明の第３の実施形態に係る半導体装置の図解的な平面図である。
半導体装置１０１には、アナログ回路１０２、デジタル回路１０３および３つのパワートランジスタ回路１０４が形成されている。具体的には、図１２で示す平面視において、上半分の領域には、アナログ回路１０２とデジタル回路１０３とが左右に並べて形成されており、下半分の領域には、３つのパワートランジスタ回路１０４が左右に並べて形成されている。
【００９３】
各回路１０２〜１０４が形成されている領域には、各回路１０２〜１０４と外部との電気接続のための複数のパッド電極１０５が適当な位置に配置されている。
また、図１２における右側のパワートランジスタ回路１０４が形成されている領域には、平面視Ｌ字状のアライメントマーク１０６が配置されている。
たとえば、半導体装置１０１の表面をレーザビームでスキャンし、アライメントマーク１０６を認識することにより、半導体装置１０１の表面に直交する軸線まわりにおける半導体装置１０１の位置（θ位置）を検出することができる。また、アライメントマーク１０６の位置に基づいて、半導体装置１０１の各部の位置（Ｘ位置、Ｙ位置、Ｚ位置）を検出することができる。
【００９４】
図１３は、図１２に示す半導体装置を切断線XIII−XIIIで切断したときの模式的な断面図である。
図１３に示すように、半導体装置１０１は、その基体としてＳｉ（シリコン）からなる基板１２０を備えている。基板１２０上には、第１層間絶縁膜１２１が積層されている。第１層間絶縁膜１２１は、ＳｉＯ２（酸化シリコン）からなる。
【００９５】
第１層間絶縁膜１２１上には、下配線１２２およびヒューズ１２３が互いに間隔を空けて形成されている。下配線１２２およびヒューズ１２３は、Ａｌ（アルミニウム）からなる。
半導体装置１０１の表面がレーザビームでスキャンされ、アライメントマーク１０６の位置が認識されると、そのアライメントマーク１０６の位置に基づいて、ヒューズ１２３の位置（Ｘ位置、Ｙ位置、Ｚ位置）が認識される。そして、その認識されたヒューズ１２３にレーザビームを照射することにより、ヒューズ１２３を切断することができる。ヒューズ１２３を切断するか否かにより、パワートランジスタ回路１０４（図１２参照）の特性値（たとえば、抵抗値など）を調整することができる。
【００９６】
第１層間絶縁膜１２１、下配線１２２およびヒューズ１２３上には、第２層間絶縁膜１２４が積層されている。第２層間絶縁膜１２４は、ＳｉＯ２からなる。第２層間絶縁膜１２４の表面には、第１層間絶縁膜１２１上に形成された部分と下配線１２２およびヒューズ１２３上に形成された部分との間に、下配線１２２およびヒューズ１２３の高さとほぼ同じ段差が生じている。
【００９７】
第２層間絶縁膜１２４上には、第２層間絶縁膜１２４の表面に生じている段差をなくすように、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）膜１２５が形成されている。ＴＥＯＳ膜１２５の表面は、第２層間絶縁膜１２４における下配線１２２およびヒューズ１２３上に形成された部分の表面とほぼ面一をなしている。
第２層間絶縁膜１２４およびＴＥＯＳ膜１２５上には、第３層間絶縁膜１２６が積層されている。第３層間絶縁膜１２６は、ＳｉＮ（窒化シリコン）からなる。第３層間絶縁膜１２６には、ヒューズ１２３の上方の部分に開口１２６ａが形成されている。
【００９８】
また、第２層間絶縁膜１２４および第３層間絶縁膜１２６には、下配線１２２と厚さ方向に対向する部分に、それらを厚さ方向に貫通する複数のビアホール１２７が形成されている。ビアホール１２７は、上側ほど開口面積が大きくなるようなテーパ形状に形成されている。
ビアホール１２７には、ビアホール１２７内を埋め尽くし、その上面が第３層間絶縁膜１２６の表面と面一をなすように、ビア１２８が埋設されている。ビア１２８は、Ｗ（タングステン）からなる。ビア１２８の直径は、たとえば、１．０μｍ以下である。
【００９９】
また、ビア１２８と第２層間絶縁膜１２４および第３層間絶縁膜１２６との間には、バリア膜１２９が介在されている。バリア膜１２９は、金属原子の拡散に対するバリア性を有する材料からなり、たとえば、Ｔｉ（チタン）およびＴｉＮ（窒化チタン）をこの順に積層した構造を有している。
第３層間絶縁膜１２６上には、最上層配線としての上配線１３０およびアライメントマーク１０６が互いに間隔を空けた位置に形成されている。
【０１００】
上配線１３０は、平面視でビアホール１２７を含む領域上に形成され、第３層間絶縁膜１２６から上方に突出して形成されている。上配線１３０は、たとえば、第３層間絶縁膜１２６の表面からの突出量が１０μｍとなるような厚さを有している。上配線１３０は、その下面が平坦に形成されている。そして、上配線１３０の下端部は、ビア１２８の上端部と接続されている。これにより、上配線１３０は、ビア１２８を介して、下配線１２２と電気的に接続されている。上配線１３０は、Ｃｕからなる。
【０１０１】
上配線１３０と第３層間絶縁膜１２６との間には、ＣｕイオンおよびＡｕ（金）の拡散に対するバリア性を有するバリア膜１３１が介在されている。バリア膜１３１は、Ｔｉからなる。
上配線１３０の表面（上面および側面）は、ＣｕイオンおよびＡｕの拡散に対するバリア性を有するバリア膜１３２に被覆されている。バリア膜１３２は、Ｔｉからなる。
【０１０２】
バリア膜１３２の表面は、配線被覆膜１３３に被覆されている。配線被覆膜１３３およびアライメントマーク１０６は、Ａｌからなる。
第３層間絶縁膜１２６および配線被覆膜１３３上には、パッシベーション膜１３４が形成されている。パッシベーション膜１３４は、ＳｉＮからなる。パッシベーション膜１３４において、配線被覆膜１３３上に形成された部分には、配線被覆膜１３３の上面をパッド電極１０５（図１参照）として部分的に露出させるためのパッド開口１３５が厚さ方向に貫通して形成されている。また、パッシベーション膜１３４は、アライメントマーク１０６上およびその周囲の部分ならびにヒューズ１２３の上方の部分から除去されて、開口１３４ａ，１３４ｂが形成されている。
【０１０３】
パッド電極１０５（配線被覆膜１３３におけるパッド開口１３５から露出した部分）には、Ａｕからなるボンディングワイヤ１３６の一端部が接合されている。ボンディングワイヤ１３６の他端部は、半導体装置１０１の外部に接続される。これにより、ボンディングワイヤ１３６は、配線被覆膜１３３、バリア膜１３１，１３２および上配線１３０を介して、下配線１２２と電気的に接続されている。
【０１０４】
図１４は、図１３に示す下配線、上配線およびビアのレイアウトを図解的に示す平面図である。なお、図面の理解が容易なように、図１４では、下配線が破線で示されている。
下配線１２２および上配線１３０は、その一部が平面視で重なるように配置されている。この下配線１２２と上配線１３０との対向部分１３７の面積は、たとえば、１００μｍ２である。
【０１０５】
対向部分１３７には、複数のビア１２８がマトリクス状に配置されている。具体的には、この実施形態において、複数のビア１２８は、平面視四角形状の対向部分１３７の各辺と平行な方向にそれぞれ５つずつ等間隔に配置されている。
