(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板に位置する不純物領域からなる第１の配線と、
前記第１の配線及び前記半導体基板上に位置する第２の絶縁膜と、
前記第２の絶縁膜上に位置する第２の配線と、
前記第２の配線及び前記第２の絶縁膜上に位置する第３の絶縁膜と、
前記第３の絶縁膜上に位置するバリア層と、
前記バリア層及び前記第３の絶縁膜上に位置するパッドと、
前記パッド及び前記第３の絶縁膜上に位置する第４の絶縁膜と、
前記第４の絶縁膜に形成され、前記パッド上に位置する開口部と、を含み、
前記開口部の下に位置する前記パッドの下は、前記バリア層及び前記第２の配線を有しておらず、前記第１の配線を有しており、
前記パッドと前記第１の配線との間には前記第２の配線を有する配線層が１層のみ配置されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
半導体基板または半導体膜に位置するシリサイド領域からなる第１の配線と、
前記第１の配線及び前記半導体基板上に位置する第２の絶縁膜と、
前記第２の絶縁膜上に位置する第２の配線と、
前記第２の配線及び前記第２の絶縁膜上に位置する第３の絶縁膜と、
前記第３の絶縁膜上に位置するバリア層と、
前記バリア層及び前記第３の絶縁膜上に位置するパッドと、
前記パッド及び前記第３の絶縁膜上に位置する第４の絶縁膜と、
前記第４の絶縁膜に形成され、前記パッド上に位置する開口部と、を含み、
前記開口部の下に位置する前記パッドの下は、前記バリア層及び前記第２の配線を有しておらず、前記第１の配線を有しており、
前記パッドと前記第１の配線との間には前記第２の配線を有する配線層が１層のみ配置されていることを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体装置はその外部信号入出力に使用する端子であるＩ／Ｏパッドを有し、そのパッドの構造は次のとおりである。層間絶縁膜上にバリアメタル層が形成され、このバリアメタル層上にＡｌ合金膜が形成され、このＡｌ合金膜上にパッシベーション膜が形成され、そのパッシベーション膜にパッド開口部が形成されている。そのパッド開口部によって露出したＡｌ合金膜がパッドとなる。
【０００３】
このパッドにワイヤーボンディング等の金属を接合することで外部の部品と半導体装置を電気的に接続する。この接続を行う際、または接続を行った後にパッド下の層間絶縁膜にクラックが発生したり、パッドの密着性不足によるパッド剥がれや接続不良が発生するという課題がある。
【０００４】
上記の課題に対する対策として、パッド開口部の下に位置するバリアメタル層を除去することで、パッドのクラックまたはパッド剥がれや接続不良を抑制することが特許文献１に開示されている。
【０００５】
しかしながら、パッド開口部の下に位置するバリアメタル層を除去するだけでは、パッドのクラックまたはパッド剥がれや接続不良を十分に抑制することができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２８２０３４号公報（図７）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の幾つかの態様は、パッド剥がれや接続不良を十分に抑制できる半導体装置に関連している。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様は、第１の絶縁膜上に位置する第１の配線と、前記第１の配線及び前記第１の絶縁膜上に位置する第２の絶縁膜と、前記第２の絶縁膜上に位置する第２の配線と、前記第２の配線及び前記第２の絶縁膜上に位置する第３の絶縁膜と、前記第３の絶縁膜上に位置するバリア層と、前記バリア層及び前記第３の絶縁膜上に位置するパッドと、前記パッド及び前記第３の絶縁膜上に位置する第４の絶縁膜と、前記第４の絶縁膜に形成され、前記パッド上に位置する開口部と、を含み、前記開口部の下に位置する前記パッドの下は、前記バリア層及び前記第２の配線を有しておらず、前記第１の配線を有していることを特徴とする半導体装置である。
【０００９】
上記本発明の一態様によれば、開口部の下に位置するパッドの下は、バリア層及び第２の配線を有しておらず、第１の配線を有しているため、第３の絶縁膜とパッドとの密着性を向上させることができる。その結果、パッドに加えられる種々の衝撃によってパッド下の第３の絶縁膜にクラックが発生することを十分に抑制でき、またパッド剥がれや接続不良を十分に抑制できる。
【００１０】
また、本発明の一態様は、上記本発明の一態様において、前記第１の配線は、金属またはポリシリコンからなる配線であることを特徴とする半導体装置である。これにより、金属またはポリシリコンからなる配線の配置の制約によるデメリットを軽減できる。
【００１１】
本発明の一態様は、半導体基板に位置する不純物領域からなる第１の配線と、前記第１の配線及び前記半導体基板上に位置する第２の絶縁膜と、前記第２の絶縁膜上に位置する第２の配線と、前記第２の配線及び前記第２の絶縁膜上に位置する第３の絶縁膜と、前記第３の絶縁膜上に位置するバリア層と、前記バリア層及び前記第３の絶縁膜上に位置するパッドと、前記パッド及び前記第３の絶縁膜上に位置する第４の絶縁膜と、前記第４の絶縁膜に形成され、前記パッド上に位置する開口部と、を含み、前記開口部の下に位置する前記パッドの下は、前記バリア層及び前記第２の配線を有しておらず、前記第１の配線を有していることを特徴とする半導体装置である。
【００１２】
上記本発明の一態様によれば、開口部の下に位置するパッドの下は、バリア層及び第２の配線を有しておらず、不純物領域からなる第１の配線を有するため、第３の絶縁膜とパッドとの密着性を向上させることができる。その結果、パッドに加えられる種々の衝撃によってパッド下の第３の絶縁膜にクラックが発生することを十分に抑制でき、またパッド剥がれや接続不良を十分に抑制できる。
【００１３】
本発明の一態様は、半導体基板または半導体膜に位置するシリサイド領域からなる第１の配線と、前記第１の配線及び前記半導体基板上に位置する第２の絶縁膜と、前記第２の絶縁膜上に位置する第２の配線と、前記第２の配線及び前記第２の絶縁膜上に位置する第３の絶縁膜と、前記第３の絶縁膜上に位置するバリア層と、前記バリア層及び前記第３の絶縁膜上に位置するパッドと、前記パッド及び前記第３の絶縁膜上に位置する第４の絶縁膜と、前記第４の絶縁膜に形成され、前記パッド上に位置する開口部と、を含み、前記開口部の下に位置する前記パッドの下は、前記バリア層及び前記第２の配線を有しておらず、前記第１の配線を有していることを特徴とする半導体装置である。
【００１４】
上記本発明の一態様によれば、開口部の下に位置するパッドの下は、バリア層及び第２の配線を有しておらず、シリサイド領域からなる第１の配線を有するため、第３の絶縁膜とパッドとの密着性を向上させることができる。その結果、パッドに加えられる種々の衝撃によってパッド下の第３の絶縁膜にクラックが発生することを十分に抑制でき、またパッド剥がれや接続不良を十分に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法を説明するための断面図。
【図２】本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法を説明するための断面図。
【図３】本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法を説明するための断面図。
【図４】本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法を説明するための断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下では、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００１７】
［実施の形態１］
図１は、本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。
【００１８】
まず、シリコン基板等の半導体基板（図示せず）に半導体素子を形成し、その半導体基板上に第１の層間絶縁膜１１を形成する。次いで、第１の層間絶縁膜１１上にバリアメタル層１２を形成し、バリアメタル層１２上にアルミ合金膜１３を形成する。次いで、このアルミ合金膜１３上に反射防止膜等のメタル層１４を形成する。
【００１９】
次いで、メタル層１４、アルミ合金膜１３及びバリアメタル層１２をパターニングすることで、第１の層間絶縁膜１１上に第１の配線１５を形成する。次いで、第１の配線１５及び第１の層間絶縁膜１１上に第２の層間絶縁膜（第２の絶縁膜ともいう）１６を形成する。次いで、第２の層間絶縁膜１６上にバリアメタル層１７を形成し、バリアメタル層１７上にアルミ合金膜１８を形成する。次いで、このアルミ合金膜１８上にメタル層１９を形成する。
【００２０】