ビア１２８の数は、任意に変更することができる。たとえば、対向部分１３７の面積に対するビア１２８の面積（複数のビア１２８の合計の面積）の占有率が、０．５％以上３０％以下となるように、ビア１２８の数を自由に設定することができる。
【０１０６】
具体的には、下配線１２２と上配線１３０との間を電流が流れるときに、ビア１２８において電圧降下を生じる。ビア１２８における電圧降下量の許容値は、たとえば、抵抗値換算で３００ｍΩである。ビア１２８がＷからなり、その断面積が０．１μｍ２であり、長さが０．８μｍであるとき、ビア１２８の抵抗値は、約１．５Ωとなり、ビア１２８が５つ形成されていれば、電圧降下の値を抵抗値換算で３００ｍΩとすることができる。このときのビア１２８の占有率は、０．５％である。
【０１０７】
また、複数のビア１２８を隣接して配置する場合には、隣り合うビア１２８間に一定以上の間隔（たとえば、０．３μｍ以上）を設ける必要がある。このビア１２８間の間隔を確保しつつ、ビア１２８を最大限配置すると、ビア占有率は、３０％以下となる。
図１５Ａ〜１５Ｆは、図１３に示す半導体装置の各製造工程における模式的な断面図である。
【０１０８】
半導体装置１０１の製造工程では、まず、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition：化学的気相成長）法により、基板１２０上に、第１層間絶縁膜１２１が積層される。その後、スパッタ法により、第１層間絶縁膜１２１上に、下配線１２２およびヒューズ１２３の材料となるＡｌ膜が形成される。そして、フォトリソグラフィおよびエッチングにより、Ａｌ膜がパターニングされることにより、下配線１２２およびヒューズ１２３が形成される。
【０１０９】
次いで、ＨＤＰ（High Density Plasma：高密度プラズマ）−ＣＶＤ法により、第１層間絶縁膜１２１、下配線１２２およびヒューズ１２３上に、第２層間絶縁膜１２４が形成される。その後、ＣＶＤ法により、第２層間絶縁膜１２４上に、ＴＥＯＳ膜１２５が形成される。そして、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing：化学的機械的研磨）法により、ＴＥＯＳ膜１２５がその表面から研削される。このＴＥＯＳ膜１２５の研削は、ＴＥＯＳ膜１２５の表面と第２層間絶縁膜１２４における下配線１２２およびヒューズ１２３上に形成された部分の表面とが面一になるまで続けられる。
【０１１０】
そして、プラズマＣＶＤ法により、第２層間絶縁膜１２４およびＴＥＯＳ膜１２５上に、第３層間絶縁膜１２６が形成される。その後、フォトリソグラフィおよびエッチングにより、図１５Ａに示すように、第２層間絶縁膜１２４および第３層間絶縁膜１２６が選択的に除去され、それらを厚さ方向に貫通する複数のビアホール１２７が形成される。また、ヒューズ１２３の上方の領域では、第３層間絶縁膜１２６が選択的に除去され、この第３層間絶縁膜１２６を貫通する開口１２６ａが形成される。
【０１１１】
次に、図１５Ｂに示すように、スパッタ法により、ビアホール１２７の内面にバリア膜１２９が被着される。つづいて、Ｗ−ＣＶＤ法（ＷＦ６（六フッ化タングステン）ガスを原料ガスとして用いたプラズマＣＶＤ法）により、ビアホール１２７内におけるバリア膜１２９上に、ビア１２８が形成される。その後、ビア１２８がその表面から研磨されることにより、ビア１２８の表面が第３層間絶縁膜１２６の表面と面一にされる。次に、スパッタ法により、第３層間絶縁膜１２６上に、バリア膜１３１が形成される。続いて、スパッタ法により、バリア膜１３１上に、Ｃｕからなるシード膜１３８が形成される。その後、バリア膜１３１およびシード膜１３８上に、平面視でビアホール１２７を含む領域に対向する部分に開口を有するレジストパターン１３９が形成される。
【０１１２】
次いで、レジストパターン１３９の開口内に、Ｃｕがめっき成長される。これにより、レジストパターン１３９の開口内がＣｕに埋め尽くされ、図１５Ｃに示すように、Ｃｕからなる上配線１３０が形成される。上配線１３０の形成後、レジストパターン１３９は除去される。
その後、図１５Ｄに示すように、エッチングにより、バリア膜１３１およびシード膜１３８におけるレジストパターン１３９の下方に形成されていた部分が除去される。
【０１１３】
次に、スパッタ法により、第３層間絶縁膜１２６および上配線１３０上に、Ｔｉ膜およびＡｌ膜がこの順に形成される。そして、フォトリソグラフィおよびドライエッチング（たとえば、ＲＩＥ）により、Ｔｉ膜およびＡｌ膜が選択的に除去され、図１５Ｅに示すように、配線被覆膜１３３、バリア膜１３２およびアライメントマーク１０６が形成される。
【０１１４】
その後、図１５Ｆに示すように、ＣＶＤ法により、第３層間絶縁膜１２６、配線被覆膜１３３およびアライメントマーク１０６上に、パッシベーション膜１３４が形成される。
そして、フォトリソグラフィおよびエッチングにより、パッシベーション膜１３４にパッド開口１３５が形成されるとともに、アライメントマーク１０６上およびその周囲の部分、ならびにヒューズ１２３の上方の部分からパッシベーション膜１３４が除去されて、開口１３４ａ，１３４ｂが形成される。その後、上配線１３０（配線被覆膜１３３）におけるパッド開口１３５から露出した部分にボンディングワイヤ１３６の一端部が接合されることにより、図１２、図１３および図１４に示す半導体装置１０１が得られる。
【０１１５】
以上のように、半導体装置１０１では、下配線１２２上に第３層間絶縁膜１２６が形成されている。第３層間絶縁膜１２６の表面上には、Ｃｕからなる上配線１３０が形成されている。上配線１３０と下配線１２２とは、第３層間絶縁膜１２６を厚さ方向に貫通する複数のビア１２８により電気的に接続されている。
上配線１３０と下配線１２２とが複数のビア１２８により電気的に接続されているので、上配線１３０と下配線１２２とが１つのビア１２８で接続される構成と比較して、上配線１３０と下配線１２２との間の接続抵抗を増大させることなく、各ビア１２８のサイズを小さくすることができる。各ビア１２８のサイズが小さくなると、当然に、各ビア１２８を埋設するためのビアホール１２７のサイズが小さくなる。そのため、ビアホール１２７の底面と側面とがなす角部を含めて、ビアホール１２７の底面および側面にバリア膜１２９をほぼ一様な厚さに形成することができる。
【０１１６】
また、ビア１２８がＷからなるので、ビア１２８と第３層間絶縁膜１２６との間にバリア膜を設けなくても、ビア１２８から第３層間絶縁膜１２６中へのＣｕの拡散を生じない。
よって、第３層間絶縁膜１２６中へのＣｕの拡散を良好に防止することができながら、Ｃｕからなる上配線１３０と下配線１２２とを電気的に接続することができる。
【０１１７】
また、ビア１２８のサイズを小さくすることにより、ビア１２８を半導体装置１０１の他の部分におけるビアと同一の工程で形成することができる。これにより、半導体装置１０１の製造工程の簡素化を図ることができる。
ビア１２８の表面と第３層間絶縁膜１２６の表面とは、面一に形成されている。これにより、バリア膜１３１を一定の膜厚で形成することができる。よって、バリア膜１３１が部分的に薄くなることがなく、上配線１３０から第３層間絶縁膜１２６へのＣｕの拡散を良好に防止することができる。