次いで、メタル層１９、アルミ合金膜１８及びバリアメタル層１７をパターニングすることで、第２の層間絶縁膜１６上に第２の配線２０を形成する。次いで、第２の配線２０及び第２の層間絶縁膜１６上に第３の層間絶縁膜（第３の絶縁膜ともいう）２１を形成する。次いで、第３の層間絶縁膜２１に第２の配線２０上に位置するビアホールを形成し、このビアホールの内側面及び第３の層間絶縁膜２１上にバリアメタル層２２を形成する。
【００２１】
次いで、ビアホール内及びバリアメタル層２２上にＷ膜を形成する。次いで、第３の層間絶縁膜２１上に位置するＷ膜をＣＭＰにより除去することで、ビアホール内にＷ膜からなるＷプラグ２３を埋め込む。
【００２２】
次いで、Ｗプラグ２３及び第３の層間絶縁膜２１上にバリアメタル層（バリア層ともいう）２４を形成する。このバリアメタル層２４には例えばＴｉ膜とＴｉＮ膜の積層膜またはＴｉＮ膜を用いることができる。次いで、フォトリソグラフィー技術及びエッチング技術によりバリアメタル層２４に開口部２４ａを形成する。この開口部２４ａは、後述するパッド開口部２８ａの下に位置する。次いで、バリアメタル層２４上にアルミ合金膜２５を形成し、このアルミ合金膜２５上にメタル層２６を形成する。このメタル層２６には例えばＴｉ膜とＴｉＮ膜の積層膜またはＴｉＮ膜を用いることができる。
【００２３】
次いで、メタル層２６、アルミ合金膜２５及びバリアメタル層２４をパターニングすることで、第３の層間絶縁膜２１上にパッド３０を有する第３の配線２７を形成する。次いで、第３の配線２７及び第３の層間絶縁膜２１上にパッシベーション膜（第４の絶縁膜ともいう）２８を形成する。次いで、パッシベーション膜２８にフォトリソグラフィー技術及びエッチング技術によりパッド３０上に位置するパッド開口部２８ａを形成する。
【００２４】
このようにして作製された半導体装置におけるパッド開口部２８ａの下に位置するパッド３０の下は、バリアメタル層２４及び第２の配線２０を有しておらず、且つ第１の配線１５を有している（図１参照）。つまり、パッド開口部２８ａの下に位置するパッド３０の下は、開口部２４ａを有するがバリアメタル層２４を有しないとともに、第２の配線２０を有しておらず、且つ第１の配線１５を有している。
【００２５】
本実施の形態によれば、パッド開口部２８ａの下に位置するバリアメタル層２４及び第２の配線２０を除去し、且つ第１の配線１５を配置することで、第３の層間絶縁膜２１とパッド３０との密着性を向上させることができる。その結果、パッド３０にワイヤーボンディング等の金属を接合する際、または接合した後にパッド３０下の層間絶縁膜にクラックが発生することを十分に抑制でき、またパッド３０の密着性不足によるパッド剥がれや接続不良が発生することを十分に抑制することができる。
【００２６】
また、本実施の形態では、パッド開口部２８ａの直下の配線より下の第１の配線１５をパッド開口部２８ａの下に配置することが可能であるため、配線の配置の制約によるデメリットを軽減できる。
【００２７】
なお、本実施の形態では、パッド３０をワイヤーボンディング等の金属と接合するボンディングパッドとして用いているが、パッドに衝撃が加えられるものとして利用するのであれば、種々の利用が可能である。本実施の形態のパッド３０を例えば半導体装置のプローブ検査の際にプローブ針を当てるパッドとして用いることも可能である。
【００２８】
また、本実施の形態では、アルミ合金膜からなる第１乃至第３の配線１５，２０，２７を用いているが、他の金属膜からなる第１乃至第３の配線を用いてもよい。
【００２９】
［実施の形態２］
図２は、本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法を説明するための断面図であり、図１と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。
【００３０】
半導体基板上に絶縁膜（第１の絶縁膜ともいう）３２を形成する。次いで、絶縁膜３２上にポリシリコン層を形成し、このポリシリコン層をパターニングすることで、絶縁膜３２上にポリシリコン配線３１を形成する。
【００３１】
次いで、ポリシリコン配線３１及び絶縁膜３２上に第２の層間絶縁膜（第２の絶縁膜ともいう）１６を形成する工程以降は実施の形態１と同様である。
【００３２】
本実施の形態においても実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００３３】
［実施の形態３］
図３は、本発明の一態様に係る半導体装置を示す断面図であり、図１と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。
【００３４】