【０１１８】
図１６は、前記第３の実施形態一つの変形例に係る半導体装置の模式的な断面図である。なお、図１６〜図１８の各図において、図１３に示す各部に相当する部分には、それらの各部に付した参照符号と同一の参照符号を付している。そして、以下では、同一の参照符号を付した部分についての説明を省略する。
この変形例に係る半導体装置１４１では、第３層間絶縁膜１２６および配線被覆膜１３３上に、窒化膜１４３と有機膜１４４との積層構造を有するパッシベーション膜１４２が設けられている。
【０１１９】
窒化膜１４３は、ＳｉＮからなる。窒化膜１４３は、第３層間絶縁膜１２６および配線被覆膜１３３上に形成されている。窒化膜１４３における配線被覆膜１３３上に形成された部分には、配線被覆膜１３３の上面をパッド電極１０５として部分的に露出させるためのパッド開口１４５が厚さ方向に貫通して形成されている。また、窒化膜１４３は、アライメントマーク１０６上およびその周囲の部分、ならびにヒューズ１２３の上方の部分から除去されている。
【０１２０】
上配線１３０が第３層間絶縁膜１２６上に突出して形成されているので、窒化膜１４３の表面には、上配線１３０を被覆する配線被覆膜１３３上に形成された部分と第３層間絶縁膜１２６上に形成された部分との間に、上配線１３０および配線被覆膜１３３の厚さにほぼ等しい段差が生じている。
有機膜１４４は、その窒化膜１４３の表面に生じている段差をなくすように形成されている。有機膜１４４は、有機材料（たとえば、ポリイミドまたはエポキシ樹脂）からなる。また、有機膜１４４には、平面視でパッド開口１４５が形成されている部分を含む領域に、パッド開口１４５と連通する開口１４６が形成されている。また、有機膜１４４は、アライメントマーク１０６上およびその周囲の部分、ならびにヒューズ１２３の上方の部分から除去されている。
【０１２１】
このような構成によっても、図１３に示す半導体装置１０１と同様の効果を奏することができる。
さらに、窒化膜１４３上に有機膜１４４が形成され、窒化膜１４３の表面の段差が有機膜１４４により埋められているので、上配線１３０（配線被覆膜１３３）に応力が加わったときに、その応力を有機膜１４４によって吸収することができる。
【０１２２】
また、パッシベーション膜１４２が窒化膜１４３と有機膜１４４との積層構造を有しているので、半導体装置１４１が樹脂パッケージにより封止されたときに、たとえ樹脂パッケージの材料に含まれるフィラーにより有機膜１４４が損傷を受けたとしても、窒化膜１４３まで損傷を受けることがないので、窒化膜１４３によりパッシベーション膜としての機能（水分の浸入の防止など）を確保することができる。よって、半導体装置１４１の信頼性の向上を図ることができる。
【０１２３】
図１７は、前記第３の実施形態の他の変形例に係る半導体装置の模式的な断面図である。
半導体装置１５１は、第３層間絶縁膜１２６および配線被覆膜１３３上に、パッシベーション膜１５２を備えている。パッシベーション膜１５２は、たとえば、ポリイミドまたはエポキシ樹脂などの有機材料からなる有機膜である。
【０１２４】
上配線１３０が第３層間絶縁膜１２６上に突出して形成されているので、上配線１３０を被覆する配線被覆膜１３３の表面と第３層間絶縁膜１２６の表面との間には、上配線１３０および配線被覆膜１３３の厚さにほぼ等しい段差が生じている。
パッシベーション膜１５２は、配線被覆膜１３３の表面と第３層間絶縁膜１２６の表面との間に生じている段差をなくすように、第３層間絶縁膜１２６および配線被覆膜１３３上に形成されている。
【０１２５】
また、パッシベーション膜１５２における配線被覆膜１３３上に形成された部分には、配線被覆膜１３３の上面をパッド電極１０５として部分的に露出させるためのパッド開口１５３が厚さ方向に貫通して形成されている。また、パッシベーション膜１５２は、アライメントマーク１０６上およびその周囲の部分、ならびにヒューズ１２３の上方の部分から除去されている。
【０１２６】
このような構成によっても、図１３に示す半導体装置１０１と同様の効果を奏することができる。また、配線被覆膜１３３の表面と上配線１３０の表面との間の段差がパッシベーション膜１５２により埋められているので、上配線１３０（配線被覆膜１３３）に応力が加わったときに、その応力をパッシベーション膜１５２によって吸収することができる。
【０１２７】
図１８は、前記第３の実施形態のさらに他の変形例に係る半導体装置の模式的な断面図である。
図１８に示す半導体装置１６１では、上配線１３０と配線被覆膜１３３との間に介在されるバリア膜１３２が省略されており、ボンディングワイヤ１３５が銅からなる。
このように、ボンディングワイヤ１３５が銅からなる場合、ボンディングワイヤ１３５と上配線１３０との間で金属イオンの移動による欠陥（エレクトロマイグレーション）が生じないので、図１３に示すバリア膜１３２を省略することができる。これにより、半導体装置１６１の製造コストを低減することができる。
【０１２８】
以上の第３の実施形態についてのさらに他の変形例は、次のとおりである。
たとえば、図１３に示す半導体装置１０１において、ビア１２８は、複数設けられているとしたが、ビア１２８がＷからなる場合、ビアは１つでもよい。
ビア１２８がＷからなるので、ビア１２８の埋設のために形成される開口（ビアホール）のサイズが大きくても、その開口内にＣｕの拡散防止のためのバリア膜を設ける必要がない。よって、開口のサイズが大きくても、ビアから第３層間絶縁膜１２６へのＣｕの拡散を確実に防止することができる。
【０１２９】
また、ビア１２８の材料としてＷを例示したが、ビア１２８の材料として、Ｃｕを主成分とした材料が採用されてもよい。この場合、ビア１２８を形成する工程を省略し、上配線１３０を形成するためのめっき工程で、上配線１３０およびビア１２８を一括して形成することができる。ただし、ＷはＣｕよりも絶縁材料への拡散性が低いので、ビア１２８の材料としてＷを採用することにより、リークパスが形成されるのを確実に防止することができる。
【０１３０】
たとえば、第３層間絶縁膜１２６の材料として、ＳｉＮを例示したが、第３層間絶縁膜１２６の材料としてＳｉＯ２が採用されてもよい。ただし、Ｃｕイオンは、ＳｉＮ中よりもＳｉＯ２中の方が拡散しやすいので、第３層間絶縁膜１２６の材料としてＳｉＮが採用されることにより、Ｃｕイオンの拡散をより良好に防止することができる。
また、バリア膜１３１，１３２の材料として、Ｔｉを例示したが、バリア膜１３１，１３２は、導電性を有し、ＣｕイオンおよびＡｕの拡散に対するバリア性を有する材料であればよく、チタンの他に、たとえば、ＴｉＮ（窒化チタン）、ＷＮ（窒化タングステン）、ＴａＮ（窒化タンタル）、Ｔａ（タンタル）、ＷまたはＴｉＷ（チタン‐タングステン合金）などを例示することができる。これらの材料の単膜をバリア膜として用いてもよいし、それらの材料膜から任意に選択した２種以上の材料膜の積層膜を用いてバリア膜を形成してもよい。
【０１３１】