図３の半導体装置は、半導体基板としてのシリコン基板３３に形成された半導体素子（図示せず）を有し、シリコン基板３３に位置する不純物領域からなる第１の配線３４を有する。この第１の配線３４及びシリコン基板３３上には図１と同様の第２の層間絶縁膜（第２の絶縁膜ともいう）１６が形成されている。パッド開口部２８ａの下に位置するパッド３０の下には第１の配線３４が形成されている。
【００３５】
次に、図３を用いて本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法を説明するが、実施の形態１と異なる部分についてのみ説明する。
【００３６】
まず、シリコン基板３３に半導体素子（図示せず）を形成する。次いで、そのシリコン基板３３に不純物イオンを注入し、熱処理を施すことにより、シリコン基板３３に不純物領域からなる拡散層である第１の配線３４を形成する。
【００３７】
次いで、第１の配線３４及びシリコン基板３３上に第２の層間絶縁膜１６を形成する工程以降は実施の形態１と同様である。
【００３８】
本実施の形態においても実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００３９】
［実施の形態４］
図４は、本発明の一態様に係る半導体装置を示す断面図であり、図１と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。
【００４０】
図４の半導体装置は、半導体基板としてのシリコン基板３３に形成された半導体素子（図示せず）を有し、シリコン基板に位置するシリサイド領域からなる第１の配線３５を有する。この第１の配線３５及びシリコン基板３３上には図１と同様の第２の層間絶縁膜（第２の絶縁膜ともいう）１６が形成されている。パッド開口部２８ａの下に位置するパッド３０の下には第１の配線３５が形成されている。
【００４１】
次に、図４を用いて本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法を説明するが、実施の形態１と異なる部分についてのみ説明する。
【００４２】
まず、シリコン基板３３に半導体素子（図示せず）を形成する。次いで、そのシリコン基板３３に金属層を形成し、この金属層とシリコン基板３３に熱処理を施すことにより、シリコン基板３３に金属シリサイド領域からなる第１の配線３５を形成する。
【００４３】
次いで、第１の配線３５及びシリコン基板３３上に第２の層間絶縁膜（第２の絶縁膜ともいう）１６を形成する工程以降は実施の形態１と同様である。
【００４４】
本実施の形態においても実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００４５】
なお、本実施の形態では、金属シリサイド領域からなる第１の配線３５をシリコン基板３３に形成するが、金属シリサイド領域からなる第１の配線は種々のシリコン層上に形成することが可能であり、例えばポリシリコン層上に形成してもよい。
【００４６】
本発明の一態様において、特定のＡ（以下「Ａ」という）の上（または下）に特定のＢ（以下「Ｂ」という）を形成する（Ｂが形成される）というとき、Ａの上（または下）に直接Ｂを形成する（Ｂが形成される）場合に限定されない。Ａの上（または下）に本発明の作用効果を阻害しない範囲で、他のものを介してＢを形成する（Ｂが形成される）場合も含む。
また上（または下）との表現による構成は、必ずしも一方向に限定されるものではなく、例えばＡの上（または下）にＢを形成する（Ｂが形成される）というとき、半導体装置が天地逆転して使用される際には、Ａの下（または上）にＢを形成する（Ｂが形成される）という場合を含む。
【符号の説明】
【００４７】
１１…第１の層間絶縁膜（第１の絶縁膜ともいう）、１２…バリアメタル層、１３…アルミ合金膜、１４…メタル層、１５…第１の配線、１６…第２の層間絶縁膜（第２の絶縁膜ともいう）、１７…バリアメタル層、１８…アルミ合金膜、１９…メタル層、２０…第２の配線、２１…第３の層間絶縁膜（第３の絶縁膜ともいう）、２２…バリアメタル層、２３…Ｗプラグ、２４…バリアメタル層（バリア層ともいう）、２４ａ…開口部、２５…アルミ合金膜、２６…メタル層、２７…第３の配線、２８…パッシベーション膜、２８ａ…パッド開口部（開口部ともいう）、３０…パッド、３１…ポリシリコン配線、３２…絶縁膜（第１の絶縁膜ともいう）、３３…シリコン基板、３４，３５…第１の配線。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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