また、配線被覆膜１３３の材料として、Ａｌを例示したが、配線被覆膜１３３は、Ｃｕおよび絶縁材料との密着性が高い金属材料であればよく、Ａｌの他に、たとえば、ＡｌＳｉ（アルミニウムのシリコン化合物）、ＡｌＳｉＣｕ（アルミニウム‐銅合金のシリコン化合物）またはＡｌＣｕ（アルミニウム‐銅合金）などを例示することができる。
また、有機膜１３４およびパッシベーション膜１４２の材料として、ポリイミドまたはエポキシ樹脂を例示したが、有機膜１３４およびパッシベーション膜１４２の材料としては、たとえば、ＰＢＯ（ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール）またはＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）などを例示することができる。
【０１３２】
次に、図１９〜図２５を参照して、前述の第１〜第３の実施形態に係る半導体装置の別の特徴を説明する。
図１９は、図１および図１２に示した平面図を、説明の便宜上、上下反転して再掲する平面図であり、図１および図１２に示した参照符号を併記してある。
半導体基板２０，１２０上には、所定の配線パターンを有する配線２０３が形成されている。配線２０３は、半導体基板２０，１２０上に形成された回路２，３，４にそれぞれ含まれている。
【０１３３】
図１９Ａは、図１９のXIXA部分の配線２０３を拡大して示す図解的な平面図である。
配線２０３は、たとえば、１０μｍ以上の配線幅を有し、第１配線部分２０４、第２配線部分２０５および接続配線部分２０６を備えている。
第１配線部分２０４は、半導体基板２０，１２０の１つの辺と平行な第１の方向Ｘに延びている。
【０１３４】
第２配線部分２０５は、第１の方向Ｘに直交する第２の方向Ｙに延びている。
接続配線部分２０６は、第１の方向Ｘおよび第２の方向Ｙと交差する方向に延び、第１配線部分２０４の一端部および第２配線部分２０５の一端部に接続されている。これにより、第１配線部分２０４および第２配線部分２０５は、接続配線部分２０６を介して連結されている。
【０１３５】
接続配線部分２０６の内側面は、第１配線部分２０４と接続配線部分２０６との接続点Ａと、第２配線部分２０５と接続配線部分２０６との接続点Ｂとを結ぶ直線Ｌをなしている。同様に、接続配線部分２０６の外側面は、第１配線部分２０４と接続配線部分２０６との接続点Ａ１と、第２配線部分２０５と接続配線部分２０６との接続点Ｂ１とを結ぶ直線Ｌ１をなしている。
【０１３６】
内側面の直線Ｌの第１の方向Ｘの寸法Ｄ１は、たとえば、１μｍである。また、直線Ｌの第２の方向Ｙの寸法Ｄ２は、たとえば、１μｍである。外側面の直線Ｌ１についても同様に、第１の方向Ｘの寸法および第２の方向Ｙの寸法が１μｍ以上であることが好ましく、図１９Ａの例では、いずれも１μｍよりも大きい。
図２０は、図１９Ａに示す半導体装置を切断線XX-XXで切断したときの模式的な断面図である。
【０１３７】
図２０に示すように、半導体装置１，１０１は、その基体としてＳｉ（シリコン）からなる基板２０，１２０を備えている。基板２０，１２０上には、層間絶縁膜２１０（層間絶縁膜２１，２４，２５，２６；１２１，１２４，１２５，１２６に対応）が積層されている。層間絶縁膜２１０は、ＳｉＯ２（酸化シリコン）からなる。層間絶縁膜２１０の厚さは、たとえば、２．５μｍである。
【０１３８】
層間絶縁膜２１０上には、配線２０３（上配線２８，１３０に対応）が形成されている。層間絶縁膜２１０から上方に突出して形成されている。配線２０３は、たとえば、層間絶縁膜２１０の表面からの突出量が１０μｍとなるような厚さを有している。配線２０３は、Ｃｕからなる。
配線２０３と層間絶縁膜２１０との間には、Ｃｕイオンの拡散に対するバリア性を有するバリア膜２１１（第２のバリア膜。バリア膜２７，１３１に対応）が介在されている。バリア膜２１１は、Ｔｉ（チタン）からなる。
【０１３９】
配線２０３の表面（上面および側面）は、Ｃｕイオンの拡散に対するバリア性を有するバリア膜２１２（第１のバリア膜。バリア膜３２，１３２に対応）に被覆されている。バリア膜２１２は、Ｔｉからなる。
バリア膜２１２の表面は、配線被覆膜２１３（配線被覆膜３１，１３３に対応）に被覆されている。配線被覆膜２１３は、Ａｌからなる。
【０１４０】
層間絶縁膜２１０および配線被覆膜２１３上には、パッシベーション膜２１４（パッシベーション膜３３，１３４に対応）が形成されている。パッシベーション膜２１４は、ＳｉＮからなる。
＜シミュレーション＞
本願発明者は、寸法Ｄ１，Ｄ２および配線２０３の配線幅と配線２０３の角部に生じる最大応力との関係を調べるためのシミュレーションを行った。
【０１４１】
このシミュレーションでは、配線幅が５０μｍ、２０μｍおよび１０μｍの各配線２０３につき、図１９Ａに示す寸法Ｄ１，Ｄ２を１０μｍ、５μｍ、２．５μｍ、１μｍおよび０μｍに変更して、配線２０３の角部に生じる応力を調べた。
シミュレーションの結果を表１に示す。
【０１４２】
【表１】
0006040456.tif 000002
【０１４３】
図２１は、表１に示す最大応力の折れ線グラフである。
図２１では、横軸を寸法Ｄ１，Ｄ２（μｍ）とし、縦軸を最大応力（ＭＰａ）としている。
表１および図２１に示すように、配線幅にかかわらず、寸法Ｄ１，Ｄ２が１μｍ以上であれば、寸法Ｄ１，Ｄ２が０μｍである場合と比較して、配線２０３の角部に生じる応力が大幅に低下する。
【０１４４】
図２２は、配線幅が１０μｍであり、寸法Ｄ１，Ｄ２が０μｍのときの配線の角部近傍を撮影したＳＥＭ写真である。また、図２３は、配線幅が５０μｍであり、寸法Ｄ１，Ｄ２が０μｍのときの配線の角部近傍を撮影したＳＥＭ写真である。
図２２に示すように、配線幅が１０μｍであり、寸法Ｄ１，Ｄ２が０μｍである場合には、配線２０３の表面を被覆するパッシベーション膜２１４にクラックが生じない。このとき、表１に示すように、配線２０３の角部に生じる最大応力は、４５６．８６４ＭＰａである。
【０１４５】
また、図２３に示すように、配線幅が５０μｍであり、寸法Ｄ１，Ｄ２が０μｍである場合には、配線２０３の表面を被覆するパッシベーション膜２１４にクラックが生じる。このとき、表１に示すように、配線２０３の角部に生じる最大応力は、５５３．５５６ＭＰａである。
したがって、図２１に破線で示すように、配線２０３の角部に生じる最大応力が４５６．８６４ＭＰａ以下であれば、その角部を被覆するパッシベーション膜２１４にクラックが発生しないと推測できる。寸法Ｄ１，Ｄ２が１μｍ以上であれば、配線幅にかかわらず、配線２０３の角部に生じる応力を４５６．８６４ＭＰａ以下にすることができる。よって、寸法Ｄ１，Ｄ２は、１μｍ以上の値に設定される。
【０１４６】
以上のように、第１配線部分２０４と第２配線部分２０５との間に接続配線部分２０６が設けられているので、配線２０３の側面には、第１配線部分２０４と接続配線部分２０６との間、および第２配線部分２０５と接続配線部分２０６との間に少なくとも２つの角部が形成される。よって、配線２０３の表面を被覆するパッシベーション膜２１４に応力が加わっても、その応力を複数の角部に分散させることができるので、パッシベーション膜２１４への応力の集中を抑制することができる。しかも、配線２０３の内側面および外側面に形成される複数の角部は、直角よりも大きな角度（すなわち鈍角）をなしているので、パッシベーション膜２１４への応力集中を効果的に抑制できる。
【０１４７】
また、配線２０３が１０μｍ以上の配線幅を有している場合には、パッシベーション膜２１４に加わる応力が大きくなり、パッシベーション膜２１４へのクラックの発生確率が上昇する。この場合でも、第１配線部分２０４と前記接続配線部分２０６との接続点と、第２配線部分２０５と前記接続配線部分２０６との接続点とを結ぶ直線の第１の方向の寸法Ｄ１および第２の方向の寸法Ｄ２をそれぞれ１μｍ以上にすることにより、パッシベーション膜２１４への応力の集中を抑制することができ、パッシベーション膜２１４に応力が集中することによるクラックの発生を防止することができる。この実施形態では、図１９に参照符号Ｃで示すように、半導体基板２０，１２０上に形成された配線２０３は、直角の角部を有していない。すなわち、配線２０３の直交する２辺の結合部分には、２つの角部（いずれも平面視において鈍角の側面を形成する角部）が形成されている。これにより、パッシベーション膜２１４への応力集中が抑制されている。
【０１４８】
図２４は、配線２０３の他の構成例を示す模式的な断面図である。
なお、図２４において、図２０に示す各部に相当する部分には、それらの各部に付した参照符号と同一の参照符号を付している。そして、以下では、同一の参照符号を付した部分についての説明を省略する。
図２４に示す構成では、バリア膜２１２および配線被覆膜２１３が省略されている。このような構成であっても、図２０に示す半導体装置１，１０１と同様の効果を奏することができる。ただし、配線被覆膜２１３は、配線２０３の材料であるＣｕ、およびパッシベーション膜２１４の材料であるＳｉＮに対する密着性が高いので、配線被覆膜２１３が設けられていることにより、パッシベーション膜２１４の配線２０３に対する密着性を向上させることができる。
【０１４９】
図２５は、配線２０３のさらに他の構成例示す図解的な平面図である。
なお、図２５において、図１９Ａに示す各部に相当する部分には、それらの各部に付した参照符号と同一の参照符号を付している。そして、以下では、同一の参照符号を付した部分についての説明を省略する。
図２５に示す構成では、配線２０３は、第１配線部分２０４と第２配線部分２０５との間に、第１接続配線部分２０６ａおよび第２配線部分２０６ｂを備えている。この実施形態では、第１および第２配線部分２０６ａおよび２０６ｂは、ほぼ等しい長さを有している。
【０１５０】
第１接続配線部分２０６ａの一端部は、第１配線部分２０４の一端部に接続されている。
第２接続配線部分２０６ｂの一端部は、第２配線部分２０５の一端部に接続されている。
また、第１接続配線部分２０６ａおよび第２接続配線部分２０６ｂは、それらの他端部同士が接続されている。これにより、第１配線部分２０４および第２配線部分２０５は、第１接続配線部分２０６ａおよび第２接続配線部分２０６ｂを介して連結されている。第１および第２接続配線部分２０６ａおよび２０６ｂの内側面は、第１配線部分２０４と第１接続配線部分２０６ａとの接続点Ａ´と、第１および第２接続配線部分２０６ａ，２０６ｂの接続点Ｃ´と、第２配線部分２０５と第２接続配線部分２０６ｂとの接続点Ｂ´とを結ぶ折れ線をなしている。同様に、第１および第２接続配線部分２０６ａおよび２０６ｂの外側面は、第１配線部分２０４と第１接続配線部分２０６ａとの接続点Ａ１´と、第１および第２接続配線部分２０６ａ，２０６ｂの接続点Ｃ１´と、第２配線部分２０５と接続配線部分２０６ｂとの接続点Ｂ１´とを結ぶ折れ線をなしている。接続点Ａ´，Ｂ´，Ｃ´，Ａ１´，Ｂ１´，Ｃ１´には、それぞれ、平面視において鈍角をなす角部が形成されている。
【０１５１】
配線２０３の内側面側において、第１配線部分２０４と第１接続配線部分２０６ａとの接続点Ａ´と、第２配線部分２０５と第２接続配線部分２０６ｂとの接続点Ｂ´とを結ぶ直線Ｌ´について、直線Ｌ´のＸ方向の寸法Ｄ１´は、たとえば、１μｍである。また、直線Ｌ´のＹ方向の寸法Ｄ２´は、たとえば、１μｍである。配線２０３の外側面側において、第１配線部分２０４と第１接続配線部分２０６ａとの接続点Ａ１´と、第２配線部分２０５と第２接続配線部分２０６ｂとの接続点Ｂ１´とを結ぶ直線Ｌ１´について、直線Ｌ１´のＸ方向の寸法´は、１μｍ以上（図２５の例では１μｍよりも大きい）である。また、直線Ｌ１´のＹ方向の寸法は、たとえば、１μｍ以上（図２５の例では１μｍよりも大きい）である。
【０１５２】
このような構成であっても、図１９Ａに示す半導体装置１，１０１と同様の効果を奏することができる。
なお、第１配線部分２０４と第２配線部分２０５との間には、３つ以上の多数の接続配線部分が設けられていてもよい。接続配線部分の数に比例して、配線２０３の側面に形成される角部が増加するので、配線２０３の角部に集中する応力を低減することができる。
【０１５３】
また、接続配線部分が多数設けられている場合、配線２０３の内側面および外側面には、多数の直線（平面）により構成される擬似的な曲線（曲面）が形成される。配線２０３の内側面および外側面には、多数の角部が形成され、それらの角部に均一に応力が分散するので、配線２０３に局所的に応力が集中するのを一層効果的に防止することができる。
また、バリア膜２１１，２１２の材料として、Ｔｉを例示したが、バリア膜２１１，２１２は、導電性を有し、Ｃｕイオンの拡散に対するバリア性を有する材料であればよく、Ｔｉ（チタン）の他に、たとえば、ＴｉＮ（窒化チタン）、ＷＮ（窒化タングステン）、ＴａＮ（窒化タンタル）、Ｔａ（タンタル）、ＷまたはＴｉＷ（チタン‐タングステン合金）などを例示することができる。これらの材料の単膜をバリア膜として用いてもよいし、それらの材料膜から任意に選択した２種以上の材料膜の積層膜を用いてバリア膜を形成してもよい。
【０１５４】
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
この明細書および図面から導き出される特徴を以下に記す。
１．層間絶縁膜と、
絶縁材料からなり、前記層間絶縁膜上に形成されたパッシベーション膜と、
銅を主成分とする材料からなり、前記層間絶縁膜の表面と前記パッシベーション膜との間に形成された最上層配線と、
アルミニウムを主成分とする材料からなり、前記パッシベーション膜と前記最上層配線の表面との間に介在され、前記最上層配線の表面を被覆する配線被覆膜とを含む、半導体装置。
近年、とくに大電力を消費するパワー半導体装置において、配線抵抗の低減が望まれている。そこで、本願発明者らは、最上層配線の材料としてＡｌよりも導電性の高いＣｕ（銅）の採用を検討している。
Ｃｕは、高い導電性を有するが、ＳｉＮなどの絶縁材料に対する密着性が乏しく、また、イオン化しやすい元素である。そのため、最上層配線の材料にＣｕが採用されると、最上層配線からパッシベーション膜が剥離して、Ｃｕイオンが最上層配線からパッシベーション膜との界面を伝って拡散し、その拡散したＣｕイオンにより、別の最上層配線との間にリークパスが形成されるおそれがある。
そこで、上記項１の半導体装置では、層間絶縁膜上に、銅を主成分とする材料からなる最上層配線が形成されている。最上層配線の表面は、アルミニウムを主成分とする材料からなる配線被覆膜により被覆されている。そして、層間絶縁膜上には、パッシベーション膜が形成されており、表面が配線被覆膜に被覆された最上層配線は、配線被覆膜の外側をパッシベーション膜により被覆されている。
配線被覆膜の主成分であるアルミニウムは、最上層配線の主成分である銅に対する密着性が高い。そのため、配線被覆膜は、最上層配線の表面に良好に密着する。また、配線被覆膜の主成分であるアルミニウムは、パッシベーション膜の材料である絶縁材料に対する密着性が高い。そのため、パッシベーション膜は、配線被覆膜の表面に良好に密着する。よって、最上層配線からのパッシベーション膜の剥離を防止することができる。
また、最上層配線がアルミニウムからなる配線被覆膜で覆われているので、パッシベーション膜に開口（パッド開口）を形成し、その開口を介して、配線被覆膜の一部を露出させることにより、当該露出した部分にボンディングワイヤを直に接合させることができる。したがって、最上層配線上にボンディングパッドを設ける必要がないので、ボンディングパッドを形成する工程およびその工程に使用するレイヤが不要である。
ボンディングワイヤが金からなる場合、配線被覆膜と最上層配線との間には、金の拡散に対するバリア性を有するバリア膜が介在されるのが好ましい。これにより、ボンディングワイヤ中の金が配線被覆膜を貫通して最上層配線中に拡散することを防止できる。
また、バリア膜は、銅の拡散に対するバリア性を有しているのが好ましい。これにより、最上層配線から銅（銅イオン）が拡散することを防止できるので、最上層配線と別の最上層配線との間にリークパスが形成されることを確実に防止できる。
ボンディングワイヤが銅からなる場合、配線被覆膜と最上層配線との間にバリア膜が介在されず、配線被覆膜が最上層配線に密着していてもよい。
また、配線被覆膜は、最上層配線の形成後に、層間絶縁膜および最上層配線の表面を一括して覆うように金属膜を形成し、その金属膜における層間絶縁膜上の不要部分を除去することにより形成することができる。このとき、金属膜の不要部分を除去するための手法として、ウェットエッチングより安価に実施可能なＲＩＥ（Reactive Ion Etching：反応性イオンエッチング）などのドライエッチングを採用することができる。よって、半導体装置の製造コストを低減することができる。
パッシベーション膜の材料は、窒化シリコンであってもよいし、有機材料であってもよい。また、パッシベーション膜は、窒化シリコンからなる窒化膜と、有機材料からなり、窒化膜上に形成される有機膜とを備えていてもよい。
また、層間絶縁膜は、窒化シリコンからなっていてもよい。
２．層間絶縁膜と、
Ｃｕを主成分とする材料からなり、前記層間絶縁膜の表面上に形成された最上層配線と、
Ａｌを主成分とする材料からなり、前記最上層配線上に形成された配線被覆膜と、
前記配線被覆膜と同一の材料からなり、前記層間絶縁膜の表面上に形成されたアライメントマークと、絶縁材料からなり、前記層間絶縁膜および前記配線被覆膜の表面を被覆し、前記アライメントマークを露出させる開口が形成されたパッシベーション膜とを備えている、半導体装置。
この半導体装置は、たとえば、以下の工程Ａ，Ｂを含む製造方法により製造することができる。
Ａ．層間絶縁膜の表面上にＣｕを主成分とする材料からなる最上層配線を形成する配線形成工程。
Ｂ．前記配線形成工程後、前記層間絶縁膜および前記最上層配線上にＡｌを主成分とする材料からなる金属膜を形成し、前記金属膜をパターニングすることにより、前記層間絶縁膜上にアライメントマークを形成するとともに、前記最上層配線上に配線被覆膜を形成する工程。
本願発明者らは、最上層配線の材料としてＡｌよりも導電性の高いＣｕ（銅）を採用する場合に、そのＣｕからなる最上層配線を従来のＡｌからなる最上層配線よりも厚く形成することを検討している。
この場合、最上層配線と同一工程で形成されるアライメントマークは、最上層配線の材料と同じＣｕからなり、最上層配線と同じ厚さを有する。Ｃｕは、Ａｌと比較して光の反射率が低い。そのため、Ｃｕからなるアライメントマークの位置（Ｘ位置、Ｙ位置）の認識精度は、Ａｌからなるアライメントマークの位置の認識精度よりも低くなる。また、アライメントマークの厚さが大きいため、アライメントマークの表面とヒューズとの間の距離が大きくなる。その結果、ヒューズの位置（Ｘ位置、Ｙ位置、Ｚ位置）の認識精度が低下し、ヒューズを切断する加工の精度が著しく低下する。
そこで、上記項２の構成では、アライメントマークは、銅よりも光の反射率が高いＡｌを主成分とする材料からなる。そのため、アライメントマークの位置（Ｘ位置、Ｙ位置）の認識精度を高めることができる。よって、最上層配線がＣｕを主成分とする構成において、アライメントマークの位置を高精度に認識することができる。
また、アライメントマークは、最上層配線上ではなく、層間絶縁膜の表面上に形成されている。そのため、層間絶縁膜よりも下層に、半導体装置が有する回路の特性値を調整するためのヒューズが形成されている場合に、アライメントマークが最上層配線上に形成されている構成と比較して、アライメントマークとヒューズとの間の距離を短くすることができる。よって、ヒューズの位置（Ｘ位置、Ｙ位置、Ｚ位置）を高精度に認識することができ、ヒューズを切断する加工の精度を向上させることができる。
配線被覆膜は、最上層配線の表面を被覆していてもよい。配線被覆膜の主成分であるＡｌは、最上層配線の主成分であるＣｕに対する密着性が高い。そのため、配線被覆膜は、最上層配線の表面に良好に密着する。また、配線被覆膜の主成分であるＡｌは、パッシベーション膜の材料である絶縁材料に対する密着性が高い。そのため、パッシベーション膜は、配線被覆膜の表面に良好に密着する。よって、最上層配線からのパッシベーション膜の剥離を防止することができる。
また、最上層配線がＡｌからなる配線被覆膜で覆われているので、パッシベーション膜に開口（パッド開口）を形成し、その開口を介して、配線被覆膜の一部を露出させることにより、当該露出した部分にボンディングワイヤを直に接合させることができる。したがって、最上層配線上にボンディングパッドを設ける必要がないので、ボンディングパッドを形成する工程およびその工程に使用するレイヤが不要である。
ボンディングワイヤがＡｕ（金）からなる場合、配線被覆膜と最上層配線との間には、Ａｕの拡散に対するバリア性を有するバリア膜が介在されるのが好ましい。これにより、ボンディングワイヤ中のＡｕが配線被覆膜を貫通して最上層配線中に拡散することを防止できる。
また、バリア膜は、Ｃｕの拡散に対するバリア性を有しているのが好ましい。これにより、最上層配線からＣｕ（Ｃｕイオン）が拡散することを防止できるので、最上層配線と別の最上層配線との間にリークパスが形成されることを確実に防止できる。
ボンディングワイヤがＣｕからなる場合、配線被覆膜と最上層配線との間にバリア膜が介在されず、配線被覆膜が最上層配線に密着していてもよい。
また、配線被覆膜は、最上層配線の形成後に、層間絶縁膜および最上層配線の表面を一括して覆うように金属膜を形成し、その金属膜における層間絶縁膜上の不要部分を除去することにより形成することができる。このとき、金属膜の不要部分を除去するための手法として、ウェットエッチングより安価に実施可能なＲＩＥ（Reactive Ion Etching：反応性イオンエッチング）などのドライエッチングを採用することができる。よって、半導体装置の製造コストを低減することができる。
パッシベーション膜の材料は、窒化シリコンであってもよいし、有機材料であってもよい。また、パッシベーション膜は、窒化シリコンからなる窒化膜と、有機材料からなり、窒化膜上に形成される有機膜とを備えていてもよい。
また、層間絶縁膜の材料は、窒化シリコンであってもよい。
３．下配線と、
前記下配線上に形成された層間絶縁膜と、
Ｃｕを主成分とする材料からなり、前記層間絶縁膜の表面上に突出した最上層配線と、
前記層間絶縁膜を厚さ方向に貫通し、前記下配線と前記最上層配線とを電気的に接続する複数のビアとを含む、半導体装置。
本願発明者は、最上層配線とその下層に形成される配線（下配線）との電気的な接続のためのビアについて検討した。最上層配線の材料としてＣｕが採用される場合、最上層配線と下配線との電気的な接続のためのビアは、通常、最上層配線と一体的に形成される。
具体的には、下配線上に層間絶縁膜が形成された後、下配線の一部を露出させ、層間絶縁膜を貫通する開口が形成され、この開口内を含む層間絶縁膜上にＣｕがめっき成長されることにより、開口を埋め尽くすビアと最上層配線とが一括して形成される。
Ｃｕからなるビアと層間絶縁膜とが接していると、ビアに含まれるＣｕイオンが層間絶縁膜中に拡散し、リークパスが形成されるおそれがある。そのため、ビアと層間絶縁膜との間には、Ｃｕの拡散に対するバリア性を有するバリア膜を介在させる必要がある。
開口は、平面視で比較的大きなサイズ（たとえば、１辺が５〜６μｍの平面視矩形状）に形成される。これにより、開口内に形成されるビアの断面積が大きくなるので、最上層配線と下配線との間の接続抵抗を低減することができる。しかしながら、開口の底面のサイズが大きいので、その底面にＣｕの拡散に対するバリア性を確保するために必要十分な厚さのバリア膜を形成しようとした場合、開口の側面（層間絶縁膜における開口に臨む面）および開口の底面と側面とがなす角部でバリア膜の厚さが小さくなる。したがって、そのバリア膜の厚さの小さい部分からＣｕイオンが層間絶縁膜中に拡散するおそれがある。
そこで、上記項３の構成では、最上層配線と下配線とが複数のビアにより電気的に接続されているので、最上層配線と下配線とが１つのビアで接続される構成と比較して、最上層配線と下配線との間の接続抵抗を増大させることなく、各ビアのサイズを小さくすることができる。各ビアのサイズが小さくなると、当然に、各ビアを埋設するために層間絶縁膜に形成される開口（ビアホール）のサイズが小さくなる。
そのため、ビアがＣｕを含む金属材料からなり、Ｃｕの拡散防止のためのバリア膜がビアと層間絶縁膜との間に介在される場合、ビアが埋設される開口の底面と側面とがなす角部を含めて、その開口の底面および側面に、バリア膜をほぼ一様な厚さに形成することができる。
また、ビアがＣｕを含まない導電材料（たとえば、Ｗ（タングステン））からなる場合、ビアと層間絶縁膜との間にバリア膜を設けなくても、ビアから層間絶縁膜中へのＣｕの拡散を生じない。
よって、いずれの場合にしても、層間絶縁膜中へのＣｕの拡散を良好に防止することができながら、Ｃｕを主成分とする最上層配線と下配線とを電気的に接続することができる。また、ビアのサイズを小さくすることにより、ビアを半導体装置の他の部分におけるビアと同一の工程で形成することができる。これにより、半導体装置の製造工程の簡素化を図ることができる。
さらに、ビアがＣｕを含まない導電材料からなる場合には、ビアと層間絶縁膜との間にバリア膜を設ける必要がないので、そのバリア膜を形成する工程を省略することができる。よって、半導体装置の製造工程のさらなる簡素化を図ることができる。
ビアの表面と層間絶縁膜の表面とは、面一に形成されているのが好ましい。これにより、最上層配線と層間絶縁膜およびビアとの間に、Ｃｕの拡散防止のためのバリア膜が介在される場合、そのバリア膜を一定の膜厚で形成することができる。よって、バリア膜が部分的に薄くなることがなく、最上層配線から層間絶縁膜へのＣｕの拡散を良好に防止することができる。
下配線と最上層配線との対向面積に対するビアが形成されている領域の面積の占有率（以下、単に「ビア占有率」という。）は、０．５％以上３０％以下であるのが好ましい。
下配線と最上層配線との間で電流が流れるとき、ビアの抵抗値に応じて電圧降下が生じる。ビア占有率が高ければ高いほど、ビアの抵抗値が低下するので、ビアにおける電圧降下の値も小さくなる。ビア占有率が０．５％以上であれば、電流がビアを流れることによる電圧降下量を許容値（たとえば、抵抗値換算で３００ｍΩ）以下にすることができる。
また、複数のビアを隣接して配置する場合には、隣り合うビア間に一定以上の間隔を設ける必要がある。このビア間の間隔を確保するには、ビア占有率が３０％以下であることが好ましい。この場合、ビアが埋設されるビアホールを形成するためのマスクパターンを精度よく形成することができる。
４．下配線と、
前記下配線上に形成された層間絶縁膜と、
Ｃｕを主成分とする材料からなり、前記層間絶縁膜の表面上に突出した最上層配線と、
Ｗからなり、前記層間絶縁膜を厚さ方向に貫通し、前記下配線と前記最上層配線とを電気的に接続するビアとを含む、半導体装置。
この半導体装置では、下配線上に層間絶縁膜が形成されている。層間絶縁膜の表面上には、Ｃｕを主成分とする材料からなる最上層配線が形成されている。最上層配線と下配線とは、Ｗからなり、層間絶縁膜を厚さ方向に貫通するビアにより電気的に接続されている。
ビアがＷからなるので、最上層配線とビアとがＣｕを主成分とする材料により一体的に形成される構成とは異なり、ビアと層間絶縁膜との間にＣｕの拡散防止のためのバリア膜を介在させる必要がない。よって、ビアホール内にバリア膜を形成することなく、層間絶縁膜へのＣｕの拡散を確実に防止することができる。
５．層間絶縁膜と、銅を主成分とする材料からなり、前記層間絶縁膜の表面上から突出した配線と、絶縁材料からなり、前記層間絶縁膜および前記配線の表面を被覆するパッシベーション膜とを含む半導体装置であって、
前記配線は、第１の方向に延びる第１配線部分と、前記第１の方向と直交する第２の方向に延びる第２配線部分と、前記第１配線部分の一端部と前記第２配線部分の一端部とを接続し、それぞれ前記第１の方向および前記第２の方向と交差する直線上に延びる１または複数の接続配線部分とを有し、
前記第１配線部分と前記接続配線部分との接続点と、前記第２配線部分と前記接続配線部分との接続点とを結ぶ直線の前記第１の方向の寸法および前記第２の方向の寸法がそれぞれ１μｍ以上である、半導体装置。
本願発明者は、銅を主成分とする材料からなる配線を有する半導体装置におけるパッシベーション膜について検討した。
パッシベーション膜は、たとえば、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition：化学的気相成長）法により形成される。ＣＶＤ法では、半導体装置が、たとえば、４００℃の温度条件下に曝された状態で、パッシベーション膜の材料であるＳｉＮが層間絶縁膜の表面および最上層配線の表面に堆積された後、半導体装置が常温にまで自然冷却される。このとき、パッシベーション膜には、成膜時の熱膨張および冷却時の熱収縮により応力が加わる。
最上層配線は、所定の配線パターンで形成される。たとえば、配線が直角に屈曲している角部では、その内側面に形成されたパッシベーション膜に応力が集中し、この応力によりパッシベーション膜にクラックが生じるという問題がある。
上記項５の構成では、第１配線部分と第２配線部分との間に接続配線部分が設けられているので、配線の側面には、第１配線部分と接続配線部分との間、および第２配線部分と接続配線部分との間に少なくとも２つの角部が形成される。よって、配線の表面を被覆するパッシベーション膜に応力が加わっても、その応力を複数の角部に分散させることができるので、パッシベーション膜への応力の集中を抑制することができる。
とくに、配線が１０μｍ以上の配線幅を有している場合には、パッシベーション膜に加わる応力が大きくなり、パッシベーション膜へのクラックの発生確率が上昇する。この場合でも、第１配線部分と前記接続配線部分との接続点と、第２配線部分と前記接続配線部分との接続点とを結ぶ直線の第１の方向の寸法および第２の方向の寸法をそれぞれ１μｍ以上にすることにより、パッシベーション膜への応力の集中を抑制することができ、パッシベーション膜に応力が集中することによるクラックの発生を防止することができる。
接続配線部分は、１つであってもよい。接続配線部分が１つであっても、配線の側面には、２つの角部が形成される。これにより、第１配線部分と第２配線部分とが直接接続される構成と比較して、パッシベーション膜における角部を被覆する部分に生じる応力を軽減することができる。
アルミニウムを主成分とする材料からなり、配線とパッシベーション膜との間に介在される配線被覆膜をさらに含んでいることが好ましい。配線被覆膜の主成分であるアルミニウムは、配線の主成分である銅に対する密着性が高い。そのため、配線被覆膜は、配線の表面に良好に密着する。また、配線被覆膜の主成分であるアルミニウムは、パッシベーション膜の材料である絶縁材料に対する密着性が高い。そのため、パッシベーション膜は、配線被覆膜の表面に良好に密着する。よって、配線からのパッシベーション膜の剥離を防止することができる。
この場合、銅の拡散に対するバリア性を有する材料からなり、配線と配線被覆膜との間に介在される第１バリア膜をさらに含んでいるのが好ましい。これにより、配線から銅（銅イオン）が拡散することを防止できるので、配線と別の配線との間にリークパスが形成されることを確実に防止できる。
前記半導体装置は、銅の拡散に対するバリア性を有する材料からなり、前記配線と前記層間絶縁膜との間に介在される第２バリア膜をさらに含むことが好ましい。これにより、配線からの銅（銅イオン）の拡散を防止できる。
前記第１バリア膜および第２バリア膜は、それぞれ、たとえば、Ｔｉ、ＴｉＮ、ＷＮ、ＴａＮ、Ｔａ、ＷおよびＴｉＷからなる群から選択される１つ以上の材料膜の単膜または積層膜からなっていてもよい。
【符号の説明】
【０１５５】
１      半導体装置
６      アライメントマーク
２３    ヒューズ
２６    第３層間絶縁膜（層間絶縁膜）
２８    上配線（最上層配線）
３１    配線被覆膜
３２    バリア膜
３３    パッシベーション膜
３４    パッド開口
３５    ボンディングワイヤ
４１    半導体装置
４２    パッシベーション膜
５１    半導体装置
５２    パッシベーション膜
６１    半導体装置
７１    半導体装置
７５    ヒューズ
８０    上配線
８１    アライメントマーク
８２    バリア膜
８３    パッシベーション膜
８４    パッド開口
８５    パッド電極（配線被覆膜）
８６    バリア膜
８７    ボンディングワイヤ
９０    窒化膜
９１    有機膜
９２    パッシベーション膜
９３    パッド開口
９５    パッシベーション膜
９６    パッド開口
１０１      半導体装置
１２２    下配線
１２６    第３層間絶縁膜（層間絶縁膜）
１２８    ビア
１２９    バリア膜
１３０    上配線（最上層配線）
１４１    半導体装置
１５１    半導体装置
１６１    半導体装置
２０３      配線
２０４      第１配線部分
２０５      第２配線部分
２０６      接続配線部分
２０６ａ    第１接続配線部分
２０６ｂ    第２接続配線部分
２１０    層間絶縁膜
２１１，２１２    バリア膜
２１３    配線被覆膜
２１４    パッシベーション膜
Ｄ１    寸法
Ｄ１´  寸法
Ｄ２    寸法
Ｄ２´  寸法
【図１】
0006040456.tif 000003
【図２】
0006040456.tif 000004
【図３】
0006040456.tif 000005
【図４Ａ】
0006040456.tif 000006
【図４Ｂ】
0006040456.tif 000007
【図４Ｃ】
0006040456.tif 000008
【図４Ｄ】
0006040456.tif 000009
【図４Ｅ】
0006040456.tif 000010
【図４Ｆ】
0006040456.tif 000011
【図５】
0006040456.tif 000012
【図６】
0006040456.tif 000013
【図７】
0006040456.tif 000014
【図８】
0006040456.tif 000015
【図９】
0006040456.tif 000016
【図１０】
0006040456.tif 000017
【図１１】
0006040456.tif 000018
【図１２】
0006040456.tif 000019
【図１３】
0006040456.tif 000020
【図１４】
0006040456.tif 000021
【図１５Ａ】
0006040456.tif 000022
【図１５Ｂ】
0006040456.tif 000023
【図１５Ｃ】
0006040456.tif 000024
【図１５Ｄ】
0006040456.tif 000025
【図１５Ｅ】
0006040456.tif 000026
【図１５Ｆ】
0006040456.tif 000027
【図１６】
0006040456.tif 000028
【図１７】
0006040456.tif 000029
【図１８】
0006040456.tif 000030
【図１９】
0006040456.tif 000031
【図１９Ａ】
0006040456.tif 000032
【図２０】
0006040456.tif 000033
【図２１】
0006040456.tif 000034
【図２４】
0006040456.tif 000035
【図２５】
0006040456.tif 000036
【図２２】
0006040456.tif 000037
【図２３】
0006040456.tif 000038